DESIGN HEAT EXCHANGER PEMBUATAN VCO

TUGAS KELOMPOK
THERMODINAMIKA

RANCANG BANGUN ALAT PEMINDAH PANAS HEAT EXCHANGER
SEBAGAI SALAH SATU TEKNOLOGI ALTERNATIF
DALAM PEMBUATAN MINYAK KELAPA MURNI (VIRGIN COCONUT OIL)

OLEH
KELOMPOK X
VIVIN SURYATI G621 08 252
RISMAWATI G621 08 259
NURFITRIANTI G621 08 268
AISYAH ALIMUDDIN L G621 08 013
FEBRIYANTO G621 08 251

PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2010
I. PENDAHULUAN
I.I Latar Belakang
Heat exchanger merupakan suatu alat yang dapat memindahkan panas atau energi, baik dengan metode konveksi, radiasi maupun konduksi. Heat Exchanger memanfaatkan perbedaan suhu untuk memindahkan panas.
Minyak kelapa murni (Virgin Coconut Oil) merupakan salah satu hasil olahan dari buah kelapa (Cocus nucifera). VCO dimanfaatkan sebagai bahan suplemen dan bahan baku farmasi serta kosmetik. Selain itu, VCO telah dikenal sejak lama oleh masyarakat sebagai sebagai minyak goreng. Indonesia sebagai negara tropis, memiliki prospek tinggi dalam produksi buah kelapa Hal ini akan mendukung agroindustri pengolahan kelapa menjadi minyak kelapa murni (VCO).
Proses pembuatan VCO pada masyarakat masih dilakukan secara tradisional/sederhana (cara basah), tidak memerlukan keahlian khusus dan alat-alat tertentu. Pemanasan dengan teknik manual merupakan salah satu proses utama dalam pembuatan VCO. Santan akan dipanaskan sampai suhu 950 C hingga diperoleh minyak kelapa murni (Sutarmi dan Hartin Rozaline, 2005).
Rancang bangun alat pemindah panas (Heat Exchanger) merupakan salah satu alternatif yang dapat mengefisienkan proses pengolahan kelapa menjadi minyak kelapa murni. Dalam hal ini, rancang bangun akan memanfaatkan perbedaaan suhu antara fluida pembawa panas (uap) dan fluida bahan (santan). Santan akan akan mendapatkan transfer panas maksimal sehingga diperoleh minyak kelapa murni.
Berdasarkan landasan tersebut di atas maka dibangunlah suatu design Heat Exchanger dengan estimasi dan kalkulasi yang berdasar.
I.2 Tujuan
Adapun tujuan dari perancangan alat Heat Exchanger Pembuat VCO adalah sebagai berikut:
Mampu memaksimalkan proses pemanasan santan dengan heat exchanger untuk menghasilkan minyak kelapa murni (VCO)
Membuat design Exchanger yang sesuai dengan proses pengolahan kelapa menjadi VCO
I.3 Kegunaan
Rancang bangun alat pemindah panas (Heat Exchanger) Pembuat VCO dapat memberikan beberapa manfaat, diantaranya adalah :
Sebagai salah satu aplikasi teknologi pengolahan pembuatan VCO
Dapat menjadi referensi bagi para industri pengolahan minyak kelapa murni
Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dari Perancangan Alat Pemindah Panas adalah:
Apakah yang dimaksud degan Virgin Coconut Oil?
Bagaimanakah proses pengolahan kelapa menjadi VCO dengan metode pemanasan?
Bagaimanakah design alat pemindah kalor (Heat Exchanger) yang ideal dalam pembuatan minyak kelapa murni (VCO)?
Bagaimana perhitungan matematis dalam proses pindah panas yang terjadi dalam alat Heat Exchanger?



II. TINJAUAN PUSTAKA
Minyak Kelapa Murni / Virgin Coconut Oil
Virgin Coconut Oil (VCO) atau minyak kelapa murni merupakan salah satu produk diversifikasi kelapa yang akhir-akhir ini sedang menjadi primadona karena beberapa khasiatnya, disamping harganya yang tinggi cukup menggiurkan untuk diusahakan. VCO lebih banyak dimanfaatkan sebagai bahan suplemen don bahan baku farmasi serta kosmetik daripada sebagai minyak goreng. Saat ini nilai jualnya dapat meningkat lebih 500% dibanding minyak kelapa biasa yang harganya Rp. 7000/liter (Anonim I, 2006).
Berbagai macam penyakit dapat dicegah dengan mengkonsumsi VCO karena adanya kandungan asam lemak rantai sedang seperti asam laurat dalam VCO tersebut. Beberapa khasiat dari VCO adalah membunuh berbagai virus, bakteri, jamur dan ragi penyebab berbagai penyakit, mencegah hipertensi, diabetes, sakit jantung, kanker, lever dan mencegah pembesaran kelenjar prostat
(Anonom I, 2006).
Teknik pembuatan VCO dilakukan dengan cara pemanasan bertahap dan terkontrol, yaitu (Anonim I, 2006) :
1. Persiapan bahan baku
Bahan utama pembuatan VCO adalah buah kelapa segar yang sudah tua atau matang dengan ciri-ciri sabut berwarna coklat dan buah belum ada yang berkecambah. Umur buah kelapa berkisar 11-12 bulan. Buah kelapa yang demikian akan menghasilkan rendemen minyak yang banyak.

2. Pembuatan santan
Santan dibuat dengan cara kelapa dikupas don diparut dengan mesin pemarut kemudian diperas dengan air bersih dengan perbandingan air dan kelapa adalah 2: 1. Pemisahan suntan don ampas kelapa dilakukan dengan cara disaring menggunnkan kain atau saringan.
3. Pemisahan krim
Santan ditempatkan dalam wadah plastik atau ember plastik transparan. Penggunaan wadah /ember plastik transparan bertujuan agar bahan santan dalam wadah akan tampak dari luar. Dengan demikian pemisahan santan dengan krim akan mudah diamati. Santan didiamkan selama 3 jam. Setelah 3 jam suntan akan terpisah men jadi tiga lapisan yaitu krim (kaya minyak), lapisan tengah berupa skim (kaya protein) dan lapisan bawah berupa endapan. Bagian yang dimanfaatkan untuk pembuatan VCO adalah krim. Krim dipisahkan dengan menggunakan selang plastik kecil, satu ujung selang diletakkan pada lapisan krim dan ujung lain pada wadah penampung.
4. Pemanasan krim santan
Krim merupakan bagian santan yang kaya minyak. Agar kandungan minyak dapat diambil dari krim maka diperlukan proses pemanasan pada suhu 80 - 100 ° C. Pemanasan dapat dilakukan di atas api menggunakan wajan yang baru (tidak bekas pengolahan produk lain). Hal ini dilakukan untuk menghindari perubahan dan warna dari minyak yang dihasilkan. Pengadukan dilakukan secara terus menerus. Lama pemanasan santan sampai diperoleh minyak yang belum matang adalah 3 jam ditandai terbentuknya blondo. Blondo yang terbentuk masih berwarna putih dan masih mengandung minyak 10 - 15 %. Untuk mengeluarkan minyak dari blondo dilakukan pengepresan blondo. Bahan minyak didinginkan dan disaring sebanyak tiga kali dengan menggunakan kertas saring.
5. Pemanasan minyak
Untuk mendapatkan minyak murni, minyak yang belum matang dipanaskan kembali. Pemanasan dilakukan pada suhu 80 - 100° C sampai minyak berwarna bening. Bila masih ada blondo, blondonya berwarna coklat muda.
2.2 Heat Exchanger
Heat Exchanger merupakan sebuah alat yang dibangun untuk mengefisienkan pindah panas dari suatu medium ke medium lainnya, mediumnya boleh saja dipisahkan oleh dinding yang bersifat padat sehingga tidak bercampur ataupun terjadi kontak langsung (Anonim II, 2010)
Terdapat beberapa tipe Heat Exchanger, diantaranya adalah sebagai berikut (Anonim II, 2010):




III. METODOLOGI
3.1 Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam proses rancang bangun Heat Exchanger Pembuat Virgin Coconut Oil yaitu:
Bahan yang digunakan adalah kelapa dan air dengan perbandingan 1:2
Alat yang digunakan adalah
Pipa Aluminium
Pompa
Ketel uap
4. Thermostat
3.2 Asumsi
Dalam perancangan model , terdapat asumsi yang menjadi batasan.
Perpindahan kalor terjadi pada kondisi mantap
Koefisien pindah panas santan di sepanjang pipa dianggap konstan
Tidak ada pindah panas secara aksial melaui konduksi pada pipa
Panas bertukar diantara dua fluida yang mengalir melalui heat exchanger. Dianggap bahwa tidak ada heat loss yang terjadi sepanjang heat exchanger. Selain itu, tidak ada kalor yang menyebar ke luar.






LAMPIRAN : Perhitungan Matematis Design Heat Exchanger
1. Perhitungan Rancangan Design
Diketahui : Diameter dalam pipa (D) = 0,025 m
Laju massa santan (m) = 0,5 kg/s
Suhu santan awal (T1) = 95 0 C
Suhu santan akhir (T2) = 30 0 C
Suhu awal fluida pembawa panas (uap) = 120 0 C
Suhu akhir fluida pembawa panas (air ) = 97 0 C
Panas spesifik (Cp) =
Panjang pipa (l) = 100 m
Ditanyakan : Koefisien pindah panas dari pipa (Aluminium) ke santan (U) ?
Penyelesaian
q= m Cp (T1–T2)
q = 0,5 x Cp x (95-30)
q = 325 Cp = U A Δ Tlm
A = π D l
A = 3,14 x 0,025 x 100
A = 7,85 m2
Untuk mengetahui koefisien pindah panas pipa, maka Δ Tlm harus diketahui
Δ T1 = TH exit - TC exit
= 97 - 95
= 2
Δ T2 = TH inlet - TC enlit
= 120 – 30
= 90
Δ Tlm = (Δ T2-Δ T1)/(ln (Δ T2)/(Δ T1))
Δ Tlm = (90-2)/(ln 90/2)
Δ Tlm = 88/ ln 45
Δ Tlm = 88/3,8067
Δ Tlm = 23,117 0 C
Q = U A (Δ Tlm )
325 Cp = U x 7,85 x 23,117
325 Cp = U x 181,468
U =(325 Cp)/181,468
U = J. m-2 °C-1









LAMPIRAN : RANCANGAN DESIGN HEAT EXCHANGER PEMBUATAN VCO

KETERANGAN

CREATED BY VIVIN SURYATI




LAMPIRAN : VIRGIN COCONUT OIL












DAFTAR PUSTAKA
Sutarmi dan Hartin Rozaline. 2005. Taklukkan Penyakit dengan VCO. Jakarta. Penebar Surabaya
Anonim II. 2010. Heat Exchanger. Http : //id. Wikipedia.org/. Diakses pada Kamis, 1 April 2010
Anonim I.2006. Teknik Pembuatan VCO.
Supratomo dan Mursalim. 2010. Thermodinamika dan Perpindahan Panas.
Teknologi Pertanian Universitas Hasanuddin