i

PERANCANGAN DESTILATOR BIOETANOL DARI

TETES TEBU KAPASITAS 5 LITER/JAM

Disusun Oleh:

GURUH DWI BAHTIAR

09510052

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015

ii

iii

iv

v

vi

KATA PENGANTAR

Dengan segala kerendahan hati, puji syukur kami panjatkat kepada

ALLAH SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga dapat

menyelesaikan skipsi ini dengan judul “PERANCANGAN DESTILATOR

BIOETANOL DARI TETES TEBU KAPASITAS 5 LITER/JAM”. Adapun maksud

penyusunan skripsi ini adalah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

sarjana teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

Seiring penyusunan Skripsi ini, terdapat hambatan serta rintangan yang

dihadapi, namun berkat bantuan dari beberapa pihak segala kesulitan itu terasa

ringan dan dapat teratasi. Ungkapan terima kasih atas jasa baik yang selama ini

telah diterima, baik nasihat, petunjuk, ide, saran, serta bimbingan tersebut

disampaikan kepada :

1. Ayahanda Suwito Setyobudi dan Ibunda Sudanik, yang selalu

memberikan bantuan materil maupun non materil, mendo`akan,

mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan terlupakan. Adik ku

Della, Pisza yang menjadi inspirasi.

2. Bapak Ir. Sudarman, MT. Selaku Dosen Pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan serta arahan secara intensif selama

penyusunan skripsi ini dilakukan.

3. Ibu Dra.Rr Heni Hardaryati, MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang

telah memberikan masukan ide serta saran sehingga terselesaikannya

skripsi ini.

vii

4. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

5. Bapak/Ibu Dosen, TU Jurusan Teknik Mesin, Lab Mesin yang telah

bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teoritis secara

langsung maupun tidak langsung.

6. Keluarga Besar yang selalu memberikan semangat dan doa`nya selama

penempuhan studi.

7. Nasrul an Nafiq, Mochamad Billal dan Jony Wahyudi yg setia

menemani dan member support saya dalam pengerjaan tugas akhir.

8. Tema-tema teknik mesin angkatan 2009 .

9. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak atas

bantuan selama ini.

Dalam Skripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak terbahas. Oleh

sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan

untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga Allah SWT memberikan sifat

rahim-Nya kepada kita semua semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan

pembaca.

Malang, 22 Januari 2015

Guruh Dwi Bahtiar

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i

POSTER ............................................................................................................ ii

LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ............................................................... iii

BERITA ACARA BIMBINGAN TUGAS AKHIR ........................................... iv

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................ vi

ABSTRAK .......................................................................................................... vii

ABSTRACT ........................................................................................................ viii

KATA PENGANTAR ......................................................................................... ix

DAFTAR ISI ....................................................................................................... xu

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvi

BAB 1 PENDAHULUAN .................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 4

1.3 Tujuan Perancangan .......................................................................... 4

1.4Manfaat Perancangan ......................................................................... 4

1.5 Batasan Masalah................................................................................ 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 3

2.1 Tetes Tebu ......................................................................................... 6

2.2 Pengertian Umun (etanol) ................................................................. 6

ix

2.3 Pengertian Distilasi ........................................................................... 8

2.4 Prinsip Kerja Destilator ..................................................................... 11

2.5 Proses Pembuatan Etanol .................................................................. 12

2.6 Perpindahan Panas ............................................................................ 14

2.7 Dimensi Tabung Destilator ............................................................... 20

2.8 Proses Rambat Panas Alat Distilasi .................................................. 22

2.9 Penguapan Etanol .............................................................................. 23

2.10 Uap Yang Mengalir Lewat Dalam Pipa Kondensor ....................... 24

2.11 Menentukan Perpindahan Panas Konveksi Dalam Pipa ................. 26

2.12 Menentukan Kondisi Aliran Lawan Arah Pada Kondensor ............ 26

2.13 Menentukan Panjang Pipa Kondensor ............................................ 27

BAB III METODELOGI PERANCANGAN ..................................................... 29

3.1 Tinjauan Umum ............................................................................... 29

BAB IV PERHITUNGAN .................................................................................. 32

4.1 Data Teknis ...................................................................................... 32

4.1.1 Perhitungan Ukuran Minimum Tabung Pemanas .................... 32

4.2 Perancangan Dimensi Tabung pemanas............................................ 33

4.2.1 Ketel Pemanas ......................................................................... 33

4.2.2 Tutup Tabung Pemanas ........................................................... 34

4.3 Perancangan Dimensi Tabung Penampung Etanol ........................... 36

4.3.1 Perhitungan Minimum Tabung Penampungan Etanol ............ 36

4.3.1.1 Tabung Penampung Etanol .................................................. 37

x

4.4 Perhitungan Proses Rambat Panas .................................................... 37

4.5 Laju aliran Uap .................................................................................. 38

4.6Perhitungan Tegangan Pada Ketel ..................................................... 39

4.6.1 Tekanan Akibat Beban ............................................................ 39

4.6.2 Tekanan Uap Akibat Temperatur ............................................ 40

4.6.3 Tegangan Radial Yang Bekerja Pada Sisi-Sisi Ketel .............. 41

4.7 Perencanaan Kondensor .................................................................... 41

4.7.1 Aliran Dalam Pipa ................................................................... 42

4.7.2 Luas Aliran Dalam Pipa .......................................................... 43

4.7.3 Aliran Air di luar Pipa ............................................................. 44

4.8 Koefisien Perpindahan Panas Keseluruhan ....................................... 46

4.9 Perhitungan Tegangan Pada Dinding Pipa ........................................ 48

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 49

5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 49

5.2 Saran .................................................................................................. 50

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 51

LAMPIRAN

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Konversi Bahan Baku ............................................................` 12

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Proses Pembuatan Bioetanol ..............................................13

Gambar 2.2 Bagian penunjuk arah aliran Kalor ......................................16

Gambar 2.3 Konduksi Kalor Satu Dimensi ............................................17

Gambar 2.4 Perpindahan Kalor Konveksi Dan Sudut Plat ....................18

Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan .................................................31

Gambar 4.1 Tabung Pemanas .................................................................34

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Tabel ukuran pipa tembaga type K

Lampiran 2 Tabel sifat-sifat air

Lampiran 3 Tabel sifat sifat udara

Lampiran 4 Tabel berat jenis etanol

Lampiran 5 Ganbar destilator

Lampiran 6 Gambar Ass Tungku

Lampiran 7 Gambar Ass Tungku

Lampiran 8 Gambar Ass Ketel Pemanas

Lampiran 9 Gambar Part Ketel Pemanas

Lampiran 10 Gambar Part Tutup Ketel

Lampiran 11 Gambar Ass Kondensor

Lampiran 12 Gambar Part Tabung kondensor Dan Tabung Penampung

Lampiran 13 Gambar Pipa Tembaga Tipe K

Lampiran 14 Gambar Bantalan

Lampiran 15 Gambar Part Tambahan

xiv

DAFTAR PUSTAKA

Suryanto, dkk. 2004.kimia 3B. Jakarta: grasindo,2004

Juwita, Ratna 2012. Studi Produksi Alkohol Dari Tetes Tebu, 2012

Humphrey, L Jimmy ,Keller II, E george.1997.Separation Proccess

Technologi. USA: MC Graw Hill, 1997

Holman J.P, Jasjfi.E .1994. Perpindahan Kalor Edisi ke Enam. Jakarta :

Erlangga, 1994

Tamrin Drs, Dkk. 2003. Rahasia Penerapan Rumus-Rumus Fisika SMP.

Surabaya : Gitamedia Press, 2003

https://www.academia.edu/7248691/Membuat_Bioetanol_dari_Tetes ;

diakses 03-07-2013

http://rumus-online.blogspot.com/2010/05/rumus-matematika-rumus-

volume-limas.html ; diakses 03-07-2013

http://klikbelajar.com/umum/pengertian-kalor-dan-perambatannya/ ;

diakses 04-07-2013

http://ridwanaz.com/umum/alam/pengertian-kalor-dan-macam-macam-

cara-perpindahan-panas/; diakses 03-07-2013

http://rolanrusli.com/destilasi ; diakses 04-07-2012

http://ndarucs.blogspot.com/2010/02/distilasi.html ; diakses 04-07-2012

http://www.htysite.com/bio%20etanol%2002.htm ; diakses 04-07-2012

http://id.scribd.com ; diakses 04-07-2012

http://id.wikipedia.org/wiki/Lingkaran ; diakses 04-07-2012

http://www.slideshare.net/hermanibrahim1/penghitungan-yield-etanol;

diakses 04-07-2012