Plate Heat Exchanger

makalah

Alat Industri kimia

Plate Heat Exchanger

 

DISUSUN OLEH:

NAMA                :        Muhammad Ilham

NIM                     :        12 03 015

Jurusan                :        I TPL A

                       

KEMENTRIAN PERINDUSTRIAN RI

PENDIDIKAN TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI

PTKI MEDAN

2013

BAB I

PLATE HEAT EXCHANGER

1.1              PENGERTIAN

Alat penukar panas pelat dan bingkai terdiri dari paket pelat – pelat tegak lurus, bergelombang, atau profil lain. Pemisah antara pelat tegak lurus dipasang penyekat lunak (biasanya terbuat dari karet ). Pelat – pelat dan sekat disatukan oleh suatu perangkat penekan yang pada setiap sudut pelat 10 (kebanyakan segi empat) terdapat lubang pengalir fluida. Melalui dua dari lubang ini, fluida dialirkan masuk dan keluar pada sisi yang lain, sedangkan fluida yang lain mengalir melalui lubang dan ruang pada sisi sebelahnya karena ada sekat

Plate Heat Exchanger merupakan suatu alat yang berfungsi sebagai penukar panas yang menggunakan plat logam untuk mentransfer panas antara dua fuida. Keuntungan besar menggunakan plate heat exchanger ialah sebagai penukar panas konvensional yang baik. Kemampuan transfer panas yang baik akan meningkatkan kecepatan perubahan suhu. Konsep dibalik penukar panas ini adalah penggunaan plat yang dapat digunakan sebagai penahanan untuk fluida panas atau dingin, suatu fluida mentransfer panasnya ke fluida lain dengan cara mengaliri sebuah plat yang sudah terisi dengan fluida yang lain. Dalam kebanyakan kasus, penukar terdiri dari plat berisi satu fluida yang melewati ruang berisi cairan lain. Dinding plat biasanya terbuat dari logam, atau zat lain dengan konduktivitas panas yang tinggi, untuk memfasilitasi pertukaran, sedangkan casing luar terbuat dari plastik atau dilapisi dengan isolasi termal, untuk mencegah panas yang melarikan diri dari exchanger. Solusi steam heat exchanger memungkinkan panas yang lolos dari sumberpanas utama, agar menjadi cairan sekunder tanpa melalui kontak secara langsung

Plate Heat Exchanger Gasket

Pelat dari Heat Exchanger ini normalnya memiliki ketebalan berkisar antara 0,5 hingga 3 mm dan jarak antara tiap pelat antara 1,5 hingga 5 mm. Luas permukaan pelat tersebut berkisar antara 0,03 hingga 1,5 m², dengan rasio lebar/panjang antara 2 sampai 3. Luas permukaan Plate and Frame Heat Exchanger bervariasi dari yang paling kecil sebesar 0,03 m² sampai dengan yang paling besar yaitu 1500 m². Laju alir maksimum fluida yang diizinkan terbatas hingga 2500 m³/jam.

Kelebihan dan kekurangan dari Plate and Frame Heat Exchanger jika dibandingkan dengan Heat Exchanger Shell and Tube konvensional adalah sebagai berikut :

Kelebihan:

1. Pelat lebih banyak diminati ketika harga material tinggi
2. Plate and Frame Heat Exchanger mudah dirawat
3. Pendekatan temperatur terendah yang masih bisa digunakan hingga 1^oC dibandingkan dengan Heat Exchanger Shell and Tube yang sebesar 5 – 10 ^oC.
4. Plate and Frame lebih fleksibel, dapat dengan mudah pelatnya ditambah
5. Plate and Frame Heat Exchanger lebih tepat digunakan untuk material yang memiliki viskositas yang tinggi
6. Temperature correction factor, Ft, akan lebih tinggi karena alirannya lebih mendekati aliran Counter Current yang sesungguhnya.
7. Fouling cenderung lebih kecil kemungkinan terjadi.

Kerugian :

1. Pelat  merupakan bentuk yang kurang baik untuk menahan tekanan. Plate and Frame Heat Exchangertidak sesuai digunakan untuk tekanan lebih dari 30 bar.
2. Pemilihan material gasket yang sesuai sangatlah penting
3. Maksimum temperatur operasi terbatas hingga 250 ^oC dikarenakan performa dari material gasket yang sesuai.

1.2       Jenis – jenis Plate Heat Exchanger

Plat Heat Exchanger  yang banyak dijumpai di industri dapat dikelompokan menjadi menjadi dua jenis:

·         Glue Type.

 Tipe glue ini memerlukan lem untuk memasang Gasket pada plat. lem yang digunakan hendak nya ialah lem yang mempunyai ketahanan terhadap panas yang baik.

Type glue

·         Clip Type.

 Disisi luar gasket tipe ini terdapat clip-clip, sehingga dalam pemasangannya cukup menancapkan clip-clip tersebut ke lubang yang terdapat pada plat. Pemasangan gasket tipe ini lebih mudah dan ringkas jika dibandingkan dengan tipe glue.

Type clip

1.3       Bagian – bagian Plate Heat Exchanger

Plate Heat Exchanger  Dengan  Condensate Level Control

Gambar 4.4 PHE pada Kendali Tingkat Kondensat

Tabel 4.1 Penjelasan Fungsi Komponen PHE pada Kendali Tingkat Kondensat

Bag	Komponen	Fungsi
1	Isolasi Valve	Untuk mengisolasi instalasi dari pasokan uap
2	Separator	Untuk melindungi instalasi dari steam basah
3	Stainer	Untuk melindungi katup kontrol dari serpihan
4	Hi-limit Control Valve	Untuk melindungi fromovertemperature instalasi
5	Pressure Gauge	Untuk memonitor tekanan pasokan uap
6	Pressure Reducing Valve	Untuk mengurangi tekanan untuk sistem
7	Pressure Gauge	Untuk memonitor tekanan pasokan uap
8	Safety Valve	Untuk melindungi peralatan dari tekanan uap yang turun
9	Isolation Valve	Untuk mengisolasi ventilasi udara & vakum pemutus pasokan uap
10	Vacuum Breaker	Untuk membantu penghapusan kondensat dari pemanas pada semua kondisi
11	Air Vent	melampiaskan udara dari pasokan uap pada alat penukar panas
12	Isolation Valve	Untuk mengisolasi ventilasi udara & vakum pemutus pasokan uap

BAB II

KEGUNAAN PLAT HEAT EXCHANGER

2.1       Aplikasi Heat Exchanger Dalam Industri

Plate and Frame Heat Exchanger digunakan secara luas di industri makanan dan minuman, karena pada industri tersebut sering melakukan inspeksi dan pembersihan. Penggunaan dari Plate and Frame Heat Exchanger ini tergantung dari biaya relatif dibandingkan dengan Heat Exchanger shell and tube konvensional.

Plate Heat Exchanger mempunyai banyak aplikasi, dan pada setiap aplikasinya mempunyai persyaratan yang berbeda-beda, misalnya pada industri permen, PHE Gasket haruslah aman terhadap makanan, tahan terhadap panas tinggi (130C), tahan terhadap soda api (costic soda).  Kami menyediakan PHE Gasket dengan berbagai jenis karet yang sesuai dengan.pengaplikasiannya.

2.2       Kinerja Plate Heat Exchanger

Plate Heat Exchanger (PHE) berfungsi sistem pemanas atau pendingin dari suatu sistem produksi. Meskipun terdapat beberapa sistem lain, tetapi dari pengalaman di lapangan dapat disimpulkan bahwa PHE mempunyai daya hantar panas baik dan suli tuntuk ditandingi sistem yang lain, salah satu contoh nyata, pada industry permen, sistem PHE digunakan sebagai pemanas permen (hard candy) yang akan dicetak ,dengan digunakannya sistem PHE, maka permen yang dihasilkan jauh lebih bening dibandingkan dengan sistem pemanas yang lain. Pembahasan singkat ini berfokuspada PHE Gasket (Seal PHE). Dari semua komponen yang ada pada sistem PHE, PHE Gasket merupakan komponen yang paling sering diganti, karena setiap pembongkaran PHE sebagian besar PHE Gasket sudah tidak dapat digunakan lagi karena mengalami deformasi bentuk (gepeng).

Proses Plate heat exchanger

Berikut ini adalah prosedur pada perancangan awal suatu Heat Exchanger Tipe Plate and Frame, sebagai berikut :

1. Hitung Beban Panas, laju panas yang dibutuhkan.
2. Jika spesifikasinya belum lengkap, tentukan  temperatur fluida yang belum diketahui atau laju alir fluida dengan menggunakan neraca panas
3. Hitung Temperatur Rata-rata Logaritmik ΔT_LMTD
4. Tentukan Faktor Koreksi ΔT_LMTD (log mean temperature correction factor), Ft’
5. Hitung ΔT_LMTD terkoreksi, ΔT_M
6. Perkirakan   Overall Heat  Transfer Coefficient.
7. Hitung luas permukaan yang dibutuhkan
8. Tentukan jumlah pelat yang dibutuhkan = Luas permukaan total/luas permukaan satu pelat.
9. Hitung Film Heat  Transfer Coefficients untuk masing-masing aliran.
10. Hitung overall coefficient, perhitungkan fouling factor
11. Bandingkan hasil yang diperoleh dari perhitungan dengan yang diasumsikan sebelumnya. Jika sudah cukup, katakanlah errornya antara 0 – 10 %  maka selesai, namun jika belum cukup, kembali ke langkah 8 dan tambah atau kurangi jumlah pelat.
12. Cek pressure drop untuk masing-masing aliran.

Penukar panas ganbar plate and frame

2.3       DESAIN – DESAIN PLATE HAET EXCHANGER

2.3.1    Contoh Plate Heat Exchanger

2.3.1    Skema Proses Plate Heat Exchanger

Proses perpindahan panas fluida

Skema perpindahan panas plat berlapis

Proses alur dua fluida dalam plat

Poses perpindahan panas dua fluida

DAFTAR  PUSTKA

1.      http://www.brighthub.com/engineering/mechanical/articles/64548.aspx

2.      http://id.scribd.com/doc/68496364/9-BAB-IV-PHE

3.      http://id.scribd.com/doc/68496364/9-BAB-IV-PHE

4.      http://mvf-processenginer.blogspot.com/2010/10/plate-@-exchanger.html?spref=bl

5.      http://agushoe.wordpress.com/2009/02/20/perancangan-plate-and-frame-heat-exchanger/

6.      http://www.sumantry.com/produk/produk-static-item/51-plate-heat-exchanger-gasket-phe