Journal of Engineering Environtment Energy and Science Vol.
No.
Juni 2022, pp.
e-ISSN : 2828-6170 Perhitungan Neraca Panas dan Neraca Massa pada Proses Produksi Pelumas di PT.
X di Tambun Bekasi Shelly Indah Agustina*1 Program Studi Teknik Kimia.
Fakultas Teknik.
Universitas Bhayangkara Jakarta Raya.
Jl.
Perjuangan.
Bekasi Utara.
Indonesia e-mail: *1agustinashevlly.
00@gmail.
Abstract The author has done practical work at PT.
X Tambun Bekasi which handles the lubricant production Lubricants are an integral part of engine protection.
Lubricants function to prevent friction between two metal surfaces, and have vibration dampening properties.
The manufacture of lubricants at PT.
X has a reaction system that can be calculated and runs ideally, presented in the calculation of the mass and heat balance.
Therefore, the purpose of this research is to calculate the heat and mass balance in PT.
The research method used is to collect data while the author is doing practical work, and a simple analysis is carried out.
The results obtained are the calculation of the heat balance and mass balance obtained in the process of mixing the production of this lubricant, there is no reduction in the material that occurs, the mass of material entering 1000 kg is the same as the mass of material leaving 1000 kg.
The results of the calculation of the heat energy balance required and released are the same, namely 41000 J/hour, then the amount of steam needed to heat up to a temperature of 70EE is 0172 kg/J.
Keywords : Lubricants.
Heat Balance, and Mass Balance Abstrak Penulis telah melakukan kerja praktek di PT.
X Tambun Bekasi yang menangani tentang proses produksi pelumas.
Pelumas adalah bagian yang tak terpisahkan dalam perlindungan mesin.
Pelumas berfungsi untuk mencegah terjadinya gesekan antara dua permukaan logam, dan memiliki sifat peredam getaran.
Pembuatan pelumas di PT.
X memiliki sistem reaksi yang dapat diperhitungkan dan berjalan ideal, disajikan dalam perhitungan neraca massa dan panas.
Oleh karena itu, tujuan penelitian ini adalah menghitung neraca panas dan massa di PT.
Metode penelitian yang digunakan adalah dengan melakukan pengumpulan data selama penulis melakukan kerja praktek, dan dilakukan analisis Hasil yang didapat adalah perhitungan neraca panas dan neraca masa yang diperoleh pada proses mixing produksi pelumas ini tidak ada pengurangan bahan yang terjadi massa bahan yang masuk 1000 kg sama dengan massa bahan yang keluar 1000 kg.
Hasil perhitungan neraca energi kalor yang dibutuhkan dan dilepaskan adalah sama yaitu 41000 J/jam, kemudian jumlah uap yang dibutuhkan untuk memanaskan sampai suhu 70EE sebesar 0,0172 kg/J.
Kata Kunci: Pelumas.
Neraca Panas, dan Neraca Massa
PENDAHULUAN
Di era globalisasi ini persaingan akan semakin ketat termasuk di Indonesia, begitu juga untuk para industri yang dituntut untuk dapat bersaing.
Semua perusahaan harus mempersiapkan diri untuk menghasilkan produk dengan kualitas yang terjamin.
Seiiring dengan tuntutan tersebut, maka perusahaan perlu menetapkan sasaran mutu pada departemen dan unit operasi agar dapat mencapai hal yang diinginkan.
Perusahaan akan melaksanakan dan meninjau kembali sistem secara berkesinambungan, sistematis serta efektivitasnya sesuai dengan perkembanganya persyaratan pasar dan kemampuan teknologi.
Dalam hal ini, penulis telah melakukan kerja praktek di PT.
X Tambun Bekasi yang menangani tentang proses produksi pelumas.
Pelumas merupakan bagian yang tak terpisahkan yang dibutuhkan mesin untuk melindungi komponen-komponen mesin dari keausan.
Pelumas merupakan fraksi hasil destilasi minyak bumi yang memiliki suhu 105AC-135AC.
Kerja pelumas adalah memberi separasi antar elemen mesin, sehingga tidak terjadi kontak.
Ketebalan lapisan film yang diberikan oleh pelumas pada daerah kontak adalah sekitar 0,1-1,0 um dengan demikian tidak terjadi keausan pada masing masing elemen (Darmanto, 2.
Prinsip dasar dari pelumas adalah Available Online at : http://ejurnal.
id/index.
php/joes Shelly Indah Agustina Submitted: 24/06/2022.
Revised: 27/06/2022.
Accepted: 29/06/2022.
Published: 30/06/2022 mencegah terjadinya solid friction atau gesekan antara dua permukaan logam, dan memiliki sifat pendingin dan peredam getaran yang dapat membawa ataupun mengangkut kotoran pada peralatan motor (Lim et al.
, 2017 dan B.
Buhshan, 2.
Penggunaan pelumas juga bergantung kepada sistem kerja standar harian, dengan contoh penggunaan pelumas semi synthetic dapat digunakan pada perputaran mesin yang lebih berat, sedangkan pelumas yang full synthetic dapat digunakan pada putaran mesin yang tinggi dan extrim seperti mortar balap (Antoniuswijaya, 2.
Penentuan pelumas ini dapat didasarkan pada suhu mesin, jika suhu mesin yang cenderung tinggi, maka kekentalan pelumas cenderung turun dan pelumas juga akan mengalami pemuaian volume, begitu pula sebaliknya bila suhu mesin rendah maka kekentalan pelumas akan cenderung meningkat, dan pelumas akan mengalami penyusutan volume (Taufik, 2.
Penggunaan pelumas juga membuat gerakan dari masing-masing logam dapat berjalan lancar tanpa banyak energi yang terbuang.
Selain dari sifat utama pelumas sebagai pelindung mesin dari keausan, pelumas juga dituntut untuk memiliki berbagai sifat unggul lainnya seperti, pour point yang rendah, volatilitas rendah, stabil terhadap panas dan oksidasi, serta indeks viskositas yang tinggi.
Pelumas berkualitas rendah bila digunakan, mesin akan menjadi mudah rusak atau terdekomposisi, sehingga akan berkurang atau bahkan hilang daya lumasnya.
Menurut Darmanto, 2011 pelumas adalah zat kimia, cairan, yang diberikan dua benda bergerak untuk mengurangi gaya gesek.
Pelumas memiliki fungsi diantaranya adalah mengurangi keausan, mengurangi gesekan, mencegah karat, mengontrol kontaminasi, mengatur suhu, menyalurkan tenaga.
Klasifikasi fungsi pelumas terbagi menjadi dua yaitu Engine oil dan Industrial oil.
Engine oil adalah pelumas otomotif yang diaplikasikan pada kendaraan .
id, 2.
Istilah-istilah dalam engine oil biasanya dikenal dengan istilah SAE (Society Of Automotive Engineer.
API (American Petrolium Institut.
, dan JASO (Japan Automobile Standard Organizatio.
SAE adalah sebuah kode standar internasional untuk identifikasi kekentalan pelumas.
API (American Petrolium Institut.
yaitu sebuah kode standar amerika untuk menentukan kualitas pelumas.
JASO (Japan Automobile Standard Organizatio.
yaitu sebuah standar jepang untuk menunjukan pelumas digunakan untuk motor manual atau matic.
Sedangkan multigrade untuk pelumas yang bisa dipakai di 2 kondisi cuaca.
Industri-industri pelumas yang ada di Indoensia biasanya menggunakan leboh dari satu standar, dan yang paling sering digunakan adalah SAE.
PT X memproduksi pelumas monograde dan multigrade.
Industrial oil adalah pelumas industri yang diaplikasikan pada mesin industri .
id, 2.
Istilah dalam industrial oil biasanya dikenal dengan istilah ISO VG (Internasional Standards Organization Viscosity Grad.
Industrial oil dibedakan berdasarkan perbedan kekentalan.
Semakin tinggi angka dibelakang ISO VG maka kekentalan pelumas tersebut semakin tinggi.
Contoh pelumas ISO VG 32.
ISO VG 46.
ISO VG 68.
ISO VG 100.
ISO VG 150, dan lain sebagainya.
Bahan baku utama pelumas adalah base oil.
Base oil diperoleh dari proses destilasi minyak bumi.
Komposisi yang digunakan di dalam kandungan pelumas sebesar 80-90%.
Klasifikasi base oil dibedakan berdasarkan jenisnya ada kelompok mineral, semi sintetik, sintetik, polyalphaolefin, dan ester (Spec.
id, 2.
Selain base oil, bahan additive juga diperlukan dalam pembuatan pelumas.
Fungsi dari additive yaitu untuk meningkatkan performance pelumas sesuai dengan kebutuhan.
Klasifikasi additive dibedakan berdasarkan fungsinya yaitu anti foam .
ntuk mencegah terbentuknya busa pada peluma.
, anti korosi .
ntuk mencegah terjadinya karat pada bagian logam yang berhubungan dengan peluma.
, anti-wear .
ntuk mencegah gesekan gesekan dan keausan pada permukaan mesi.
, anti oksidan .
ntuk mencegah terjadinya proses oksidasi pada molekul peluma.
, detergen .
ntuk menjaga permukaan logam bebas kotora.
, dispersant .
ntuk mengendalikan dan membawa kotoran agar terdispersi merata dalam peluma.
, friction modifier .
eningkatkan tingkat kelicinan film pada peluma.
, viscosity improver .
ntuk menjaga kekentalan oli pada suhu rendah maupun tingg.
, dan pour point dispersant .
ntuk menjadikan pelumas tetap mudah mengalir pada suhu renda.
Additive ditambahkan pada proses pencampuran (Spec.
id, 2.
Berdasarkan latar belakang tersebut kualitas pelumas perlu diperhatikan sehingga penggunaan pelumas yang tidak memenuhi kualitas yang disyaratkan dapat dihindari.
Selain itu, informasi kualitas pelumas yang akurat dan obyektif juga harus sesuai dan tertera di dalam kemasan yang telah beredar dipasaran.
Kualitas pelumas juga ditentukan dari kondisi maupun proses pabriknya yaitu mulai dari sistem reaksi bahan baku hingga konversi menjadi produk jadi.
Journal of Engineering Environment Energy and Science: Juni 2022 Perhitungan Neraca Panas dan Neraca MassaA.
Cara pembuatan Pelumas di PT.
X terdiri atas tiga tahap yaitu weighing, mixing, packing.
Proses weighing adalah proses penimbangan bahan baku yaitu base oil dan additive.
Proses mixing adalah proses pencampuran bahan baku hingga homogen.
Metode mixing yang digunakan adalah blending dengan alat mixer yang dilakukan di tangki blending.
Terakhir adalah proses packing adalah proses pengemasan produk jadi berupa drum .
ntuk kapasitas 200 K.
, bulk .
ntuk kapasitas 1800 K.
, pail .
ntuk kapasitas 20 Kg dan 5k.
, maupun botol .
ntuk kapasitas 1 K.
Keseluruhan proses pembuatan pelumas di PT.
X memiliki sistem reaksi yang dapat diperhitungkan.
Sistem reaksi dalam proses yang berjalan ideal dapat disajikan dalam perhitungan neraca massa dan neraca panas.
Oleh karena itu, tujuan penelitian ini adalah menghitung neraca panas dan neraca massa PT.
METODE PENELITIAN
Pengumpulan data dilakukan oleh penulis selama melakukan kerja praktek di PT.
X Tambun Bekasi.
Penulis mengumpulkan data harian selama satu setengah bulang, terhitung sejak tanggal 14 maret 2022 sampai dengan 30 april 2022.
Kerja Praktek dijadwalkan seiap hari senin sampai sabtu.
Berdasarkan data yang diperoleh dilakukan pengolahan data dengan melakukan perhitungan neraca masa dan neraca panas melalui persamaan .
Rumus Neraca Massa Massa Masuk = Massa Keluara.
Rumus Neraca Panas atau Energi Panas Masuk = Panas Keluara.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil pengamatan selama melakukan pratek kerja di PT.
X Tambun Bekasi, berikut adalah hasil dari Block Diagram Neraca Massa dan Neraca Energi di PT.
X Tambun Bekas yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1 Block Diagram Neraca Massa dan Energi PT.
X Tambun Bekasi Neraca massa dan neraca energi dihitung dengan mengetahui komposisi pelumas dan blok Berikut adalah tabel komposisi pelumas di PT.
X Tambun Bekasi yang ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1 Komposisi pelumas dan massa di PT.
X Tambun Bekasi No RM (Raw Materia.
Bobot Satuan Tahapan Proses Base oil Phase preparasi VI Improver Additive packed Conditioning dan Phase pencampuran PPD Antifoam Perhitungan Neraca Massa Neraca Massa adalah perhitungan dari semua bahan Ae bahan yang masuk, yang terakumulasi, dan yang keluar dalam waktu tertentu.
Pada proses pembuatan pelumas, terdapat dua tahapan, yaitu tahapan phase preparasi, dan tahapan phase pencampuran.
Pada tahapan phase preparasi dilakukan Copyright A 2022 Journal of Engineering Environment Energy and Science.
Juni 2022 Shelly Indah Agustina Submitted: 24/06/2022.
Revised: 27/06/2022.
Accepted: 29/06/2022.
Published: 30/06/2022 pencampuran bahan sebelum dialirkan menuju tangkiutama yaitu mixing tank.
Tahap phase preparasi ini tidak ada massa yang keluar sehingga neraca massa:
ycAycoycaycycyco = ycAycoyceycoycycayc Tahap phase preparasi Pada tahap ini, akan dilakukan proses pencampuran secara terpisah terlebih dahulu di tangki khusus sebelum diproses ke tahap phase pencampuran dalam mixing tank yang ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2 Neraca massa phase preparasi Dari gambar di atas dapat dihitung neraca massa pada tahap preparasi, ditunjukkan pada Tabel 2.
No.
Tabel 2.
Neraca massa phase preparasi
KOMPONEN
Bobot satuan Tahapan Proses Base oil Phase VI Improver Total 864 kg Tahap phase pencampuran Pada tahap phase pencampuran, semua tahap phase pencampuran bahan-bahan yang terdapat pada tahap phase preparasi dicampur menjadi satu dengan bahan-bahan lainnya.
Berikut neraca massa pada tahap phase campuran yang ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3 Neraca massa phase pencampuran Masuk Keluar No.
Komponen Bobot Komponen Bobot Phase preparasi 864 kg Phase preparasi 864 kg Additive packed 132 kg Additive packed 132 kg PPD 3 kg PPD 3 kg Antifoam 1 kg Antifoam 1 kg Total 1000 kg Total 1000 kg Perhitungan Neraca Energi Neraca energi merupakan persamaan matematis yang menyatakan hubungan antara energi masuk dengan energi keluar suatu system berdasarkan pasa satuan waktu operasi (Wuryanti, 2.
Pada pembuatan pelumas, terdapat dua tahapan yaitu tahap phase preparasi, dan tahap phase pencampuran.
Tahap phase preparasi Pada tahapan ini, menghitung neraca energi pada tahap preparasi yang dimana pada tahap tersebut setelah raw material ditambahkan , aduk hingga homogen pada kecepatan 75 rpm selama 30 menit dengan temperatur 70EE.
Dalam proses pencampuran tidak terdapat perubahan temperature, karena tidak ada energi yang dikonsumsi atau digunakan, maka ditunjukkan pada Gambar ycEycoycaycycyco = ycEycoyceycoycycayc Base oil 764 kg VI Improver 100 kg Temperatur ( 70 EE ) Temperatur .
EE) Gambar 3 Neraca Energi phase preparasi Journal of Engineering Environment Energy and Science: Juni 2022 Perhitungan Neraca Panas dan Neraca MassaA.
Tahap phase pencampuran Selanjutnya adalah menghitung neraca energi pada tahap pencampuran yang dimana pada tahap tersebut setelah raw material ditambahkan, aduk hingga homogen pada kecepatan 70 rpm selama 45 menit dengan temperatur 70EE.
Dalam proses pencampuran terdapat perubahan temperature.
Karena tidak ada energi yang dikonsumsi atau digunakan, maka ditunjukkan pada Gambar 4 dan Tabel 4.
ycEycoycaycycyco = ycEycoyceycoycycayc Phase preparasi 864 kg Additive packed 132 kg PPD 3 Kg Antifoam 1 Kg Temperatur ( 70 EE ) Temperatur .
EE) Gambar 4 Neraca Energi phase pencampuran ycE = yco.
OIycN Masuk Komponen Tahap preparasi Additive packed PPD Antifoam Total dengan Cp: 2.
05 ya/EE Tabel 4 Neraca energi phase percampuran Keluar Bobot Q ( J/ja.
Q ( J/ja.
41000 J/jam 41000 J/jam Menghitung massa steam .
yang dibutuhkan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Superheated steam adalah panas yang diserap oleh mixer.
Suhu pada saat memasukkan bahan baku diasumsikan = 25EE
Suhu pemanasan = 70EE
Maka, superheated steam
= 95EE
Panas masuk = Panas Keluar = 41000 J/jam Superheated steam pada 1 atm, 95EE (H) = 2676.
0 kj/kg Saturated steam pada 1 atm, 70EE ( H.
= 2626,9 kj/kg Saturated steam pada 1 atm, 70EE ( H.
= 293,0 kj/kg Sumber : (JM Smith, 2.
yuN = .
a95EE Oe yay.
[ yayc Oe yayc.
= .
0 Oe 2626,.
[ 2626,9 Oe 293,.
yuN = 2383 KJ/ Kg = 2383.
103 J/kg Jumlah steam yang dibutuhkan :
Jadi jumlah steam yang dibutuhkan untuk memanaskan pada main kettle .
adalah 0,0172 Kg/ J.
KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan perhitungan neraca panas dan neraca masa yang diperoleh pada proses mixing produksi pelumas ini tidak ada pengurangan bahan yang terjadi massa bahan yang masuk sama dengan massa bahan yang keluar dimana hasil yang diperoleh adalah massa bahan yang masuk 1000 kg, massa produk pelumas yang dihasilkan sebesar 1000 kg, berdasarkan hasil perhitungan neraca energi kalor yang dibutuhkan untuk memproduksi pelumas sebesar 41000 J/jam dan melepaskan kalor dengan Copyright A 2022 Journal of Engineering Environment Energy and Science.
Juni 2022 Shelly Indah Agustina Submitted: 24/06/2022.
Revised: 27/06/2022.
Accepted: 29/06/2022.
Published: 30/06/2022 jumlah yang sama, kemudian jumlah uap yang dibutuhkan untuk memanaskan sampai suhu 70EE sebesar 0,0172 kg/J.
Saran yang ingin disampaikan penulis yaitu berhati-hatilah dalam memasukkan raw material agar produk yang dihasilkan masih dalam range standar, perlu adanya jadwal monitoring pengecekan alat dan utilitas sehingga jika ada yang tidak berfungsi segera ditindaklanjuti,dan perlu adanya cooler untuk menurunkan suhu hasil produksi untuk pengemasan.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis megucapkan terima kasih kepada PT.
X Tambun Bekasi yang telah memperbolehkan penulis untuk melakukan penambahan ilmu dalam bentuk kerja praktek, dan tentunya penulis juga tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada Program Studi Teknik Kimia Universitas Bhayangkara selaku tempat penulis menuntut ilmu hingga saat ini.
Besar harapan, ilmu yang didapat penulis selama proses pembelajaran baik di kampus maupun di tempat kerja praktek dapat bermanfaat bagi para pembaca jurnal ini.
DAFTAR PUSTAKA