ALAT STEAM TRACING DAN APLIKASI PADA PENANGANAN MINYAK CPO KELAPA SAWIT

Oleokimia merupakan bahan kimia yang berasal dari minyak/ lemak alami, baik tumbuhan maupun hewani. Berbeda dengan Petrokimia yang bahannya berasal dari fosil. Bahan baku industri oleokimia di Indonesia pada umumnya adalah minyak kelapa dan minyak inti sawit (CPKO). Kedua minyak tersebut dipilih karena karakteristiknya yang cocok untuk memproduksi alkohol lemak dengan rantai sedang (8 hingga 18) 

Salah satu permasalahan yang perlu diperhatikan dalam penanganan CPO adalah masalah penyimpanan dan transportasi. CPO memiliki karakteristik khusus yang berbeda dengan minyak nabati lainnya yang berpengaruh terhadap penanganannya selama penyimpanan dan transportasi.

Asam lemak tidak jenuh yang terdapat di dalam lemak atau minyak, terutama dari sumber nabati, dalam hal ini CPO. Semakin banyak asam lemak tidak jenuh seperti asam oleat, linoleat atau asam linolenat pada suatu trigliserida, maka titik cairnya lebih rendah atau sebaliknya trigliserida yang lebih banyak mengandung asam palmitat dan stearat, titik cairnya lebih tinggi. Semakin panjang susunan karbon pada asam lemak, maka titik didih dari minyak akan semakin tinggi. Asam lemak merupakan asam lemah, dan dalam air terdisosiasi sebagian. Umumnya berfase cair atau padat pada suhu ruang (27 °C). Semakin panjang rantai C penyusunnya,semakin mudah membeku dan juga semakin sukar larut

CPO tersusun atas 50% asam lemak jenuh dan 50% asam lemak tidak jenuh dengan titik leleh yang berbeda-beda. Oleh karena itu, pada suhu tertentu dapat terjadi pemisahan fraksi pada CPO. CPO dapat terpisah menjadi fraksi minyak yang tetap cair karena memiliki titik leleh yang rendah (disebut fraksi olein) dan fraksi yang memadat (membeku) karena memiliki titik leleh yang tinggi (disebut fraksi stearin) (Ketaren 2008). Akibatnya, bila suhu penyimpanan dan pengaliran cukup rendah, CPO dapat memadat sebagian atau bahkan seluruhnya. Kondisi fase bahan yang memadat tersebut akan menyulitkan saat CPO dialirkan.

Pada industri yang selama ini dilakukan, CPO yang dihasilkan oleh pabrik kelapa sawit (PKS) diangkut dengan menggunakan truk tangki menuju tangki penyimpanan. Sebelum disimpan ke dalam tangki penyimpanan, CPO perlu dipanaskan untuk mencairkan minyak yang telah mengkristal dengan cara mengalirkan steam ke dalam truk tangki. Setelah CPO di dalam truk tangki mencair, CPO dialirkan dengan pipa menuju tangki penyimpanan. Untuk keperluan ekspor, CPO dari tangki penyimpanan dialirkan menuju tangki kapal di pelabuhan dan di industri oleochemicals, dengan menggunakan sistem pipa berpompa. Hal yang terjadi dalam pengaliran CPO di dalam sistem pipa masih berlangsung untuk jarak dekat di pabrik atau saat pengisian tangki yaitu dengan mengalirkan CPO pada kondisi panas di dalam sistem pipa yang berpemanas atau berisolasi untuk mencegah pemadatan (pembekuan).

 A.  Pengertian Steam Tracing dan Penjelasannya

Steam tracing adalah suatu kondisi yang dibuat agar fluida di dalam pipa tidak mengalami pembekuan dengan menjaga tempratur pada pipa cukup tinggi dan akhirnya si fluida dapat di pompa atau di alirkan. Kondisi ini biasanya sebuah tube yang di kenal dengan tracer, di dalamnya di isi oleh steam yang berasal dari steam-header (atau subheader), kemudian di tempelkan pada pipa utama secara pararel dan di bungkus bareng dalam satu insulasi Pipa.

       Pipa horizontal biasanya di trace di bagian bawah dengan satu tracer, tracer tersebut biasanya terbuat dari tube (copper atau stainless) tracer ini kemudian di gabung pararel dengan pipa yang akan di atur suhunya, kemudian baru di buatkan insulasi pipanya.

Pertanyaanya kenapa digunakan steam? kenapa tidak di panaskan mengunakan pemanas electric atau sejenisnya. Dengan mengunkan steam, ongkos instalasi dan perawatanya memang lebih mahal, tapi satu steam tracer menghasilkan 2-10 lebih panas dibandingkan aplikasi lainnya.

Disamping itu tracer mengunakan steam ini lebih sedikit resikonya, pertimbangan lain adalah fluida dalam pipa tidak akan melebihi maximum saturation dari tempratur steam.
Tekanan dan temperature steam untuk tracing

Steam yang digunakan memiliki tekanan Antara 10-200 PSIG. Beberapa steam biasanya disediakan tekanan yang cocok untuk tracernya, tetap apabila steam pressurenyanya terlalu tinggi ia akan diatur melalui control valve. Untuk steam yang memiliki tekanan rendah bisa juga digunakan asal di ujung dischargenya langsung mengarah ke atmosfer, jadi langsung di buang.

Tekanan yang digunakan dalam steam tracing dapat dibedakan menjadi tiga bagian, Low pressure (LP) steam, medium pressure (MP) steam atau High pressure (HP) steam. Temprature steamnya berkisar 150-180 C untuk LP steam, atau 200-270 C untuk MP steam dan sisanya 350-400 C untuk HP steam.

A.  Dimana steam tracing di pasang?

Gambar Pipa Steam tracing 

Steam tracing biasanya di pasang dalam keadaan berikut ini :m
1. Pada jalur pipa yang kemungkinan terjadi genangan, contohnya pada cabang (branch) dari pararel heat exchanger atau pompa, bypass sekitar ekuipment. Pada beberapa bagian pipa ini, kondensat atau pembekuan bisa saja terjadi.
2. Ekuipment atau pipa yang tidak boleh berada dibawah ambient temperature, misalnya ketika terjadi pada musim gugur (di luar negeri misalnya).
3. Pada suction pipe gas kompresor yang berasal dari keluaran KO drum, kondensat bisa saja terjadi yang nantinya dapat merusak kompresor.
4. Inlet piping dari relief valves, untuk meyakinkan bagian dalam pipa bebas dari solidifikasi material atau cristalisasi hydrate

B.   Tujuan dari steam tracing

Gambar Steam Tracing tampak samping

Tujuan penggunaan steam tracing adalah :

1. Menjaga fluida di dalam untuk mencegah menjadi solid (solidifikasi) karena kristalisasi atau air yang membeku.
2. Menjaga fluida agar tetap memiliki kekentalan (viscous) yang tinggi
3. Untuk menjaga fluid dari rendahnya temperature
4. Mencegah pembekuan dari fluida yang mengandung air
5. Mencegah senyawa korosif yang terbentuk ketika terjadi kondensasi
6. Mencegah kondensasi dari gas yang mengalir pada pipa
7. Mencegah cold brittleness (pipa menjadi getas) karena tempratur yang dingin
8. Mencegah hidrate formation di pipeline
           Steam tracer ini bisa di bagi lagi menjadi dua bagian utama, yaitu system tertutup dimanan keluaran dari steam ini di kumpulkan dan kemudian digunakan kembali (recover). Atau open system, dimana steam dari discharge dilepas ke atmosfir, namun ini jarang sekali terjadi.

C.   Jenis Heat Tracing Systems

               Sistem heat-tracing dapat dibagi menjadi dua kelas luas, yaitu listrik dan cairan. Sistem pelacakan panas fluida memanfaatkan media pemanas pada suhu tinggi untuk mentransfer panas ke jaringan pipa. Cairan tersebut biasanya terkandung dalam tabung atau pipa kecil yang menempel pada pipa yang dilacak. Jika uap adalah cairan penelusuran, kondensat dikembalikan ke boiler atau dibuang. Jika cairan perpindahan panas organik digunakan, maka cairan tersebut dikembalikan ke alat penukar panas untuk pemanasan ulang dan resirkulasi. Secara umum, pemanasan cairan kalkir dapat disediakan oleh limbah panas dari aliran proses, pembakaran bahan bakar fosil, uap, atau listrik.

Gambar steam tracing pada industri

               Sistem pelacakan panas listrik mengubah tenaga listrik menjadi panas dan memindahkannya ke pipa dan cairannya yang terkandung. Mayoritas sistem pelacakan panas listrik komersial yang digunakan saat ini bersifat resistif dan berbentuk kabel yang ditempatkan pada pipa. Bila arus mengalir melalui elemen resistif, panas dihasilkan sebanding dengan kuadrat arus dan hambatan elemen terhadap aliran arus. Sistem pelacakan listrik khusus lainnya menggunakan efek impedansi, induksi, dan konduksi kulit untuk menghasilkan dan mentransfer panas.

Sebagai ontoh dapat dilihat di : http://www.wermac.org/images/steam_tracing3.gif

D.   Pelacakan Uap yang Efektif

               Pelacakan uap adalah penerapan panas uap ke pipa dan kapal untuk tujuan mempertahankan suhu proses yang diinginkan, proteksi pembekuan, kontrol viskositas atau untuk mendapatkan titik kontrol suhu dalam cairan untuk interaksi kimianya dalam suatu proses.

               Pelacakan uap biasanya dilakukan dengan menjalankan saluran uap secara langsung dengan pipa atau bejana yang akan dipanaskan. Seluruh majelis kemudian diisolasi untuk mengarahkan panas ke dalam proses fluid. Banyak artikel teknis telah ditulis mengenai pelacakan uap bersama dengan persamaan dan grafik kehilangan panas yang terkait. Insinyur yang lebih muda, personil pemeliharaan, tukang pipa dan orang lain yang menggunakan jejak uap tidak selalu menggunakan metode yang efektif untuk musim dingin dan proses pemeliharaan suhu.

E.   Kebutuhan akan steam tracing

            Gambar bagian dalam Steam Tracing 

Pelacakan uap sangat sederhana dalam prinsip operasinya. Bila produk dalam pipa berada pada suhu yang lebih tinggi daripada udara yang mengelilinginya, panas akan melewati dinding pipa dari produk ke udara sekitarnya.

Kehilangan panas ini akan menyebabkan suhu produk turun. Isolasi pipa secara signifikan akan menurunkan tingkat di mana panas hilang, tapi sayangnya, tidak ada insulasi yang 100% efisien. Uap adalah pembawa panas yang sangat efisien dengan hubungan tetap antara tekanan dan suhu. Ini dapat mengangkut panas pada jarak yang jauh dan melepaskan panasnya pada suhu konstan.

Untuk mengatasi panas yang hilang dari pipa produk, pipa uap kecil, atau pelacak, dilekatkan pada lini produk. Panas dari uap masuk ke lini produk dan menggantikan panas yang hilang. Jumlah panas yang ditransfer, dan oleh karena itu suhu produk, dapat dengan mudah dikendalikan oleh sistem kontrol self-acting sederhana.

Jenis kontrol yang sama juga dapat digunakan dalam aplikasi musim dingin, hanya membiarkan uap masuk ke jalur penelusuran saat suhu sekitar turun di bawah tingkat yang telah ditentukan.

Sebagai gambaran dapat dilihat pada : http://www.wermac.org/images/steam_tracing1.jpg

F.   Jenis pelacakan panas uap

    Jaket - digunakan dalam aplikasi ultra-kritis, biasanya dimana suhu produk harus dijaga pada suhu tinggi sepanjang waktu. Penggunaan jaket uap juga memungkinkan pemanasan awal pipa dengan cepat.

    Kritis - disini, pelacakan uap digunakan untuk menjaga suhu suatu produk yang akan mengeras atau merusak jika suhunya turun di bawah tingkat yang telah ditentukan.

    Pelacakan non-kritis digunakan untuk menjaga viskositas produk pada tingkat pemompaan yang optimum.

    Winterization - untuk memastikan jaringan pipa tidak rusak akibat pembekuan dalam kondisi cuaca buruk. Instrumen - pipa peluru uap kecil, biasanya 10 mm, digunakan untuk melindungi flowmeters, katup kontrol, stasiun pengambilan sampel, jalur impuls dll.

G.   Menentukan persyaratan pelacak

               Untuk memilih ukuran dan jumlah jalur pelacak uap yang diperlukan untuk aplikasi tertentu, tingkat kehilangan panas dari pipa produk dalam kondisi desain terburuk harus ditentukan.

               Tingkat kehilangan panas ini bergantung pada perbedaan antara suhu produk dan suhu lingkungan. Faktor lain seperti konduktivitas termal insulasi, kecepatan angin ambien dan emisivitas permukaan insulasi akan mempengaruhi tingkat kerugian ini.

H.  Ukuran dan Panjang Steam tracing

               Diameter pelacakan uap yang paling umum adalah pipa tembaga tembaga atau stainless steel sebanyak 3/8 in. (9,52 mm) dan 1/2 in. (12,7 mm). Diameter tabung masuk 5/8 inci (15,88 mm) dan 3/4 inci (19,05 mm) telah digunakan; Namun, ini memerlukan biaya yang lebih besar. Tabung yang berukuran 3/8 in ini lebih mudah dipasang oleh sedimen dan / atau puing, sehingga kurang sering digunakan. Tembaga lebih disukai karena karakteristik perpindahan panasnya, sementara baja tahan karat menampilkan ketahanan yang lebih baik pada lingkungan korosif.

I.   Manfaat Steam Tracing Versus Metode Lainnya

               Meskipun manfaat dari setiap metode dapat diperdebatkan, tabel di bawah ini menunjukkan manfaat dan kelemahan relatif dari masing-masing sistem. Karena meningkatnya biaya energi, salah satu bidang utama yang perlu difokuskan oleh pabrik adalah keandalan dan efisiensi energi sistem pelacak. Kandungan panas uap yang dapat digunakan tinggi menawarkan banyak manfaat dibandingkan penggunaan cairan termal untuk penelusuran dan secara signifikan lebih efisien daripada pelacak listrik.

               Karena uap terutama terbuat dari air, ia memiliki dampak rendah terhadap lingkungan jika terjadi kebocoran ke atmosfer. Diperkirakan bahwa membersihkan satu liter glikol bisa menghabiskan biaya hingga $ 5.000,00. Biaya ini mencakup pembersihan, pelaporan, dan dokumentasi yang diperlukan saat tumpahan terjadi di lokasi industri. Uap secara intrinsik aman, yang menjadikannya pilihan praktis untuk sebagian besar aplikasi industri di mana sumber pengapian harus diminimalkan. Untuk alasan ini, penggunaan steam tracing masih menjadi pilihan utama untuk perawatan suhu pada sebagian besar aplikasi industri dan proses.

Kelemahan dari penggunaan Steam Tracing:





Biaya
     yang mahal
Perawatan
     yang sulit dilakuan
Perbaikan
     pada jalur steam tracing hanya bisa dilakukan pada saat shut down atau
     sumber steam dimatikan.







Disusun oleh:

Khairul Hakim 

Nataniel Payung

Nia Widyaningsih 

Putri Eka Sari 

*Ilmu tanpa amal, bagaikan pohon tanpa Buah.. maka berbagilah.. 😊