ecogreenship - Digilib ITS - Institut Teknologi Sepuluh Nopember

TUGAS AKHIR
ECOGREENSHIP
KONSEP
WATERBALLAST
TEMPERATUR
TINGGI
TREATMENT
DARI
GAS
MEMANFAATKAN
BUANG
MESIN
GAS
INDUK
INERT
UNTUK
MENGURANGI MIKROORGANISME AIR BALLAST PADA KAPAL
Oleh:
Yolanda Putri Yuda 4210100005
Dosen Pembimbing :
Beni Cahyono, ST., MT dan Ir. Soemartojo WA
Teknik Sistem Perkapalan
Fakultas Teknologi Kelautan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya
2014
1
LATAR BELAKANG
2
ZEBRA MUSSEL (kerang)
Ditemukan di RUSSIA
Menyebarkan 1 juta telur per tahun
50 Miliar Rupiah
dibutuhkan untuk
membersihkan Zebra
Mussel dari Kapal
Sumber : http://seagrant.gso.uri.edu/factsheets/zebra_mussel.html
3
MNEIOPSIS LEIDY (ubur-ubur)
Ditemukan di ARGENTINA menyebar ke LAUT HITAM
Black Sea
Argentina
Achovy turun 1/3
Nelayan rugi 5 Triliun per
tahun
Sumber : GloBallast 2002, Shiganova et al, 2004
4
CHOLERA
ditemukan di AFRIKA SELATAN
5
ECOGREENSHIP memanfaatkan Gas
Buang Mesin Induk untuk membunuh
Mikroorganisme Air Ballast.
Gas
Inert
Temperatur
Tinggi
6
RUMUSAN MASALAH
Apakah gas buang mesin induk kapal dapat membunuh
mikroorganisme di dalam air ballast?
Bagaimana mekanisme distribusi gas buang menuju
tangki ballast kapal?
7
TUJUAN
Mengetahui pengaruh gas buang mesin induk kapal
terhadap kematian mikroorganisme sebagai salah satu
metode pengolahan air ballast pada kapal.
Memberikan
rekomendasi
inovasi
teknologi
untuk
menghilangkan mikroorganisme pada air ballast yang
ramah lingkungan.
8
TINJAUAN PUSTAKA
9
MIKROORGANISME AEROB
MIKROORGANISME
AEROB TIDAK DAPAT
HIDUP:
1. Terjadi pengurangan
oksigen
2. Temperatur tinggi
3. pH berubah
4. Zat beracun
Source: Garland Science, 2011
10
ANALISA
ANALISA PANAS TERHADAP MIKROORGANISME
Source
Specification
Species
Temperature
(oC)
Main Engine
Cylinder
Temperature (oC)
(Micron)
20
6
50
1.5
25
40
40
30
56
30
25
6
30
25
30
35
40
45
50
55
60
40
30
20
25
15
10
20
15
10
Wartsila
E. Coli
16V32
-
Size
Streptococc
515
Outlet
us
Saprolgenia
-
T/C Inlet
515
sp
-
T/C Outlet
330
Candida
25
20
15
20
10
15
10
15
10
albicans
Trichophyto
n rubrum
Source : Project Guide Engine Wartsila, 2010
25
20
Seluruh Mikroorganisme
Air Ballast Mati
(Pramesti, 2012)
11
65
GAS INERT
Menurut International Maritime Organisation’s (IMO), Gas Inert adalah gas
atau campurab gas yang tidak mendukung cukup oksigen untuk melakukan
pembakaran.
GAS
PRECENTAGE
77 %
13 %
5%
2-4%
The rest
Exhaust Gas data of MV. AMAZON, 2012
12
ANALISA
Analisa Gas Inert terhadap Mikroorganisme
Sumber: Introduction to Oceanography
13
ANALISA
SKEMA RESPIRASI MIKROORGANISME
Komponen Organik + O2 + Nutrient
CO2 + H2O + Sell baru + Nutrien +Energi
MATI
14
ANALISA KEBUTUHAN
FLUE GAS
Mass Flow Rate flue gas yang dibutuhkan:
qflue gas = qsea water
M x Cp x T = M x Cp x T
M x 0.59 x (330 – 60) = 157481 x 0.9996 x (60 – 28)
M x 159.3 = 5,037,376.2432
M = 31,621.9475 kg/h
M = 8.78 kg/s
Dimana Mseawater diperoleh dari:
M
= Q x rho air laut
= 153.64 m3/h x 1025 kg/m3
= 157,481 kg/h
15
ANALISA KEBUTUHAN
FLUE GAS
Mass Flow Rate flue gas yang disuplai Main Engine:
Berdasarkan project guide Wartsila 16V32, diketahui untuk mencari Mass Flow Rate
dari Exhaust Gas mesin induk menggunakan perumusan sebagai berikut:
16
PERANCANGAN
PERMODELAN
17
PIPA CABANG
18
PIPA CABANG
PIPA BALLAST
Head
: 2 bar
OD
: 190.7 mm
ID
: 180.1 mm
t
: 5.3 mm
T
: 280C
PIPA EXHAUST
Pressure : 12 bar
OD
: 571 mm
ID
: 550 mm
t
: 10.5mm
T
: 3300C
Gambar perancangan ECOGREENSHIP di Kamar Mesin
19
DETAIL PERMODELAN
1 : Pressure
Reducing Valve
2 : Pipa Gas Buang
3 : Pompa Air Ballast
4 : Pipa Air Ballast
2
1
3
4
20
HASIL SIMULASI
21
HASIL SIMULASI (ANSYS)
2
1
PERMODELAN
MESHING
22
HASIL SIMULASI (ANSYS)
3
PARAMETER INPUT (TEMPERATUR, MASS FLOW RATE, PRESSURE, VELOCITY)
23
HASIL SIMULASI (ANSYS)
4
3
2
1
1. Temperature
pada
titik
pencampuran gas buang dan air
ballast (Intersection) yaitu sebesar
4050K atau 1320C.
2. Pada meter ke 0.3 diatas elbow
temperature turun menjadi 3450K
atau 720C.
3. Pada meter ke 1 diatas elbow air
ballast kembali kembali mendekati
temperatur awal yakni 3050K atau
320C.
HASIL ANALISA
24
HASIL SIMULASI (ANSYS)
Hasil Analisa Temperatur pencampuran permodelan
ECOGREENSHIP
25
KESIMPULAN
Distribusi temperatur antara gas buang dan air ballast (280C
menjadi 600C) dapat membunuh seluruh mikroorganisme
di dalam air ballast. Pada daerah tertentu - sebagai contoh
Vibrio Cholera - sangat resistance terhadap suhu tinggi
(mencapai 1700C), di daerah inilah gas inert dari gas buang
berperan penting yaitu mengkontaminasi oksigen di dalam
air ballast dengan gas inert sehingga terjadi perubahan pH
air laut yang ekstrim serta hilangnya kemampuan
mikroorganisme untuk membentuk energi akibat
kekurangan oksigen menyebabkan virus sejenis Vibrio
Cholera mati.
26
KESIMPULAN
Dari permodelan ECOGREENSHIP yang telah dilakukan,
yaitu dengan mencampurkan dua fase fluida dimana laju
aliran massa gas 8.78 kg/s pada 3300C dan laju aliran massa
air 43.745 kg/s pada temperatur 280C, didapatkan hasil
analisa temperature pencampuran sebagai berikut :
Temperatur pada titik pencampuran gas buang dan air
ballast (Intersection/titik 1) yaitu sebesar 4050K atau 1320C,
kemudian pada meter ke 0.3 diatas elbow temperature
turun menjadi 3450K atau 720C (titik 2), dan pada meter ke
1 diatas elbow air ballast kembali kembali mendekati
temperatur awal yakni 3050K atau 320C (titik 3).
27
SARAN
Dari hasil analisa diatas, tekanan gas buang yang menuju pipa air ballast masih terlalu
besar sehingga temperatur pada titik pencampuran (intersection/point 1) sangat
ekstrim. Agar permodelan ECOGREENSHIP dapat diaplikasikan secara optimum, perlu
adanya penelitian lebih lanjut untuk melakukan variasi tekanan gas buang (P) sehingga
temperatur yang diinginkan (60derajatC) dapat dicapai. Variasi gas buang tersebut
dapat dilakukan dengan menambahkan Pressure Reducing Valve yang diletakkan
sebelum pipa percabangan antara gas buang dan air ballast.
28
29