Ketel Uap (Boiler) di Pabrik Kelapa Sawit

Dalam pabrik kelapa sawit Ketel uap (Boiler) merupakan jantung dari sebuah pabrik kelapa sawit. Dimana, ketel uap ini lah yang menjadi sumber tenaga dan sumber uap yang akan dipakai untuk mengolah kelapa sawit. disini kita akan membahas sedikit tentang ketel uap yang digunakan dalam pabrik kelapa sawit

Sebelum kita membahas ketel uap yang digunakan dipabrik kelapa sawit. ada baiknya kalau kita mengetahui dahulu apa itu ketel uap dan berfungsi sebagai apa.

Ketel uap merupakan suatu alat konversi energi yang merubah Air menjadi Uap dengan cara pemanasan dan panas yang dibutuhkan air untuk penguapan diperoleh dari pembakaran bahan bakar pada ruang bakar ketel uap.

Uap (energi kalor) yang dihasilkan ketel uap dapat digunakan pada semua peralatan yang membutuhkan uap di pabrik kelapa sawit, terutama turbin. Turbin disini adalah turbin uap dimana sumber penggerak generatornya adalah uap yang dihasilkan dari ketel uap. selain turbin alat lain di pabrik kelapa sawit yang membutuhkan uap seperti di sterilizer (Alat untuk memasak TBS) dan distasiun pemurnian minyak (Klarifikasi). oleh karena itu kualitas uap yang dihasilkan harus sesuai dengan kebutuhan yang ada dipabrik kelapa sawit tersebut. karena jika tidak akan mengganggu proses pengolahan dipabrik kelapa sawit.

 Gambar sirkulasi air pada pipa ketel uap

Bahan Bakar Ketel Uap

Agar kualita uap yang dihasilkan dari ketel uap sesuai dengan yang diinginkan/dibutuhkan maka dibutuhkan sejumlah panas untuk menguapkan air tersebut, dimana panas tersebut diperoleh dari pembakaran bahan bakar di ruang bakar ketel. Untuk mendapatkan pembakaran yang sempurna didalam ketel maka diperlukan beberapa syarat, yaitu:

1. Perbandingan pemakaian bahan bakar harus sesuai (cangkang dan serabut)
2. Udara yang dipakai harus mencukupi
3. Waktu yang diperlukan untutk proses pembakaran harus cukup.
4. Panas yang cukup untuk memulai pembakaran
5. Kerapatan yang cukup untuk merambatkan nyala api

Dalam hal ini bahan bakar yang digunakan adalah serabut dan cangkang, Adapaun alasan mengapa digunakan serabut dan cangkang sebagai bahan bakar adalah :

1.      Bahan bakar cangkang dan serabut cukup tersedia dan mudah diperoleh dipabrik.

2.      Cangkang dan serabut merupakan limbah dari pabrik kelapa sawit apabila tidak digunakan.

3.      Nilai kalor bahan bakar cangkang dan serabut memenuhi persyaratan untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan.

4.      Sisa pembakaran bahan bakar dapat digunakan serbagai pupuk untuk tanaman kelapa sawit.

5.      Harga lebih ekonomis.

Cangkang adalah sejenis bahan bakar padat yang berwarna hitam berbentuk seperti batok kelapa dan agak bulat, terdapat pada bagian dalam pada buah kelapa sawit yang diselubungi oleh serabut.

Pada bahan bakar cangkang ini terdapat berbagai unsur kimia antara lain : Carbon (C), Hidrogen (H₂), Nitrogen (N₂), Oksigen (O₂) dan Abu. Dimana unsur kimia yang terkandung pada cangkang mempunyai persentase (%) yang berbeda jumlahnya., bahan bakar cangkang ini setelah mengalami proses pembakaran akan berubah menjadi arang, kemudian arang tersebut dengan adanya udara pada dapur akan terbang sebagai ukuran partikel kecil yang dinamakan peatikel pijar.

Apabila pemakaian cangkang ini terlalu banyak dari serabut akan menghambat proses pembakaran akibat penumpukan arang dan nyala api kurang sempurna, dan jika cangkang digunakan sedikit, panas yang dihasilkan akan rendah.karena cangkang apabila dibakar akan mengeluarkan panas yan besar.

Serabut adalah bahan bakar padat yang bebentuk seperti rambut, apabila telah mengalami proses pengolahan berwarna coklat muda, serabut ini terdapat dibagian kedua dari buah kelapa sawit setelah kulit buah kelapa sawit.didalam serabut dan daging buah sawitlah minyak CPO terkandung.

Panas yang dihasilkan serabut jumlahnya lebih kecil dari yang dihasilkan oleh cangkang, oleh karena itu perbandingan lebih besar serabut dari pada cangkang.disamping serabut lebih cepat habis menjadi abu apabila dibakar, pemakaian serabut yang berlebihan akan berdampak buruk pada proses pembakaran karena dapat menghambat proses perambatan panas pada pipa water wall, akibat abu hasil pembakaran beterbangan dalam ruang dapur dan menutupi pipa water wall,disamping mempersulit pembuangan dari pintu ekspansion door (Pintu keluar untuk abu dan arang) akibat terjadinya penumpukan yang berlebihan.

Tabel dibawah ini menunjukkan komposisi unsur yang ada pada serabut dan cangkang.

Tabel.1. Komposisi Bahan Bakar

Nama Unsur	Serabut	Cangkang
Carbon (C)	40,15	61,34
Hidrogen (H2)	4,25	3,25
Oksigen (O2)	30,12	31,16
Nitrogen (N2)	22,29	2,45
Abu (A)	3,19	1,8

 

 Gambar Serabut kelapa sawit

Gambar cangkang sawit

 

Ketel uap yang digunakan di pabrik kelapa sawit biasanya adalah ketel uap dengan kapasitas uap 20.000 Kg uap/jam dan dengan tekanan 20 kg/cm2. dimana dibutuhkan 2 unit boiler untuk pabrik kelapa sawit dengan kapasitas olah 45 ton TBS/jam.

 Gambar Boiler yang digunakan di Pabrik Kelapa Sawit

Sebagian besar ketel uap yang digunakan pada pabrik kelapa sawit adalah ketel uap yang menghasilkan uap superheated, dimana uap ini digunakan pertama kali untuk memutar turbin sebagai pembangkit tenaga listrik kemudian sisa uap dari pembangkit tersebut digunakan sebagai pemanasan TBS pada sterilizer.

Menurut jenisnya ketel uap terbagi menjadi 2 bagia yaitu : ketel pipa air dan ketel pipa api. ketel yang digunakan pada pabrik kelapa sawit adalah ketel pipa air. maksudnya adalah air berada didalam pipa dipanaskan oleh api yang berada diluar pipa air.
Untuk menghitung kapasitau uapa pada ketel uap yang dibutuhkan adalah dengan :
- kebutuhan uap pada pabrik kelapa sawit adalah 0.6 ton uap/ton TBS
- Jadi untuk pabrik 45 ton membutuhkan boiler = 45 ton x 0.6 = 27 ton uap/jam
Maka dari itu dibutuhkan 2 unit ketel uap dengan kapasita uap 20 ton uap/jam pada masing-masing ketel uap.

Biasanya bolier yang digunakan di pabrik kelapa sawit memiliki spesifikasi sebagai berikut:

1. Kapasita Uap                                                 :  20 Ton/jam
2. Temperatur Uap                                            :  280 C
3. Tekanan Uap                                                  :  20 kg/cm2
4. Temperatur air umpan                                  :  90 C
5. Effisiensi Ketel Uap                                    :  75 %
6. Pemakaian bahan bakar                                :  75% serabut dan 25% cangkang.