Perancangan Penukar Kalor Shell-and-Tube sebagai Pemanas Air untuk Blanching pada Produksi Manisan Carica dengan Memanfaatkan Brine PLTP Dieng

Herwin Fran Samuel Sihaloho, Dr. Ir. Rachmawan Budiarto, S.T., M.T., IPU. ; Prof. Dr. Ir. Andang Widi Harto, M.T., IPU., ASEAN Eng.

2026 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Potensi panas bumi yang dimiliki oleh Indonesia mencapai 23.741,35 MW, tetapi pemanfaatannya secara langsung belum banyak dilakukan. Salah satu lokasi yang potensial untuk pemanfaatan langsung panas bumi adalah Dieng. PLTP Dieng menghasilkan brine bertemperatur 179,9°C yang berpotensi dimanfaatkan sebagai sumber kalor untuk memenuhi kebutuhan air panas untuk blanching pada produksi manisan carica Dieng. Pemanfaatan tersebut dapat dilakukan melalui penukar kalor shell-and-tube (STHE). Penelitian ini merancang STHE yang memanfaatkan brine PLTP Dieng untuk memanaskan air untuk blanching pada produksi manisan carica.

Perancangan STHE dilakukan dengan menggunakan Metode Kern dengan asumsi kondisi tunak. Perancangan diawali dengan penentuan kondisi kerja STHE, kemudian dilanjutkan dengan penentuan properti termofisika fluida. Selanjutnya, dilakukan penentuan jenis STHE, ukuran dan susunan tube, material, jumlah tube, diameter shell, serta jumlah dan jarak antar baffle. Selanjutnya, dihitung koefisien perpindahan kalor sisi tube dan shell, koefisien perpindahan kalor keseluruhan, dan penurunan tekanan fluida sisi tube dan shell.

Berdasarkan perancangan yang dilakukan, diperoleh rancangan STHE split-ring floating head dengan 1 lintasan shell dan 2 lintasan tube. Laju perpindahan kalornya sebesar 257,962 kW. STHE memiliki 22 tube dan 14 baffle. Koefisien perpindahan kalor keseluruhan sebesar 847,233 W m^-2 °C^-1. Penurunan tekanan pada sisi tube dan shell berturut-turut sebesar 1.121,983 Pa dan 786,664 Pa.

Indonesia’s geothermal potential reaches 23,741.35 MW, but its direct utilization remains limited. One potential location for direct geothermal utilization is Dieng. The Dieng Geothermal Power Plant (PLTP Dieng) produces brine with a temperature of 179.9°C, which has the potential to be utilized as a heat source to meet the hot water demand for blanching in the production of Dieng candied carica. This utilization can be achieved through a shell-and-tube heat exchanger (STHE). This study designs an STHE that utilizes PLTP Dieng’s brine to heat water for blanching in candied carica production.

The STHE design was conducted using the Kern Method under steady state assumptions. The design process began with determining the STHE operating conditions, followed by determining the thermophysical properties of the fluids. Subsequently, the STHE type, tube size and layout, material, number of tubes, shell diameter, as well as the number and spacing of baffles were specified. Furthermore, the tube-side and shell-side heat transfer coefficients, overall heat transfer coefficient, and fluid pressure drops for both the tube and shell sides were calculated.

Based on the design process, a split-ring floating head STHE with 1 shell pass and 2 tube passes was obtained. The heat transfer rate is 257.962 kW. The STHE features 22 tubes and 14 baffles. The overall heat transfer coefficient is 847.233 W m^-2 °C^-1. The pressure drops on the tube and shell sides are, respectively, 1,121.983 Pa and 786.664 Pa.

Kata Kunci : Panas bumi, air garam, penukar kalor, shell, tube, blanching, carica