Simulasi Desain Air Preheater menggunakan Solidworks Flow Simulation System untuk Peningkatan Kinerja Water Tube Boiler di Industri Kelapa Sawit

Abstract

Industri kelapa sawit merupakan salah satu sektor penting dalam mendukung pertumbuhan ekonomi nasional, terutama dalam bidang energi dan bahan bakar terbarukan. Pabrik kelapa sawit pada umumnya menggunakan Water Tube Boiler berbahan bakar limbah biomassa seperti serat dan cangkang sawit untuk menghasilkan uap yang digunakan dalam berbagai proses produksi. Namun demikian, efisiensi energi pada sistem boiler ini masih belum optimal karena sebagian besar panas dari gas buang tidak dimanfaatkan secara maksimal. Salah satu solusi yang dapat diterapkan untuk meningkatkan efisiensi boiler adalah dengan memanfaatkan Air Preheater (APH) sebagai alat pemulihan panas (heat recovery) dari gas buang. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan simulasi desain Air Preheater tipe Shell and Tube menggunakan perangkat lunak SolidWorks Flow Simulation guna meningkatkan efisiensi perpindahan panas pada boiler di industri kelapa sawit. Proses penelitian melibatkan pembuatan model 3D Air Preheater, pengaturan parameter boundary condition, dan simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk mempelajari karakteristik distribusi suhu, aliran udara, serta pressure drop yang terjadi. Hasil simulasi menunjukkan adanya kenaikan suhu udara dingin dari 30°C menjadi 39,175°C, dan penurunan suhu udara panas dari 70°C menjadi 48,88°C. Nilai LMTD (Log Mean Temperature Difference) yang diperoleh sebesar 24,42°C dengan laju perpindahan panas total sebesar 16,10 kW dan efektivitas perpindahan panas sebesar 43,5%. Hasil penelitian ini membuktikan bahwa desain Air Preheater yang diusulkan mampu meningkatkan efisiensi kinerja boiler dengan memanfaatkan panas sisa gas buang secara lebih optimal. Penerapan Air Preheater ini memberikan dampak positif dalam penghematan bahan bakar biomassa, menurunkan emisi gas rumah kaca, serta mendukung praktik industri yang lebih efisien dan berkelanjutan pada pabrik kelapa sawit. Kata Kunci : Air Preheater, Water Tube Boiler, Kelapa Sawit, SolidWorks Flow Simulation, CFD, Heat Recovery, Efisiensi Energi.