BEJO Burner Thermal Oxidizer untuk Menghilangkan Asap dan Bau Coffee Roaster

BEJO Burner Thermal Oxidizer untuk Menghilangkan Asap dan Bau Coffee Roaster.

Coffee Roaster Smoke Eliminator atau Afterburner Thermal Oxidizer BEJO Burner

coffee roaster smoke eliminator atau afterburner-thermal oxidizer bejo burner

 

BEJO Burner Thermal Oxidizer merupakan solusi pembakaran lanjutan untuk mengurangi asap, aroma menyengat, minyak kopi, karbon, dan senyawa organik volatil yang dihasilkan selama proses roasting kopi. Sistem ini bekerja dengan membakar kembali gas buang coffee roaster di dalam ruang oksidasi pada temperatur sekitar 750–800°C.

Menggunakan BEJO Gas Burner modulating, temperatur ruang pembakaran dapat dikontrol secara otomatis agar tetap stabil mengikuti perubahan beban asap. Sistem dapat dilengkapi dengan cyclone atau chaff collector, combustion chamber berlapis refractory, gas train, ID fan, cerobong, sensor temperatur, serta panel kontrol keselamatan.

PT Indira Mitra Boiler melayani perencanaan, fabrikasi, supply burner, instalasi, setting, dan commissioning thermal oxidizer untuk coffee roaster skala kecil hingga industri.

Butuh mesin penghilang asap coffee roaster?
Konsultasikan kapasitas roaster dan kebutuhan sistem Anda bersama tim kami.

📞 Ratman Bejo: 0813-8866-6204
PT Indira Mitra Boiler – Industrial Burner and Heating System

Untuk membuat thermal oxidizer penghilang asap coffee roaster seperti gambar, material harus tahan temperatur operasi sekitar 750–800°C. Konstruksi utamanya terdiri dari casing baja, lapisan refractory/insulasi, burner, jalur gas, exhaust system, serta panel kontrol keselamatan.

Video ini menjelaskan aplikasi BEJO Burner OEM pada berbagai sistem pemanas industri. BEJO Burner merupakan solusi burner hasil OEM (Original Equipment Manufacturer) yang dirancang dengan desain dan konfigurasi yang umum digunakan pada burner industri sehingga mudah diintegrasikan ke steam boiler, thermal oil heater, hot water boiler, rotary dryer, oven industri, furnace, dan hot air generator. Dalam video ini ditampilkan proses instalasi, pengoperasian, pengaturan pembakaran (combustion tuning), serta performa burner untuk menghasilkan pembakaran yang stabil, efisien, dan aman pada berbagai aplikasi industri.

Tambahkan Call to Action

PT Indira Mitra Boiler melayani:

  • Supply BEJO Burner OEM
  • Instalasi & Commissioning
  • Service Burner
  • Setting Combustion
  • Spare Part Burner
  • Konversi Burner Gas & Solar
  • Upgrade Sistem Kontrol Burner

1. Material badan combustion chamber

BagianMaterial yang disarankanSpesifikasi awal
Casing luarCarbon steel SS400/A36Plat 4,5–6 mm
Cone atas dan bawahCarbon steel SS400/A36Plat 4,5–6 mm
Flange burnerCarbon steelTebal 10–16 mm
Flange inlet/outletCarbon steelTebal 8–12 mm
Stiffener/ring penguatFlat bar atau angle steel50×50×5 mm atau sesuai desain
Support chamberUNP/CNPCNP 100–150
Rangka utamaHollow atau UNPMinimal 50×50×3 mm
Base plate kakiCarbon steel10–16 mm
Baut strukturGalvanized/high-tensile boltGrade 8.8

Casing carbon steel tidak boleh terkena api secara langsung. Permukaan dalam harus dilindungi refractory dan insulasi.

2. Lapisan refractory dan insulasi

Susunan Dinding Thermal Oxidizer dari Bagian Dalam ke Luar

Dinding BEJO Burner Thermal Oxidizer harus mampu menahan temperatur operasi sekitar 750–800°C, mengurangi kehilangan panas, dan melindungi casing baja dari overheating. Susunan material yang direkomendasikan adalah sebagai berikut.

1. Hot-Face Refractory

Hot-face refractory merupakan lapisan paling dalam yang berhubungan langsung dengan api burner dan gas panas.

Spesifikasi yang disarankan:

  • Material: high-alumina castable refractory.
  • Temperatur kerja material: minimal 1.300–1.400°C.
  • Ketebalan: sekitar 75–100 mm.
  • Densitas: sekitar 2.000–2.300 kg/m³.
  • Refractory anchor: SS309 atau SS310.
  • Bentuk anchor: V-anchor atau Y-anchor.
  • Jarak pemasangan anchor: sekitar 200–300 mm.

Fungsi hot-face refractory:

  • Melindungi casing dari api langsung.
  • Menahan temperatur tinggi di dalam chamber.
  • Menstabilkan temperatur proses oksidasi.
  • Menahan erosi akibat aliran gas panas.
  • Mengurangi risiko perubahan bentuk casing.

Pada area burner throat atau burner quarl, gunakan refractory dengan rating minimal 1.400–1.500°C karena area tersebut menerima panas dan kecepatan api paling tinggi.

2. Ceramic Fiber Insulation

Ceramic fiber dipasang di belakang hot-face refractory sebagai lapisan insulasi tambahan.

Spesifikasi yang disarankan:

  • Material: ceramic fiber blanket atau ceramic fiber board.
  • Temperatur klasifikasi: minimal 1.260°C.
  • Ketebalan: sekitar 25–50 mm.
  • Densitas blanket: sekitar 96–128 kg/m³.
  • Sambungan dibuat saling menutup agar tidak membentuk jalur panas.
  • Dapat ditambahkan ceramic fiber paper sebagai expansion joint.

Fungsi ceramic fiber:

  • Mengurangi perpindahan panas menuju casing.
  • Menurunkan temperatur permukaan luar mesin.
  • Mengurangi konsumsi bahan bakar.
  • Mempercepat pemanasan awal chamber.
  • Mengakomodasi ekspansi refractory akibat perubahan temperatur.

Ceramic fiber tidak disarankan menjadi hot face utama pada area yang terkena api langsung berkecepatan tinggi karena berisiko terkikis dan terbawa aliran gas.

3. Carbon-Steel Outer Casing

Carbon-steel outer casing merupakan lapisan paling luar sekaligus struktur pembentuk badan thermal oxidizer.

Spesifikasi yang disarankan:

  • Material: SS400, ASTM A36 atau material setara.
  • Ketebalan plat: sekitar 4,5–6 mm.
  • Ring stiffener: angle steel atau flat bar.
  • Finishing: cat primer dan cat tahan panas pada permukaan luar.
  • Dilengkapi support, lifting lug, inspection door dan expansion allowance.

Fungsi outer casing:

  • Menahan seluruh lapisan refractory dan insulasi.
  • Membentuk struktur combustion chamber.
  • Menjadi dudukan burner, inlet, outlet dan instrumentasi.
  • Melindungi insulasi dari air dan kerusakan mekanis.
  • Menjaga kekuatan dan kestabilan unit.

Susunan Lapisan yang Direkomendasikan

UrutanMaterialKetebalan awalRating temperatur
1—paling dalamHigh-alumina castable refractory75–100 mm1.300–1.400°C
2—lapisan insulasiCeramic fiber blanket/board25–50 mm1.260°C
3—paling luarCarbon-steel casing4,5–6 mmDilindungi insulasi

Susunan sederhananya:

Gas panas/api → hot-face refractory → ceramic fiber insulation → carbon-steel outer casing → udara luar

Total ketebalan lining umumnya sekitar 100–150 mm, belum termasuk casing baja.

Contoh Perkiraan Temperatur Antarlapisan

Jika temperatur gas di dalam chamber dijaga pada 780°C:

PosisiPerkiraan temperatur
Gas dalam chamber750–800°C
Permukaan hot face700–780°C
Belakang refractory200–350°C
Belakang ceramic fiber60–100°C
Permukaan casing luarDitargetkan di bawah 60–80°C

Temperatur casing aktual harus dihitung berdasarkan konduktivitas termal, ketebalan material, temperatur lingkungan, kondisi angin dan detail konstruksi. Setelah unit beroperasi, temperatur permukaan perlu diperiksa menggunakan thermal camera.

Catatan Pemasangan

  • Anchor wajib menggunakan SS309 atau SS310, bukan baja karbon biasa.
  • Anchor tidak boleh terlalu dekat dengan hot face.
  • Sediakan expansion joint pada refractory.
  • Sambungan ceramic fiber harus rapat dan dibuat overlap.
  • Refractory harus melalui proses curing dan dry-out bertahap.
  • Jangan langsung menjalankan burner pada kapasitas maksimal setelah pengecoran.
  • Burner throat memerlukan refractory khusus yang tahan api dan abrasi.
  • Inspection door harus menggunakan ceramic-fiber gasket.
  • Hindari jalur logam dari hot face langsung ke casing karena dapat membentuk thermal bridge.
MaterialSpesifikasi yang disarankan
Castable refractory hot face1.300–1.400°C
Ketebalan castable75–100 mm
Ceramic fiber blanketGrade 1.260°C
Ketebalan ceramic fiber25–50 mm
Ceramic fiber board25–50 mm, opsional
Refractory anchorSS310 atau SS309
Anchor bentuk V/YJarak sekitar 200–300 mm
Refractory cement/mortarGrade minimal 1.300°C
Expansion jointCeramic fiber paper/rope
Burner block/quarlCastable refractory 1.400–1.500°C

Untuk area yang terkena api burner langsung, gunakan refractory high alumina. Hindari refractory biasa karena mudah retak, terkelupas, dan mengalami hot spot.

3. Komponen ruang pembakaran

  • Combustion chamber silinder.
  • Burner mounting plate.
  • Burner throat atau refractory quarl.
  • Tangential smoke inlet agar turbulensi lebih baik.
  • Secondary-air inlet.
  • Mixing section.
  • Inspection door.
  • Clean-out door untuk membersihkan abu dan jelaga.
  • Sight glass tahan panas.
  • Drain atau ash hopper di bagian bawah.
  • Explosion-relief panel sesuai kajian risiko.
  • Expansion joint pada inlet dan outlet.
  • Sampling port untuk pengujian emisi.
  • Thermocouple connection dan pressure tapping.

Chamber sebaiknya dirancang agar gas memiliki waktu tinggal sekitar 0,5–1 detik pada temperatur operasi.

4. Burner dan sistem bahan bakar

Burner sebaiknya tipe gas modulating, bukan hanya on/off, agar temperatur 750–800°C lebih stabil.

Komponen burner:

  • BEJO gas burner sesuai kapasitas.
  • Burner controller/flame safeguard.
  • Ignition transformer.
  • Ignition electrode.
  • Flame detector UV atau ionization.
  • Combustion-air fan.
  • Air-pressure switch.
  • Modulating servomotor.
  • Burner gasket tahan panas.
  • Burner refractory block.

Komponen gas train:

  • Manual isolation valve.
  • Gas filter.
  • Gas pressure regulator.
  • Low-gas pressure switch.
  • High-gas pressure switch.
  • Double safety solenoid valve.
  • Valve-proving system.
  • Pressure gauge.
  • Relief valve jika diperlukan.
  • Flexible gas connector yang sesuai standar.
  • Pipa carbon steel Sch. 40.
  • Fitting, flange, gasket, dan support pipa.
  • Gas-leak detector di ruangan.

Untuk LPG, instalasi juga membutuhkan vaporizer apabila suplai penguapan tabung/tangki tidak mencukupi, regulator tahap pertama dan kedua, serta proteksi tekanan yang tepat.

5. Ducting dan cerobong

BagianRekomendasi material
Ducting asap sebelum oxidizerCarbon steel 3–5 mm atau SS304
Ducting gas panas setelah oxidizerSS304/SS309 atau carbon steel berinsulasi, berdasarkan temperatur aktual
Expansion jointStainless-steel high-temperature type
CerobongSS304 atau carbon steel berinsulasi
Insulasi ductingCeramic fiber/rockwool sesuai zona temperatur
Cladding luarAluminium 0,5–0,8 mm atau SS304
Gasket flangeCeramic-fiber gasket
DamperSS304/SS310 pada bagian panas

Ducting panas tidak boleh memakai flexible duct aluminium tipis. Pada temperatur tinggi, gunakan konstruksi logam yang sesuai, insulasi, dan expansion joint.

6. Sistem penangkap chaff dan partikel

Sebelum asap masuk oxidizer, diperlukan:

  • cyclone separator;
  • chaff collector;
  • spark arrestor;
  • ash collection bin;
  • rotary valve atau manual discharge;
  • inspection door;
  • differential-pressure indicator jika menggunakan filter;
  • jalur pembersihan berkala.

Chaff kopi sebaiknya dipisahkan lebih dahulu. Jika masuk dalam jumlah besar ke ruang bakar, chaff dapat menyala mendadak dan menyebabkan temperatur serta tekanan tidak terkendali.

7. Exhaust fan

Material dan perlengkapannya:

  • ID fan centrifugal.
  • Impeller carbon steel atau SS304 sesuai temperatur.
  • Motor listrik.
  • Inverter/VFD.
  • Flexible connection tahan temperatur.
  • Inlet/outlet damper.
  • Anti-vibration mounting.
  • Fan guard.
  • Temperature interlock.

Posisi ideal ID fan ditentukan berdasarkan temperatur gas. Apabila fan dipasang setelah oxidizer, perlu dipastikan temperatur masuk fan masih berada dalam batas material dan bearing.

8. Instrumentasi

Minimal diperlukan:

  • Thermocouple Type K pada inlet.
  • Thermocouple Type K atau Type N pada combustion chamber.
  • Thermocouple pada outlet.
  • Digital temperature controller/PID.
  • High-temperature limiter independen.
  • Chamber pressure transmitter atau draft gauge.
  • Differential-pressure switch.
  • Gas-pressure gauge.
  • Low/high gas-pressure switch.
  • Combustion-air pressure switch.
  • Flame detector.
  • Gas-leak detector.
  • Stack sampling port.

Untuk chamber 800°C, thermocouple sebaiknya menggunakan protection tube SS310, Inconel, atau ceramic sheath, tergantung lokasi dan paparan api.

9. Panel kontrol

Komponen minimum:

  • Panel enclosure.
  • MCCB dan MCB.
  • Magnetic contactor.
  • Thermal overload relay.
  • Phase-failure relay.
  • Control transformer atau power supply 24 VDC.
  • PLC atau burner sequence controller.
  • PID temperature controller.
  • HMI, opsional.
  • VFD untuk exhaust fan.
  • Relay dan terminal block.
  • Emergency stop.
  • Alarm buzzer dan lampu indikator.
  • Selector auto/manual.
  • Hour meter.
  • Data logger temperatur, disarankan.
  • Panel cooling fan dan filter.

10. Interlock keselamatan wajib

Burner hanya boleh menyala jika:

  • emergency stop normal;
  • exhaust fan berjalan;
  • airflow atau draft terbukti;
  • tekanan gas normal;
  • combustion-air fan normal;
  • pre-purge selesai;
  • tidak ada false flame;
  • posisi damper sesuai;
  • sensor temperatur sehat;
  • pintu inspeksi tertutup;
  • gas-valve proving berhasil.

Burner harus trip apabila api padam, exhaust fan berhenti, tekanan gas abnormal, draft hilang, atau chamber mengalami overtemperature.

Rekomendasi konstruksi awal

Untuk unit kecil sampai menengah, susunan awal yang cukup kuat:

  • casing luar carbon steel 5–6 mm;
  • hot-face castable high alumina 75 mm;
  • ceramic fiber blanket 50 mm;
  • refractory anchor SS310;
  • burner quarl castable 1.400–1.500°C;
  • temperatur operasi 750–800°C;
  • burner gas Two Stag or modulating;
  • cyclone/chaff collector sebelum oxidizer;
  • ID fan menggunakan VFD;
  • tiga titik pengukuran temperatur: inlet, chamber, dan outlet.

Coffee Roaster Smoke Eliminator Afterburner Thermal Oxidizer BEJO BurnerBerikut RAB sementara Thermal Oxidizer Penghilang Asap Coffee Roaster yang paling sederhana . Perhitungan memakai asumsi awal:

  • Kapasitas burner gas modulating: ±200 kW
  • Temperatur operasi: 750–800°C
  • Chamber: ±Ø1.000 × 1.800 mm
  • Refractory + insulasi: 100–125 mm
  • Sistem dilengkapi cyclone, ID fan, gas train, dan panel otomatis
  • Harga belum termasuk PPN

Untuk model vertikal sederhana seperti foto—chamber, refractory, burner, rangka, dan panel dasar—perkiraan RAB berada di kisaran Rp130–150 juta, belum termasuk PPN, ducting panjang, cerobong, dan pekerjaan sipil.

Asumsi desain awal:

  • Chamber sekitar Ø700–800 mm × tinggi 1.500–1.800 mm
  • Temperatur operasi 750–800°C
  • BEJO gas burner modulating sekitar 100–200 kW
  • Casing carbon steel 5 mm
  • Refractory 75 mm + ceramic fiber 25–50 mm
  • Panel kontrol temperatur otomatis
  • Tanpa cyclone dan ID fan terpisah

RAB Thermal Oxidizer Model Vertikal Sederhana

No.UraianQtyHarga (Rp)
1Engineering dan gambar kerja1 lot5.000.000
2Casing chamber carbon steel 5 mm1 unit18.000.000
3Cone atas/bawah, flange dan stiffener1 lot8.000.000
4Rangka, support dan base plate1 set6.500.000
5High-alumina castable refractory 75 mm1 lot15.000.000
6Ceramic fiber insulation 25–50 mm1 lot6.500.000
7Anchor SS310, mortar dan expansion joint1 lot4.500.000
8Refractory burner block/quarl1 set4.500.000
9BEJO gas burner modulating 100–200 kW1 set22.500.000
10Gas train, regulator, filter dan safety valve1 set13.500.000
11Thermocouple dan temperature controller2 set5.000.000
12Panel kontrol dan safety interlock dasar1 set12.500.000
13Inspection door dan clean-out door1 set5.000.000
14Fabrikasi, welding, assembly dan pengecatan1 lot10.000.000
15Setting dan test commissioning workshop1 lot4.000.000
Total estimasi supply unitRp140.500.000

Opsi tambahan

OpsiEstimasi harga
Cyclone/chaff collectorRp12.000.000–18.000.000
ID fan centrifugalRp15.000.000–22.000.000
VFD ID fanRp5.000.000–8.000.000
Ducting koneksiRp8.000.000–15.000.000
Cerobong dan supportRp10.000.000–18.000.000
Instalasi lokasi dan commissioningRp8.000.000–15.000.000
Transportasi dan akomodasiSesuai lokasi

Paket lengkap yang direkomendasikan

Apabila dilengkapi cyclone, ID fan, VFD, ducting pendek, cerobong, instalasi, dan commissioning:

Estimasi total: Rp200.000.000–Rp225.000.000, belum termasuk PPN.

Harga aman untuk diajukan sebagai penawaran awal:

  • Paket sederhana: Rp145.000.000
  • Paket lengkap: Rp215.000.000

RAB Thermal Oxidizer Coffee Roaster Premium

Coffee Roaster Smoke Eliminator atau Afterburner Thermal Oxidizer BEJO Burner coffee roaster smoke eliminator atau afterburner-thermal oxidizer

Untuk thermal oxidizer penghilang asap dan bau roasting kopi, temperatur ruang oxidizer yang disarankan adalah:

  • Minimum operasi: 650°C
  • Set point normal: 750–800°C
  • Asap/bau sangat pekat: 800–850°C
  • Alarm temperatur tinggi: sekitar 900°C, disesuaikan material dan refractory

Rekomendasi awal saya: gunakan set point 780°C. Burner dibuat modulating agar temperatur stabil sekitar 750–800°C.

Yang dimaksud bukan temperatur inti api burner—inti api gas dapat melebihi 1.000°C—tetapi temperatur gas di dalam ruang oxidizer setelah tercampur merata. Agar penghilangan asap efektif, gas sebaiknya tinggal sekitar 0,5–1 detik, dengan oksigen dan turbulensi yang cukup.

Urutan kontrol yang disarankan:

  • Burner memanaskan chamber sampai minimal 700–750°C.
  • Asap roasting baru dimasukkan setelah temperatur siap.
  • Burner memodulasi untuk mempertahankan set point 780°C.
  • High-temperature trip sekitar 900°C.
  • Jika temperatur turun di bawah batas minimum, kapasitas roasting dikurangi atau burner dinaikkan.
  • Exhaust fan, pressure switch, flame detector, dan gas valve harus saling interlock.

No.

Uraian pekerjaan/material

Qty

Harga (Rp)

1Engineering, perhitungan dan gambar kerja1 lot7.500.000
2Casing chamber carbon steel SS400 tebal 5–6 mm1 lot24.000.000
3Cone atas/bawah, flange dan stiffener1 lot9.000.000
4Rangka UNP/CNP, dudukan dan base plate1 lot8.500.000
5Castable refractory high alumina 1.400°C, tebal ±75 mm1 lot21.000.000
6Ceramic fiber blanket 1.260°C, tebal ±50 mm1 lot9.500.000
7Refractory anchor SS310, mortar dan expansion joint1 lot7.500.000
8Burner block/quarl refractory 1.500°C1 set5.500.000
9Inspection door, clean-out door dan sight glass1 lot7.500.000
10Cyclone/chaff collector dan ash hopper1 set15.000.000
11Ducting inlet dan outlet berikut flange1 lot15.000.000
12Cerobong, support dan rain cap1 lot16.000.000
13Expansion joint dan gasket tahan panas2 set6.000.000
14ID fan centrifugal berikut motor1 set18.000.000
15Inverter/VFD untuk ID fan1 set7.500.000
16BEJO gas burner modulating ±200 kW1 set42.000.000
17Gas train: filter, regulator, double solenoid dan pressure switch1 set18.000.000
18Thermocouple high temperature dan protection tube3 set7.500.000
19Draft/pressure instrument dan pressure gauge1 lot5.500.000
20Panel kontrol otomatis, PID, burner sequence dan safety interlock1 set25.000.000
21Kabel, conduit, cable tray dan kelengkapan elektrikal1 lot7.500.000
22Fabrikasi, welding dan assembly workshop1 lot15.000.000
23Sanding dan cat tahan panas1 lot5.000.000
24Instalasi, setting dan test commissioning1 lot12.000.000
25Transportasi dan akomodasi teknisi*1 lot15.000.000
SubtotalRp327.000.000
Cadangan pekerjaan 5%Rp16.350.000
Total sebelum PPNRp343.350.000
PPN 11% apabila dikenakanRp37.768.500
Total termasuk PPNRp381.118.500

*Transportasi dan akomodasi akan disesuaikan dengan lokasi pemasangan.

Lingkup pekerjaan

  • Fabrikasi thermal oxidizer.
  • Pemasangan refractory dan ceramic fiber.
  • Supply BEJO gas burner modulating.
  • Supply gas train dan perangkat keselamatan.
  • Pembuatan cyclone/chaff collector.
  • Supply ID fan dan VFD.
  • Pembuatan panel kontrol otomatis.
  • Instalasi, setting temperatur dan commissioning.
  • Pelatihan operator.

Cara pembayaran

  • DP 50% setelah PO diterima.
  • 40% saat unit selesai fabrikasi dan siap dikirim.
  • 10% setelah instalasi dan commissioning selesai.

Estimasi waktu

  • Fabrikasi: sekitar 6-8 Minggu  kerja setelah DP dan gambar disetujui.
  • Garansi: 12 bulan terhadap kerusakan manufaktur.
  • Harga final harus disesuaikan setelah kapasitas roaster, debit exhaust, ukuran chamber dan lokasi pemasangan dikonfirmasi.

RAB ini masih merupakan estimasi anggaran, bukan harga final. Kapasitas burner 200 kW harus diverifikasi menggunakan kapasitas roaster dalam kg/batch dan debit exhaust fan dalam m³/jam

Studi Kasus BEJO Burner Thermal Oxidizer untuk Menghilangkan Asap Coffee Roaster

Gambaran proyek

Sebuah fasilitas pengolahan kopi menggunakan coffee roaster berkapasitas 30 kg per batch. Dalam satu jam, mesin beroperasi sebanyak 3–4 batch. Selama proses roasting, terutama menjelang tahap first crack dan second crack, terbentuk asap pekat, aroma menyengat, uap minyak kopi, chaff, serta partikel karbon.

Cerobong roaster yang langsung dibuang ke atmosfer belum mampu mengendalikan asap dan bau. Kondisi tersebut menyebabkan lingkungan produksi menjadi kurang nyaman dan berpotensi mengganggu area di sekitar pabrik.

Untuk mengatasi permasalahan tersebut, dirancang BEJO Burner Thermal Oxidizer yang membakar kembali gas buang coffee roaster pada temperatur sekitar 750–800°C.

Studi kasus ini merupakan simulasi engineering. Kapasitas final harus diverifikasi menggunakan data aktual coffee roaster dan pengukuran debit gas buang.

Data awal coffee roaster

ParameterData desain
Kapasitas coffee roaster30 kg/batch
Produksi3–4 batch/jam
Durasi roasting12–18 menit/batch
Debit gas buang aktual900 m³/jam
Temperatur asap masuk180°C
Temperatur oxidizer780°C
Waktu tinggal gas0,7–1 detik
Bahan bakarLPG atau natural gas
Sistem burnerModulating
Jam kerja8–12 jam/hari

Permasalahan sebelum menggunakan thermal oxidizer

Beberapa masalah yang ditemukan pada sistem pembuangan langsung antara lain:

  • Asap berwarna putih keabu-abuan keluar dari cerobong.
  • Bau roasting menyebar ke area sekitar.
  • Uap minyak kopi menempel pada permukaan ducting.
  • Chaff terbawa menuju jalur pembuangan.
  • Terdapat risiko penumpukan material mudah terbakar.
  • Kualitas emisi berubah mengikuti tingkat kematangan roasting.
  • Operator tidak dapat mengendalikan temperatur gas buang.

Pemasangan filter biasa belum tentu efektif karena sebagian polutan berbentuk gas, uap minyak, VOC dan CO. Oleh sebab itu, dipilih proses thermal oxidation untuk membakar kembali komponen organik dalam gas buang.

Prinsip kerja BEJO Burner Thermal Oxidizer

Gas buang dari coffee roaster terlebih dahulu melewati cyclone atau chaff collector. Partikel kulit kopi dan material berukuran besar dipisahkan sebelum gas masuk ke ruang oxidizer.

Selanjutnya, asap masuk ke combustion chamber yang telah dilapisi refractory. BEJO Gas Burner menghasilkan panas dan menjaga temperatur ruang oksidasi pada set point sekitar 780°C.

Di dalam chamber terjadi tiga proses utama:

  1. Pemanasan: gas buang dinaikkan dari sekitar 180°C menjadi 750–800°C.
  2. Pencampuran: asap, udara dan gas panas dicampur secara turbulen.
  3. Oksidasi: minyak kopi, VOC, CO dan partikel karbon dibakar kembali.

Gas hasil pembakaran kemudian dialirkan menuju cerobong menggunakan ID fan.

Perhitungan Kebutuhan Panas Thermal Oxidizer

ParameterPerhitunganHasil
1. Massa Aliran Gas BuangDensitas gas buang (ρ) = 0,78 kg/m³
Debit gas buang (V) = 900 m³/jamRumus:ṁ = (V × ρ) ÷ 3600= (900 × 0,78) ÷ 3600
0,195 kg/detik
2. Kenaikan TemperaturΔT = Toxidizer − Tinlet

= 780°C − 180°C

600°C
3. Panas SensibelPanas jenis gas (Cp) = 1,1 kJ/kg°C

Rumus:

Q = ṁ × Cp × ΔT

= 0,195 × 1,1 × 600

128,7 kW
4. Kehilangan Panas SistemKehilangan panas casing, ducting, refractory, radiasi dan kebocoran udara diperkirakan sebesar:

 

25 kW

25 kW
5. Total Kebutuhan PanasQtotal = 128,7 + 25153,7 kW
6. Kebutuhan BurnerEfisiensi sistem = 80%

 

Qburner = Qtotal ÷ 0,80

 

= 153,7 ÷ 0,80

192,1 kW
7. Margin Desain 20%Qdesign = 192,1 × 1,20230,5 kW

Rekomendasi kapasitas BEJO Burner

Berdasarkan simulasi tersebut, kapasitas burner yang direkomendasikan adalah:

BEJO Gas Burner Modulating 50–250 kW

Kapasitas maksimum 250 kW memberikan cadangan untuk:

  • pemanasan awal refractory;
  • kondisi chamber masih dingin;
  • peningkatan produksi;
  • perubahan kadar air biji kopi;
  • kenaikan debit exhaust;
  • roasting gelap dengan beban asap lebih tinggi;
  • kehilangan panas akibat pembukaan damper.

Burner harus menggunakan sistem modulating agar tidak terus-menerus beroperasi pada kapasitas maksimal. Setelah chamber mencapai set point, kebutuhan bahan bakar akan menurun mengikuti temperatur asap masuk dan beban roasting.

Perkiraan Konsumsi Bahan Bakar

ParameterPerhitunganHasil
Natural GasNilai kalor Natural Gas = 9,5 kWh/Nm³
Efisiensi pembakaran = 90%Rumus:Vgas = 250 ÷ (9,5 × 0,90)= 250 ÷ 8,55
29,2 Nm³/jam
Konsumsi Operasi NormalPada saat burner bekerja secara modulasi, konsumsi gas biasanya berada pada kisaran 60–80% dari kapasitas maksimum.17 – 24 Nm³/jam
LPGNilai kalor LPG = 12,8 kWh/kg
Efisiensi pembakaran = 90%Rumus:mLPG = 250 ÷ (12,8 × 0,90)= 250 ÷ 11,52
21,7 kg/jam
Konsumsi Operasi NormalPada operasi normal burner modulasi.13 – 18 kg/jam

 

Catatan:

Nilai konsumsi bahan bakar di atas merupakan estimasi berdasarkan kapasitas burner sekitar 250 kW. Konsumsi aktual dipengaruhi oleh:

  • Temperatur awal gas buang
  • Kualitas insulasi thermal oxidizer
  • Excess air pembakaran
  • Debit gas buang (Exhaust Flow)
  • Kontinuitas proses roasting
  • Efisiensi burner dan sistem kontrol modulasi

Desain Combustion Chamber

ParameterPerhitunganHasil
Persamaan Volume ChamberVchamber = V̇hot × t
Debit Gas PanasDebit gas setelah pemuaian diperkirakan:

 

2.100 m³/jam

 

hot = 2.100 ÷ 3.600

0,583 m³/detik
Residence TimeWaktu tinggal gas panas pada thermal oxidizer.0,8 detik
Volume ChamberVchamber = 0,583 × 0,80,466 m³
Volume Efektif yang DisarankanSetelah mempertimbangkan burner quarl, turbulensi pembakaran, ruang pencampuran serta distribusi aliran gas.0,55 – 0,70 m³

 

Kesimpulan Desain

Combustion chamber pada Coffee Roaster Smoke Eliminator / Thermal Oxidizer tidak hanya ditentukan oleh kapasitas burner, tetapi juga harus memenuhi tiga parameter utama yaitu:

  • Temperatur operasi sekitar 760–820°C.
  • Residence Time minimum 0,8 detik agar oksidasi VOC dan asap berlangsung sempurna.
  • Turbulensi yang cukup sehingga gas buang dan udara pembakaran tercampur secara merata.

Berdasarkan perhitungan tersebut, volume efektif combustion chamber direkomendasikan berada pada kisaran 0,55–0,70 m³ untuk menghasilkan efisiensi oksidasi yang tinggi dengan emisi yang rendah.

Contoh dimensi awal:

  • Diameter dalam: sekitar 800 mm.
  • Panjang efektif: sekitar 1.400 mm.
  • Volume silinder: sekitar 0,70 m³.
  • Ketebalan castable refractory: 75 mm.
  • Ceramic fiber blanket: 50 mm.
  • Casing luar carbon steel: 5–6 mm.

Dimensi tersebut masih harus diverifikasi melalui layout inlet, arah api, panjang flame, dan posisi outlet.

Material utama

KomponenMaterial
Casing luarCarbon steel SS400/A36, 5–6 mm
Hot-face refractoryHigh-alumina castable 1.400°C
InsulasiCeramic fiber blanket 1.260°C
Refractory anchorSS310
Burner quarlCastable refractory 1.500°C
Ducting panasSS304 atau carbon steel berinsulasi
Damper panasSS304/SS310
CerobongSS304 atau carbon steel berinsulasi
StrukturUNP/CNP carbon steel
GasketCeramic-fiber high-temperature gasket

Sistem kontrol

Panel kontrol thermal oxidizer dirancang untuk menjalankan urutan berikut:

  1. ID fan dinyalakan.
  2. Airflow dan draft diverifikasi.
  3. Pre-purge dilakukan.
  4. Gas-valve proving dijalankan.
  5. Ignition burner dimulai.
  6. Flame detector memastikan api terbentuk.
  7. Chamber dipanaskan hingga temperatur minimum.
  8. Produksi roasting diizinkan.
  9. Burner memodulasi mempertahankan set point 780°C.
  10. Sistem melakukan alarm atau trip jika terjadi kondisi tidak aman.

Perangkat keselamatan

Sistem minimum perlu dilengkapi dengan:

  • flame safeguard;
  • UV atau ionization flame detector;
  • double safety gas valve;
  • gas-valve proving;
  • low- dan high-gas pressure switch;
  • combustion-air pressure switch;
  • ID-fan interlock;
  • chamber draft switch;
  • high-temperature limiter;
  • emergency stop;
  • gas-leak detector;
  • inspection door interlock;
  • alarm audio dan visual;
  • post-purge setelah burner berhenti.

Burner harus langsung menutup aliran gas apabila api padam, fan berhenti, tekanan gas tidak normal atau chamber mengalami overtemperature.

Target performa

Dengan temperatur, waktu tinggal dan pencampuran yang benar, sistem ditargetkan untuk:

  • mengurangi asap visual dari proses roasting;
  • menurunkan bau yang keluar dari cerobong;
  • mengoksidasi sebagian besar uap minyak dan VOC;
  • mengurangi penumpukan residu organik pada jalur buang;
  • menghasilkan proses pembuangan yang lebih stabil;
  • meningkatkan kebersihan area produksi.

Efisiensi aktual tidak boleh dinyatakan hanya berdasarkan pengamatan visual. Verifikasi perlu dilakukan melalui pengujian emisi pada cerobong dan dibandingkan dengan persyaratan lingkungan yang berlaku.

Hasil evaluasi engineering

Dari studi kasus ini diperoleh kesimpulan:

  • Temperatur operasi yang direkomendasikan adalah 750–800°C.
  • Set point awal yang disarankan adalah 780°C.
  • Kapasitas burner hasil perhitungan sekitar 230 kW.
  • Burner yang dipilih adalah BEJO Gas Burner Modulating maksimum 250 kW.
  • Volume efektif chamber disarankan sekitar 0,55–0,70 m³.
  • Waktu tinggal gas dirancang sekitar 0,7–1 detik.
  • Cyclone atau chaff collector harus dipasang sebelum oxidizer.
  • ID fan perlu menggunakan VFD agar draft dapat disesuaikan.
  • Burner, exhaust fan, gas train dan temperatur harus terhubung melalui safety interlock.

Kesimpulan

BEJO Burner Thermal Oxidizer merupakan solusi untuk membantu mengendalikan asap dan bau yang dihasilkan coffee roaster. Sistem bekerja dengan memanaskan dan membakar kembali gas buang pada temperatur tinggi di dalam combustion chamber berlapis refractory.

Keberhasilan thermal oxidizer tidak hanya ditentukan oleh besarnya burner. Temperatur, waktu tinggal, turbulensi, oksigen, desain chamber, pemisahan chaff, dan sistem kontrol keselamatan harus diperhitungkan sebagai satu kesatuan.

PT Indira Mitra Boiler melayani perhitungan kapasitas, fabrikasi chamber, supply BEJO Burner, pembuatan gas train dan panel kontrol, instalasi, setting, serta test commissioning.

PT Indira Mitra Boiler
Industrial Heating System Specialist
Office:Emerald Residence Sepatan Ruko 8i, Kosambi Tangerang
Phone: (021) 352 95874
WhatsApp : +62 813-8866-6204 (Ratman Bejo)
Workshop : Tangerang – Indonesia
Website : www.indiramitraboiler.co.id
Website : www.burner.co.id
Email : info@indira.co.id | idmratman@gmail.com
YouTube : https://www.youtube.com/@Bejoburnerindonesia

 

Scroll to Top