5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Briket

Briket adalah sebuah blok bahan yang dapat dibakar yang digunakan

sebagai bahan bakar untuk memulai dan mempertahankan nyala api. Briket

dibuat dengan menekan dan mengeringkan campuran bahan menjadi blok

yang keras. Metode ini umum digunakan untuk bahan briket yang memiliki

nilai kalori rendah. Bahan yang digunakan untuk pembuatan briket sebaiknya

yang memiliki kadar air rendah untuk mencapai nilai kalor yang tinggi.

Pembuatan briket dapat dilakukan dengan cara penambahan perekat

pati, dimana bahan baku diarangkan terlebih dahulu kemudian ditumbuk,

dicampur perekat dan dicetak dengan system dan selanjutnya dikeringkan

(Pari, 2002). Perekat pati dibuat dari tepung tapioka ditambah dengan air.

Perekat pati umum digunakan sebagai bahan perekat pada briket arang,

karena banyak terdapat di pasaran dan harganya relatif murah. Pertimbangan

lain bahwa perekat pati dalam penggunaannya menimbulkan asap yang lebih

sedikit dibandingkan bahan lain. Kelemahan perekat pati adalah memiliki

sifat tidak tahan terhadap kelembaban. Hal ini disebabkan tapioka

mempunyai sifat dapat menyerap air dari udara (Goutara & Wijaya 1975,

diacu dalam Suryani 1986).

6

Briket yang berkualitas baik pada umumnya ditentukan berdasarkan

sifat fisik dan kimianya antara lain ditentukan oleh kadar air, kadar abu, kadar

zat menguap, kadar karbon terikat, kerapatan, dan nilai kalornya. Standar

kualitas briket arang Indonesia mengacu pada Standar Nasional Indonesia

(SNI) dan juga mengacu pada sifat briket arang buatan Jepang, Inggris, dan

USA seperti pada Tabel 2.1 :

Tabel 2.1: Standar Briket Arang Jepang, Inggris, USA dan Indonesia

(sumber: Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, 1994)

2.2 Arang

Arang adalah suatu padatan berpori yang mengandungan karbon 85-

95% dan dihasilkan dengan proses pemanasan. Pada saat pemanasan tidak

boleh terjadi kebocoran udara didalam ruang pemanasan sehingga bahan

yang mengandung karbon tersebut hanya terkarbonisasi dan tidak teroksidasi

(Sembiring dan Sinaga, 2003).

7

Saat ini teknologi memproduksi arang dilakukan dalam dunia industri.

Produksi arang secara industri rata-rata sekitar 35%. Produk yang diperoleh

juga tergantung pada faktor-faktor seperti spesies kayu dan ukuran kayu,

sistem karbonisasi, waktu pemrosesan dan suhu akhir. (Anonim, 1995).

Karbon merupakan kandungan utama dari arang yang mempunyai

sifat fisika dan kimia tertentu. Sifat fisika dan kimia dari arang dapat dilihat

pada Tabel 2.2 berikut :

Tabel 2.2 : Sifat Fisika dan Kimia Arang (sumber: Hendra dan Pari, 2000)

2.3 Briket Serbuk Arang

Dalam pembuatan briket, serbuk arang harus diperhatikan

kehalusannya. Serbuk arang harus cukup halus untuk dapat membentuk briket

yang baik. Biasanya ukuran serbuk antara 40-80 mesh. Ukuran partikel yang

terlalu besar akan sukar pada waktu perekatan, sehingga mengurangi

keteguhan briket yang dihasilkan. Sebaliknya ukuran yang terlalu halus akan

8

menurunkan kekuatan briket karena bahan pengikat yang ditambahkan tidak

mampu mengikat partikel dengan luas permukaaan yang semakin kecil

(Widyawati, 2006:7).

Pencetakan arang umumnya dilakukan dengan menggunakan mesin

kempa hidrolik berkapasitas besar. Sebelum dilakukan pencetakan serbuk

arang dicampur dengan bahan perekat. Setelah itu dicetak sehingga menjadi

briket dengan ukuran tertentu. Briket yang dihasilkan akan lebih bagus jika

dibandingkan dengan arang konvensional. (Darnoko dan Guritno, 1995)

2.4 Prinsip Dasar Sistem Hidrolik

Hukum Pascal:

“Tekanan yang diberikan zat cair di dalam ruang tertutup diteruskan oleh zat

cair itu ke segala arah dengan sama besar”

Prinsip dasar dalam sistem hidrolik berasal dari hukum Pascal yang

pada intinya mengatakan bahwa dalam suatu bejana tertutup yang ujungnya

terdapat beberapa lubang yang sama besar berisi fluida dan diberikan tekanan

yang sama pada setiap titiknya maka akan dipancarkan kesegala arah dengan

tekanan dan jumlah aliran yang sama. Dari pengertian tersebut dapat

diperoleh suatu ilustrasi seperti gambar berikut :

Gambar 2.1 : Prinsip dasar sistem hidrolik

9

Dari gambar diperoleh persamaan sebagai berikut :

1 2

1 2

F F

A A …………………………………… (2.1) (sumadewi, 2013)

1

2

1

2

Dimana:

F = Gaya masuk

F = Gaya keluar

A = Luassilinder kecil

A = Luassilinder besar

Dari persamaan (2.1), dapat diketahui nilai F dipengaruhi oleh besar

kecilnya luas penampang dari piston A2 dan A1. Dalam sistem hidrolik hal

ini dimanfaatkan untuk merubah gaya tekan fluida yang dihasilkan oleh

pompa hidrolik untuk menggerakkan silinder hidrolik.

2.4.1 Komponen Penyusun Sistem Hidrolik

Gambar 2.2: Diagram aliran sistem hidrolik

a. Motor

Motor berfungsi sebagai pengubah dari tenaga listrik menjadi tenaga

mekanis. Dalam sistem hidrolik motor berfungsi sebagai penggerak utama

dari semua komponen hidrolik dalam rangkaian ini. Kerja dari motor itu

10

dengan cara memutar poros pompa yang dihubungkan dengan poros input

motor.

Gambar 2.3 : Motor

b. Pompa Hidrolik

Pompa hidrolik ini digerakkan secara mekanis oleh motor listrik.

Permulaan dari pengendalian dan pengaturan sistem hidrolik selalau terdiri

atas suatu unsur pembangkit tekanan, jadi fungsi dari unsur tersebut dipenuhi

oleh pompa hidrolik. Pompa hidrolik berfungsi untuk mengubah energi

mekanik menjadi energi hidrolik dengan cara menekan fluida hidrolik

kedalam sistem. Dalam sistem hidrolik, pompa merupakan suatu alat untuk

menimbulkan atau membangkitkan aliran fluida (untuk memindahkan

sejumlah volume fluida) dan untuk memberikan daya sebagaimana

diperlukan. Apabila pompa digerakkan motor (penggerak uatama), pada

dasarnya pompa melakukan dua fungsi utama:

1. Pompa menciptakan kevakuman sebagian pada sluran masuk pompa.

Vakum ini memungkinkan tekanan atmospher untuk mendorong fluida

dari tangki (reservoir) kedalam pompa.

11

2. Gerakan mekanik pompa menghisap fluida kedalam rongga

pemompaan, dan membawanya melalui pompa, kemudian mendorong

dan menekannya ke dalam sistem hidrolik.

Pompa yang banyak digunakan yang dibagi menjadi sebagai berikut:

1. Pompa Gigi (Gear Pump)

a. Pompa Gigi External (External Gear Pump)

Pompa ini mempunyai konstruksi yang sederhana, dan

pengoperasionalnya juga mudah, banyak digunakan dalam peralatan

konstruksi dan mesin-mesin perkakas.

Gambar 2.4 : External Gear Pump

b. Pompa Gigi Internal (Internal Gear Pump)

Pompa ini tidak mengeluarkan bunyi keras serta ukurannya kecil

dan dapat dipakai pada instalasi ruang yang sempit.

Gambar 2.5 : Internal Gear Pump

12

2. Pompa Piston Axial

a. Tipe sumbu bengkok (bend axial type)

Piston dan silinder blok pada Pompa tipe ini tidak sejajar dengan as

penggerak tapi dihubungkan pada suatu sudut. Dengan mengubah sudut

dan sumbu maka keluarnya minyak dan arah hisap dapat diatur.

Gambar 2.6 : Pompa Tipe Sumbu Bengkok

b. Tipe plat pengatur ( Swash plate type)

Dalam type ini letak piston dan silinder blok sejajar dengan as dan

Pengeluaran minyak dapat distel bebas dengan merubah sudut, serta

saluran hisap dan keluar dapat dibalik.

Gambar 2.7 : Pompa Axial Tipe Alat Pengatur

13

c. Silinder Kerja Hidrolik

Silinder hidrolik adalah sebuah silinder mekanik yang menghasilkan

gaya searah melalui gerakan stroke yang searah. Silinder ini merupakan

komponen untuk merubah dan meneruskan daya dari tekanan fluida, dimana

fluida akan mendesak piston untuk melakukan gerak translasi. Menurut

kontruksi, silinder kerja hidrolik dibagi menjadi dua macam antara lain :

1. Silinder kerja penggerak tunggal (single Acting)

Silinder ini memiliki satu buah ruang fluida kerja. Kondisi ini

mengakibatkan silinder kerja hanya bisa melakukan gerakan tekan. untuk

kembali ke posisi semula menggunakan tenaga dari luar.

Gambar 2.8 : Silinder kerja penggerak tunggal

2. Silinder kerja penggerak ganda (double Acting)

Silinder ini memiliki dua buah ruang fluida kerja yaitu pada ruang

silinder di atas piston dan di bawah piston. Dengan begitu silinder kerja dapat

melakukan gerakan bolak-balik atau maju-mundur.

14

Gambar 2.9: Silinder kerja penggerak ganda

d. Katup (Valve)

Katup berfungsi sebagai pengatur tekanan dan aliran fluida yang

mengalir ke silinder kerja. Menurut pemakainnya, katup hidrolik dibagi

menjadi tiga macam, antara lain :

1. Katup Pengatur Tekanan (Relief Valve)

Katup pengatur tekanan digunakan untuk mengontrol kelebihan

tekanan, katup ini akan membuka saat tekanan fluida lebih besar dari tekanan

katupnya, dan begitu pula sebaliknya.

Gambar 2.10: Katup pengatur tekanan.

15

2. Katup Pengatur Arah Aliran (Flow Control Valve)

Katup pengontrol arah berfungsi untuk menghidupkan, mengontrol

arah, mempercepat dan memperlambat suatu gerakan dari silinder kerja

hidrolik.

Gambar 2.11: Katup pengatur arah aliran

3. Katup Pengatur Jumlah Aliran (Flow Control Valve)

Katup ini merupakan sebuah katup yang berfungsi untuk mengatur

kapasitas aliran fluida dari pompa ke silinder atau mengatur kecepatan aliran

fluida dan kecepatan gerak piston dari silinder.

Gambar 2.12: Flow control throttling valve

16

e. Manometer

Biasanya pengatur tekanan dipasang dan dilengkapi dengan sebuah alat

yang dapat menunjukan besar tekanan fluida yang keluar. Prinsip kerja alat

ini ditemukan oleh Bourdon. Prinsip pembacaan pengukuran tekanan

manometer ini adalah bekerja berdaarkan atas dasar perinsip analog.

Gambar 2.13 : Pengukur Tekanan (Manometer)

f. Saringan Oli ( Oil Filter )

Oli Filter berfungsi menyaring kotoran dari minyak hidrolik. Dengan

adanya filter, diharapkan efisiensi peralatan hidrolik dapat ditinggikan dan

umur pemakaian lebih lama.

Gambar 2.14: Filter Tangki (kiri) dan Filter Pipa (kanan)

17

g. Fluida Kerja

Fluida kerja memiliki fungsi sebagai penghantar energy atau gaya,

fluida kerja harus dapat mengalir dengan mudah melalui komponen -

komponen salurannya. Terlalu banyak hambatan untuk mengalir, akan sangat

besar tenaga yang hilang. Fluida sedapat mungkin harus mempunyai sifat

tidak kompresibel sehingga gerakan yang terjadi pada saat pompa dihidupkan

atau katup dibuka dengan segera dapat dipindahkan.

Fluida kerja juga berfungsi sebagai pelumas dan juga sebagai media

pendingin yang timbul akibat tekanan yang ditingkatkan dan meredam

getaran/suara. Disamping fungsi-fungsi utama diatas, untuk pemilihan fluida

kerja hidrolik akan lebih baik apabila memenuhi persyaratan-persyaratan,

antara lain :

1. Fluida kerja harus memiliki kalor jenis yang tinggi. Pada

temperatur kerja tidak boleh terbentuk uap yang merugikan.

2. Fluida kerja harus memiliki sifat pelumasan yang baik, meskipun

terjadi perubahan temperatur dan tekanan kerja.

3. Fluida kerja harus tetap stabil dan tidak kehilangan sifat

kimiawinya, saat terjadi perubahan tekanan dan temperatur kerja.

4. Fluida kerja harus mempunyai nilai viskositas yang

menguntungkan yaitu antara 0,2 sampai 0,3 cm2

5. Memelihara kestabilan dengan sendirinya, dengan cara demikian

akan mengurangi ongkos penggantian fluida

6. Tegangan permukaan minyak tidak boleh terlalu besar, agar

terbentuknya buih dapat dibatasi.

18

7. Secara relatif mampu menjaga nilai kekentalan walau dalam

perbedaan temperatur tinggi

8. Mampu mencegah adanya pembentukan endapan, getah oli dan

pernis

9. Kadar zat padat yang ada dalam fluida kerja dalam jumlah terbatas.

10. Fluida kerja harus dapat melindungi komponen hidrolik dari korosi

11. Pada saat pemanasan, fluida kerja tidak boleh cepat teroksidasi.

12. Titik bekunya harus rendah.

13. Tidak mudah membentuk buih-buih oli

h. Pipa Saluran Fluida

Pipa Saluran Fluida berfungsi untuk meneruskan fluida kerja yang

bertekanan tinggi dari pompa pembangkit tekanan ke silinder kerja.

Pemilihan pipa saluran minyak harus memenuhi syarat :

1. Mampu menahan tekanan yang tinggi dari fluida.

2. Koefisien gesek dari dinding bagian dalam pipa harus kecil.

3. Dapat menyalurkan panas dengan baik.

4. Tahan terhadap perubahan tekanan dan suhu.

5. Tahan terhadap perubahan cuaca

6. Berumur relatif panjang.

7. Tahan terhadap korosi.

19

I. Pelumasan Pada System Hidrolik

Pada bidang yang selalu bergesekan, cepat atau lambat akan timbul

panas dan apabila panas tersebut tidak dikurangi, maka bidang tersebut akan

memuai. Pemuaian akan mengakibatkan kesulitan dalam meluncur/berputar

yang akan menimbulkan keausan komponen, untuk mengurangi keausan

tersebut diperlukan pelumasan yang baik.

a. Minyak hidrolik ( hydrolic oil )

Oli hidrolik yang berbasis pada minyak mineral biasanya digunakan

secara luas pada mesin-mesin perkakas atau juga mesin-mesin industri.

Menurut standar DIN 51524 dan 512525 dan sesuai dengan karakteristik serta

komposisinya oli hidrolik dibagi menjadi tiga (3) kelas, lihat table 2.3 :

Tabel 2.3 : Karakteristik oli hidrolik

b. Minyak Pelumas ( lubbricating oil )

Minyak pelumas banyak digunakan untuk mengurangi gesekan,

menghindarkan keausan, membuang panas yang timbul, memberikan

20

perlindungan terhadap timbulnya karat dan juga untuk membersihkan

permukaan benda yang bergesekan.

Viskositas atau kekentalan merupakan hal penting pelumasan. Minyak

pelumas dengan viskositas rendah maksudnya adalah minyak tersebut encer,

lapisan minyak sangat tipis dan mudah mengalir. Minyak pelumas dengan

viskositas tinggi maksudnya adalah minyak tersebut kental, lapisan minyak

sangat tebal dan sulit mengalir tetapi tahan terhadap beban yang berat. Jenis

minyak pelumas ditentukan menurut kekentalannya, berdasarkan angka

indeks yang disebut SAE (Society of Automotive Engineer) yang terdapat di

USA, antara lain :

1) Minyak pelumas peringkat tunggal

Minyak ini mempunyai karakteristik viskositas tunggal. Misalnya

minyak pelumas SAE 10, SAE 20, SAE 30 dan SAE 40. Minyak pelumas tipe

ini digunakan pada peralatan mesin yang rentang temperatur lingkungan

operasinya relatif pendek.

2) Minyak pelumas peringkat ganda

Minyak pelumas ini mempunyai karakteristik ganda dan digunakan

pada mesin yang rentang suhu operasi lingkunganya relatif panjang. Minyak

pelumas tersebut antara lain : SAE 10 W-30, SAE 15 W-40 dan lain

sebagainya.

21

2.4.2 Istilah dan Lambang dalam Sistem Hidrolik

Dalam pembuatannya, rangkaian sistem hidrolik diperlukan banyak

komponen penyusunnya dan apabila dilakukan langsung dalam lapangan

akan memakan waktu yang cukup lama. Oleh karena itu, pada sistem hidrolik

terdapat lambang-lambang atau tanda penghubung sistem hidrolik yang

dikumpulkan dalam lembar norma DIN 24300 (1966).

Tabel 2.4 : Simbol – simbol Pipa Hidrolik

22

Tabel 2.5 : Simbol katup pengarah menurut jumlah lubang dan posisi control

23

Tabel 2.6 : Simbol-simbol untuk melayani katup-katup

24

2.4.3 Keuntungan dan Kekurangan Sistem Hidrolik

a. Keuntungan Sistem Hidrolik

Sistem hidrolik memiliki beberapa keuntungan, antara lain :

1. Fleksibilitas, pada sistem hidrolik, daya dapat ditransfer ke segala

tempat dengan mudah melalui pipa/selang fluida.

2. Melipat gandakan gaya, pada sistem hidrolik gaya yang kecil dapat

menghasilkan gaya yang besar dengan variasi diameter silinder.

3. Relatif aman, dibanding sistem yang lain, kelebihan beban (over load)

mudah dikontrol dengan menggunakan relief valve.

b. Kekurangan Sistem Hidrolik

Sistem hidrolik memiliki pula beberapa kekurangan :

1. Minyak memiliki kepekaan terhadap suhu , beberapa minyak hidrolik

seperti minyak pelumas mineral mudah terbakar dan dapat menguap

pada suhu yang tinggi.

2. Perubahan Viskositas minyak, minyak hidrolik akan mengalami

perubahan viscositas dengan lamanya masa kerja (dikarenakan gesekan

yang terjadi).

2.5 Statika

Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statika dari suatu beban

terhadap gaya-gaya dan juga beban yang mungkin ada pada bahan tersebut.

Dalam ilmu statika keberadaan gaya-gaya yang mempengaruhi sistem

menjadi suatu obyek tinjauan utama.

25

Gambar 2.15 : Sketsa prinsip statika

Pada gambar diatas terdapat sebuah batang, dimana pada ujung batang

terdapat tumpuan dan pada tengah batang mendapat gaya, maka untuk

mengetahui keamanan dari batang tersebut perlu diketahui nilai tegangan dan

defleksi yang terjadi pada batang tersebut.

2.5.1 Tegangan

Secara umum bila suatu benda yang memiliki bentuk, ukuran, dan

bahan tertentu dikenai beban luar ( external force), yang bisa berupa beban

permukaan (surface force) seperti gaya tekanan suatu benda lain yang

berkontak dengannya atau dapat pula berupa beban body (body force) yang

berasal dari gaya gravitasi, gaya magnetik atau gaya centrifugal

(Daryono.2002).

26

Dalam kasus seperti diatas, untuk mencari nilai tegangan yang terjadi pada

batang dapat digunakan persamaan sebagai berikut :

t

.σ

M c

I

Dimana : tσ = Tegangan tarik N/m2

M = Momen bending akibat gaya yang terjadi ( Ncm)

c = Jarak antara titik pusat batang dengan bidang tekan luar (cm)

I = Momen inersia batang ( cm4)

2.5.2 Defleksi

Defleksi adalah jarak lendutan suatu batang pada saat batang tersebut

menerima pembebanaan dari luar. untuk mencari besarnya defleksi yang

terjadi pada suatu batang dapat digunakaan beberapa metode, salah satu

diantaranya ialah metode beban satuan ( Unit Load). Persamaan yang

digunakan ialah seebagai berikut :

2

1

.

.

x

ii

x

M mdx

E I

dimana : i = Defleksi yang dicari (m)

M = Momen akibat beban yang sesungguhnya (Nm)

im = Momen akibat beban satuan (Nm)

E = Modulus elastisitas bahan (kN/m2

)

I = Momen inertia luas (m4)