peningkatan kualitas dan kuantitas produksi cpo …

ISSN: 2301-797X Volume: 3 No. 1 - Mei 2014

Majalah Ilmiah Politeknik Mandiri Bina Prestasi

94

1. PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi dari waktu ke waktu banyak membantu umat manusia didalam memecahkan masalah-masalah yang rumit sehingga didapatkan suatu efisiensi kerja yang tinggi. Dengan adanya penemuan-penemuan baru dibidang teknologi merupakan suatu bukti manusia terus menerus berpikir bagaimana cara merancang, menciptakan serta menemukan suatu hal yang baru guna mempermudah pekerjaan yang akan dilakukan dalam suatu bidang teknologi.

Kemajuan yang cepat dapat dilihat didalam bidang industry yang memerlukan banyak sarana penunjang guna untuk mendukung kelancaran pekerjaan didalam suatu pabrik , seperti halnya mesin-mesin yang sangat dibutuhkan dalam kelancaran suatu pabrik yang tergolong besar. Mesin digester digunakan untuk membantu proses pengolahan dan pengadukan buah kelapa sawit menjadi minyak sawit mentah (CPO). Dengan demikian alat-alat atau mesin-mesin adalah suatu sarana yang sangat berpengaruh pada kelangsungan dan

PENINGKATAN KUALITAS DAN KUANTITAS PRODUKSI CPO MELALUI MESIN DIGISTER

Bangun Sihotang, ST, M.Pd.

Program Studi Perawatan dan Perbaikan Mesin Politeknik Santo Thomas Medan

[email protected]

ABSTRAK

Dalam perekonomian Indonesia minyak kelapa sawit mempunyai peranan sebagai primadona ekspor non migas. Adanya orientasi pemerintah kearah agroindustri yang merupakan salah satu cabang industri yang punya prospek bagus dimasa mendatang. Hal ini didukung oleh adanya sumber daya manusia serta tersedianya peluang pasar yang cukup besar, baik didalam maupun diluar negeri. Melihat prospek yang menjanjikan diatas ditambah dengan luasnya areal kebun kelapa sawit di Indonesia maka banyak dibuka perkebunan kelapa sawit yang juga diikuti dengan banyaknya berdiri industri pengolahan kelapa sawit.

Perkembangan teknologi dari waktu ke waktu banyak membantu umat manusia dalam memecahkan masalah-masalah yang rumit sehingga didapatkan suatu efisiensi kerja yang tinggi, dengan adanya penemuan-penemuan baru dibidang teknologi merupakan suatu bukti manusia terus menerus berpikir bagaimana cara merancang, menciptakan serta menemukan suatu hal yang baru guna mempermudah pekerjaan yang akan dilakukan dalam suatu bidang teknologi. Mesin digester digunakan untuk membantu proses pengolahan dan pengadukan buah kelapa sawit dalam bentuk berondolan.

Konstruksi mesin digester cukup sederhana namun sangat memiliki peran yang sangat penting dalam memperoleh hasil minyak (CPO). Prinsip kerja mesin digester, buah kelapa sawit yang sudah dirontokkan pada Thresser selanjutnya dikirim ke Digester melalui fruit compeyor atau screeper pada mesin digester buah akan diadukoleh parang-parang yang dipasang pada poros pengaduk yang bertujuan untuk mencecah dan melumat sekaligus menekan buah masuk ke dalam mesin press. Dengan adanya proses tersebut maka buah tidak lagi bergumpal dan sulit masuk ke mesi press sehingga proses pelumatan pada mesin press dapat dilakukan dengan sempurna sehingga mengurangi kehilangan minyak (CPO) pada fiber dan nut. Dengan demikian kemampuan dan keberadaan mesin digester sangat menentukan kemampuan produksipada sebuah pabrik kelapa sawit. Kata kunci: Mesin digister, peningkatan, produktivitas CPO



95

kelancaran suatu industri, karena suatu proses produksi tergantung dari alat atau mesin yang digunakan. 2. KAJIAN TEORITIS

Tanaman kelapa sawit adalah jenis tanaman palma yang berasal dari benua Afrika dan cocok ditanam di daerah tropis, seperti halnya dinegara kita. Pertama kali masuk ke Indonesia pada tahun 1848, ditanam di kebun raya bogor. Perkembangan tanaman kelapa sawit telah dikembangkan di beberapa daerah di Indonesia dan menjadi tanaman unggulan perkebunan. Hal ini dikarenakan kelapa sawit merupakan tanaman perkebunan dengan nilai ekonomis yang cukup tinggi dan merupakan salah satu tanaman penghasil minyak nabati yang memiliki banyak kegunaan. Kelapa sawit (Elaeis) adalah tanaman perkebunan penghasil minyak masak, minyak industri, maupun bahan bakar (biodiesel). Perkebunannya menghasilkan keuntungan besar sehingga banyak hutan dikonversi menjadi perkebunan kelapa sawit. Buah sawit mempu-nyai warna bervariasi dari hitam, ungu, hingga merah tergantung bibit yang digunakan. Buah bergerombol dalam tandan yang muncul dari tiap pelapah. Minyak dihasilkan oleh buah. Kandungan minyak bertambah sesuai kemata-ngan buah. Setelah melewati fase matang, kandungan asam lemak bebas (FFA, free fatty acid) akan meningkat dan buah akan rontok dengan sendirinya. Indonesia merupakan negara nomor satu penghasil Crude Palm Oil (CPO) terbesar di dunia. Kelapa sawit dapat tumbuh dengan baik pada daerah iklim tropis dengan curah hujan 2000 mm/tahun dengan suhu sekitar 22-32ºC. Tanaman kelapa sawit sudah mulai menghasilkan pada umur 24-30 bulan. Buah yang pertama yang keluar masih dinyatakan sebagai buah pasir. Artinya, belum dapat diolah oleh pabrik kelapa sawit (PKS) karena kandungan minyaknya masih cukup rendah. 2.1. Lapisan buah kelapa sawit Lapisan Buah kelapa sawit terdiri dari tiga lapisan: a. Eksoskarp, bagian kulit buah berwarna

kemerahan dan licin.

b. Mesoskarp, serabut buah. c. Endoskarp, cangkang pelindung inti. Jenis Kelapa sawit berdasarkan cangkangnya

Kelapa sawit memiliki beberapa jenis, berdasarkan ketebalan cangkangnya kelapa sawit dibagi menjadi 3 bagian yakni: a. Dura

Dura memiliki ciri – ciri daging buah (mesokarp) tipis dan cangkang (endocarp) tebal. Kelapa sawit jenis ini memiliki rendemen CPO dan PKO yang rendah.

b. Fesifera Psifera memiliki ciri – ciri daging buah (mesokarp) sangat tebal tetapi cangkang dan biji sangat kecil. Jenis kelapa sawit ini memiliki produksi CPO yang tinggi tetapi pada kenyataan di lapangan jenis ini menghasilkan sedikit bunga betina sehingga produksinya rendah.

c. Tenera Tenera adalah hasil persilangan dengan induk betina adalah dura dan induk jantan adalah Psifera dimana jenis ini memiliki ciri daging buah (mesocarp) tebal dan cangkang tipis tetapi memiliki ukuran kernel yang besar sehingga produksi CPO dan PKO tinggi. Jenis tenera inilah yang disebut dengan bibit unggul kelapa sawit.

2.2. Proses pengolahan kelapa sawit

Proses pengolahan buah kelapa sawit men-jadi Crude Palm Oil (CPO) melalui serangkaian proses yang kompleks dan tepat, dari awal pemanenan bahan baku hingga proses pengolahan, agar dapat dihasilkan Crude Palm Oil (CPO) yang bermutu baik. Pengolahan biji kelapa sawit bertujuan untuk mendapatkan inti sawit yang sesuai persyaratan mutu. Jumlah dan mutu inti biji kelapa sawit yang dihasilkan dipengaruhi oleh tahapan prosesnya, seperti perebusan, penebahan, pengadukan dan pengepresan. Pada buah kelapa sawit, pemanenan harus dilakukan saat buah tepat matang untuk mencegah semakin tingginya kandungan asam lemak bebas (ALB) dan menyebabkan mutu minyak menjadi rendah

Dalam proses pengolahan Tandan Buah Segar (TBS) hingga menjadi minyak sawit



96

kasar melalui proses pengolahan yaitu Perebusan buah, Perontokan buah, Pelumatan buah, Pengempaan, Pemurnian dan penjernihan minyak sawit, pengeringan minyak, Pemisahan biji dengan serabut dan pengeringan serta pemisahan inti sawit dari cangkang. Untuk mengelola bahan baku Tandan Buah Segar (TBS) Kelapa Sawit sehingga mernpe-roleh inti sawit, memiliki beberapa tahapan proses atau stasiun sebagai berikut : a. Stasiun Penerimaan Buah (Fruit Station) 1. Timbangan

Pada Pabrik Kelapa Sawit jembatan timbang yang dipakai menggunakan sistem komputer untuk meliputi berat. Prinsip kerja dari jembatan timbang yaitu truk yang melewati jembatan timbang berhenti selama 5 menit, kemudian dicatat berat truk awal sebelum TBS dibongkar dan sortir, kemudian setelah dibongkar truk kembali ditimbang, selisih berat awal dan akhir adalah berat TBS yang diterima di pabrik.

2. Loading Ramp Setelah buah disortir pihak sortasi, buah dimasukkan kedalam ramp cage yang berada diatas rel lorry. Loading ramp adalah tempat penampungan TBS untuk diisikan kedalam lorry. Loading ramp mempunyai 18 pintu yang dibuka tutup dengan sistem hidrolik, terdiri dari 2 line sebelah kiri dan kanan. Loading ramp dirancang pada ketinggian tertentu agar mempermudah pengisian buah ke lorry, dimana kapasitas setiap pintu adalah 12 ton.

b. Stasiun Rebusan (Sterilizing Station) 1. Sterilizer

Sterilisasi adalah proses perebusan/ pengolahan fisis utama buah kelapa sawit dalam suatu bejana uap tekanan yang disebut dengan sterilizer. Proses perebusan ini sangat penting karena mempengaruhi mutu minyak sawit. Dalam proses ini buah kelapa sawit dibiarkan dengan waktu tertentu di dalam sterilizer.

Adapun fungsi dari proses sterilisasi adalah sebagai berikut : a) Mematikan enzim b) Memudahkan lepasnya buah sawit/

brondolan dari tandan c) Mengurangi kadar air dalam buah

d) Melunakkan mesocarp sehingga memudahkan proses pelumatan

Pelaksanaan pembuangan udara dalam rebusan telah dilakukan pada awal pemasukan uap yaitu dengan cara terus menerus sampai selesai proses perebusan. Uap yang masuk memungkinkan mendorong udara keluar karena berat jenis udara lebih besar dan berat jenis uap. Pemasukan terletak dibagian atas dan pipa pengeluaran terletak di bagian bawah ketel rebusan. Untuk memberikan hasil kerja yang sempurna, pipa pemasukan uap dibagian atas rebusan dilengkapi dengan plat berlobang untuk menghindari adanya kemungkinan buah sawit/bondolan jatuh pada lantai agar tidak terikat dengan uap sewaktu pembuangan. c. Stasiun Perontokan (Thereshing Station) Pada stasiun ini tandan buah segar yang telah direbus siap untuk dipisahkan antara berondolan dan tandannya. Sebelum masuk kedalam thresser TBS yang telah direbus diatur pemasukannya dengan menggunakan auto feeder. Dengan menggunakan putaran TBS dibanting sehingga berondolan lepas dari tandannya dan jatuh ke conveyor dan elevator untuk didistribusikan ke rethresser untuk pembantingan kedua kalinya. Thresser mempunyai kecepatan putaran 22 – 25 rpm. Pada bagian dalam thresser, dipasang batang-batang besi perantara sehingga membentuk kisi-kisi yang memungkinkan berondolan keluar dari thresser. Untuk tandan kosong sendiri didistribusikan dengan empty bunch conveyor untuk didistribusikan ke penampungan empty bunch. Dalam stasiun bantingan terdiri dari : d. Stasiun Pres (Pressure Station) Biji buah kelapa sawit yang keluar dari thresser jatuh ke konveyor, kemudian diangkut dengan fruit elevator ke top cross konveyor yang mendistribusikan berondolan ke distributing konveyor untuk dimasukkan dalam tiap-tiap digester. Digester adalah tangki silinder tegak yang dilengkapi pisau-pisau pengaduk dengan kecepatan putaran 25-26 rpm, sehingga brondolan dapat dicacah di dalam tangki ini. Bila tiap-tiap digester telah terisi penuh maka brondolan menuju ke konveyor recycling, diteruskan ke elevator untuk dikembalikan ke



97

digester. Tujuan pelumatan adalah agar daging buah terlepas dari biji sehingga mudah di press. Untuk memudahkan pelumatan buah, pada digester di injeksikan steam bersuhu sekitar 90 – 95 °C. Berondolan yang telah lumat masuk ke dalam screw press untuk diperas sehingga dihasilkan minyak (Crude Oil). Pada proses ini dilakukan penyemprotan air panas agar minyak yang keluar tidak terlalu kental (Penurunan Viscositas) supaya pori-pori silinder tidak tersumbat, sehingga kerja screw press tidak terlalu berat. Penyemprotan air dilakukan melalui nozzle-nozzle pada pipa berlubang yang dipasang pada screw press. Tekanan mesin press harus diatur, karena bila tekanan terlalu tinggi dapat menyebabkan inti pecah dan screw press mudah aus. Sebaliknya, jika tekanan mesin press terlalu rendah maka oil losses di ampas tinggi. Minyak hasil mesin press kemudian menuju ke sand trap tank untuk pengendapan. Hasil lain adalah ampas (Terdiri dari Biji dan Fiber), yang akan dipisahkan dengan menggunakan cake breaker conveyor (CBC). 2.3. Konsep Mesin Digester

Digester berasal dari kata “digest” yang berarti mencabik. Jadi yang dimaksud dengan mesin digester adalah suatu mesin yang digunakan untuk mencabik sambil mengaduk, dalam hal ini yang diaduk adalah berondolan (fruitlet) agar terbuka daging buahnya dengan cara memutar pisau yang terpassang pada poros ke-2 dan buah tersebut akan terbentur pada pisau tetap (wall blade) yang dipasang pada dinding dalam digester. Proses pengadukan yang harus dijalani oleh buah (daging buah) untuk memperoleh minyak secara rasional adalah proses yang cukup penting untuk dimengerti hakikatnya dengan baik, yaitu dari proses pengadukan untuk mendapat perhatian dan pengawasan dalam proses pengolahannya. Secara umum, maka buah kelap sawit yang terdiri dari daging buah, cangkang dan inti. Tebal daging buah dari buah yang cukup baik (normal) berkisar antara 2 hingga 8 mm sesuai dengan jenis buahnya. a. Tujuan Utama Proses Pengadukan Tujuan utama proses pengadukan adalah untuk mempersiapkan daging buah

untuk di-press, sehingga minyak dengan mudah dapat dipisahkan dari daging buah dengan kerugian yang sekecil-kecilnya. Untuk mencapai tujuan itu diperlukan syarat-syarat sebagai berikut : 1. Pengadukan harus menghasilkan cincangan

yang baik sehingga daging buah terlepas seluruhnya dari bijinya dan tidak boleh ada lagi terdapat buah yang utuh (daging buah masih melekat pada bijinya)

2. Pengadukan harus menghasilkan massa yang sama rata, dan biji-biji tidak boleh terpisah dari masa daging buah dan turun ke bagian bawah ketel

3. Daging buah tidak boleh teremas terlalu lumat menjadi bubur, harus tampak struktur serabut dari daging buah

4. Pemanasan (100ºC) selama proses pengadukan untuk mempertinggi efek penge-pressan dan suhu dapat diatur dan diukur

Penelitian terhadap syarat-syarat diatas adalah penting sekali, dimana sebagian besar diperoleh dari penglihatan dan pengamatan minyak yang keluar dari bejana pengadukan. b. Pengisian Digester

Untuk mencapai pengadukan yang baik maka pengadukan harus dilakukan pada digester yang berisi 75% saja. Jika digester terisi 75% saja, maka tekanan yang ditimbulkan oleh beban berat isian itu sendiri mempertinggi gaya-gaya gesekan yang diperlukan untuk memperoleh hasil yang optimal. Jangka waktu pengadukan yang dialami oleh digester sebelum dikempa atau dipress juga merupakan faktor yang cukup penting untuk dapat memenuhi syarat-syarat pengadukan yang baik. Semakin banyak isian suatu digester maka semakin lama buah teraduk sebelum masuk ke srew press. Jadi gabungan kedua faktor diatas dapat disimpulkan bahwa isian digester dan jangka waktu pengadukan harus diusahakan sejauh mungkin untuk dipenuhi secara simultan. c. Prinsip kerja mesin digester

Sebelum kita mengoperasikan mesin terlebih dahulu hidupkan elektro motor pada posisi hidup (on), dengan berputarnya elektro motor dan dihubungkan ke poros I dan roda gigi cacing melalui sabuk, maka poros II dapat berputar dengan adanya kopling, kecepatan



98

elektro motor memutar roda gigi cacing adalah 1500 rpm kemudian diubah menjadi 22 rpm. Buka katup valve steam (kran pipa uap masuk) sebelum digester diisi, hal ini bertujuan untuk

Keterangan gambar : No. Nama Bagian Jumlah 01 1A 2 3

3A 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14

Squirel cake motor Hydro flow coupling Slipring motor V – Belt Pulley Gear box reduction Air vent plug Steam piping flange Steam piping Isulation plate Thermo meter Discharge cock Jointing pipe Valve Steam piping (lingkaran)Bottom chute

1 1 1 4 1 1 1 2 1 - 1 2 1 1 1 1

memanaskan digester, bila sudah mencapai ± 95ºC dan merata maka berondolan dimasukkan ke digester melalui screw conveyor atas.

No. Nama Bagian Jumlah 14A 14B 15 16 17 18 19 20 21

21A 21B 22 23 24 25 26 27 28

Sight glass Cover plate Oil piping Kerangan (valve) Bottom wear plate Fixing rock complete Pulley dan handle Pressure cage Upper chute Cover plate Sight glass Intermediate shaft Screw with nut Console flange Wear jacket Screw with nut Coupling Screw with nut

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 8 1 2

16 4

12



99

Keterangan gambar (lanjutan) No. Nama Bagian Jumlah 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Glass woll Digester arm long Wear plate ailoy steel Wear jacket Wear plate beater Digester arm short String shaft Steam injector Expeiler arm Screw with nut Collar Bottom sleeve Packing Pivot Packing gland Flangecover of bottom gland Tap bolt Bottom gland Bottom base plate Steam injector Gear wheel Pinion gear/pinion

- 6

10-12 2

24 6 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1 1

3. METODE PENELITIAN 3.1 Tahapan Penelitian dilakukan di Laboratorium/Work-shop Teknik Mesin dan Laboratorium/Work-shop Teknik Listrik Politeknik Santo Thomas Medan dan di Lapangan Pabrik Kelapa Sawit Pada PT. Swasti Siddhi Amagra Pekan Baru. Penelitian ini terdiri dari 4 tahapan kegiatan yaitu : Tahapan I: Pengambilan Data Lapangan

Pada tahapan ini rencana kegiatan adalah mengadakan kunjungan lapangan ke Pabrik Kelapa Sawit PT. Swasti Siddhi Amagara Pekan Baru. Melakukan observasi dan interviuserta pengumpulan data tentang mesin Digester yang digunakan. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan korelasi product moment pada taraf 5%. Dari hasil data yang diperoleh dapat ditentukan model/tipe Mesin Digester yang akan direncanakan. Tahapan II: Merancang/mendesain Model/tipe dan ukuran spesifikasi Mesin serta kebutuhan bahan.

Pada tahapan ini rencana kegiatan yang dilakukan adalah membuat rancangan atau desain mesin digester sebagai berikut: 1). Menetukan kapasitas mesin, 2). Menentukan ukuran mesin, 3). Menentukan ukuran komponen mesin, 4). Pemilihan bahan mesin

. Tahapan III: Pembuatan Mesin Digester

Pada tahapan ini rencana kegiatan adalah proses pembuatan mesin digester sebagai berikut: a. Perencanaan Roda Gigi

Alat yang menggunakan untuk mentransmisi-kan daya disebut roda gesek, cara ini cukup baik untuk meneruskan daya kecil dengan putaran yang tidak perlu tepat.

Guna mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat tidak dapat dilakukan dengan roda gesek. Untuk itu, kedua roda tersebut harus dibuat bergigi pada kelilingya sehingga penerusan daya dilakukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling terkait. Roda gigi-gigi semacam ini, yang dapat berbentuk silinder atau kerucut , disebut roda gigi. Klasifikasi Roda Gigi-gigi

Roda gigi diklasifikasikan menurut letak poros, arah putaran, dan bentuk jalur gigi. Roda gigi dengan poros sejajar adalah roda gigi dimana bagian giginya berjajar pada dua bidang silinder, kedua bidang tersebut bersinggungan dan yang satu menggelinding pada yang laindengan sumbu tetap sejajar.

Roda gigi miring mempunyai jalur gigi yang membentuk ulir pada silinder jarak bagi. Pada roda gigi miring, jumlah pasangan gigi yang saling membuat kontak serentak adalah lebih besar dari pada roda gigi lurus, sehingga pemindahan momen atau putaran melalui gigi-gigi tersebut dapat berlangsung dengan baik.

Dalam hal roda gigi kerucut, bidang jarak bagi merupakan bidang kerucut yang puncaknya terletak di titik potong sumbu poros. Roda gigi kerucut lurus dengan gigi lurus, adalah yang paling mudah dibuat dan sering dipakai tetapi roda gigi ini sangat berisik karena perbandingan kontaknya yang kecil.

Pada roda gigi cacing modul terbagi dua yang modul normal (Mn) dan modul aksial (Ms). Adapun modul-mudul tersebut adalah :



100

Modul normal

Mn = 0,86 . …1

“Bagian – bagian Mesin dan Merencana”. Umur Sukrisna. Erlangga. Hal. 120

dimana : MW2= Momen puntir dari roda gigi = Angka pemasangan C = Bahan poros cacing Zn = Jumlah gigi Modul aksial :

Ms = …2

Sularso, Kiyokatsu Suga. “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”. Hal. 277

dimana: = Modul Normal

Ms = Modul aksial = sudut kisar

b. Perencanaan Poros

Poros merupakan salah satu bagian terpenting dari setiap mesin. Hamper semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama dalam transmisi dipegang oleh poros. Macam-macam poros 1. Poros Transmisi

Poros macam ini mendapatkan beban puntir murni atau punter atau lentur.. daya yang ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk, sprocket rantai, dll.

2. Spindle Poros transmisi yang relative pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana bisebut beban utamanya berupa puntiran, disebut Spindel.

3. Gandar Poros yang seperti dipasang di antara roda-roda kereta barang, dimana tidak mendapat beban puntir , bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar disebut gandar.

Untuk merencanakan sebuah poros, perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut: - Kekuatan Poros

- Kekakuan Poros - Putaran Kritis - Korosi - Bahan Poros

Rumus yang dipakai untuk merencanakan poros dapat diperoleh dengan persamaan

ds = … 3

” Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”Sularso,

Kiyokatsu Hal 8. dimana : Kt = (1,5 – 3,0) karena beban kejutan dan tumbukan = 2,5 (diambil) Cb = (1,2 – 2,3) terjadi pemakaian dengan beban lentur = 1,5 (diambil) T = momen puntir rencana. c. Perencanaan Bantalan Bantalan adalah elemen Mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak baliknya dapat berlangsung secara halus, aman dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menerun atau tidak dapat bekerja secara semestinya. Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut: 1. Atas Dasar Gerakan Bantalan Terhadap

Poros - Bantalan luncur . Pada bantalan ini

terjadia gesekan luncur antara poros dan bantalan karana permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas.

- Bantalan Gelinding. Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum, dan rol bulat.

2. Atas Dasar Arah Beban Terhadap Poros - Bantalan Radial. Arah beban yang

ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros.

- Bantalan radial. Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros.



101

- Bantalan Gelinding khusus. Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegal lurus sumbu poros.

Rumus yang dipakai untuk merencanakan bantalan adalah: a) gaya tangensial di ulir cacing

Wwt =

Dimana : Mt = momen torsi pada poros cacing Rw = jari-jari roda gigi cacing

b) gaya tangensial pada roda gigi cacing

WGT = Wwt =

Dimana : f = koefisien gesek

Tan =

Dimana : Ma = modul aksial Nw = jumlah cacing Dw = diameter cacing

d. Perencanaan Kopling Kopling adalah suatu elemen mesin yang

menghubungkan poros penggerak dengan poros yang digerakkan, dengan putaran yang sama dalam meneruskan daya, serta dapat melepaskan hubungan kedua poros tersebut baik dalam keadaan diam maupun berputar. Jenis-jenis kopling sebagai berikut: 1. Kopling Cakar

Kopling ini meneruskan momen dengan kontak positip hingga tidak dapat slip. Kopling cakar ada dua bentuk yaitu kopling cakar persegi dan kopling cakar spiral.

2. Koping Plat Kopling ini meneruskan momen dengan putaran gesekan. Dengan demikian pembebanan yang berlebihan pada poros penggerak pada waktu dihubungkan, dapat dihindari. Menurut jumlah platnya, kopling ini dapat dibagi atas kopling tunggal dan kopling plat banyak, dan menurut pelayanannya dapat dibagi atas secara manual, cara hidhrolik dan cara maknetik.

3. Kopling Kerucut

Kopling ini menggunakan bidang gesek yang berbentuk bidang kerucut.

4. Kopling Friwil Kopling ini hanya dapat meneruskan momen dalam satu arah putaran, sehingga putaran yang berlawanan arahnya akan dicegah atau tidak diteruskan. Cara kerjanya dapat berdasarkan atas efek baji dari bola atau rol.

5. Kopling Macam Lainnya Termasuk dalam golongan ini adalah kopling fluida kering atau kopling serbuk, yang meneruskan momen dengan perantaraan gaya sentripugal pada butiran-butiran baja di dalam suatu rumah, dan kopling fluida yang bekerja atas dasar gaya sentripugal pada minyak pengisinya. Dalam merencanakan kopling, perlu

diketahui kekuatan tarik , kekuatan mengalami beban kejutan, tumbukan dan getaran. Dan untuk menghitung besarnya tegangan izin (a) dapat menggunakan rumus :

a = ……4

”Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin” Sularso, Kiyokatsu Suga Hal 8

Tahap IV: Pengujian Mesin Digester.

Pengujian mesin dilakukan di laboratorium dengan mengoperasikan mesin dengan bahan percobaan buah kelapa sawit (berbentuk berondolan) dan mengevaluasi kinerja mesin. Pada saat pengujian data-data harus dikumpulkan dan dibandingkan dengan data perancangan agar dapat dilakukan evaluasi dan perbaikan atau penyempurnaan mesin digester. 3.2. Bagan Alir Penelitian

Gambar 2. Bagan Alir Penelitian

Pengambilan Data

Perancangan Mesin

Pembuatan Mesin

Pengujian Mesin



102

4. PEMBAHASAN DAN HASIL Dari hasil survey lapangan, data-data dan

perencanaan mesin digester diperoleh hasil sebagai berikut : Digester berfungsi untuk mencabik dan mengaduk berondolan. Dalam proses penga-dukan yang harus dijalani oleh daging buah untuk memperoleh minyak secara rasional adalah proses yang cukup penting untuk dimengerti dengan baik, yaitu untuk mendapat perhatian dan pengawasan dalam proses pengolahannnya. Masa tahan digester untuk pelumatan ini sangat penting untuk menjamin berondolan terlumat dengan baik sehingga pengempaan buah berlangsung dengan baik dengan losis minyak yang minimal di fibre dan biji. Normalnya putaran as digester 26 rpm dan putaran double screw 10-12 rpm maka yang menentukan masa tahan hanya volume digester. Oleh sebab itu harus diperhatikan memilih volume digester dengan kapasitas olah screw press. Sebagai contoh ukuran digester 3.200 liter = 3.200 kg berondolan rebus = 4.900 kg TBS dan kapasitas screw press 10 ton TBS/jam maka berondolan akan teraduk selama (4.900/10.000) *60 = 29 menit. Dengan demikian berondolan rebus akan terlumat dengan baik, karena pelumatan normal membutuhkan waktu 15 menit. 4.1 Volume dan Kapasitas Digester Berikut ini merupakan perhitungan volume digester yang direncanakan Volume = ¼ . π . d2 . L = ¼ . π . (1,13)2 . 2,6 = 2,6 m3 Volume stearing arms, poros dan wall blade diasumsikan 0,1 m3 sehingga volume digester : 2,6 – 0,1 = 2,5m3, kerapatan berondolan (fruitlet) adalah ρ = 0,9 Ton/m3. Jadi berat digester diisi berondolan adalah sebagai berikut :

2,6 m3 x 0,9 Ton/m3 = 2,25 Ton Kapasitas 1 digester = 10 Ton/jam

Jumlah pengisian 1 jam diperlukan :

= = 4 kali pengisian

Waktu pengisian :

= = 15 menit sekali

4.2. Daya Motor Penggerak Dasar perencanaan dan pemilihan motor

penggerak berdasarkan faktor-faktor antara lain: (1) Konstruksi, (2) ekonomis, (3) perawatan.

Pada perencanaan ini dipilih motor listrik dengan sumber arus dari uap kering yang keluar dari turbin uap. Adanya dasar pemilihan tipe motor ini adalah sebagai berikut: (1) konstruksi sederhana namun sangat kokoh, (2) harga relatif murah, (3) tidak menimbulkan polusi dan suara bising, (4) biaya perawatan relatif kecil

Daya yang digunakan untuk memutar poros adalah perkalian momen putar yang diberikan dengan kecepatan sudut pemutar (handle).

P = T ω Dimana :

P = daya (W) T = torsi (Nm) ω = kecepatan sudut (rad/det) P = F R (2πn/60)

Dimana : F = gaya n = putaran poros

sedangkan gaya dapat dicari dengan rumus : F = P A

Dimana : F = gaya (N) P = tekanan (kg/cm2)

Harga A diperoleh sebagai berikut : A = t R

Dimana : t = tebal pisau (cm) R = panjang pisau (cm) Bahan pisau= baja tahan karat

Gambar 4.1 Jenis Pisau yang Digunakan pada

Digester



103

a. untuk pisau panjang t = 1,7 cm; R = 46 cm

b. Banyak pisau : 4 pasang (8 buah) untuk pisau pelempar t = 2,0 cm; R = 48 cm Banyak pisau : 1 pasang (2 buah) Maka untuk pisau panjang : A = t R (8 buah) A = 1,7 cm . 46 cm (8 buah) A = 625,6 cm2 Untuk pisau pelempar : A = t R (2 buah) A = 2,0 cm . 48 cm (2 buah) A = 192 cm2 Sehingga total harga A: At = A pisau panjang + A pisau pelempar = 625,6 cm2 + 192 cm2 = 817,6 cm2

4.3. Perhitungan Sabuk dan Puli Untuk meneruskan daya putaran dari

elektro motor ke poros putaran I digunakan sabuk transmisi dan puli. Dalam perencanaan ini sabuk yang dipilih berbentuk “V” karena type ini mempunyai beberapa keuntungan, antara lain: dapat mentransmisikan daya yang besar, dan mempunyai faktor slip yang lebih kecil Sabuk “V” ini biasanya terbuat dari karet yang berpenampang trapesium. Untuk menentukan type ukuran sabuk “V” yang akan digunakan dapat dilihat dari tabel berikut.

Daya yang akan ditransmisikan Harga fc Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 – 2,0 Daya maksimum yang diperlukan 0,8 – 1,2 Daya normal 1,0 -1,5

Daya elektro motor yang ditransmisikan adalah 22 kW, sehingga daya rencana :

Pd = fc . P (kW) Dimana : Pd = daya rencana fc = faktor koreksi P = daya minimal out put

Untuk menentukan faktor koreksi (fc) dapat dilihat pada tabel 3.2, dimana direncanakan jumlah jam mesin pengaduk tiap hari 8 – 10 jam. Maka daya rencana (Pd) : Pd = fc . P (kW)

= 1,3 . 22 kW = 28,6 kW Setelah dilihat jenis sabuk, maka dari

tabel berikut ini diperoleh diameter puli minimum yang dianjurkan

Penampang Sabuk – V

Diameter nominal (diameter lingkaran jarak bagi dp)

A (0) W2

A 71 – 100 101 – 125

126 atau lebih

34 36 38

11,95 12,12 12,30

B 125 – 160 161 – 200

201 atau lebih

34 36 38

15,86 16,07 12,69

C 200 – 250 251 – 315

316 atau lebih

34 36 38

21,18 21,45 21,72

D 355 – 450

451 atau lebih 36 38

30,77 31,14

E 500 – 630

631 atau lebih 36 38

36,95 37,45

Penampang Sabuk – V

La K K0 e F

A 9,2 4,5 8,0 15,0 10,0

B 12,5 5,5 9,5 19,0 12,5

C 16,9 7,0 12,0 25,5 17,0

D 24,6 9,5 9,5 37,0 24,0

E 28,7 12,7 12,7 44,5 29,0

Dengan melihat tabel maka ukuran puli

adalah : Dp = 400 mm; dp = 225 mm = 340 mm; W = 21,18 mm L0 = 16,9 mm; K = 7,0 mm e = 25,5 mm; f = 17 mm Perhitungan Sabuk Panjang Sabuk V dapat dilakukan dengan rumus berikut: L = 2 c + (π/2) (dp + Dp) + ¼ (Dp – dp)2

Dimana : L = panjang sabuk (mm) c = jarak sumbu poros = (1,5 - 2) Dp

= 1,5 x Dp



104

Untuk harga Dp 400 = 1,5 x 400 = 600 mm

dp = diameter puli kecil = 225 mm Dp = diameter puli besar = 400 mm (direncanakan) Sehingga :

L = 2 . 600 + (π/2) (225 + 400) + ¼ (400 – 225)2 = 2194 mm

Dari tabel diperoleh bahwa panjang

sabuk standar diperoleh nomor nominal sabuk adalah 2194 mm, maka diambil dari tabel panjang sabuk “V” standar = 2194 mm, dengan hasil perhitungan umumnya sukar, maka : Jarak sumbu poros C sebenarnya :

C =

Dimana : b = 2. L – π (Dp + dp) = 2 . 2194 – π (400 + 225) = 2425,5 mm

Jadi :

C =

= 600 mm

Dalam perencanaan sabuk dan puli ini jumlah sabuk yang digunakan adalah 3 buah, dan untuk mencari gaya sabuk dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

Po =

Dimana : Po = besar daya yang ditransmisikan untuk

1 sabuk = 1,83 (diambil dari tabel) Fe = gaya tarik efektif sabuk V = kecepatan linear sabuk

V = (m/s)

Dimana : dp = diameter nominal sabuk = 5 mm n = putaran poros penggerak = 1500 rpm maka :

V = = 5,625 m/s

Sehingga :

P0 =

1,83 =

Fe = 33,18 kg Fe = 34 kg (dibulatkan)

Dari perhitungan diatas diperoleh spesifikasi dari sabuk dan puli yang direncanakan:

- Type sabuk : C – V Belt - Jumlah sabuk : 3 buah - Panjang sabuk : 2194 mm - Diameter puli kecil : 225 mm - Diameter puli besar : 400 mm - Jarak sumbu puli : 600 mm

5. SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan Dari hasil perhitungan yang dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Motor listrik

a. Daya = 30 kW b. Putaran = 1500 rpm

2. Sabuk dan Puli a. Diameter puli besar = 400 mm b. Diameter puli kecil = 225 mm c. Panjang sabuk = 2194 mm d. Type sabuk = C-V Belt e. Jumlah sabuk = 3 Buah f. Jarak sumbu puli = 600 mm

3. Roda gigi a. Ukuran diameter gigi = 681, 1 mm b. Bahan roda gigi = FC 20 c. Bahan untuk cacing = SF 40

4. Poros a. Pada poros I

a.1 Bahan poros = SF 45 a.2 Diameter poros = 47,33 mm

b. Pada poros II b.1 Bahan Poros = S 45 C b.2 Diameter poros = 100 mm

5. Bantalan a. Pada Poros I

a.1 Nomor bantalan = 30310 a.2 Diameter luar = 110 mm a.3 Diameter dalam = 50 mm a. 4 Umur Bantalan = 2113041,68 jam

b. Pada poros II b. 1 Jenis bantalan = AFBMA No.2 b. 2 Diameter luar = 180 mm b. 3 Diameter dalam= 100 mm b. 4 Umur bantalan = 9055308,55 jam

6. Kopling a. Bahan kopling = SC 37 b. A = 355 mm



105

C = 180 mm H = 63 mm

c. d = 25 mm G = 315 mm B = 265 m

d. K = 8 L = 125 mm F = 35,5 mm

e. N = 6 buah 7. Pasak

a. Lebar Pasak = 28 mm b. Tinggi pasak = 16 mm c. Kedalaman alur pasak pada poros

= 10 mm d. Kedalaman alur pasak pada naf

= 6,4 mm 8. Baut kopling

a. Jenis baut = M 24 b. Lebar diameter luar

= 11,47 mm 9. Drum/tangki digester

a. Bahan drum = SS50 99(JIS G 3101) b. Tebal dinding drum= 20 mm c. Kapasitas drum = 2,5 ton

4.2 Saran 1. Didalam melakukan perencanaan kita harus

memperhatikan factor koreksi yang digunakan demi menjamin hasil rancangan.

2. Hasil perencanaan harus diuji terhadap pembebanan yang paling dominan diterima oleh benda yang direncanakan.

3. Sebelum melakukan penyetelan pada sistem, sebaiknya dilakukan penelitian terhadap kondisi lingkungan, untuk mencegah kegagalan pada fungsi utama dari sistem.

DAFTAR PUSTAKA

Naibaho.Ponten,”Teknologi Pengolahan Kel-

apa Sawit”.Pusat Penelitian Kelapa Sawit:Medan,1998.

Nieman.G,Winter,”Elemen Mesin”. Jilid 1, Erlangga: Jakarta,1992. Parker,R.Earl,”Material Data Book”.McGraw-Hill Book Company:New York,1967.

Sularso dan Kiyokatsu Suga,”Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin”.Paradnya Aramita: Jakarta, 1994.

Schaum.S.Allen,”Theory and Problem of Machine Design”.McGraw-Hill Book Company:New York,1982.

Spotts.M.F&T.E.Shoup,”Design of Machine Elements”. Seventh Edition, Prentice-Hall International,USA,1996.

PTPN-III ,”Proses Pengolahan Kelapa Sawit’.Medan,2002.

Tata Surdia,Saito Shinroku,”Pengetahuan Bahan Teknik”. Cet.6, Pradnya Paramitha: Jakarta,2005.

peningkatan kualitas dan kuantitas produksi cpo …

Documents