BAB II PEMBAHASAN2.1Kompresor2.1.1Pengertian KompresorKompresor merupakan suatu unit yang dapat memindahkan udara yang bertekanan rendah menjadi bertekanan lebih tinggi, selama perpindahan ini udara dimampatkan. Secara umum biasanya mengisap udara dari atmosfer, yang secara fisika merupakan campuran beberapa gas dengan susunan 78% Nitrogren, 21% Oksigen dan 1% Campuran Argon, Carbon Dioksida, Uap Air, Minyak, dan lainnya. Udara yang mampat yang dihasilkan oleh kompresor ini menghisap udara bebas bertekanan satu atmosfir hingga tekanan kerja yang diinginkan. Dalam hal ini kompresor bekerja sebagai penguat (booster). Udara mampat ini biasanya tidak langsung digunakan, melainkan kadang-kadang dialirkan melalui satu saluran sampai ke tempat pemakaian, dapat juga disimpan ke tempat tangki penyimpanan udara terlebih dahulu, baru kemudian dari tangki tersebut dialirkan ke unit-unit yang membutuhkan udara mampat (Junaisir, 2011).2.1.2Klasifikasi KompresorKompresor terdapat dalam beberapa jenis dan model, tergantung pada volume dan tekanannya. Berdasarkan cara pemampatannya, dibagi atas dua jenis (Junaisir, 2011), yaitu;1. Kompresor TurboKompresor ini menaikkan tekanan dan kecepatan udara dengan hanya sentrifugal yang ditimbulkan oleh impeller dan dengan gaya angkat (lift) yang ditimbulkan oleh sudu. Kompresor turbo ini dibagi atas kompresor aksial dan kompresor sentrifugal.2. Kompresor Perpindahan PositifKompresor ini menaikkan tekanan dan kecepatan udara dengan memperkecil atau memampatkan volume gas yang dihisap kedalam silinder atau stator oleh torak atau sudu. Kompresor ini juga dibagi atas kompresor bolak-balik (reciprocating) dan kompresor putar (rotary).Berdasarkan konstruksinya, maka kompresor dapat diklasifikasikan sebagai berikut:1.Berdasarkan jumlah tingkat kompresi : satu tingkat, dua tingkat, sampai banyak tingkat.2. Berdasarkan langkah kerja (pada kompresor torak) : kerja tunggal dan kerja ganda.3. Berdasarkan susunan silinder (pada kompresor torak) : mendatar, tegak, bentuk L, bentuk V, bentuk W, bentuk bintang, dan bentuk lawan berimbang.4. Berdasarkan media pendinginan : pendinginan air dan pendinginan udara.5. Berdasarkan transmisi penggerak : langsung, sabuk, dan roda gigi.6. Berdasarkan penempatannya : permanen dan dapat dipindahkan.2.1.3Prinsip Kerja KompresorPada industri, penggunaan kompresor sangat penting, baik sebagai penghasil udara mampat atau sebagai satu kesatuan dari mesin-mesin. Kompresor banyak dipakai untuk mesin pneumatik, sedangkan yang menjadi satu dengan mesin yaitu turbin gas, mesin pendingin dan lainnya.Dengan mengambil contoh kompresor sederhana, yaitu pompa ban sepeda atau mobil, prinsip kerja kompresor dapat dijelaskan sebagai berikut. Jika torak pompa ditarik keatas, tekanan di bawah silinder akan turun sampai di bawah tekanan atmosfer sehingga udara akan masuk melalui celah katup hisap yang kendur. Katup terbuat dari kulit lentur, dapat mengencang dan mengendur dan dipasang pada torak. Setelah udara masuk pompa kemudian torak turun kebawah dan menekan udara, sehingga volumenya menjadi kecil.Tekanan menjadi naik terus sampai melebihi tekanan di dalam ban, sehingga udara mampat dapat masuk ban melalui katup (pentil). Karena diisi udara mampat terus menerus, tekanan di dalam ban menjadi naik. Jadi jelas dari contoh tersebut, proses pemampatan terjadi karena perubahan volume pada udara yaitu menjadi lebih kecil dari kondisi awal (Zifamurath, 2011).Sebuah kompresor memiliki dua fungsi utama: 1) untuk memompa pendingin melalui sistem pendingin dan 2) untuk menekan gas pendingin dalam sistem sehingga dapat terkondensasi menjadi cair dan menyerap panas dari udara atau air yang sedang didinginkan atau dingin. Kompresor sering digunakan untuk:1. Mengirim tenaga (berupa udara) untuk peralatan pneumatik dan peralatan pengangkat yang bekerja, secara pneumatik2. Mengirim dan membagi-bagi gas seperti pada pipa-pipa gas dan bahan bakar cair3. Menyediakan udara bertekanan tinggi seperti pada mesin otomotif4. Meningkatkan sistem tekanan untuk membantu reaksi kimia2.1.4 Teori Kompresi2.1.4.1Hubungan Antara Tekanan dan VolumeJika selama gas, temperatur gas dijaga tetap (tidak bertambah panas) maka pengecilan volume menjadi kali akan menaikkan tekanan menjadi dua kali lipat. Jadi secara umum dapat dikatakan sebagai berikut jika gas dikompresikan ( atau diekspansikan ) pada temperature tetap, maka tekanannya akan berbanding terbalik dengan volumenya . Peryataan ini disebut Hukum Boyle dan dapat dirumuskan pula sebagai berikut : jika suatu gas mempunyai volume V1 dan tekanan P1 dan dimampatkan ( atau diekspansikan ) pada temperature tetap hingga volumenya menjadi V2, maka tekanan akan menjadi P2 dimana :P1V1 = P2V2 = samaGambar 2.10 Hukum Boyle (Asatrio)2.1.4.2Hubungan Antara Temperatur dan VolumeSeperti halnya pada zat cair. Gas akan mengembang jika dipanaskan pada tekanan tetap. Dibandingkan dengan zat padat dan zat cair, gas memiliki koefisien muai jauh lebih besar. Dari pengukuran koefisien muai berbagai gas diperoleh kesimpulan sebagai berikut : semua macam gas apabila dinaikkan temperaturnya sebesar 1oC pada tekanan tetap, akan mengalami pertambahan volume sebesar 1/273 dari volumenya pada 0oC. Sebaliknya apabila diturunkan temperaturnya sebesar 1oC akan mengalami jumlah sama (Asatrio).2.1.5Pemasangan dan Operasionala.PenempatanDalam memilih tempat yang sesuai untuk instalasi kompresor yang akan dipasang perlu diperhatikan hal- hal sebagai berikut (Asatrio, 2011) ; 1. Instalasi kompresor harus dipasang sedekat mungkin dengan tempat yang memerlukan udara. Jika tempat- tempat ini terpencar letaknya maka kompresor sedapat mungkin dipasang di tengah- tengah. Dengan maksud agar mengurangi tahanan gesek dan kebocoran pada pipa penyalur disamping untuk menghemat ongkos- ongkos.2. Di daerah sekitar kompresor tidak boleh ada gas yang mudah terbakar/ meledak. Pengamanan harus dilakukan sebab gas- gas yang berbahaya yang terisap oleh kompresor dapat menimbulkan reaksi kimia akan meledak dan kebakaran. Selain itu bahan yang mudah terbakar harus diajuhkan dari kompresor. 3. Pemeliharaan dan pemeriksaan harus dapat dilakukan dengan mudah. Meskipun kompresor merupakan salah satu dari sumber tenaga yang besar tetapi sering ditempatkan di sudut ruangan/ tempat yang menyulitkan untuk pemeriksaan. Karena itu pelumasan harian/ pengurasan air sering terlupakan sehingga kompresor rusak. Berhubungan dengan hal tersebut harus disediakan ruangan yang cukup untuk memudahkan pengawasan pemeliharaan dan perbaikan. 4. Ruangan kompresor harus terang, cukup luas dan berventilasi baik. Bila sebuah kompresor besar dipasang disebuah ruang kompresor, maka kondisi lingkungan yang menyangkut cahaya, luar dan ventilasi harus memenuhi persyaratan. Dengan cahaya yang cukup apabila terjadi kelainan ( kebocoran ) akan segera diketahui. Luas ruangan yang cukup akan memudahkan pemeriksaan, pemeliharaan dan mempertinggi keamanan kerja. Ventilasi yang baik berguna untuk menghindari akibat buruk dari kebocoran gas apabila kompresor bekerja dengan jenis gas khusus. Untuk kompresor udarapun ventilasi sangat penting untuk mencegah kenaikan temperature yang tinggi di dalam ruangan. 5. Temperature ruangan harus lebih rendah 40oC. Kompresor mengeluarkan panas pada waktu bekerja. Jika temperature ruangan naik. Hal ini mengakibatkan kompresor bekerja pada temperature diatas normal yang dapat memperpendek umur kompresor. Sebaliknya jika temperature ruangan sangat rendah sampai dibawah 40oC, seperti keadaan pada musim dingin, maka sebelum dijalankan kompresor perlu dipanaskan dahulu. Hal ini perlu supaya kompresor tidak mengalami kerusakan pada saat start atau jalan karena pembekuan air pendingin atau air kurasan. 6. kompresor harus ditempatkan didalam kerangka yang sesuai. Dan hindari dari panas matahari dan air hujan, supaya badan kompresor atau motor dapat cepat rusak atau kecelakaan. b.PemasanganSebelum kompresor dipasang pondasi beton harus dipastikan sudah mengerah seluruhnya dan letak dan ukuran lubang baut diperiksa apakah sesuai dengan gambar kerja. Baut jangkar pondasi dapat ditanam pada posisi yang tepat jika penetapannya dilakukan pada waktu pemasangan kompresor. Namun jika baut- baut ini harus ditanam mendahului pemasangan kompresor, penempatan baut harus dilakukan sesuai gambar kerja pondasi dengan menggunakan plat pola bila perlu. Setiap baut harus muncul dengan panjang tertentu diatas permukaan pondasi. Dalam hal ini sepertiga bagian atas baut dibiarkan tidak dicor dengan beton untuk memungkinkan sedikit penyesuaian pada waktu pemasangan kompresor. Kompresor dan motor yang akan dihubungkan dengan sabuk V harus sejajar dan rata, dengan tegangan sabuk tepat. Kompresor dan motor yang akan dihubungkan dengan kopling secara langsung memerlukan pelurusan. Pemasangan kabel- kabel listrik harus menggunakan bahan kabel yang memenuhi standart yang berlaku, yaitu:Ukuran dan kapasitas kabel, sekering dan tombol- tombol harus ditentukan dengan hati- hati, jika kabel terlalu panjang atau ukuran yang terlalu kecil dapat terjadi penurunan tegangan yang terlalu besar. Hal ini dapat menimbulkan kesulitan atau kerusakan pada waktu start dimana motor dapat terbakar. Tegangan listrik pada terminal motor tidak boleh kurang dari 90% harga normalnya (Asatrio, 2011).2.2Kompresor TorakKompresor torak merupakan suatu kompresor bolak balik yang menggunakan torak (piston) di dalam silinder yang bergerak bolak-balik untuk menghisap, menekan dan mengeluarkan udara secara terus-menerus. Dalam hal ini udara yang ditekan tidak boleh bocor melalui celah antara piston dan silinder yang saling bergesekan. Untuk mencegah kebocoran ini maka pada piston dilengkapi dengan ring piston yang fungsinya sebagai perapat sekaligus penyalur oli sebagai pelumasan pada piston dan silinder (Junaisir, 2012).2.2.1 Prinsip Kerja Kompresor Torak1. Langkah IsapPada langkah isap, piston bergerak ke bawah dan tekanan udara di dalam silinder lebih kecil dari tekanan atmosfer, sehingga udara bebas yang terhisap akan mendorong katup isap sampai ke titik mati bawah. Oleh karena itu udara bebas tersebut akan masuk ke silinder (Junaisir, 2012).Bila proses engkol berputar dalam arah panah, torak bergerak ke bawah oleh tarikan engkol. Maka terjadilah tekanan negative ( di bawah tekanan atmosfer ) di dalam silinder, dan katup isap terbuka oleh perbedaan tekanan, sehingga udara terhisap. a. Piston bergerak dari TDC ke BDC b. Intake valve membuka & exhaust valve menutup c. Udara luar terisap ( karena didalam ruang bakar kevakumannya lebih tinggi ), seperti gambar 2.1 yang menjelaskan tentang langkah isap pada kompresor torak satu tingkat.

Gambar 2.1 Kompresor Langkah Isap (Junaisir, 2012)2. Langkah KompresiKetika piston mulai naik dari titik mati bawah, maka katup masukpun tertutup sehingga udara dalam silinder pun termampatkan sampai tekanan tertentu karena katup keluar masih tertutup.

Gambar 2.2 Kompresor Langkah Kompresi (Junaisir, 2012)3. Langkah KeluarBila torak terus-menerus bergerak ke atasa hingga titik mati atas maka katup keluar akibat tekanan udara tersebut, sehingga udara keluar dari silinder melalui katup keluar. Besarnya tekanan udara untuk membuka katup keluar ini sama dengan besar tekanan udara pada akhir langkah kompresi. Pada waktu piston mencapai titik mati atas, antara sisi atas piston dan kepala silinder masih ada volume sisa yang besarnya Vc. Volume ini idealnya adalah nol, agar udara dapat didorong seluruhnya keluar, tetapi dalam prakteknya harus ada jarak atau clearance agar sisi atas piston tidak berbenturan dengan kepala silinder, karena hal ini dapat merusak piston itu sendiri maupun kepala silindernya.

Gambar 2.3 Kompresor Langkah Keluar (Junaisir, 2012)

Akibat adanya volume sisa ini, maka ada sejumlah udara dengan tekanan pd dan volume Vc di akhir kompresi. Jika piston memulai langkah isap, maka katup isap tidak dapat terbuka sebelum sisa udara tersebut berekspansi hingga tekanannya turun menjadi pi. Katup isap akan mulai terbuka ketika tekanan sudah mencapai tekanan isap pi. Untuk mendapatkan tekanan yang lebih tinggi, maka kompresor yang digunakan adalah kompresor bertingkat. Dalam hal ini semakin banyak tingkatannya, maka tekanan udara yang dihasilkan juga semakin tinggi, Akan tetapi harus juga diperhatikan untuk kapasitas berapa suatu kompresor tersebut digunakan (Junaisir, 2012).2.2.2 Konstruksi Kompresor Toraka. Silinder dan Kepala SilinderGambar berikut memberikan potongan kompresor torak kerja tunggal dengan pendinginan udara. Silinder mempunyai bentuk silinder dan merupakan bejana kedap udara dimana torak bergerak bolak- balik untuk menghisap dan memampatkan udara.Silinder harus cukup kuat untuk menahan tekanan yang ada. Untuk tekanan yang kurang dari 50 kgf/ cm2 ( 4.9 Mpa ) umumnya dipakai besi cor sebagai bahan silinder. Permukaan dalam silinder harus disuperfinis sebab licin torak akan meluncur pada permukaan ini. Untuk memancarkan panas yang timbul dari proses kompresi, dinding luar silinder diberi sirip- sirip. Gunanya adalah untuk memperluas permukaan yang memancarkan panas pada kompresor dengan pendinginan udara.

Gambar 2.4 Silinder dan Kepala SilinderTutup silinder terbagi atas 2 ruangan, satu sebagai sisip isap dan sebagai sisip keluar. Pada kompresor kerja ganda terdapat tutup atas silinder dan tutup bawah silinder, seperti gambar 2.4 Sebagai mana pada silinder, tutup silinder harus kuat, maka terbuat dari besi cor dan dinding luarnya diberi sirip- sirip pemancar panas/ selubung air pendingin.

b. Torak dan Cincin TorakTorak harus cukup tebal untuk menahan tekanan dan terbuat dari bahan yang cukup kuat. Untuk mengurangi gaya inersia dan getaran yang mungkin ditimbulkan oleh getaran bolak- balik, harus dirancang seringan mungkin.

Gambar 2.5 Torak dari Kompresor Bebas MinyakSeperti pada gambar 2.5 Cincin torak dipasang pada alur- alur dikeliling torak dan berfungsi mencegah kebocoran antara permukaan torak dan silinder. Jumlah cincin torak bervariasi tergantung pada perbedaan tekanan antara sisi atas dan sisi bawah torak. Tetapi biasanya pemakaian 2 sampai 4 buah cincin dapat dipandang cukup untuk kompesor dengan tekanan kurang dari 10 kgf/ cm2. dalam hal kompresor kerja tunggal dengan silinder tegak, juga diperlukan cincin penyapu minyak yang dipasang pada alur paling bawah dari alur cincin yang lain. Cincin ini tidak dimaksud untuk mencegah kebocoran udara dan melulu untuk menyeka minyak yang terpercik pada dinding dalam silinder.c. Alat Pengatur KapasitasKompresor harus dilengkapi dengan alat yang dapat mengatur laju volume udara yang diisap sesuai denga laju aliran keluar yang dibutuhkan yang disebut pembebas beban (unloader). Pembebas beban dapat digolongkan menurut azas kerjanya yaitu pembebas beban katup isap, pembebas beban celah katup, pembebas beban trolel isap dan pembebas beban dengan pemutus otomatik. Untuk mengurangi beban pada waktu kompresor distart agar penggerak mula dapat berjalan lancar, maka pembebas beban dapat dioperasikan secara otomatik atau manual. Pembebas beban jenis ini disebut pembebas beban awal.Adapun ciri- ciri, cara kerja dan pemakaian berbagai jenis pembebas beban adalah sebagai berikut :1. Pembebas Beban Katup Isap Jenis ini sering dipakai pada kompresor berukuran kecil/sedang. Jika kompresor bekerja maka udara akan mengisi tanki udara sehingga tekanannya akan naik sedikit demi sedikit. Tekanan ini disalurkan kebagian bawah katup pilot dari pembebas beban. Namun jika tekanan didalam tanki udara naik maka katup isap akan dodorong sampai terbuka. Jika tekanan turun melebihi batas maka gaya pegas dari katup pilot akan mengalahkan gaya dari tekanan tanki udara. Maka katup pilot akan jatuh, laluan udara tertutup dan tekanan dalam pipa pembebas beban akan sama dengan tekanan atmosfer.2. Pembebas Beban dengan Pemutus Otomatik Jenis ini dipakai untuk kompresor yang relative kecil, kurang dari 7.5 KW. Disini dipakai tombol tekanan ( pressure switch) yang dipasang ditanki udara. Motor penggerak akan dihentikan oleh tombol ini secara otomatis bila tekanan udara dalam tanki udara melebihi batas tertentu. Pembebas beban jenis ini banyak dipakai pada kompresor kecil sebab katup isap pembebas beban yang berukuran kecil agak sukar dibuat.d. PelumasanBagian- bagian kompresor yang memerlukan pelumas adalah bagian- bagian yang saling meluncur seperti silinder, torak, kepala silang, metal- metal bantalan batang penggerak.

Gambar 2.6 Pelumasan PercikTujuannya dari gambar 2.6 adalah untuk mengecek keausan, merapatkan cincin torak dan paking, mendinginkan bagian- bagian yang saling bergeser dan mencegah pengkaratan. Untuk kompresor kerja tunggal yang berukuran kecil, pelumasan dalam maupun pelumasan luar dilakukan secara bersama dengan cara pelumasan percik atau dengan pompa pelumas jenis roda gigi. Pelumasan percik menggunakan tuas percikan minyak yang dipasang pada ujung besar batang penggerak. Metode pelumasan paksa menggunakan pompa roda gigi yang dipasang pada ujung poros engkol. Kompresor berukuran sedang dan besar menggunakan pelumas dalam yang dilakukan dengan pompa minyak jenis plunyer secara terpisah.e. Saringan UdaraJika udara yang diisap kompresor mengandung banyak debu maka silinder dan cincin torak akan cepat aus.

Gambar 2.7 Saringan UdaraSaringan yang banyak dipakai biasanya terdiri dari tabung- tabung penyaring yang berdiameter 10 mm dan panjang 10 mm. Dengan demikian jika ada debu yang terbawa akan melekat pada saringan sehingga udara yang masuk kompresor menjadi bersih, seperti pada gambar 2.9 yang menjelaskan tentang air filter.f. Katup Pengaman dan ReceiverKatup pengaman harus dipasang pada pipa keluar dari setiap tingkat kompresor. Katup ini harus membuka dan membuang udara keluar jika tekanan melebihi 1.2 kali tekanan normal maksimum kompresor, seperti gambar dibawah ini yang menjelaskan tentang penampang katup pengaman. Receiver digunakan untuk mengurangi getaran yang terjai pada kompresor, agar saat pembacaan di gauge lebih valid.

Gambar 2.8 Receive Driyerg. Tangki UdaraAlat ini dipakai untuk menyimpan udara tekan agar apabila ada kebutuhan udara tekan yang berubah- ubah jumlahnya dapat dilayani dengan baik dan juga udara yang disimpan dalam tangki udara akan mengalami pendinginan secara pelan- pelan dan uap air yang mengembun dapat terkumpul didasar tangki.

Gambar 2.9 Tangki Kompresor2.2.3 Kelebihan dan Kekurangan Kompresor Toraka. Kelebihankompresor torak memiliki kelebihan-kelebihan dibandingkan dengan kompresor jenis lain, diantaranya :1. Kompresor torak mempunyai efisiensi volumetrik yang lebih tinggi dibandingkan dengan jenis kompresor yang lain, sehingga kompresor ini akan menghasilkan kapasitas udara yang lebih besar.2. Debu dan pasir tidak mudah masuk ke dalam silinder karena udara yang dihisap harus melalui saringan udara sebelum udara tersebut masuk silinder memalui katup isap. Dalam hal ini silinder dan piston tidak akan cepat rusak akibat kotoran yang masuk ke dalam silinder.3. Kompresor torak memiliki konstruksi yang lebih sederhana, sehingga penggunaannya lebih ekonomis.4. Memiliki rasio kompresi yang lebih besar.b. KekuranganAdapun kekurangan dari kompresor torak adalah :1. Pada tekanan yang tinggi dan udara tekan yang dihasilkan rendah diperlukan pondasi yang kuat dan dijaga keamanannya terhadap lingkungan sekitar dan diperlukan penggunaan saluran pipa yang tahan terhadap getaran yang timbul.2. Pada tekanan yang tinggi dan udara tekan yang dihasilkan rendah kompresor torak membutuhkan biaya pemeliharaan yang lebih tinggi pada kapasitas yang sama.2.3Blower 2.3.1Pengertian BlowerSama seperti prinsip kompresor, blower juga digerakkan oleh mesin penggerak seperti motor listrik atau engine, tetapi pada blower biasanya angin bertekanan tidak terlalu besar dan dipakai untuk membawa muatan produk, atau produk berupa bubuk/biji akan ditiup oleh blower ini. Blower bisa dipakai sebagai peniup tapi bisa juga dibalik untuk tekanan vakum sebagai penyedot. Blower untuk menyatakan mesin dengan tekanan discharge antara 2 10 psig. 2.3.2Jenis-jenis BlowerBlower dapat mencapai tekanan yang lebih tinggi dari pada fan, sampai 1,20 kg/cm2. Dapat juga digunakan untuk menghasilkan tekanan negatif untuk sistim vakum di industri. Blower sentrifugal dan blower positive displacement merupakan dua jenis utama blower, yang dijelaskan dibawah.1. Blower sentrifugalBlower sentrifugal terlihat lebih seperti pompa sentrifugal daripada fan. Impelernya digerakan oleh gir dan berputar 15.000 rpm. Pada blower multi-tahap, udara dipercepat setiap melewati impeler. Pada blower tahap tunggal, udara tidak mengalami banyak belokan,sehingga lebih efisien.Blower sentrifugal beroperasi melawan tekanan 0,35 sampai 0,70 kg/cm2, namun dapat mencapai tekanan yang lebih tinggi. Satu karakteristiknya adalah bahwa aliran udara cenderung turun secara drastis begitu tekanan sistim meningkat, yang dapat merupakan kerugian pada sistim pengangkutan bahan yang tergantung pada volum udara yang mantap. Oleh karena itu, alat ini sering digunakan untuk penerapan sistim yang cenderung tidak terjadi penyumbatan.

Gambar 2.10 Blower sentrifugal (FanAir Company)

2. Blower jenis positive-displacementBlower jenis positive displacement memiliki rotor, yang "menjebak" udara dan mendorongnya melalui rumah blower. Blower ini me nyediakan volum udara yang konstan bahkan jika tekanan sistimnya bervariasi. Cocok digunakan untuk sistim yang cenderung terjadi penyumbatan, karena dapat menghasilkan tekanan yang cukup (biasanya sampai mencapai 1,25 kg/cm2) untuk menghembus bahan-bahan yang menyumbat sampai terbebas. Mereka berputar lebih pelan daripada blower sentrifugal (3.600 rpm) dan seringkali digerakkan dengan belt untuk memfasilitasi perubahan kecepatan.3. Rotary Screw BlowerRotary screw blower digunakan untuk meniupkan udara pada proses pengolahan air limbah aerobic yang menggunakan bakteri untuk proses penguraian menjadi karbon, nitrogen dioksida dan air. Karena bakteri membutuhkan oksigen sebagai bagian dari proses ini, dimana sejumlah besar udara ditiupkan ke dalam tangki aerasi.Pada blower rotary lobe perpindahan positif menggunakan dua atau tiga rotor lobed yang berputar di dalam casing, menarik udara ke dalam blower dan mendorong melalui outlet. Tekanan udara selama proses tetap konstan, sampai lobus rotor mengungkap port keluar. Beberapa udara dari pipa pembuangan mengalir kembali ke blower, meningkatkan tekanan dan mengurangi volume. Lobus rotor terus bergiliran sampai volume udara didorong keluar dari casing.Teknologi yang digunakan dengan blower sekrup baru pada dasarnya adalah versi skala prinsip-prinsip yang digunakan dalam sebuah kompresor udara.. Paduan perangkap kemudian menekanudara dan udara semakin terkompresi selama rotasi masing-masing.Pada awal siklus kompresi, udara mengisi ruang antara bergalur dan lobed rotor. Pada giliran rotor, asupan menutup, merangkap volume udara. Kemudian rotor terus mengurangi volumenya antara bagian rotor. Rotor melanjutkan mesh dengan satu sama lain sampai keluar udara port outlet. Karena proses kompresi terjadi secara internal, lebih sedikit energi yang dibutuhkan untuk memindahkan udara hingga proses berakhir.. Gambar 2.11 Rotary screw blower Side-by-Side Comparison oleh TV2.4 Fan2.4.1 Pengertian FanSistim fan penting untuk menjaga pekerjaan proses industri, dan terdiri dari sebuah fan, motor listrik, sistim penggerak, saluran atau pemipaan, peralatan pengendali aliran, dan peralatan penyejuk udara (filter, kumparan pendingin, penukar panas, dll.).

Gambar 2.12 Komponen Sistim Fan (US DOE, 1989)Karakteristik fan dapat dinyatakan dalam bentuk kurva fan. Kurva fan merupakan kurva kinerja untuk fan tertentu pada sekumpulan kondisi yang spesifik. Kurva fan merupakan penggambaran grafik dari sejumlah parameter yang saling terkait. Biasanya sebuah kurva akan dikembangkan untuk sekumpulan kondisi yang diberikan termasuk: volum fan, tekanan statis sistim, kecepatan fan, dan tenaga yang diperlukan untuk menggerakan fan pada kondisi yang diketahui. Beberapa kurva fan juga akan melibatkan kurva efisiensi sehingga desainer sistim akan mengetahui kondisi pada kurva fan dimana fan akan beroperasi (lihat Gambar 3). Dari banyak kurva yang diketahui pada gambar, kurva tekanan statis (SP) versus aliran pada merupakan kuva yang sangat penting.Perpotongan kurva sistim dan tekanan statis merupakan titik operasi. Bila resistansi sistim berubah, titik operasi juga berubah. Sekali titik operasi ditetapkan, daya yang diperlukan dapat ditentukan dengan mengikuti garis tegak lurus yang melintas melalui titik operasi ke titik potong dengan kurva tenaga (BHP). Sebuah garis lurus yang digambar melalui perpotongan dengan kurva tenaga akan mengarah ke daya yang diperlukan pada sumbu tegak lurus sebelah kanan. Pada kurva yang digambarkan, efisiensi kurva juga disuguhkan.

Gambar 2.13 Kurva Efsiensi Fan (BEE India, 2004)2.4.2 Jenis-jenis Fan1. Fan sentrifugalFan sentrifugal meningkatkan kecepatan aliran udara dengan impeller berputar. Kecepatan meningkat sampai mencapai ujung blades dan kemudian diubah ke tekanan. Fan ini mampu menghasilkan tekanan tinggi yang cocok untuk kondisi operasi yang kasar, seperti sistim dengan suhu tinggi, aliran udara kotor atau lembab, dan handling bahan. Fan sentrifugal dikategorikan oleh bentuk bladenya sebagaimana diringkas dalam tabel :Jenis fan danbladeKeuntunganKerugian

Fan radialdengan bladesdatar

Fan Sentrifugal dengan Blade Radial (Canadian Blower)Cocok untuk tekanan statis tinggi (sampai1400 mmWC) dan suhu tinggiRancangannya sederhana sehingga dapatdipakai untuk unit penggunaan khususDapat beroperasi pada aliran udara yangrendah tanpa masalah getaranSangat tahan lamaEfisiensinya mencapai 75%Memiliki jarak ruang kerja yang lebihbesar yang berguna untuk handlingpadatan yang terbang (debu, serpih kayu,dan skrap logam)Hanya cocok untuk laju aliran udara rendah sampai medium

Fan yangmelengkungkedepan, denganblade yangmelengkungkedepan

Forward-Curved Fan (Canadian Blower)Dapat menggerakan volum udara yangbesar terhadap tekanan yang relatifrendahUkurannya relatif kecilTingkat kebisingannya rendah(disebabkan rendahnya kecepatan) dansangat cocok untuk digunakan untukpemanasan perumahan, ventilasi, danpenyejuk udara (HVAC)Hanya cocok untuk layananpenggunaan yang bersih, bukanuntuk layanan kasar danbertekanan tinggiKeluaran fan sulit untuk diatursecara tepatPenggerak harus dipilih secarahati-hati untuk menghindarkanbeban motor berlebih sebabkurva daya meningkat sejalandengan aliran udaraEfisiensi energinya relatifrendah (55-65%

Backwardinclined fan,dengan bladesyang miring jauhdari arahperputaran:datar, lengkung, dan airfoil

Backward Inclined Fan(Canadian Blower)Dapat beroperasi dengan perubahantekanan statis (asalkan bebannya tidakberlebih ke motor)Cocok untuk sistim yang tidak menentupada aliran udara tinggiCocok untuk layanan forced-draftFan dengan blade datar lebih kuatFan dengan blades lengkung lebih efisien(melebihi 85%)Fan dengan blades air-foil yang tipisadalah yang paling efisienTidak cocok untuk aliran udarayang kotor (karena bentuk fanmendukung terjadinyapenumpukan debu)Fan dengan blades air-foilkurang stabil karenamengandalkan pada pengangkatan yang dihasilkanoleh tiap bladeFan blades air-foil yang tipisakan menjadi sasaran erosi

Tabel 2.1 Jenis fan sentrifugal (US DOE, 1989)2. Fan AksialFan aksial (Gambar 10) menggerakan aliran udara sepanjang sumbu fan. Cara kerja fan seperti impele r pesawat terbang: blades fan menghasilkan pengangkatan aerodinamis yang menekan udara. Fan ini terkenal di industri karena murah, bentuknya yang kompak danringan. Jenis utama fan dengan aliran aksial (impeler, pipa aksial dan impeler aksial) diringkas dalam Tabe 2.2Jenis fanGambar Keuntungan Kerugian

Fan propellerFan Propeller (FanAir CompanyMenghasilkan laju aliran udara yang tinggi pada tekananrendahTidak membutuhkan saluran kerja yang luas (sebabtekanan yang dihasilkannya kecil)Murah sebab konstruksinya yang sederhanaMencapai efisiensi maksimum, hampir seperti aliran yangmengalir sendiri, dan sering digunakan pada ventilasi atapDapat menghasilkan aliran dengan arah berlawanan, yangmembantu dalam penggunaan ventilasiEfisiensienerginya relatifrendahAgak berisik

Fan pipa aksial,pada dasarnyafan propeleryangditempatkandibagian dalamsilinderFanTabung Aksial (NISCO)Tekanan lebih tinggi dan efisiensi operasinya lebih baikdaripada fan propellerCocok untuk tekanan menengah, penggunaan laju aliranudara yang tinggi, misalnya pemasangan saluran HVACDapat dengan cepat dipercepat sampai ke nilai kecepatantertentu (karena putaran massanya rendah) danmenghasilkan aliran pada arah berlawanan, yang bergunadalam berbagai penggunaan ventilasiMenciptakan tekanan yang cukup untuk mengatasikehilangan di saluran dengan ruang yang relatif efisien,yang berguna untuk pembuanganRelatif mahalKebisinganaliran udarasedangEfisiensienerginya relatifrendah (65%)

Fan denganbaling-balingaksial

Vane-axial Fan (NISCO)Cocok untuk penggunaan tekanan sedang sampai tinggi(sampai500 mmWC), seperti induced draft untukpembuangan boilerDapat dengan cepat dipercepat sampai ke nilai kecepatantertentu (disebabkan putaran massanya yang rendah) danmenghasilkan aliran pada arah berlawanan, yang bergunadalam berbagai penggunaan ventilasiCocok untuk hubungan langsung ke as motorKebanyakan energinya efisien (mencapai 85% jikadilengkapi dengan fan airfoil dan jarak ruang yang kecil)

Table 2.2 Jenis-Jenis Fan Aksial (US DOE, 1989)2.4.3 Kinerja dan Efisiensi KerjaEfisiensi fan adalah perbandingan antara daya yang dipindahkan ke aliran udara dengan daya yang dikirimkan oleh motor ke fan. Daya aliran udara adalah hasil dari tekanan dan aliran, dikoreksi untuk konsistensi unit. Istilah lain untuk efisiensi yang sering digunakan pada fan adalah efisiensi statis, yang menggunakan tekanan statis dari tekanan total dalam memperkirakan efisiensi. Ketika mengevaluasi kinerja fan, penting untuk mengetahui istilah efisiensi apa yang digunakan. Efisiensi fan tergantung pada jenis fan dan impelernya. Dengan meningkatnya laju aliran, efisiensi meningkat ke ketinggian tertentu (efisiensi puncak) dan kemudian turun dengan kenaikan laju alir. Kinerja fan biasanya diperkirakan dengan menggunakan sebuah grafik yang memperlihatkan berbagai tekanan yang dihasilkan oleh fan dan daya yang diperlukannya. Pabrik pembuat umumnya menyediakan kurva kinerja fan tersebut. Grafik ini penting untuk dimengerti dalam merancang, mencari sumber, dan mengoperasikan sistim fan dan merupakan kunci bagi pemilihan fan yang optimal (UNEP, 2006).2.4.4 Hukum FanFan beroperasi dibawah beberapa hukum tentang kecepatan, daya dan tekanan. Perubahan dalam kecepatan (putaran per menit atau RPM) berbagai fan akan memprediksi perubahan kenaikan tekanan dan daya yang diperlukan untuk mengoperasikan fan pada RPM yang baru. Hal ini diperlihatkan pada Gambar 2.13

Gambar 2.13 Kecepatan, tekanan dan daya fan (BEE India, 2004)2.4.5 Memilih Fan yang BenarDalam memilih fan yang sesuai pada setiap aplikasinya, terdapat tiga informasi mendasar, yaitu dibutuhkan data aliran udara volumetrik, peningkatan tekanan statis fan yang harus disediakan, dan densitas gas pada fan. Faktor lain yang umumnya dibutuhkan untuk memilih fan yang tepat adalah tipe dan konsentrasi kontaminan (debu, liquid atau gas hasil dari pembakaran) yang akan dialirkan, area yang dibutuhkan untuk instalasi alat, dan kebisingan yang ditimbulkan merupakan hal-hal yang perlu diperhatikan.Dalam penentuan tipe fan terdapat hal mendasar yang menetukan yaitu tipe gas yang akan dialirkan. Selanjutnya adalah pemillihan ukuran fan dilakukan dengan menggunakan tabel. Biasanya fan yang berada diantara rating tabel adalah mendekati efisiensi puncaknya. Apabila titik operasi desain mendekati bagian atas atau bawah tabel , maka sebaiknya dipilih fan yang lebih kecil atau lebih besar, secara berurutan. Apabila titik desain mendekati batas kiri atau kanan tabel, maka perlu dipertimbangkan versi tipe fan yang telah dimodifikasi.Fan biasanya didesain pada tingkat udara standar yaitu pada 700 F, 1 atm, 50% kelembaban relatif, dalam ketinggian permukaan air laut. Pada kondisi ini densitas udaranya adalah 0.075 lbm/ft3. Apabila fan biasa untuk digunakan pada kondisi yang berbeda dari nilai standar ini (dimana kebanyakan terjadi), maka koreksi harus dilakukan pada densitas udaranya. Seperti yang dapat dilihat pada Lampiran B berikut ini aliran udara volumetrik ini tidak berubah. Oleh karena itu, berikut ini adalah prosedur desainnya:1. Gunakan aliran udara volumetrik yang aktual (Q) , dalam proses desain. 2. Hitung kehilangan tekan yang terjadi dalam keadaan standar ( gesekan dari duct yang terjad)i juga berdasarkan keadaan standar). Perbaiki kehilangan tekan akibat alat pengendali dalam keadaan standar. Namun, sebagai aturan umum, penting untuk diketahui bahwa untuk memperbaiki kinerja sistim fan secara efektif, perancang dan operator juga harus mengerti bagaimana fungsi komponen sistim lain. Pendekatan sistim membutuhkan pengetahuan tentang interaksi antara fan, peralatan yang mendukung operasi fan, dan komponen yang dilayani oleh fan. Penggunaan pendekatan sistimdalam proses pemilihan fan akan menghasilkan sistim yang lebih tenang, lebih efisien, dan lebih handal.Masalah yang umum adalah bahwa perusahaan membeli fan yang kebesaran kapasitasnya. Fan tersebut tidak akan beroperasi pada titik efisiensi terbaiknya (BEP) dan dalam kasus yang ekstrim fan tersebut mungkin beroperasi pada kondisi yang tidak stabil disebabkan titik operasi pada kurva aliran udara tekanan fan. Fan yang kebesaran mengakibatkan kelebihan aliran energi, menyebabkan tingginya kebisingan aliran udara dan meningkatkan stress pada fan dan sistim. Sebagai akibatnya, fan yang kebesaran tidak hanya mahal harganya dan pengoperasiannya, tetapi juga menciptakan masalah kinerja sistim yang sebetulnya dapat dihindarkan. Penyelesaian yang mungkin adalah mengganti fan, mengganti motor, atau menggunakan motor penggerak variasi kecepatan/ variable speed drive (UNEP, 2006).2.4.6 Memelihara FanPerawatan fan secara teratur adalah penting untuk mendapatkan tingkat kinerjanya. Kegiatan perawatan meliputi: Pemeriksaan berkala seluruh komponen sistim Pelumasan dan penggantian bearing Pengencangan dan penggantian belt Perbaikan atau penggantian motor Pembersihan fan 2.4.7 Mengendalikan Udara FanBiasanya, fan terpasang beroperasi pada kecepatan konstan. Namun beberapa situasi mungkin menghendaki perubahan kecepatan, sebagai contoh lebih banyak aliran udara mungkin diperlukan dari fan ketika ada tambahan sebuah saluran baru, atau mungkin diperlukan aliran udara yang sedikit jika fannya kebesaran. Terdapat banyak cara untuk menurunkan atau mengendalikan aliran udara fan.

Gambar 2.14 Pemakaian Daya Relatif diantara Opsi-opsi Pengendalian Aliran (US DOE, 1989)

Jenis pengendali aliranKeuntunganKerugian

Perubahan pully:Penurunan kecepatan secaraFan harus mampu

mengurangi ukuran pullypermanenmenangani perubahan

motor/ penggerakPenurunan energi secara nyata (lihatkapasitas

Gambar 18: penurunan 2 inchi pullyFan harus digerakkan

menghemat 12 kW)oleh sistim atau motor

V-belt

Dampers: mengurangiMurahMemberikan jumlah

jumlah aliran danMudah pemasangannyapengaturan yang

meningkatkan tekanan hulu,terbatas

yang akan mengurangiMengurangi aliran tapi

keluaran fantidak mengurangi

pemakaian energi

Biaya operasi dan

perawatan lebih tinggi

Inlet Guide vanes:Memperbaiki efisiensi fan sebabKurang efisien pada

menciptakan pusaran ke arahbeban fan dan aliran udara yangaliran yang kurang dari

fan sehinggs memperkecildialirkan berkurang80% aliran penuh

sudut antara udara yangBiayanya murah pada aliran udara

masuk dan blade fan,antara 80-100% dari aliran penuh

sehinga menurunkan beban,

tekanan dan aliran udara fan

Variable pitch fans merubah:Dapat menjaga efisiensi fan tinggiDapat diterapkan hanya

sudut antara aliran udaradiatas kisaran kondisi operasipada beberapa jenis fan

masuk dan blade denganMenghindarkan timbulnya gaungaksial saja

memiringkan blade fanketuka kecepatan operasi normalMasalah kotoran jika

sehingga menurunkan bebandicapaibahan pencemar

motor dan aliran udaraDapat beroperasi dari kondisi tanpaterakumulasi dalam

aliran sampai aliran penuh tanpaactuator mekanis yang

adanya masalah kegagalan.mengendalikan blades

Jika beroperasi pada

beban rendah untuk

jangka waktu lama

dapay mengurangi

faktor daya dan efisiensi

motor, sehingga

menghilangkan

keuntungan efisiensi dan

resiko adanya biaya

faktor daya yang rendah

dari utilitas

Variagble Speed DrivePengendalian aliran yang sudanVSD Mekanik memiliki

(VSD): menurunkandikembangkan dan lebih efisienmasalah pengendapan

kecepatan fan untukDapat mengatur kecapatan fan diataskotoran

memenuhi kebutuhan alirankisaran kontinyuBiaya investasi dapat

yang berkurangKhusus untuk VFD:menjadi hambatan

VSD Mekanik: koplingPengendali aliran yang efektif dan

hidrolik, kopling fluida,mudah

dengan belt dan pullyMemperbaiki efisiensi operasi fan

yang dapat diaturdiatas kisaran kondisi operasi yang

Jenis pengendali aliranKeuntunganKerugian

VSD Listrik: kopling arusluas

eddy, pengendali motorDapat di retrofit dengan kompak ke

dengan rotor, dan variablemotor yang ada

frequency drive (VFD:Tidak ada masalah pengendapan

mengubah kecepatankotoran

putaran motor denganMengurangi kehilangan energi dan

mengatur frekwensi dayabiaya dengan merendahkan aliran

yang dipasok)sistim keseluruhan

Pompa kecepatan multiPengendali aliran yang efisienAda lompatan dari

Cocok jika hanya dua kecepatan tetapkecepatan ke kecepatan

yang diperlukanBiaya investasi dapat

menjadi hambatan

Klep penutup cakram: klepDesainnya sederhanaHanya layak untuk

penutup dorong yangbeberapa penggunaan

mengubah lebar impeler

yang berpengaruh terhadap

aliran udara

Mengoperasikan fan dalamEfisiensitinggipadavariasiHanya digunakan bila

susunan paralel: dua ataukebutuhan sistimfan dapat beroperasi

lebih fan dalam susunanMempunyaikelebihandalampada resistansi rendah

paralel menggantikan satumemurunkanresikopenghentianhampir pada kondisi

fan yang besarkarenakegagalanatauperawatanaliran bebas (lihat

yang tidak baikGambar 19)

Dua fan yang lebih kecil lebih murah

dan memberikan kinerja lebih baik

dibandingkan satu fan yang relatif

besar

Dapat dilengkapi dengan pengendali

aliran lainnyauntukmeningkatkan

fleksibilitas dan kehandalan

Mengoperasikan fan dalamTekanan aliran rata -rata lebih rendahTidak cocok untuk

susunan seri: menggunakanKebisingan yang dibangkitkan lebihsistim dengan resistansi

fan multi dalam susunanrendahyang rendah (lihat

dorong-tarikPermintaanpendukunglistrik danGambar 19)

bangunan lebih rendah

Cocok untuk sistim dengan saluran

panjang,penurunantekananpada

komponensistim,atau resistansinya

yang tinggi

BAB IIIKESIMPULAN3.1 KesimpulanFan, blower dan kompresor dibedakan oleh metode yang digunakan untuk menggerakan udara, dan oleh tekanan sistim operasinya. The American Society of Mechanical Engineers (ASME) menggunakan rasio spesifik, yaitu rasio tekanan pe ngeluaran terhadap tekanan hisap, untuk mendefinisikan fan, blower, dan kompresor (lihat Tabel 3.1)Tabel 3.1 Perbedaan antara Fan, Blower dan Kompresor (Ganasean, 1998).

PeralatanPerbandingan SpesifikKenaikan tekanan (mmWg)

FanSampai 1,111136

Blower1,11 sampai 1,201136 2066

KompresorLebih dari 1,20-

DAFTAR PUSTAKAAir Moverment and Control Association, inc : AMCA Publication 201-90, fans and system AMCA, IL (1990)

American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH).1988

Industrial Ventilation, a Manual of Recommended Practice . 1988. Industri Ventilasi, Manual Praktek Fitur. edition, Chapter 6

American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH).1998

Industrial Ventilation, a Manual of Recommended Practice . 1998. Industri Ventilasi, Manual Praktek Fitur. edition, Chapter 6

American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH).2006

Industrial Ventilation: A Manual of Recommended Practice for Operation and Maintenance, Signature publications Amer Conf of Governmental Berilustrasi p.200

Bureau Of Energy Efficiency (BEE) Government of India, 2004

Energy Efficiency Guide Book, Chapter 5, p 93-112

Fan Air Company, product presentation. www.fanair.com/products.pdf

UNEP, 2006

Fan dan Blower, Pedoman efisiensi energy untuk Industri Asia-ww.energyefficienciasia.org, UNEP

http://old.greenheck.com/technical/tech_detail.php?display=files/Product_guide/perf_basicshttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/27446/4/Chapter%20II.pdf, E junaisir (C II)http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/31240/4/Chapter%20I.pdf (C I)http://eprints.undip.ac.id/41291/3/BAB_II.pdf, Asatriyohttps://zifamurath.files.wordpress.com/2011/12/dasar-kompresor.pdf ,http://kk.mercubuana.ac.id/elearning/files_modul/13031-7-570647763842.pdf