ANALISA PENGGUNAAN BLOWER MEMINDAHKAN KERNEL DARI STASIUN OLAHAN KETANGKI PENAMPUNGAN. Fahrizal ABSTRAK

Analisa penggunaan blower memindahkan kernel

ANALISA PENGGUNAAN BLOWER MEMINDAHKAN KERNEL DARI STASIUN OLAHAN KETANGKI PENAMPUNGAN Fahrizal

ABSTRAK Pengolahan Tandan Buah Segar (TBS) pada Pabrik Kelapa Sawit menghasilkan Crude Plam Oil (CPO) dan kernel. Kernel adalah inti dari buah sawit yang dapat dijadikan minyak kelapa sawit yang lebih berkualitas dari pada minyak kelapa sawit yang berasal dari kulit buah sawit (CPO) itu sendiri. Karena keterbatasan alat yang mengolah kernel menjadi minyak kelapa sawit di Pabrik pengolahan kelapa sawit pada umumnya, kernel ini dijadikan bahan komoditi ekspor. Setelah melaui beberapa proses sehingga menjadi kernel, selanjutnya kernel ini terlebih dahulu ditampung pada tanki penampung sementara. Untuk memindahkan kernel dari stasiun olahan ketangki penampungan sementara dibutuhkan tenaga Blower. Kata Kunci : Kernel, Tangki Penampung, Blower ABSTRACT Processing of fresh fruit bunches (FFB) on Crude Palm Oil Mill produces Plam Oil (CPO) and the kernel. The kernel is the core of palm fruit palm oil can be used as a higher quality than the palm oil derived from palm fruit skin (CPO) itself. Due to the limitations of the kernel processing tools at the generaly palm oil factory, this kernel be used as an export commodity. Once through several processes to become the kernel, then the kernel is first stored in temporary storage tanks. To move the kernel of processing stations to the temporary storage tank, needs blower power. Keywords: Kernel, Tank Storage, Blower

PENDAHULUAN Kelapa sawit merupakan komoditi lokal untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri, kelapa sawit juga merupakan komoditi eskpor keluar negri. Dimana dari kelapa sawit dapat diperoleh minyak kelapa sawit dan minyak inti kelapa sawit. Minyak kelapa sawit diperoleh dari pengolahan bagian kulit dan serabut kelapa sawit, sedangkan minyak inti kelapa sawit diperoleh dari pengolahan inti buah kelapa sawit, guna memenuhi kebutuhan tersebut, maka sangat perlu dibangun pabrik pengolahan kelapa sawit. Pada umumnya Jurusan Teknik Mesin Universitas Pasir Pengaraian

pabrik pengolah kelapa sawit diatas, berlokasi disekitar perkebunan yang bersangkutan, sehingga buah kalapa sawit yang sudah dipanen dapat secepatnya sampai dipabrik untuk diolah. Pada dasarnya pabrik pengolahan kelapa sawit diinginkan untuk mengolah buah kelapa sawit secara efisien dan mutu yang sebaik-baiknya. Untuk mencapai hal tersebut diperlukan kondisi pengolahan yang sesuai. Pada suatu pengolahan buah kelapa sawit pada dasarnya mempunyai dua sasaran pokok yakni efesiensi produksi dan mutu dari hasil produksi tersebut. Oleh sebab itu Page 161

perusahan berusaha untuk memdapatkan produksi minyak kelapa sawit dan inti sawit sebanyak-banyaknya yang memenuhi persyaratan mutu dan efisiensi teknis dan ekonomis yang tinggi. Untuk itu penulis meninjau sedikit mengenai system pengolahan kelapa sawit dan mengadakan survey lapangan mengenai prosedur pengolahan kelapa sawit di PT. Sawit Asahan Indah. Dalam pengolahan kelapa sawit menjadi Crude Plam Oil (CPO) dan kernel pada masing-masig stasiun mempunyai fungsi dan peranan yang saling berkaitan. Kernel adalah inti dari buah sawit yang dijadikan bahan untuk pembuatan minyak kelapa sawit selain dari kulit buah sawit itu sendiri. Karena keterbatasan alat yang mengolah kernel menjadi minyak kelapa sawit di propinsi Riau pada umumnya, kernel ini dijadikan bahan komoditi ekspor. Setelah melaui beberapa proses sehingga menjadi kernel, kernel ini terlebih dahulu ditampung oleh tanki penampung sementara. Sedangkan untuk memindahkan kernel dari stasiun olahan ketangki penampungan sementara dibutuhkan tenaga Blower. Bertolak dari permasalahan diatas penulis mencoba untuk meng hitung kapasitas suatu alat yaitu blower yang berfungsi untuk mentransfortasikan (memidahkan) Kernel dari stasiun olahan ketanki penampung sementara.

TINJAUAN PUSTAKA Proses Pengolahan Tandan Buah Segar (TBS) Menjadi kernel Proses tandan buah segar (TBS) sebagai bahan baku utama minyak kasar (CPO) dan inti (kernel) yang bermutu baik adalah tujuan utama dari pengolahan. Penglahannya yang dilakukan menurut tahapan tertentu dan syarat yang harus ditentukan. Pengolahan Sawit ini melalui beberapa tingkat proses. Berikut uraian tentang proses Page 162

dan mekanisme pengolahan pada setiap penggal atau unit alat pengolahan sejak buah diterima dipabrik, sampai dihasilkan minyak dan kernel sawit.  Timbangan Proses pengolahan dimulai dari timbangan, ini merupakan alat yang dapat memberikan data yang perlu untuk semua fungsi-fingsi menagemen yang ada. Timbangan adalah alat ukur berat yang berfungsi untuk menimbang / mengetahui jumlah berat dari tandan buah yang akan diolah. Kemudian buah-buah dipindahkan kepenimbangan dan pemindahan buah (Loading Ramp).  Penimbunan dan Pemindahan Buah (Loading Ramp) Adalah tempat penimbangan sementara dan pemindahan tandan buah kedalam lori rebusan. Tandan buah dituang pada tiap-tiap sekat dan diatur dari pintu kepintu lainya dan isian sesuai kapasitas.  Lori Rebusan (Boogies dan Cages) Digunakan untuk mengangkat dan tempat merebus buah. Lori diisi penuh dan merata. Pengisian yang baik jika lori dapat memuat tandan buah sebanyak kapasitas nominal. Pengisian yang tidak penuh akan menyebabkan penurunan kapasitas oleh stelizer atau sebaiknya pengisian yang terlalu penuh akan mengakibatkan pintu maupun plat aus (wear plat) rusak atau buah jatuh dalam rebusan.  Rebusan (Sterizer) Ketel rebusan adalah bejana uap tekan, yang digunakan untuk merebus buah. Pola perebusan yang digunakan adalah “Triple peak” (tiga puncak). Pada 15 menit yang pertama perebusan berlangsung dengan tekanan uap2 kg/cm2 pada temperature 1300C. Kemudian air kondensat dibuang. Pada JURNAL APTEK Vol. 5 No. 2 Juli 2013




15 menit kedua perebusan berlangsung dengan tekanan uap sampai 2,5kg /cm2 dan temperature1300C, kemudian air kondensat dibuang 30 menit berikutnya perebusan berlangsung dengan tekanan uap 3kg/cm2, dan temperature 1300C. Setelah 1 jam tandan buah segar berada di dalam sterilizer, maka lori dikeluarkan dan tandan rebus diangkat kealat penebah (Thresher ). Adapun tujuan yang dilakukan perebusan adalah: 1. Untuk mematikan enziym yang dapat menguraikan minyak sawit mejadi tinggi angka ALB (Asam Lemak Buah). 2. Mengurangi kadar air dalam buah. 3. Memudahkan brondolan terlepas dari janjangannya sewaktu pada penembahan(Threshing). 4. Untuk melunakkan daging buah agar mudah terlepas dari biji sewaktu diremas diaduk dalam ketel adukan (Digester). Penembah buah (Thresher) Buah rebus dari sterilizer diangkat dengan hoisting crane dan dituang kedalam thresser melalui hopper yang berfungsi untuk menampung buah rebus, kemudian outtifeeder akan mengatur meluncurnya buah agar tidak masuk sekaligus. Penebahan buah dilakukan dengan membanting buah dalam drum berputar dengan putaran (23-25 rpm). Buah yang lepas akan masuk kisi-kisi dan ditampung oleh fruit conveyor kemudian oleh elevator didawa kefruit coveyor untuk distribusikan ketiap unit-unit digester oleh distribusi conveyor. Selanjutnya buah kosong melalui emty buch conveyor dibawa keincenerator atau emty buch hooper untuk dijadikan pupuk.

Jurusan Teknik Mesin Universitas Pasir Pengaraian







Ketel Adukan adalah alat untuk melumatkan brondolan, sehingga daging buah terpisah dari biji. Ketel pengaduk ini terdiri dari tabung selinder yang berdiri tega didalamnya terpasang pisau-pisau pengaduk (stirring arm) sebanyak 6 tingkat yang diikatkan pada poros dan digerakkan oleh motor listrik. Lima tingkat pisau bagian bawah dipakai untuk mengaduk/melumat, dan pisau bagian atas untuk mendorong mendorong massa keluar dari ketel adukan (Digester). Suhu massa digester harus dipertahankan 900C -950C. Pengempa (Screw Press) Massa yang keluar dari digester diperas dari screw press pada tekanan cone 40-60 bar menggunakan aliran pengencer screw press suhu 90-950 sebanyak 15-29%. Alat ini terdiri dari sebuah selinder (Press Cylinder) yang berlubang-lubang dan didalam nya terdapat dua buah ulir (screw) yang berputar berlawanan arah. Massa yang keluar dari digester melalui “feed screw” (sebagian minyak keluar) masuk dalam “mesin screw” untuk dikempah lebih lanjut. Minyak yang keluar dari “feed screw” dan “mesin screw” ditampung dalam talang minyak (oil gutter). Untuk mempermudah pemisahan dan pengaliran minyak pada “feed screw” dilakukan injeksi uap dan penembahan air panas. Pemecahan Ampas Kempa (Caker Breaker Conveyor ) Ampas press yang masih bercamur biji dan berbentuk gumpalan-gumpalan, dipecah dan dibawah oleh alat pemecah kempah kepada alat selanjudnya untuk dipisahkan antara ampas dan biji. Alat ini terdiri dari pedal-pedal yang diikat pada poros Page 163







yang berpuar. Kemiringan pedal diatur sehingga pemecahan gumpalangumpalan terjadi dengan sempurna dan penguapan air berlangsung dengan lancar. Untuk mempercepat/mempermudah penguapan air, diberikan pemanasan dengan uap, sistem mental. Pemisahan Ampas dan Biji (Depericaper) Depericaper adalah alat untuk memisahkan ampas dan biji serta memisahkan biji dari sisa-sisa serabut yang masih melekat pada biji. Alat ini terdiri dari kolom pemisah (separating columns) dan drum pemoles (polishing drum). Ampas dan biji dari conveyor pemecah ampas dan kempah (caka breaker conveyor ) masuk kedalam kolom pemisah, sistem pemisahan terjadi karena hampah udara didalam kolom pemisah yang disebabkan oleh isapan blower. Ampas kering (berat jenis kecil) terhisap kedalam siklon ampas (pibre cyclone) dan melalui air lock masuk kedalam conveyor bahan bakar, sedangkan biji yang berat jenisnya lebih besar jatuh kebawah dan dihantar oleh conveyor kedalam drum pemolis. Drum pemolis berputar dengan kecepatan 32rpm. Akibat adanya putaran ini, terjadi gesekan yang menyebabkan serabut lepas dari biji. Saringan Bergeser (Vibrating Screen) Saringan bergeser dipakai untuk memisahkan benda-benda padat yang terikut minyak kasar. Benda-benda padat berupa ampas yang disaring pada saringan ini dikembalikan ketimbah buah untuk diproses kembali. Cairan minyak ditampung dalam tangki minyak kasar (Crude oil tank). Tangki Pemisah (Contuous setting tank)

Page 164







Pemisahan pertama minyak dengan slude secara pengendapan dilakukan didalam tangki pisah ini. Untuk memidahkan pemisahan, suhu 0 dipertahankan 90-95 C dengan sistym inteksi uap pada ruang pertama. Minyak yang berada pada lapisan atas dikutip dengan bantuan skimmir ke pure oil tank, sedangkan sludge yang masih mengandung minyak dialiran ke sludge tank. Tangki Masak (Oil Tank) Minyak yang telah dipisah pada tangki pemisah ditampung dalam tangki ini untuk dipanasin lagi sebelum diolah lebih lanjut pada sentripusi minyak. Diusahakan tangki ini agar tetap penuh untuk menjaga agar pemanasan berjalan dengan baik. Sistem pemanasan dilakukan dengan pipa sipiral yang dialirkan uap dengan tekanan 3 Kg/cm3. Pemurnian Minyak Oil (Oil Perifier) Untuk pemurnian minyak yang berasal dari tanki masakan yang masih mengandung air ± 0,50 ÷ 0,70 % dan kotoran ± 0,10 ÷ 0,30 % dipergunakan pemisah sentripusi ini, yang berputar antara 5000 ÷ 6000 rpm. Akibat gaya sentifugal yang terjadi maka minyak yang mempunyai berat jenis lebih kecil bergerak kearah poros dan terdorong arah keluar oleh sudu-sudu (paring disc), sedangkan kotoran dan air berat jenisnya lebih besar terdorong kearah ding-ding Bowl. Air keluar, padatan melekat pada ding-ding Bowl yang dikeluarkan dengan penyucian. Penimbunan Minyak dalam tangki timbun Minyak sawit disimpan dalam tangki timbun, setiap hari dilakukan pengujian mutu minyak sawit. Tangki timbun secara Periodic dilakukan pengurusan

JURNAL APTEK Vol. 5 No. 2 Juli 2013










mengikuti standar prosedur penyucian tangki. Bak Penampung Sledge (Sludge Pit) Bak ini dipergunakan untuk menampung cairan-cairan yang masih mengandung minyak, dari klarifikasi dan air kondesat rebusan, kemudian dipopakan dengan Slurry pump ke tangki pengutipan minyak (Sludge Oil Recovered Tank) Stasiun Pengolah Biji Stasiun Pengolah Biji adalah Stasiun akhir untuk pengolahan inti sawit. Biji dari pemisah biji dan ampas (Depericarper) dikirim ke stasiun ini untuk diperam, dipecah, dipisahkan antara inti dari cangkang. Inti dikeringkan sampai batas yang ditentukan, dan cangkang dikirim ke pusat pembangkit tenaga uap sebagai bahan bakar. Pemeraman Biji (Nut Silo) Alat ini berfungsi sebagai tempat pemeraman biji. Biji yang telah keluar dari Depericarper perlu diperam agar lebih mudah dipecah dan kernel lekang dari cangkang. Pada alat ini kadar air yang terkandung didalam biji akan dikurangi degan cara meniupkan udara panas yang dialirkan melalui elemen panas (Heating Element). Pemecah Biji (Nut Cracker) Pemecah biji adalah alat yang dipakai untuk memecah biji yang telah diperam dan dikeringkan di dalam silo. Pemecahan ini terdiri dari rotor yang








berputar dengan kecepatan 1000 ÷ 1500 rpm di dalam stator. Pemisahan Inti dan Cangkang (Hydrocylone) Hydrocylone dipakai untuk memisahkan inti dalam cangkang yang terdapat dalam Cracked mixture berdasarkan perbedaan berat jenis. Pengeringan Kernel (Karnel Sil) Pengeringan inti/kernel dipakai untuk mengeringkan inti yang berasal dari hydrocyclone sampai kadar air sesuai katentuan ( ± 7 % ). Pengeringan kernel sawit dilakukan secara bertingkat, yaitu pada kernel hasil pemisahan cara basah suhu pada tingkat atas, tengah dan bawah berturut-turut 60 ÷ 700C, 70 ÷ 800C, dan 50 ÷ 600C. Sesudah keluar dari pengering, inti dibersihkan dari kotoran-kotoran halus dengan penghisap debu kemudian inti dimasukkan kedalam bak penampungan dengan cara peniupan menggunakan blower. Gudang Inti (Kernel Storge) Digunakan untuk menyimpan inti (Kernel) yang telah dikeringkan sebelun diolah kembali menjad minyak inti.

Page 165

Gambar.1. Proses pengolahan kelapa sawt Tinjauan Umum Tentang Udara dan Blower Udara Seperti diketahui, udara terdiri dari campuran gas, secara kasar dapat dikatakan bahwa udara terdiri 1 bagian Volume Oksigen (O2) dan 4 bagian volume nitrogen yang bercampur dengan gas-gas yang lain dan juga uap air yang terdapat didalam atmosfir. Berat jenis gas (termasuk udara) dapat berfariasi tergantung pada tekanan dan temperaturnya. Pada kondisi yang ditetapkan oleh standar industri, udara dengan kondisi ini mepunyai keadaan sebagai berikut: Temperatur : 680F (200c) Tekanan mutlak : 760mm.Hg (0,1013 Mpa) Kelembapan relatife : 65% Berat jenis : 1,204 kg/m3 (11,807 N/m3) Kondisi standar industri ini sering dipakai untuk menyatakan kondisi isap pada kompresor atau blower. Page 166

Jika suatu gas atau udara menempati suatu bejana tertutup maka pada dinding bejana tersebut akan bekerja suatu gaya. Gaya persatuan luas dinding disebut tekanan. Hubungan antara tekanan dan volume gas dalam proses kompresi dapat di uraikan, yaitu : Jika selama kompresi, temperatur gas dijaga tetap (tidak bertambah panas ) maka pengecilan volume mejadi 1/2 kali akan menaikkan tekanan menjadi 2 kali lipat, jadi secara umum dapat dikatakan sebagai berikut: Jika gas dikompresikan (atau diekspansikan) pada temperatere tetap, maka tekanannya akan berbanding terbalik dengan volumenya. Pernyataan ini disebut dengan hukum boyle dan dapat dirumuskan pula sebagai berikut, jika suatu gas volume ( V1 ) dan tekanan ( P1 ) dimampatkan (atau diakspansi ) pada temperatere tetap hingga volumenya



menjadi ( V2 ), maka tekanannya akan menjadi ( P2 ) dimana: P1.V1 = P2. V2 =tetap Disini tekanan dapat dinyatakan dalam Kgf/ cm2 (atau pa) dan volume dalam m3 Blower Blower menurut defenisi yang diberikan oleh the Compressed Air institute. Adalah sebuah mesin yang memamfatkan udara atau gas oleh gaya sentrifugal ketekanan akhir yang tidak melebihi 35 psing (v/in2). 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. Berdasarkan prinsip kerjanya blower dapat diklasifikasikan dalam dua bagian yaitu : 1. Positif Displacemen Blower Yang termasuk Positif Displacemen Blower adalah blower jenis roots yang mempunyai dua rotor seperti terlihat pada gambar 2.1.

untuk satu tingkat komposisi dimana prinsip kerjanya sebagai berikut : Dengan berputarnya rotor secara serempak, maka udara akan terisap dari sisi isap, lalu udara tersebit terkurung didalam rotor dan dinding rumah sebelah kiri dan kanan secara bergantian, udara yang dikurung ini didorong terus oleh rotor sehingga Sampai kesisi luar. a. Blower Sentrifugal Blower Sentrifugal pada dasarnya terdiri dari satu impeller atau lebih yang dilengkapi dengan sudu-sudu yang dipasangkan pada poros yang berputar dan diselubungi dengan sebuah rumah (casing) seperti pada gambar 2.2. Fluida memasuki secara aksial didekat poros dan mepunyai energi potensial yang diberikan oleh sudusudu. Begitu fluida meninggalkan impeller pada kecepatan reletif tinggi, fluida tersebut dikumpulkan kedalam volut atau satu seri laluan diffuser yang mentransfortasikan energi kinetik menjadi tekanan, sebuah konversi dilakukan fluida dan dikeluarkan dari mesin tersebut.

Gambar 2. Blower Jenis Roots Blower jenis roots ini dapat menghasilkan tekanan sampai 0,8 Kg/cm2 Jurusan Teknik Mesin Universitas Pasir Pengaraian

Page 167

Gambar 3. Blower Sentrifugal Blower Sentrifugal ini dapat dibagi atas dua jenis aliran yang dihasilkan yaitu : a. Aliran Radial Pada blower sentrifugal dengan blade ( sudu ) radial ini, impeller bergerak dengan kecepatan tertentu sehingga gerakan aliran udara ikut dipercepat. Pada sisi keluar aliran diperlambat oleh diffuser, sehingga energi kinetik dirubah menjadi tekan. Blower jenis ini biasanya dipakai untuk tekanan yang besar, kapasitas sedang dan besar. Bentuk konstruksi blower sentrifugal dengan blade radial ini dapat dilihat pada gambar

Page 168

Gambar 4. Blower sentrifugal dengan blade radial b. Aliran Aksial Gerakan udara/gas dalam mesin ini adalah gerakan dari arah aksial yang dihasilkan oleh sudu-sudu yang bergerak dan selanjutnya mulai sudu-sudu yang dipasang secara radial. Gerakan ini terjadi berdasarkan teori air foil. Aliran udara dipercepat pada sudu-sudu gerak dan selanjutnya diteruskan oleh sudu-sudu yang dipasang radial, sehingga energi kinetik dirubah menjadi energi tekanan. Blower ini umumnya digunakan untuk kapasitas besar dan tekanan kecil. Seperti halnya konstruksi pompa aksial, dalam ventilator aksial, rotor menekan sehingga udara mengalir ke arah JURNAL APTEK Vol. 5 No. 2 Juli 2013


poros. Rotor terdiri dari sebuah hubungan tempat dimana sudu-sudunya dipasang secara radial.

yang harus ditiupkan blower ketangki timbunan adalah : mk = 5% x kapasitas olah Kapasitas Blower Dalam menghitung sebuah blower terlebih dahulu harus diketahui jenis fluida yang dipakai, sehingga perhitunganperhitungan dapat diketahui kapasitas blower, head dan daya blower yang diperlukan untuk mengalir fluida sesuai denan perhitungan yang diinginkan. Perhitungan blower ini adalah untuk mentransportasikan kernel pada suatu Pabrik Kelapa Sawit dengan kapasitas 45 Ton/Jam (TBS). Kapasitas Blower ditentukan berdasarkan massa kernel yang akan dipindahkan dengan massa udara yang digunakan untuk memindahkan kernel tersebut. Dengan menggunakan rumus kesetimbangan: mu. .pu = mk..pk

m =

mk . k



.. (Purwono, 2007, hal36)

Dimana: mu = Massa udara (kapasitas blower) pu = Massa jenis udara mk = Kapasitas karnel pk = Massa jenis karnel Gambar 5. Blower aksial Penetapan Spesifikasi Kernel, Blower dan Motor Penggerak Kapasitas Kernel Kernel adalah inti dari buah kelapa sawit yang dijadikan sebagai bahan utama minyak kelapa sawit dengan kapasitas 45 Ton/Jam hanya 5 % yang menjadi kernel.  Kapasitas kernel (inti) Kapasitas operasi blower pada PKS inti Sawit Asahan Indah Surau Gading, Rohul adalah 45 TonTBS/Jam, hanya 5% jumlah tandan buah segar (TBS) yang menjadi kernel. Maka kapasitas kernel Jurusan Teknik Mesin Universitas Pasir Pengaraian

Motor Penggerak Untuk menggerakkan blower digunakan:  Motor listrik  Motor bakar  Turbin uap Daya yang dibutuhkan oleh blower untuk mengalirkan udara adalah: NB =

 .Q. H 75. B

(Ir. Astu pudjanarsa, MT. Prof. Ir. Djati Nursuhud, MSME, 2006. hal122) Page 169

Dimana : Y = Berat jenis udara H = Head blwer Q = Kapasitass blower ηB = Efesien blower (0,75 ÷ 0,95) = 0,57 (Diasumsikan)  Kecepatan Putaran Motor Udara dan gas-gas mempunyai bobot yang ringan, kecepatan putaran dapat dibuat lebih tinggi dan pada kecepatan putaran yang dipakai untuk memutar blower, dalam perhitungan blower ini menggunakan motor listrik sebagai penggerak nya.dapat dicari dengan menggunakan rumus sebagai berikut: n = rpm. (Ir. Astu pudjanara, MT. Prof. Ir. Djati Nursuhud, MSME. 2006. hal160) Dimana: F = Frekuensi listrik P = Jumlah Kutup Kecepatan udara Dimana : V = V Q A

Q .. (Purwono. 2007, hal 37) A

= Kecepatan udara (m/det) = Kapasitas aliran udara = 0,998 m3/det = Luas penampang pipa

Head tinggi tekan blower Head blower didasarkan dari besarnya kerugian-kerugian instalasi serta kerugian pada blower itu sendiri. a. Head kecepatan ( hv ) Kerugian ini merupakan akibat kecepatan udara yang mengalr didalam pipa, yang besarnya adalah: Page 170

Hv = f . (Purwono. 2007, hal25) Dimana: f = Koefensi gesek L = Panjang pipa d = Diameter dalam pia V = kecepatan aliran g = percepatan grapitasi Selanjutnya, untuk aliran yang laminar dan turbulen terdapat rumus berbeda. Sebagai patokan apakah suatu aliran itu laminar atau turbelun yang dipakai bilanagan reynold yaitu: Re = Dimana: Re = Bilangan renold V = kecepatan aliran (m/dit) D = Diamter pipa (m) V = viskositas kinematik Pada Re < 2300, airan bersifat laminar Pada Re > 4000, aliran bersifat tutbulen Pada Re = 2300 – 4000, terdapat daerah transisi dimana aliran dapat bersifat laminar atau turbulen, tergantung pada kondisi pipa dan aliran. (1) Aliran laminar Dalam hal ini laminar, koefisien kerugian gesek untuk pipa (f) dapat dinyatakan dengan: f= (2)

....(Purwono. 2007, hal 26)

Aliran Turbulen Untuk menghitung kerugian gesek dalam pipa pada turbulen terdapat berbagai rumus enpiris. Perhitungan dengan formula Darcy : F = 0,020+ . (Purwono. 2007, hal26)



Dimana: d = diameter dalam pipa (m) b. Kerugian akibat belokan (hs) Kerugian ini merupakan kerugian yang disebabkan oleh adanya pembekokan pipa. Kerugian karena adanya fitting dicari dengn rumus: hs = N1 x f x (Purwono. 2007, hal27) Dimana : hs = Kerugian akibat belokan n1 = Jumlah belokan f = Koefisien kerugian pada belokan Harga f ini dapat ditentukan denga persamaan:

[

f = 0,131+1,847

]( ) X

0,5

(Purwono 2007, hal27) Dimana: d = dia meter dalam pipa (m) r = jari-jari lengkung sumbuh belokan (m) Q = sudut belokan C Orifis dalam pipa Kerugian head dalam pipa, akibat adanya pengecilan dalam pipa, yang daapat dicari dalam rumus: Hf = f.

. (Purwono. 2007, hal28)

D Head perbedaan tekanan Head ini timbul akibat adanya perbedaan tekanan pada permukaan blower dan tinggi bak penampungan dapat ditentukan dengan rumus:

 0,006 x h  Pa  10,33.1  288  

5. 256

(Purwono. 2007, hal28) Dimana: Pa = Tekanan atmosfir standar (mH2O) H = Ketinggian permukaan h1 = ketinggian blower h2 = Ketinggian bak penampungan Jurusan Teknik Mesin Universitas Pasir Pengaraian

e. Head kecepatan keluar Besarnya head kecepatan keluar (Hdy) Hdy = ....... (Purwono. 2007, hal28) f. Head Total blower Head total bower ditentukan dengan rumus: H = Hs+ Δh+ hf

V2 2.g

(Purwono. 2007, hal28)

METODOLOGI Tempat dan waktu pelaksanaan Tugas Akhir Adapun yang menjadi tempat penelitian dalam penyusunan Tugas Akhir ini adalah PT. SAWIT ASAHAN INDAH (PT. SAI) kebun Surau Gading Kecamatan Rambah Samo Kabupaten Rokan Hulu, Pada tanggal 13 juni 2010. 1. Survey dan Wawancara Survey adalah langsung ke lapangan dan wawancara dengan Narasumbar. Adapun narasumber yang dimaksud adalah: 1. Assisten Maintenance 2. Mandor mekanik 3. karyawan pabrik Dari hasil survay lapangan akan diperoleh data. 2. Pengambilan Data Metode pengambilan data yang penulis gunakan dalam penyusunan Tugas Akhir ini yaitu dengan melakukan survay langsung ke lapangan dan wawancara langsung dengan Narasumber. Adapun data yang didapat adalah sebagai berikut: Dimana data-data yang telah kita dapat sebagai mana yang tertera di Tijauan Pustaka.

Page 171

3. Analisa Data Analisa data adalah Memeriksa datadata dimana apabila data yang kurang benar atau kurang jelas kita harus mengambil data lagi, dimana kita harus survay lagi. 4. Hasil dan Pembahasan Dimana hasil dan pembahasan dilakukan proses perhitungan dari datadata dibawah ini adalah sebagai berikut:  Kapasitas Kernel.  Kapasitas Blower.  Kecepatan Udara.  Head Ketinggian Blower.

    

1. Head Kecepatan (hv). 2. Kerugian karena adanya sambungan flange(Hfi). 3. Kerugian akibat belokan (hs). 4. Kerugian akibat adanya Orofis. 5. Head perbedaan tekanan. 6. Head kecepatan keluar. Putaran spesifikasi blower. Pemilihan jenis impeller. Motor penggerak. System transmisi. Spesifikasi blower.

5. Flow Chart START

SURVAY

DATA

Tidak

LENGKAP Ya

ANALISA DATA

HASIL DAN PEMBAHASAN Ya

Kurang sesuai Lebih baik Sesuai

KESIMPULAN

SELESAI

Page 172



PEMBAHASAN Kapasitas Karnel (Inti) Kapasitas operasi blower pada PKS SAI Sawit Asahan Indah, Disura Gading adalah 45 Ton TBS/Jam, hanya 5 % jumlah tandan buah segar ( TBS ) yang menjadi kernel. Maka kapasitas kernel yang harus ditiupkan Blower ketangki timbun adalah :

MK  5% x kapasitasolah 5  x 45Ton / jam 100  1,5 ton / jam  1,129kg / det Kapasitas Blower Kapasitas Blower ditentukan berdasarkan massa kernel yang akan dipindahkan dengan massa udara yang digunakan untuk memindahkan kernel tersebut. Dengan menggunakan rumus kesetimbangan : mu .  u = mk .  k Dimana : mu = Massa udara (kapasitas blower)  u = Massa jenis udara = 1, 135 kg/m3 (table 4.1) mk = Kapasitas karnel/inti sawit = 1,129 kg/det 1 = 1,129 . m3 / det 708 = 0,00156 m3/det k = massa jenis karnel = 708 kg/m3 (Dry karnel) = 820 kg/m3 (Wet karnel) (Hasil survei dilapangan) = 708 kg/m3 (direncanakan) Maka :

m =

mk . k




=

0,00156m3 / det .708kg / m3 1,135kg / m3

= 0,998m3 / det Jadi kapasitas udara blower untuk meniupkan kernel dan hydroclone ke tangki timbunan adalah sebesar 0,998 m3/det. Kecepatan Udara Kecepatan udara meniupkan atau menekan kernel ke tangki penampungan ditentukan dengan menggunakan persamaan kontinuitas :

v

Dimana : V Q A

Q A

= Kecepatan udara (m/det) = Kapasitas aliran udara = 0,998 m3/det = Luas penampang pipa =



.d 2

4 d = Diameter pipa Dalam pemilihan pipa harus dipertimbangkan terhadap kondisi pemakaian pipa dilapangan. Untuk diameter pipa 8 inchi, dari table stain less steel pipe, schedule 80 (Standart Weight) didapat dimensi sebagai berikut : Diameter luar (dout ) = 577 Inchi Diameter dalam ( din ) = 537 Inchi = 13,64 m Ketebalan = 40 Inchi = 0,004 m Maka :

V

0,998m3

 = 0.37 . (13,64 m)2 4 Jadi kecepatan udara yang direncanakan untuk menghantar kernel ke tangki penampungan V = 0,37m/det. Head Tinggi Tekan Blower Head Blower didasarkan dari besarnya kerugian-kerugian instalasi serta kerugian pada Blower itu sendiri.

Page 173

1. Head Kecepatan (hv) Kerugian akibat kecepatan udara yang mengalir didalam pipa, yang besarnya ditentukan dari pers (3.2) :

l v2 hv  f . . Dimana : d 2g f L d

= = = = = = = =

Koefiisien gesek Panjang pipa Diameter dalam pipa 13,64 m V Kecepatan aliran 0,37 m/det g Percepatan gravitasi 9,81 m/det Untuk memperoleh harga koefisien gesek terlebih dahulu dihitung besar bilangan Reynold ( Re ) dari pers (3.3) Re = Dimana : V = = d = =

μ

= Viskositas kinemetik udara = 1,672 X 10-3/det ( table 4.1 ) Kekentalan Rapat ρ Kekentalan Kinetik dinamik 3 Kg/m3 m /det μ pa det -3 1,382 1,171 X 10 1,57 X 10-3 1,326 1,263 1,68 1,274 1,356 1,73 1,222 1,468 1,79 1,202 1,486 1,80 1,176 1,570 1,84 1,135 1,672 1,90 -3 1,109 1,756 X 10 1,95 X 10-3

Suhu ºC (ºF) -17,8 (0) -6,7 (20) + 4,4 (40) 15,6 (60) 20,0 (68) 26,7 (80) 37,8 (100) 48,9 (120)

Tabel 4.1 sifat-sifat udara pada tekanan atmosfir Maka :

Re 

V.d

0,37 m / det . 13,64 m 1,672 x 103 m2 / det

= 3,018 (Aliran la min ar)



Kecepatan aliran udara 0,37 m/det Diameter dalam pipa 13,64 m

Dalam hal ini aliran laminar, koefisien gesek untuk pipa (f) ditentukan dengan menggunakan rumus ( lit. 2, hal. 29) 17,723

Blower

f  0,020 

d 17,723  0,020  13,63  1,319

Tanki

Gambar 4.1 Instalasi Perpipaan

Page 174



Panjang pipa miring ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

9m 0

42

14 m 2

2

2

L = 14 + 450 = 196 + 202500 2 L = 202696 L = 202696m2 = 450.2m Jadi panjang pipa seluruhnya adalah (450.2+2700)m = 32m Maka :

=

(0,37 m / det)2 Hfl = 0,2 . 2 . 9,81m / det 2 =0,013 3. Kerugian akibat Belokan (hs) Kerugian ini merupakan kerugian yang disebabkan oleh adanya pembengkokan pipa ditentukan:

32m.(0,37m / det)2 hv = 0,024. 13,64m.2.9,81m / det = 0,003m 2. Kerugian karena adanya sambungan flange (Hfl) Kerugian ini ditentukan denngan rumus (3.8) : Dimana: F = kerugian gesek pada flange = 0.2

Q f

Halus Kasar

hs  n x f x

v2 2g

Dimana : Hs = Kerugian akibat belokan n1 = Jumlah belokan 420 f = Koefesien akibat belokan (table 4.2)

5o

10o

15o

22,5o

30o

45o

60o

90o

0.016 0.024

0.034 0.44

0.042 0.062

0.066 0.154

0.130 0.165

0.236 0.320

0.471 0.684

1.129 1.265

Tabel 4.2 Koefisien kerugian pada belokan 15 42 22,5 0,042 F 0,066 Tabel 4.3 interpolasi Dengan menggunakan persamaan interpolasi maka nilai f untuk belokan 42o dapat diketahui

 42  15   x 3,6  0,024 f = 0,042 +   22,5  15  = 0,042 + (0,333 X 0,024) = 0,049 Maka :


Hs

= 0,049 .

(0,37 m / det)2 2.9,81m / det 2

= 0,025 m 4. Kerugian Akibat Adanya Orofis Head kerugian akibat adanya pengecilan orofis ditentukan dengan menggunakan: Hf

= f.

v2 2.g Page 175

(Dc/D

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

F

∞

226

47,8

17,5

7,8

3,75

1,80

0,80

0,29

0,06

0

Tabel 4.4 Koefisien kerugian pada orofis dalam pipa Diameter pipa = 0,305 Diameter dalam pipa = 13,64 Jadi :

P2

5 , 256

 0,0065x 4,500 10,33. 1  288  = 10,3 mH2O

Dc (0,122m)   0,4 Dc 0,305m Tabel koefisien kerugian pada orifis pipa (f) = 0,80 Maka :

hf  0,80

(0,37 m / s) 2 2.9,81m / s 2

5. Head perbedaan tekanan Head ini timbul disebabkan adanya perbedaan tekanan pada permukaan Blower dengan tinggi permukaan Bak penampungan.

Dimana : Pa

 m H 2O 

h

h1 h2

5. 256

= Tekanan atmosfir standar = Ketinggian permukaan = Ketinggian Blower = 1405m = Ketinggian Bak

= 450 m Menurur skets lokasi perencanaan, maka perbedaan tekanan pada permukaan blower dan bak penampungan adalah :

Page 176

= 10,3 – 10,33 = - 0,03 m 6. Head kecepatan keluar Besarnya head kecepatan keluar Hd y

 0,0065x 3 = 10,33. 1 288   = 10,33 mH2O



 Hd  = V2g 2

y

=

0,37 m / s2 2.9,81m / s 2

= 0,07 m Maka head total operasi blower

H oB 

adalah :

penampungan

P1

Sehingga head perbedaan tekanan  Hp adalah :  Hp = P2  P1



= 0,056 m

 0,0065x h  Pa  10,33.1  288  

=

5 , 256

H oB = hv + Hf1 + hs + hf +  Hp + Hdy = ( 0,003+0,013+0,025+0,050+0,03+0,07 ) m = 0,166 m Namun dalam, head Blower yang diperlukan harus lebih besar dari head perhitunngan secara teoritis. Dimana hal ini dibuat untuk mengatasi hal-hal lain didalam pengoperasian seperti :  Perhitungan yang kurang teliti, dalam pendekatan perhitungan head Blower secara teoritis.  Pemilihan harga-harga yang kuranng akurat.  Dan lain-lain.



Pada umumnya head ditambah sekitar ( 10 – 20%) dari head Blower secara teoritis sebagai faktor keamanan. Dalam hal ini dipilih 20% dengan pertimbangan sebelumnya, sehingga besarnya head Blower yang direncanakan adalah : HB

Putaran Spesifik blower Putaran spesifik adalah putaran dari blower yanng sama geometrinya bila memindahkan fluida sebanyak 1 gpm. Dengan total head 1 ft pada efisiensi maksimum yang disimbolkan dengan ns.

n . 12 H 43

Ns

=

ns

=

Q

= Kapasitas blower = 0,998 m3/det = 5866,8 gpm = Putaran elektro motor = 1450rpm = Head blower

Dimana : Putaran

spesifik

pada

impeller


=

1450. 5866,80,5 01080,75

= 510,8Rpm

 20  x 0,166  100 

Pemilihan Jenis Blower Pemilihan suatu blower didasarkan pada beberapa pertimbanngan yaitu :  Kapasitas  Perbandingan tekanan  Perawatan yang relativa murah  Biaya awal Berdasarkan data perhitungan blower dimana kapasitas masih tergolonng sedang, maka dipili blower sentrifugal karena disamping blower tersebut dapat memenuhi kapasitas dan perbandingan tekanan dan juga inisial cost serta perawatan yang murah disampinng kenyataan bahwa konstruksinya lebih sederhana dibandingkan dengan type blower displacement.

H

ns

 511Rpm

= 0,166 m + 

=0,033 m. Dalam hal ini direncakan HB = 0,033 m.

n

= 0,033 m = 0,108 ft Sehingga diperoleh :

Penutupan Jenis Impeller Setelah diketahui putaran spesifiknya maka dari tabel 4.4 akan diperoleh jenis impeller yanng akan digunakan. Tipe Radial Ns 500 - 3000 Tipe Prancis Ns 1500 - 4000 Tipe Mixad Ns 4500 - 8000 Tipe Ns Diatas 8000 Popeller Tabel 4.5 Tipe – tipe Impeller Dari perhitungan diatas didapat harga ns = 511 untuk menentukan jenis impeller yang digunakan, maka dari perhitungan diatas dapat diketahui jenis impeller yang digunakan yaitu tipe Radial. Motor Penggerak Untuk menggerakkan blower digunakan :  Motor listrik  Motor bakar  Turbin uap Dalam perhitungan ini motor penggerak blower yang digunakan adalah elektro motor dengan pertimbangan sebagi berikut :  Konstruksinya sederhana dan relative kecil sehingga mudah menempatkan.  Tidak menimbulkan bising dan polusi  Tidak membutuhkan pondasi, pengawasan, dan prawatan yang relative kecil. Daya yang dibutuhkan oleh blower untuk mengalirkan udara afalah : NB =

 .Q. H 75. B

Page 177

Dimana :  = Berat jenis udara = 1,135 kg/m3 H = Head blower = 0,033m Q = Kapasitas blower = 0,998 m3/det B = Efisiensi blower (0,75 : 0,95) = 0,75 (diasumsikan) Maka daya blower dapat dihitung : NB

=

1,135x0,998x0,033 75 X 0,75

= 0,00067 hp = 0.050 kg.m/det Daya yang disuplai oleh motor penggerak adalah : Ne = (1,1 s/d 1,2 = (1.1 s/d 1,2)0,0050 = (19 s/d 20)hp Maka daya motor penggerak ( Ne = 20hp) Sistem Transmisi Pada transmisi untuk motor penggerak dapat dikopel langsung dengan pertimbangan hal-hal sebagai berikut: 1. Untuk menghindari terjadinya slip, karena blower ini beroperasi pada pabrik kelapa sawit dan banyak terdapat minyak sawit. 2. Agar didapatkan putaran yang sama antara motor penggerak dengan blower 3. Konstruksi lebih sederhana jika dibandingkan dengan menggunakan sistem belt 4. Tingkat kebisingan yang ditimbulkan relative kecil Spesifikasi Perhitungan Blower Dari perhitungan terdahulu didapat spesifikasi perencanaan sebagai berikut :  Kapasitas Blower : 3 0,998 m /det  Head Blower : 0.033 m Page 178

 Type Blower Blower Sentrifugal  Putaran spesifik 511  Jenis Impeller Tipe Radial  Motor penggerak Motor listrik  Daya dan putaran motor penggerak 1450 rpm  Daya motor 20 hp  Sistim sambungan Dikopel langsung

: : : : : : :

PENUTUP Kesimpulan Adapun kesimpulan yang didapat perhitungan kapasitas blower untuk transportasi kernel pada suatu pabrik kelapa sawit dengan kapasitas 45 Ton (TBS)/Jam adalah sebagaiberikut: 1. Perhitung kapasitas blower sebesar 20 Hp dengan putaran sebesar 1450 rpm 2. Perhitung panjang pipa 3. Perhitungan daya motor Saran Dari perhitungan kapasitas blower untuk transportasi kernel pada suatu pabrik kelapa sawit dengan kapsitas 45 ton TBS/Jam, saran penulis adalah: 1. Dalam perhitungan sebauh mesin dibutuhkan ketelitian mulai dari pemilihan bahan dan referensi yang digunakan. 2. Kapasitas yang dihitung ini lebih dikembangkan lagi dengan metode dan tegnologi yang moderen. 3. Dengan demikian keterbatasan yang kita hadapi dapat kita maklumi. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran-saran yang sifatnya membangun JURNAL APTEK Vol. 5 No. 2 Juli 2013


demi keserpurnaan perhitungan ini, dan harapan penulis semoga buku ini dengan segala kekurangannya dapat bermanfaat kepada rekan-rekan mahasiswa dan khalayak yang berminat pada studi mesin-mesin fluida umumnya dan blower khususnya.

DAFTAR PUTAKA Purwono.

“Perencanaan blower Untransportasi Carnel Pada Suatu Pabrik Kelapa Sawit Dengan Kapasitas 30 Ton TBS/Jam. Universitas Islam Riau. 2007”

Ir.Astu Putjanarsa,MT. Prof.Ir. Djati Nirsahud, MSME. “Mesin Konversi Energi. Andi Yogyakarta. 2006” Sidik,

Hasbi. “Perencanaan Mesin Penghancur Jagung Dengan sistim Kerja Blander. Program Studi DIII Tekni Mesin Politeknik Pasir Pangaraian 2009”.

Raswari. Sistim Pemipaan PT. Sawit Asahan Indah, Data.


Page 179

.

Page 180


ANALISA PENGGUNAAN BLOWER MEMINDAHKAN KERNEL DARI STASIUN OLAHAN KETANGKI PENAMPUNGAN. Fahrizal ABSTRAK

Recommend Documents