TUGAS AKHIR PERANCANGAN RUANG PENGERING DAN TROLLEY OVERHEAD CONVEYOR PADA SISTEM PROSES PRODUKSI OBAT NYAMUK BAKAR

TUGAS AKHIR

PERANCANGAN RUANG PENGERING DAN TROLLEY OVERHEAD CONVEYOR PADA SISTEM PROSES PRODUKSI OBAT NYAMUK BAKAR

Disusun oleh: Kemas Muhammat Abdul Fatah 41306110041

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2008

LEMBAR PERNYATAAN Sebagai

mahasiswa Universitas

Mercu Buana,

yang bertanda tangan

dibawah ini, saya :

Nama

:

Kemas Muhammat Abdul Fatah

NIM

:

4130611041

demi

pengembangan ilmu pengetahuan,

menyetujui untuk memberi kepada

Universitas Mercu Buana Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif atas karya ilmiah saya yang berjudul : PERANCANGAN RUANG PENGERING DAN TROLLEY OVERHEAD CONVEYOR PADA SISTEM PROSES PRODUKSI OBAT NYAMUK BAKAR Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini Universitas Mercu Buana berhak menyimpan , mengalih media / formatkan, mengelolanya

dalam bentuk

pangkalan data, mendistribusikannya, dan menampilkan / mempublikasikannya dimedia lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin

dari saya

selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Saya bersedia menanggung secara pribadi , tanpa melibatkan pihak Universitas Mercu Buana , atas segala bentuk tutunan hukum yang mungkin timbul atas pelanggaran Hak Cipta dalam karya Tugas Akhir ini.

Demikian pernyatakan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Jakarta Pada tanggal : 23 Mei 2008 Yang menyatakan :


-iUniversitas Mercu Buana

LEMBAR PENGESAHAN Menerangkan bahwa :

Nama

: Kemas Muhammat Abdul Fatah

No. Induk Mahasiswa

: 41306110041

Judul Tugas Akhir

:

PERANCANGAN RUANG PENGERING DAN TROLLEY OVERHEAD CONVEYOR PADA SISTEM PROSES PRODUKSI OBAT NYAMUK BAKAR Telah disetujui dan disahkan oleh Program studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Industri Universitas Mercu Buana

Pembimbing :

Koordinator Tugas Akhir :

Dr. Ir. Abdul Hamid M.Sc

Ir. Nanang Ruhyat, MT

Ketua Jurusan Teknik Mesin :

Dekan Fakultas Teknologi Industri :

Ir. Rully Nutranta, M.Eng

Ir. Yuriadi Kusuma M.Sc

- ii Universitas Mercu Buana

ABSTRAK Didalam proses pembuatan obat nyamuk bakar ( coil ), ada beberapa tahapan proses yang harus dilakukan sebelum coil tersebut dapat dipergunakan, yaitu proses MIXING, EXTRUDING, STAMPING, DRYING dan PACKING. Umumnya pada suatu industri dengan kapasitas produksi skala besar, tahapan proses produksi yang dimaksud diatas dikerjakan pada area yang berbeda sehingga aktivitas pergerakan material dan barang menjadi sangat penting untuk dipertimbangkan. Trolley Overhead Conveyor menjadi salah satu solusi guna meminimalkan waktu pergerakan barang dan material. Dalam Tugas Akhir, Penulis membuat suatu model ruang pengering dengan kapasitas 3 carrier atau 240 tray atau 2880 coil untuk proses pengeringan ( drying ). Dari hasil analisa dan rancangan, dapat ditarik beberapa hasil sebagai berikut : 1. Daya motor penggerak trolley overhead conveyor sebesar 1.11 kW (teoritis) dan daya aktual 1.5 kW 2. Dimensi ruang pengering untuk mengimbangi kapasitas produksi ± 105.000 buah coil per 24 jam adalah panjang 27 meter, lebar 2.4 m dan tinggi 2.5 m 3. Daya motor penggerak END SUCTION VOLUTE PUMP untuk sirkulasi air panas proses pengeringan sebesar 2.68 kW (teoritis) daya aktual 3.7 kW 4. Daya motor fan untuk sirkulasi udara panas sebesar 132 Watt (teoritis) dan aktual 180W. 5. Debit aliara udara panas setiap fan terukur 5721 cmh (cubic meter hour) 6. Temperatur air panas pada posisi masuk (in) pada masing-masing radiator terukur adalah 85oC. Key Words

:

Trolley Overhead Conveyor, Drying

Universitas Mercu Buana -viii -

KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji bagi Allah ta’ala yang telah menitipkan kemampuan kepada penulis sehingga dengan kemampuan itu, penyusunan Tugas Akhir

ini dapat terselesaikan dengan baik.

Penyusunan Tugas Akhir ini

dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan program studi di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana. Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, baik dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan Tugas Akhir ini, sangatlah sulit bagi penulis untuk menyelesaikannya.

Untuk itu penulis

mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1.

Bapak Dr Ir. Abdul Hamid M.Sc selaku dosen pembimbing, yang telah menyediakan waktu , tenaga dan pikirannya dalam mengarahkan penulis dalam penyusunan tugas akhir ini.

2.

Keluarga yang tercinta, istri dan kedua anak penulis

yang telah

memberikan bantuan lewat doa-doa nya dan atas dukungan yang telah diberikan baik yang berupa material maupun moril. 3.

Sahabat yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini. Akhir kata , penulis berharap semoga Allah SWT berkenan membalas

segala kebaikan bagi semuanya. Dan semoga Tugas Akhir ini bisa diterima dan membawa manfaat bagi rekan-rekan semua.

Jakarta, Mei 2008 Penulis,


Universitas Mercu Buana - iii -

DAFTAR ISI LEMBAR PERNYATAAN …………………………………………………

i

LEMBAR PENGESAHAN ………………………………......……………..

ii

KATA PENGANTAR ………………………………………………………

iii

DAFTAR ISI ………………………………………………………………...

iv

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………..

vi

DAFTAR TABEL. ………………………………………………………….

vii

ABSTRAK …………………………………………………………………... viii 1

2

PENDAHULUAN

1

1.1 Latar Belakang …………………………………………………….......

1

1.2 Tujuan dan manfaat ……………………………………………….......

3

1.3 Pembatasan Masalah …………………………………………………..

3

1.4 Sistematika Penulisan …………………………………………………

4

STUDI PUSTAKA 2.1 Conveyor…………………………………………………………….....

5

2.2 Trolley Overhead Conveyor……………………………………….......

5

2.3 Proses Pengeringan ……………………………………………………

10

2.3.1 Kelembaban Udara ……………………………………………...

10

2.4 Sistem Perpipaan ………………………………………………………

12

2.4.1 Sistem Pipa Majemuk …………………………………………...

16

2.5 Mesin-Mesin Fluida …………………………………………………...

17

2.5.1 Pompa dan Kompresor ………………………………………......

18

2.5.2 Pompa Sentrifugal atau Kompresor Aliran Radial ……………...

18

2.5.3 Kombinasi Pompa dan Sistem …………………………………..

19

2.5.4 Daya Motor dan Efisiensi Pompa …………………………….....

19

2.5.5 Daya Nominal Motor ……………………………………………

21

2.5.6 Hukum Fan ……………………………………………………...

21

2.5.7 Kinerja Fan ……………………………………………………...

22

2.5.8 Motor Fan …………………………………………………….....

23

2.6 Poros dan Pasak ……………………………………………………….

23

2.7 Transmisi sabuk V ………………………………………………….....

28

Universitas Mercu Buana - iv -

2.8 Bantalan Bola …………………………………………………………. 3

4

5

31

METODOLOGI. 3.1 Diagram Alir …………………………………………………………..

33

3.2 Prosedur Perancangan …………………………………………………

34

3.2.1 Kapasitas Produksi ……………………………………………….

34

3.2.2 Perancangan Carrier, Trolley dan Rantai …………………….......

34

3.2.3 Dimensi Ruang Pengering ………………………………………..

35

3.2.4 Proses Pengeringan ………………………………………………

38

3.2.5 Prosedur Percobaan dan Pemeriksaan ……………………………

43

PEMBAHASAN 4.1 Motor Overhead Conveyor………………………………………….....

48

4.2 Fan …………………………………………………………………......

53

4.2.1 Blade ( Baling-Baling )…………………………………….……...

53

4.2.2 Motor Fan ……………………………………………………........

53

4.2.3 Bearing ………………………………………………………........

62

4.3 Pompa Air Panas ………………………………………………………

62

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ……………………………………………………………

72

5.2 Saran …………………………………………………………………..

73

DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………..

ix

LAMPIRAN…………………………………………………………………..

x

Universitas Mercu Buana -v-

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Nilai rata-rata factor gesekan untuk overhead conveyor.…………

9

Tabel 2.2 Nilai kekasaran relative permukaan pipa ………………………...

14

Tabel 2.3 Perbandingan cadangan…………………………………………... 21 Tabel 2.4 Efisiensi transmisi………………………………………………...

21

Tabel 2.5 Efisiensi berbagai fan…………………………………………….. 23 Tabel 2.6 Nilai koefisien gesek sabuk dan pulley…………………………... 30

Universitas Mercu Buana - vii -

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Lintasan lengkung trolley overhead conveyor…..………………

6

Gambar 2.2 Diagram Moody………………………………......……………..

15

Gambar 2.3 Grafik efisiensi standard pompa………………………………… 20 Gambar 2.4 Ukuran penampang sabuk-V……..……………………………...

28

Gambar 2.5 Diagram pemilihan sabuk-V ..…………………………………..

29

Gambar 2.6 Perhitungan pajang keliling sabuk...…………………………….

29

Gambar 2.7 Sudut kontak…...………………………………………………... 30 Gambar 3.1 Carrier …………………………………………………………... 35 Gambar 3.2 Trolley dan swivel hook.………………………………………...

36

Gambar 3.3 Overhead conveyor……………………………………………...

37

Gambar 3.4 Lintasan overhead conveyor..…………………………………...

37

Gambar 3.5 Model ruang pengering ( tampak 3 D )..………………………...

39

Gambar 3.6 Model ruang pengering ( tampak samping )..…………………...

40

Gambar 3.7 Model ruang pengering ( tampak depan )..……………………...

40

Gambar 3.8 Model ruang pengering ( potongan A-A )…..…………………... 41 Gambar 3.9 Model ruang pengering ( potongan B-B )…..…………………...

41

Gambar 3.10 Radiator ……………………………….…..…………………...

42

Gambar 3.11 Instalasi air panas ……………………..…..…………………...

42

Gambar 3.12 Grafik hasil percobaan ………………...…..…………………... 46 Gambar 4.1 Lintasan overhead conveyor…………….…..…………………... 49 Gambar 4.2 Konstruksi aliran udara ( a )…………….…..…………………...

52

Gambar 4.3 Konstruksi aliran udara ( b )…………….…..…………………... 52 Gambar 4.4 Konstruksi fan…………………………..…..…………………...

53

Gambar 4.5 Sabuk dan pulley………………………………………………...

56

Gambar 4.6 Instalasi radiator dan pipa…..…………………………………...

64

Gambar 4.7 Lay out boiler dan pompa…...…………………………………... 70

Universitas Mercu Buana - vi -

DAFTAR NOTASI q

Massa atau berat, kg

ω

Koefisien gesek lintasan lurus datar

ξ

Koefisien gesek pengaruh sprocket atau pulley

λ

Koefisien gesek pengaruh roller

ηg

Efisiensi mekanis transmisi

τ

Tegangan geser, kg/mm2

σ

Tegangan tarik, kg/mm2

C

Beban nominal dinamis, kg

Fe

Gaya efektif, N

Pm

Daya motor yang dibutuhkan, Watt

H

Head total, m

S

Gaya tarik, N

Universitas Mercu Buana - vii -

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Dengan maksud untuk meningkatkan pengetahuan yang dimiliki, penulis

yang sebelumnya adalah lulusan Politeknik ( setingkat Diploma 3 ) melanjutkan pendidikan ke tingkat yang lebih tinggi yaitu jenjang pendidikan strata 1 (S1) karena penulis merasa untuk menghadapi tantangan hidup khususnya tantangan kerja yang semakin berat tak pelak lagi setiap pekerja harus berupaya meningkatkan pengetahuan yang dimiliki baik melalui jalur formal maupun jalur non formal. Sesungguhnya dengan pengetahuan yang semakin luas, maka diharapkan dapat menjawab persoalan-persoalan yang muncul khususnya dibidang rekayasa teknik. Seiring perkembangan industri dewasa ini, kita dituntut untuk semakin kritis dan mampu berinovasi didalam pengembangan produk dan proses, teknologi yang berhubungan hal itu adalah bidang rekayasa teknik. Bidang rekayasa teknik sangat penting dalam suatu industri karena bidang ini dituntut untuk dapat menciptakan produk atau proses yang lebih baik dan berkesimbungan (continuous improvement). Penulis selain tercatat sebagai mahasiswa Universitas Mercu Buana, didalam rutinitas kesehariannya adalah karyawan salah satu perusahaan yang bergerak dibidang perancangan dan pabrikasi. Didalam salah satu tugas yang harus ditangani adalah merancang mesin yang secara fungsional sesuai dengan keinginan

pemesan

(customer),

dari

mulai

proses

survey

lapangan

(mengumpulkan data yang akan diolah), perancangan, estimasi biaya pembuatan sampai dengan menerbitkan gambar kerja jika pemesan setuju dengan rancangan yang dibuat. Didalam salah satu pekerjaan yang ditangani dan itu masih berjalan saat Tugas Akhir ini disusun, perusahaan obat nyamuk bakar bermaksud untuk memodifikasi unit alat pengering ( oven ) yang ada sekarang menjadi alat pengering yang lebih effisien baik didalam waktu maupun biaya. Dari hasil pembicaraan dengan pihak pemesan, didapatkan informasi mengenai kondisi -1Universitas Mercu Buana

ruang pengering yang sekarang dengan segala permasalahannya, dimana permasalahan yang paling mengganggu adalah jika terjadi kerusakan pada rantai (rantai putus) maka untuk perbaikan akan memakan waktu yang cukup signifikan mengganggu produktivitas secara keseluruhan. Selain itu permasalahan yang cukup serius adalah proses pengeringan yang tidak merata. Dari permasalahan yang dikemukakan diatas dan dari hasil diskusi yang cukup panjang dengan pemesan, disepakati system proses produksi akan dimodifikasi seperti yang akan penulis uraikan dalam Tugas Akhir ini, yang secara umum dapat dibagi menjadi 2 kelompok besar system, yaitu : a. Sistem pergerakan produk Kondisi sekarang

:

Pergerakan produk berjalan tidak simultan dari proses cetak (stamping) sampai proses pengepakan (packing) sehingga berpotensi terjadi keterlambatan proses.

Kondisi modifikasi :

Pergerakan

produk

berjalan

simultan

dimana

pergerakan dirancang dengan menggunakan trolley conveyor, dari proses cetak (stamping) sampai proses pengepakan (packing). b. Sistem pengeringan ( drying ) Kondisi sekarang

:

Pengeringan dengan menggunakan udara panas yang ditiupkan kedalam ruang pengering melalui lubang utama yang berada diatasnya. Udara panas berasal dari sebuah dapur dengan burner berbahan bakar solar sebagai pemanas, dialirkan melalui instalasi pipa (ducting ).

Kondisi modifikasi :

Pengeringan dengan menggunakan udara panas yang ditiupkan dari sisi kiri dan kanan oven sehingga diharapkan udara panas ini merata pada setiap ruangan didalam oven. Udara panas ini berasal dari fenomena perpindahan panas dari aliran air panas ( hot water ) yang mengalir pada radiator ke udara luar yang ada disekeliling radiator, lalu -2Universitas Mercu Buana

udara panas yang terjadi dihembuskan ke arah dalam oven dengan menggunakan kipas. Untuk memberikan dan memastikan modifikasi yang akan dilakukan mengalami kegagalan secara specifikasi dan dapat dipertanggungjawabkan secara ilmiah dan akademis, penulis mencoba menguraikannya didalam tugas akhir ini yang selanjutnya penulis beri judul PERANCANGAN RUANG PENGERING DAN TROLLEY OVERHEAD CONVEYOR PADA SISTEM PROSES PRODUKSI OBAT NYAMUK BAKAR .

1.2

Tujuan Perancangan Beranjak dari latar belakang yang dikemukakan diatas maka tujuan dari

perancangan ini adalah untuk memberikan solusi didalam proses proses produksi obat nyamuk bakar. Selain itu, tujuan perancangan ini adalah untuk melatih kemampuan Penulis didalam merancang alat dengan mengimplementasikan pengetahuan yang diperoleh selama mengikuti perkuliahan.

1.3

Masalah dan Pembatasan Masalah Perancangan ini cakupannya luas karena merupakan suatu sistem dari

suatu proses produksi, seandainya diuraikan satu per satu akan banyak sekali yang akan ditulis dan sudah pasti membutuhkan waktu lama, yang meliputi : 1. Sistem pergerakan produk, terdiri atas, -

Konstruksi frame dan pondasi

-

Rail dan system pengikatnya

-

Trolley dan rantai

-

Sproket dan system penggeraknya

-

Dan lain-lain

2. Sistem pengeringan, terdiri atas : -

Konstruksi frame dan pondasi oven

-

Dinding oven dan insulator

-

Sistem perpipaan air panas

-

Radiator dan fan

-

Sistem pembuangan udara jenuh -3Universitas Mercu Buana

-

Pompa air panas

-

Boiler dan lain-lain Untuk menguraikan semua yang berhubungan dengan modifikasi ini tidak

memungkinkan dengan segala keterbatasannya, maka penulis membatasi pada permasalahan berikut : 1. Sistem pergerakan produk, terdiri atas -

Motor overhead conveyor

2. Sistem pengeringan, terdiri atas :

1.4

-

Motor dan Fan untuk sirkulasi udara panas

-

Pompa untuk sirkulasi air panas

Sistematika Penulisan Pada tugas akhir ini pembahasan yang penulis lakukan dalam beberapa

bab yaitu: BAB I PENDAHULUAN Berisi tentang Latar belakang, Tujuan, Pembatasan masalah, dan Sistematika penulisan. BAB II STUDY PUSTAKA Berisi tentang trolley conveyor, proses pengeringan, kipas, poros, mekanika fluida,

dan rantai, carrier, dimensi oven, panas yang

dibutuhkan, kecepatan udara panas yang dibutuhkan, kecepatan aliran air panas, radiator dan pipa, kepasitas pompa BAB III METHODOLOGI Berisi tentang Diagram alir, Cara kerja proses, Pendataan untuk keperluan pembahasan. BAB IV PEMBAHASAN Berisi tentang Perhitungan trolley dan rantai, carrier, dimensi oven, panas yang dibutuhkan, kecepatan udara panas yang dibutuhkan, kecepatan aliran air panas, radiator dan pipa, kepasitas pompa BAB V PENUTUP Berisi tentang kesimpulan dan saran.

-4Universitas Mercu Buana

BAB II STUDY PUSTAKA 2.1.

Conveyor Teknik atau cara memindahkan barang atau material ( material handling )

dari suatu tempat ke tempat yang lain baik secara terus menerus (continue) maupun bersifat sementara adalah sesuatu hal yang sangat penting didalam ekonomi perindustrian. Tidak ada pabrik dari industri tertentu seperti pertambangan,

permesinan,

metalurgi

dan

industri

lain

akan

menjadi

diperhitungkan tanpa mengorganisasi system pemindahan material dan barang secara effisien. Secara

umum

system

pemindahan

material

dan

barang

dapat

dikelompokkan menjadi 2 kelompok besar, yaitu : a. External transport Melayani pemindahan material atau barang seperti bahan baku, barang setengah jadi, bahan bakar, material utama dan pendukung ke lokasi produksi, atau memindahkan hasil produksi dan sisa produksi dari area produksi. Peralatan yang digunakan pada kelompok ini adalah seperti kereta api, kapal, truck dan pesawat terbang. b. Internal ( inter plan and inter factory ) Melayani pemindahan material atau barang dari satu proses kearea proses yang lain atau departemen yang lain

2.2

Trolley Overhead Conveyor Trolley conveyor adalah salah satu pemindah material atau barang yang

utama, terdiri atas komponen pengeret ( endless pulling ), trolley, carrier dan rail. Komponen pengeret dapat berupa rantai atau tali baja yang mampu melalui lintasan melengkung baik melengkung secara vertical maupun horizontal. Kelebihan yang dimiliki jenis trolley conveyor dibanding jenis lain adalah : a. Mampu mengikuti kontur, mudah berubah sesuai perubahan lintasan.

-5Unversitas Mercu Buana

b. Dapat dioperasikan pada jarak lintasan yang panjang ( untuk jarak 400 m sampai dengan 500 m dengan 1 motor, untuk panjang sampai dengan 2 km dengan beberapa motor. c. Konsumsi energi yang relatif kecil. Didalam perancangan beban aman yang bekerja pada trolley dapat dihitung berdasarkan penjabaran gambar dibawah ini :

ttr

S P1 P2

β

P1

Cr

α

S

α 2 S

b

P1

Gambar 2.1 Lintasan lengkung trolley overhead conveyor P1 = G + G tr + G c

P2 ≈ 2S Sin

( 2.1 )

α t tr ≈ S 2 R

Pmax ≈ S max x

( 2.2 )

t tr β + P1Cos R 2

( 2.3 )

Dimana : P1

= Beban yang terjadi karena pengaruh beban material, trolley dan carrier

G

= Massa material yang dipindahkan

kg

Gtr

= Massa trolley

kg

Gc

= Massa carrier

kg


P2

= Beban maksimum yang bekerja pada titik tertentu pada lintasan

melengkung S

= Beban tarik

N

ttr

= Jarak antar trolley

m

R

= Radius lengkungan

m

α

= Sudut lengkungan

β

= Sudut kemiringan

Pmax

= Beban maksimum yang bekerja pada seluruh lintasan

Smax

= Beban tarik maksimum yang bekerja pada seluruh lintasan

Nilai Pmax diatas akan dipakai sebagai dasar perhitungan komponen trolley conveyor Untuk menentukan jarak antar trolley ( ttr ) dapat dihitung berdasarkan rumus berikut, ttr x Cos βmax ≥ bmax + 0.1 m

( 2.4 )

Dimana : ttr

= Jarak antar trolley m

βmax

= Sudut kemiringan maksimal lintasan

bmax

= Panjang carrier sejajar lintasan

Kecepatan conveyor tergantung pada beban yang akan dipindahkan tetapi pada umumnya untuk jenis trolley conveyor adalah antara 0.05 – 0.35 m/detik atau bisa mencapai 0.5 m/detik untuk kondisi pengecualian. Untuk menghitung kondisi tarikan yang bekerja pada suatu lintasan dapat diuraikan sebagai berikut :

q0 =

G c G tr + + q ch a t tr

ql = q0 +

( 2.5 )

G a

( 2.6 )


Dimana, q0

= Massa pada kondisi kosong ( tidak ada material yang dpindahkan ) kg/m

ql

= Massa pada kondisi isi kg/m

Gc

= Massa carrier kg

Gtr

= Massa trolley kg

a

= Jarak antar carrier m

ttr

= Jarak antar trolley a

Pada lintasan yang membentuk garis lurus : S r = S r -1 + ω' q' L i

( 2.7 )

Pada belokan dengan sprocket atau pulley :

S r = ξS r -1

( 2.8 )

Pada belokan dengan roller

S r = λS r -1

( 2.9 )

Pada lintasan dengan kemiringan vertical tertentu S r = ϕ (ϕ x S r -1 + ω x q x L ± q x H

( 2.10 )

Dimana : Sr

= Tarikan pada titik yang ditinjau

kg

Sr-1

= Tarikan pada titik sebelumnya

kg

q

= Beban

kg/m


Untuk lintasan kosong

: q = q0

Untuk lintasan isi

: q = ql

L1

= Jarak antara titik yang dituju dengan titik sebelumnya

m

H

= Tinggi lintasan kemiringan vertical

m

Bernilai negative jika lintasan turun Bernilai positif jika lintasan naik ω

= Koefisien gesek lintasan lurus datar

ξ

= Koefisien gesek pengaruh sprocket atau pulley

λ

= Koefisien gesek pengaruh roller

φ

= Koefisien gesek lintasan miring vertical Tabel 2.1 Nilai rata-rata factor gesekan untuk overhead conveyor Sprocket or pulley ξ

Operating

Rectilinear

conditions

section ω

On sliding

On rolling

bearing

bearing

Roller banks λ

Vertical bends φ

Angle of curvature, deg 90

180

90

180

Up to 30

45

60

Up to 25

35

45

Resistance factor Favourable

0.020

1.035

1.040

1.020

1.025

1.015

1.020

1.025

1.010

1.015

1.020

Medium

0.025

1.035

1.050

1.055

1.030

1.020

1.025

1.030

1.015

1.020

1.025

Severe

0.040

1.060

1.070

1.030

1.035

1.025

1.035

1.040

1.020

1.025

1.030

Didalam lintasan rantai pada trolley conveyor terjadi tarikan kencang ( St ) dan tarikan kendor ( Ssl ) yang dimana nilainya dihitung berdasarkan nilai S masing-masing titik, dimulai dengan menentukan terlebih dahulu titik 0, lalu berikutnya menentukan gaya effective ( Fe ). Fe = ( Sl – Ssl ) + Fdr

( 2.11 )

Fdr = ( 0.03 – 0.05 ) x ( St + Ssl )

( 2.12 )

Dimana, St

= Gaya tarikan kencang

N

Ssl

= Gaya tarikan kendor

N


Fdr

= Gaya gesek akibat gear

N

Berikutnya menentukan daya motor yang dibutuhkan : Pm =

Fe x Vmax ηg

( 2.13 )

Dimana, Pm

= Daya motor yang dibutuhkan

Watt

Vmax

= Kecepatan maksimal

m/detik

ηg

= Effisiensi mekanisme transmisi

2.3

Proses Pengeringan Bahasa

ilmiah

pengeringan

adalah

penghidratan

yang

berarti

menghilangkan air suatu bahan. Proses pengeringan atau penghidratan berlaku apabila bahan yang dikeringkan kehilangan sebagian atau keseluruhan air yang dikandungnya. Proses utama yang terjadi pada proses pengeringan adalah penguapan. Penguapan terjadi apabila air yang dikandung oleh suatu bahan teruap, yaitu apabila panas diberikan kepada bahan tersebut. Panas ini dapat diberikan melalu berbagai sumber, seperti kayu api, minyak dan gas, arang baru ataupun tenaga surya. Pengeringan juga dapat berlangsung dengan cara lain yaitu dengan memecahkan ikata-ikatan molekul air yang terdapat didalam bahan. Apabila ikatan molekul-molekul air yang terdiri unsur dasar oksigen dan hydrogen dipecahkan, maka molekul tersebut akan keluar dari bahan. Akibatnya bahan tersebut akan kehilangan air yang dikandungnya. Udara merupakan medium yang sangat penting dalam proses pengeringan, untuk penghantar panas kepada bahan yang hendak dikeringkan, karena udara satusatunya medium yang sangat mudah diperoleh dan tidak memerlukan biaya operasioanal. Oleh karena itu untuk memahami bagaimana proses pengeringan terjadi, maka perlu ditinjau sifat udara.

- 10 Unversitas Mercu Buana

2.3.1 Kelembaban Udara Komponen yang paling banyak didalam udara adalah Oksigen, Nitrogen dan uap air. Oksigen dan Nitrogen tidak mempengaruhi kelembaban udara, sedangkan kandungan uap air sangat berpengaruh terhadap kelembaban udara, sedangkan udara yang mengandung banyak uap air dikatakan udara lembab. Setiap unsur didalam udara, termasuk uap air, mempengaruhi tekanan udara. Pada suatu nilai tekanan udara tertentu, tekanan maksimum uap air yang dapat dicapai dinamakan tekanan jenuh. Jika tekanan melebihi tekanan jenuh akan menyebabkan uap air akan kembali membentuk titisan air. Seandainya suhu dinaikkan, tekanan jenuh juga akan terus meningkat. Oleh karena itu kita dapat mendifinisikan tekanan jenuh sebagai tekanan uap uap air diatas permukaan air mendidih dalam suatu ketel tertutup tanpa udara. Tekanan jenuh berubah menurut keadaan suhu yang menyebabkan air tersebut mendidih. Oleh karena itu nilai tekanan jenuh senantiasa berubah. Misalnya tekanan jenuh pada 100oC adalah 101.3 kPa, sedangkan tekanan jenuh pada suhu 60oC adalah 19.9 kPa. Itu artinya untuk mendidihkan air pada suhu 60oC kita perlu mengurangi tekanan dari 101.3 kPa menjadi 19.9 kPa seandainya air itu mendidih pada mulanya mendidih pada suhu 100oC. Demikian juga untuk untuk mendidihkan air pada pada suhu 30oC, tekanan maksimum yang dikenakan oleh uap air pada udara adalah 4.25 kPa. Kelembaban adalah suatu istilah yang berkenaan dengan kandungan air didalam udara. Udara dikatakan mempunyai kelembaban yang tinggi apabila uap iar yang dikandungnya tinggi, begitu juga sebaliknya. Jumlah panas yang dibutuhkan untuk menguapkan air pada suhu dan tekanan tertentu disebut kapasitas panas. Kapasitas panas air bertambah apabila suhu dan tekanan berkurang. Kenyataan ini sesuai dengan hokum termodinamika. Misalnya, panas yang dibutuhkan untuk menghasilkan uap air pada suhu 100oC dan tekanan 101.3 kPa adalah


2256.9 kJ/kg, sedangkan untuk menguapkan air pada suhu 30oC dan tekanan 4.25 adalah 2431.0 kJ/kg. Pengalaman sehari-hari kita dapati bahwa sejumlah udara hanya mampu untuk mengeringkan suatu bahan atau menguapkan air dari suatu bahan apabila bahan tersebut tidak seratus persen lembab. Dengan kata lain, kemampuan udara menguapkan air dalam suatu bahan pada proses pengeringan adalah maksimum apabila udara tersebut kering dan nol apabila udara tersebut jenuh dengan uap air. Pada keadaan biasa, udara tidak seratus persen kering atau lembab, sehingga udara masih mampu melakukan proses pengeringan apabila bahan-bahan yang mengandung air diletakkan didalamnya. Bagaimanakah kita dapat mengukur atau mengetahui kualitas suatu udara?. Didalam laboratorium atau ruangan tertentu yang memerlukan pengontrolan udara sering terdapat alat yang terdiri dari dua termometer yang diletakkan bersebelahan. Pada salah satu termometer bola kaca yang menempati air raksa dibalut dengan kain basah sedangkan bola kaca yang satunya lagi dibiarkan kering. Alat ini dinamakan psikometri, yaitu meter yang digunakan untuk mengukur kelembaban udara.

2.4

Sistem Perpipaan Sistem perpipaan dapat ditemukan hampir pada semua jenis industri, dari

sistem pipa tunggal yang sederhana sampai sistem pipa bercabang yang sangat kompleks. Contoh sistem perpipaan adalah, sistem distribusi air minum pada gedung atau kota. sistem pengangkutan minyak dari sumur bor ke tandon atau tangki penyimpan, sistem distribusi udara pendingin pada suatu gedung, sistem distribusi uap pada proses pengeringan dan lain sebagainya. Sistem perpipaan meliputi semua komponen dari lokasi awal sampai dengan lokasi tujuan antara lain, saringan (strai ner), katup atau kran, sambungan, nosel dan sebagainya. Untuk sistem perpipaan yang fluidanya liquid, umumnya dari lokasi awal fluida, dipasang saringan untuk menyaring kotoran agar tidak menyumbat aliran fuida. Saringan dilengkapi dengan katup searah ( check valve) yang fungsinya mencegah aliran kembali ke lokasi awal atau tandon. - 12 Unversitas Mercu Buana

Sedangkan sambungan dapat berupa sambungan penampang tetap, sambungan penampang berubah, belokan (elbow) atau sambungan bentuk T (Tee). Perencanaan maupun perhitungan desain sistem perpipaan melibatkan persamaan energi dan perhitungan head loss serta analisa tanpa dimensi. Head total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan jumlah air seperti direncanakan, dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang akan dilayani oleh pompa. Head total (H) pompa dapat ditulis sebagai berikut :

H = h a + ∆h p + h l +

v d2 2g

( 2.14 )

Dimana : ha

=

Head statis total

m

Head ini adalah perbedaan tinggi antara muka air di sisi keluar dan disisi isap ; tanda positip (+) dipakai apabila muka air di sisi keluar lebih tinggi dari sisi isap. ∆hp

=

Perbedaan head tekanan yang bekerja pada kedua permukaan air

(m) ∆hp hl

=

2

v / 2g =

= hp2 – hp1

Berbagai kerugian head didalam pipa. Head kecepatan keluar

Untuk kerugian head (hl) didalam pipa dapat dipakai salah satu dari dua rumus berikut : v = CR p S q hf = λ

( 2.15 )

L v2 D 2g

( 2.16 )

Dimana : v

=

Kecepatan rata-rata aliran didalam pipa

C, p, q =

Koefisien-koefisen

R

=

Jari-jari hidrolik

S

=

Gradien hidrolik

m/s

m


hf

=

Head kerugian gesek dalam pipa

m

λ

=

Koefisien kerugian gesek

g

=

Percepatan gravitasi

m/s2

L

=

Panjang pipa

m

D

=

Diameter dalam pipa

m

Selanjutnya, untuk aliran laminar dan yang turbulen, terdapat rumus yang berbeda. Sebagai patokan apakah suatu aliran itu laminar atau turbulen, dipakai bilangan Reynolds.

Re =

vD ν

( 2.17 )

Dimana : Re

=

Bilangan Reynolds ( tidak mempunyai satuan )

v

=

Kecepatan rata-rata aliran didalam pipa

m/s

D

=

Diameter dalam pipa

m

ν

=

Viskositas kinematik zat cair

m2/s

Pada Re < 2300, aliran bersifat laminar

λ=

64 Re

( 2.18 )

Pada Re > 4000, aliran bersifat turbulen. λ = f (Re, k / D)

( 2.19 )

Dimana : k

=

Kekasaran permukaan pipa

m

Nilainya dapat dilihat pada table dibawah ini.


Tabel 2.2 Nilai kekasaran relatif permukaan dalam pipa k in 10-3 m

k in feet

Copper, Lead, Brass, Aluminium ( New )

0.001 – 0.002

(3.33 – 6.7) x10-6

PVC and Plastic Pipes

0.0015 – 0.007

(0.5 – 2.33) x10-5

Epoxy, Vinyl ester and Isophitalic pipe

0.005

1.7 x10-5

Stailess steel

0.015

5 x10-5

0.045 – 0.09

(1.5 - 3) x10-4

Streched steel

0.015

5 x10-5

Weld steel

0.045

1.5 x10-4

Galvanized steel

0.15

5 x10-4

0.15 – 4

(5-133) x10-4

New cast iron

0.25 – 0.8

(8 - 27) x10-4

Worn cast iron

0.8 – 1.5

(2.7 - 5) x10-3

Rusty cast iron

1.5 – 2.5

(5 – 8.3) x10-3

0.01 – 0.015

(3.33 – 5) x10-5

Smoothed cement

0.3

1 x10-3

Ordinary concrete

0.3 – 1

(1 - 3.33) x10-3

Coarse concrete

0.3 – 5

(1 – 16.7) x10-3

0.18 – 0.9

6 - 30 x10-4

5

16.7 x10-3

Surface

Steel commercial pipe

Rusted steel ( corrosion )

Sheet or asphalted cast iron

Well planed wood Ordinary wood

Nilai λ dapat dicari pada diagram Moody seperti yang terlihat dibawah ini.

Gambar 2.2 Diagram Moody - 15 Unversitas Mercu Buana

Dengan cara Darcy, koefisien kerugian gesek λ dapat dihitung menurut persamaan berikut :

λ = 0.020 +

0.005 D

( 2.20 )

Pada Re = 2300 – 4000 , aliran bersifat transisi

2.4.1 Sistem Pipa Majemuk (Multypath) Sebuah jaringan yang terdiri dari beberapa pipa mungkin membentuk beberapa loop dan sebuah pipa mungkin dipakai secara bersama-sama oleh dua loop. Seperti Hukum Kirchoff pada rangkaian listrik, maka pada jaringan pipa terdapat dua syarat yang harus dipenuhi : 1. Aliran netto ke sebuah titik pertemuan harus sama dengan nol atau laju aliran ke arah titik pertemuan harus sama dengan laju aliran dari titik pertemuan yang sama 2. Head loss netto di seputar sebuah loop harus sama dengan nol Metode iterasi untuk perhitungan loop jaringan pipa disebut metode Hardy-Cross. Metode ini memberikan nilai koreksi kapasitas aliran pada tiap pipa dari perbandingan head loss yang diasumsikan sebelumnya. Langkah perhitungan dengan metode Hardy-Cross adalah sebagai berikut : 1. Mengasumsikan besar dan arah kapasitas aliran pada tiap pipa dengan berpedoman pada syarat 1, yaitu total aliran pada tiap titik pertemuan mempunyai jumlah aljabar sama dengan nol. 2. Membuat tabel perhitungan untuk analisa tiap loop tertutup. 3. Menghitung head loss dalam setiap pipa 4. Menentukan arah aliran dan head loss, yaitu positif untuk arah aliran yang searah jarum jam dan negatif untuk arah aliran yang berlawanan dengan jarum jam 5. Menghitung jumlah aljabar head loss pada setiap loop 6. Menghitung total head loss per laju aliran, hl /Q untuk setiap pipa dan menentukan jumlah a;jabar dari perbandingan tersebut untuk tiap loop. 7. Menentukan koreksi aliran untuk tiap loop dengan rumus - 16 Unversitas Mercu Buana

∆Q =

∑h 1,85∑ h / Q l

( 2.21 )

l

Koreksi ini diberikan pada setiap pipa dalam loop dengan ketentuan ditambahkan untuk aliran yang searah jarum jam dan di kurangkan untuk aliran yang berlawanan dengan jarum jam. Untuk pipa yang digunakan secara bersama dengan loop lain, koreksi aliran untuk pipa tersebut adalah harga total dari koreksi-koreksi untuk kedua loop. 8. Mengulangi langkah 1 sampai dengan langkah ke 7 sampai nilai koreksi aliran sekecil mungkin.

2.5 Mesin-Mesin Fluida Mesin Fluida adalah peralatan yang mempunyai bagian yang berputar yang berfungsi untuk mengarahkan aliran fluida yang melaluinya sehingga akan terjadi pertukaran energi. Bagian yang berputar disebut sudu atau rotor/impeler. Berdasarkan pertukaran energi yaitu menambahkan energi atau mengambil energi dari fluida maka Mesin Fluida digolong menjadi 2 kategori yaitu : Turbin : mesin yang mengambil energi dari fluida Penggerak mula (prime mover) : mesin yang menambahkan energi ke fluida Turbin diklasifikasikan menjadi dua macam yaitu turbin aksi atau turbin impuls dan turbin reaksi. Pada turbin aksi atau turbin impuls, energi diperoleh dari semburan fluida yang melewati nosel diluar rotor. Jika pengaruh gravitasi dan gesekan diabaikan maka pada sudu turbin tidak akan terjadi perubahan tekanan ataupun kecepatan. Perubahan tersebut terjadi pada nosel di luar rotor. Sedangkan pada turbin Reaksi sebagian ekspansi fluida terjadi di luar rotor sebagian lagi pada sudu geraknya, sehingga pada turbin Reaksi akan selalu ditemui sudu tetap atau sudu gerak untuk mengarahkan aliran. Kombinasi sebuah sudu gerak dan sudu tetap disebut tingkat (stage). Turbin reaksi akan menghasilkan daya yang lebih besar jika dibandingkan dengan turbin aksi. Prime movers digolongkan menjadi 2 jenis yaitu yang fluidanya berupa cairan misalnya pompa dan yang fluidanya berupa gas misalnya fan, blower dan kompresor. Fan umumnya untuk aliran tak mampu mampat dan blower untuk


kenaikan tekanan fluida yang relatif rendah. Sedangkan untuk kenaikan tekanan yang tinggi digunakan kompresor. Kondisi aliran fluida yang melalui rotor dalam mesin fluida ada 4 yaitu : a. Axial

: sejajar dengan sumbu rotasi rotor

b. Radial

: tegak lurus terhadap sumbu rotasi

c. Tangensial : tegak lurus terhadap arah aksial dan radial ( whirl component) d. Campuran (Mixed) Untuk aplikasi tertentu maka perencanaan maupun pemilihan mesin fluida ditentukan oleh unjuk kerjanya. Secara umum aliran fluida yang axial akan memiliki unjuk kerja yang paling tinggi jika dibandingkan dengan yang radial dan mixed. Aliran radial akan memiliki unjuk kerja yang paling rendah. Namun bila dipentingkan penurunan maupun kenaikan tekanan, maka aliran radial mempunyai penurunan tekanan yang paling tinggi jika dibandingkan dengan yang aksial dan mixed.

2.5.1 Pompa dan Kompressor Pompa dan kompresor memiliki karakteristik yang hampir sama sehingga pembahasannya dapat digabungkan dengan mengingat bahwa kompresor umumnya fluida kerjanya adalah gas sedangkan pompa fluida kerjanya adalah cairan. Energi yang ditambahkan pompa atau kompresor kepada fluida diperoleh dari persamaan energi yang diterapkan pada kondisi masuk 1 dan kondisi keluar 2 yaitu :

h=

V22 − V12 p 2 − p1 + + ( z 2 − z1 ) 2g γ

( 2.22 )

atau head total adalah penambahan head tekanan, head kecepatan dan head potensial atau elevasi. Perbandingan antara daya yang dinyatakan dengan head total terhadap daya masukan ke dalam pompa atau kompresor disebut unjuk kerja keseluruhan.


η=

keluaran Qγ h = masukan 550 ( daya kuda)

( 2.23 )

2.5.2 Pompa Sentrifugal atau Kompresor aliran radial Aliran fluida yang radial akan menimbulkan efek sentrifugal dari impeler diberikan kepada fluida. Jenis pompa sentrifugal atau kompresor aliran radial akan mempunyai head yang tinggi tetapi kapasitas alirannya rendah. Pada mesin aliran radial ini, fluida masuk melalui bagian tengah impeler dalam arah yang pada dasarnya aksial. Fluida keluar melalui celah-celah antara sudu dan piringan dan meninggalkan bagian luar impeler pada tekanan yang tinggi dan kecepatan agak tinggi ketika memasuki casing atau volute. Volute akan mengubah head kinetik yang berupa kecepatan buang tinggi menjadi head tekanan sebelum fluida meninggalkan pipa keluaran pompa. Jika casing dilengkapi dengan sirip pemandu (guide vane), pompa tersebut disebut diffuser atau pompa turbin.

2.5.3 Kombinasi Pompa dan Sistem Pompa umumnya dipasang pada suatu sistem untuk meningkatkan head potensial atau head tekanan dari sistem tersebut. Misalkan sistem untuk memindahkan cairan dari elevasi yang rendah ke elevasi yang tinggi, maka pompa dibutuhkan untuk meningkatkan head potensial sistem. V12 p1 V2 p + + z1 + h = 2 + 2 + z 2 + h L 2g γ 2g γ

( 2.24 )

sehingga head pompa h, adalah :

h = ( z2 − z1 ) + hL +

p2 − p1

γ

+

V22 − V12 2g

( 2.25 )

2.5.4 Daya Poros dan Efisiensi Pompa Energi yang secara efektif diterima oleh air dari pompa per satuan waktu disebut daya air, yang dapat ditulis sebagai :


Pw = γQH

( 2.26 )

Dimana : Pw

= Daya air

kW

γ

= Berat air persatuan volume

kN/m3

Q

= Kapasitas

m3

Daya poros yang diperlukan untuk menggerakkan sebuah pompa adalah sama dengan daya air ditambah kerugian daya didalam pompa. Daya ini dapat dinyatakan sebagai berikut : P=

Pw ηp

( 2.27 )

Dimana : P

= Daya poros sebuah pompa

ηp

= Efisiensi pompa ( pecahan )

kW

Harga-harga standard efisiensi ηp untuk pompa sentrifugal ditentukan oleh besarnya ηs, dimana ηs didapat dari persamaan : ηs = n

Q1/2 H 3/4

( 2.28 )

Dimana, n

= Putaran pompa

rpm

Q

= Kapasitas aliran

m3 / s

H

= Head total pompa

m


%) p(

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0.1

0.2

0.4 0.60.81.0

2.0

4.0 6.08.010.0

20

40

60 80 100

200

400

Q (m³ / s ) Gambar 2.3 Grafik Efisiensi standard pompa

2.5.5 Daya Nominal Motor Meskipun daya poros motor ditentukan menurut persamaan 2.26, daya nominal dari penggerak mula yang dipakai untuk menggerakkan pompa harus ditetapkan dengan persamaan : Pm =

P (1 + α )

( 2.29 )

ηt

Dimana : Pm

= Daya nominal penggerak mula

α

= Faktor cadangan

ηt

= Effisiensi transmisi

kW


Tabel 2.3 Perbandingan cadangan Jenis penggerak mula Motor induksi

α 0.1 – 0.2

Motor bakar kecil

0.15 – 0.25

Motor bakar besar

0.1 – 0.2

Tabel 2.4 Effisiensi transmisi Jenis transmisi

ηt

Sabuk rata

0.9 – 0.93

Sabuk – V

0.95 Roda gigi lurus satu tingkat 0.92 – 0.95

Roda gigi

Roda gigi lurus satu tingkat 0.95 - 0.98 Roda gigi lurus satu tingkat 0.92 – 0.96 Roda gigi lurus satu tingkat 0.95 – 0.98

Kopling hidrolik

0.95 – 0.97

2.5.6 Hukum Fan Fan 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 beberapa persamaan sebagai berikut :

Q1 N 1 = Q2 N2 SP1  N 1   = SP 2  N 2 

( 2.30 )

2

kW1  N1   = kW 2  N 2 

( 2.31 )

3

( 2.32 )


Dimana : Q

= Kapasitas aliran

m3 / s

N

= Kecepatan putaran

rpm

kW

= Daya yang dibutuhkan

kW

2.5.7 Kinerja Fan Efisiensi 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 meningkatkan laju aliran, efisiensi meningkat ketinggian tertentu (efisiensi puncak) dan kemudian turun dengan kenaikan laju lebih lanjut. Kisaran efisiensi puncak untuk berbagai jenis fan sentrifugal dan aksial diberikan dalam table berikut. Tabel 2.5 Efisiensi Berbagai Fan Type of fan

Peak Efficiency Range

Centrifugal Fan Air foil, back ward curved/inclined

79 – 83

Modified radial

72 – 79

Radial

69 – 75

Pressure blower

58 – 68

Forward curved

60 – 65

Axial Fan Vanaxial

78 – 85

Tube axial

67 – 72

Propeller

45 - 50


2.5.8 Motor Fan Daya poros yang dibutuhkan ( P )

P=

Q1 x SP 6362 x Eff s

( 2.33 )

Dimana : P

= Daya poros fan

hp

Q

= Kapasitas aliran

ft3 / menit

SP

= Static Pressure

“wg

Effs

= Efisiensi statis Daya motor yang dibutuhkan (Pm) untuk menggerakkan fan dapat

ditentukan dengan menggunakan persamaan 2.28 diatas.

2.6

Poros dan pasak Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin.

Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Putaran utama dalam transmisi seperti ini dipegang oleh poros

Macam-macam poros Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut pembebanannya sebagai berikut : 1. Poros transmisi Poros macam ini mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sprocket rantai, dan lain-lain 2. Spindel Poros transmisi yang relative pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti. 3. Gandar Poros seperti ini dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh - 24 Unversitas Mercu Buana

berputar, disebut gander. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali digerakkan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga. Menurut bentuknya poros dapat digolongkan atas poros lurus umum, poros engkol sebagai poros utama dari mesin torak, dan lain-lain, poros luwes untuk transmisi daya kecil agar terdapat kebebasan bagi perubahan arah, dan lain-lain. Hal-hal penting dalam perencanaan poros Untuk merencanakan sebuah poros, hal-hal berikut ini perlu diperhatikan : 1. Kekuatan poros Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur gabungan antara puntir dan lentur seperti telah diutarakan diatas. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros baling-baling kapal atau turbin, dan lain-lain. Kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil ( poros bertangga ) atau bila poros mempunyai alur pasak, harus diperhatikan. Sebuah poros harus direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan beban-beban diatas. 2. Kekakuan poros meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidak telitian ( pada mesin perkakas ) atau getaran dan suara ( misalnya pada turbin dan gear box ). Karena itu, disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros tersebut. 3. Putaran kritis Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada pada suatu harga putaran tertentu dapat menjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor torak, motor listrik, dan lain-lain, dan dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian

lainnya.

Jika

mungkin,

poros

harus

direncanakan

sedemikian rupa hingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran kritisnya.


4. Korosi Bahan-bahan tahan korosi ( termasuk plastic ) harus dipilih untuk poros propeller dan pompa bila terjadi kontak dengan fluida yang korosif. Demikian pula untuk poros-poros yang terancam kavitasi, dan poros-poros mesin yang sering berhenti lama. Sampai batas-batas tertentu dapat pula dilakukan perlindungan terhadap korosi. 5. Bahan poros Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditaring dingin dan difinis, baja karbon konstruksi mesin ( disebut bahan S-C ) yang dihasilkan dari ingot yang di-killed ( baja yang di-deoksidasikan dengan ferrosilicon dan dicor; kadar karbon terjamin) ( JIS G3123 ). Meskipun demikian, bahan ini kelurusannya agak kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang misalnya bila diberi alur pasak, karena ada tegangan sisa didalam terasnya. Tetapi penarikan dingin membuat permukaan poros menjadi keras dan kekuatannya bertambah besar. Poros-poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya adalah baja chrom nikel, baja chrom nikel molibden, baja chrom, baja chrom molibden, dan lain-lain ( JIS G4102, G4103, G4104, G4105 )

Poros dengan beban puntir dan lentur Poros pada umumnya meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi dan rantai. Dengan demikian poros tersebut mendapat beban puntir dan lentur sehingga pada permukaan poros akan terjadi tegangan geser τ ( T/Zp ) karena momen puntir T dan tegangan σ ( = M/Z ) karena momen lentur Untuk bahan yang liat seperti pada poros, dapat dipakai teori tegangan geser maksimum

τ max =

σ 2 + 4τ 2 2

( 2.34 )

Pada poros yang pejal dengan penampang bulat, σ = 32 M / π d 3s

dan

τ = 16T/πd s3 sehingga


τ max = (5.1 / d s3 ) M 2 + T 2

( 2.35 )

Beban yang bekerja pada poros pada umumnya adalah beban berulang. Jika poros tersebut mempuyai roda gigi untuk meneruskan daya besar maka kejutan berat akan terjadi pada saat mulai atau sedang berputar. Dengan mengingat macam beban, sifat beban dan lain-lain, ASME menganjurkan suatu rumus untuk menghitung diameter poros secara sederhana dimana semua sudah dimasukkan pengaruh kelelahan karena beban berulang. Disini factor koreksi Kt untuk momen puntir dan factor koreksi Km untuk momen lentur yang dihitung. Pada poros yang berputar dengan pembebanan momen lentur yang tetap, besarnya factor Km adalah 1.5. Untuk beban dengan tumbukan ringan Km terletak antara 1.5 dan 2.0, dan untuk beban dengan tumbukan berat Km terletak antara 2 dan 3, dengan demikian persamaan 2.

dapat dipakai dalam bentuk

τ max = (5.1 / d 3s ) (K m M ) 2 + (K t T) 2

( 2.36 )

Besarnya τ max yang dihasilkan harus lebih kecil dari tegangan geser yang diizinkan τ a . Harga-harga Kt adalah 1.0 jika beban dikenakan secara halus, 1.0 – 1.5 jika terjadi sedikit kejutan atau tumbukan, dan 1.5 – 3.0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar. Ada suatu cara perhitungan yang popular dimana dicari terlebih dahulu momen puntir ekivalen yang dihitung menurut teori tegangan geser maksimum, dan momen lentur ekivalen yang diperoleh dengan teori tegangan normal maksimum. Selanjutnya diameter poros ditentukan dengan menganggap bahwa kedua momen diatas seolah-olah dibebankan pada poros secara terpisah. Dari kedua hasil perhitungan ini kemudian dipilih harga diameter terbesar. Namun demikian, pemakaian rumus ASME lebih dianjurkan dari metode ini. Dari persamaan 2.36

{

d s ≥ (5.1 / τ a ) (K m M ) 2 + (K t T) 2

}

1/ 3

( 2.37 )

Besarnya deformasi yang disebabkan oleh momen puntir pada poros harus dibatasi juga. Untuk poros yang dipasang pada mesin umum dalam kondisi kerja normal, besarnya defleksi puntiran dibatasi sampai 0.25 atau 0.3 derajat. Untuk poros panjang atau poros yang mendapat beban kejutan atau berulang, harga - 27 Unversitas Mercu Buana

tersebut harus dikurangi menjadi 0.5 dari harga diatas. Sebaliknya dapat terjadi, pada poros transmisi didalam suatu pabrik, beberapa kali harga diatas tidak menimbulkan kesukaran apa-apa. o

Jika ds adalah diameter poros (mm), θ defleksi puntiran (

), l panjang poros 2

(mm), T momen puntir (kg.mm), dan G modulus geser (kg/mm ), maka θ = 584

T.l Gd s4

( 2.38 )

Dalam hal baja G = 8.3 x 103 ( kg/mm2). Perhitungan θ menurut rumus diatas dilakukan untuk memeriksa apakah harga yang diperoleh masih dibawah batas harga yang diperbolehkan untuk pemakaian yang bersangkutan. Kekakuan poros terhadap lenturan juga perlu diperiksa. Bila suatu poros baja ditumpu oleh bantalan yang tipis atau bantalan yang mapan sendiri, maka lenturan poros y (mm) dapat ditentukan dengan rumus berikut y = 3.23 x10 − 4

Fl12 l22 d s4 l

( 2.39 )

Dimana ds = diameter poros (mm), l = jarak antara bantalan penumpu (mm), F = beban (kg), l1 dan l2 = jarak dari bantalan yang bersangkutan ke titik pembebanan (mm) Perlu dicatat bahwa termasuk beban F dalam rumus diatas adalah gayagaya luar seperti gaya dari roda gila, tegangan dari sabuk dan berat puli beserta sabuk, berat poros sendiri, dan lain-lain. Jika beberapa dari gaya-gaya tersebut bekerja diantara bantalan atau di luarnya, maka perhitungan harus didasarkan pada gaya resultannya.

2.7

Transmisi Sabuk-V Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapezium.

Tenunan tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan di keliling alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang sedang membelit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh baji, yang akan menghasilkan transmisi daya


yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulan sabuk-V dibandingkan dengan sabuk rata. Atas dasar daya rencana dan putaran poros penggerak, penampang sabukV yang sesuai dapat diperoleh dari gambar 2.4 dan gambar 2.5

Gambar 2.4 Ukuran penampang sabuk-V

Gambar 2.5 Diagram pemilihan sabuk-V


?

? ?

Gambar 2.6 Perhitungan panjang keliling sabuk Jarak sumbu kedua pulley ( C ) C = ( 1.5 – 2 ) x Dp

( 2.40 )

Panjang sabuk ( L ) L = 2C + 0.5π ( dp + Dp ) +

( Dp - d p )2

( 2.41 )

4C

?γ

Sisi kendor

?

θ

F2

F1 Sisi tarik

Gambar 2.7 Sudut kontak Gaya efektif yang bekerja pada sabuk ( Fe ) Fe =

102 x Pd V

( 2.42 )

Fe = F1 – F2

( 2.43 )

F1 = e µθ F2

( 2.44 )


F1 = Fe x

e µθ e µθ - 1

( 2.45 )

Dimana : e

= Bilangan elementer = 2.71828…..

µ

= Koefisien gesek

θ

= Sudut kontak Tabel 2.6 Nilai koefisien gesek sabuk dan puli

Type of pulley and atmosfheric conditions

Friction

eµθ for wrap angles θ, deg and radian 180o 210o 240o 3000

360o

400o

480o

3.14 3.66 4.19 5.34

6.28

7.0

8.38

0.10

1.37 1.44 1.52 1.69

1.87

2.02

2.32

0.15

1.60 1.73 1.87 2.19

2.57

2.87

3.51

0.20

1.87 2.08 2.31 2.85

3.51

4.01

5.34

0.30

2.56 3.00 3.51 4.81

6.59

8.17

12.35

0.35

3.00 3.61 4.33 6.25

.9.02

11.62 18.78

0.40

3.51 4.33 5.34 8.12 12.35 16.41 28.56

factor µ

Cast iron or steel pulley & very humid (wet) atmosphere Wood

or

rubber

lagged pulley and very

humid

(wet)

atmosphere; dirty Cast iron or steel pulley

and

humid

(wet)

atmosphere;

dirty Cast iron or steel pulley

and

dry

atmosphere; dusty Wood lagged pulley and dry atmosphere; dusty Rubber lagger pulley and dry atmosphere; dusty


2.8

Bantalan Bola Didalam mencari bantalan yang cocok, perlu dicari factor kecepatan ( fn )

dengan menggunakan persamaan berikut :

 33.3  fn =    n 

1/ 3

( 2.46 )

Dimana : n

= Putaran poros

RPM

Jika umur dari pemakain bantalan ( Lh ) sudah direncanakan terlebih dahulu, maka factor umur ( fh ) dapat diketahui dengan menggunakan persamaan berikut.

L h = 500 x f h

3

( 2.47 )

Dari kedua persamaan diatas ( 2.46 & 2.47 ) dapat dicari beban nominal dinamis ( C ) dan beban ekivalen dinamis ( P ) dengan menggunakan persamaan berikut. fh = fn x

C Po

( 2.48 )

Dimana, Po

= Fr ( beban radial )


BAB III METODOLOGI

3.1

Diagram Alir Diagram alir

Uraian 1. Lakukan

Start

perhitungan

untuk

menentukan

kapasitas pengeringan obat nyamuk sehingga kapasitas pengeringan sama atau lebih besar dari

Kapasitas produksi

dari proses sebelumnya. 2. Rancang bentuk konstruksi carrier yang cocok berdasarkan ukuran tray (nanpan) obat nyamuk

Konstruksi Carrier

sebagai hasil dari mesin cetak dan kapasitas muatnya. Setelah itu hitung berat dari carrier dalam keadaan kosong.

Rantai & attachment Dimensi ruang pengering

3. Tentukan jenis rantai dan attachmentnya serta trolley yang digunakan 4. Rancang dimensi ruang pengering sesuai dengan dimensi carrier dan kapasitas produksi yang terdiri atas panjang (l) lebar (w) dan tinggi (h)

Model ruang pengering

5. Rancang

model

ruang

pengering

untuk

mengetahui nilai dari parameter-parameter yang mempengaruhi proses pengeringan.

Pendataan hasil percobaan

6. Lakukan pencatatan dan pendataan hasil proses pengeringan yang dicoba pada model ruang pengering.

Daya motor overhead conveyor

7. Dari semua data yang diperoleh dari langkahlangkah diatas, hitung daya motor overhead conveyor yang dibutuhkan.

Fan dan perlengkapan

8. Hitung fan dan perlengkapannya seperti balingbaling, poros dan sabuk.

- 33 Universitas Mercu Buana

9. Tentukan specifikasi pompa untuk sirkulasi air Pompa air panas

3.2

panas yang dibutuhkan

Prosedur Perancangan Dalam pelaksanaan perancangan ada beberapa prosedur yang harus dilalui

meliputi:

3.2.1 Kapasitas Produksi Perancangan dilakukan berdasarkan data berikut : a) Volume produksi

:

103680

coil

b) Jam kerja

:

24

jam

c) Kapasitas produksi mesin cetak :

1.2

coil / detik

d) Berat produk per coil ( basah )

0.045

kg

e) Berat produk per coil ( kering ) :

0.0225

kg

f) Kapasitas muat tray

:

12

coil

g) Dimensi tray ( p x l x t )

:

1060x300x40 mm

h) Berat tray

:

0.25

kg

i) Kapasitas muat carrier

:

80

tray

:

( 960 x 0.045) + ( 80 x 0.25 )

:

j) coil k) Berat muatan carrier

= 63.2

kg

Selanjutnya diberi notasi G = 63.2 kg l) Dimensi muat carrier ( p x l x t ) :

1060 x 700 x 1600

mm

3.2.2 Perancangan Carrier, Trolley dan Rantai Dari data-data diatas, selanjutnya dirancang bentuk carrier seperti yang tampak pada gambar dibawah ini.


1

2 4 4

3

Gambar 3.1 Carrier Dari gambar diatas, kemudian dihitung berat carrier.

No

NAMA

SPECIFIKASI

DIMENSI

BERAT

BAGIAN

MATERIAL

(mm)

(kg)

DIN 580-M16

0.020

Plate MS t3.0

-

12.96

Plate MS t 5.0

-

6.71

1

Lifting eye bolt

2

Hanger

Forged steel annealed

3

Base

Plate MS t 2.3.0

-

14.65

4

Tulangan base

Square tube MS

40 x 40 x 1.2

8.21

TOTAL

42.53

Total berat carrier, selanjutnya diberi notasi Gc = 42.53 kg Untuk trolley dapat dicari dipasaran dan dalam perancangan ini, penulis menggunakan trolley type TW300-01 FBRKT dan seperti pada gambar dibawah ini.


Gambar 3.2 Trolley dan swivel hook Total berat trolley, selanjutnya diberi notasi Gtr = 12.77 kg Untuk keperluan perhitungan berikutnya perlu ditentukan terlebih dahulu type rantai dan attachment yang digunakan, dan berikutnya akan diuji specifikasinya. Untuk perhitungan awal kita menetapkan : a. Rantai type

DOUBLE PITCH CONVEYOR CHAINS LARGE ROLLER TYPE C2082H Berat : 3.41 kg/m

b. Attachment type SAA-1 Untuk kedua data diatas, maka diketahui berat rantai dan attachment yang selanjutnya diberi notasi Gch. Gch

=

3.41 kg/m ( berat attachment diabaikan )


I – BEAM 100 x 50 x 4.5 x 6.8 x 2.7

CHAIN TROLLEY

CARRIER

Gambar 3.3 Overhead Conveyor 3.2.3 DIMENSI RUANG PENGERING Sebelum melakukan perancangan dimensi ruang pengering, langkah pertama yang perlu kita lakukan adalah menganalisa lintasan overhead conveyor sesuai dengan ruang peruntukannya ( space ) yaitu seperti pada gambar dibawah ini :

Gambar 3.4 Lintasan Overhead Conveyor


Dari data dimensi carrier dan kapasitasnya seperti yang telah disebutkan diatas, maka perlu ditentukan jarak antar carrier ( a ) disesuaikan dengan lintasan overhead conveyor yaitu dengan menggunakan bersamaan 2.4 yaitu : a x cos βmax ≥ bmax + 0.1 m maka : a ≥ ( 1.059 + 0.1 ) / cos 35o a ≥ 1.415,

ambil a = 1.5 m / carrier

Setelah didapat jarak antar carrier (a) maka didapat rumuskan data-data seperti disebutkan dibawah ini. Volume produksi

:

103680

coil

Jam kerja

:

24

jam

Kapasitas muat carrier

:

960

coil

Kapasitas produksi ( c )

:

4.5

carrier / jam

Waktu pengeringan ( t )

:

4

jam

Kapasitas muat oven ( n )

:

c x t = 18

carrier

Jarak carrier ( a )

:

1.5

m

Panjang ruang pengering

:

a x n = 27

m

3.2.4. PROSES PENGERINGAN Didalam perancangan ini, proses pengeringan obat nyamuk bakar (mosquito coil) terjadi pada ruang pengering, sebagai medium pengering adalah udara panas yang dihembuskan dan dilewatkan pada objek yang akan dikeringkan (coil), dimana udara panas yang dimaksud adalah hasil dari udara luar yang dilewatkan diantara pipa-pipa radiator yang dipasang pada ruang pengering. Adapaun radiator yang dimaksud adalah pada pipa-pipanya mengalir air panas dengan kecepatan dan temperature tertentu. Proses yang terjadi pada pada saat operasi pengeringan sangat kompleks, karena melibatkan dua mekanisme perpindahan panas yang berjalan simultan. Mekanisme konveksi berlangsung karena aliran udara panas, yaitu kalor berpindah bersama dengan dengan molekul medium pengering. Mekanisme konduksi berlangsung dalam molekul partikel, yang menyebabkan temperature dalam partikel yang juga naik. Perpindahan panas mengakibatkan kenaikan


temperature objek, sekaligus mendorong terjadinya penguapan air, baik yang berada pada permukaan maupun pada bagian dalam Karena begitu kompleksnya kondisi yang harus dihitung dalam perancangan ini, terutama untuk menentukan berapa energi yang dibutuhkan untuk mengeringkan coil dengan waktu pengeringkan yang dikehendaki, temperature dan kecepatan aliran air panas yang mengalir pada pipa radiator, kecepatan dan debit udara yang mengalir, serta beberapa parameter yang lain, untuk itu perlu dilakukan percobaan proses pengeringan sehingga didapat parameter yang sesuai dengan melakukan langkah-langkah berikut ini : 3.2.4.1 Pembuatan model ruang pengering Untuk keperluan percobaan, perlu dipersiapkan model ruang pengering dengan kapasitas 3 carrier atau 240 tray atau 2880 coil, seperti yang terlihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 3.5 Model ruang pengering ( tampak 3D )


Gambar 3.6 Model ruang pengering ( tampak samping )

Gambar 3.7 Model ruang pengering ( tampak samping )


Gambar 3.8 Model ruang pengering ( potongan A-A )

Gambar 3.9 Model ruang pengering ( potongan B-B )


Gambar 3.10 Radiator

3.2.4.2 Instalasi air panas

Gambar 3.11 Instalasi air panas


3.2.5 PROSEDUR PERCOBAAN DAN PEMERIKSAAN Sebelum

dilakukan

proses

percobaan

pengeringan

pada

ruang

pengeringan, perlu dipersiapkan alat-alat sebagai berikut :

No

FUNGSI DAN

NAMA ALAT

PENGGUNAAN

GAMBAR ALAT

Berfungsi untuk mengukur 1

ANEMOMETER

kecepatan

angin,

digunakan untuk mengukur

kecepatan

udara

panas yang mengalir.

2

ULTRASONIC FLOW METER

HUMIDITY & 3

TEMPE-RATUR LOGGER

Berfungsi untuk mengukur kecepatan air yang mengalir didalam pipa.

Berfungsi untuk mencatat kondisi kelembaban (RH) dan temperature ruang pengeringan. Berfungsi untuk mengukur besarnya kandungan

4

PROTIMETER

air

dalam

zat

padat,

digunakan untuk mengukur tingkat kekeringan coil obat nyamuk

Langkah-langkah percobaan dan pemeriksaan : a.

Buka air fresh inlet hole lalu hidupkan motor sehingga fan berputar.

b. Ukur kecepatan udara yang mengalir pada fan dengan anemometer dan catat dalam log book


c.

Hidupkan pompa sehingga air panas mengalir menuju radiator, catat temperature air yang tertera pada stem thermometer, debit air yang tertera pada flow meter serta kecepatan

aliran air dengan

menggunakan ultrasonic flow meter. d. Buka saturated vapor outlet hole. e.

Masukkan 3 unit carrier kedalam ruang pengering dengan salah satu carrier dilengkapi dengan protimeter.

f.

Tutup ruang pengering

g. Setelah satu jam berjalan, buka ruang pengering dan ambil beberapa coil sebagai sample pada masing-masing carrier lalu periksa kondisi kekeringannya dengan menggunakan protimeter dan bandingkan dengan standard kekeringannya yaitu < 10% wb. h. Lakukan hal yang sama pada jam ke 2, 3 dan 4 i.

Jika kondisi kekeringan masih belum sesuai standard setelah 4 jam proses pengeringan atau kondisi kekeringan sudah sesuai standard dengan lama pengeringan kurang dari 4 jam, itu menunjukkan bahwa parameter-parameter yang diinginkan belum tercapai. Untuk itu perlu dilakukan perubahan-perubahan yang disesuaikan dengan kondisi yang ada seperti yang dijelaskan pada table berikut :


NO 1

KONDISI COIL

PENYEBAB

KEKERINGAN 1. Temperatur ruang TIDAK SESUAI pengering masih STANDARD kurang. ( < 10% wb )

2. Kelembaban (RH) ruang pengeringan tinggi, terutama pada jam-jam terakhir. 1. Temperatur ruang pengering lebih tinggi dari kondisi ideal.

2

ALTERNATIF PERUBAHAN 1. Temperatur air panas yang mengalir pada radiator dinaikkan. 2. Debit aliran air panas dinaikkan. 3. Lubang fresh air inlet diperkecil. 4. Ganti pulley fan dengan diameter yang lebih kecil sehingga debit aliran udara panas menjadi lebih besar. Lubang saturated vapor outlet diperbesar.

1. Temperatur air panas yang mengalir pada KEKERINGAN radiator diturunkan. TERCAPAI 2. Debit aliran air panas (SESUAI diturunkan. STANDARD) 3. Lubang fresh air inlet DENGAN diperbesar. LAMA 4. Ganti pulley fan PENGERINGAN dengan diameter yang KURANG DARI lebih besar sehingga 4 JAM debit aliran udara panas menjadi lebih kecil. 2. Kelembaban (RH) Lubang saturated vapor ruang pengeringan outlet diperkecil. rendah, terutama pada jam-jam terakhir. Setelah dilakukan beberapa kali perobaan proses pengeringan, grafik berikut dapat mewakili kondisi-kondisi yang mungkin terjadi selama beberapa kali percobaan.


CONTOH I ( HASIL PENGERINGAN OK )

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

25 55 53 52 50 51 49 45 40 42 45 50 51 52 53 54 55 56 58 59 60 60 60 60 60

Tdb

RH ( % ) 70 35 37 40 43 47 51 54 55 60 70 80 85 87 85 83 80 76 74 70 68 68 69 70 70

GRAFIK KONDISI RUANG PENGERINGAN CONTOH I 100

100

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

KELEMBABAN (RH)

( oC )

TEMPERATUR

WAKTU TINGGAL (menit)

10

0

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

WAKTU TINGGAL

Temperatur (db)

Kelembaban (RH)

CONTOH II ( HASIL PENGERINGAN NG - > 10%wb )

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

25 55 53 52 50 51 49 45 40 42 45 50 51 52 53 54 55 56 58 59 60 59 58 57 56

Tdb

RH ( % ) 70 35 37 40 43 47 50 54 58 61 67 80 85 87 85 83 82 80 81 82 83 84 85 86 87

GRAFIK KONDISI RUANG PENGERINGAN CONTOH II 100

100

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

KELEMBABAN (RH)

( oC )

TEMPERATUR


10

0

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

WAKTU TINGGAL

Temperatur (db)

Kelembaban (RH)

CONTOH III ( HASIL PENGERINGAN NG - < 10% SEBELUM 4 JAM )

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180

25 55 53 52 50 51 49 45 40 42 45 50 53 57 59 61 63 65 65

Tdb

RH ( % ) 70 35 37 40 43 47 51 54 55 56 58 60 58 59 58 57 56 55 54

GRAFIK KONDISI RUANG PENGERINGAN CONTOH III

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

KELEMBABAN (RH)

( oC )

TEMPERATUR


180

WAKTU TINGGAL Temperatur (db)

Kelembaban (RH)

Gambar 3.12 Grafik Hasil Percobaan


Sebagai dasar dalam rancangan berikutnya, parameter-parameter yang ditunjukkan pada percobaan dengan grafik contoh I diatas adalah yang paling tepat. Adapun parameter yang ditunjukkan adalah : a.

Temperatur air panas masuk ( Ti )

o

=

85

&) b. Laju aliran air panas masuk ke radiator (m

=

3.465 m3/detik

c.

=

0.76 m/detik

Kecepatan rata-rata aliran udara pada fan

C


BAB IV PEMBAHASAN 4.1 MOTOR OVERHEAD CONVEYOR Untuk menentukan kapasitas motor yang akan digunakan, data-data yang telah diuraikan pada bab terdahulu perlu kita tuliskan kembali. 1. Berat carrier ( Gc )

=

42.53 kg

2. Berat trolley ( Gtr )

=

12.77 kg

3. Berat rantai ( qch )

=

3.4

kg

4. Berat produk ( G )

=

63.2

kg

5. Sudut maksimum (βmax)

=

35o

6. Lebar carrier ( bmax)

=

0.535 m

7. Jarak antar tolley (a)

=

?

m / carrier

Dengan menggunakan persamaan 2.4 a x cos βmax ≥ bmax + 0.1 m maka : a ≥ ( 1.059 + 0.1 ) / cos 35o a ≥ 1.415,

ambil a = 1.5 m / carrier = ttr

- Berat kosong per meter panjang conveyor ( qo ) dihitung menurut persamaan 2.5 qo

=

Gc / a + Gtr / ttr + qch

=

( 42.53 / 1.5 ) + ( 12.77 / 1.5 ) + 3.4

=

40.27

kg / m

- Berat isi permeter panjang conveyor ( ql ) dihitung menurut persamaan 2.6 ql

=

qo + G / a

=

40.27 + ( 63.2 / 1.5 )

=

82.4

kg / m

- Tarikan pada rantai ( S ) Untuk menentukan besarnya tarikan ( S ) pada rantai dihitung berdasakan rumus dibawah ini : Type 1 :

Sr = Sr-1 + ω’. q’ Li ………….

Persamaan 2.7

Type 2 :

Sr = ξ Sr-1 ………………………..

Persamaan 2.8

Type 3 :

Sr = φ (φ.Sr-1 + ( ω. q’ Li ) ± q’.H )…..

Persamaan 2.10


Dari rumusan diatas, maka pada setiap titik ( horizontal, sudut, vertical ) lintasan conveyor dihitung satu persatu.Dari gambar lay out diatas kita dapat menguraikan titik-titik tarikan rantai sehingga menjadi seperti gambar dibawah ini :

Gambar 4.1 Lintasan Overhead Conveyor Sisi kencang ( St )

No

Type

Beban

Massa

tarik

carrier (kg)

awal (S0) (kg)

Kosong

Isi

(q0 )

(ql)

Beban

Koeffisien gesek

Panjang bentang

ω

ξ90

ξ180

φ

(m)

Tinggi (m)

tarik (kg)

11

1

1

50

40.27

-

0.04

-

-

-

6

-

59.66

2

2

-

-

-

-

-

1.07

-

-

-

63.84

3

1

-

40.27

-

0.04

-

-

-

1

-

65.45

4

2

-

-

-

-

1.06

-

-

-

-

69.38


5

1

-

40.27

6

1

-

-

7

2

-

-

8

1

-

-

9

3

-

10

1

11 12

-

0.04

-

-

-

10

-

85.49

82.4 0.04

-

-

-

35

-

200.85

1.06

-

-

-

-

212.90

82.4 0.04

-

-

-

6

-

232.68

-

82.4 0.04

-

-

1.025

6

4

602.57

-

-

82.4 0.04

-

-

-

10

-

635.53

2

-

-

1.06

-

-

-

-

673.66

1

-

-

-

-

-

45

-

821.98

-

-

-

-

82.4 0.04

Untuk mendapatkan nilai pada kolom 11 tabel diatas dapat diuraikan seperti pada table berikut : No

a

1

59.66

+xx

b

2

63.84

x 11a

c

1

65.45

11b + x x

d

2

69.38

x 11c

e

1

85.49

11d + x x

f

1

200.85

11e + x x

g

2

212.90

x 11f

h

1

232.68

11g + x x

i

3

602.57

x ( x 11h + x x + x )

j

1

635.53

11i + x x

k

2

673.66

x 11j

1

1

821.98

11k + x x

Formula

11

Sisi kendur ( Ssl )

No Type

Beban

Massa

tarik

carrier (kg)

awal (S0) (kg)

Koeffisien gesek

Beban Panjang bentang

Kosong

Isi

(q0 )

(ql)

ω

ξ90

ξ180

φ

(m)

Tinggi (m)

tarik (kg)

11


15

1

50

-

-

-

-

-

-

-

-

50

14

3

-

40.27

-

0.04

-

6

4

195.31

13

1

-

40.27

-

-

-

11

-

177.59

1.07 1.025 -

-

Untuk mendapatkan nilai pada kolom 11 tabel diatas dapat diuraikan seperti pada table berikut : No

a

1

50

b

3

195.31

x ( x 11a + x x + x )

c

1

177.59

11b + x x

Formula

11

Dari perhitungan diatas dapat dicari besarnya tarikan yang terjadi pada rantai : Wo

=

St – Ssl + Wdr

=

S12 – S15 + k’.(S14 – S15 )

=

(821.98 – 177.59 ) + 0.05 ( 821.98 + 177.59 )

=

676.61 kg

- Daya motor ( Pm ) Pm =

W0 x V 102η

Dimana, v = 0.1 m/detik ( kecepatan maksimum yang direncanakan ) η = 0.6

Pm =

676.61 x 0.1 = 1.11 kW 102 x 0.6


Gambar 4.2 Konstruksi aliran udara (a)

Frame Luar & Panel CARRIER

Fan

Pillow block

Shaft Motor

Radiator

Gambar 4.3 Konstruksi aliran udara (b)


75

600

100

Gambar 4.4 Konstruksi fan (a)

4.2 FAN Untuk mengalirkan udara panas diperlukan fan dengan spesifikasi akan dibahas berikut ini :

4.2.1 BLADE ( BALING – BALING ) Didalam perancangan ini, fan dimodifikasi dimana impeller yang dipakai adalah diambil dari AXIAL FAN merk CKE Model AFP20/6 dengan specifikasi sebagai berikut : Dia. Impeller

:

20” / 0.5 m

Static Pressure ( SP ) :

81 Pa = 0.35689 ( 1 Pa = 0.00411 “wg )

Speed ( N1 )

:

960 RPM

Kapasitas ( Q1 )

:

720 cmh ( cubic meter per hour ) = 4244.3

ft3/menit ( 1 m3 = 35.3145 ft3 ) Massa ( M1 )

:

12 kg

4.2.2 MOTOR FAN Dari data diatas dapat ditentukan daya poros yang dibutuhkan ( P ) dihitung dengan menggunakan persamaan 2.33

P=

Q1 x SP 6362 x Effs


Dimana : Q

=

4244.3

ft3 / menit

SP

=

0.35689

“wg

Effs

=

78% - 85%

( ambil 78% )

Maka, P = 0.305 hp = 227 W

( 1 hp = 745.7 W )

Daya motor yang dibutuhkan dari persamaan 2.29 Pm =

P (1 + α )

ηt

Dimana : α

= 0.1 diambil dari Tabel 2.4

ηt

= 0.95 diambil dari Tabel 2.5

Maka, Pm = 263 W Didalam percobaan yang telah dilakukan seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, didapat bahwa batas kecepatan maksimal aliran udara yang tidak menyebabkan coil bergeser atau berserakan dari tray adalah V = 0.76 m/s Jika luas penampang aliran udara ( A ) A = 0.25 x π x d 2 Dimana, d

=

0.5 m

Maka, A = 0.196 m2 Maka kapasitas aliran udara ( Q2 ) adalah : Q2 = A x V Q2 = 1.492 m3 / detik = 5371.2 m3/jam Sehingga dengan perbandingan Q1 dan Q2 diatas, maka akan terjadi perubahan speed ( N2 ) yang sesuai dengan

rancangan, dihitung

berdasarkan persamaan 2.30


Q1 N 1 = Q2 N2 N2 =

N1 x Q 2 Q1

N2 =

N1 x Q 2 Q1

Dimana, N1

=

960

RPM

Q2

=

5371.2

m3 / jam

Q1

=

7210

m3 / jam

Maka, N2 = 715 RPM Daya yang dibutuhkan ( P2 ), dihitung berdasarkan persamaan 2.32 P1  N 1  =  P2  N 2 

3

Dimana, P1

=

263

W

=

110

W

Maka, P2

Nilai N2 dan P2 menjadi dasar perhitungan berikutnya. Daya motor yang dibutuhkan ( Pd ) Pd = fc x P2 Dimana, fc

=1.2 ( operasi 16 – 24 jam )

Maka, Pd = 132 W Sesuai dengan kondisi motor yang ada di pasaran, maka motor yang dipakai adalah: P = 180 W

N = 1450 RPM

Dari perhitungan yang telah dilakukan didapat data-data sebagai berikut : Daya yang ditransmisikan ( Pd )

=

180 W ( daya motor )

Speed pulley motor ( n1 )

=

1450 RPM


Dari diagram pemilihan sabuk-V, sabuk yang dipilih adalah type A Speed pulley impeller ( n2 )

=

715 RPM

Dari table penentuan diameter minimum yang diizinkan dan dianjurkan didapat : Diameter pulley motor ( dp )

=

95 mm

Diameter pulley impeller ( Dp ) Dp =

n1 x d p n2

Maka, Dp = 192.6 ≈ 193 mm

C ?

Dp = Ø193

ί

dp = Ø95

γ

Pulley motor

Pulley impeller Gambar 4.5 Sabuk dan pulley

Jarak sumbu kedua pulley ( C ) C = ( 1.5 – 2 ) x Dp Maka, C = 2 x 193 = 386 mm Panjang sabuk ( L ) L = 2C + 0.5π ( dp + Dp ) +

( Dp - d p )2 4C

Maka, L = 1230 mm - 56 Universitas Mercu Buana

Gaya efektif yang bekerja pada sabuk ( Fe ) Fe =

102 x Pd V

Dimana, Pd

=

V= V= V

0.18

kW

π x d p x n1 60 x 1000

π x 95 x 1450 60 x 1000 =

7.2

m/detik

Maka, Fe =

102 x 0.18 7.2

Fe = 2.55 kg = 25 N

Gaya tarik yang bekerja pada sabuk ( F )

?γ

F1 ί

β

F2 e µθ F1 = Fe x µθ e -1 F1 = e µθ F2 Dimana, µ = 0.20

θ = 180 o -

57 ( Dp - dp ) C

Maka,


θ = 166o = 2.896 rad

F1 = 25 x

e 0.20 x 2.896 e 0.20 x 2.896 - 1

F1 = 56.85

N

F2 = 31.85

N

θ

= ( 180o - 2γ )

166o

= ( 180o - 2γ )

γ

= 7o

F1H

= F1 x cos γ

F1H

= 56.85 x cos 7o = 56.41

F1V

= F1 x sin γ

F1V

= 56.85 x sin 7o = 6.93

F2H

= F2 x cos γ

F2H

= 31.85 x cos 7o = 31.61

F2V

= F2 x sin γ

F2V

= 31.85 x sin 7o = 3.88

FH

= F1H + F2H

FH

= 56.41 + 31.61 = 88.02

FV

= F1V + ( - F2V )

FV

= 6.93 + ( -3.88 ) = 3.05

N

N

N

N

N

N

Torsi yang bekerja pada poros ( T )

T = 9.74 x 10 5 x

Pd n1

Maka, T = 245.2

kg.mm

AB = 75 mm BC = 600 mm


CD = 100 mm R H1 =

R H1

FH x BC AC

D

88.02 x 600 = = 78.24 N 675

C

R H2 = FH - R H1

RV2

B

RH2 = 88.02 – 78.24 = 9.78 N R V1 = R V1 =

RH2

FH

A

FV x BC AC

RH1 Fv

RV1

3.05 x 600 = 2.71N 675

RV2 = FV – RV1 RV2 = 3.05 – 2.71 = 0.34 N Momen lentur pada posisi pulley : MH

= RH1 x AB

MH

= 78.24 x 75 = 5868 N.mm

MV

= RV1 x AB

MV

= 2.71 x 75 = 203.25 N.mm

M=

( MH )2 + ( MV )2

M=

5868 2 + 203.25 2

M

= 5871.52 N.mm

MH = 5868 N.mm

A

B

GAYA MENDATAR

C

D

MV = 203.25 N.mm

A

= 598.52 kg. mm

B

GAYA TEGAK

75

600

C

D

100

Bahan poros ST 37, σB 37 kg / mm2, Poros diberi tangga sedikit pada tempat pulley dan ditetapkan dengan pasak.

 5.1 x (Km x M) 2 + (Kt x T) 2 ds ≥  τa 

  

1/ 3


Dimana, Km

=2

( Faktor koreksi momen lentur )

Kt

= 1.5

( Faktor koreksi momen puntir )

M

= 598.52

kg.mm

T

= 245.2

kg.mm

τa

= σB / ( Sf1 x Sf2 )

Dimana, σB

= 37

kg/mm2

Sf1

=6

( Faktor koreksi batas kelelahan puntir )

Sf2

=2

( Faktor koreksi pengaruh konsentrasi tegangan )

Maka, τa

= 37 / ( 6 x 2 )

τa

= 3.1

kg/mm2

Maka, ds ≥ 12.72 ds = 14

r

t

b

ds b = ds / 4 b = 14 / 4 = 3.5 t = ds / 8 t = 14 / 8 = 1.75 r = 0.25 r / ds = 0.25 / 14 = 0.018 Dari table factor koreksi tegangan ( α ) didapat, α = 2.65 Tegangan geser yang terjadi pengaruh alur pasak ( τ ) :


16 x (Km x M) 2 + (Kt x T) 2 π x ds 

τ = τ = 2.33

  

kg/mm2

Bandingan tegangan geser karena pengaruh pasak ( τ x α ) dengan tegangan geser karena pengaruh konsentrasi tegangan ( τa x Sf2 ) τxα

= 2.33 x 2.65 = 6.17

τa x Sf2 = 3.1 x 2 = 6.2 τa x Sf2 ≥ τ x α OK Defleksi punter ( θ )

θ = 584

Τxl G x ds 4

Dimana, T

= 245.2

kg.mm

l

= 675

mm

G

= 8.3 x 103

kg/mm2

Maka, θ

= 0.3

Standard defleksi puntir ( θs ) = 0.25 – 0.3 Karena defleksi puntir yang terjadi mendekati nilai standardnya maka, diameter poros (ds ) dirubah menjadi 20 mm sehingga : θ

= 0.07 OK

Defleksi lentur ( y ) 3

y = 3.23 x 10

-4

F x l1 x l 2

3

4

d s x l3

Dimana, F

= RH = 88.02 N = 8.97 kg ( Gaya maksimal yang bekerja )

l1

= AB = 75 mm

l2

= BC = 600 mm

l

= AC = 675 mm

ds

= 20 mm


Maka, y

= 0.053 mm / 675 mm

y

= 0.079 mm / m

Standard defleksi lentur ( ys ) = 0.3 – 0.35 ys > y OK

4.2.3 BEARING Umur bearing yang dikehendaki pada rancangan ini ( Lh ) adalah 25000 jam

L h = 500 x f h

3

Maka, fh

= 3.68  33.3   f n =   n2 

1/ 3

Dimana, n2

= 715 RPM

Maka, fn

= 0.36 fh = fn x

C Po

Dimana, Po

= Fr 2

Fr = R H1 + R V1 Fr

2

= 7.98 kg

Maka, C

= 81.58 kg

4.3 POMPA AIR PANAS Didalam perancangan untuk menentukan spesifikasi pompa yang akan digunakan, perhitungan head loss minor diabaikan, sehingga yang menjadi pertimbangan adalah head loss mayor ( hl ).


Untuk mencari head loss, perhitungan dimulai dengan meninjau head loss yang terjadi pada masing-masing bagian dari system yaitu :

4.3.1 RADIATOR Dari hasil percobaan yang dilakukan, didapat Debit air yang masuk ( Qn ) Qn

= 3.465 x 10-3 m3/detik Qn = Qi / n

Dimana, n

= 21 ( jumlah pipa )

Maka, Qi

= 1.65 x 10-4 m3/detik

Head loss pada radiator ( hrr ) 2

h rr = λ

L x Vr D r x 2g

Dimana, L

=3

m

Dr

= 22.48 x 10-3 m

Vr

= Qi / Ai

Dimana, Qi

= 1.65 x 10-4 m3/detik

Ai

= 0.25 x π x Dr2

Ai

= 0.397 x 10-3 m2

Maka, Vr

= 0.416

m/detik

Bilangan Renold ( Re ) Re =

Vr x D r ν

Dimana, υ

= 0.413 x 10-6 m2/detik

Maka, Re

= 2.26 x 103


Dari nilai bilangan Renold diatas diketahui bahwa aliran air yang mengalir pada radiator adalah aliran turbulen. λ = 0.020 +

0.0005 Dr

Maka, λ

= 0.042

hrr

= 0.05

m

4.3.2 AIR MENGALIR ( FLOW WATER )

Gambar 4.6 Instalasi radiator dan pipa Titik

1-2

2-3

3-4

2-12

j-k

k-i

Panjang ( L ) ( m )

0.6

1.7

6.229

1.84

1.84

1

Diameter ( D ) ( inch )

4”

3”

3”

3”

3”

3”

105.1

80.8

80.8

80.8

80.8

80.8

ID (mm )

Qp

= Qn x 9

Qp

= 3.465 x 10-3 x 9

Qp

= 3.12 x 10-2 m3/detik - 64 Universitas Mercu Buana

h r(3-a) = h rr + h r(3-4) Dimana, hrr

= 0.05 m

h r(3-4) = λ

L (3-4) x V(3-4)

2

D (3-4) x 2g

Dimana, L(3-4)

= 6.229

m

D(3-4) = 80.8 x 10-3 m

V(3-4) =

Qp 6 x A (3-4)

Dimana, Qp

= 3.12 x 10-2 m3/detik

A(3-4) = 0.25 x π x D(3-4)2 A(3-4) = 5.12 x 10-3 m2 Maka, V(3-4) = 1.02

m/detik


V(3-4) x D (3-4) ν

Dimana, υ

= 0.413 x 10-6 m2/detik

Maka, Re

= 1.99 x 105

Dari nilai bilangan Renold diatas diketahui aliran air yang mengalir adalah aliran turbulen. λ = 0.020 +

0.0005 D (3-4)

Maka, λ

= 0.026

m

hr(3-4) = 0.11 m hr(3-a) = 0.05 + 0.11

hr(3-a) = 0.16 m - 65 Universitas Mercu Buana

h r(2-3) = λ

L (2-3) x V(2-3)

2

D (2-3) x 2g

Dimana, L(2-3)

= 1.7 m

D(2-3) = 80.8 x 10-3 m V(2-3) =

Qp 3 x A (2-3)

Dimana, Qp

= 3.12 x 10-2 m3/detik

A(2-3) = 0.25 x π x D(2-3)2 A(2-3) = 5.12 x 10-3 m2 Maka, V(2-3) = 2.03

m/detik

Bilangan Renold ( Re )

Re =

V(2-3) x D (2-3) ν

Dimana, υ

= 0.413 x 10-6 m2/detik

Maka, Re

= 3.97 x 105

Dari nilai bilangan Renold diatas diketahui aliran air yang mengalir adalah aliran turbulen.

λ = 0.020 +

0.0005 D (2-3)

Maka, λ

= 0.026

m

hr(2-3) = 0.115 m hr(2-a) = hr(2-3) + hr(3-a) hr(2-a) = 0.115 + 0.16

hr(2-a) = 0.275

m


h r(1-2) = λ

L (1-2) x V(1- 2)

2

D (1- 2) x 2g

Dimana, L(1-2)

= 0.6 m

D(1-2) = 105.1 x 10-3 m V(1- 2) =

Qp A (1- 2)

Dimana, Qp

= 3.12 x 10-2 m3/detik

A(1-2) = 0.25 x π x D(1-2)2 A(1-2) = 8.67 x 10-3 m2 Maka, V(1-2) = 3.6 m/detik Bilangan Renold ( Re )

Re =

V(1- 2) x D (1-2) ν

Dimana, υ

= 0.413 x 10-6 m2/detik

Maka, Re

= 9.16 x 105


λ = 0.020 +

0.0005 D (1- 2)

Maka, λ

= 0.025

m

hr(1-2) = 0.094

m

hr(flow) = hr(1-2) + hr(2-a) = 0.094 + 0.275

= 0.369

m


4.3.3 AIR KEMBALI ( RETURN WATER ) hr(return) = hr(j-k) + hr(k-i) h r(j-k) = λ

L (j- k) x V(j-k)

2

D (j-k) x 2g

Dimana, L(j-k)

= 1.84 m

D(j-k)

= 80.8 x 10-3 m

Q(j-k)

= Qn x 5 = 3.465 x 10-3 x 5 = 1.73 x 10-2 m3/detik V(j-k) =

Q (j-k) A (j-k)

Dimana, A(j-k)

= 0.25 x π x D(j-k)2

A(j-k)

= 5.12 x 10-3 m2

Maka, V(j-k)

= 3.38 m/detik

Bilangan Renold ( Re )

Re =

V(j-k) x D (j-k) ν

Dimana, υ

= 0.413 x 10-6 m2/detik

Maka, Re

= 6.61 x 105


λ = 0.020 +

0.0005 D (j-k)

Maka, λ

= 0.026

m

hr(j-k) = 0.345

m


h r(k -i) = λ

L (k -i) x V(k -i)

2

D (k -i) x 2g

Dimana, L(k-i)

=1

m

D(k-i)

= 80.8 x 10-3 m

Q(k-i)

= Qn x 9 = 3.465 x 10-3 x 9 = 3.12 x 10-2 m3/detik V(k -i) =

Q (k -i) A (k -i)

Dimana, A(k-i)

= 0.25 x π x D(k-i)2

A(k-i)

= 5.12 x 10-3 m2

Maka, V(k-i)

= 6.1 m/detik


V(k -i) x D (k -i) ν

Dimana, υ

= 0.413 x 10-6 m2/detik

Maka, Re

= 1.074 x 106


λ = 0.020 +

0.0005 D (k -i)

Maka, λ

= 0.026

hr(k-i) = 0.5

m m

hr(return) = hr(j-k) + hr(k-i) = 0.345 + 0.5 = 0.845 m


Total head loss ( hl ) hl = hr(return) + hr(flow)

hl = 0.845 + 0.369 = 1.214 m Head ( H ) H = ha + ∆hp + hl + Vd2/2g

Gambar 4.7 Lay out boiler dan pompa

Dimana, ha

= 2.25 m

∆hp

= ∆hp1 – ∆hp2 = 2.25 – 1.25 = 1 m

hl

= 1.214 m 2

2

Vd V - V2 = 1 2xg 2xg

2

Dimana, V2

= V(1-2) = 3.6 m/detik

V1

= V(k-i) = 6.1 m/detik

Maka, 2

Vd 6.12 - 3.6 2 = = 1.236 m 2xg 2 x 9.81 H

= 1.214 + 2.25 + 1 + 1.236 = 5.7 m


Daya air ( Pw ) Pw = γ x Qp x H Dimana, kN/m3

γ

= 9.53

Qp

= 3.12 x 10-2 m3/detik

H

= 5.7 m

Maka, Pw = 9.53 x 3.12 x 10-2 x 5.7 Pw = 1.7 kW Daya poros ( P ) P = Pw / ηp Dimana, ηp

= 80%

Maka, P = 2.12 kW

4.3.4 DAYA MOTOR ( Pm ) Pm = P ( 1 + α ) / η t Dimana, α

= 0.2

ηt

= 0.95

Maka,

Pm = 2.68 kW


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan Secara umum dari sekian banyak hal-hal yang dipaparkan dalam penulisan

ini, maka dapat disimpulkan pada beberapa hal yang penting yaitu : a. Untuk memindahkan hasil proses ( coil ) dari proses stamping ke proses drying lalu dilanjutkan menuju proses packing dengan kapasitas produksi 4320 buah per jam, dirancang Trolley Overhead Conveyor dengan menggunakan motor listrik berdaya 1.11 kW (teoritis) dan daya aktual 1.5 kW. b. Untuk mengeringkan coil sesuai dengan kapasitas yang telah disebutkan diatas dibutuhkan ruang pengering dengan dimensi panjang 27 meter, lebar 2.4 m dan tinggi 2.5 m. Sedangkan sistem pengeringan terdiri atas sirkulasi udara panas dan sirkulasi udara panas. c. Untuk sirkulasi udara panas dibutuhkan 81 buah motor listrik berdaya 180 W untuk menggerakkan 81 buah fan dimana setiap motor menggerakkan 1 buah fan. d. Pompa untuk sirkulasi air panas adalah jenis END SECTION CENTRIFUGAL PUMP dengan kapasitas 35 liter per detik dan Total Head 6 m, dilengkapi dengan kopling rantai (chain kopling) dan motor litrik berdaya 3 kW

5.2.

Saran Pada perancangan ini, cukup banyak pemakaian energi listrik didalam

pengoperasian, untuk itu perlu dilakukan langkah-langkah penghematan energi. Total energi listrik untuk menggerakkan motor fan adalah 14.58 kW, disarankan untuk dilakukan evaluasi terhadap kebutuhan real penggunaan motor dengan harapan dari 81 motor fan yang digunakan, tidak semuanya konsumsi energinya sama ( 180 W ), dengan cara : - 72 Universitas Mercu Buana

a. Bagi ruang pengering menjadi 27 titk dimana masing-masing titik berjarak 1 m b. Fokus pada satu Carrier dari awal masuk sampai keluar ruang pengering c. Letakkan alat Humidity & Temperatur Logger pada Carrier yang menjadi focus pengamatan. d. Analisa data yang dicatat oleh alat tersebut, perhatikan kondisi kelembaban dan temperature yang ditunjukkan pada setiap titik ruang pengering. Lakukan perubahan kecepatan fan untuk mengurangi debit aliran udara panas pada titik-titik yang memungkinkan, dengan cara merubah pulley fan. Dengan demikian maka konsumsi energi listrik akan menjadi lebih kecil.


DAFTAR PUSTAKA. 1.

Sularso & Kiyokatsu, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Pradnya Paramita, Jakarta 2004

2.

Dr. Ing. Ir. Agus Maryono, Prof. Dipl. Ing. W.Muth & Prof. Dr. Ing. N. Eisenhauer, Hidrolika Terapan, Pradnya Paramita, Jakarta 2004

3.

Sularso & Haruo Tahara Pompa & Kompresor, Pradnya Paramita, Jakarta 2004

4.

A. Spivakovsky & V. Dyachkov, Conveyors and Related Equipment, Peace Publisher, Moscow

5.

American Conference of Govermental Industrial Hygienists, Industrial Ventilation, A Manual of Recommended Practice, United States of America 1998

Universitas Mercu Buana - ix -

LAMPIRAN 1. GAMBAR PROSES STAMPING

Gambar 1 Proses cetak coil obat nyamuk bakar

Gambar 2 Coil obat nyamuk diletakkan pada tray

TUGAS AKHIR PERANCANGAN RUANG PENGERING DAN TROLLEY OVERHEAD CONVEYOR PADA SISTEM PROSES PRODUKSI OBAT NYAMUK BAKAR

Recommend Documents