KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

1. Penelitian lanjutan (modifikasi) mesin pengempa briket ini bertujuan untuk menghasilkan briket dengan bahan yang berbeda dan meningkatkan kapasitas. Berdasarkan hasil penelitian pendahuluan komponen mesin pengempa yang perlu dimodifikasi adalah : poros utama, rangka mesin, ulir (screw), sumber tenaga motor listrik, dan sistem transmisi Tabel 5. Hasil modifikasi dapat dilihat Lampiran 15.

2. Komponen mesin hasil modifikasi memiliki spesifikasi : poros utama mesin yang memiliki panjang 300 mm dan diameter 25 mm. Rangka mesin terbuat dari besi siku ukuran 40mm x 40mmx 3mm dan memiliki dimensi PxLxT sebesar 500mm x 160mm x 300mm. Ulir (screw) yang memiliki panjang 350 mm, jarak bagi antar sudu sebesar 50 mm, dimeter luar ulir sebesar 55 mm, diameter dalam ulir sebesar 21 mm, dan tebal ulir sebesar 2.2 mm serta kapasitas ulir sebesar 6202.71 cm³/ detik. Sumber tenaga motor listrik yang digunakan memiliki daya 750 Watt dan tegangan 220 Volt. Hopper memiliki dimensi sisi bagian atas berukuran 500mm x 500mm, sisi bagian bawah 150mm x 150cm, tinggi hopper 500 mm, sudut kemiringan 47⁰ dan penahan didepan bukaan pintu berdimensi 130mm x 60mm x 120 mm, volume hopper sebesar 58000 cm³ dan menampung bahan kempa sebesar 31.378 kg.

3. Kapasitas pengempaan sebesar 25.09kg/ jam untuk bahan campuran serbuk gergaji (30%) dan arang sekam (70%), dan 34.20 kg/jam untuk bahan arang sekam, sedangkan untuk bahan dari serbuk gergaji tidak dihasilkan briket. Tingkat kerberhasilan mesin untuk bahan campuran serbuk gergaji (30%) dan arang sekam (70%) sebesar 98.25 % dengan prosentase briket hancur sebesar 1.75 %. Untuk bahan briket dari arang sekam, tingkat keberhasilan mesin sebesar 97.95 % dengan prosentase briket hancur sebesar 2.05%. Kebutuhan daya pengempaan sebesar 12.5806 Watt jam/ kg briket, tekanan pengempaan sebesar 3.87 kPa. Kadar perekat yang digunakan sebesar 5% untuk semua pengujian bahan briket. Berdasarkan besarnya kapasitas dan tingkat keberhasilan mesin, mesin hasil

76 modifikasi menunjukan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan sebelum dimodifikasi. Kapasitas pengempaan briket arang sekam sebelum dimodifikasi sebesar 32.93 kg/ jam dengan tingkat keberhasilan mesin sebesar 97.58%.

4. Uji mutu briket campuran serbuk gergaji (30%) dan arang sekam (70%) yang dihasilkan meliputi kadar air sebesar 4.23 %, nilai kalor briket sebesar 2985.125 Kal/gram, berat jenis 0.541 gram/cm³, laju pembakaran 0.035 gram/detik, dan uji dari penampakan briket ini termasuk dalam kategori baik. Sedangkan untuk bahan arang sekam mempunyai berat jenis sebesar 0.462 gram/cm³, laju pembakaran 0.042 gram/detik, kadar air sebesar 7.42 %, dan nilai kalor sebsar 3137.79 Kal/gram, serta uji penampakan briket termasuk dalam kategori baik.

5. Biaya produksi briket dengan mesin tersebut adalah Rp. 450,- / kg briket arang sekam pada tingkat penggunaan mesin selama 2080 jam/tahun dan harga mesin Rp. 2 500 000,-/unit. Biaya produksi ini lebih murah dibandingkan dengan biaya produksi pembuatan briket sebelum dimodifikasi yaitu sebesar Rp. 628.49,-/kg. B. SARAN

1. Percobaan selanjutnya untuk memodifikasi mesin ini, perlu dibagi antara modifikasi desain dan uji unjuk kerja agar hasil modifikasi dapat optimal

2. Bahan briket dari komoditas yang lain perlu dicoba agar briket yang dihasilkan lebih bervariasi.

3. Perlu dibuat alat/tempat khusus untuk mekanisme pemotongan briket, agar briket yang dihasilkan dapat dipotong secara langsung dan dapat menyeragamkan ukuran briket.

4. Perlu adanya percobaan untuk menentukan sudut jatuh dari setiap bahan yang akan dikempa untuk menentukan kemiringan hopper yang sesuai agar bantuan operator untuk menurunkan bahan kedalam screw housing tidak diperlukan lagi. 5. Ulir yang akan dibuat harus memperhatikan bahan briket yang akan dikempa. Jika diperlukan briket dengan kerapatan yang tinggi, maka dibuat ulir dengan jarak antar sudu yang lebih pendek.

77

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, K., dkk. 1991. Energi dan Listrik Pertanian. Proyek peningkatan perguruan tinggi IPB,

Bogor

Asian Institute of Technology (AIT). 1984. Biomass Briquetting Machine (Electric and diesel

system design, construction and operation manual). Deparetmen of Mechanical

Engineering, Bangladesh Institute of Technology (BIT), Khulna-9203, Bangladesh.

Budiman, N.1990. Mempelajari Laju Pembakaran Bahan Bakar Kayu Dengan Pemberian

Dimensi Dan Bentuk Analisis Pindah Panas Dan Efisiensi Tungku Masak. Skripsi.

Fakultas Teknologi Pertanian, IPB

Departemen Kehutanan.1984.Pemanfaatan Limbah Industri Perkayuan.Direktorat Jendral

Pengusahaan Hutan,Direktorat Pengolahan Hasil Hutan, Jakarta

Deparetemen Kehutanan. 1998/1999. Statistik Produksi dan Peredaran Kayu Olahan. Bagian

Proyek Peningkatan Efisiensi Pemanfaatan Hasil Hutan, Jakarta

Departemen Kehutanan. 2005. Statistik Kehutanan Indonesia. Departemen Kehutanan, Jakarta

Hartoyo, Y. Ando, dan H. Roliandi. 1978. Percobaan Pembuatan Briket Arang Dari Lima Jenis

Kayu. Laporan Lembaga Penelitian Hasil Hutan No. 103, Bogor

Hartoyo. 1983. Pemanfaatan Limbah Pertanian/Kehutanan Sebagai Sumber Energi. Seminar.

Puslitbang Hasil Hutan, Bogor

Hendra, Djeni dan Saptadi Darmawan.2000. Pembuatan Briket Arang Dari Serbuk Gergajian

Kayu Dengan Penambahan Tempurung Kelapa. Puslitbang Kehutanan, Bogor

78

Kartika, I. 1994. Rancangan dan Uji Performansi Alat Pengempa Kacang Tanah (Arachis

hypogeal, L) Tipe Kempa Hidrolik. Skripsi. Jurusan Teknik Pertanian. FATETA, IPB,

Bogor

Mawarti, Endah. 2006. Modifikasi desain dan uji unjuk kerja mesin pengempa briket mekanis

tipe kempa ulir (screw pressing). Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor

Pramudya, B dan N. Dewi. 1992. Ekonomi Teknik. Proyek Peningkatan Perguruan Tinggi.

Institute Pertanian Bogor. Bogor

Riseanggara, RR.2007. Optimasi Kadar Perekat pada Briket Limbah Biomassa. Skripsi. Fakultas

Teknologi Pertanian, IPB, Bogor

Suastawa, I.N, dkk. 2004. Statika dan Dinamika. Diktat Kuliah. Departemen Teknik Pertanian.

IPB, Bogor

Sularso dan Suga. 1987. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradnya

Paramitha, Jakarta

Suryani, Ani.1986. pengaruh tekanan pengempaan dan jenis perekat dalam pembuatan arang

briket dari tempurung kelapa sawit (Elaeis guinensis lacq). Penelitia.. Departemen

Teknologi Industri Pertanian, IPB, Bogor

Syachri, N.T. 1983. Sifat Arang, Briket Arang, dan Alkohol yang dibuat dari Limbah Industri

Kayu. Laporan Lembaga Penelitian Hasil Hutan No. 165, Bogor

Syafrian, Adi. 2005. desain dan uji unjuk kerja mesin pengempa briket semi mekanis tipe kempa

ulir (screw pressing). Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor

Yulistina, N.D. 2001. Analisa energi dan biomass dalam proses pembuatan briket arang. Skripsi.

Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor

79

Lampiran 1. Perhitungan dimensi poros utama

Ditentukan bahwa daya yang ditransmisikan sebesar 750 Watt, putaran poros 150 RPM, f

c

= 1.0,

bahan poros dipilih besi cor FC30 (

B

= 30 kg/mm

²

), C

b

= 2.0, K

t

= 1.5, maka perhitungan

diameter poros adalah (Sularso dan Suga, 1987):

- P = 750 Watt, n = 150 RPM

- F

c

= 1.0

- P

d

= 1.0 x 750 Watt = 750 Watt

- T = 9.74 x 10

⁵

x 0.750/150 = 4870 kg.mm

- FC30,

b

= 30 kg/mm

²

sf

1

= 6.0 sf

2

= 2.0

-

a

=

á➩â♠ãä☞åçæ♠èß⑧à é☞ê

= 2.5 kg/mm

²

- C

b

= 2.0 K

t

= 1.5

- D

s

= ቂቀ

ë✌ìí î♠ïð

ቁݔ1.5ݔ2.0ݔ4870

ñò

= 31 mm

Secara perhitungan diameter yang digunakan sebesar 31 mm. Namun, diameter poros yang

digunakan pada mesin pengempa briket mekanis ini adalah 25.4 mm karena ukuran tersebut

tidak jauh berbeda secara perhitungan dan sudah umum dipasaran.

80

Lampiran 2. Perhitungan dimensi poros transmisi

Ditentukan bahwa daya yang ditransmisikan sebesar 750 Watt, putaran poros 600 RPM, f

c

= 1.0,

bahan poros dipilih besi cor FC30 (

B

= 30 kg/mm

²

), C

b

= 2.0, K

t

= 1.5, maka perhitungan

diameter poros adalah (Sularso dan Suga, 1987):

- P = 0.750 kWatt, n = 600 RPM

- F

c

= 1.0

- P

d

= 1.0 x 0.750 kWatt = 0.750 kWatt

- T = 9.74 x 10

⁵

x 0.750/600 = 1217.5 kg.mm

- FC30,

b

= 30 kg/mm

²

sf

1

= 6.0 sf

2

= 2.0

-

a

=

õ➩ö♠÷ø☞ùçú♠ûó⑧ô ü☞ý

= 2.5 kg/mm

²

- C

b

= 2.0 K

t

= 1.5

- D

s

= ቂቀ

þ✌ÿ ✁✄✂☎

ቁݔ1.5ݔ2.0ݔ1217

.5

✆ ✝

= 19.5 mm 19 mm

Jadi diameter poros transmisi yang digunakan pada mesin pengempa briket semi mekanis ini

adalah 19 mm karena telah sesuai dengan perhitungan dan merupakan ukuran diameter poros

yang telah ada dipasaran.

81

Lampiran 3. Perhitungan volume dan kapasitas hopper

- Volume limas ABCDI =

✞ ✟

xluas alasxtinggi =

✠ ✡

x (ABxBC)xJI

- Sin 71

⁰

=

☛✌☞ ✍✏✎

- CG =

✑✒✑ ✓✕✔✖✘✗✒✙✛✚

= 58.17 cm

- Cos 71

⁰

=

✜✣✢ ✤✏✥

- GI =

✦✛✧★ ✩✫✪✣✬✮✭✒✯✛✰

= 23.04 cm

- Jadi, panjang CI = CG + GI = 58.17+ 23.04 = 81.21 cm

- Sin 71

⁰

=

✱✕✲ ✳✒✴

- JI = sin 71

⁰

x CI = sin 71

⁰

x 81.21 = 76.78 cm

Sehingga, volume limas segi empat ABCDI adalah :

- Limas segi empat ABCDI =

✵

✶

x(50x50)x76.78

= 63983.3 cm

³

- Volume limas segi empat EFGHI =

✷ ✸

x(EFxFG)xLI

- Sin 71

⁰

=

✹✛✺ ✻✏✼

- LI = sin 71

⁰

x 23.04 = 21.78 cm

Sehingga volume limas EFGHI =

✽

✾

x(15x15)x21.78

Lampiran 3. (Lanjutan)

82

Jadi, volume hopper mesin pengempa briket semi mekanis ini adalah :

Volume hopper = Volume limas ABCDI – volume limas EFGHI

= 63983.3 – 1633.5

= 62349.8 cm

³

= 0.062 m

³

- Kerapatan bahan briket campuran serbuk gergaji dan arang sekam = 0.541 gram/cm

³

Masa bahan briket yang dapat ditampung = 62349.8 cm

³

x 0.541 gram/cm

³

= 33731.2 gram

= 33.731 kg

- Kerapatan bahan briket arang sekam = 0.462 gram/cm

³

Masa bahan briket yang dapat ditampung = 62349.8 cm

³

x 0.462 gram/cm

³

= 28805.6 gram

83

Lampiran 4. Perhitungan kebutuhan daya pengempaan.

1. Kebutuhan daya sebelum bahan briket dimasukan (tanpa pembebanan)

Kebutuhan daya tanpa pembebanan ditentukan oleh besarnya daya yang dibutuhkan untuk

memutar ulir saja.

Diketahui :

Diameter luar ulir (d

0

) = 55 mm

Diameter dalam ulir (d

i

) = 21 mm

Panjang ulir = 30 mm

Massa ulir (m) = 1.8 kg

Kecepatan putar poros (n) = 150 RPM

Percepatan gravitasi (g) = 9.8 m/detik

²

Jari-jari daerah pengempaan (Ra) = 1.875 cm = 0.01875 m

Ra = [(Ro-Ri)/2 + Ri]

= [(27.5-10.5)/2 + 10.5]

= 19 mm

(1 HP = 745.7 Watt; 1 Watt = 1.341 x 10

^-3

HP)

Maka, kebutuhan tenaga (daya) sebelum bahan dimasukan adalah :

P = F x V

P = m x g x V

V =

✿✛❀❁✌❂❄❃❆❅❄❇❉❈❋❊❍● ■✒❏

=

❑✛▲▼✌◆❆❖✄P◗❙❘❯❚❆❱✄❲❳✣❨✛❩❭❬✒❪❴❫❛❵✒❜✄❝ ❞✒❡

= 0.2649 m/detik

P = 1.8 x 9.8 x 0.2649 = 4.67 Watt = 6.262 x 10

^-3

HP

84

Lampiran 4. (Lanjutan)

2. Kebutuhan daya saat bahan briket dimasukan (saat pembebanan)

Besarnya daya yang dibutuhkan pada saat pembebanan dipengaruhi oleh beberapa hal yaitu :

gaya yang dibutuhkan untuk menolak gaya gesekan antara bahan briket dengan die, gaya yang

dibutuhkan untuk memutar ulir, dan daya yang dibutuhkan untuk mendorong bahan briket.

Diketahui :

Asumsi tekanan aksial untuk pengempaan (P

t

) = 1000 kN/m

²

= 100 N/cm

²

Jumlah bahan kempa didalam die (J) = 800 gram = 0.80 kg

Koefisien gesekan antara bahan dengan permukaan die (f) dapat didekati = 0.9

Diameter luar ulir (d

0

) = 55 mm

Diameter dalam ulir (d

i

) = 21 mm

Jari-jari daerah pengempaan (Ra) = 1.875 cm = 0.01875 m

Kecepatan putar (n) = 150 RPM

Sehingga dapat dihitung :

a. Luas daerah pengempaan (L

p

) = x [(d

0

– d

i

)/2]

²

= 3.14 x (0.055

²

– 0.021

²

)/4

= 2.03 x 10

^-3

m

²

b. Beban (gaya) aksial yang diperlukan pada daerah pengempaan (P

a

) adalah :

P

a

= P

t

x L

p

= 1000 kN/m

²

x 2.03 x 10

^-3

m

²

= 2030 N

c. Kecepatan translasi bahan yang dikempa (V) : =

❢❤❣❥✐❆❦❄❧❉♠❋♥❍♦ ♣✒q

=

r❤s❛t✄✉✈❙✇✌①❆②✄③④✣⑤✛⑥❭⑦✒⑧❋⑨❛⑩✒❶✄❷ ❸✒❹

= 0.294375 m/detik

d. Gaya gesekan untuk mengempa bahan (F) = f x P

a

x J

= 0.9 x 2030 x 0.80

= 1461.6 N

85

Lampiran 4. (Lanjutan)

e. Tenaga (daya) yang diperlukan untuk mengempa bahan adalah :

D = F x V

= 1461.6 x 0.294375

= 430.2585 Watt

Berat briket campuran serbuk gergaji dan arang sekam yang dihasilkan = 25.09 kg/jam

Kebutuhan daya = 430.2585 Watt / (25.09 kg/jam)

= 17.1486 Watt.jam / kg

Berat rata- rata briket arang sekam yang dihasilkan = 34.20 kg/jam

Kebutuhan daya = 430.2585 Watt / (34.20 kg/jam)

= 12.5806 Watt.jam / kg

3. Kebutuhan daya mesin pengempa briket semi mekanis tipe kempa ulir rancangan Adi Syafrian

(2005)

Daya yang dibutuhkan = 305.24 Watt

Briket yang dihasilkan = 9.14 kg/jam

Kebutuhan daya = 305.24 Watt / (9.14 kg/jam)

= 33.4 Watt.jam/kg

4. Kebutuhan daya mesin pengempa briket semi mekanis tipe kempa ulir rancangan Endah

Mawarti (2006)

Daya yang dibutuhkan = 351.4766 Watt

Briket yang dihasilkan = 32.93 kg/jam

Kebutuhan daya = 351.4766 Watt / (32.93 kg/jam)

= 10.6734 Watt.jam/kg

5. Kebutuhan daya mesin pengempa briket Asian Institute of Technology (AIT), Thailand.

Daya motor listrik = 25 HP = 18637.5 Watt

Kapasitas mesin rata-rata = 90 kg/jam

Kebuuhan daya = 18637.5 Watt / (90 kg/jam)

= 207 Watt jam / kg.

86

Lampiran 5. Perhitungan konversi kecepatan putar motor listrik

Diketahui : Daya yang akan ditransmisikan (P) = 0.75 kWatt

Putaran motor penggerak (n

1

) = 1440 RPM

Putaran motor poros transmisi (n

2

=n

3

) = 600 RPM

Putaran poros utama yang diinginkan (n

4

) = 150 RPM

Diameter poros utama (d

1

) = 25 mm

Untuk dapat menurunkan putaran poros motor penggerak, maka dibutuhkan dua kali konversi

penurunan putaran poros sehingga system transmisi yang dipakai tidak membutuhkan tempat

yang luas. Perhitungan kebutuhan pulli dan sabuk sesuai dengan persamaan dibawah ini :

❺❴❻ ❼❾❽

=

❿➁➀ ➂➄➃

sehingga d

2

=

➅❴➆✫➇➈➁➉ ➊❾➋ ➌❾➍ ➎❴➏

=

➐➄➑ ➒➁➓

sehingga d

3

=

➔❾→↔➣↕➁➙ ➛❴➜ ➝❴➞ ➟❉➠

=

➡✏➢ ➤➄➥

sehingga d

4

=

➦❉➧✕➨➩✏➫ ➭➄➯

d

2

=

➲❴➳➸➵➺➄➻ ➼❾➽

=

➾❙➚✒➚❭➪❤➶❆➹✄➘➴➬➷➮✮➱✫✃➁❐ ❒✒❮✒❮

= 6 inchi

ditentukan d

3

memiliki diameter sebesar 2.5 inchi, maka besarnya diameter pulli 4 adalah

d

4

=

❰❴Ï✫ÐÑ➁Ò Ó❉Ô

=

Õ✒Ö✒Ö❤×❆Ø✄ÙÚ➬ÛÜ❾Ý✫Þ➁ß

87

Lampiran 6. Motor listrik

Tabel 15. Spesifikasi motor listrik yang digunakan pada mesin pengempa briket mekanis tipe

kempa ulir.

Type BDCW Output 1 HP kW 0.75

Volt 220 Hz 50 Pole 4

Ampere 7.13 Heat 65

⁰

C Class E

RPM 1440 CW CCW

Date 2007 162 162

Serial no 013224

Tabel 16. Arus listrik terukur pada motor listrik sebelum bahan briket diisikan

Ulangan Arus terukur (Ampere) Tegangan listrik (Volt) Daya (Watt)

1 1.9 215 408.5

2 1.9 215 408.5

3 1.9 215 408.5

4 1.9 215 408.5

5 1.9 215 408.5

Didapatkan daya rata-rata sebesar = (408.5 + 408.5 + 408.5 + 408.5 + 408.5) Watt/ 5

= 408.5 Watt

Tabel 17. Arus listrik terukur pada motor listrik ketika bahan briket diisikan

Ulangan Arus terukur (Ampere) Tegangan listrik (Volt) Daya (Watt)

1 2.5 215 537.5

2 2.6 215 559

3 2.5 215 537.5

4 2.4 215 516

5 2.4 215 516

Didapatkan daya rata-rata sebesar = (537.5 + 559 + 537.5 + 516 + 516) Watt/ 5

= 533.2 Watt

Tabel 18. arus listrik terukur ketika bahan briket diisikan pada penelitian Mawarti (2006)

Ulangan Arus terukur (Ampere) Tegangan listrik (Volt) Daya (Watt)

1 1.79 230 411.7

2 1.82 230 418.6

3 1.78 230 409.4

4 1.83 230 420.9

5 1.80 230 414.0

Keterangan : bahan briket yang digunakan adalah arang sekam dan perekat 5%

Didapatkan daya rata-rata sebesar = (411.7 + 418.6 + 409.4 + 420.9 + 414.0) Watt/5

= 414.92 Watt

88

Lampiran 7. Perhitungan bantalan (pillow block)

Ditentukan bahwa bahan bantalan terbuat dari perunggu yang menerima beban 15 kg dan putaran

poros 150 RPM. Diameter poros 25 mm dan mesin pengempa ini bekerja 8 jam/hari.

Diasumsikan µ = 0.01, maka perhitungan bantalan (bearing) yang akan dipakai yaitu :

- d = 25mm; n = 150 RPM; Wo = 15 kg; 8 jam/hari

- f

c

= 1.0

- W = 15 kg

- Bahan poros = besi cor FC30,

b

= 30 kg/mm

²

sf

1

= 6.0 sf

2

= 2.0

-

c

=

ã✒ä

åçæéè➁êéë

= 2.5 kg/mm

²

- Bahan bantalan : perunggu, P

a

= 0.7-2.0 kg/mm

²

- Karena P

a

0.02 kg/mm

²

dari poros transmisi, maka diambil P

a

= 0.02 kg/mm

²

- I/d

ì í✛îï

ݔ

ð❭ñ ò✄ó

=

ô õ✛ö÷

ݔ

ø✄ùú û✄üý✒þ

= 4.95

- I = 4.95 x 25 = 123.7 mm

- p =

ÿ ✂✁

=

✄✆☎ ✝✟✞✆✠✟✡☛✌☞✎✍✑✏

= 0.00485 kg/mm

²

- 0.00485 kg/mm

²

0.01 kg/mm

²

, dapat diterima

- v =

✒✟✓✔✖✕✘✗✎✙✑✚✌✛✎✜✆✢✟✣ ✤✆✥✧✦✩★✟✪✆✪✆✪

= 0.19625 m/s

- pv = 0.00485 x 0.19625 = 9.518 x 10

^-4

kg.m/mm

²

.s

- 0.1-0.2 adalah harga (pv)

a

dari poros transmisi yang akan dipakai

- 9.06 x 10

^-4

0.1, harga keamanan terlalu tinggi, kembali ke I/d

- Ambil I/d = 1.4

- I = 1.4 x 25 = 35 mm

- p =

✫✆✬ ✭✯✮✑✰✌✱✳✲✑✴✶✵

= 0.01714 kg/mm

²

- 0.01714 kg/mm

²

0.02 kg/mm

²

, dapat diterima

- v = 0.196 m/s

89

Lampiran 8. Perhitungan pulli dan sabuk

Diketahui : daya yang akan ditransmisikan sebesar P = 0.750 kWatt dengan putaran motor listrik

sebesar 1440 RPM dan diameter poros listrik sebesar 15 mm. Diameter dan putaran poros

transmisi yang dikehendaki sebesar 19 mm dan 600 RPM. Mesin bekerja selama 8 jam/hari.

Maka : P = 0.750 kWatt

n

1

= 1440 RPM

D

poros

= 19 mm

C = 300

Sehingga :

- P = 0.750 kWatt, n

1

= 1440

- i = 1440/600 = 2.4, C = 300

- Dari table pemilihan bahan, didapatkan f

c

= 1.4

- P

d

= 1.4 x 0.750 = 1.05 kWatt

- T

1

= 9.74 x 10

⁵

x (1.05/1440) = 710.208 kg.mm

- T

2

= 9.74 x 10

⁵

x (1.05/600) = 1704.5 kg.mm

- Bahan poros yang digunakan S45C, yang memiliki

B

= 58 kg/mm

²

S

f1

= 6, S

f2

= 2

a

= 58/(6x2) = 4.83 kg.mm

K

t

= 2 untuk beban tumbukan, C

b

= 2 untuk beban lenturan

- ds

1

= 5.1 ݔ 4.83ݔ2 ݔ 2 ݔ710

.208

✷✸

= 41.208 mm, baik

- ds

2

= 5

.1 ݔ4.83ݔ 2 ݔ 2 ݔ1704

.5

✹✺

= 55.173 mm, baik

- dipilih penampang sabuk V, tipe A (dari tabel pemilihan bahan sabuk)

- d

min

= 95 mm (dari tabel diameter minimal pulli yang diijinkan)

- d

p

= 95 mm, D

p

= 145 x 2.581 = 374.245 mm

d

k

= 95 + 2 x 4.5 = 104 mm

D

k

= 374.25 + 2 x 4.5 = 383.245 mm

s/3 ds

1

+ 10 = 52 d

b

=

90

Lampiran 8. (Lanjutan)

- v = (3.14 x 95 x 1420) / (60 x 1000) = 7.059 m/det

- 7.059 (m/det) < 30 m/det, baik

- 300 – (104 + 383.245) / 2 = 56.3775, baik

- dipakai tipe standar, sehingga :

P

o

= [1.34 + ((1.43 – 1.31) x (20/200))] + [(95 – 383.245)

²

/ (4 x 300)]

= 1.322 + 0.182

= 1.504 kWatt

- L = 2 x 300 + /2 x (95 + 383.245) + [(95 – 383.245)

²

/ (4 x 300)]

= 2 x 300 + 750.844 + 69.2376 = 1420.08 mm

Sehingga didapatkan nomor nominal sabuk V, nomor 56, L = 1422

Maka dipilihlah sabuk tipe A, no 56, sebanyak 1 buah, dengan d

k

= 104 mm, dan D

k

= 383.245

mm, lubang poros = 18 mm.

91

Lampiran 9. Data dan perhitungan uji mutu briket

1. Kadar Air

a. Kadar air arang sekam rata-rata = 12.34 %

b. Kadar air serbuk gergaji rata-rata = 14.40 %

c. Kadar air briket campuran serbuk gergaji dan arang sekam

- Ulangan 1

Massa awal sampel (M

1

) = 10.01 gram

Massa sampel setelah pengeringan (M

2

) = 9.59 gram

Maka, KA

bb

= (M

1

– M

2

) / M

1

x 100%

= (10.01 gram – 9.59 gram) / 10.01 gram x 100%

= 4.20 %

- Ulangan 2

Massa awal sampel (M

1

) = 11.73 gram

Massa sampel setelah pengeringan (M

2

) = 11.23 gram

Maka, KA

bb

= (M

1

– M

2

) / M

1

x 100%

= (11.73 gram – 11.23 gram) / 11.73 gram x 100%

= 4.26 %

Sehingga didapatkan kadar air briket campuran serbuk gergaji dan arang sekam rata-rata sebesar

:

KA

bb

rata-rata = (4.20 % + 4.26 %) / 2

= 4.23 %

d. Kadar air briket arang sekam sebesar :

Massa awal sampel (M

1

) = 11.33 gram

Massa sampel setelah pengeringan (M

2

) = 10.85 gram

Maka, KA

bb

= (M

1

– M

2

) / M

1

x 100%

= (11.72 gram – 10.85 gram) / 11.72 gram x 100%

= 7.42 %

92

Lampiran 9. (Lanjutan)

2. Nilai Kalor

a. Nilai kalor serbuk gergaji

No Menit ke- T bejana T jacket t

1 0 (sebelum pembakaran) 32.21 33.26 0.80

2 3 32.21 33.30

3 6 32.21 33.31

4 9 (setelah pembakaran) 33.84 33.35

5 12 34.20 33.78

6 15 34.53 33.82

7 18 34.54 33.86

NK

b

=

✻✽✼✿✾❁❀✂❂❄❃✟❅✟❆❇✆❈❊❉✑❋✟●✆●■❍ ❏

x 4.186

=

❑✟▲▼✑◆✧❖❁P✂◗❄❘✟❙✟❚❯✆❱❊❲✑❳✟❨✆❨■❩ ❬

x 4.186

= 9016.64 J/gram x 0.24

= 2163.99 Kal/gram

Jadi, nilai kalor serbuk gergaji adalah sebesar 2163.99 Kal/ gram

b. Nilai kalor arang sekam

No Menit ke- T bejana T jacket t

1 0 (sebelum pembakaran) 32.10 31.68 0.81

2 3 32.10 31.88

3 6 32.25 31.94

4 9 (setelah pembakaran) 33.20 32.24

5 12 33.38 32.29

6 15 33.44 32.41

7 18 34.03 32.41

NK

b

=

❭✽❪✿❫❁❴✂❵❄❛✟❜✟❝❞✆❡❊❢✑❣✟❤✆❤■✐ ❥

x 4.186

=

❦✟❧♠♦♥✌♣❁q✂r❄s✟t✟✉✈✆✇❊①✑②✟③✆③■④ ⑤

x 4.186

= 9129.35 J/gram x 0.24

= 2191.01 cal/gram

93

Lampiran 9. (Lanjutan)

c. Nilai kalor briket campuran antara serbuk gergaji dan arang sekam

- Ulangan 1

No Menit ke- T bejana T jacket t

1 0 (sebelum pembakaran) 31.18 32.47 1.12

2 3 31.22 32.57

3 6 31.30 32.59

4 9 (setelah pembakaran) 33.60 32.63

5 12 33.74 32.70

6 15 33.74 32.78

7 18 33.74 32.80

NK

b

=

⑥✽⑦✿⑧❁⑨✂⑩❄❶✟❷✟❸❹✆❺❊❻✑❼✟❽✆❽■❾ ❿

x 4.186

=

➀❄➁➂✟➃✧➄❁➅✂➆❄➇✟➈✟➉➊✆➋❊➌✑➍✟➎✆➎■➏ ➐

x 4.186

= 12327.94 J/gram x 0.24

= 2958.71 Kal/gram

- Ulangan II

No Menit ke- T bejana T jacket t

1 0 (sebelum pembakaran) 31.88 31.14 1.14

2 3 31.89 31.16

3 6 31.92 31.18

4 9 (setelah pembakaran) 33.05 31.52

5 12 33.14 31.66

6 15 33.14 31.73

7 18 33.14 31.76

NK

b

=

➑✽➒✿➓❁➔✂→❄➣✟↔✟↕➙✆➛❊➜✑➝✟➞✆➞■➟ ➠

x 4.186

=

➡❄➢➤✖➥✘➦❁➧✂➨❄➩✟➫✟➭➯✆➲❊➳✑➵✟➸✆➸■➺ ➻

x 4.186

= 12548.08 J/gram x 0.24

= 3011.54 Kal/gram

Jadi nilai kalor briket campuran serbuk gergaji dan arang sekam rata-rata adalah sebesar

(2958.71 + 3011.54)/ 2 = 2985.125 Kal/ gram.

94

Lampiran 9. (Lanjutan)

d. Nilai kalor briket arang sekam

No Menit ke- T bejana T jacket t

1 0 (sebelum pembakaran) 31.86 31.12 1.16

2 3 31.88 31.13

3 6 31.94 31.16

4 9 (setelah pembakaran) 33.01 31.48

5 12 33.12 31.64

6 15 33.14 31.71

7 18 33.15 31.74

NK

b

=

➼✽➽✿➾❁➚✂➪❄➶✟➹✟➘➴✆➷❊➬✑➮✟➱✆➱■✃ ❐

x 4.186

=

❒❄❮❰✟Ï✧Ð❁Ñ✂Ò❄Ó✟Ô✟ÕÖ✆×❊Ø✑Ù✟Ú✆Ú■Û Ü

x 4.186

= 13074.13 J/gram x 0.24

= 3137.79 kal/gram

Jadi nilai kalor briket arang sekam adalah sebesar 3137.79 Kal/gram

3. Berat jenis briket

a. Berat jenis briket campuran serbuk gergaji dan arang sekam

No Berat

briket

(gram)

Panjang

briket (cm)

Diameter

luar (cm)

Diameter

dalam (cm)

Volume

briket (cm

³

)

Berat jenis

briket

(gram/cm

³

)

1 106.5 8.5 5.3 1.5 192.27 0.584

2 140.5 11.6 5.3 1.5 262.39 0.535

3 111.4 9.2 5.3 1.5 208.10 0.535

4 165.9 13.3 5.3 1.5 300.85 0.551

5 108.0 8.8 5.3 1.5 199.06 0.542

6 74.1 6.5 5.3 1.5 147.03 0.503

Rata-rata

0.541

Dari data diatas didapatkan berat jenis briket rata-rata adalah sebesar 0.541 gram/cm

³

b. Berat jenis briket arang sekam

No Berat

briket

(gram)

Panjang

briket (cm)

Diameter

luar (cm)

Diameter

dalam (cm)

Volume

briket (cm

³

)

Berat jenis

briket

(gram/cm

³

)

1 110 12 5.3 1.5 243.413 0.452

2 93 10 5.3 1.5 202.844 0.458

3 99 11 5.3 1.5 223.128 0.444

4 137 14 5.3 1.5 283.982 0.482

5 77 8 5.3 1.5 162.275 0.474

Rata-rata

0.462

Dari data diatas didapatkan berat jenis briket rata-rata adalah sebesar 0.462 gram/cm

³

95

4. Laju pembakaran

Laju pembakaran =

Ý♦Þàß✟á✽âäã✟å✑æçéè❄ê✿ëäì✆í✽îðïäñò♦ó✿ô✑ó✑õ÷öùøûú✟ü✑ýðþ ÿ✁✄✂✆☎✞✝✠✟☛✡✌☞✎✍✑✏✆✒✓✏✑✔✕✏✗✖✙✘✛✚✢✜✤✣✦✥✧✑★

a. Laju pembakaran briket campuran serbuk gergaji dan arang sekam

Berat briket total yang dibakar : 107 gram

Waktu untuk pembakaran habis : 3067 detik

Laju pembakaran : 0.035 gram/ detik

Jadi, laju pembakaran rata-rata briket yang dihasilkan adalah :

=

✩✕✪✑✫✭✬☛✮✕✯✑✰

✱✗✲✗✳✑✴

= 0.035 gram/detik

b. Laju pembakaran briket arang sekam

Berat briket total yang dibakar : 110 gram

Waktu untuk pembakaran habis : 2619 detik

Laju pembakaran : 0.042 gram/ detik

Jadi, laju pembakaran rata-rata briket yang dihasilkan adalah :

=

✵✗✵✕✶✸✷☛✹✕✺✑✻

96

Lampiran 10. Data dimensi mesin pengempa briket hasil modifikasi

1. Hopper

- Panjang = 500 mm

- Lebar = 500 mm

- Tinggi = 500 mm

- Sudut kemiringan dinding bawah = 71

⁰

- Ukuran bukaan pintu = 120mm x 120mm

- Luasan bagian bawah = 150mm x 150mm

- Penahan didepan bukaan pintu = 130mm x 60mm x 120mm

2. Screw Housing

- Diameter bagian bawah = 65 mm

- Lubang pemasukan poros ulir = 30 mm

- Lubang pemasukan bahan ke die = 65 mm

- Luas permukaan atas = 85mm x 150mm

3. Ulir (Screw)

- Jumlah sudu ulir = 7 buah

- Jarak antar sudu (pitch) = 50 mm

- Diameter dalam = 21 mm

- Diameter luar = 55 mm

- Tebal sudu ulir = 2.2 mm

- Panjang ulir keseluruhan = 350 mm

4. Die

- Panjang = 210 mm

- Diamter luar = 60 mm

- Diamter dalam = 58 mm

97

Lampiran 10. (Lanjutan)

5. Pulli dan sabuk

No Jenis dan diameter

pulli

Tempat pemasangan Putaran

(RPM)

Jenis dan panjang sabuk

penghubung

1 Pulli I tipe A

2.5 inchi

Poros motor listrik 1440

V-Belt A 32 inchi

2 Pulli II tipe A

6 inchi

Poros konversi daya 600

3 Pulli III tipe A

2.5 inchi

Poros konversi daya 600

V-Belt A 37 inchi

4 Pulli IV tipe A

10 inchi

Poros utama mesin

(berhubungan

langsung dengan ulir)

150

6. Rangka mesin total

- Panjang = 500 mm

- Lebar = 150 mm

- Tinggi = 300 mm

7. Rangka motor

- Panjang = 360 mm

- Lebar = 180 mm

8. Poros utama mesin

- Panjang = 300 mm

- Diameter = 25 mm

9. Poros transmisi mesin

- Panjang = 375 mm

- Diameter = 19 mm

10. Dimensi total mesin pengempa briket hasil modifikasi

- Panjang = 750 mm

- Lebar = 800 mm

98

Lampiran 11. Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian

Bahan briket Perekat

Timbangan digital Timbangan

99

Lampiran 12. Pertimbangan pemilihan sabuk

100

Lampiran 13. Faktor koreksi transmisi sabuk V

Mesin yang digerakan Penggerak

Momen puntir puncak 200% Momen puntuir puncak >200%

Motor arus bolak-balik

(momen normal, sangkar

bajing, sinkron), motor arus

searah (lilitan shunt)

Motor arus bolak-balik (momen

tinggi, fasa tunggal, lilitan seri),

motor arus searah (lilitan

kompon, lilitan seri), mesin

torak, kopling tak tetap

Jumlah jam kerja tiap hari Jumlah jam kerja tiap hari

3-5

jam

8-10

jam

16-24

jam

3-5

jam

8-10

jam

16-24

jam

Variasi

beban

sangat

kecil

Pengaduk zat cair,

kipas angin, blower

(sampai 7.5 kW)

pompa sentrifugal,

konveyor tugas

ringan

1.0 1.1 1.2 1.2 1.3 1.4

Variasi

beban

kecil

Konveyor sabuk

(pasir, batu bara),

pengaduk, kipas

angin (lebih dari 7.5

kW), mesin torak,

peluncur, mesin

perkakas, mesin

percetakan

1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6

Variasi

beban

sedang

Konveyor (ember,

sekrup), pompa

torak, kompresor,

gilingan palu,

pengocok,

roos-blower, mesin tekstil,

mesin kayu

1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8

Variasi

beban

besar

Penghancur, gilingan

bola atau batang,

pengangkat, mesin

pabrik karet (rol,

kalender)

1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0

101

Lampiran 14. Sifat-sifat mekanis standar bahan logam

Kelompok

bahan

Lambang bahan Kekuatan tarik

b

(kg/mm

²

)

Kekerasan

(brinell ) (Hb)

Kekuatan lentur

a

(kg/mm

²

)

Besi cor

FC 15 15 140-160 7

FC 20 20 160-180 9

FC 25 25 180-240 13

Baja cor

SC 42 42 140 12

SC 46 46 160 19

SC 49 49 190 20

Baja karbon

S30C 48 137-197 -

S40C 62 179-255 -

S25C 45 123-183 21

S35C 52 149-207 26

S45C 58 167-229 30

Baja paduan

dengan

pengerasan kulit

S15CK 50 400 (dicelup

dingin dalam

minyak)

30

SNC 21 80 600 (dicelup

dingin dlm air)

35-40

SNC 22 100 40-55

Baja khrom

nikel

SNC 1 75 212-225 35-40

SNC 2 85 248-302 40-60

SNC 3 95 269-321 40-60

Perunggu 18 85 5

Logam delta 35-60 0 10-20

Perunggu fosfor

(coran)

19-30 80-100 5-7

Perunggu nikel

(coran)

64-50 180-260 20-30

Sumber : Sularso dan Suga (1987)

102 Lampiran 15. Detail mesin pengempa briket hasil modifikasi

103 Lampiran 15. (lanjutan)

104 Lampiran 15. (Lanjutan)

105 Lampiran 15. (Lamjutan)

106 Lampiran 15 (Lanjutan)

107 Lampiran 15. (Lanjutan)