Perancangan Dan Pengujian Pengadukan CPO Pada Mixer Kristalizer

KARYA AKHIR

PERANCANGAN DAN PENGUJIAN PENGADUKAN CPO

PADA MIXER KRISTALIZER

MUHAMMAD ALWI HASIBUAN 035202015

UNTUK MEMENUHI PERSYARATAN MEMPEROLEH GELAR SARJANA SAINS TERAPAN (DIPLOMA IV)

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI

PROGRAM DIPLOMA - IV FAKULTAS TEKNIK

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan keselamatan

dan kesehatan. Shalawat beserta salam kita sampaikan kepada junjungan kita Nabi

Besar Muhammad SAW yang telah membawah kita dari alam jahiliyah kepada

alam yang berilmu pengetahuan. Sehingga penulis dapat menyelesaikan Karya

Akhir di PT. Pamina Adolina Unit Belawan Jl. Sulawesi II, Belawan dan

menyelesaikan laporan karya akhir ini dengan tepat waktu.

Laporan ini disusun berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan di PT.

Pamina Adolina Unit Belawan dan ditambah dengan teori yang berhubungan

dengan percobaan

Penulis juga tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak

yang bertanggung jawab, membantu, dan mendukung khususnya kepada :

1. Bapak Ir.H..Mulfi Hazwi , MSc. yang telah membimbing penulis dalam

menyelesaikan karya Akhir serta memberikan nasehat, saran, memberikan

sumbangan pikiran dan meluangkan waktunya dalam memberikan

bimbingan.

2. Bapak Alfian Hamsi Msc, selaku ketua Departemen Teknik Mesin

Universitas Sumatera Utara

3. Ibu Norma Pardede yang telah menbimbing penulis selama mengerjakan

Karya akhir di pengolahan minyak Goreng PT.Pamina Adolina Unit

Belawan.

4. Bapak Asron Siregar Yang telah mengijinkan Penulis melakukan Karya

5. Bapak Mulianto yang banyak membantu dalam moral maupun material

serta semangat

6. Bang Rizal yang telah banyak membantu dalam penyelesaian Karya

Akhir dan memberikan ide-ide inovatif yang sangat mendukung alat

Tangki Mixer Kristalizer ini

7. Bang Aprian supardi panggabean yang telah banyak membantu dalam

menyelesaikan laporan karya Akhir ini.

8. Yus Shella Anggriani yang telah memberi semangat dan dukungan buat

penulis

9. Orang tua dan Keluarga yang telah banyak menberikan semangat,

nasehat, doa, motivasi maupun dukungan moril dan material kepada

penulis.

10.Teman – teman Mahasiswa Jurusan Teknologi Mekanik Industri

Khususunya anak “2003”. Dani Ha, Putra Candika, Dani Marulitua, Didi

Dharwan, Koko Wiradinata, dan teman-teman lainnya.

Penulis menyadari bahwa laporan ini belumlah sempurna sehingga penulis

mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi kesempurnan

laporan ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan ini

dapat berguna dan bermanfaat.

Medan, September 2007

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

Kata Pengantar ………. i

Daftar Isi ……… iii

Daftar Gambar ………... vi

Daftar Tabel ………... vii

Daftar Literatur …..……….. viii

Daftar Notasi ………..……….. ix

BAB I PENDAHULUAN ……….. 1

1.1. Latar Belakang ………... 1

1.2. Batasan Masalah ……….. 3

1.3. Tujuan ……….. 3

1.4. Manfaat ……… 4

1.4.1. Bagi Mahasiswa……….. 4

1.4.2. Bagi Program Studi ………. 4

1.4.3. Bagi Perusahaan/ Instansi……… 4

1.5. Metodologi Pengumpulan Data ……… 5

BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN ………. 7

2.1. Mixer………. 7

2.1.1. Jenis –Jenis Mixer ………... 8

2.1.2. Aplikasi Mixer……….. 11

2.1.3. Daya Yang dibutuhkan untuk mixer……… 14

2.2. Motor Induksi ………. 22

2.2.1. Konstruksi Motor Induksi ………. 22

2.2.2. Prinsip Kerja Motor Induksi ………... 23

2.3. Poros ………. 25

2.3.1. Macam – Macam Poros ………. 25

2.3.2. Hal – Hal yang Penting Dalam Perencanaan Poros ….. 26

2.3.3. Poros dengan Beban Puntir……… 28

2.2.4. Pemilihan Bahan …..………. 30

2.2.5. Perencanaan Diameter Poros……….. 32

2.2.6. Poros dengan Beben Puntir dan Lentur ……….. 33

2.2.7. Pemeriksaan Kekuatan Poros ……… 34

2.4. Pasak ………. 35

2.4.1. Macam –Macam Pasak ……… 35

2.4.2. Hal – Hal Penting dan Tata cara Perencanaan Pasak …. 36 2.5 Baling – Baling/ Fan ………. 37

2.5.1. Jenis/ Tipe Baling – Baling ………... 38

BAB III PEROSEDUR PEMBUATAN ALAT MIXER KRISTALIZER 41 3.1. Prosedur Kerja Mixer Kristalizer ……… 41

3.2. Pengujian Pengadukan CPO Pada Mixer Kristalizer……….. 44

3.3. Perhitungan Kekuatan Bahan ………46

3.3.1. Perhitungan Dan Analisa Pada Motor Yang dirancang .. 48

3.3.2. Perhitungan Dan Analisa Daya Gesek dan Bantalan … 50 BAB IV SISTEM MAINTENANCE ……… 51

4.1. Sistem Maintenance Pada Motor Listrik ……… 51

4.2. Sistem Maintenance Pada V-Belt dan Puli ……… 52

4.4. Sistem Maintenance Pada Baling – Baling/ Kipas …………. 53

4.5. Sistem Maintenance Pada Bearing atau Bantalan …………. 54

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……… 55

5.1. Kesimpulan ……….. 55

5.2. Saran ……… 56

Daftar Pustaka ……… 57

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Tangki Mixer Kristalizer

Gambar 2.1 Mixer Kristalizer

Gambar 2.2 Jenis mixer untuk pengolahan air limbah

(a,b) Baling-baling mixer, (c) mixer turbin, (d) mixer statis satu

garis, (e) mixer turbin satu garis

Gambar 2.3. Pembersi Dinding (Scapper)

Gambar 2.4. Pipa Sirkulasi dan Jalur

Gambar 2.5. Distribusi Tegangan Lingkaran Motor

Gambar 2.6 Spline

Gambar 2.7. Macam-Macam Pasak

Gambar 2.8. Jenis/Type baling-baling

Gambar 3.1. Pipa Pemasukan CPO dan Pipa Pemasukan Detergen

Gambar 3.2 Pipa Pendingin

Gambar 3.3 Sistem Pemipaan Mixer Kristalizer

Gambar 3.4. Mixer Kristalizer

Gambar 3.5 Pandangan Atas Tangki Mixer Kristalizer

Gambar 3.6 Motor Listrik

Gambar 4.1 V-Belt dan puli

DAFTAR TABEL

Tabel 2-1 Nilai k untuk Keperluan Daya Pencampuran

Tabel 2-2 Jenis Gradien kecepatan dan nilai waktu sesaat untuk proses

Pengolahan air limbah

Tabel 2.3 Penggolongan baja secara umum

Tabel 2.4 Jenis-jenis faktor koreksi berdasarkan daya yang akan

ditransmisikan

DAFTAR LITERATUR

1. Literatur 1 : Metcalf & Eddy, Wastewater Engineering Treatment,

Disposal Reuse, edition, New york, MacGraw-Hill,

Inc,.1991. halaman 216, 215 rd

3

2. Literatur 2 : Sularso, Elemen Mesin 2, Jakarta Penerbit Erlanga, 1994.

halaman 4, 7, 8

DAFTAR NOTASI

1. P : Daya (Watt)

2. k : Konstanta Laminer/turbulen

3.  : Kekentalan Dinamik Dari Fluida (N. s/m ) 2

4.  : Kerapatan Dari Fluida (kg/m3)

5. D : Diameter Impeller (m)

6. n : Putaran (rpm)

7. NR : Bilangan Reynold

8. F : Gaya (N)

9. A : Diagonal Baling-baling (m)

10. V : Kecepatan (m/s)

11.  : Berat Jenis (kN/m ) 3

12. Q : Kapasitas Aliran (m /s) 3

13. patm : Tekanan atmosfer (kN/m ) 2

14. G : Gradien Kecepatan (1/s)

15. v : Volume (m ) 3

16. td : Waktu Sesaat (detik)

17. p : Jumlah Katub

18. f : Ferekuensi (Hz)

19. s : Slip

20. ns : Putaran Stator (rpm)

22. T : Torsi (Nm)

23.  : Tegangan geser (kgf/mm ) 2

24. b : Tegangan Patah (kgf/mm )

2

25.  a : Tegangan ijin (kgf/mm ) 2

26. h : Tinggi (m)

27. Sf : Faktor keamanan

28. fc : Faktor Koreksi

29. ds : Diameter Shaft/poros (m)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Minyak kelapa sawit diperoleh dari pengolahan buah kelapa sawit. Secara

garis besar buah kelapa sawit terdiri dari serabut buah (pericarp) dan inti (kernel).

Serabut buah kelapa sawit terdiri dari tiga lapis yaitu lapisan luar atau kulit buah yang

disebut pericarp, lapisan sebelah dalam disebut mesocarp atau pulp dan lapisan paling

dalam disebut endocarp. Inti kelapa sawit terdiri dari lapisan kulit biji (testa),

endosperm dan embrio.

Untuk menentukan apakah mutu minyak itu termasuk baik atau tidak

diperlukan standard mutu. Ada beberapa faktor yang menentukan standard mutu yaitu

kandungan air dan kotoran dalam minyak kandungan Asam lemak bebas (ALB),

warna dan bilangan peroksida. Faktor lain yang mempengaruhi standar mutu adalah

titik cair kandungan gliserida, refining loss, plastisitas dan supreadability, kejernihan

kandungan logam berat dan bilangan penyabunan.

Minyak goreng adalah kebutuhan pangan yang termasuk dari 9 bahan pokok.

Minyak goreng dapat diperoleh dari hewan (hewani) maupun tumbuhan (nabati).

Minyak merupakan sumber energi yang mengandung asam essential, seperti asam

linoleat dan asam arahibonat.

Pada proses pengolahan CPO menjadi Minyak Nabati banyak hal yang harus

dilakukan untuk mendapatkan hasil yang diinginkan, tetapi ada hal yang harus

yang merubah bentuk bahan mentah menjadi bahan pangan. Pada proses pengolahan

CPO juga terdapat Proses Pengkristalan yaitu kristalisasi. Kristalisasi ini digunakan

pada Tangki Mixer Kristalisasi. maka penulis mempunyai ide untuk merancang

Tangki Mixer Kristalizer yang sangat sederhana dengan prinsip yang sama.

Pada Tangki Mixer Kristalizer bertujuan untuk menjadikan fraksi stearin

mengkristal akibat dari penambahan larutan detergen (campuran NaLS 0,8 % dan

MgSO 2 % ) dan pendinginan pada suhu 20 C.Muatan Tangki Mixer Kristalizer

berkapasitas 35 Liter.

4

0

1.2. Batasan Masalah

Sesuai dengan Judul Karya Akhir yang telah diberikan yaitu studi tentang

Kerja Mixer kristalizer Pengadukan CPO di PT. Pamina Adolina Unit Belawan, maka

yang menjadi pembahasan utama dalam karya akhir adalah tentang Mixer pada

stasiun fraksionasi antara lain :

1. Kerja Mixer kristalizer Pada Umumnya, Khususnya dalam Pengadukan

CPO

2. Bagian – bagian Mixer kristalizer dan Fungsinya.

3. Pengoperasian Mixer kristalizer

1.3. Tujuan

Adapun Tujuan dibuat Karya Akhir ini antara lain :

1. Menyelesaikan masa perkuliahan Program Studi Diploma – IV Program Studi

Teknologi Mekanik Industri Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

2. Mengetahui Kerja dari Mixer kristalizer pengadukan CPO Pada Stasiun

Fraksionasi di PT. Pamina Adolina Unit Belawan Jl. Sulawesi II Belawan

3. Mengetahui Proses Pengolahan dan produksi CPO di PT. Pamina Adolina Unit

Belawan

4. Mengetahui bagian – bagian yang terdapat pada mixer di Stasiun Fraksionasi pada

Pengadukan CPO.

5. Mengetahui tentang cara perawatan dan perbaikan (maintenance) dari Mixer

kristalizer pada Stasiun Fraksionasi

6. Mengaplikasikan Ilmu yang didapat selama perkuliahan yang digunakan dalam

1.4. Manfaat

1.4.1. Bagi Mahasiswa/i

1. Sebagai media untuk mengenal atau memperoleh kesempatan untuk

melatih diri dalam melaksanakan berbagai jenis pekerjaan yang ada di

lapangan.

2. Sebagai bahan untuk mengenal berbagai aspek ilmu perusahaan baik

langsung maupun tidak langsung.

3. Memperoleh kesempatan untuk melatih keterampilan dalam melakukan

pekerjaan atau kegiatan lapangan.

1.4.2. Bagi Program Studi

1. Sebagai sarana untuk memperkenal Program Studi Diploma – IV

Program Studi Teknologi Mekanik Industri Fakultas Teknik Universitas

Sumatera Utara, pada lingkungan masyarakat dan perusahaan.

2. Sebagai sarana untuk memperoleh kerja sama antara pihak Fakultas

dengan perusahaan

3. Sebagai masukan dari penerapan disiplin ilmu dari kurikulum tersebut

apakah masih ada relevansinya dengan keadaan dilapangan

.

1.4.3 Bagi Perusahaan/ Instansi

1. Sebagai bahan bandingan atau usulan bagi perusahaan didalam usaha

2. Sebagai bahan untuk mengetahui eksistensi perusahaan dari sudut pandang

masyarakat khususnya mahasiswa/i yang melakukan Karya Akhir

3. Sebagai mitra perusahaan berupa teori ilmu pengetahuan yang berguna untuk

memperbaiki sistem kerja yang lebih baik

4. Sebagai sumbangan perusahaan didalam peranannya untuk memajukan

pembangunan dibidang pendidikan

1.5 Metodologi Pengumpulan Data

Dalam melaksanakan karya Akhir dilakukan kegiatan – kegiatan yang

meliputi :

1. Persiapan dan Orientasi

Mempersiapkan hal – hal yang perlu untuk kegiatan penelitian,

pengenalan perusahaan, membuat permohonan karya Akhir, membuat

proposal dan konsultasi pada dosen pembimbing

2. Studi Kepustakaan

Studi literature yaitu mempelajari buku-buku karangan ilmiah yang

berhubungan dengan masalah yang berkaitan tentang kegiatan pembuatan

Karya akhir terutama pada mixer kristalizer pengadukan CPO

3. Peninjauan Lapangan

Melihat langsung keadaan perusahaan, wawancara dengan pemimpin atau

staf perusahaan sehingga dapat diperoleh gambaran perusahaan, organisasi

4. Pengumpulan data

Pengumpulan data yang akan digunakan untuk penyusunan laporan Karya

Akhir dengan cara :

a. Pengamatan langsung terhadap objek.

b. Data yang menyangkut tentang perusahaan seperti sejara berdirinya,

lokasi perusahaan, struktur serta proses produksi

c. buku-buku manual Operasional pabrik

d. Wawancara dengan pihak mekanik dan ikut serta dalam pengerjaan

peralatan produksi yang rusak

5. Analisa dan Evaluasi data

Data yang diperoleh dianalisa dan dievaluasi bersama-sama dosen

pembimbing

6. Membuat Draft Laporan

Membuat penulisan Draft Karya Akhir sehubungan dengan data yang

diperoleh dari perusahaan

7. Asistensi

Melaporkan hasil penulisan Karya Akhir kepada dosen pembimbing untuk

melakukan bimbingan

8. Penulisan Laporan

Draft Karya Akhir yang telah disetujui oleh dosen pembimbing siap

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Mixer

Mixer merupakan elemen mesin yang utama dalam pembahasan Karya Akhir

ini. Pada Mixer yang digunakan ini terjadi operasi pencampuran CPO dengan

menggunakan pompa. Pengisian dimulai dari garis Level Switch Low (LSL) melalui

bagian dasar tangki sehingga mencapai garis Level Switch Medium (LSM) yaitu 80%.

setelah kondisi LSM tercapai, aliran CPO berhenti secara otomatis digantikan dengan

aliran detergen sampai mencapai batas Level Switch High (LSH) yaitu 20%. Detergen

yang digunakan dalam kristalizer terdiri dari 0,8% NaLS 0,2% dan 97,2% air,

kegiatan ini dilakukan secara terus menerus.

4 MgSO

Keterangan :

1. Pipa sirkulasi Pendingin

2. Dinding Luar Tangki Mixer Kristalizer

3. Dinding Dalam Tangki Mixer Kristalizer

4. Pembersih Dinding Tangki Kristalizer (Scapper)

5. Tali Belt

6. Puli

7. Gear box

8. Pipa Pemasukan CPO dan Detergen

9. Shaft/Poros

10. Bearing

Detergen ini berfungsi untuk mengikat fraksi stearin sedangkan

berfungsi sebagai surfactant agent sehingga kristal stearin yang terbentuk lebih baik.

Pengisian campuran CPO dan detergen ini bertujuan agar terbentuknya pengkristalan

yang baik.

4 MgSO

Fluida yang digunakan Pada Mixer Tangki Mixer Kristalizer ini iala CPO dan detergen (0,8% NaLS 0,2% dan 97,2% air). Kapasitas tangki mixer kristalizer

sebanyak 35 Liter terdiri dari 80% CPO atau 28 liter dan 20% Detergen atau 7 liter. 4

MgSO

2.11. Jenis-jenis Mixer

a. Mixer yang menggunakan Baling-baling

Proses Pencampuran air dengan cara ini biasanya terjadi karena adanya

umumnya, makin kencang aliran atau kecepatan alir tinggi maka akan

menghasilkan turbulensi yang tinggi pula, dengan demikian akan

kan pada aliran laminar dan turbulen, seperti terlihat dalam gambar

2.2.a

b.

ng

baik dibutuhkan waktu 10 – 30 menit seperti terlihat pada gambar 2.2.b.

c.

zat kimia yang biasanya untuk flokulasi seperti terlihat

pada gambar 2.2.d

memudahkan atau mengefisiensikan proses pencampuran tersebut.

Pada dasarnya, dari gaya inersia dan hukum kekentalan dikembangkan

persamaan matematik yang berhubungan dengan berapa besar daya yang

diguna

Mixer dengan baling-baling kincir

Mixer kincir biasanya bergerak secara lambat, karena cakupannya meliputi

seluruh permukaan air yang dicampurkan. Biasanya digunakan pada alat

flokulasi dan koagulan, seperti Aluminium, Ferite Sulfat dan lain-lain, yang

bercampur dengan Lumpur dan membentuk ikatan antara zat-zat semakin

banyak karena mengalami pencampuran, tetapi pengaruh tegangan geser

dari baling –baling akan dapat juga memecahkan flok-flok ke ukuran yang

lebih kecil, tetapi persentasenya kecil, dan untuk menghasilkan flok ya

Mixer Statis Satu Garis

Mixer statis memiliki karakteristik yang identik dengan kekurangan dari

elemen – lemen yang bergerak, contohnya mixer statis satu garis untuk

d Mixer Pneumatik/ Turbin

Pada mixer pneumatik ini, terletak didasar tangki dan biasanya digunakan

pada tangki flokulasi, dimana pada saat udara yang bercampur zat kimia diinjeksikan

dari dasar tangki, daya atau energi akan hilang dengan bersamaan saat gelem .

bung –

elembung udara naik keatas, seperti terlihat pada gambar 2.2.e

Gambar 2.2

er turbin, (d) mixer statis satu

aris, (e) mixer turbin satu garis

g

Jenis mixer untuk pengolahan air limbah

(a,b) Baling-baling mixer, (c) mix

2.1.2 Aplikasi Mixer

Mixer Kristalizer ini digunakan untuk mengaduk suatu campuran zat atau

substansi dengan substansi lainnya dengan menggunakan putaran motor melalui

impeller atau propeller, tetapi pada aplikasinya prinsip kerja mixer itu sendiri dapat

dibalikkan. Maksudnya mixer tersebut diam tetapi laju aliran yang mengaduk dengan

ndirinya.

Pen

ncamp

ian CPO dapat

dimasu

berfungsi

sebagai surfactant agent sehingga kristal stearin yang terbentuk lebih baik. se

a. campuran Zat dengan Aliran Deras

Pada pencampuran aliran deras ini, prinsip utamanya adalah untuk

mencampurkan secara merata satu substansi dengan substansi lainnya. pe uran

ini terjadi pencampuran antara CPO dengan detergen (0,8 % NaLS 0,2% MgSO₄dan

97,2% air) sebelum CPO dimasukkan kedalam mixer Kristalizer, CPO terlebih dahulu

di endapkan kedalam tangki intermediet yang bertujuan untuk mengendapkan kotoran

– kotoran yang terkandung dalam CPO berupa lumpur tanah. Kemud

kkan kedalam Mixer Kristalizer dengan menggunakan pompa.

Pengisian dimulai dari garis Level Switch Low (LSL) melalui bagian dasar

tangki sehingga mencapai garis Level Switch Medium (LSM) yaitu 80%. Setelah

kondisi LSM tercapai, aliran CPO berhenti secara otomatis digantikan dengan aliran

detergen sampai mencapai batas Level Switch High (LSH) yaitu 20 %. NaLS (natrium

laury sulfat) berfungsi untuk mengikat fraksi stearin sedangkan MgSO

4

Pengisian detergen ke kristalizer dilakukan dengan menggunakan pipa yang

penggunaan pipa agar sisa-sisa CPO didalam pipa dapat terbilas oleh detergen. NaLS

terlebih dahulu dilarutkan dalam tangki penyiapan NaLS sesuai dengan konsentrasi

yang diinginkan karena NaLS akan sukar melarut bila dicampurkan sekaligus

bersam

u

but dialirkan sebagian ke kristaliser dan sebagian lagi diinjeksikan ke

Knife M

l

nya dialirkan ke balance. Suhu air

pending

scrapper pada ujung lengannya.Pengadukan scapper ini bertujuan agar

CPO-Detergen

4. Pemerataan penyebaran kristal

a–sama dengan MgSO₄dan dapat menimbulkan gumpalan – gumpalan NaLS.

NaLS yang telah larut tersebut dialirkan ke tangki detergen dan ditambahkan

MgSO

4 sebanyak konsentrasi yang diinginkan. Detergen tersebut kem dian dialirkan

ke penukar panas untuk didinginkan sampai mencapai suhu 18 0C. Kemudian

detergen terse

ixer.

Pendinginan di kristalizer menggunakan air pendingin yang telah didinginkan

di chiller. Air pendingin tersebut dimu ai pada saat pengisian CPO ke tangki

kristalizer. Pada saat suhu mencapai 200C pendinginan dihentikan.Air pendingin

dialirkan dari bagian atas tangki menuju ke bawah pada jaket (mantel). Air pendingin

selanjutnya masuk ke floter tank dan disirkulasikan kembali. Sebagian dari air

pendingin diganti dengan air baru, sedangkan sisa

in keluar kristaliser pada range 20-250C.

Selama proses pendinginan ini campuran juga di aduk dengan pengaduk yang

dilengkapi

terbentuk:

1. Menghomogenkan campuran

2. Mencegah pembekuan CPO

Scapper pada ujung lengan pengaduk berfungsi untuk mencegah akumulasi

kristal stearin pada dinding tangki. Untuk mempercepat pencampuran CPO dengan

detergen di dalam kristelizer juga dilakukan sirkulasi bahan dari bagian bawah ke atas

dengan menggunakan pompa.

Gambar 2.3. Pembersi Dinding (Scapper)

b. Sirkulasi Pada CPO dan Detergen

Pensirkulasian Pada Tangki Mixer Kristalizer ini bertujuan agar tidak

terjadinya penggumpalan – penggumpan yang terlalu kental pada bawah dasar pada

saat terjadinya pengadukan CPO dan Detergen pada tangki kristalizer ini maka dari

itu perlu dilakukan pensirkulasian.

Sirkulasi CPO dan detergen ini dilakukan pada saat pengisian CPO dan

detergen bekerja, Pipa sirkulasi selalu terbuka pada saat pengisian CPO dan Detergen.

Pensirkulasian didorong oleh pompa menuju pipa pemasukan. dan pengosongan

pengadukan yang sudah mengkristal akibat pengosongan pada garis level switch Low

(LSL) maka disirkulasikan kembali kedalam pipa pemasukan. pemasukan CPO

sebanyak 80 % atau pada tangki kristalizer ini 28 Liter dan diteruskan pada detergen

sebanyak 20 % atau 7 liter. Pensirkulasian bekerja secara terus menerus hingga

terjadinya kembali pengosongan setelah terbentuknya pengkristalan

Gambar 2.4. Pipa Sirkulasi dan Jalur

Pemasukan CPO dan Detergen

2.1.3 Daya Yang Dibutuhkan Untuk Pencampuran

Daya yang dibutuhkan untuk pencampuran yang menggunakan mixer

propeller, dan turbin mixer, mixer statis, mixer pneumatik diganbarkan dalam

a. Daya Mixer yang Menggunakan Baling-baling

Proses pencampuran air dengan cara ini biasanya terjadi kerena adanya

aliran turbelensi air, dimana gaya inersia lebih mendominasi. pada umumnya,

makin kencang aliran atau kecepatan alir tinggi maka akan menghasilkan

turbulensi yang tinggi pula, dengan demikian akan memudahkan atau

mengefisienkan proses pencampuran tersebut.

Pada dasarnya, dari gaya inersia dan hukum kekentalan dikembangkan

persamaan matematik yang berhubungan dengan berapa besar daya yang

digunakan pada aliran laminar dan turbulen.

Laminar : pk..n .2 D3

……..(2-1)

Turbulen : p k..n3.D5

……..(2-2)

Dimana :

P = Daya yang digunakan (watt)

k = Konstanta laminar/turbulen untuk aliran

 = Kekentalan dinamik dari fluida (N. s/ m2)

 = Kerapatan dari fluida (kg/ m3)

D = Diameter impeller (m)

n = Putaran per detik (Rpm)

Nilai dari k ditentukan pada table 2-1. Untuk aliran turbulen, jika

saat dalam tangki, yang diperkirakan mengalami kehilangan daya sebesar 10%

dari diameter tangki pada saat menabrak dinding tangki dan baling-baling.

Tabel 2-1 Nilai k untuk Keperluan Daya Pencampuran

Impeler Laminar Turbulen

Baling-baling berbentuk

persegi, dengan 3 buah mata

41,0 0,32

Baling-baling bertingkat dua,

dengan 3buah mata

43,5 1,00

Turbin, dengan 6 buah

mata datar

71,0 6,30

Turbin, dengan 6 buah

mata melengkung

70,0 4,80

Turbin angina, dengan 6buah

mata

70,0 1,65

Turbin, dengan 6 buah mata

ujung panah

71,0 4,00

Kincir sejajar. dengan 6 buah

mata

36,5 1,70

Turbin, tertutup dengan 2

buah mata lengkung

97,5 1,08

Turbin tertutup dengan stator 172,5 1,12

Persamaan 2-1 diberikan jika angka Reynold lebih kecil dari 10, dan

persamaan 2-2 diberikan jika angka Reynold lebih besar dari 10,000.

Pemberian angka Reynold ditentukan dengan rumus :

 

D N

2 

…….(2-3) n

R

Dimana :

D = Diameter Impeler (m)

n = Rev/s atau Rpm

= Kerapatan dari fluida (kg/ m3)

= Kekentalan dinamik dari fluida (N. s/ m2)

Mixer dengan baling – baling kecil dan kecepatan tinggi baik untuk

penyebaran gas-gas dalam air pada pengolahan kimia. sedangkan mixer

dengan gerak lambat baik untuk mencampurkan antara dua fluida, sebagai

contoh adalah pencampuran CPO dengan detergen yang biasanya untuk

flokulasi atau pengikatan zat – zat kimia agar menggumpal dan terbentuknya

kristalisasi.

Pusaran air atau putaran dari massa cairan, harus dibatasi sesuai

dengan jenis baling-baling. karena pusaran air yang bertabrakan dengan

kecepatan baling-baling mixer akan mengurangi efektisitas dari mixer. Jadi

dapat diatasi dengan merancang impeller atau baling-baling dengan sudut

yang tidak terlalu vertikal, begitu juga dengan jarak antara baling-baling dan

b. Daya Mixer dengan Baling-baling Kincir

Mixer kincir biasanya bergerak secara lambat, Karena cakupannya

meliputi seluruh permukaan air yang dicampurkan. Biasanya digunakan pada

alat flokulasi dan koagulan, seperti Aluminium, ferite sulfat dan lain-lain,

yang bercampur dengan Lumpur membentuk ikatan antara zat-zat semakin

banyak karena mengalami pencampuran, tetapi pengaruh tegangan gesar dari

baling-baling akan dapat juga memecahkan flok-flok ke ukuran yang lebih

kecil, tetapi persentasenya kecil, dan untuk menghasilkan flok yang baik

dibutuhkan wakti 10-30 menit.

Adapun rumus yang biasa digunakan dalam mixer ini didasarkan dari

percobaan dengan mixer yang ukurannya disesuaikan:

…..(2-4)

CD = Koefisien dari gaya tarik antara cairan dan baling-baling

A = Diagonal dari baling –baling (m)

 = Rapat Massa fluida (kg/ m3)

P = Daya yang dibutuhkan (Watt)

c. Daya Mixer Statis Satu Garis

Mixer statis memiliki karakteristik yang identik dengan kekurangan dari

elemen-elemen yang bergerak, contohnya mixer statis satu garis untuk

mencampurkan zat-zat kimia yang biasanya untuk flokulasi. Adapun yang

dibutuhkan untuk mixer statis iini adalah seperti persamaan berikut ini.

P





.

Q.

h

Pada mixer pneumatik ini, terletak didasarkan tangki dan biasanya

digunakan pada tangki flokulasi, dimana pada saat udara yang bercampur zat

kimia diinjeksikan dari dasar tangki, daya atau energi akan hilang dengan

bersamaan saat gelembung – gelembung udara naik ke atas. adapun daya yang

terbuang dirumuskan sebagai berikut :

Va = Volome udara pada tekanan atmosfer (m ) 3

Pc = Tekanan udara pada saat akan pecah (kN/m ) 2

2.1.4. Kehilangan Energi Dalam Pencampuran

Tenaga yang masuk atau digunakan per unit volume dari cairan dapat

digunakan sebagai ukuran kasa dari efektifitas pencampuran. berdasarkan alasan

tersebutlah tenaga masukkan menghasilkan gerakan putaran yang besar, dan gerakan

putaran tersebiutlah yang menghasilkan pencampuran yang lebih baik.

Dalam mempelajari perkembangan dan efek dari gradient kecepatan (G)

dalam tangki penggumpalan dari bermacam-macam tipe dan perkembangan dari

persamaan-persamaan dapat digunakan untuk mengoperasikan sistem pencampuran.

V P G





……….(2-8)

Dimana :

G = Gradien Kecepatan (1/s)

P = Daya ( W)

 = Kerapatan Jenis (N. s/ m2)

V = Volume ( m3)

dalam persamaan 2-8, G merupakan Gradien kecepatan dari cairan, yang mana nilai G

mengalikan kedua sisi dari persamaan 2-8 dengan teori waktu sesaat td = V/Q

(terdapat pada table 2-2).

Tabel 2-2 Jenis Gradien kecepatan dan nilai waktu sesaat untuk proses pengolahan air limbah

Jarak dari nilai Proses

Waktu Sesaat Nilai G, s1 Pencampuran

Jenis operasi pencampuran dalam

pengolahan air limbah 5 – 20 s 250 – 1,500

Pencampuran cepat yang berhubungan dengan proses

filtrasi

<1 – 5 s 1,500 – 7,500

Flokulasi Jenis operasi yang menggunakan

air limbah 10 – 30 Menit 20 – 80

Flokulasi yang menggunakan

proses filtrasi 2 – 10 Menit 20 – 100

Flokulasi yang berhubungan langsung dengan media filtrasi

granula

2 – 5 Menit 30 – 150

2.2. Motor Induksi

Motor induksi banyak digunakan dalam industri baik skala besar maupun

skala kecil karena motor induksi mempunyai konstruksi yang sangat baik, harga yang

murah dan mudah dalam pengaturan kecepatannya. stabil ketika berbeban dan

mempunyai efisiensi yang tinggi. mesin induksi atau sinkron pada umumnya hanya

memiliki satu suplai tenaga yang mengeksitasi belitan stator. Belitan rotornya tidak

berhubungan langsung dengan sumber tenaga listrik, melainkan belitannya dieksitasi

oleh induksi dari perubahan medan magnetic yang disebabkan oleh arus pada belitan

stator.

2.2.1 Konstruksi Motor Induksi

Disebut motor induksi karena dalam hal penerimaan tegangan dan arus pada

rotor dilakukan dengan jalan induksi. jadi pada motor induksi, rotor tidak langsung

meneriama tegangan atau arus dari luar. Motor Induksi terdiri dari dua bagian penting

yaitu stator dan rotor. rotor dan stator merupakan rangkaian magnetik yang berbentuk

silinder dan simetris. Diantara rotor dan stator terdapat celah udara yang sempit.

a. Stator

Komponen stator adalah bagian terluar yang diam membawa arus satu phasa.

Stator terdiri dari tumpukan laminasi yang menjadi alur kumparan. tiap kumparan

tersebar dalam beberapa alur yang disebut belitan phasa dimana untuk tiga motor

phasa belitan terpisah secara listrik sebesar 120 . 0

Bila stator tersebut dicatu oleh tegangan tiga phasa yang setimbang, maka pada

kecepatan serempak yang besarnya direntukan oleh jumlah katup (p) dan frekuensi

stator (f) yang dirumuskan dalam persamaan (2-10)

p n_s

………..(2-10)

f

. 120 

Dimana :

ns = Putaran sinkron medan putaran stator (rpm)

f = Frekuensi (HZ)

p = Jumlah Katup

b. Rotor

Jenis rotor yang banyak digunakan pada motor induksi ialah rotor sangkar

tupai. Pada prinsipnya rotor sangkar tupai disusun dari batang-batang konduktor yang

kedua ujungnya disatukan oleh cincin yang dibuat dari bahan konduktor pula

sehingga bentuknya menyerupai sangkar tupai.

2.2.2 Prinsip Kerja Motor Induksi

Motor Induksi adalah peralatan pengubah energi elektromekanis, dimana terjadi

perubahan energi dari bentuk enrgi listrik ke bentuk mekanis. pengubahan energi ini

bergantung pada keberadaan fenomena alami magnetic dan medan listrik yang saling

berkaiatan pada satu sisi dan gaya mekanis dan gerak disisi lainnya. adapun prinsip

a. Apabila sumber tegangan 3 phasa dipasang pada kumparan, stator akan timbul

medan putaran dengan kecepatan ns yang besarnya ditunjukkan pada persamaan

2-10 yaitu :

p f n_s 120.

b. Medan putaran stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor.

Akibatnya pada kumparan rotor timbul tegangan induksi (GGL) sebesar E2 yang

besarnya yaitu : E2 4,44.f.N2.m ………(2-11)

Dimana :

E2 = Tegangan induksi pada rotor saat rotor dalam keadaan diam

N2 = Jumlah lilitan kumparan rotor

m = Fluksi maksimum

c. Karena batang konduktor merupakan rangkaian yang tertutup maka GGL akan

menghasilkan arus (I).

d. Adanya arus (I) didalam medan magnet akan menimbulkan gaya (f) pada rotor.

e. Bila kopel mula menghasilkan oleh gaya (f) cukup besar untuk memikul kopel

beban, rotor akan berputar searah medan putar stator.

f. GGl, induksi timbul karena terpotongnya batang konduktor (rotor) oleh medan

putar stator. artinya agar GGl induksi tersebut timbul, diperlukan adanya

perbedaan relatip antara kecepatan medan putar stator (ns) dengan kecepatan

berputar rotor (nr).

g. Perbedaan kecepatan antara nr dan ns disebut slip (s), dinyatakan dengan

h. Bila nr = ns, tegangan tidak akan terinduksi atau arus tidak akan mengalir pada

kumparan rotor, dengan demikian tidak akan dihasilkan kopel. kopel ditimbulkan

jika nr < ns

2.3. Poros

Poros merupakan salah satu bagian terpenting dalam setiap mesin yang

berfungsi untuk meneruskan daya dan putaran. Peranan utama yang penting dalam

sistem transmisi itu dipegang oleh poros.

Poros adalah suatu bagian stasioner yang berputar, biasanya berpenampang

bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti: kopling, roda gigi, pulley, roda gila,

engkol sproket, dll.

2.3.1 Macam-Macam Poros

Menurut pembebanannya poros diklasifikasikan menjadi:

a) Poros Transmisi

poros jenis ini mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur. daya

ditransmisikan kepada poros melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau soket

rantai dan lain-lain.

b) Poros Spindel

Poros transmisi yang relatif sangat pendek, seperti poros utama mesin

perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran disebut spindel. syarat yang

harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta

c) Poros Gandar

poros seperti yang terpasang diantara roda – roda kereta barang, dimana tidak

mendapat beban puntir, bahkan kadang – kadang tidak boleh berputar, disebut

gandar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika gerakan oleh

penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga.

2.3.2 Hal-hal Penting Dalam Perencanaan Poros

Hal-hal penting untuk merencanakan sebuah poros, perlu diperhatikan pada :

a. Kekuatan Poros

Suatu proses transmisi harus dapat menahan beban seperti: puntiran, lenturan,

tarikan dan takanan. selain itu poros juga mendapatkan beban tarik atau tekan

seperti poros baling-baling kapal atau turbin. Oleh karena itu, poros harus dibuat

dari bahan pilihan yang kuat dan tahan terhadap beban-beban tersebut.

b. Kekakuan Poros

Walaupun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tetapi jika lenturan atau

defleksi puntirnya terlalu besar, akan mengakibatkan terjadinya getaran dan

suara. Oleh karena itu,disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus

dipertimbangkan sesuai dengan jenis mesin yang dilayani.

c. Putaran Kritis

Suatu mesin bila putarannya dinaikkan,maka pada harga putaran tertentu akan

terjadi getaran yang sangat besar dan disebut putaran kritis. hal ini dapat terjadi

pada turbin, motor torak, motor listrik dan lain-lain. Putaran ini harus dihindari

d. Korosi

Bahan – bahan tahan korosi (termasuk plastik) harus dipilih untuk poros

propeleler dan pompa bila terjadi kontak dengan fluida yan g korosif. demikian

pula untuk poros-poros yang terancam kavitasi, untuk itulah harus dilakukan

perlingan terhadap korosi.

e. Bahan Poros

Poros transmisi biasa dibuat dari bahan yang ditarik dingin dan difinishing seperti

baja karbon yang dioksidasikan dengan ferra silikon dan di cor. Pengerjaan dingin

membuat poros menjadi keras dan kekuatannya menjadi besar.

Poros – poros yang dipakai untuk putaran tinggi dan beban berat

umumnya dibuat dari baja panduan dengan pengerasan kulit yang tahan terhadap

keausan. beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom nikel

molibden, baja krom, dll.

baja diklasifikasikan atas baja lunak, baja liat, baja agak keras, dan baja

keras. Baja liat dan baja agak keras banya dipilih untuk poros. kandungan

karbonnya adalah seperti tertera dalam tabel 2.3. Baja lunak tidak dinjurkan untuk

dipergunakan sebagai poros penting. baja agar keras jika diberi perlakuan panas

Tabel 2.3. Penggolongan baja secara umum

Golongan Kadar C (%)

Baja Lunak 0 – 0,15

Baja Liat 0,2 – 0,3

Baja agak keras 0,3 – 0,5

Baja keras 0,5 – 0,8

Baja sangat keras 0,8 – 1,2

Sumber : Elemen Mesin 2, Sularso, hal 4

Meskipun demikian, untuk perencanaan yang baik tidak dapat dianjurkan

untuk memilih baja atas dasar klasifikasi yang terlalu umum seperti diatas. sebaiknya

pemilihan dilakukan atas dasar standart yang ada

Nama dan lambang dari bahan-bahan menurut standart beberapa negara serta

persamaan dengan JIS (standart Jepang) untuk poros

2.3.3. Poros dengan beban puntir

Jika diketahui bahwa poros yang dirancang/direncanakan tidak mendapatkan

beban lenturan, tarikan, atau tekanan, maka kemungkinan adanya penambahan beban

tersebut perlu di perhitungkan dalam faktor keamanan yang diambil. hal-hal yang

perlu diperhatikan akan diuraikan sebagaoi berikut.

Pertama ambillah suatu kasus dimana daya P (kW) harus ditransmisikan dan

putaran poros n1 (rpm) diberikan jika P adalah daya rata-rata yang diperlukan maka

harus dibagi dengan efisiensi mekanis  dari sistem transmisi untuk mendapatkan

atau mungkin beban yang besar terus bekerja setelah start, dengan demikian faktor

koreksi diperlukan pada perencanaan,

jika P adalah daya nominal output motor penggerak, maka faktor keamanan

diperlukan daya perencanaan. jika faktor koreksi adalah fc maka daya rencana Pd (kW)

sebagai patokan adalah

Pd = fc. N “Literatur Sularso, Kiyokatsu Suga, hal 7”...(2-13)

di mana:

Pd = daya rencana (kW)

fc = faktor koreksi

N = daya nominal keluaran motor penggerak (kW).

Ada beberapa jenis faktor koreksi sesuai dengan daya yang akan

ditransmisikan adalah

Tabel 2.4 Jenis-jenis faktor koreksi berdasarkan daya yang akan ditransmisikan

Daya yang Akan Ditransmisikan fc

Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 - 2,0

Daya maksimum yang diperlukan 0,8 - 1,2

Daya normal 1,0 - 1,5

Jika daya diberikan dalam kuda (PS), maka harus dikalikan dengan 0,735 untuk

mendapatkan daya dalam kW.Apabila momen puntir (disebut juga momen rencana)

adalah T (Kg.mm) maka :

maka persamaan

Pd =

Bila momen rencana T (kg.mm) dibebankan pada suatu diameter poros ds (mm),

maka tegangan geser  (kg/mm ) yang terjadi adalah 2

2.3.4 Pemilihan Bahan

Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja karbon yang di-finish dingin

(disebut bahan S-C) yang dihasilkan dari Ingot yang di-Kill (baja yang

dideoksidasikan dengan ferrosilikon dan dicor, kadar karbon terjamin). Jenis-jenis

Tabel 2.5 Batang baja karbon yang difinis dingin (Standar JIS)

Kekerasan Lambang Perlakuan

Panas

Diameter

(mm)

Kekuatan Tarik

(kg/mm2) HRC (HRB) HB

Dilunakkan 20 atau kurang

21 – 80

20 atau kurang

21 – 80

Dilunakkan 20 atau kurang

21 – 80

20 atau kurang

21 – 80

Dilunakkan 20 atau kurang

21 – 80

20 atau kurang

21 – 80

sumber: Sularso, Kiyokatsu Suga, “Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin”

Selain itu faktor keamanan itu faktor keamanan untuk batas kelelahan puntir Sf1

dengan nilai 5,6 diambil untuk bahan SF dengan kekuatan yang dijamin, dan 6,0

untuk bahan S-C dengan pengaruh masa dengan baja paduan. Jika poros tersebut dan

pengaruh kekasaran permukaan juga diperhatikan yang dinyatakan sengan Sf2 yang

mempunyai nilai sebesar 1,3-3,0. (Literlatur Sularso, Kiyokatsu Suga, hal 8) maka

“Literatur Sularso, Kiyokatsu Suga, hal 7”...(2-18)

Sf1 = faktor keamanan yang bergantung pada jenis bahan, di mana untuk bahan S-C besarnya adalah 6,0.

Sf2 = faktor keamanan yang bergantung dari bentuk poros, di mana harganya berkisar antara 1,3 – 3,0.

2.3.5 Perencanaan Diameter Poros

Diameter poros dapat diperoleh dari rumus :

“Literatur Sularso, Kiyokatsu Suga, hal 8” ...(2-19) 3

Kt = faktor koreksi tumbukan, harganya berkisar antara

1,0 = Jika beban dikenakan secara halus

1,0 – 1,5 = Jika terjadi sedikit kejutan atau tumbukan

Cb = faktor koreksi untuk kemungkinan terjadinya beban lenturdengan harga 1,2 sampai 2,3 dalam perencanaan ini diambil 1,0 karena

diperkirakan tidak akan terjadi beban lentur

2.3.6 Poros Dengan Beban Puntir dan Lentur

Gambar 2.5. Distribusi Tegangan Lingkaran Motor

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 (



) karena momen puntir T dan

tegangan ( ) karena momen lentur. Untuk bahan yang liat seperti pada poros, dapat

dipakai teori tegangan geser maksimum yaitu:

2

4 2

2 max

 

Pada poros yang pejal dengan penampang bulat,  = 32 M/ds3, sehingga

2 2 3

max (5,1.ds). M T

 “Literatur Sularso, Kiyokatsu Suga, hal 7”...(2-21)

beban yang bekerja pada poros pada umumnya adalah beban berulang jika

poros tersebut mempunyai roda gigi untuk meneruskan daya besar maka kejutan berat

akan terjadi pada saat mulai atau sedang berputar.

2.3.7 Pemeriksaan Kekuatan Poros

Ukuran poros yang telah direncanakan harus diuji kekuatannya.Pengujian

dilakukan dengan memeriksa tegangan geser (akibat momen puntir) yang bekerja

pada poros. Apabila tegangan geser ini melampaui tegangan geser izin yang dapat

ditahan oleh bahan maka poros akan mengalami kegagalan.

Besar tegangan geser akibat momen puntir yang bekerja pada poros diperoleh

dari:

“Literatur Sularso, Kiyokatsu Suga, hal 22”

2.4. Pasak

Pasak adalah suatu elemen yang dipakai untuk menetapkan bagian-bagian

mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling dan lain-lain pada poros. momen

diteruskan dari poros kenaaf atau tari naaf ke poros.

Fungsi yang sama dengan pasak dapat dilakukan pula oleh spline dan gerigi

(Serration) yang mempunyai gigi luar pada poros dan gigi dalam dengan jumlah gigi

yang sama pada naaf dan saling terkait antara yang satu dengan yang lainnya,

(gambar 2.8) gigi pada spline adalah besar-besar, sedangkan pada gerigi adalah

kecil-kecil dengan jarak yang kecil-kecil pula. kedua-duanya dapat digeser secara aksial pada

waktu meneruskan

Gambar 2.6 Spline

2.4.1 Macam-macam Pasak

Pasak dapat digolongkan atas beberapa macam sebagai berikut yaitu : menurut

letaknya pada poros dapat dibedakan atas

a. Pasak Pelana,

b. Pasak rata,

c. Pasak benam

Dalam arah memanjang dapat berbentuk prismatis atau berbentuk tirus. Pasak

benam prismatis ada yang khusus dipakai sebagai pasak luncur. disamping macam

pasak diatas ada pula pasak terbereng dan pasak jarum .

Pasak luncur memungkinkan pergeseran aksial roda gigi, dan lain-lain pada

porosnya, seperti pada spline. yang paling umum dipakai adalah pasak benam yang

dapat meneruskan momen yang besar. Untuk momen dengan tumbukan, dapat dipakai

pasak singgung.

2.4.2. Hal-hal Penting dan Tata Cara Perencanaan Pasak

Pasak benam mempunyai bentuk penampang segi empat dimana terdapat

bentuk prismatis dan tirus yang kadang-kadang diberi kepala untuk memudahkan

pencabutannya. Pada pasak yang rata sisi sampingnya harus pas dengan alur pasak

tidak guyang dan rusak untuk pasak umumnyadipilih bahan yang memiliki kekuatan

Jika momen rencana dari poros adalah T(Kg.mm) dan diameter poros adalah ds

(mm), maka gaya tangensial F (Kg) Pada permukaan poros adalah :

) 2 / (d_s

T

F  ...(2-22)

Perlu diperhatikan bahwa lebar pasak sebaiknya antara 25-35% dari diameter

poros, dan panjang pasak jangan terlalu panjang dibandingkan dengan diameter poros.

Karena lebar dan tinggi pasak sudah disatndartkan, maka beban yang ditimbulkan

oleh gaya F yang besar hendaknya datasi dengan penyesuaian panjang pasak. Namun

demikian, panjang yang terlalu panjang tidak dapat menahan tekanan yang merata

pada permukaannya. jika terdapat pembatasan pada ukuran naaf atau poros, dapat

dipakai ukuran yang tidak standart atau diameter poros perlu dikoreksi.

2.5 Baling-baling/ Fan

Alasan yang mendasar dalam menentukan jenis baling-baling yang digunakan

dalam proses pengadukan harus memenuhi faktor-faktor seperti berat jenis fluida,

kecepatan jenis fluida, viskositas fluida, dan kecepatan putaran. karena jika berbeda

berat jenis ( ) kerapatan jenis fluida (), viskositas fluida (), dan kecepatan

putaran. maka berbeda pula jenis-jenis baling-baling yang kita pergunakan.

Dimana baling-baling tersebut harus dapat menghasilkan turbulensi atau

putaran air dalam tangki olahan yang baik untuk proses pencampuran dengan bantuan

elekro motor daya yang ditransmisikan kebaling-baling adalah hasil pengurangan

daya input elektro motor dikurangi dengan faktor kehilangan energi dalam tangki

yang terjadi pada as/ shatf pada spindel. Tetapi sumber tegangan dari baling-baling

sebab baling-baling merupakan elemen beban terhadap elektro motor, spindel,

as/shatf.

2.5.1 Jenis/ Tipe Baling-baling

Dalam menentukan jenis baling -baling yang digunakan dipengaruhi oleh

faktor-faktor seperti berat jenis ( ) kerapatan jenis fluida (), viskositas fluida ()

dan kecepatan putaran (rpm). beberapa jenis baling-baling yang biasa digunakan

dalam proses pencampuran ialah :

a. Plat Blade (Baling-baling bilah datar)

Biasanya digunakan dengan kecepatan putaran berkisar antara 600-900 rpm, dan

diletakkan tidak terlalu dekat dengan kedasar tangki olahan, yang terdapat pada

gambar 2.5.a.

b. Disk Flak Blade (Baling – baling cakram dengan bilah datar)

digunakan untuk keperluan laboratorium karena pencampurannya merata dengan

menggunakan kecepatan perputaran yang tinggi, begitu juga dengan kebutuhan

daya perputarannya, seperti terdapat pada gambar 2.5.b

c. Pitchen Vane (Baling – baling Radial)

Merupakan jenis adatasasi dari baling-baling jenis cakram. jenis ini menggunakan

jenis bilah yang vertikal. biasanya sangat ekonomis untuk kecepatan tinggi tanpa

memerlukan daya yang besar. seperti terdapat pada gambar 2.5.c

d. Curved Blade (Baling – baling lengkung)

biasanya disebut dengan back swept, karena jika berputar baling-baling jenis ini

jenis biasa digunakan untuk mengurangi tegangan geser dari baling-baling. seperti

terdapat pada gambar 2.5.d

e. Titled Blade (Baling-baling Bilah Datar Miring)

Baling-baling jenis ini sama dengan baling-baling bilah datar atau plat blade,

tetapi jenis ini didesain agar terpasang miring terhadap tangki olahan. seperti

terdapat pada gambar 2.5.e

f. Shrouded Blade ( Baling – baling Bilah Vertikal Horizontal)

Baling-baling jenis ini merupakan kombinasi antara bilah datar/ vertikal dengan

bilah horizontal (seperti terdapat pada baling-baling jenis radial). biasanya

diletakkan hampir dekat kepermukaan fluida untuk menghasilkan pusingan air

yang berguan untuk pencampuran. seperti terdapat pada gambar 2.5.f

g. Pitched Blade ( Baling – baling Pilin)

Memiliki karakteristik radial dan aksial. biasanya diletakkan hampir kedasar

tangki olahan dengan sudut standart pilinan 45 . Jenis ini juga biasa dikenal

dengan tipe fan. seperti terdapat pada gambar 2.5.g 0

h. Pitched Curved Blade (Baling-baling Pilin Lengkung)

Jenis ini merupakan kombinasi antara baling-baling pilin dengan baling-baling

lengkung. biasanya digunakan untuk aplikasi khusus, karena memerlukan biaya

yang besar dan konstruksinya yang rumit. seperti terdapat pada gambar 2.5. h

i. Arrowhead Blade (Baling –baling Searca)

Pada baling-baling jenis ini arah putaran biasanya disesuaikan dengan kebutuhan

pada waktu pencampuran. karen jenios ini biasanya diletakkan pada fluida yang

BAB III

PROSEDUR PEMBUATAN ALAT MIXER KRISTALIZER

3.1. Prosedur Kerja Mixer Kristalizer

Prosedur kerja Mixer Kristalizer dimulai dari proses pengisian CPO. Pengisian

CPO ini dilakukan melalui pipa Pemasukan CPO dengan menggunaan Pompa.

Keadaan Tangki Mixer kristalizer ini dalam keadaan proses pengadukan atau mesin

dalam keadaan hidup, pada tahap pengisian dimulai dari bagian dasar tangki

pengadukan hingga mencapai garis Level Switch Medium (LSM) yaitu 80% CPO atau

28 liter CPO, selanjutnya diteruskan dengan pengisian detergen hingga mencapai

batas level Switch High (LSH) dengan melalui pipa pengisian detergen, dengan jalur

pipa yang sama digunakan dengan pemasukan CPO.

Gambar 3.1. Pipa Pemasukan CPO dan

Tangki Mixer Kristalizer ini juga dilengkapi dengan proses pendinginan

terhadap CPO dan detergen selama pengadukan berlangsung karena proses

pengkristalan yang baik terjadi pada temperatur 18-20º C. pendinginan ini di

dinginkan didalam tangki chiller, air pendingin dialirkan dari bagian atas tangki

menuju ke dasar bawah tangki dan disirkulasikan kembali kedalam chiller. Selama

proses pendinginan ini, campuran juga diaduk dengan pengaduk yang dilengkapi

scapper pada ujung lengannya, Pengadukan ini bertujuan agar :

1. Menghomogenkan campuran CPO-detergen

2. Mencengah pembekuan CPO

3. Pemerataan suhu disetiap titik

4. Pemerataan penyebaran kristal

Gambar 3.2 Pipa Pendingin

Pada saat pemasukan CPO dan detergen, secara otomatis sirkulasi sudah

dialirkan kembali ke dalam pengadukan CPO dan Detergen. dengan melalui pipa

Gambar 3.3 Sistem Pemipaan Mixer Kristalizer

Pengosongan CPO dan Detergen ini dilakukan Pada saat terbentuknya

pengkristalan dan suhu mencapai 20 ºC. Pengosongan dialiri melalui pipa

3.2 Pengujian Pengadukan CPO Pada Mixer Kristalizer

Dalam Pengujian pengadukan CPO pada Alat Mixer Kristalizer bertujuan

untuk menjadikan fraksi stearin mengkristal akibat dari penambahan larutan detergen

(Campuran NaLS 0,8 % 0,2% dan 97,2% air) dan Pendinginan Pada suhu

20ºC.

4 MgSO

Sebelum melakukan pengujian pada Mixer Kristalizer, penulis perlu menyiapkan

Bahan bahan yang digunakan, yaitu:

1. Menyediakan CPO kurang lebih 28 Kg untuk pemasukan CPO Pada Mixer

Kristalizer

2. Menyediakan Detergen 7 Kg (NaLS 0,8 % 0,2% dan 97,2% air) Untuk

pemasukan detergen pada Mixer Kristalizer

4 MgSO

3. Mempersiapkan Alat Mixer Kristalizer

4. Mempersiapkan data yang sheet.

Adapun Alat alat yang digunakan untuk pengujian ini, antara lain :

1. Alat Penimbang

Alat Penimbang dengan kapasitas kurang lebih 50 kg. Alat ini digunakan untuk

menimbang CPO dan Detergen yang diperlukan pada saat pemasukan CPO.

2. Stopwatch

Stopwatch digunakan untuk mencatat waktu yang dibutuhkan pada saat

pemasukan CPO dan pemasukan Detergen.

3. Drum/Jerigen

4. Mixer Kristalizer

Pandangan Atas Ruang Pengadukan

Pandangan Depan Pandangan Samping

Gambar 3.4. Mixer Kristalizer

Data hasil pengujian pengadukan CPO ini ialah lama pemasukan CPO 28

Liter dalam penuangan kedalam Mixer Kristalizer ± 2 menit, 11 Detik dan lama

penuangan detergen ± 48 Detik,. Lama terbentuknya pengkristalan yang terjadi pada

pengadukan CPO dan Detergen ± 23 menit, 48 detik, lama pengosongan ± 2 menit.

pada pengujian alat mixer Kristalizer ini sebaiknya menggunakan Pendinginan Pada

saat berlangsungnya pengadukan. dari hasil Pengujian CPO dan detergen ini maka

3.3 Perhitungan Kekuatan Bahan

Gambar 3.4 Tangki mixer kristalizer

Diketahui :

faktor Koreksi ( f_c) didapat dari tabel 2.4 sebesar 1,8

8

K (Untuk beban tumbukan)

6  b

Perhitungan Diameter Poros

Diameter minimum Puli

dmin = 60 mm

Kecepatan Sabuk

)

3.3.1 Perhitungan dan Analisa pada motor yang dirancang

a. Putaran Pada Stator

c. Daya Masuk (Pin), daya Keluar (Pout) dan Efisiensi ()

Efisiensi ()

3.3.2 Perhitungan dan Analisa Daya Gesek Bantalan

BAB IV

SISTEM MAINTENANCE

Mixer Kristalizer ini digunakan dengan tujuan untuk menjadikan fraksi stearin

mengkristal akibat dari penambahan larutan detergen (0,8 % NaLS 0,2% dan

97,2% air). Untuk meningkatkan kinerja kerja pada alat ini perlu dilakukan

pemeliharaan serta perawatan – perawatan untuk menunjang kelancaran kerja dan

meningkatkan kualitas mutu produk yang dihasilkan. Sistem Maintenance ini

dilakukan agar terciptanya pengontrolan yang rutin dan sesuai dengan perincian

perkiraan alat – alat apa saja yang rusak dan alat apa saja yang harus diperbaiki

(diganti). Adapun sistem maintenance yang dilakukan pada Mixer Kristalizer ini ialas

sebagai berikut :

4 MgSO

4.1 Sistem Maintenance pada motor listrik

Pada peralatan yang sebenarnya, menggunakan motor 125 Watt, dan 2850

rpm. Adapun perawatan yang dilakukan berdasarkan hasil survey adalah sebagai

berikut :

a. Pendinginan motor menggunakan kipas untuk pembuangan panas yang

dihasilkan oleh energi listrik yang digunakan terhadap kawat kumparan agar

tidak terjadi hubungan singkat atau short sirkuit sehingga motor tidak terbakar

atau rusak.

c. Mengecek 1 bulan sekali bagian – bagian kawat kumparan dan kabel-kabel

penghubung yang terdapat didalam motor.

d. Menjaga agar putaran untuk pemisahan tetap konstan agar motor tidak

berbeban lebih yang dapat mengakibatkan motor rusak atau terbakar.

4.2 Sistem Maintenance Pada V-Belt dan puli Adapun sistem perawatan yang dilakukan adalah :

a. Melakukan Pengecekan 2 minggu sekali untuk melihat kekenduran V-belt.

b. Melakukan pengecekan vibrasi dengan alat ukur vibrasi

c. Pengecekan puli agar tidak terjadi clearence yang besar akibat momen

tumbuk.

d. Melakukan pengecekan baut yang terdapat pada puli.

4.3 Sistem Maintenance as atau poros

Adapun sistem perawatan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

a. Mengecek tingkat getaran yang terjadi.

b. Mengecek tingkat kelurusan shaft akibat melawan torsi putaran pada saat

mengaduk beban atau air kapur.

c. Memeriksa apakah ada retakan kecil yang terjadi akibat melawan torsi yang

berbeban, bila ada keretakan maka harus segera diganti.

4.4. Sistem Maintenance Pada Baling-baling Kipas

Sistem Maintenance Pada Baling-baling Kipas dapat dilakukan sebagai

berikut:

a. Melakukan pemeriksaan korosi terhadap kipas apakah berkarat, patah

(retak)

b. Memeriksa Kondisi baut – baut ikatan apakah masih layak atau tidak

terutama pada ulir baut, setiap 4 tahun sekali sebaiknya diganti dan

tergantung dengan kekuatan bahn yang dipakai oleh baut.

4.5 Sistem Maintenance Pada Bearing atau bantalan

Pada bearing atau bantalan perawatan yang dilakukan ialah :

a. Memeriksa kelayakan gerakan putaran bearing apakah masih layak

digunakan atau tidak setiap 2 bulan sekali

b. Melakukan pemeriksaan kelayakan bearing apakah masih bisa digunakan

atau tidak setiap 2 bulan sekali

c. Memeriksa getaran atau vibrasi yang timbul

d. Dipispot dengan menggunakan minyak gemuk atau greese untuk

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan survey, pengumpulan data dilapangan khususnya di PT Pamina

Adolina Unit Belawan dan dari pengujian alat Mixer Kristalizer ini dapat disimpulkan

bahwa :

1. Proses pencampuran CPO sebanyak 28 Liter dan Detergen 7 Liter. dengan

kapasitas tangki pengadukan 35 Liter

2. Motor Listrik yang digunakan mempunyai:

Putaran (n1) = 2850 rpm

Daya (P) = 125 Watt

Putaran Pada As (n2) = 10 – 7 rpm

3. Detergen Yang digunakan NaLS 0,8 % MgSO₄0,2% dan 97,2% air.

NaLS (Natrium Laury Sulfat) berfungsi untuk mengikat fraksi stearin sedangkan

berfungsi untuk surfactant agent sehingga kristal stearin yang terbentuk

lebih baik. 4 MgSO

3. NaLS dilarutkan terlebih dahulu, bila dicampur sekaligus bersama-sama dengan

maka akan sukar larut dan dapat menimnbulkan gumlan gumpalan NaLS 4

MgSO

4. Pengadukan dilakukan dengan dengan pengaduk yang dilengkapi scapper pada

ujung lengannya, Pengadukan ini bertujuan agar :

a. Menghomogenkan campuran CPO-detergen

c. Pemerataan suhu disetiap titik

d. Pemerataan penyebaran kristal

5. Pencampuran CPO dan Detergen bertujuan untuk terbentuknya fraksi stearin

mengkristal.

5.2. Saran

a. Penulis Menyadari bahwa masih banyak kekurangan alat Mixer Kristalizer ini

maka dari itu penulis menyarankan kepada teman-teman dan adik – adik untuk

menyempurnakan alat ini seperti pada pendinginan pada pengadukan yaitu

adanya tangki pendingin (Chiller) dan sistem pemompaannya.

b. Menjalankan Perawatan (maintenance) yang sudah sesuai dengan ketentuannya

DAFTAR PUSTAKA

Metcalf and Eddy, Wastewater Engineering treatment Disposal Reuse, 3rd edition,

New york, MacGraw-Hill, Inc. 1991

Sularso, Elemen Mesin2, Jakarta, Penerbit Erlangga,1994

http://id.wikipedia.org/wiki/Gaya_sentrifugal

Zuhal, Dasar Tenaga Listrik, Bandung. Penerbit ITB, 1991

Pandangan Depan Pandangan Samping Pandangan Samping

Gearbox Poros dan Bearing Motor Listrik

Pipa Pemasukan Body Tangki Pipa detergen dan

Pandangan Atas

Pipa Sirkulasi Dan detergen Pandangan Depan

Pulli dan V – belt