ANALISA KECEPATAN ALIR SEMEN PADA HORIZONTAL SCREW CONVEYOR DENGAN UKURAN 315 MM X 2155 MM DI PT. SEMEN PADANG
Satriadi
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hatta Jl. Gajah Mada No. 19 OloNanggalo Padang, Sumatera Barat 25143
Email :adhymp91@gmail.com Abstrak
Conveyor merupakan salah satu jenis alat pengangkut yang berfungsi untuk mengangkut material secara horizontal atau vertical dan digerakkan oleh motor penggerak atau gravitasi. Pada tulisan ini dibahas mengenai Screw Conveyor merupakan salah satu jenis alat transportasi yang sering digunakan dalam kegiatan pemidahan bahan, Screw conveyor digunakan karena memiliki beberapa kelebihan yang tidak dimiliki oleh jenis alat transportasi yang lain yaitu mudah dalam hal perencanaan, perbaikan, dimensi yang kecil, serta dapat mengeluarkan material pada titik yang dikehendaki. Pada perhitungan diperoleh kecepatan transfer material pada Horizontal Screw Conveyor 0,620 m/s pada diameter Screw Conveyor 315mm x 2155 mm.
Kata Kunci :Horizontal Screw Conveyor, Conveyor
1. Pendahuluan
Industri semen di Indonesia pada saat ini sedang mengalami pertumbuhan yangpesat. Kebutuhan semen di Indonesia diperkirakan mengalami kenaikan dari 35,2 juta ton pada 2009 menjadi 40 juta ton pada tahun 2010. Saat ini sebanyak 10 perusahaan beroperasi dalam memproduksi semen di Indonesia.
Perusahaan-perusahaan tersebut terdiri dari lima perusahaan yang termasuk kedalam kelompok Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yaitu
PT.Semen Gresik Tbk., PT. Semen Padang,PT. Semen Tonasa, PT. Semen
Baturaja,dan PT. Semen
Kupang.Kemudian tiga perusahaan swasta asing masing-masing PT. Indocement Tunggal Prakarsa Tbk., PT. Holcim Indonesia Tbk., dan PT. Semen Andalas Indonesia, serta ditambah dengan dua perusahaan swasta nasional murni masing-masing PT. Semen Bosowa Maros dan PT. Semen Batam. PT. Semen Padang sendiri pada tahun 2010 ini menargetkan produksi semen sebesar 6,1 juta ton atau naik 5% dari
produksi tahun 2009 sebanyak 5,8 juta ton.
Dalam memenuhi permintaan pasar yang terus meningkat, maka pihak manajemen PT. Semen Padang akan segera merealisasikan pembangunan pabrik baru Indarung VI yang akan dimulai pada tahun 2012 dengan kapasitas produksi 2,5 juta ton per tahun.Sejalan dengan peningkatan kapasitas produksi semen yang akan dilakukan PT. Semen Padang,dengan meningkatnya kapasitas produksi diperlukan suatu mekanisme yang baik dalam system transportasi produk ini.
2. TinjauanPustaka
Di dalam industri, bahan-bahan yang digunakan kadangkala merupakan bahan yang berat maupun berbahaya bagi manusia. Untuk itu diperlukan alat transportasi untuk mengangkut bahan-bahan tersebut mengingat keterbatasan kemampuan tenaga manusia baik itu berupa kapasitas bahan yang akan diangkut maupun keselamatan kerja dari karyawan.
Salah satujenisalatpengangkut yang seringdigunakanadalah Conveyor yang berfungsiuntukmengangkutbahan - bahanindustri yang berbentukpadat (Sumber: Siregar, 2004)..
Pemilihanalattransportasi (conveying equipment) material padatan antara lain tergantung pada (Sumber: Siregar, 2004).
1. Kapasitas material yang ditangani 2. Jarak perpindahan material
3. Kondisi pengangkutan : horizontal, vertical atau inklinasi
4. Ukuran (size), bentuk (shape) dansifat material (properties)
5. Harga peralatan tersebut.
a. Klasifikasi Conveyor
Secara umum jenis/type Konveyor yang sering digunakan dapat diklasifikasikan sebagai berikut (Sumber: Siregar, 2004).
1. Belt Conveyor 2. Chain Conveyor : a. Scraper Conveyor b. Apron Conveyor c. Bucket Conveyor d. Bucket Elevator 3. Screw Conveyor 4. Pneumatic Conveyor Screw Conveyor
Screw conveyor memiliki bebarapa keuntungan dibandingkan dengan alat transport lainnya, keuntungan dari screw conveyor antara lain (Sumber: Siregar, 2004):
1. Dapat memiliki banyak inlet (saluran masuk) dan outlet / discharge (saluran keluar). 2. Dapat mendistribusikan
material berupa serbuk atau debu.
3. Bahan blade (pisau) dapat terbuat dari carbon atau stainless steel sampai dengan hatelloy atau titanium tergantung dari jenis material yang didistribusikan.
Bentuk Blade Yang Digunakan Jenis Blade (pisau) ini digunakan untuk mendistribusikan material berupa butiran atau serbuk,hal tersebut dikarenakan bentuk dari blade (pisau) ini berbentuk ulir pada baut,sehingga material serbuk / butiran yang akan didistribusikan dapat terdistribusi secara menyeluruh (Sumber: CEMA Catalogue).
Gambar 1 Blade (pisau) screw conveyor jenis solid continuos(Sumber: CEMA
Catalogue).
Dasar Pemilihan Conveyor
Untuk melakukan pemilihan suatu tipe pesawat pengangkut diperlukan pengetahuaan tentang rancangan dan disesuaikan dengan kemampuan pengoperasiannya.
Dalam pemilihan pesawat pengangkut perlu diketehui sebagai berikut(Sumber: Gunaire, 2010) :
1. Jenis dari ukuran beban yang akan ditangani, misalnya beban padu (unit bulk) dan beban tumpahan (bulk load).
2. Kondisi perjam dari unit serta kontinius pemindahan
3. Kondisi lingkungan yang menentukan arah dan lintasan pesawat pengangkut.
4. Prinsip – prinsip ekonomis meliputi ongkospembuatan dan pemeliharaan. Berdasarkan keterangan diatas maka dipilih konveyor yang membantu material berupa. Beban tumpahan (bulk load) dengan berputarnya poros yang dililiti lempengan plat yang berfungsi sebagai pendorong yang berbentuk ulir (screw) sehingga material Nut dan Fiber dapat diangkut dan dipindahkan.
Komponen – komponen Screw Conveyor
Gambar 2 Komponen Screw Conveyor(Sumber: Wable, 2015). Keterangan :
A : Screw Conveyor (Poros dan Blade) B : Coupling
C : Bantalan dan Hanger D : Trough ends E : Rumah Screw Conveyor (trough) F : Flanges G : Discharge Spout H : Supporting Feet Komponen-komponenyang
mendukung konstruksi dan fungsi dari masing-masing komponen adalah(Sumber: Wable, 2015).
Screw Conveyor (Poros dan Blade) Poros adalah salah satu bagian yang terpenting dari sebuah screwconveyor , yang berfungsi untuk meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran .Blade berfungsiuntuk memindahkan atau mentransfer material semen.
Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban sehingga putaran atau gerakan bolak baliknya dapat berlangsung secara halus,aman dan panjang umur. Pada dasarnya bearing (bantalan) dan hanger memiliki fungsi yang sama, yang
membedaknnya adalah letak atau posisi, hanger biasanya diletakkan dengan posisi mengantung. Bantalan harus cukup kokoh untuk menahan poros serta elemen mesin lainnya agar bekerja dengan baik.
Koupling
Kopling dan poros
menghubungkan dan
mengirimkan motion untuk screw conveyor berikutnya.
Trough/Palung
Trough (U) atau Palung berfungsi sepenuhnya sebagai wadah atau rumah yang menyertakan bahan dan disampaikan dengan bagian-bagian yang berputar (screw conveyor).
Dasar Perhitungan Screw Conveyor Area Produksi Screw
Conveyor
Dalam menganalisa kapasitas produk,hal yang dilakukan yakni mengetahui area produksi dari alat tersebut, untuk mengetahui area produksi dari alat tersebut dapat
diketahui dengan persamaan berikut (Sumber: Madrid, U. C.). 𝑠 = λ𝜋𝐷² 4 (1) Dimana : s = Area Produksi (m²) λ = Loading Efisiensi (0,125-0,4) D = Diameter Screw (m)
Nilai λ dapat diketahui dengan cara menggunakan tabel klasifikasi material.
Tabel II-1. Klasifikasi Material (Sumber: Chakarborthy, 2014).
Kecepatan Transfer Material Screw Conveyor
Dalam menganalisa kecepatan transfer material dari Horizontal Screw Conveyor dengan persamaan berikut(Sumber: Chakarborthy, 2014).
𝑣 =𝑡.𝑛
60 (2)
Dimana :
Kondisi Material λ Material abrasive aliran lambat 0,125 Material abrasive menengah
aliran lambat 0,25
Material abrasive aliran bebas 0,32 Material Non-abrasive aliran
V = Kecepatan Transfer (m/s) t = Screw Pitch (m)
n = Kecepatan Putaran Screw (rpm)
Nilai n dapat diketahui dengan cara menggunakan table perbandingan antara diameter screw dengan kecepatan putaran screw.
Kapasitas Transfer Material Pada Screw Conveyor
Untuk menganalisa kecepatan transfer pada screw conveyor,maka dapat diketahui kapasitas transfer screw
conveyor dengan persamaan (Sumber:
Madrid, U. C.). 𝑄 = 3600. 𝑠. 𝑣. 𝛾. 𝑘 (3) Dimana : Q = Kapasistas Transfer (m³/h) 𝛾 = Kekentalan Material k = nilai inklasi v = KecepatanTransfer (m/s) s = Area Produksi (m²)
Tabel 3 Nilai Inklasi
Daya Penggerak Pada Screw Conveyor
Untuk menganalisa daya penggerak dari screw conveyor tersebut agar dapat mempersiapkan mortor listrik yang mampu untuk menggerakan screw
tersebut. Daya / power dari screw
conveyor dapat dihitung dengan
persamaan berikut(Sumber:
Chakarborthy, 2014). 𝑃 = 𝑄.𝐶ₒ (𝑙+ℎ) 367 + 𝑑.𝑙 20 (4) Dimana : P = Daya (kWatt) Cₒ = Koefisein Resistance Material 𝑙 = Panjang Screw Conveyor (m)
ℎ = Tinggi Screw Conveyor (m)
Nilai Cₒ, diketahui dengan
menggunakan table empiris material. Conveyor
ousing inclination
0° 5° 10° 15° 20°
Tabel 4. Empiris material(Sumber:
Chakarborthy, 2014).
Kapasitas Distribusi Material Screw Conveyor
Kapasitas distribusi material dari horizontal screw conveyor dengan dimensi 315 mm x 2155 mm dapat mendistribusikan dengan menggunakan persamaan (Sumber: Chakarborthy, 2014) :
Qideal=8760.Q (5)
Dimana :
Q ideal :Kapasitas maksimal
selama satu tahun penggunaan alat tanpa berhenti (m³/years)
Q :Kapasitas yang dihasilkan perjam (m³/hours)
3. METODOLOGI PENELITIAN a. Diagram Alir (Flow Chart)
Gambar 3 Diagram Alir Kecepatan Material
DasarPerhitungan Screw Conveyor
Area Produksi Screw Conveyor
(Persamaan 2.1)
Kecepatan Transfer Material
Screw Conveyor (Persamaan
2.2)
Kapasitas Transfer Material Pada
Screw Conveyor (Persamaan
2.3)
Mulai
Pengambilan Data Screw Conveyor
Analisa Gambar Screw Conveyor
Menghitung Luas Area Produksi
Menghitung Kecepatan Transfer Material Screw Conveyor
Menghitung Kapasitas Transfer Material Pada Screw Conveyor
Menghitung Daya Penggerak Pada Screw Conveyor
Kesimpulan
Selesai
Menghitung Kapasitas Distribusi Material Pada Screw Conveyor - Diameter Screw (m) - Tebal Screw (m)
- Panjang Screw Conveyor (m) - Tinggi Screw Conveyor (m)
Material Cₒ
Flour, Sawdust, Granular 1,2 Peat Fibre, Soda, Coal Dust 1,6 Anthracite, Coal, Rock Salt 2,5 Gypsum, Dry Clay, Fine Soil,
Daya Penggerak Pada Screw
Conveyor (Persamaan 2.4)
4. HasildanPembahasan
Hasil
Kecepatan alir distribusi material dapat didefenisikan sebagai kemampuan dalam mendistribusikan material,yang secara umum melibatkan alat bantu pendistribusi material seperti conveyor.Kecepatan alir distribusi material sangat mempengaruhi terhadap kapasitas
produksi dalam proses
pembuatan,karena kecepatan alir distribusi material membantu dalam proses pemindahan material yang diproduksi dari satu proses ke proses lainnya.
Kecepatan alir distribusi material sangat dipengaruhi oleh alat bantu pemindah / pendistribusi material,sehingga semakin banyak dan semakin baik alat bantu pendistribusi material yang digunakan maka semakin cepatnya proses produksi suatu produk. Dengan semakin cepatnya proses produksi yang dilakukan maka kapasitas produksi yang dihasilkan akan semakin besar.
Dalam perancangan alat bantu atau produk harus diperhitungkan
ketahanan dari
produk,dimensi,kapasitas alat / produk,proses produksi yang digunakan dan beberapa factor pendukung lainnya dalam pembuatan produk. Kapasitas alat / produk sangat mempengaruhi dimensi alat / produk tersebut,semakin besar kapasitas produk maka akan semakin besar dimensi dari produk tersebut dan semakin kecil kapsitas produk tersebut maka akan semakin kecil dimensi produk tersebut.
Dalam perencanaan kapasitas produksi alat / produk harus diperhitungkan kecepatan produksi yang diinginkan dalam pembuatan produk, hanya saja dalam hal ini hal tersebut dilakukan terbalik. Karena produk tersebut sudah diproduksi terlebih dan dilakukan perencanaan dalam proses pembuatannya. Sehingga hal yang akan dilakukan adalah menganalisa produk tersebut setelah dilakukan produksi selesai dilakukan. Dalam menganalisa produk, hala yang dapat dilakukan adalah menganalisa ketahanan
produk. ( Safety Factor ),kapasitas produk,lama pemakaian dan lain-lain.
Berdasarkan dari hasil perhitungan : 1. Area produksi screw conveyor
0,031 m
2. Kecepatan transfer material screw conveyor 0,620 m/s. 3. Kapasitas transfer material
pada screw conveyor 34,74 m³/hours.
4. Daya penggerak pada screw conveyor 0,94 kWatt
Pembahasan
Perbandingan variasi diameter screw conveyor (D) terhadap area produksi (s)
Grafik1 Grafik perbandingan variasi diameter screw conveyor (D)
terhadap area produksi (s)
Pada grafik di atas menunjukkan bahwa dengan variasi diameter screw (D) terhadap area produksi (s) ,didapat luas area produksi(s) terendah adalah0,007 m²pada diameter screw (D) 0,200 m sedangkan pada area produksi(s) tertinggi adalah 0,050 m² pada diameter screw (D) 0,500 m.
Perbandingan variasi diameter screw conveyor (D) terhadap kecepatan transfer (v)
Grafik2 Perbandingan variasi diameter screw conveyor (D) terhadap kecepatan transfer (v)
Pada grafik di atas menunjukkan bahwa dengan variasi diameter screw (D) terhadap kecepatan transfer(v) ,didapat kecepatan transfer (v) 0,050 0.031 0,013 0.007 0.000 0.050 0.100 0.000 0.200 0.400 0.600 Ar e a P ro d u ksi ( s) DIameter Screw (D)
Diameter Screw
(D) vs Area
Produksi (s)
0.792 0.633 0.620 0.500 0.000 0.500 1.000 0.000 0.200 0.400 0.600 K e ce p atan Tr an sf e r (v) Diameter Screw (D)Diameter Screw (D)
vs Kecepatan
Transfer (v)
terendah adalah0,500 m/s pada diameter screw (D) 0,200 m sedangkan pada kecepatan transfer (s) tertinggi adalah 0,792 m/spada diameter screw (D) 0,500 m.
Perbandingan variasi diameter screw conveyor (D) terhadap kapasitas transfer (Q)
Grafik 3 Perbandingan variasi diameter screw conveyor (D) terhadap kapasitas transfer (Q
Pada grafik di atas menunjukkan bahwa denganvariasi Diameter screw (D) terhadap kapasitas transfer (Q),didapat kapasitas transfer (Q) terendah adalah11,30 m³/hours pada diameter screw (D) 0,200 m sedangkan pada kapasitas
transfer (v) tertinggi adalah111,86 m³/hours pada diameter screw (D) 0,500 m.
Perbandingan variasi diameter screw conveyor (D) terhadap Daya (P)
Grafik 4 Perbandingan variasi diameter screw conveyor (D)
terhadap Daya (P)
Pada grafik di atas menunjukkan bahwa dengan variasi Diameter screw (D) terhadap Daya(P),didapat Daya(P) terendah adalah0,28 kWatt pada diameter screw (D) 0,200 m sedangkan pada Daya(P) tertinggi adalah1,22 kWatt pada diameter screw (D) 0,500 m.
5. Kesimpulan dan Saran 111,86 57,27 34,74 11,30 0.00 50.00 100.00 150.00 0.000 0.200 0.400 0.600 K ap asi tas Tr an sf e r ( Q) Diameter Screw (D)
Diameter Screw (D) vs
Kapasitas Transfer (Q)
1.22 0.94 0.49 0.28 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 0.000 0.200 0.400 0.600 D ay a (P) Diameter Screw (D)Diameter Screw (D) vs
Daya (P)
Kesimpulan
kesimpulan dari analisa kecepatan alir
screw conveyor dengan ukuran 315 mm
x 2155 mm:
1. Area produksi screw conveyor 0,031 m
2. Kecepatan transfer material screw conveyor 0,620 m/s.
3. Kapasitas transfer material pada screw conveyor 34,74 m³/hours.
4. Daya penggerak pada screw conveyor 0,94 kWatt
Saran
Setelah melakukan pengujian dari
screw conveyor penulis
menemukan rekomendasi dari alat tersebut yaitu dimensi alat dalam penelitian ini masih terlalu kecil terutama pada bagian ruang penyalur yang memiliki diameter 315 mm dan dimensi panjang 2155 mm. Oleh karena itu tujuan perlunya memperbesar dimensi screw conveyor ini.
DAFTAR PUSTAKA
1. Colijin , H. (1985). Mechanical Conveyors For Bulk Solids.
2. CEMA Catalogue (Conveyor
Equipment Manufacturing
Association).
3. Screw Conveyor Catalogue and
Engineering Manual by Continental
Conveyor and Machines Work
Ltd.Canada.
4. Wable, M. M. (2015). Design and Analysis of Screw Conveyor at Inlet
Ash/Dust Conditioner. 1-6.
5. Chakarborthy, S. (2014). Product Design of Semi Flexible Screw
Conveyor, 1-13.
6. Antonius.FA.Silaen. (2014).
Perencanaan Bunch Scrapper
Conveyor Dengan Kapasitas 5
Ton/Jam Untuk Mengangkut
Janjangan Kosong Dari Mesin
Perontok Ke Penampungan .
7. Siregar, S. F. (2004). Alat
Transportasi Benda Padat, 1-11.
8. Gunaire, P. (2010). Perencanaan Alat Penghancur Sampah
9. Patel, J. N. (2013). Productivity Improvement of Screw Conveyor by
Modified Design, 1-5.
10. Madrid, U. C. (n.d.). Screw
Conveyor. Retrieved from
