BAB II TINJAUAN PUSTAKA

(1)

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kelapa Sawit

Kelapa sawit di Indonesia memiliki peranan yang sangat penting sebagai pembangunan perkebunan nasional. Tanaman kelapa sawit diindonesia mampu menciptakan kesempatan kerja yang berguna bagi kesejahteraan masyarakat dan kelapa sawit merupakan komoditas perkebunan yang memegang peranan penting bagi perekonomian Indonesia dan sebagai penyumbang devisa non-migas yang cukup besar.

Kelapa sawit pertama kali di perkenalkan di Indonesia oleh pemerintah kolonial belanda pada tahun 1848. Ketika itu ada empat jenis bibit kelapa sawit yang dibawa dari Mauritius dan Amsterdam lalu ditanam dikebun raya bogor.

Tanaman kelapa sawit mulai diusahakan dan dibudidayakan secara komersial pada tahun 1912 (Fauzi.,dkk,2004).

Gambar 2. 1 Pohon Kelapa Sawit

Sumber: https://ekonomi.kompas.com/read/2018/09/10/202042326/bisnis-

oleokimia-sinar-mas-fokus-garap-pasar-ekspor

(2)

2.2 Pelepah kelapa sawit

Pelepah kelapa sawit merupakan limbah dari perkebunan kelapa sawit yang biasanya akan menjadi sampah ketika dipanen. Pelepah kelapa sawit meliputi helai daun, setiap helainya mengandung lamina dan midrib, ruas tengah, petiol dan kelopak pelepah. Helai daun berukuran 55 cm hingga 65 cm dan mencakup dengan lebar 2,5 cm hingga 4 cm. Setiap pelepah mempunyai lebih kurang 100 pasang helai daun. Jumlah pelepah yang dihasilkan meningkat 30-40 batang ketika berumur 3-4 tahun (Imsya, 2014).

Gambar 2. 2 Pelepah Kelapa Sawit

Sumber: https://pixabay.com/id/photos/kelapa-sawit-tanaman-daun-sun-1615003/

Pelepah kelapa sawit merupakan limbah padatan yang saat ini banyak

dimanfaatkan, seperti dijadikan pakan alternatif bagi ternak ruminansia sebagai

pengganti rumput karena dilihat dari produksinya yang banyak.

(3)

2.3 Definisi pencacah pelapah kelapa sawit 2.3.1 Mesin pencacah kelapa sawit

Dalam kamus bahasa Indonesia Mesin adalah perkakas untuk menggerakkan atau membuat sesuatu yang dijalankan dengan roda, digerakkan oleh tenaga manusia atau penggerak manggunakan bahan bakar minyak atau tenaga alam (Kamus Bahasa Indonesia 2002:576), hal yang hampir sama juga dikemukan yaitu Mesin adalah alat yang mempunyai daya gerak atau tenaga baik dijalankan dengan motor penggerak maupun tenaga manusia (Salim.1991:458). Jadi dari definisi mesin yang dikemukakan oleh kedua sumber di atas, dapat kita definisikan mesin adalah suatu kendaraan atau alat yang mempunyai fungsi untuk membantu meringankan kerja manusia. Kata pencacah berasal dari kata pencacah yang artinya hancur, halus, dan cerai-berai (Daryanto.1994). Jika ditambahi dengan awalan peng- maka akan lebih mengarah pada sesuatu berupa alat untuk penghancur (pemotong) sesuatu.

Maka dapat disimpulkan bahwasanya definisi dari mesin pencacah pelepah kelapa sawit adalah suatu alat yang digunakan untuk mencacah atau menghancurkan pelepah kelapa sawit yang akan menghasikan berupa serpihan (potongan) yang bisa dimanfaatkan untuk pakan ternak sapi dan lain-lain

2.4 Jenis-jenis pisau pemotong mesin pencacah

 Jenis shredder

Cara kerjanya adalah dengan cara mencabik, kelemahan dari mesin shredder ini ia akan bekerja lambat namun kelebihannya ia sangat kuat dan memiliki tenaga yang sangat besar sebab menggunakan gearbox atau worm reducer speed. Bentuk pisaunya tidak seperti pada umumnya pipih dan panjang akan tetapi bulat, namun di sisi tertentu ada ganco yang berfungsi untuk mencabik.

2.5 Pisau pencacah

Mata pisau berfungsi untuk mencacah bahan organik seperti pelepah kelapa

sawit menjadi potongan-potongan kecil. Pencacahan yang baik harus menggunakan

mata pisau yang tajam. Hal ini dapat mempercepat pemotongan bahan dan

membutuhkan tenaga yang lebih besar. Rangkaian batang pembabatan (pisau)

(4)

terbuat dari baja tahan aus yang kokoh. Desain rangkaian pisau sengaja dibuat berjejer, tidak pararel agar cakupan gerakannya lebih luas dan daya babatnya lebih kuat.

2.5.1 Pisau tetap

Pisau tetap ini mempunyai dudukan tetap karena terikat pada kerangka atau body mesin pisau ini berfungsi sebagai landasan geser pelepah yang akan dipotong.

2.5.2 Pisau gerak

Pisau ini dihubungkan pada dudukan yang berputar sehingga pisau ini bergerak sesuai dengan putaran dudukan pisau proses pemotongan pelepah dilakukan oleh pisau tetap dan pisau gerak supaya terjadi proses pemotongan, maka gaya tangensial ini akan sangat berpengaruh dalam pengambilan bahan untuk pisau (Suastawa.2003).

Pengambilan bahan untuk pisau sangat menetukan berapa umur pisau dan proses produksi. Sebab apabila bahan yang digunakan tidak terlalu keras maka mengakibatkan pisau mudah haus dan rentan patah.

2.6 perhitungan perancangan pisau putar 2.6.1 jumlah pemotongan tiap detik

Jumlah pemotongan tiap detik adalah sama besarnya kapasita pengilingan dibagi menjadi perkalian antara berat spesifik plastik dengan besarnya potongan maksimum yang direncanakan atau dirumuskan sebagai berikut :

Jp = Kp/(Ws.pm) (pot/det)

Dimana: Kp = kapasitas penggilingan(kg/det) Ws = Berat spesifik pelepah(kg/m)

Pm = Besar hasil pemotongan maksimum (/pot)

2.6.2 jumlah pemotongan tiap satupuran (Jn)

Pada mesin pencacah ini mempunyai beberpa pisau tetap, dengan demikian jumlah pemotongan tiap satu putaran dapat

diketahui dengan

sebagai berikut:

Jn = Jg x Jt (pot/putran ) (2.1) Ket : Jg : jumlah pisau gerak yang direncaakan

Jt : jumlah pisau tetap yang direncanakan

(5)

2.6.3 kecepatan potong tiap detik (Vp)

Vp = π.Dl (mm/dt) (2.2) Ket : π = jumlah putaran (put/dt)

Dl = Diameter lintasan potong (mm)

2.6.4 Gaya yang digunakan untuk memotong pelepah (Fp)

Besar gaya yang digunakan untuk memotong pelepah adalah sama

besarnya tengangan

pelepah dikalikan dengan luas penampang pelepah yang dipotong Fp = σa.Ap (kg)

(Popov, hal 58)

Dimana = σa =tengangan geser pelepah (kg/m)

2.7 Perhitungan perancangan dudukan pisau putar 2.7.1 Putaran dudukan pisau putar (np)

Np=

𝑉𝑝 𝑥 60

𝜋 𝑥 𝐷𝑙

(rpm) (2.3)

Ket : Vp = kecepatan potongan

Dl =Diammeter lintasan potong (mm)

2.7.2 Tegangan geser dan tegangan Tarik yang diijinkan pada dudukan pisau Persamaan nya adalah σal=

^σt

𝑓𝑘

(Kg/m𝑚

²

) (2.4)

Ket :σal = tegangan geser bahan (kg/m𝑚

²

) Fk = Faktor keamanan

2.8 Pulley

Pully merupakan bagian terpenting dari mesin-mesin sehingga pully sangat

diperlukan dalam dunia teknik khususnya pada kontruksi permesinan dan proses

pembuatan pully harus mempertimbangkan kekuatan pully tersebut Pulley di

(6)

gunakan untuk memindahkan daya satu poros yang lain dengan alat bantu sabuk, karena perbandingan kecepatan dan diameter berbanding terbalik, maka pemilihan pulley harus dilakukan dengan teliti agar mendapatkan perbandingan kecepatan yang diinginkan, diameter luar digunakan untuk alur sabuk dan diameter dalam untuk penampang poros (Danang, 2014)

Gambar 2. 3 Pulley

(Sumber : https://www.z1motorsports.com)

 Bahan pulley

Empat bahan pulley yang sering digunakan antara lain:

1. Bahan besi cor/besi tuang

Besi cor/besi tuang adalah bahan yang pertama kali digunakan dalam pembuatan pulley mengingat bahan bahan ini dapat menerima atau dapat mentransmisikan daya yang besar sehingga banyak digunakan untuk mesin industri, mesin pertanian, mesin otomobik, dan lain-lain.

2. Bahan Pulley Aluminium

Bahan pulley dengan menggunakan aluminium banyak digunakan untuk peralatan atau perkakas dan mesin-mesin rumah tangga serta dijumpai pada pesawat elektronik

3. Bahan Pulley Plastik.

Pully dengan bahan plastik yang disebut telepon yang banyak digunakan dalam pesawat elektronika.

4. Bahan Pulley Mild Steel

(7)

Bahan pulely dengan mild steel banyak kita jumpai pada mesin-mesin industri dan otomobil.

Pada perencanaan mesin pencacah pelepah kelapa sawit ini pully yang digunakan yaitu pully yang terbuat dari bahan besi cor dan juga ditinjau dari segi aspek kekuatan yang disesuaikan pada poros serta selain harga yang ekonomis dan juga suku cadang yang mudah didapatkan dipasaran.

Jika putaran pully penggerak dan yang digerakkan berturut- turut adalah n

1

dan n

2

(rpm) dan diameter domin l masing-masing dp dan Dp (mm), serta perbandingan u dinyatakan dengan n

2

/n

1

atau dp/Dp. Karena sabuk V biasanya digunakan untuk menurunkan putaran, maka perbandingan yang umum dipakai ialah perbandingan reduksi I (i >1) dimana: (Sularso,1997):

 Fungsi Pulley

Pulley memiliki fungsi antara lain:

Mentransmisikan daya dari penggerak menuju komponen yang digerakkan, Mereduksi putaran,

Mempercepat putaran, Memperbesar torsi, Memperkecil torsi.

 Bentuk pulley dan tipe pulley

Pulley yang dapat digunakan untuk sabuk penggerak dapat di bagi dalam beberapa tipe yaitu :

1. Pulley datar

Bentuk pulley penampang datar (flat), pulley ini digunakan untuk transmisi sabuk datar. Pulley kebanyakan terbuat dari besi tuang, ada juga yang terbuat dari baja dan bentuk bervariasi.

2. Pulley datar

Pulley ini efektif dari pulley datar karena sabuknya sedikit menyudut sehingga untuk keadaan selip relatif kecil.

 Hubungan pulley dengan sabuk

Hubungan pulley dengan sabuk berfungsi sebagai alat bantu dari sabuk

dalam memutar poros penggerak ke poros penggerak lain, dimana sabuk

(8)

melilit pada pulley. Untuk pulley yang mempunyai alur V maka sabuk yang di pakai harus mempunyai sabuk V juga dengan bentuk trapezium.

 Rumus dan persamaan perhituangan pulley dan sabuk-V Belt

Pada umumnya pulley di pakai untuk menggerakan poros yang satu dengan poros lain dengan dibantu sabuk sebagai transmisi daya. Disamping itu pulley juga digunakan untuk mneruskan momen secara efektif dengan jarak maksimal, untuk menentukan diameter pulley yang akan digunakan harus sesuai dengan putaraan yang diinginkan. Pulley merupakan salah satu bagian dari mesin yang berfungsi untuk mentransmisikan daya dari motor untuk menggerakan alat tujuan, ukuran perbandingan pulley dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Antara pulley penggerak dan pulley yang digerakan, dihubungkan dengan sabuk V sebagai penyalur daya dari motor penggerak.

Tabel 2. 1 Diameter pulley Yang Diizinkan dan Dianjurkan (mm)

(Sumber: Sularso, 2002:165) a. Gaya pada pulley

Gaya pada pulley yang bekerja yaitu akibat tegangan dari sabuk dan berat pulley itu sendiri. Tegangan sisi tarik (F

e

) dpat dicari dengan rumus :

(Sularso, 2002:7) 𝐹𝑒 =

^{𝑃𝑜 𝑥 102}

𝑣

(2.9)

Dimana :

Po = Kapasitas Daya (kW)

V = Kecepatan keliling sabuk (m/s) b. Diameter luar pulley

Penampang A B C D E

Diameter minimum yang

diizinkan 65 115 175 300 450

Diameter minimum yang

dianjurkan 95 145 225 350 550

(9)

Untuk pulley penggerak (dk

1

) dapat di cari dengan rumus (Sularso, 2002:177)

Dk

p

= D

p

+ 2k

Untuk pulley yang digerakan (dk

2

) dapat dicari dengan dengan rumus (Sularso, 2002:177)

dk

p

= d

p

+ 2k Dimana :

D

p

= Diameter pulley penggerak (mm) d

p

= Diameter pulley yang digerakan (mm)

 Transmisi Tenaga

Transmisi adalah suatu alat untuk meneruskan tenaga dari poros satu ke poros yang lain dibantu dengan alat yang sesuai kebutuhan, misal alat itu rantai, sabuk gear dan lain lain (Adli,2017)

Pada alal mixer pasir silika ini akan menggunakan transmisi sabuk yang dihubungkan menggunakan puli.

a. Transmisi Sabuk Pulley

Sabuk adalah suatu elemen mesin fleksibel yang dapat diguakan dengan mudah untuk mentransmisikan torsi dan gerakan berputar dari suatu komponen ke beberapa komponen lainnya. Belt digunakan untuk memindahkan daya antara dua poros yang sejajar. Poros yang terpisah pada suatu jarak tertentu bergantung pada pemakaian jenis belt atau sabuk agar bisa bekerja secara lebih efisien.

Karakteristik sabuk sebagai berikut :

1. Sabuk bisa dipakai untuk jarak sumbu yang panjang.

2. Slip dan gerak sabuk yang lambat perbandingan sudut antara dua pros tidak konstan ataupun sama dengan perbandingan diameter puli.

3. Tidak memerlukan puli yang besar dan dapat memindahkan daya antara puli pada posisi tegak lurus dengan puli lainnya.

4. Sabuk datar khususnya sangat berguna untuk instalasi penggerak dalam kelompok aksi klos.

b. Sabuk V (V-Belt)

(10)

Sabuk V berbahan dasar dari kain dan benang atau katun rayon dan nilon yang di resapi oleh karet berpenampang trapesium. Digunakan inti sabuk untuk membawa tarikan yang sangat besar dengan tenunan tetoron atau semacamnya.

Bagian sabuk yang membelit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga pelebaran bagian dalamnya dan bertambah besar, begitu pula dengan gaya gesek yang bertambah karena pengaruh dari bentuk yang berbentuk baja sehingga akan menghasilkan daya transmisi yang besar pada tegangan yang relatif rendah.

Gambar 2. 4 Kontruksi V – Belt

(Sularso & Suga, 1997:194)

1. Terpal

2. Bagian Penarik 3. Karet Pembungkus 4. Bantal karet.

Kelebihan sabuk V dibandingkan dengan sabuk datar yaitu : a. Selip antara sabuk dan puli dapat diabaikan.

b. Memberikan umur mesin lebih lama.

c. Sabuk V mudah dipasang dan dibongkar.

d. Sabuk V juga dapat dioperasikan pada arah yang berlawanan.

e. Sabuk V tanpa sambungan dapt memperlancar putaran.

f. Sabuk V mempunyai kemampuan untuk menahan goncangan saat mesin dinyalakan.

Kelemahan sabuk V dibandingkan dengan sabuk datar yaitu : a. Sabuk V tidak seawet sabuk datar.

b. Konstruksi puli sabuk V lebih rumit dibandingkan dengan sabuk datar.

(11)

c. Tidak dapat digunakan untuk jarak poros yang panjang.

Gambar 2. 5 Diagram pemilihan sabuk V

(Sumber : Sularso dan Suga, 1991)

Supaya terdapat suatu gesekan yang cukup kuat antara sabuk dan pulleynya, sabuk dipasang sekencang-kencangnya pada pulley-pulleynya. Diagram pemilihan sabuk-V bisa dilihat pada gambar 2.8 dibawah ini.

Apabila putaran puli kecil (rpm) telah diketahui, barulah dapat menentukan sabuk-V yang termasuk kriteria manakah antara tipe A, B, C, D, atau E serta mengetahui berapa ukuran penampang dari sabuk-V itu sendiri yang akan digunakan pada perancangan yang akan dilakukan. Untuk mengetahui ukuran penampang sabuk- V. Untuk mengetahui penampung sabuk-V dapat dilihat pada gambar 2.6 yang menjelaskan masing – masing ukuran penampang sabuk –V

Gambar 2. 6 Ukuran penampang sabuk

(Sumber : Sularso dan Suga, 1991)

Sabuk V dibelitkan disekeliling alur pulley yang berbentuk V. Bagian sabuk

yang sedang membelit pada pulley ini mengalami lengkungan sehingga lebar

bagian dalamnya akan bertambah besar. Gaya gesekannya juga akan bertambah

(12)

karena pengaruh bentuk baja yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulan sabuk V dibandingkan dengan sabuk rata. (Sularso dan Suga, 1991)

 Rumus persamaan sabuk -V Belt

Pada mesin ini menggunakan sabuk-V sebagai penerus daya dari motor listrik ke poros dapat dihitung dengan rumus perhitungan :

 Perencanaan Sabuk V Pada perencanaan sabuk-V ini, besarnya daya yang ditransmisikan tergantung dari beberapa faktor :

 Kecepatan linier sabuk-V

Kecepatan linier sabuk-V dapat dihitung dengan rumus. (Sularso, 2002:166) v =

^{π 𝑥 𝑑}^1𝑛1

60 𝑥 1000

(2.9)

Dimana :

v = Kecepatan linier sabuk (m/s) d1 = diameter pulley penggerak (mm) n

1

= putaran poros motor (rpm)

 Panjang keliling sabuk: (Sularso, 2002:170) L = 2 C +

^𝜋

2

(𝑑p + 𝐷p) +

¹

4𝑐

(𝐷p + 𝑑p) Dimana :

L = Panjang keliling sabuk (mm) C = Jarak antara poros (mm)

dp = Diameter pulley yang digerakkan (mm) Dp = Diameter pulley penggerak (mm)

 Jarak antara sumbu poros pada motor penggerak (Sularso dan Suga, 1991)

C =

^{b + √b}

2− 8 (Dp− dp)² 8

Dimana :

C = Jarak sumbu poros yang sebenarnya antar poros motor listrik

dengan yang digerakan (mm)

(13)

D

p2

= Diameter pulley yang digerakkan (mm) d

p1

= Diameter pulley penggerak motor (mm) b = 2 . L − 3,14 (D

_p2

+ d

_p1

)

 Sudut kontak antar pulley dan sabuk-V

Besarnya sudut kontak antara pulley dan sabuk-V dapat di cari dengan menggunakan rumus: (Sularso, 2002:173)

𝜃 = 180

^𝑜

−

^{57(𝐷p +𝑑p)}

𝐶

Dimana :

𝜃 = Sudut kontyak (

^o

)

D

p

= Diameter pulley penggerak (mm) D

p

= Diameter pulley yang digerakkan (mm)

 Jumlah sabuk yang diperlukan: (Sularso, 2002:173) N =

^𝑃𝑑

𝑃𝑜 𝐾𝜃

Dimana :

N = Jumlah sabuk yang diperlukan P

d

= Daya rencamna (kW)

P

o

= Daya yang ditransmisikan oleh sabuk-V (kW)

 Perbandingan transmisi (Sularso, 2002:166)

𝑛1 𝑛1

=

^𝑑1

𝑑1

Dimana:

n

1

= Putaran poros pertama (rpm) n

1

= Putaran poros kedua (rpm) d

1

= Diameter pulley penggerak (mm) d

2

= Diameter pulley yang digerakan (mm)

2.9 Motor penggerak

Pada motor penggerak biasanya tenaga listrik yang diubah menjadi tenaga

mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik

(14)

menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnet. Yang biasanya digunakan sebagai penggerak peralatan, mesin-mesin dalam industri, pengangkutan dan lain- lain. Setiap mesin sesudah dirakit, porosnya menonjol melalui ujung penutup (lubang pelindung) pada sekurang-kurangnya satu sisi supaya dapat dilengkapi dengan sebuah pulley atau sebuah generator ke suatu mesin yang akan digerakan.

Bentuk motor listrik dapat dilihat pada gambar dibawah.

Gambar 2. 7 motor listrik

(Sumber: https://www.gridoto.com)

 Rumus Perhitungan

Daya motor listrik yang dibutuhkan pada perancangan mesin Mixer (Herlambang, 2016) P =

T . 2π . n

60