BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Proses Pengolahan Kelapa Sawit 2.1.1 Stasiun Penerimaan
Hal ini sangat sederhana, sebagian besar jenis jembatan timbang sekarang menggunakan sel-sel beban, dimana tekanan beban menyebabkan variasi pada sistem listrik yang diukur. Pabrik Kelapa Sawit sekarang ini pada umumnya sudah menggunakan jembatan timbang yang terintegrasi langsung dengan sistem komputer. Prinsip kerja dari jembatan timbang yaitu truk yang melewati jembatan timbang berhenti 5 menit, kemudian dicatat berat truk awal sebelum TBS dibongkar dan sortir, kemudian setelah dibongkar truk kembali ditimbang, selisih berat awal dan akhir adalah berat TBS yang diterima dipabrik. TBS yang telah ditimbang kemudian diterima oleh bagian Loading ramp, untuk dilakukan penyortiran.Hal ini dilakukan untuk memisahkan antara TBS yang layak diolah atau tidak. (Siahaan.2003)
2.1.2 Stasiun Perebusan
Setelah disortir, TBS yang layak olah lalu dimasukkan ke dalam lori rebusan yang terbuat dari plat besi / baja berlubang-lubang (cage) dan langsung dimasukkan ke dalam Sterilizer yaitu bejana perebusan yang menggunakan uap air yang bertekanan antara 2.6 s/d 3.0 Kg/cm2. Proses perebusan ini dimaksudkan untuk mematikan enzim-enzim yang dapat menurunkan kualitas minyak CPO. Disamping itu, juga dimaksudkan agar buah sawit mudah lepas dari tandannya (berondolan) dan memudahkan pemisahan daging buah sawit dari cangkang dan inti. (Daulay,2017)
2.1.3 Stasiun Kempa
Pada tahapan mesin Trehser, buah yang masih melekat pada tandannya akan dipisahkan dengan menggunakan prinsip bantingan, sehingga buah tersebut terlepas (kemudian ditampung dan dibawa oleh Fruit Conveyor ke Digester), Pada stasiun ini tandan buah segar yang telah direbus siap untuk dipisahkan antara berondolan dan tandannya. Sebelum masuk kedalam thresser TBS yang telah direbus diatur pemasukannya dengan menggunakan auto feeder.Dengan menggunakan putaran TBS dibanting sehingga berondolan lepas dari tandannya dan jatuh ke conveyor dan elevator untuk didistribusikan ke rethresser untuk pembantingan kedua kalinya. Thresser mempunyai kecepatan putaran 22 s/d 25 rpm.Pada bagian dalam thresser, dipasang batang-batang besi perantara sehingga membentuk kisi-kisi yang memungkinkan berondolan keluar dari thresser.Untuk tandan kosong sendiri didistribusikan dengan empty bunch conveyor untuk didistribusikan ke penampungan empty bunch. (Siahaan.2003)
Berondolan yang keluar dari thresser jatuh ke conveyor, kemudian diangkut dengan fruit elevator ke top cross conveyor yang mendistribusikan berondolan ke distributing conveyor untuk dimasukkan dalam tiap-tiap digester.Digester adalah tangki silinder tegak yang dilengkapi pisau-pisau pengaduk dengan kecepatan putaran 25 s/d 26 rpm, sehingga brondolan dapat dicacah di dalam tangki ini.Bila tiap-tiap digester telah terisi penuh maka brondolan menuju ke conveyor recycling, diteruskan ke elevator untuk dikembalikan ke digester.Tujuan pelumatan adalah agar daging buah terlepas dari biji sehingga mudah di-press. Untuk memudahkan pelumatan buah, pada digester di-inject steam bersuhu sekitar 900C s/d 95 °C. (Siahaan.2003)
2.1.4 Stasiun Klarifikasi
Minyak yang berasal dari stasiun press masih banyak mengandung kotoran-kotoran yang berasal dari daging buah seperti lumpur, air dan lain-lain. Untuk mendapatkan minyak yang memenuhi standar, maka perlu dilakukan pemurnian terhadap minyak tersebut. Pada stasiun ini terdiri dari beberapa unit alat pengolah untuk memurnikan minyak produksi, yang meliputi : Sand Trap Tank, Vibrating Screen, Crude Oil Tank, Continous Settling Tank (CST), Oil Tank, Purifier, Vacum Dryer, Sludge Oil Tank, Sludge Vibrating Screen, Sludge Centrifuge, Fat Pit, dan Storage Tank. (Siahaan.2003)
Gambar 2.1 Stasiun Klarifikasi 2.1.5 Stasiun Pengolahan Biji
Pada stasiun ini dilakukan aktifitas pemisahan serabut dari nut, pemisahan inti dari cangkangnya dan juga pengeringan inti. Peralatan yang digunakan di stasiun ini , diantaranya : Cake Breaker Conveyor (CBC), Depericarper, Nut Silo, Ripple Mill, Claybath, dan Kernel Silo. (Siahaan.2003)
Gambar 2.2 Stasiun Pengolahan Biji 2.2 Screw Press
Alur proses screw pressialah masuknya adonan kedalam silinder press dengan mengisi worm, pada hal ini volume setiap space wormberbeda, semakin mengarak ke as maka volume akan semakin kecil juga. Sehingga perpindahan massa menyebabkan minyak terperas. (Sembiring,2008).
Menurut Sembiring (2008) dalam kenyataannyakempa yang dijumpai dipabrik lazimnya terdiri dari screw press, yang menyebabkan hal itu antara lain:
➢ Kapasitas dari alat yang tinggi, dan dapat menghemat tempat jika dibandingkan dengan hydraulic press, dengan kapasitas olah screw press berkisar antara 5 s/d 15 ton TBS/Jam.
➢ Karena kapasitas yang tinggi maka biaya oprasional per ton TBS sangat rendah.
➢ Kebutuhan operator untuk mengoprasikan lebih sedikit dibandingkan degan hydraulic press.
➢ Kebutuhan tenaga yang rendah untuk memeras buah.
➢ Cake breaker conveyor lebih mudah memecahkan gumpalan cake yang keluar.
Disamping itu screw press itu sendiri memiliki kelemahan, antara lain: 1) Ongkos perawatan yang tinggi.
2) Biji yang pecah karena cangkang yang tipis.
3) Minyak yang keluar dari screw press lebih banyak mengandung padatan.
Akibat dari pengempaan yang berfungsi juga sebagai pencincang dan pengaduk adonan maka minyak lebih cenderung mengarah ke emulsi sehingga dalam air buangan yang keluar ke fat-fit mengandung minyak yang lebih tinggi Prinsip ekstraksi minyak dengan cara ini adalah menekan bahan lumatan dalam tabung yang berlubang dengan alat ulir yeng berputar sehingga minyak keluar lewat lubang-lubang tabung. Besarnya tekanan alat ini dapat diatur secara elektris dan tergantung dari volume bahan yang di press. (Sembiring,2008).
Alat ini terdiri dari sebuah selinder yang berlubang lubang didalam terdapat sebuah ulir yang berputar Tekanan hidrolik pada komulator 50 s/d 70 kg/cm3, mengakibatkan ampas basah. Kehilangan minyak pada ampas dan biji tidak sempurna karena akan mempengaruhi pada proses stasiun selanjutnya, ampas yang basah akan mengakibatkan pembakaran didalam dapur tidak sempurna. Tekanan yang terlampau tinggi misalnya 70
kg/cm3akan mengakibatkan kehilangan inti yang begitu tinggi, sehingga keseimbangan dalam mesin ini sangat diperlukan. (Sembiring,2008).
Hal yang perlu deperhatikan adalah ampas kempa yang keluar harus merata dalam arti tidak terlalu basah dan tidak terlalu kering, bila terjadi gangguan atau kerusakan, sehingga screw press harus berhenti untuk waktu yang lama maka untuk mencegah hal-hal yang tidak diiginkan screw press harus selalu di periksa, untuk perbaikan pada screw press maka ampas yang tertinggal didalam mesin pengempa harus dikosongkan, sehingga dapatdiperbaiki. Kecepatan putar mesin pengempa harus disesuaikan dengan kapasitas TBS yang akan dipress, dengan tujuan agar efesinsi proses pressing lebih optimal, sehingga target yang diiginkan perusahaan dapat tercapai sesuai dengan ketentuan - ketentuan yang diterapkan oleh perusahaan. Selanjutnya, minyak yang keluar dari Feeder Screw dan main Screw ditampung dalam talang minyak (oil getter). Untuk mempermudah pemisahan dan pengaliran minyak pada Feeder Screw dilakukan injeksi uap dan penambahan air panas. (Sembiring,2008).
2.2.1 Detail Kerja Screw Press
Prinsip ekstraksi minyak dengan cara ini adalah menekan bahan lumatan dalam tabung yang berlubang dengan alat ulir yeng berputar sehingga minyak akan keluar lewat lubang-lubang tabung. Besarnya tekanan alat ini dapat diatur secara elektris dan tergantung dari volume bahan yang di press. Alat ini terdiri dari sebuah selinder yang berlubang lubang didalam terdapat sebuah ulir yang berputar. Tekanan kempa diatur oleh dua buah kerucut (conus) berada pada kedua ujung pengempa, yang dapat digerakkan maju mundur secara hidrolik. Tekanan hidrolik pada komulator 50 s/d 70 kg/cm3 mengakibatkan ampas basah. Kehilangan minyak pada ampas dan biji tidak
sempurna karena akan mempengaruhi pada proses stasiun selanjutnya, ampas yang basah akan mengakibatkan pembakaran didalam dapur tidak sempurna. (Sembiring,2008).
Tekanan yang terlampau tinggi misalnya 70 kg/cm3 akan mengakibatkan kehilangan inti yang begitu tinggi sehingga keseimbangan dalam mesin ini sangat diperlukan. hal yang perlu deperhatikan adalah ampas kempa yang keluar harus merata dalam arti tidak terlalu basah dan tidak terlalu kering, bila terjadi gangguan / kerusakan, sehingga screw press harus berhenti untuk waktu yang lama maka untuk mencegah hal - hal yang tidak diiginkan screw press harus selalu di periksa, untuk perbaikan pada screw press maka ampas yang tertinggal didalam mesin pengempa harus dikosongkan, sehingga dapat diperbaiki. (Sembiring,2008).
Kecepatan putar mesin pengempa harus disesuaikan dengan kapasitas Tanda Buah Segar yang akan dipress, dengan tujuan agar efesinsi proses pressing lebih optimal, sehingga target yang diiginkan perusahaan dapat tercapai sesuai dengan ketentuan - ketentuan yang diterapkan oleh perusahaan. Screw Press dipakai untuk memisahkan minyak kasar dari daging buah yang telah dicabik dengan Oil Losses dan nut pecah menimum pada ampas press. Alat ini terdari sebuah selinder yang berlubang - lubang dan di dalamnya terdapat 2 buah ulir yang berputar berlawanan arah. tekanan Press diatur oleh 2 buah konus berda pada bagian ujung press, yang dapat digerakan maju mundur secara hidrolic. (Sembiring,2008).
Masa yang keluar dari ketel adukan melalui, feeder Screw bagi Press yang memakainya (sebahagian minyak keluar) masuk kedalam main screw untuk di press lebih lanjut. Minyak yang keluar dari Feeder Screw dan main Srew ditampung dalam talang minyak (oil getter). untuk mempermudah
pemisahan dan pengaliran minyak pada Feeder Screw dilakukan injeksi uap dan penambahan air panas, motor listrik sebagai sumber gerakan yang berfungsi untuk menggerakkan mesi double screw press. Screw press dihidupkan melalui panel kendali sekaligus system hidrolikny,lalu dimasukkan air panas dengan suhu 90 0C melalui pipa masuk (pipe inlet).Motor listrik hidup memutar pulli melalui poros motor dengan daya 30 kW dengan putaran 1475 rpm.Pulli menggerakkan sabuk menghantarkan putaran ke pulli yang terpasang pada poros yang menghubungkan ke gearreduser,dan gear reduser digerakkan poros utama yang dihubungkan dengan kopling. Poros utama menggerakkan roda gigi perantara yang mengakibatkan kedua poros berulir akan bergerak berlawanan arah dengan putaran yang sama. (Sembiring,2008).
Pada bagian akhir ulir terdapat dua buah konus yang digerakkan dengan bantuan sistem hidrolik dengan gerakan maju mundur sesuai dengan tekanan yang dibutuhkan yang bertujuan untuk meningkatkan hasil pengepresan dan tekanannya sebesar 30 s/d 50 bar. Minyak yang dihasilkan oleh mesin press dialirkan ke oil vibrating screnn dan kemudian dialirkan ke crude oil tank untuk diproses lebih lanjut, sedangkan serabut dan biji buah sawit yang masih mengandung 4% minyak dialirkan ke cake breaker conveyor untuk proses selanjutnya.Motor listrik memutar poros screw press yang direduksi (dikurangkan) putarannya dari 1475 menjadi 12 rpm melalui speed reduse. (Sembiring,2008).
Kapasitas screw press yang direncanakan harus sesuaikan dengan kapasitas olahan pabrik. Dalam menentukan kapasitas 12 ton TBS/jam screw press
yang dipergunakan maka ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, antara lain:
1) Sebelum kelapa sawit masuk kedalam screw press masa awal buah kelepa sawit telah berkurang. Hal ini disebabkan karena berlangsungnya proses penebahan pada mesin thresher / stripper. Massa sawit yang berkurang yang dimaksud adalah berupa tandan kosong yang dipindahkan dengan konveyor.
2) Untuk memperoleh hasil pressing yang baik yakni minyak sawit keluar semua maka perlu diperhatikan bahwah screw press harus dalam keadaan selalu penuh. Kondisi ini dibutuhkan untuk memperoleh efisiensi yang lebih baik dari penekanan yang dilakukan sebab jika banyak ruang kosong pada saat penekanan maka tidak berlangsung maksimal.
Motor listrik sebagai sumber gerakan yang berfungsi untuk menggerakan mesin double screw press dihidupkan melalui panel kendali sekaligus system hidroliknya, lalu dimasukkan air panas dengan suhu 900C melalui pipa masuk (pipe inlet). Motor listrik hidup memutar pulli melalui poros motor dengan daya 22 Kw dan putaran 1465 rpm. Pulli menggerakkan sabuk menghantarkan putaran ke pulli yang terpasang pada poros yang menghubungi ke gear reducer, dari gear reducer digerakan poros utama yang dihubungkan dengan kopling. Poros utama menggerakan roda gigi perantara yang mengakibatkan kedua poros berulir akan bergerak berlawanan arah dangan putaran yang sama. (Sembiring,2008).
Adapun hal-hal yang harus di perhatika pada saat peroses pengepresan adalah:
➢ Ampas kempa (Pres Cage) harus keluar merata disekitar konus. ➢ Tekanan Hydraulic pada akumulator 55 s/d 65 kg/𝑐𝑚2 (55 s/d 65 bar)
bila Screw Press harus berenti pada waktu yang lama, maka Screw Press harus dikosongkan.
➢ Tekanan Press yang terlalu rendah mengakibatkan : ▪ Cake basah
▪ Losis minyak pada ampas dan biji bertambah ▪ Pemisahan ampas dan biji tidak sempurna
▪ Bahan bakar ampas basah sehingga pembakaran dalam dapur boiler tidak sempurna.
▪ Penggunaan air pengencer pada screw sebanyak 15 s/d 20 % TBS dan bersuhu 90˚𝐶 s/d 95˚𝐶 .
Air pengencer yang diberikan pada alat screw press tergantung pada jenis alat, pemberian air pengencer dilakukan dengan cara menyiram cake kedalam pressan dari atas bagian tengah atau di Chute Screw Press. Jumlah air pengencer yang diberikan tergantung pada suhu air pengencer, semakin tinggi suhu air pengencer maka jumlah air yang diberikan semakin sedikit. Pengutipan pertama terhadap minyak kelapa sawit berlangsung pada stasiun pengempaan. Pada unit ini stasiun ini menggunakan kempa ulir yang berfungsi untuk mengekstraksi minyak dari daging buah. (Sembiring,2008).
Peningkatan efisiensi pengutipan minyak sangat dipengaruhi oleh pemakaian air pengencer (air delusi). Penggunaan jumlah air pengencer yang sesuai akan memperkecil kehilangan minyak yang
terikut pada ampas pressan. Suhu air pengencer yang tepat untuk pengempaan yang berkisar 80˚𝐶 s/d 90˚𝐶 dengan pemakaian jumlah air pengencer yang tergantung pada kapasitas alat pengempaan. Penggunaan air pengencer yang semakin besar akan memperkecil persentase kehilangan minyak pada ampas pressan, tapi kali ini belum tentu efisien untuk pengutipan minyak karena air dalam minyak akan tinggi yang dapat menimbulkan kesulitan dalam pengelolaan selanjutnya.(Sembiring,2008).
2.2.3 Tipe Screw Press
Terdapat 3 (tiga) tipe Screw Press yang umum digunakan dalam PKS, yaitu Speichim, Usine de Wecker dan Stork. Ketiga jenis alat ini mempunyai pengaruh yang berbeda-beda terhadap efisiensi pengempaan. Alat kempa Speichim memiliki Feed Screw, sehingga kontinuitas dan jumlah bahan yang masuk konstan dibanding dengan adonan yang masuk berdasarkan gravitasi. Kontinuitas adonan yang masuk kedalam Screw Press mempengaruhi Volume Worm yang pararel dengan penekanan ampas, jika kosong maka tekanan akan kurang dan Oil Losses dalam ampas akan tinggi.(Soekamto.2004)
Tipe ulir Screw PressKonfigurasidari sekrup adalah poros meruncing dan pitch konstan. Daerah annular menurun melalui panjang sekrup dan mengambil nilai minimumnya di ujung sekrup, Volume yang disapu oleh benang ulir di setiap belokan adalah perkalian area annular dan jarak pitch. Tingkat kenaikan tekanan padax Screw Press
meruncing lebih tinggi dari tipe poros sekrup lurus (Lumban gaol, 2017).
Gambar 2.2.3 Poros meruncing dan sekrup jarak konstan
2.2.4 Faktor Kegagalan
➢ Temperatur
Jika suhu air panas yang masuk kedalam screw press pada pipa air umpan untuk mencapai temperature 90 0 C maka akan mengkibatkan pengempaan tidak maksimal atau minyak yang dihasilkan sedikit.
➢ Tekanan Konus
Jika tekanan dari dua buah konus melalui hidraulik tidak mencapai 30 – 50 kg/cm2, maka penekanan minyak tidak maksimal, tetapi bila tekanan yang diberikan terlalu besar akan menyebabkan persentase biji pecah meningkat lebih dari 5 persen.
➢ Putaran
Jika putaran poros ulir yang ditransmisikan dari electromotor tidak mencapai 12 rpm akan mengakibatkan proses pengempaan memakan waktu yang lebih lama dan kapasitas olahan yang kecil. Putaran poros ulir yang terlalu cepat juga akan menyebabkan losses karena minyak yang dihasilkan akan sedikit akibat pengempaan yang tidak maksimal..
➢ Tekanan kerja Screw Press
Penggerak As Screw Press dilakukan dengan elektromotor yang dipindahkan dengan Belt, gigi dan Hydraulic. Power yang diperlukan menggerakkan alat Screw adalah 19 s/d 21 kWh dengan putaran Shaft 12 s/d 14 rpm. Efektifitas tekanan ini tergantung pada tahanan lawan pada Adjusting Cone. Tekanan pada Hydraulic Cone yang sesuai untuk Single Stage Pressing diberikan tekanan pada tahap awal 40 s/d50 bar dan pada Double Pressing menggunakan tekanan pertama 30 s/d 35 bar pada pengempaan kedua dengan tekanan 40 s/d 50 bar.
Untuk menurunkan kadar minyak dalam ampas tekanan lawan dinaikkan dengan mengatur Cone, hal ini akan menyebabkan efek samping yaitu presentase biji pecah yang tinggi dan dapat mempercepat kerusakan Screw Press, bahkan dapat menyebabkan kebakaran elektromotor Screw Press. Tekanan kerja Cone yang rendah akan menghasilkan ampas dengan kadar minyak yang tinggi dengan sedikit jumlah biji pecah sudah berkurang. Oleh sebab itu pengoperasian Screw Press hendaknya dipertimbangkan keuntungan dan kerugian yang diakibatkannya. Untuk menstabilkan tekanan kerja dan tekanan lawan pada Screw Press dilakukan dengan cara mengganti Gear Drive dengan Hydraulic transmission sehingga kendala yang terdapat pada Screw Press yang disebabkan ketidak samaan bahan baku dapat diatur secara Automatic. Alat ini sudah banyak dikembangkan pada Screw Press.
Keuntungan dari alat ini adalah dapat mengatur sendiri tekanan tertinggi dan tekanan terendah dalam Screw Press serta dapat diatur arah putaran Screw, sehingga Cake yang berbeda dalam Cylinder Press dapat dikeluarkan. Untuk menstabilkan tekanan Press, maka dilakukan suatu sistem Interlocking antara power penggerak Screw dengan Hydraulic Cone. Cara ini satu dengan lainnya saling mengurangi lonjakan tekanan baik karena keadaan adonan maupun akibat perubahan tegangan arus listrik.
➢ Air pengencer (dilution water)
Jumlah air pengencer (Dilution Water) yang digunakan sangat bervariasi antara satu Pabrik Kelapa Sawit (PKS) dengan PKS lainnya. Jumlah air pengencer yang digunakan sebanding dengan Crude Oil yang keluar dari Screw Press. Jumlah air pengencer yang digunakan akan berpengaruh terhadap waktu retensi (Retention Time) dalam Clarifier Settling Tank (CST) yang sangat penting artinya dalam efisiensi pemisahan minyak dan kualitas minyak.
Jumlah air pengencer yang dianjurkan adalah sebanding dengan jumlah minyak yang terdapat dalam cairan (Crude Oil), yaitu harus sesuai dengan norma yang ditetapkan oleh setiap PKS. Air pengencer yang diberikan pada alat Screw Press tergantung pada jenis alat. Pemberian air pengencer dilakukan dengan cara menyiram Cake dalam pressan dari atas bagian tengah atau di Chute Screw Press. Jumlah air pengencer yang diberikan tergantung pada suhu air pengencer, maka jumlah air yang diberikan semakin sedikit. Pemberian air pengencer yang terlalu banyak dapat berakibat terhadap.
Tekanan yang bervariasi akan mengakibatkan pengaruh negatif terhadap proses pengempaan dan terhadap alat kempa. Adjust yang dilakukan pada Elektromotor dan Cone yang terpisah tidak dapat mempertahankan tekanan yang stabil.
Tujuan menstabilkan tekanan Alat Press adalah :
✓ Memperkecil kehilangan minyak dalam ampas, dengan meratanya adonan ex Digester masuk kedalam Screw Press yang diimbangi dengan tekanan stabil maka ekstraksi minyak akan lebih sempurna, dengan demikian kehilangan minyak akan lebih rendah.
✓ Menurunkan jumlah biji pecah. Semakin tinggi variasi tekanan dalam Screw Press maka jumlah biji pecah semakin tinggi.
✓ Memperpanjang umur teknis. Umur teknis alat seperti Screw, Cylinder Press dan Electromotor lebih tahan lama karena kurangnya goncangan elektrik dan mekanis.
Untuk menstabilkan tekanan press maka dilakukan suatu sistem interlocking antara power penggerak Screw dengan Hydraulic Cone. Dengan cara ini satu dengan lainnya saling mengurangi lonjakan-lonjakan tekanan baik karena variasi adonan maupun akibat perobahan tegangan arus listrik.(Sembiring,2008).
2.3 Produktifitas
Produktifitas merupakan istilah dalam kegiatan produksi sebagai perbandingan antara luaran (output) dengan masukkan (input). Produktivitas dapat digunakan sebagai tolak ukur keberhasilan suatu industri dalam menghasilkan suatu produk. Sehingga semakin tinggi perbadingan produk, berarti semakin tinggi produk yang dihasilkan.
