Rancang Bangun Sistem Pendinginan Pada Mesin Screw Press. Cooling System Design of Screw Press

(1)

28 Rancang Bangun Sistem Pendinginan – Gultom, S.N., dkk

Rancang Bangun Sistem Pendinginan

Pada Mesin Screw Press

Sandro Niko Gultom, Musthofa Lutfi, Wahyunanto A. Nugroho

Jurusan Keteknikan Pertanian - Fakultas Teknologi Pertanian - Universitas Brawijaya Jl. Veteran, Malang 65145

Teknik pengepresan biji jarak dengan menggunakan ulir (screw) merupakan teknologi yang lebih maju dan banyak digunakan di industry pengolahan minyak jarak saat ini. Dengan cara ini, biji jarak dipres dengan pengepresan berulir (screw) yang berjalan secara kontinyu. Proses pengepresan terjadi karena adanya tekanan antar bahan pada ruang pengepresan, dimana semakin mendekati ujung, tekanan semakin tinggi karena volume ruang yang semakin kecil. Panas yang terjadi akibat gesekan pada ruang clearance mampu menghambat performansi mesin screw press.Pengujian dilakukan dengan pada tiga titik yaitu suhu air masuk pada pipa besi (Tin), suhu keluar dari pipa besi (Tout) dan suhu pada ruang clearance (TL) dengan selang waktu 5 menit. Sistem pendinginan yang telah diuji mampu memberikan penurunan laju perpindahan panas dari 31.72 W menjadi 33.84 W dan kemudian diturunkan lagi menjadi 26.54 W. Suhu pada ruang clearance sebelum menggunakan sistem pendinginan memiliki rata rata peningkatan suhu sebesar 4.63 oC, sedangkan setelah menggunakan sistem pendinginan rata rata peningkatan suhu menjadi 2.26 oC.

Kata Kunci: Screwpress, Jarak pagar ( jatrophacurcas L.), Sistem pendinginan

Cooling System Design of Screw Press

ABSTRACT

Mechanical pressing castor seeds using a screw is a technology that is more advanced and widely used in the oil processing industry today. In this way, castor seed pressed by the pressing threaded that runs continuously. Pressing process is due to the pressure of the material in the space between the pressing, which is closer to the tip, the higher the pressure due to the smaller volume of space. In the pressing chamber is placed a perforated plate, as the discharge path. Over heat was produced because the friction on clearance room can lower the performance of screwpress machine. The purpose of this study is to design a cooling system that is capable of improving the performance of machine screw press and to know the effect of adding a cooling system to the performance of the machine. There are three point that tested in this research, namely the temperature of water entering the iron pipe (Tin), the temperature out of the iron pipe (Tout) and the temperature in the room clearance (TL) at intervals of 5 minutes. Cooling system that has been tested is able to provide a reduction in the rate of heat transfer becomes 31.72 W became 33.845W then became 26.54 W. Before attaching cooling system, temperature at clearence room has an increased average temperature of 4.63 OC, while after attaching the cooling system, in a clearance room, average temperature increase into 2.26 OC Keyword: Screwpress, Castor Seed (Jatrophacurcas L.), cooling system.

PENDAHULUAN

Berbagai minyak nabati memiliki potensi cukup besar sebagai bahan bakar alternatif mesin diesel (biodiesel) karena memiliki karakteristik yang serupa dengan bahan bakar mesin diesel yang berasal dari minyak bumi, dan terutama karena pemakaian minyak nabati sebagai bahan

(2)

bakar dapat mengurangi polusi lingkungan. Selain itu juga biodisel bersifat biodegradable, terbarukan dan dan menghasilkan lebih sedikit emisi zat berbahaya dibandingkan bahan bakar

fosil. Jarak pagar (Jatropha curcas L.) memiliki biji-biji yang mampu menghasilkan minyak

campuran untuk solar. Tanaman ini merupakan salah satu dari 49 jenis tanaman yang mempunyai potensi menghasilkan minyak jarak sebagai bahan baku energi baru dan terbarukan termasuk biodisel. Selain itu pemanfaatan dan pengembangannya dapat dilakukan dilahan kering ataupun di lahan marginal.

Teknik pengepresan biji jarak dengan menggunakan ulir (screw) merupakan teknologi yang

lebih maju dan banyak digunakan di industry pengolahan minyak jarak saat ini. Dengan cara ini,

biji jarak dipres dengan pengepresan berulir (screw) yang berjalan secara kontinyu. Proses

pengepresan terjadi karena adanya tekanan antar bahan pada ruang pengepresan, dimana semakin mendekati ujung, tekanan semakin tinggi karena volume ruang yang semakin kecil. Pada bagian ruang pengepresan ditempatkan plat berlubang, sebagai jalan pengeluaran cairan.

Keuntungan cara ini adalah mengurangi tenaga kerja dan tidak membutuhkan press cloth serta

menghasilkan rendemen yang lebih besar dibandingkan dengan cara yang lain.Teknik pengepresan mengunakan ulir memiliki kelemahan, antara lain adalah yang terjadi pada screw

press dan screw ring yang secara konstan menyebabkan terjadinya panas yang mempengaruhi

output dari minyak jarak, serta mempengaruhi performansi alat.

Pada penelitian yang akan dilakukan mengukur perbedaan suhu pada ruang clearance pada

mesin screw presses telah penambahan sistem pendinginan dan sebelum penambahan mesin

pendinginan. Pengukuran juga dilakukan pada suhu air sebelum memasuki pipa besi pada ruang

clearance dan suhu air setelah keluar dari pipa besi.

BAHAN DAN METODE

Bahan

Bahan yang digunakan pada pengujian alat adalah air. Sedangkan alat yang digunakan pada pengujian alat adalah termokopel, termometer, kipas (fan), radiator dan pipa besi.

Metode

Metode yang diambil adalah dengan mengukur rerata suhu ruangan clearance (Ttube)

sebelum mesin screwpress ditambahkan sistem pendinginan. Kemudian pengukuran suhu ruang

clearance sebelum dan sesudah penambahan sistem pendinginan dengan selang waktu 5 menit selama 60 menit. Pengukuran juga dilakukan pada suhu air sebelum memasuki pipa besi pada

sistem pendinginan (Tin) dan suhu air setelah keluar dari pipa besi (Tout), dengan selang waktu

setiap 5 menit selama 60 menit.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari perancangan mesin screwpress dengan penambahan sistem pendinginan dapat dilihat

pada Gambar 1.

(3)

Dari pengukuran suhu ruangan sebelum penambahan sistem pendinginan didapatkan data berupa grafik seperti berikut :

Gambar 2. Grafik pengukuran suhu pada ruang clearance

sebelum penambahan sistem pendinginan

Pada grafik terlihat kecenderungan suhu yang terus meningkat secara linier. Dengan

rata-rata suhu sebesar 59,51 OC, 54,90 OC dan 50,07 OC. Pada pengujian dengan menggunakan

penambahan sistem pendinginan pada mesin screwpress, dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Hubungan antara suhu dan waktu tanpa sistem pendinginan dengan menggunakan sistem pendinginan

Setelah dilakukan penambahan tabung pipa besi yang dialiri air pada ruang clearance

terlihat penurunan mulai terjadi pada t=50. Hal ini terjadi karena adanya pengaruh dari penambahan pipa yang dialiri oleh air yang kemudian mampu menurunkan panas pada ruang

clearance. Panas yang terserap oleh pipa besi berpindah secara konduksi, kemudian secara konveksi berpindah pada air yang mengalir dengan laju aliran massa sebesar 0,317 kg/s. Suhu

rata rata pda Tin adalah 30,99 OC dan Ttube sebesar 45,01

O

C dan Tout sebesar 41,79

O

C. Setelah

pemasangan pipa besi sebagai bagian dari sistem pendinginan suhu pada ruang clearance

mengalami rata rata penurunan suhu sebesar 9,82 OC.

Perhitungan laju perpindahan panas yang terjadi pada pipa besi dapat dilihat pada Gambar 4. y(T2) = 0.9797x + 23.07 R² = 0.9867 y(T1) = 1.1438x + 22.344 R² = 0.9579 y(T3) = 0.8457x + 23.03 R² = 0.9907 0 50 100 0 20 40 60 80 Su h u OC Waktu (menit) T2 T1 T3 y = 0.617x + 24.956 R² = 0.9234 y = 0.9897x + 22.815 R² = 0.9901 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 Su h u ( OC) Waktu (menit)

Dengan Sistem Pendinginan Tanpa sistem pendinginan

(4)

Gambar 4. Grafik laju perpindahan panas dengan waktu pada sistem pendinginan

Berdasarkan grafik laju perpindahan panas aktual meningkat seiring dengan peningkatan

suhu. Laju perpindahan panas actual tertinggi terdapat pada q dengan nilai paling tinggi adalah

pada t55 dengan nilai 33,845 W. Sedangkan q terendah didapatkan pada awal permulaan

perlakuan yaitu t5 sebesar 0,796 W. Hal ini disebabkan karena pengaruh dari perubahan suhu

yang semakin tinggi sehingga menyebabkan perubahan pada kalor jenis yang dihasilkan akan semakin rendah. Dengan semakin tingginya temperatur fluida panas yang digunakan, maka akan menyebabkan jumlah uap panas yang dihasilkan semakin meningkat. Fase uap panas yang terbentuk memiliki kalor jenis yang lebih besar dibandingkan fase cair, karena jarak antar partikel saling berjauhan.

SIMPULAN

Dari hasil penambahan sistem pendinginandidapatkan rancangan yang telah dibuat mampu

berjalan cukup baik dengan menurunkan suhu pada ruang clearance. Peningkatan suhu akibat

pergesekan antara tabung screwpress dengan ruang clearance mampu diturunkan dengan

bantuan sistem pendinginan yang telah dirancang. Penurunan suhu terjadi pada t50-55 = 1,9

O

C

dan t55-60 =sebesar 5

O

C. Sistem pendinginan yang telah diuji mampu memberikan penurunan laju perpindahan panas dari 31,72 W menjadi 33,845 W dan kemudian diturunkan lagi menjadi

26,54 W. Suhu pada ruang clearance sebelum menggunakan sistem pendinginan memiliki rata

rata peningkatan suhu sebesar 4,63 OC, sedangkan setelah menggunakan sistem pendinginan

rata rata peningkatan suhu menjadi 2,26 OC.

DAFTAR PUSTAKA

Cengel, Y.A. 1998. Heat Transfer (A Practical Approach). Mc Graw Hill. New York

Chapman, A. J. 1978. Heat Transfer. Macmillan Publishing Company. New York.

Djokosetyardjo, M. J. 1993. Ketel Uap.Pradnya Paramita. Jakarta.

Gubitz, G.M., M. Mittelbach dan M. Trabi. 1999. Exploitation of The Tropical Oil Seed Plant

Jatropha curcas L. Bioresouce Techonology 67 pp. 73-82

Hambali, E, dkk, 2007, Teknologi Bioenergi, Agromedia, Jakarta

Holman, J. P. 1997. Perpindahan Kalor (edisi keenam). Terjemahan oleh Jasfi. Erlangga.

Jakarta. y = 0.6648x - 7.2699 R² = 0.8978 -10 0 10 20 30 40 0 20 40 60 80 Laj u Per p in d ah an Pan as (W) Waktu ( Menit Ke

Laju Perpindahan Panas (W) Linear (Laju Perpindahan Panas (W))

(5)

Incropera, F. P, et. all. 2010. Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Sixth Edition. John

Wiley and Sons.Inc. New Jersey.

Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. UI Press, Jakarta.

Koestoer, R. A. 2002. Perpindahan Kalor Untuk Mahasiswa Teknik. Jakarta.

Kreith, F. 1986. Prinsip-Prinsip Perpindahan Panas. Terjemahan oleh Prijono, A. Erlangga.

Jakarta

Masyithah, Zuhrina. 2006. Buku Ajar Perpindahan Panas.

http://www.gogle.co.id/Perpindahan%20Panas/Textbook/Judul/ diakses tanggal 1 Agustus

2007

Prastowo, B. 2006. Info Tek Jarak Pagar (Jatropha curcas

L.).http://www.perkebunan.litbang.deptan.go.id/index.php?option=com_content. Tanggal

akses 22 September 2010

Prihandana, R. dkk, 2007, Meraup Untung dari Jarak Pagar, Jakarta , P.T Agromedia

Pustaka

Syah,A. 2006. Biodiesel Jarak Pagar: Bahan Bakar Alternatif yang Ramah Lingkungan.

Agromedia Pustaka. Jakarta

Zaika, V. P. Effect of Friction on the Displacement of the Material in a Screw Press.

Theoretical Foundations of Chemical Engineering, Vol. 38, No. 3, 2004, pp. 328–329. Ukraina.