Perancangan Screw Press

(1)

TEKNIK PENGOLAHA KELAPA SAWIT

PERANCANGAN SCREW PRESS Page 1

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik. Makalah yang kami buat berjudul “Perancangn Screw Press” .Dalam penulisan makalah ini kami banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, kami ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak Yang telah membantu kami dalam penulisan makalah ini.

Kami sadar bahwa isi makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, Hal itu di karenakan keterbatasan kemampuan dan pengetahuan kami. Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari para pembaca. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita.

Akhir kata, kami mohon maaf apabila dalam penulisan makalah ini terdapat banyak kesalahan.

(2)

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Screw press merupakan suatu alat yang sering digunakan dalam dunia Industri, baik industri besar, menengah dan juga industri kecil. Screw press tidak hanya digunakan dalam pengolahan CPO, pembuatan makanan juga mesin press ini sering digunakan, sebagai contoh pemerasan air tebu.

Screw press adalah alat yang sangat penting dalam pabrik kelapa sawit, sebab apabila screw press ini mengalami masalah, maka pengolahan pengepresan minyak CPO jadi terganggu dan mengakibatkan hasil minyak CPO yang dihasilkan menjadi lebih sedikit dan pemisahan antara cangkang dengan fibre tidak maksimal.

B. Perumusan Masalah

Pada penulisan makalah ini kami membatasi masalah-masalah yang mencakup :

1. Apa komponen yang terdapat pada Mesin Screw Press? 2. Bagaimana perancangan Mesin Srew Press?

3. Bagaimana Prinsip Kerja Mesin Screw Press? C. Tujuan

1. Mengetahui komponen yang terdapat dalam mesin Screw Press 2. Untuk mengetahui bagaimana proses perancangan mesin screw press 3. Mengetahui prinsip kerja msin screw press

D. Manfaat

1. menambah wawasan pemikiran yang didapat di lapangan sehingga dapat menyelesaikan segala masalah di lapangan maupun di dunia kerja nanti

2. Para pembaca guna menambah pengetahuan dan pengalaman. E. Teknik Pengumpulan Data

mencari buku-buku yang ada dalam kampus Politeknik Negeri Medan maupun dari sumber- sumber lain dari luar yang berkaitan dengan perancangan mesin screw press tersebut.

(3)

BAB II

TEORI DASAR A. Pengertian

Screw press merupakan pengepressan terhadap Berondolan yang homogen untuk mendapatkan rendemen yang maksimal dan Nut pecah yang minimal. Screw press juga merupakan mesin yang melanjutkan proses pemisahan minyak dari digester yang terdiri dari double screw yang membawa massa press keluar dan diaplikasikan tekanan lawan yang berasal dari hydraulic double cone.

Fungsi dari Screw Press adalah untuk memeras berondolan yang telah dicincang, dan telah dilumat dari digester untuk mendapatkan minyak kasar. Buah – buah yang telah diaduk secara bertahap dengan bantuan pisau – pisau pelempar dimasukkan kedalam feed screw conveyor dan mendorongnya masuk kedalam mesin pengempa ( twin screw press ). Oleh adanya tekanan screw yang ditahan oleh cone, massa tersebut diperas sehingga melalui lubang – lubang press cage minyak dipisahkan dari serabut dan biji. Selanjutnya minyak menuju stasiun klarifikasi, sedangkan ampas dan biji masuk ke stasiun kernel.

B. Pembagian Jenis Screw Press

 Terdapat 2 tipe mesin press yang digunakan dalam pabrik kelapa sawit, antara lain:

1. Batch Press

Dalam batch press bahan yang ditekan menggunakan logam plunger. Plunger yang baik dipindahkan secara manual dengan menggunakan motor.

Alat yang digunakan dalam penekannnya adalah press spindle atau tekanan hidrolik untuk memindahkan plunger. Tekanan yang lebih tinggi dapat dicapai dengan menggunakan sistem Hidrolik.

2. Screw Press

Alat pengepress seperti ini menggunakan putaran dari double screw press dan cage press untuk mengekstraksikan minyak keluar dari gumpalan fibre atau serat yang telah dilumatkan di Digester. Pengekstraksian minyak ini juga dibantu

(4)

dengan adanya tekanan kedepan dari adjusting cone dengan pemanfaatan tenaga hidrolik.

Gambar Screw Press

Screw press terdiri dari single shaft dan double shaft yang memiliki kemampuan press yang berbeda-beda, dimana alat press yang double shaft umumnya kapasitasnya lebih tinggi dari single shaft

Macam-macam dan proses kerja dari Screw press di Pabrik kelapa sawit 1. Tipe Speichim

2. Tipe Usine de Wecker 3. Tipe Stork

Ketiga jenis alat ini mempunyai fungsi yang berbeda – beda dalam proses pengepressan, pengaruh yang sangat signifikan adalah terhadap Efisiensi pengepressan.

1. Tipe Speichim

Alat tipe speichim memiliki feed srew, sehingga kontinuitas dan jumlah bahan yang masuk konstan dibandingkan dengan adonan yang masuk berdasarkan gravitasi. Kontinuitas adonan yang masuk kedalam screw press mempengaruhi volume ulir yang paralel dengan penekanan ampas, jika kosong maka tekanan akan kurang dan oil losses dalam ampas akan tinggi. Pembuatan Screw Press yang menggunakan feed srew, disamping pengisian yang efektif juga melakukan pengempaan pendahuluan dengan tekanan rendah sehingga minyak keluar. Selain itu juga penggunaan feed screw akan menimbulkan pertambahan investasi dan biaya perwatan yang lebih besar.

(5)

2. Tipe Usine de Wecker

Sedangkan Usine de Wecker tidak dilengkapi dengan feed screw.

3. Tipe Stork

Type Stork memproduksikan alat press yang terdiri dari alat yang menggunakan feed screw dan tanpa menggunakan feed screw.

(6)

BAB III PEMBAHASAN

A. Komponen Screw Press

Pada proses perancangan Screw Press terdapat komponen yang mendukung dalam proses perancangan.

1. Double screw

Double screw terbuat dari bahan baja tuang dengan ukuran yang berbeda tergantung kapasitas olah yang dilayani. Satuan kapasitas screw press adalah Ton TBS/Jam. Umumnya dalam membeli spare part screw dipasaran ditentukan jam kerja yang mampu dicapai alat tersebut hingga penggantian berikutnya (kecuali jika screw patah). Umumnya screw yang dijual dapat bekerja dengan baik hingga 2000 jam kerja, Bentuk screw persis seperti ulir yang kita kenal namun dengan bentuk penampang ulir persegi dengan ketebalan lebih dari 1,5 inchi (terutama bagian ujung) dengan jarak pitch lebih kurang 10 cm atau dapat digambarkan seperti conveyor yang dibuat dari baja tuang dengan ketebalan yang mampu menerima tekanan nominal 60 bar secara kontiniu. Bagian tengah screw dibuat lubang tempat as pikul menopang seluruh berat sendiri screw. ujung as pikul dihubungkan ke primary shaft dan secondory shaft. Screw dapat berputar karena bagian pangkal screw dilengkapi aur pasak yang bersesuaian dengan alur pasak di primary dan secondary shaft. Primary dan secondary saft dihubungkan dengan gear conection yang langsung menyatu dengan shaft.

(7)

2. Press silinder

Press Silinder atau disebut juga press cage yang terbuat dari plat baja yang diperkuat dengan tulangan plat mild steel setebal 8 mm. Press silinder berbentuk kaca mata yang bagian tengahnya terhubung. Press silinder dapat juga disebut saringan, dimana fibre/serabut daging buah sawit tidak terikut ke cairan minyak yang telah dipress. Press silinder memiliki lubang yang sangat banyak, diameter lubang bervariasi umumnya berdiameter antara 4-6 mm, Penahan press silinder sering disebut (kacamata, karena memang seperti kaca mata) yang terbuat dari plat baja dengan ketebalan 15 mm ditopang dengan sejumlah baut yang mampu menopang tekanan 50-60 bar. jam kerja press silinder pada umumnya 4.000 jam

3. Casing/Body

Casing/Body screw press terbuat dari plat mild steel dengan tebal 10 mm berbentuk kotak dengan dilengkapi pintu sebelah kanan, kiri dan atas. Dibagian atas ada 2 pintu yaitu 1 pintu untuk melihat kondisi press silinder & satu pintu/lubang untuk menghubungkan screw press dengan corong umpan dari digester. Bagian belakang digunakan sebagai tempat bearing untuk menumpu shaft yang harus ter seal dengan baik sehingga minyak pelumas dari gearbox tidak bercampur dengan CPO. Body screw press harus ditumpu diatas pondasi yang umumnya terbuat dari U profil 100 mm. ada yang melapisi bagian lantai body screw press yang berfungsi untuk menampung minyak sawit dengan plat stain less steel. Bagian depan screw press dilengkapi body untuk menopang hydraulic double cone dan dihubungkan dengan sisten engsel sehingga memudahkan saat perbaikan screw press.

4. Gear Box

Gear box terdapat dibagian belakang body screw press yang didalam nya terdapat primary dan secondary screw yang dihubungkan dengan gear agar putaran double screw saling berlawanan arah. permasalahan yang sering terjadi di gear box yaitu sering patahnya bearing as akibat over pressure/kelebihan tekanan, minyak pelumas kurang bahkan mungkin juga akibat kualitas bearing yang tidak sesuai. Di sisi gearbox umumnya dilengkapi dengan selang sight glass untuk melihat level pelumas

(8)

dari luar dan dilengkapi dengan lubang intip dibagian atas untuk melihat kondisi bearing.

5. Hidrolik Double Cone

Hydraulic Double Cone merupakan alat yang ditambahkan ke sistem screw press untuk memberikan tekanan lawan terhadap daya dorong double screw di fibre kempa,dengan ditekannya ampas kempa oleh hydraulic double cone maka minyak akan keluar dari massa pressed melalui press silinder. Hydraulic double cone perangkat penting untuk mengendalikan losis minyak namun disisi lain bisa membahayakan peralatan jika tekanannya berlebihan. sistem pengaturan tekanan sudah otomatis berdasarkan amper meter elektromotor screw press yang diset antara 30-35 amper atau berdasarkan tekanan hydraulic di barometer antara 50-60 bar.

Permasalahan yang sering muncul dihydraulic double cone yaitu :

1. sering bocornya sambungan selang

2. tidak disiplinnya pelumasan bantalan luncur batang cone 3. kebersihan panel dari debu

4. sulitnya tenaga mekanik yang handal untuk memperbaiki sistem otomatis jika rusak.

(9)

B. Tekanan kerja Screw Press 1. Tekanan Berlawanan

Pengerak poros screw press dilakukan dengan electromotoryang dipindahkan dengan belt, gigi dan hydroulic. Power dengan putaran sebesar 19-12 rpm untuk menggerakkan alat screw. Efektifitas tekanan ini tergantung pada tekanan tahanan lawan pada adjusting cone. Tekanan padaHydraulic Cone yang sesuai untuk “Single Stage Pressing” diberikan tekanan pada tahap awal 40-50 bar dan pada Double Pressing menggunakan tekanan pertama 30-35 bar dan pada pengepressan kedua diberi tekanan 40-50 bar

Untuk menurunkan kadar minyak dalam ampas, tekanan lawan dinaikkan dengan mengatur Cone, hal ini akan menyebabkan efek samping yaitu ditemukan persentase biji pecah yang tinggi dan dapat mempercepat kerusakan Screw Press, bahkan dapat menyebabkan terbakarnya Electromotor .

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.

Tujuan menstabilkan tekanan pressan adalah :

a. Memperkecil kehilangan minyak dalam ampas, dengan meratanya adonan masuk kedalam screw press yang diimbangi dengan tekanan stabil maka ekstraksi minyak akan lebih sempurna, dengan demikian kehilangan minyak akan lebih rendah.

b. Menurunkan jumlah biji pecah, semakin tinggi variasi tekanan dalam screw press maka jumlah biji pecah semakin tinggi.

c. Memperpanjang umur teknis. Umur teknis alat seperti crew, cylinder press dan electromotor lebih tahan lama karena kurangnya goncangan elektrik dan mekanis.

C. Cara Kerja Mesin Screw Press

Motor listrik sebagai sumber gerakan yang berfungsi untuk menggerakkan mesin double screw press. Screw press dihidupkan melalui panel kendali sekaligus system hidroliknya, lalu dimasukkan air panas dengan suhu 9000C melalui pipa masuk (pipe inlet). Motor listrik hidup memutar pulli melalui poros motor dengan daya 30 KW dengan

(10)

putaran 1475 rpm. Pulli menggerakkan sabuk menghantarkan putaran ke pulli yang terpasang pada poros yang menghubungkan ke gear reduser,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.

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 30-50 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 reduser.

Pada mesin ini worm screw press memiliki peranan utama yang mendorong dan menekan kelapa sawit supaya terjadi pemerasan. Buah sawit yang telah dihancurkan pada digester diperas akibat gaya tekan yang ditimbulkan antara screw, casing (press cage), dan cone. Screw press mendapatkan tenaga putaran dari motor listrik berdaya 22 KW, putaran 1450 rpm yang direduksikan melalui Gear Box hingga mencapai 9 -11 rpm dan disalurkan melalui 2 buah worm screw press. Press cage atau casing memiliki lubang penyaringan sebanyak 32.000 buah diseluruh sisinya. Cone mendapatkan daya tekan dari pompa hidrolik sebesar 30-40 bar.

(11)

Klasifikasi mesin Screw press:

 Kapasitas : 10 ton

 Tekanan Konus : 30 – 40 Bar

 Putaran Poros : 9 -11 rpm

 Jumlah ulir : 4

 Berat worm screw : 100 kg

Dalam Menentukan kapasitas Screw Press Ada Beberapa hal yang perlu di perhatikan yaitu:

 Massa buah yang masuk kedalam digester dan screw press.

 Screw press harus terisi penuh untuk memperoleh efisiensi penekanan sehingga minyak yang dihasilkan akan banyak.

Dari kondisi di atas maka kapasitas screw press dapat di hitung dengan menggunakan rumus:  Q = % berondolan X kapasitas olah Mesin Screw press

Misalkan % berondolan = 60 % Massa screw press = 10 ton/ jam Maka,Q=

X 10 ton/ jam Q = 6 ton / jam

= 6000 kg/ jam

Selain itu kita juga harus mengetahui volume aliran, untuk mengetahui volume aliaran Kita harus mengetahui berapa harga massa jenis buah kelapa sawit, dari data yg di dapat harga massa jenis buah kelapa sawit = 641 kg/m3. Oleh karena itu volume aliran pada screw press adalah:

Valiran = Q / 

= 6000 kg/jam : 641 kg/ m3 =9.36 m3/jam

(12)

D. Analisa Gaya pada Screw Press  Gaya Torsi

Screw Press berguna untuk memindahkan buah hasilke arah keluar (outlet), dengan adanya penyempitan di daerah konus akan menyebabkan pemerasan pada buah tersebut sehingga minyak keluar dari daging buah

Ukuran Screw

Daerah paling kritis yang sering menjadi area keausan terjadi pada ujung screw (dari survei),Diasumsikan titk kritis tersebut terjadi pada jarak maksimal 10 mm dari sisi terluar screw.

(13)

Pembebanan Pada Screw Press

Gambar di atas menunjukkan kondisi pembebanan rata-rata pada jarak r dari sumbu poros. Gaya F merupakan penjumlahan gaya aksial berupa gaya tekan yang terjadi

pada screw. P adalah gaya yang bekerja untuk memindahkan beban (material kelapa sawit). Gaya N adalah gaya normal, sebagai akibat dari gaya tekan material terhadap screw. Gaya µN adalah gaya gesek yang terjadi pada permukaan kontak material kelapa sawit dan permukaan screw. Gaya normal dihitung dengan mempertimbangkan faktor pembebanan yang mengindikasikan jumlah total permukaan kontak screw dengan material.

(14)

E. Tegangan Pada Screw Press

Ada dua bentuk tegangan yang terjadi pada screw press yaitu tegangan lentur dan tegangan geser.

Rumus mencari Tegangan Geser :



=

Dengan :  : tegangan geser

D : gaya geser (gaya lintang) S : statis momen

b : lebar bidang geser Ix : momen inersia

Rumus mencari Tegangan Lentur



=

Dengan :  : tegangan Lentur

Y : jarak tegangan yang ditinjau ke garis netral Ix : momen inersia terhadap sumbu x

(15)

BAB IV PENUTUP A. Kesimpulan

1. Dari hasil perancangan di atas maka, dapat disimpulkan screw press banyak digunakan dalam industri terutama industri pengolahan kelapa sawit.

2. Selain itu dengan adanya perancangan screw press kita dapat mengetahui seberapa besar kapasitas suatu bahan yang bisa diproses pada screw press

3. mengetahui kegunaan screw press yg sebenarnya.

B. Saran

Sebaiknya lebih banyak menyediakan situs – situs yang berhubungan dengan perancangan screw press

(16)

DAFTAR PUSTAKA

http://intisawit.blogspot.com/search/label/Press%20Station