PENELITIAN TERHADAP
BEBERAPA VARIABEL YANG MEMPENGARUHI PERFORMANCE
SCREW PRESS PADA PABRIK KELAPA SAWIT
Pendahuluan
Tujuan dari penelititan ini adalah untuk mengetahui performance dari stasiun press, khususnya kondisi press cake akibat perilaku pada kondisi-kondisi kerja yang memungkinkan terjadi sepanjang operasional. Dimana pada akhirnya dapat ditentukan kondisi operasi yang OPTIMUM untuk menghasilkan press cake sesuai dengan standart yang diharapkan.
Spesifikasi alat/ mesin :
Spesifikasi alat. Mesin yang digunakan adalah terdiri dari :
- 1 (satu) unit digester
- Type : CB 3000
- Power : 22kW
- Rpm : 24
- 1 (satu) unit screwpress
- Model : CB 10 T/h
- Power : 22 kW
- Rpm : 11,5
- Serial no : 1023
Gear box
- Model : RN D31-AN-80
- Ratio : 78,789
- kW : 32
- Serial no : H 2121861
kW Motor : 22
METODOLOGI
Dari tujuan penelitian yang telah diterangkan dari halaman sebelumnya, maka untuk melaksanakan penelitian dipilih 1 (satu) set digester dengan screwpress dimana digester tidak diganti sepanjang penelitia. Sedangkan untuk screwpress pada penelitian terakhir akan diganti dengan yang baru 1 (Satu) set sebagai bahan perbandingan.
Ada pun perlakuan-perlakuan yang dilakukan terdiri dari beberapa variable yaitu:
- Level Mash dalam Digester
- Drain pada Digester
- Temperature pada Digester
- Tehnik perebusan pada Sterilizer
- Kondisi Wormscrew
Sesuai dengan kondisi kerja di lapangan maka langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ini adalah:
- Persiapan penelitian
- Prosedur penelitian dan pengambilan sample
- Analisa laboratorium
- Jawaban soal-soal project assignment
- PERSIAPAN PENELITIAN
Sebelum melakukan penelitian dilakukan konsultasi dengan mill manager tentang wak tu / langkah-langkah yang perlu diperhatikan dalam penelitian. Kemudian dikonfirmasikan dengan mandor/operator yang langsung terkait.
Dalam penelitian ini dipilih 1 (satu) set Digester dan Press dengan kondisi baik dengan data-data sebagai berikut :
- Digester :
- steering arm rata-rata 176 jam
- bottom plate 176 jam
- Screwpress :
Wormscrew (recondition I ) 87 jam
Press cage 410 jam
Untuk meminimalkan kesalahan pada pengambilan data, maka sebelum penelitian dilakukan, diadakan pengecekan / pembersihan saluran drain. Juga alat ukur yang digunakan yaitu yang sudah terpasang pada masing-masing unit dicheck kebenarannya dan diperjelas sehingga skalanya dapat dibaca dengan jelas.
Alat ukur yang digunakan :
- Pada panel yaitu ampere meter digester dan screwpress
- Pada digester yaitu temperature gauge
- Pada Hidraulic Pack yaitu pressure gauge,untuk mengetahui tekanan konus pada press dimana pada penelitian ini ditetapkan tekanan konus sebesar 40 bar. Hal ini merupakan hasil diskusi dengan Mill Manager dari pengalaman sebelumnya, dimana tekanan konus ditetapkan tidak terlalu tinggi guna menghindari Over Load pada press dan digester yang dapat menyebabkan Tripped pada saat pengujian berlangsung.
Personil yang digunakan adalah 4 (empat) orang yaitu :
- penulis (personil Utama)
- general worker (personil pembantu)
- laboratorium analisis (membantu dalam menganalisa sample)
- operator press (membantu saat percobaan level ½)
Sebelum penelitian, semua personil dikumpulkan dan diberi pengarahan tentang cara-cara pelaksanaan dan tujuan penelitian serta akibat dari kelalaian dalam melaksanakan tugas tersebut. Dan sebelum pengambilan data, dilakukan pencocokan waktu (jam) antara personil dalam pengambilan sample.
- Prosedur penelitian dan pengamblan sample
Pelaksanaan pengambilan sample dan data yang dilakukan adalah untuk 6 (enam) set dimana sample tersebut sudah dapat dianggap mewakili dalam percobaan.
Penelitian dilakukan untuk 5 (lima) variable. Langkah – langkah pengambilan sample yang akan sering kita lakukan selama penelitian adalah sebagai berikut :
Ambil sample serta catat ampere meter press dan digester secara bersamaan untuk setiap interval waktu 10 menit selama 1 (satu) jam, dan kumpulkan sample tersebut pada 1 (satu ) tempat serta beri tanda yang jelas. Untuk lebih sederhana seterusnya nantinya akan ditulis hanya “pengambilan sample”.
Sample diambil untuk 5 (lima) titik yaitu : bagian atas, bawah, sisi sebelah kiri, sisi sebelah kanan, dan dari tengah-tengah kedua konus.
Ada pun langkah-langkah penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :
- pengujian untuk perubahan Level Mash pada digester dengan prosedur :
- pastikan tekanan konus 40 bar (constant)
- valve drain digester dibuka penuh dan temperature mash dijaga minimum 95C
- digester dijalankan pada level penuh
- pastikan mash buah yang direbus sehari sebelumnya telah keluar seluruhnya
- pengambilan sample
setelah selesai pengambilan sample
- kurangi level mash pada digester menjadi setengah
- tunggu minimal 30 menit untuk menghabiskan mash yang diaduk pada level penuh
- pengambilan sample
setelah pengambilan sample selesai
- isi digester hingga penuh
- tunggu minimal 15 menit hingga mash yang diaduk pada level setengah telah keluar seluruhnya.
- Pengambilan sample
Prosedur ini dilakukan hingga didapat 6 (enam) set pembacaan data.
- pengujian terhadap pengaruh pemakaian valve drain pada digester :
- pastikan saluran drain tidak tersumbat
- operasikan digester dengan level penuh dengan temperature mash (95-100)C
- buka valve drain penuh
- pastikan mash yang direbus hari sebelumnya telah keluar seluruhnya
- pengambilan sample
- setelah selesai pengambilan samle,
- buka valve drain penuh
- tunggu minimal 30 menit untuk mengeluarkan mash yang diaduk sebelumnya
- pengambilan sample
- Prosedur ini dilakukan hingga didapat 6 (enam) set pembacaan data.
- pengujian terhadap pengaruh perubahan temperature mash dengan prosedur :
- level mash pada digester dipertahankan penuh
- valve drain digester dibuka penuh
- naikkan temperature diantara 95-100C
- pastikan mash yang direbus hari sebelumnya telah keluar seluruhnya
- pengambilan sample
- setelah selesai pengambilan sample
- kurangi temperature hingga 80-85 C
- tunggu minimal 30 menit untuk mengeluarkan mash yang diaduk sebelumnya
- pengambilan sample
- setelah selesai pengambilan sample
- naikkan kembali temperature mash menjadi 95-100C
- tunggu minimal 30 menit untuk mengeluarkan mash yang diaduk sebelumnya
- pengambilan sample
prosedur ini dilakukan hingga didapat 6 set pembacaan data
- pengujian terhadap pengaruh perebusan single peak
- lakukan perebusan single peak sebanyak 4 set (berturut-turut).
- Operasikan digester pada level penuh dan temperature mash 95-100C
- Mash yang direbus sehari sebelumnya telah keluar seluruhnya.
Perhitungannya :
Ø Digester = 1,15 m
Tinggi = 2,9
Volume digester = 0,7857 x (1,15) m² x 2,9 m
= 3,0133 m³
Volume shaft = 0,152 m x 0,152 m x 2,9 m
= 0,067 m³
Secara estimasi diperkirakan volume steering arm / expeller = 0,020 m³
maka volume mash dalam digester = (volume digester – volume shaft – (volume steering arm + expeller ))
= (3,0133 – 0,067 – 0,020 ) m³
= 2,93 m³
≈ 3,00 m³
Dari hasil pengukuran yang pada tanggal 22 Desember 1999 didapat Average mash density (density rata-rata ) dalam digester = 1011,5 kg/ m³
maka massa mash dalam digester = volume mash x ρ
= 3,0 m³ x 1011,5 kg/ m³
= 3034,5 kg
Dari hasil percobaan didapat % MPD /FFB = 67,6 % (Lampiran I)
Maka kapasitas digester = 100 kg FFB / 67,7 kg mash x 3034,5 kg mash
= 4482,2 kg FFB
≈ 4,5 Ton FFB
Jika throughput screwpress = 12 Ton / jam, maka waktu yang dibutuhkan untuk menghabiskan volume mash dalam digester adalah :
4,5 Ton FFB / 12 Ton FFB / jam = 0,375 jam
= 22,5 menit
Untuk menghabiskan buah sebanyak 2 (dua ) rebusan atau kira –kira 50 Ton FFB adalah :
50 Ton FFB x 22,5 menit = 125 menit
4,5 Ton FFB / digester x 2 digester
Untuk kondisi yang lebih aman pengambilan sample dilakukan ± 140 menit setelah press start.
-operasikan drainage (full opened)
- pengambilan sample
Pengambilan sample dilakukan selama 3 (tiga) jam berturut-turut.
- pengujian dengan wormscrew baru :
- pastikan saluran drainage tidak tersumbat
- digester dijalankan pada level penuh dan temperature digester (95-100) ºC
- buah yang direbus hari sebelumnya telah keluar seluruhnya
- pengambilan sample
pengambilan sample dilakukan untuk 6 (enam) set yaitu selama 6 jam.
- Analisa laboratorium.
Cara uji kadar minyak dalam serat
bahan : n – hexane
peralatan :
- neraca analitik
- heating mantel
- flask bottom
- condensor
- sokhlet
- desicator
- oven
prosedur kerja :
- ambil bahan secara acak dari beberapa posisi dan timbang dengan teliti sebanyak ± 5 gr, kemudian keringkan dalam oven selama 2 jam dengan temperature ± 103 C sampai air menguap semua.
- Dinginkan dalam desicator dan timbang kembali dan catat hasilnya.
- Keringkan kembali dalam oven ± 30 menit, lalu dinginkan kembali dalam desicator, setelah itu timbang kembali hasilnya, hingga diperoleh selisih berat dengan penimbangan sebelumnya tidak lebih dari 0,002 gr.
- Timbang flask bottom dengan teliti kemudian isi n-hexana secukupnya.
- Sample masukkan ke dalam timble dan kemudian ekstraksi selama 6 jam.
- Setelah ekstraksi, masukkan flask bottom dan kemudian keringkan lagi di oven selama 30 menit.
- Dinginkan flask bottom di desicator, kemudian timbang kembali sampai diperoleh selisih berat dengan penimbangan sebelumnya tidak lebih dari 0,002 gr.
Cara perhitungan :
Kadar minyak = (flask bottom + residu ) – flask bottom kosong
X 100% Berat contoh kering
Cara uji broken nut / total nut
Peralatan : timbangan
Prosedur kerja :
- timbang sample 1 kg (sample press cake)
- pisahkan dengan hati-hati nut pecah, nut utuh, kernel pecah, kernel utuh dan cangkang hingga gram terdekat (W1)
- jumlahkan hasil timbangan nut pecah, kernel pecah, kernel utuh, dan cangkang (W2)
cara perhitngan :
% broken /tot nut = W2 x 100%
W1
D. Jawaban soal-soal Project Assignment
1. didapat bahwa :
- untuk digester level ½ rata-rata memiliki oil losis yang lebih tinggi dari pada level penuh, hal ini disebabkan oleh pelumatan yang kurang sempurna di digester akibat kurangnya waktu dan tekanan pelumatan.
- untuk temperature operasi (80-85)C memiliki oil loses yang lebih rendah dari kondisi operasi digester pada temperature (95-100) C. hal ini disebabkan oleh pemakaian steam yang lebih rendah pada temperature (80-85)C yang menghasilkan kondisi mash yang lebih kering disbanding dengan temperature (95-100) C.
- pengoperasian drainage pada digester menghasilkan oil loses yang jauh lebih rendah dari pada drainage pada posisi tertutup. Ini terjadi karena pada pemakaian drainage sebagian minyak + steam mengalir secara by pass ke oil gutter sehingga kondisi mash lebih kering dari pada drainage pada posisi tertutup.
- perebusan dengan single peak menghasilkan oil loses yang lebih tinggi dari pada triple peak. Rata-rata % kenaikan mencapai 8,4 % (dapat dilihat pada table 6). Hal ini menunjukkan bahwa proses perebusan single peak kurang baik terhadap kondisi mash yang kita harapkan.
- untuk pemakaian Worm Screw baru menghasilkan oil loses yang lebih terkontrol yaitu memiliki fluktusi yang rendah dari standard yang ditetapkan (7-7,5)%, yaitu sekitar 6,74 s/d 7,46 %. Hasil rata-rata percobaan ditunjukkan pada grafik IV.
2. Didapat bahwa :
- untuk setiap set percobaan, digester level penuh memiliki broken nut yang lebih sedikit dari pada level ½ .
- temperature digester (80-85)C menghasilkan broken nut yang jauh lebih tinggi dari pada temperature (95-100)C.
- pemakaian drainage pada digester rata-rata memiliki broken nut yang lebih tinggi daripada drainage pada posisi tertutup.
- perebusan dengan single peak memiliki broken nut yang lebih tinggi dari pada perebusan dengan triple peak. Hal ini terlihat pada table 6 dimana rata-rata % kenaikan sebesar 6,35 %.
- pemakaian Worm Screw baru menghasilkan broken nut yang lebih rendah dari pada worm screw yang lama.
3. Faktor-faktor lain yang mempengaruhi oil loses pada presscake :
- waktu perebusan yang tidak seimbang dengan tekanan perebusan
- Kotoran-kotoran yang terikut pada mash press digester (misal batu, pasir dll)
- tekanan yang berubah-ubah
Kondisi presscage, wormscrew dan strainer serta tingkat keausan konus.
4. Tindakan yang diambil untuk meyakinkan screwpress bekerja dengan performance yang baik adalah :
– memastikan alat ukur yang digunakan bekerja dengan baik, misalnya : pressure gauge pada hydraulic pack, temperature gauge, ampere meter, dll.
– Operasikan digester dengan level penuh dengan temperature antara (95-100)C.
– Operasikan drainage dengan % pembukaan sesuai dengan hasil yang diinginkan yaitu bila presscake terlalu kering (yang biasanya akan diiikuti dengan naiknya broken nut), maka tutup drainage (25-50)% atau lebih sesuai dengan perubahan kondisi presscake.
– Pastikan perebusan dilakukan dengan baik
– Running hours wormscrew dan press cage dijaga agar tidak terlalu tinggi (menjaga agar tidak terlalu aus / clearance yang besar).
– Pengambilan sample presscake yang benar.
– Pengaturan tekanan adjusting cone.
– Kondisi mekanis yang baik (gearbox, V-belt, coupling, pelumasan, dll)
5.Dari hasil observasi didapat bahwa :
- perlakuan kondisi operasi yang berbeda-beda pada digester akan menghasilkan ampere yang berbeda pada digester itu sendiri serta pada pres. Secara terperinci dapat disimpulkan sebagai berikut :
Untuk digester :
- ampere pada level penuh > ampere pada level ½
- ampere pada temperature (80-85) C > ampere pada temperature (95-100) C
- ampere pemakaian drainage > ampere pada posisi tertutup
untuk press :
- ampere pada wormscrew lama > ampere pada wormscrew baru
- ampere yang tinggi pada press dan digester menghasilkan broken/tot nut yang tinggi dan oil loses yang rendah. Untuk perlakuan perubahan temperature pada temp (80-85)C ditemukan press tripped karena ampere press yang terlalu tinggi, sehingga tidak baik kondisi operasi.
