Upload
phamtram
View
234
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
i
PERANCANGAN MESIN CETAK BRIKET
LIMBAH KELAPA SAWIT
DENGAN PENGGERAK HIDROLIK
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana (S-1) Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Yuda Lestari
201110120311095
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
ii
iii
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
PERANCANGAN MESIN CETAK BRIKET
LIMBAH KELAPA SAWIT
DENGAN PENGGERAK HIDROLIK
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Sebagai Salah Satu Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Nama : Yuda Lestari
Nim : 201110120311095
Telah diperiksa, disetujui dan disahkan oleh :
iv
v
SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Yuda Lestari
NIM : 201110120311095
Tempat / Tanggal Lahir : Muaro Jambi, 03 Februari 1992
Jurusan : Teknik Mesin
Fakultas : Teknik
Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
Sesungguhnya skripsi dengan judul “Perancangan Mesin Cetak Briket Limbah
Kelapa Sawit Dengan Penggerak Hidrolik” Yang diajukan untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Malang, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan duplikasi
(“PLAGIASI”) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan / atau pernah dipakai
untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah
Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang saya kutip dan sumber
informasinya telah saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk
digunakan sebagaimana mestinya.
vi
ABSTRAK
Proses pengolahan kelapa sawit akan menghasilkan limbah yang terdiri
dari Tandan Kosong Kelapa Sawit, Lumpur Sawit (wet decanter solid),
cangkang, Serabut (fiber), limbah cair (Crude Palm Oil) dan air kondensat.
Indonesia merupakan negara dengan luas perkebunan kelapa sawit terbesar di
dunia, sehingga perlu diperhatikan pemanfaatan dari limbah Kelapa Sawit
tersebut.
Pemanfaatan Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit dan limbah cair
(Crude Palm Oil) menjadi briket telah dapat dibuktikan, dengan dimensi briket
30x30x40 mm pada tekanan 200 KN/m2 dapat menghasilkan spesifikasi briket
sebagai berikut : kadar air 7,291%; berat jenis 0,674 gr/cm3; nilai kalor 6931,581
cal/gram; kadar abu 6,219%; kadar zat mudah menguap 22,875%; karbon terikat
64,415% (Mario Damanik.2014).
Dalam produksi briket diperlukan mesin cetak briket yang mampu
menghasilkan briket berkualitas, sehingga dirancanglah mesin cetak briket dengan
kapasitas produksi yang direncanakan 48 buah sekali cetak, dengan gaya yang
diperlukan dalam pengepresan per briket adalah 200 kN/m2, dari data perancangan
tersebut setelah melalui perhitungan diketahui diameter silinder hidrolik yang
akan digunakan 50 mm, tekanan yang bekerja 96 bar, diameter pipa hidrolik 16,4
mm, daya pompa yang diperlukan 2,4 Hp, daya motor yang diperlukan 2,8 Hp,
dan kapasitas produksi yang dihasilkan 17280 briket/jam.
Kata kunci : Pemanfaatan Limbah, Briket Tandan Kosong Kelapa Sawit.
vii
ABSTRACT
The process of palm oil will produce waste consisting of empty bunches of
palm oil , wet decanter solid , shell of palm oil , fibers,, Crude Palm Oil Liquid
Waste and water kondensat. Indonesia is a country with largest palm oil
plantations in the world , so that need attention utilization of waste oil palm.
The utilization of empty bunches of palm oil and Crude Palm Oil Liquid
Waste to the briquette has been can be proved , with dimensions briquette
30x30x30 mm, at pressure 200 kN/m2, Can produce briquette specifications as
follows : water content 7,291%; Dencity 0,674 gr/cm3; calorific value 6931,581
cal/gram; ash content 6,219%; volatille 22,875%; Carbon 64,415% (Mario
Damanik.2014).
In the production of briquette Needed a printing machine briquette
capable to producing high quality briquette, So that designed a printing machine
briquette with planned production capacity is 48 briquette once printed. with
pressure 200 kN/m2, From the data design after procces calculations obtainable
diameterof hydraulic cylinder that will be used is 50 mm, with pressure working
96 bar, Diameter of hydraulic hose is 16,4 mm, the power of pump is 2,4 Hp, The
power op motor is 2,8 Hp and Produce capacity is 17280 briquette/hour.
Keywords : utilization of waste, Briquette of empty bunches of oil palm.
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Alhamdulillah, atas limpahan rahmat serta hidayah-Nya Tugas Akhir
dengan judul “Perancangan Mesin Cetak Briket Limbah Kelapa Sawit
Dengan Penggerak Hidrolik” ini dapat terselesaikan.
Dalam penyusunan skripsi ini terdapat hambatan yang dihadapi, namun
berkat bantuan dari semua pihak, segala hambatan tersebut dapat teratasi. Oleh
sebab itu penulis ungkapkan terima kasih atas nasehat, petunjuk, ide, saran yang
telah diterima penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan sekripsi ini.
Ungkapan terimaksih tersebut disampaikan kepada :
Kedua orang tua penulis, yang selalu memberikan dukungan dalam hal
apapun, senantiasa mendoakan, mengingatkan dan membimbing hingga
penulis dapat menjadi seperti sekarang.
Budiono, Ssi. MT. dan Ir. Sudarman, MT. yang telah dengan sabar
membimbing penulis dalam penyusunan Tugas Akhir.
Seluruh dosen Teknik mesin yang telah membimbing penulis selama kuliah.
Kakak dan Adikku ( Mustajab, Musmulyono, Tri Utomo, Yenny Faridha) dan
semua keluarga besar yang telah memberikan dukungan selama ini.
Teman - Teman Kos A5, Salimin dan semuanya yang tidak bisa penulis
sebutkan satu persatu.
Teman - Teman Teknik Mesin Angkatan 2011, teman seperjuangan Rizki BJ
dan Kuncoro Democca,.., yang tidak bisa penulis sebutkan semua.
Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak
terbahas. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan
sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait, dan Penulis berharap
Tugas Akhir ini berguna bagi semua pihak.
Wassalamu’alaikum Wr.Wb
Malang, 15 April 2015
Penulis
ix
DATAR ISI
LEMBAR JUDUL .................................................................................... i
POSTER .................................................................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................... iii
LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI ............................................... iv
SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ........................................ v
ABSTRAKSI INDONESIA ..................................................................... vi
ABSTRAKSI ENGLISH ......................................................................... vii
KATA PENGANTAR .............................................................................. viii
DAFTAR ISI ............................................................................................. ix
DATAR TABEL ....................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................... 1
I.1 Latar Belakang ................................................................. 1
I.2 Rumusan Masalah ............................................................ 2
I.3 Tujuan Penulisan .............................................................. 2
I.4 Manfaat Penulisan ............................................................ 2
I.5 Batasan Masalah ............................................................... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................... 3
II.1 Pengertian Sistem Hidrolik .............................................. 3
II.2 Statistika ........................................................................... 17
II.3 Kelapa Sawit .................................................................... 19
II.4 Arang ................................................................................ 24
II.5 Bahan Perekat ................................................................... 25
II.6 Briket ................................................................................ 27
BAB III METODE PERANCANGAN ................................................. 28
III.1 Metode Pengumpulan Data .............................................. 28
III.2 Konsep Rancangan ........................................................... 28
III.3 Kapasitas Mesin Cetak ..................................................... 30
x
III.4 Pemilihan Spesifikasi Bahan ............................................ 30
III.5 Perhitungan Perancangan ................................................. 31
III.6 Diagram Alir Perancangan ............................................... 33
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN .............................. 34
IV.1 Data Perancangan ............................................................ 34
IV.2 Skema Alat ....................................................................... 34
IV.3 Perhitungan Briket ........................................................... 35
IV.4 Gaya Pengepresan ........................................................... 37
IV.5 Pemilihan Pompa ............................................................ 41
IV.6 Perhitungan Daya Motor ................................................. 44
IV.7 Perhitungan Kerangka ..................................................... 45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................ 46
V.1 Kesimpulan ...................................................................... 46
V.2 Saran ................................................................................. 46
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DATAR TABEL
Hal
Tabel 2.1 Simbol Katub pengarah ............................................................ 9
Tabel 2.2 Simbol-simbol untuk melayani katup-katup ............................ 10
Tabel 2.3 Beberapa lambang komponen penyusun sistem hidrolik ......... 11
Tabel 2.4 Potensi Dan Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit ..................... 21
Tabel 2.5 Komposisi Kimia Tandan Kosong Kelapa Sawit .................... 22
Tabel 2.6 Sifat Fisik Tandan Kosong Kelapa Sawit ................................ 23
Tabel 2.7 Sifat Fisika dan Kimia Arang................................................... 25
Tabel 2.8 Komposisi Kimia Limbah Cair PKS ........................................ 27
Tabel 2.9 Prosentase bahan perekat ......................................................... 27
Tabel 2.10 Standar Briket Arang jepang, inggris, amerika, Indonesia ...... 28
Tabel 4.1 Data perancangan mesin cetak briket....................................... 34
Tabel 4.2 Theoretical output catalog SMC Hydraulic Cylinder .............. 38
Tabel 4.3 Spesifikasi pipa hidrolik........................................................... 41
xii
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1 Diagram aliran sistem hidrolik ........................................... 3
Gambar 2.2 Prinsip dasar sistem hidrolik .............................................. 5
Gambar 2.3 Motor Listrik ...................................................................... 6
Gambar 2.4 External Gear Pump ............................................................. 6
Gambar 2.5 Internal Gear Pump .............................................................. 7
Gambar 2.6 Pompa Tipe Sumbu Bengkok ............................................... 7
Gambar 2.7 Pompa Axial Tipe Alat Pengatur ......................................... 7
Gambar 2.8 Katup pengatur tekanan ........................................................ 8
Gambar 2.9 Katup pengtur arah aliran ..................................................... 8
Gambar 2.10 Flow control throttling valve ................................................ 12
Gambar 2.11 Silinder kerja penggerak tunggal.......................................... 12
Gambar 2.12 Silinder kerja penggerak ganda ............................................ 13
Gambar 2.13 Filter Tangki ......................................................................... 14
Gambar 2.14 Pengukur Tekanan ................................................................ 15
Gambar 2.15 Sketsa prinsip statika ............................................................ 18
Gambar 2.16 Kelapa sawit ......................................................................... 19
Gambar 2.17 Diagram Alir Proses Pengolahan Kelapa Sawit ................... 20
Gambar 2.18 Limbah Kelapa Sawit ........................................................... 21
Gambar 2.19 Diagram pohon pemanfaatan kelapa sawit........................... 23
Gambar 2.20 Pemanfaatan TKKS sebagai pupuk langsung ...................... 24
Gambar 2.21 Arang Kayu .......................................................................... 24
Gambar 2.22 Limbah Cair Kelapa Sawit ................................................... 26
Gambar 3.1 Konsep rancangan mesin cetak briket .................................. 28
Gambar 4.1 Skema Alat ........................................................................... 34
Gambar 4.2 Spesifikasi hydraulic oil HLP68 .......................................... 40
Gambar 4.3 Skema gaya alat .................................................................... 45
xiii
DAFTAR PUSTAKA
Sularso, Haruo tahara (1994).Pompa dan Kompresor, Pemilihan, Pemakaian dan
Pemeliharaan. PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
Hicks, Edwards (1996). Teknologi Pemakaian Pompa. Erlangga, Jakarta.
Daryono (2002). Mekanika Kekuatan Material. Universitas Muhammadiyah
Malang. Malang.
Arganda M (2007) Pemanfaatan Tandan Kosong dan Cangkang Kelapa Sawit
Sebagai Briket Arang. Tesis, Universitas Sumatera Utara.
SMC Corporation (2001). General Catalog SMC Hydraulic Cylinders Based on
JIS. Japan.
Catalog Lintech PT. LINTECH DUTA PRATAMA. Surabaya, Indonesia.
Product Catalog PT. GUNUNG GARUDA based on JIS G3101SS400 (Mild
Steel). Bekasi, Indonesia.
Catalog PIRTEK Fluid Transfer Solution, Hydraulic Hoses. Canada.
Retta, dkk (2012). Pemanfaatan Limbah Cair CPO Sebagai Perekat Pada
Pembuatan Briket dari Arang Tandan Kosong Kelapa Sawit. Jurnal,
Universitas Sriwijaya.
Parker Hannifin Corporation, Catalog Hydraulic Valves Industrial Standard.
Departemen Pertanian (2006). Pedoman Pengelolaan Limbah Industri Kelapa
Sawit. Jakarta.
Mario, Damanik (2014).Pengaruh Variasi Tekanan Kempa Terhadap Sifat Fisika-
Kimia Briket Arang dari Tandan Kosong Kelapa Sawit. Universitas
Sumatera Utara.
Tombili, Arpan. “ Pengolahan Limbah Cair di Pabrik Kelapa Sawit “.Accessed
25 Mei 2015.
http://www.academia.edu/9192802/pengolahan_limbah_cair_di_pabrik
_kelapa_sawit
50