Cooling System Design of Screw Press

  

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 Email

  ABSTRAK 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 (T ), suhu keluar dari pipa besi (T ) dan suhu pada ruang clearance (T ) dengan selang

  in out L

  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

  o

  rata peningkatan suhu sebesar 4.63

  C, sedangkan setelah menggunakan sistem pendinginan

  o

  rata rata peningkatan suhu menjadi 2.26 C. 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 (T ), the temperature out

  in of the iron pipe (T ) and the temperature in the room clearance (T ) at intervals of 5 minutes. out L

  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,

  O

  temperature at clearence room has an increased average temperature of 4.63

  C, while after

  O

  attaching the cooling system, in a clearance room, average temperature increase into 2.26 C 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 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, 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 (T tube ) 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 (T in ) dan suhu air setelah keluar dari pipa besi (T out ), 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.

  Gambar 1. Desain sistem pendinginan Dari pengukuran suhu ruangan sebelum penambahan sistem pendinginan didapatkan data berupa grafik seperti berikut : 100 y(T1) = 1.1438x + 22.344

  R² = 0.9579

  C O u

  50

  h

  y(T3) = 0.8457x + 23.03

  u S

  R² = 0.9907 R² = 0.9867

  20

  40

  60

  80 Waktu (menit) T2 T1 T3

  Gambar 2. Grafik pengukuran suhu pada ruang clearance sebelum penambahan sistem pendinginan Pada grafik terlihat kecenderungan suhu yang terus meningkat secara linier. Dengan rata-

  O O O

  rata suhu sebesar 59,51

C, 54,90 C dan 50,07

  C. Pada pengujian dengan menggunakan penambahan sistem pendinginan pada mesin screwpress, dapat dilihat pada Gambar 3.

  20

  40

  60

  80

  80 100 y = 0.617x + 24.956

  80 R² = 0.9234

  60 C)

  O

  60

   (

  40

  u h

  40

  u S

  20 20 y = 0.9897x + 22.815

  R² = 0.9901

  20

  40

  60

  80 Waktu (menit) Dengan Sistem Pendinginan Tanpa sistem pendinginan Linear (Dengan Sistem Pendinginan)

  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

  O O O

  rata rata pda Tin adalah 30,99 C dan T tube sebesar 45,01 C dan T out sebesar 41,79

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

  O

  mengalami rata rata penurunan suhu sebesar 9,82 C.

  Perhitungan laju perpindahan panas yang terjadi pada pipa besi dapat dilihat pada Gambar 4.

  40

  (W)

  30

  as Pan

  20 y = 0.6648x - 7.2699

  an ah R² = 0.8978 d

  10

  in p Per u

  20

  40

  60

  80 Laj

• 10

  Waktu ( Menit Ke

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

  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 t

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

  perlakuan yaitu t

  5 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

  O

  bantuan sistem pendinginan yang telah dirancang. Penurunan suhu terjadi pada t = 1,9 C

  50-55 O

  dan t 55-60 =sebesar 5

  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

  O

  rata peningkatan suhu sebesar 4,63

  C, sedangkan setelah menggunakan sistem pendinginan

  O

  rata rata peningkatan suhu menjadi 2,26 C.

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. 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:/d/Perpindahan%20Panas/Textbook/Judul/ diakses tanggal 1 Agustus

  2007

  L.) 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.