i

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Proses Pengolahan Kelapa Sawit

2.1.1 Stasiun Penerimaan

Hal ini sangat sederhana, sebagian besar jenis jembatan timbang sekarang

menggunakan sel-sel beban, dimana tekanan beban menyebabkan variasi

pada sistem listrik yang diukur. Pabrik Kelapa Sawit sekarang ini pada

umumnya sudah menggunakan jembatan timbang yang terintegrasi langsung

dengan sistem komputer.

Prinsip kerja dari jembatan timbang yaitu truk yang melewati jembatan

timbang berhenti 5 menit, kemudian dicatat berat truk awal sebelum TBS

dibongkar dan sortir, kemudian setelah dibongkar truk kembali ditimbang,

selisih berat awal dan akhir adalah berat TBS yang diterima dipabrik. TBS

yang telah ditimbang kemudian diterima oleh bagian Loading ramp, untuk

dilakukan penyortiran.Hal ini dilakukan untuk memisahkan antara TBS yang

layak diolah atau tidak (Daulay, 2017).

2.1.2 Stasiun Perebusan

Setelah disortir, TBS yang layak olah lalu dimasukan ke dalam lori rebusan

yang terbuat dari plat besi / baja berlubang-lubang (cage) dan langsung

dimasukkan ke dalam Sterilizer yaitu bejana perebusan yang menggunakan

uap air yang bertekanan antara 2.6 sampai 3.0 Kg/cm2.Proses perebusan ini

dimaksudkan untuk mematikan enzim-enzim yang dapat menurunkan kualitas

minyak CPO. Disamping itu, juga dimaksudkan agar buah sawit mudah lepas

dari tandannya (berondolan) dan memudahkan pemisahan daging buah sawit

dari cangkang dan inti (Daulay, 2017).

ii

2.1.3 Stasiun Kempa

Pada tahapan mesin Threser, buah yang masih melekat pada tandannya akan

dipisahkan dengan menggunakan prinsip bantingan, sehingga buah tersebut

terlepas kemudian ditampung dan dibawa oleh Fruit Conveyor ke

Digester.Pada stasiun ini tandan buah segar yang telah direbus siap untuk

dipisahkan antara berondolan dan tandannya. Sebelum masuk kedalam

thresser TBS yang telah direbus diatur pemasukannya dengan menggunakan

auto feeder.Dengan menggunakan putaran TBS dibanting sehingga

berondolan lepas dari tandannya dan jatuh ke conveyor dan elevator untuk

didistribusikan kethreser untuk pembantingan kedua kalinya. Threser

mempunyai kecepatan putaran 22 – 25 rpm.Pada bagian dalam threser,

dipasang batang-batang besi perantara sehingga membentuk kisi-kisi yang

memungkinkan berondolan keluar dari threser.Untuk tandan kosong sendiri

didistribusikan dengan empty bunch conveyor untuk didistribusikan ke

penampungan empty bunch (Daulay, 2017).

Berondolan yang keluar dari threser jatuh ke conveyor, kemudian diangkut

dengan fruit elevator ke top cross conveyor yang mendistribusikan

berondolan ke distributing conveyor untuk dimasukkan dalam tiap-tiap

digester.Digester adalah tangki silinder tegak yang dilengkapi pisau-pisau

pengaduk dengan kecepatan putaran 25-26 rpm, sehingga brondolan dapat

dicacah di dalam tangki ini.Bila tiap-tiap digester telah terisi penuh maka

brondolan menuju ke conveyor recycling, diteruskan ke elevator untuk

dikembalikan ke digester.Tujuan pelumatan adalah agar daging buah terlepas

dari biji sehingga mudah dipress. Untuk memudahkan pelumatan buah pada

digester diinjectsteam bersuhu sekitar 90 – 95 °C (Daulay, 2017).

2.1.4 Stasiun Klarifikasi

Minyak yang berasal dari stasiun press masih banyak mengandung kotoran-

kotoran yang berasal dari daging buah seperti lumpur, air dan lain-lain. Untuk

mendapatkan minyak yang memenuhi standar, maka perlu dilakukan

iii

pemurnian terhadap minyak tersebut. Pada stasiun ini terdiri dari beberapa

unit alat pengolah untuk memurnikan minyak produksi yang meliputi : Sand

Trap Tank, Vibrating Screen, Crude Oil Tank, Continous Settling Tank

(CST), Oil Tank, Purifier, Vacum Dryer, Sludge Oil Tank, Sludge Vibrating

Screen, Sludge Centrifuge, Fat Pit, dan Storage Tank (Daulay, 2017).

Gambar 2.1 Stasiun Klarifikasi

2.1.5 Stasiun Pengolahan Biji

Pada stasiun ini dilakukan aktifitas pemisahan serabut dari nut, pemisahan

inti dari cangkangnya dan juga pengeringan inti. Peralatan yang digunakan di

stasiun ini diantaranya : Cake Breaker Conveyor (CBC), Depericarper, Nut

Silo, Ripple Mill, Claybath, dan Kernel Silo (Daulay, 2017)

iv

2.1.6 Stasiun Pengolahan Biji

Pada stasiun ini dilakukan aktifitas pemisahan serabut dari nut, pemisahan

inti dari cangkangnya dan juga pengeringan inti. Peralatan yang digunakan di

stasiun ini diantaranya : Cake Breaker Conveyor (CBC), Depericarper, Nut

Silo, Ripple Mill, Claybath, dan Kernel Silo (Daulay, 2017)

Gambar 2.2 Stasiun Pengolahan Biji

2.2 Screw Press

Alur proses screw press ialah masuknya adonan kedalam silinder press

dengan mengisi worm, pada hal ini volume setiap space worm berbeda,

semakin mengarak ke as maka volume akan semakin kecil juga. Sehingga

perpindahan massa menyebabkan minyak terperas (Sembiring, 2008).

v

Menurut Sembiring (2008) dalam kenyataannya kempa yang dijumpai

dipabrik lazimnya terdiri dari screw press, yang menyebabkan hal itu antara

lain:

a. Kapasitas dari alat yang tinggi, dan dapat menghemat tempat jika

dibandingkan dengan hydraulic press, dengan kapasitas olah screw press

berkisar antara 5 -15 ton TBS/jam

b. Karena kapasitas yang tinggi maka biaya oprasional per ton TBS sangat

rendah

c. Kebutuhan operator untuk mengoprasikan lebih sedikit dibandingkan

degan hydraulic press

d. Kebutuhan tenaga yang rendah untuk memeras buah

e. Cake breaker conveyor lebih mudah memecahkan gumpalan cake yang

keluar

Disamping itu screw press itu sendiri memiliki kelemahan, antara lain:

a. Ongkos perawatan yang tinggi

b. Biji yang pecah karena cangkang yang tipis

c. Minyak yang keluar dari screw press lebih banyak mengandung padatan

Akibat dari pengempaan yang berfungsi juga sebagai pencincang dan

pengaduk adonan maka minyak lebih cenderung mengarah ke emulsi

sehingga dalam air buangan yang keluar ke fat-fit mengandung minyak yang

lebih tinggi Prinsip ekstraksi minyak dengan cara ini adalah menekan bahan

lumatan dalam tabung yang berlubang dengan alat ulir yeng berputar

sehingga minyak keluar lewat lubang-lubang tabung. Besarnya tekanan alat

ini dapat diatur secara elektris dan tergantung dari volume bahan yang di

press. Alat ini terdiri dari sebuah selinder yang berlubang lubang didalam

terdapat sebuah ulir yang berputar Tekanan hidrolik pada komulator 50 –

70kg / cm3

mengakibatkan ampas basah. Kehilangan minyak pada ampas dan

biji tidak sempurna karena akan mempengaruhi pada proses stasiun

selanjutnya, ampas yang basah akan mengakibatkan pembakaran didalam

vi

dapur tidak sempurna. Tekanan yang terlampau tinggi misalnya 70 kg / cm3

akan mengakibatkan kehilangan inti yang begitu tinggi, sehingga

keseimbangan dalam mesin ini sangat diperlukan. hal yang perlu

deperhatikan adalah ampas kempa yang keluar harus merata dalam arti tidak

terlalu basah dan tidak terlalu kering, bila terjadi gangguan atau kerusakan,

sehingga screw press harus berhenti untuk waktu yang lama maka untuk

mencegah hal - hal yang tidak diiginkan screw press harus selalu di periksa,

untuk perbaikan pada screw press maka ampas yang tertinggal didalam

mesin pengempa harus dikosongkan, sehingga dapat diperbaiki. Kecepatan

putar mesin pengempa harus disesuaikan dengan kapasitas TBS yang akan

dipress, dengan tujuan agar efisiensi proses pressing lebih optimal, sehingga

target yang diiginkan perusahaan dapat tercapai sesuai dengan ketentuan -

ketentuan yang diterapkan oleh perusahaan (Sembiring, 2008).

Selanjutnya, minyak yang keluar dari Feeder Screw dan main Screw

ditampung dalam talang minyak (oil getter). Untuk mempermudah pemisahan

dan pengaliran minyak pada Feeder Screw dilakukan injeksi uap dan

penambahan air panas.

Gambar 2.3 Screw Press

vii

2.3 Detail Kerja Screw Press

Prinsip ekstraksi minyak dengan cara ini adalah menekan bahan lumatan

dalam tabung yang berlubang dengan alat ulir yeng berputar sehingga minyak

akan keluar lewat lubang-lubang tabung. Besarnya tekanan alat ini dapat

diatur secara elektris dan tergantung dari volume bahan yang di press. Alat ini

terdiri dari sebuah selinder yang berlubang - lubang didalam terdapat sebuah

ulir yang berputar. Tekanan kempa diatur oleh dua buah kerucut (conus)

berada pada kedua ujung pengempa, yang dapat digerakkan maju mundur

secara hidrolik. Tekanan hidrolik pada komulator 50 – 70 kg/cm3

mengakibatkan ampas basah. Kehilangan minyak pada ampas dan biji tidak

sempurna karena akan mempengaruhi pada proses stasiun selanjutnya, ampas

yang basah akan mengakibatkan pembakaran didalam dapur tidak sempurna

(Sembiring, 2008).

Tekanan yang terlampau tinggi misalnya 70 kg/cm3 akan mengakibatkan

kehilangan inti yang begitu tinggi sehingga keseimbangan dalam mesin ini

sangat diperlukan. hal yang perlu deperhatikan adalah ampas kempa yang

keluar harus merata dalam arti tidak terlalu basah dan tidak terlalu kering, bila

terjadi gangguan/kerusakan, sehingga screw press harus berhenti untuk waktu

yang lama maka untuk mencegah hal - hal yang tidak diiginkan screw press

harus selalu di periksa, untuk perbaikan pada screw press maka ampas yang

tertinggal didalam mesin pengempa harus dikosongkan, sehingga dapat

diperbaiki.

Kecepatan putar mesin pengempa harus disesuaikan dengan kapasitas Tanda

Buah Segar yang akan dipress, dengan tujuan agar efesinsi proses pressing

lebih optimal, sehingga target yang diiginkan perusahaan dapat tercapai

sesuai dengan ketentuan - ketentuan yang diterapkan oleh perusahaan.

Screw Press dipakai untuk memisahkan minyak kasar dari daging buah yang

telah dicabik dengan Oil Losses dan nut pecahpada ampas press. Alat ini

terdiri dari sebuah selinder yang berlubang - lubang dan di dalamnya terdapat

2 buah ulir yang berputar berlawanan arah. tekanan Press diatur oleh 2 buah

viii

konus yang berbeda pada bagian ujung press, yang dapat digerakan maju

mundur secara hidrolic.

Masa yang keluar dari ketel adukan melaluifeeder Screw bagi Press yang

memakainya (sebahagian minyak keluar) masuk kedalam main screw untuk

di press lebih lanjut. Minyak yang keluar dari Feeder Screw dan main Srew

ditampung dalam talang minyak (oil getter). untuk mempermudah pemisahan

dan pengaliran minyak pada Feeder Screw dilakukan injeksi uap dan

penambahan air panas (Sembiring, 2008).

2.4 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 90℃

melalui pipa masuk (pipe in-let). Motor listrik hidup memutar pulli melalui

poros motor dengan daya 30 kW dengan putaran 1475 rpm. Pulli

menggerakkan sabuk menghantarkan putaran ke pulli yang terpasang pada

poros yang menghubungkan ke gearreduserdan 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 (Sembiring, 2008).

Pada bagian akhir ulir terdapat dua buah conus yang digerakkan dengan

bantuan sistem hidrolic 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,sedangkanserabut 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 (Sembiring, 2008).

ix

Kapasitas screw press yang direncanakan harus sesuaikan dengan kapasitas

olahan pabrik. Dalam menentukan kapasitas 12 ton TBS/jam screw press

yang dipergunakan maka ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, antara

lain :

a. Sebelum kelapa sawit masuk kedalam screw press masa awal buah kelepa

sawit telah berkurang. Hal ini disebabkan karena berlangsungnya proses

penebahan pada mesin thresher. Massa sawit yang berkurang yang

dimaksud adalah berupa tandan kosong yang dipindahkan dengan

konveyor.

b. Untuk memperoleh hasil pressing yang baik yakni minyak sawit keluar

semua maka perlu diperhatikan bahwascrew press harus dalam keadaan

selalu penuh. Kondisi ini dibutuhkan untuk memperoleh efisiensi yang

lebih baik dari penekanan yang dilakukan sebab jika banyak ruang kosong

pada saat penekanan maka tidak berlangsung maksimal.

Motor listrik sebagai sumber gerakan yang berfungsi untuk menggerakan

mesin double screw press dihidupkan melalui panel kendali sekaligus system

hidroliknya, lalu dimasukkan air panas dengan suhu 90°C melalui pipa masuk

(pipe in-let). Motor listrik hidup memutar pulli melalui poros motor dengan

daya 22 kW dan putaran 1465 rpm. Pulli menggerakkan sabuk

menghantarkan putaran ke pulli yang terpasang pada poros yang

menghubungi ke gear reducer, dari gear reducer digerakan poros utama yang

dihubungkan dengan kopling. Poros utama menggerakan roda gigi perantara

yang mengakibatkan kedua poros berulir akan bergerak berlawanan arah

dangan putaran yang sama (Sembiring, 2008).

2.5 Tipe ulir Screw Press

Konfigurasidari sekrup adalah poros meruncing dan pitch konstan. Daerah

annular menurun melalui panjang sekrup dan mengambil nilai minimumnya

di ujung sekrup, Volume yang disapu oleh benang ulir di setiap belokan

adalah perkalian area annular dan jarak pitch. Tingkat kenaikan tekanan pada

x

Screw Press meruncing lebih tinggi dari tipe poros sekrup lurus (Lumban

gaol, 2017).

Gambar 2.4 Poros Meruncing dan sekrup jarak konstan

2.6 Materi Rancangan

Dalam masalah desain produk, fungsi sebuah produk menjadi sangat penting

untuk mengetahui proses dari perancangan itu sendiri. Fungsi produk menjadi

landasan dasar dari dibuatnya sebuah alat. Dalam beberapa hal sebuah alat

dapat berfungsi ganda/banyak sehingga dalam pendesainannya menjadi lebih

rumit. Contohnya “handlebar” pada sepeda, selain berfungsi sebagai kemudi

yang membelokkan sepeda ke kiri dan ke kanan juga berfungsi sebagai

tumpuan dari tubuh bagian atas si pengemudinya, juga berfungsi sebagai

tempat rem sekaligus tempat menahan tekanan tangan pada saat rem itu

ditekan (Ari Saddam, 2012).

Dengan demikian memahami fungsi dan karakteristik sebuah desain dapat

membantu dalam merancang sebuah alat menjadi lebih efisien dan tepat

guna.

Secara tradisional kita membagi teknik mesin menjadi fluida,termodinamik,

mekanik dan seterusnya. Tapi dalam desain produk kita dapat membagi

menjadi beberapa kategori:

a. Selection design (desain seleksi)

Secara umum dalam tipe ini, kita akan memilih satu item (atau lebih) dari

sebuah list suatu item sejenis. Kita biasanya melakukan desain tipe ini

ketika kita memiliki katalog suatu barang. Untuk memulai desain tipe ini

kita harus benar-benar mengetahui fungsi dan karakteristik dari suatu item

xi

dan kebutuhan dari alat yang kita desain. Misalnya dalam sebuah alat yang

kita rancang kita membutuhkan bantalan (bearing). Poros yang kita pakai

adalah poros yang memiliki diameter 20 mm, dan meneruskan beban 6675

N serta berputar pada 2000 rpm . maka kita harus memilih secara tepat

bantalan sesuai fungsi dan karkateriktiknya.

b. Configuration design (desain konfigurasi)

Pada tipe ini kita merakit semua bagian menjadi satu bagian yang utuh

berdasarkan fungsi dan karakteristiknya. Contoh sebuah komputer yang

terdiri atas keyboard, flopy disk, hardisk, power supply,mainboard harus

dirakit menjadi satu bagian yang berfungsi secara utuh. Dalam perakitan

ini yang diperlukan adalah metode perakitannya yang kita sebut dengan

desain konfigurasi.

c. Parametric design (desain parametris)

Pada tipe desain ini kita memerlukan sebuah besaran kuantitatif yang

menjadi parameter terbentuknya sebuah produk. Misalnya kita hendak

mendesain tanki penyimpanan berbentuk silider dengan kapasitas 4 m³.

Dalam penyelesainnya kita mendesain sesuai dengan ‘r’dan ‘t’ yang kita

inginkan sehingga begitu banyak kombinasi yang kita dapatkan. Disinilah

parameter menjadi penting.

d. Original design (desain asli)

Setiap proses desain yang kita kerjakan dan sebelumnya belum pernah

dibuat akan dinamakan dengan desain asli. Berbeda dengan tipe desain

sebelumnya (seleksi, konfigurasi dan parametris), maka jenis desain ini

benar-benar sesuatu yang unik dan baru yang kadang-kadang tidak dapat

diwakili oleh proses pada tipe lainnya.

e. Redesign (desain ulang)

Apa yang dinamakan desain ulang adalah mendesain sesuatu yang telah

eksis. Sebagian besar proses yang terjadi di industri adalah proses desain

ulang dari prototipe yang telah dibuat sebelumnya. Tapi dalam

xii

perkembangannya proses ini tidak stagnan dan kadang-kadang suatu

industri mengadakan perbaikan-perbaikan untuk memenuhi kebutuhan

pasar. Banyak contoh dari produk-produk redesign misalnya sepeda,

kendaran bermotor, peralatan elektronik dsb.

f. Permodelan dan Pembuatan Prototipe

Setiap tahapan dalam proses pengembangan konsep melibatkan banyak

bentuk model dan prototipe. Hal ini mencakup, antara lain model

pembuktian konsep, yang akan membantu tim pengembangan dalam

menunjukkan kelayakan (Ari Saddam, 2012).