bab ii tinjauan pustaka 2.1. tebu (sugar cane)eprints.umm.ac.id/41275/3/bab ii.pdf6 untuk...
Post on 03-Jul-2019
240 Views
Preview:
TRANSCRIPT
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tebu (Sugar Cane)
Tebu (sugar cane) adalah tanaman yang ditanam untuk bahan baku gula
dan vetsin. Tanaman ini hanya dapat tumbuh di daerah beriklim tropis.
Tanaman ini termasuk jenis rumput – rumputan. Umur tanaman sejak ditanam
sampai bisa di panen mencapai kurang lebih 1 tahun. Di Indonesia tebu
banyak dibudidayakan di pulau jawa dan sumatra.
Gambar 2.1. Tanaman tebu
(http://disbun.jatimprov.go.id/dbdata/berita/2013/berita209_pict2.jpg).
Tanaman tebu (Saccharum officinarum) dimanfaatkan sebagai bahan baku
utama dalam industri gula. Pengembangan industri gula mempunyai peranan
penting bukan saja dalam rangka mendorong pertumbuhan perekonomian di
daerah serta penambahan atau penghematan devisa, tetapi juga langsung
terkait dengan pemenuhan kebutuhan pokok rakyat dan penyediaan lapangan
kerja. Bagian lain dari tanaman seperti daunnya dapat pula dimanfaatkan
5
sebagai pakan ternak dan bahan baku pembuatan pupuk hijau atau kompos.
Ampas tebu digunakan oleh pabrik gula itu sendiri untuk bahan bakar selain
itu biasanya dipakai oleh industri pembuat kertas sebagai campuran pembuat
kertas (Farid, 2003).
2.2. Mesin Pemeras Tebu
Mesin pemeras tebu adalah mesin yang digunakan untuk memeras tebu
dengan tujuan untuk mengambil sari tebu. Cara kerja mesin pemeras tebu
secara umum yaitu tebu dimasukan ke dalam roll pemeras tebu hingga keluar
sari tebu. Berdasarkan jumlah roll pemeras tebu dibedakan menjadi dua yaitu
mesin pemeras tebu menggunakan dua roll dan tiga roll. Berdasarkan
penggeraknya mesin pemeras tebu dibagi menjadi dua yaitu mesin pemeras
tebu manual dan mesin pemeras tebu menggunakan motor (Sujito, 2010).
Gambar 2.2. Mesin pemeras tebu yang sudah ada (Gambar diambil dari
pabrik gula merah bertempat di daerah Kandat, Kediri).
6
Untuk menghasilkan perasan tebu yang benar-benar tersisa ampasnya
dibutuhkan tekanan yang kuat untuk memeras tebu namun karena bentuk tebu
yang berbeda ukurannya jadi dibutuhkan kecepatan motor yang berbeda pula
untuk dapat memeras tebu, sehingga dapat menghasilkan perasan tebu yang
maksimal. Kecepatan roll pemeras tebu tergantung tebu yang dimasukan ke
dalam roll pemeras, jika jumlah tebu yang dimasukan ke dalam roll pemeras
semakin banyak maka kecepatan putar motor akan semakin cepat (Sujito,
2010).
2.3. Sistem Mekanik 3 Roll
Mekanisme kerja mesin press tipe roll adalah ketika sumber daya berupa
motor dihidupkan, maka putaran dari motor akan memutar puli dan belt atau
sabuk akan menggerakkan puli transmisi, kemuadian akan diteruskan ke puli
yang terhubung dengan salah satu poros roll. Transmisi bertingkat ini dibuat
untuk menghasilkan putaran poros roll dengan putaran rendah. Tahap
selanjutnya roll yang difungsikan sebagai penekan dapat diturunkan dengan
cara diputar hingga menyentuh produ yang akan dilakukan pengerolan dan
pengepresan (Murdianto dan Redianto, 2015).
Mesin pemeras tebu yang menggunakan tiga roll merupakan hasil
pengembangan mesin pemeras tebu yang telah ada, yaitu mesin peras tebu dua
roll. Faktor utama dari pengembangan mesin ini yakni keselamatan kerja yang
terjamin, karena dalam mesin telah terdapat landasan tebu. Pengembangan
lainnya yang dilakukan dalam mesin ini antara lain, menambahkan sistem
mekanik tiga roll, menambahkan bak penampungan yang berfungsi sebagai
7
penampungan sari tebu yang telah diperas, menambahkan saringan tebu yang
berguna untuk menyaring ampas tebu (Harun Doe dkk, 2016).
Roll pemeras tebu merupakan salah satu bagian penting pada mesin
pemeras tebu selain gear dan motor. Hasil perasan tebu menggukan roll yang
terbuat dari besi lebih baik digunakan dibandingkan dengan perasan tebu
menggunakan roll yang terbuat dari kayu. Kelebihan roll yang terbuat dari
besi yaitu tekanan untuk memeras tebu lebih kuat dibandingkan roll yang
terbuat dari kayu namun jarak anatar roll tidak dapat berubah (Sujito, 2010).
Gambar 2.3. Sistem mekanik tiga roll (Handbook of Cane Sugar, Noel
Deer, 1921).
2.4. Tinjauan Umum Mesin Pemeras Tebu
Dari konsep produk yang telah dibuat, maka konsep elemen-elemen
produk dari mesin pemeras tebu adalah sebagai berikut :
1. Roll mill jagged (roll gilingan bergerigi)
8
Roll mill adalah salah satu komponen yang diambil sebagai komponen
produk dari mesin pemeras tebu yang memenuhi fungsi sebagai alat
pemecah sekaligus memeras atau memisahkan nira dari batang tebu.
Untuk memenuhi fungsi pengoptimalan dari pemerasan tebu roll mill
direncanakan terdiri dari dua tingkat roll pemeras. Pada roll dibuat alur
yang berfungsi sebagai pengerjaan pendahuluan yang mencacah batang
tebu dan menghindari terjadinya slip.
Gambar 2.4. Roll mill jagged (roll gilingan bergerigi)
2. Mill housing (rumah gilingan)
Rumah gilingan adalah komponen produk yang memenuhi fungsi
sebagai tempat bertumpunya poros – poros roll dan serta komponen
lainnya. Selain itu rumah gilingan berfungsi sebagai penyekat agar nira
tidak keluar dari ruang giling.
9
Gambar 2.5. Mill housing (rumah gilingan)
3. Pengatur jarak clearance
Berfungsi untuk mengatur besar kecilnya jarak clearance yang
diinginkan berdasarkan besar kecilnya diameter tebu yang masuk.
Gambar 2.6. Pengatur jarak clearance
2.5. Roll
Rolling atau pengerolan adalah proses pengurangan ketebalan atau proses
pembentukan pada benda kerja yang panjang. Proses rolling dilakukan dengan
10
satu set roll yang berputar dan menekan benda kerja supaya terjadi perubahan
bentuk (John Wiley & Sons, Inc. M P Groover, 2002).
2.5.1 Roll mill jagged
Roll mill merupakan instalasi kedua dari proses penggilingan tebu
pada umumnya. Roll mill ini berfungsi untuk melakukan proses
pemerasan, jenis roll mill yang umumnya digunakan adalah tipe
“continuous pressure feeder” yaitu tipe roll mill yang terdidri dari dua roll
seperti pada gambar :
Gambar 2.7. Roll mill (https://www.gutenberg.org/files/39775/39775-
h/39775-h.htm).
Kondisi roll mill yang baik :
1. Ketika pemakaian atau pengerolan tidak terjadi slip dan macet.
2. Permukaan roll tidak saling menempel.
3. Tidak ada getaran atau kebisingan.
11
2.6. Baja Karbon dan Baja Paduan
2.6.1 Baja Karbon
Baja karbon merupakan paduan antara besi (Fe) dan karbon (C), dengan
kadar karbon 2%. Baja ini tidak hanya mengandung unsur-unsur paduan Fe
dan C saja, tetapi juga mengandung unsur-unsur lain seperti Silikon (Si),
Mangan (Mn), Phospor (P), Belerang (S), dan Co. Unsur-unsur tersebut sangat
berpengaruh terhadap sifat mekanik baja.
2.6.2 Baja Paduan
Baja paduan adalah sekelompok baja yang mempunyai kadar karbon sama
dengan baja, tetapi ditambah dengan sedikit unsur-unsur paduan. Dengan
penambahan unsur paduan ini, kekuatan baja dapat dinaikkan tanpa
mengurangi keuletannya. Disamping itu unsur paduan memiliki sifat lainnya
yang menguntungkan antara lain : memperbaiki hardenability, memperbaiki
kekuatan pada temperatur biasa, memperbaiki sifat mekanik pada temperatur
rendah dan tinggi, memperbaiki ketangguhan pada tingkat keuletan dan
kekerasan tertentu, menaikkan sifat tahan aus, menaikkan sifat tahan korosi,
menaikkan sifat kemagnetan dan lain-lain.
Pengaruh unsur paduan terhadap baja banyak dipengaruhi oleh cara
penyebaran unsur dalam baja itu. Pada dasarnya semua unsur paduan sedikit
banyak dapat larut didalam ferit dan austenit, yang pada umumnya dapat
melarutkan unsur paduan dalam kadar yang lebih tinggi. Karena sifatnya yang
menguntungkan maka baja ini banyak digunakan untuk membuat pelat tipis,
batang (round bar), kawat, kontruksi umum dan alat-alat mesin. Menurut
kandungan karbonnya baja paduan di kelompokkan antara lain :
12
Baja paduan rendah (low alloy steel), jika elemen paduannya ≤ 2,5 %
Baja paduan sedang (medium alloy steel), jika elemen paduannya antara
2,5 % - 10 %
Baja paduan tinggi (high alloy steel), jika elemen paduannya ≥ 10 %
2.6.3 Pengelasan
Berdasarkan definisi dari Deutche Industric Normen (DIN) las adalah
ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang
dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Dari definisi tersebut dapat
dijabarkan lebih lanjut bahwa las adalah sambungan setempat dari beberapa
batang logam dengan menggunakan energi panas. Pada waktu ini telah
digunakan lebih dari 40 jenis pengelasan termasuk pengelasan yang
dilaksanakan dengan hanya menekan dua logam yang disambung sehingga
terjadi ikatan antara atom-atom atau molekul-molekul dari logam yang
disambungkan Wiryosumarto dan Okumura (2000).
2.6.4 Klasifikasi Baja Karbon dan Sifat Mampu Las-nya
Baja karbon adalah paduan antara besi dan karbon dengan sedikit Si, Mn,
P, S, dan Cu. Sifat baja karbon sangat tergantung pada kadar karbon yang
terdapat dalam baja tersebut, oleh karenannya baja dikelompokkan
berdasarkan kadar karbonnya antara lain :
Baja karbon rendah : dengan kadar karbon kurang 0,3 % C
Baja karbon sedang : dengan kadar karbon antara 0,3-0,45 % C
Baja karbon tinggi : dengan kadar karbon antara 0,45-1,70 % C
13
Bila kadar karbon naik, kekuatannya dan kekerasannya juga bertambah
tinggi tetapi perpanjangannya menurun. Klasifikasi dari baja karbon dapat
dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.1 Klasifikasi Baja Karbon (Teknologi Pengelasan Logam, Prof. Dr. Ir.
Harsono Wiryosumarto dan Prof. Dr. Toshie Okumura, 2000)
2.6.5 Klasifikasi Baja Cor dan Sifat Mampu Las-nya
Baja cor dalam hal komposisi kimiannya hampir sama dengan baja rol.
Dalam tabel 2.2 ditunjukkan unsur paduan yang ditambahkan dan
penggunaannya. Sedangkan tabel 2.3 menunjukkan jenis baja cor menurut
standar Jepang JIS.
Tabel 2.2 Klasifikasi Baja Cor (Teknologi Pengelasan Logam, Prof. Dr. Ir.
Harsono Wiryosumarto dan Prof. Dr. Toshie Okumura, 2000)
14
Tabel 2.3 Baja Cor menurut JIS (Teknologi Pengelasan Logam, Prof. Dr. Ir.
Harsono Wiryosumarto dan Prof. Dr. Toshie Okumura, 2000)
2.6.6 Klasifikasi Besi Cor dan Sifat Mampu Las-nya
Besi cor adalah paduan besi karbon dengan kadar C lebih 2 % dan masih
ada tambahan unsur lain seperti Si, Mn, P, S dan sebagainnya. Di samping itu
dalam tambahan tertentu masih ditambah lagi dengan Ni, Cr, dan Mo.
Kekuatan besi cor tertentu kekuatannya menyamai baja cor. Pembagian secara
kasar dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.4 Klasifikasi Besi Cor (Teknologi Pengelasan Logam, Prof. Dr. Ir.
Harsono Wiryosumarto dan Prof. Dr. Toshie Okumura, 2000)
15
2.7. Roda Gigi
Roda gigi berfungsi untuk daya. Roda gigi dengan poros sejajar adalah
roda gigi dimana giginya berjajar pada dua bidang silinder (disebut “bidang
jarak bagi”), kedua bidang silinder tersebut bersinggungan dan yang satu
menggelinding pada yang lain dengan sumbu tetap sejajar. Roda gigi lurus
16
merupakan roda gigi paling dasar dengan jalur gigi yang sejajar dengan
poros (Sularso, 1987).
Gambar 2.8. Roda gigi lurus (Sularso, 1987).
2.7.1 Nama-nama bagian roda gigi dan ukurannya
Gambar 2.9. Nama-nama bagian roda gigi (Sularso, 1987).
2.8. Poros
Poros merupakan salah satu bagian yang penting dari setiap mesin.
Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran.
17
Peranan utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros (Sularso,
1987). Poros-poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan beban
berar umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat
tahan terhadap keausan. Beberapa di antaranya baja khrom nikel,baja khrom
nikel molibden, baja khrom, baja khrom molibden (Sularso, 1987).
Gambar 2.10. Poros (https://maretaramadhanis.wordpress.com/category/tak-
berkategori/).
2.9. Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga
putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman,
dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros
serta elemen mesin lainya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi
dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tak dapat bekerja
semestinya. Jadi, bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya
dengan pondasi gedung (Sularso, 1987).
18
2.9.1 Bantalan Gilingan/Metal
Dalam perencanaan ini menggunakan bantalan gilingan yang biasa
disebut dengan metal. Bantalan ini umumnya terbuat dari perunggu atau
kuningan. Komposisi perunggu ini agak variabel yaitu : Cu, 84%; Sn, 10%;
Zn, 3%; Pb, 3%; kekerasan brinell, sekitar 85 (Handbook of Cane Sugar
Engineering, E. Hugot, 1986).
Gambar 2.11. Bantalan kuningan roll atas (Handbook of Cane Sugar
Engineering, E. Hugot, 1986).
Gambar 2.12. Bantalan kuningan roll bawah (Handbook of Cane Sugar
Engineering, E. Hugot, 1986).
19
Gambar 2.13. Pelumasan bantalan gilingan (Handbook of Cane Sugar
Engineering, E. Hugot, 1986).
Pegangan bantalan, penting bantalan atas harus harus memiliki pegangan,
panjang pegangan tidak harus mengikat ketika roll cenderung keangkat. Tepi
atas pegangan pada sisi umpan harus sedikit membulat, untuk menghindari
kemacetan, dan permukaan kuningan harus diselesaikan dengan sangat hati-
hati, demikian pula permukaan rumahan tempat meluncur. Itu adalah
keuntungan untuk melumasi permukaan ini dengan saluran masuk minyak
khusus. Beberapa manufaktur menyediakan pelat yang disisipkan dari bahan
khusus, memberikan koefisien gesekan yang sangat rendah (Handbook of
Cane Sugar Engineering, E. Hugot, 1986).
2.10. Sabuk dan Puli
Jarak yang jauh antara dua buah poros sering tidak memungkinkan
transmisi langsung dengan roda gigi. Dalam hal demikian, cara transmisi
putaran atau daya yang lain dapat diterapkan, di mana sebuah sabuk luwes
atau rantai dibelitkan sekeliling puli atau sproket pada poros (Sularso, 1987).
Sabuk-V adalah salah satu transmisi penghubung yang terbuat dari karet
dan mempunyai penampang trapesium. Dalam penggunaanya sabuk-V
20
dibelitkan mengelilingi alur puli yang perbentuk V pula. Bagian sabuk yang
membelit akan mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan
bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk
baji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang
relatif rendah (Sularso, 1987).
Gambar 2.14. Sabuk dan Puli (http://www.7kos.ru/catalog/kultivatory-
motobloki/motokultivatory/2051/).
2.11. Pemilihan Baut dan Mur
Baut dan mur merupakan alat pengikat yang sangat penting. Untuk
mencegah kecelakaan, atau kerusakan pada mesin, pemilihan baut dan mur
sebagai alat pengikat harus dilakukan dengan seksama untuk mendapatkan
ukuran yang sesuai. Untuk menentukan ukuran baut dan mur, berbagai faktor
harus diperhatikan seperti gaya yang bekerja pada baut, syarat kerja, kekuatan
bahan, kelas ketelitian, dll (Sularso, 1987).
21
Gambar 2.15 Mur dan Baut
(http://gambarteknik.blogspot.com/2008/12/baut-mur-dlm-gambar-
teknik.html).
Adapun gaya-gaya yang bekerja pada baut dapat berupa :
1. Beban statis aksial murni.
2. Beban aksial, bersama dengan beban puntir.
3. Beban geser.
4. Beba tumbukan aksial.
2.12. Pasak
Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-
bagian mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling, dan lain-lain. Momen
diteruskan ke naf atau dari naf ke poros. Menurut letaknya pada poros dapat
dibedakan antara pasak pelana, pasak rata, pasak benam, dan pasak singgung
(Sularso, 1987).
top related