STASIUN KEMPA ( PRESSING
STATION )
Dari
bahan baku Sedangkan PK
Ekstraksi
minyak adalah proses pengempaan ( Pressing ) yang bertujuan untuk mengeluarkan
minyak yang terkandung di dalam daging buah. Pada umumnya ekstraksi minyak
kelapa sawit dilakukan secara mekanis, yaitu dengan melakukan pengepressan
menggunakan alat kempa. Alat kempa yang dipergunakan di PTNJ adalah dengan
menggunakan Kempa Ulir ( Screw Press ).
Tujuan
proses pengolahan di stasiun kempa adalah :
-
Membuka dan
memisahkan dinding-dinding sel minyak melalui proses pelumatan di dalam
Digester
-
Memecahkan
sel-sel minyak dengan cara pengepressan di dalam Screw Press yang akan menghasilkan
minyak kasar
-
Memisahkan kedua
jenis sumber minyak, yaitu antara minyak yang terkandung di dalam daging buah ( CPO ) dengan inti kelapa sawit (PK)
yang terdapat di dalam Nut
Langkah kerja proses Ekstraksi
di stasiun Kempa
Hasil proses penebahan dari stasiun
Threshing yaitu berupa brondolan yang telah terpipil, kelopak, abnormal
Phartenocarpy, dan sampah lainnya akan dibawa melalui Fruit Elevator ( Timba Buah ) menuju ke Fruit Distribution Conveyor. Bahan baku yang terangkat oleh Fruit Elevator
disebut Material Passing to Digester, material tersebut akan didistribusikan
oleh Fruit Distribution Conveyor ke unit-unit Digester yang dioperasikan. Fruit Distribution Conveyor dilengkapi
dengan corong pengeluaran ke masing-masing Digester dan terdapat rack dan
pinion gear sliding-gate untuk membuka dan menutup corong pengeluaran, sehingga
dapat meratakan pengisian material ke dalam Digister.
Langkah pertama dari proses ekstraksi
minyak di dalam daging buah adalah membuka dan memisahkan dinding sel-sel
minyak dengan proses pelumatan di dalam Digester. Sel-sel minyak tersebut
terbentuk dari sejenis lem atau semen yang melindungi dan menutupi serat-serat
di sepanjang mesocarp.
Pengolahan
di dalam Digester
Digester dilengkapi dengan alat pengaduk
yang berfungsi untuk melumat buah sehingga terjadi pelepasan Mesocarp dari Nut
sambil pemecahan dinding-dinding sel minyak. Di dalam Digester terjadi gaya shearing atau gaya
Agar proses pelumatan buah di dalam
Digester menjadi sempurna, material umpan Digester harus dijaga selalu penuh
minimal ¾ kapasitas Digister. Volume
Digester yang penuh akan memperlama proses pengadukkan dan dengan tekanan lawan
yang kuat, sehingga pelumatan buah dengan gaya shearing menjadi sempurna karena
ketinggian material di dalam Digester akan menimbulkan tekanan di dasar
Digester, semakin tinggi dan tahanan lawan material terhadap pisau semakin
tinggi, maka pemecahan dinding-dinding sel minyak dan pemisahan serat dengan
serat lain semakin baik.
Di dalam Digester pada saat proses
pelumatan buah juga ditambahkan steam untuk menaikkan suhu adonan/material di
dalam Digester. Pemberian steam di dalam Digester dapat di atur Volume besar
dan kecilnya melalui katup pada pipa pemasukkan steam.
Fungsi pemberian steam di dalam Digester
dalah sebagai berikut :
-
Memudahkan pembukaan
dan pelepasan sel-sel minyak
-
Memecahkan emulsi
menjadi minyak
-
Memudahkan
pengadukkan atau pelumatan buah
-
Meringankan beban
kerja dari Stirer sehingga tidak terlalu berat
Bagian dasar dari bejana Digester dibuat
berlubang-lubang dan dihubungkan dengan pipa sebagai tempat pengutipan minyak
yang terdapat di dalam Digester. Minyak yang terdapat dalam adonan di Digister
apabila tidak di kutip akan menurunkan efisiensi pengadukkan, maka minyak
tersebut perlu dipisahkan dengan cara mengalirkannya. Minyak ini kurang
mengandung Non Oil Solid apabila dibandingkan dengan minyak yang keluar dari
hasil pengempaan di Screw press. Pengutipan minyak di dalam Digester juga akan
menurunkan Oil Losses dalam serat dan nut.
Pengolahan
di dalam screw press
Material atau adonan yang keluar dari
Digester setelah proses pelumatan akan dilanjutkan pengolahannya pada alat
Screw press untuk proses ekstraksi minyak secara mekanis. Di dalam screw press
terjadi gaya Press atau gaya
Mekanisme pengempaan di screw press
adalah masuknya adonan ke dalam silinder Screw Press Cage melalui corong
pengeluaran dari Digester. Adonan tersebut masuk ke dalam screw press cage dan
mengisi di antara sela 2 buah worm/ulir
yang berputar berlawan arah. Volume setiap space dari ulir berbeda-beda,
semakin mengarah ke ujung as Screw maka volumenya semakin kecil sehingga
perpindahan massa
Pengempaan di dalam screw press dibantu
juga dengan cone hidraulic press yang akan memberikan tekanan ke material pada
saat meterial tersebut akan keluar dari screw press cage. Cone penahan tersebut
terdapat diujung pengeluaran screw press cage dengan posisi horizontal yang
digerakkan oleh pompa Hidraulik. Pergerakan material yang akan keluar dari
press cage karena adanya tekanan dari srew press akan ditekan kembali dengan
sepasang Cone, sehingga terjadi gaya tekan kembali yang akan memecahkan dan
mengeluarkan sel-sel minyak.
Untuk mengontrol hasil dari proses
pengempaan, disamping kecepatan putar dari screw press juga dipengaruhi oleh
gerakan tekan Cone hidraulic. Sehingga oil losses dalam serat dan nut pecah
dapat dikendalikan. Batasan oil losses fibre press yang di ijinkan adalah 5 % -
7 %, agar kandungan minyak yang masih terdapat di dalam serat ampas press
sesuai dengan standardnya maka dapat
dilakukan kontrol melalui tekanan hidraulic cone dengan mengubah tekanan
pressnya. Batasan tekanan press dari hidraulic cone adalah 50 – 75 bar dengan besarnya ampere
screw press 32 – 37 ampere, sehingga
dengan mengatur tekanan Hidraulic cone tersebut akan didapatkan Oil Losses
fibre press yang diinginkan dan meminimalkan jumlah nut pecah.
Pada proses pengempaan didalam screw
press cage ditambahkan air pengencer dengan suhu minimal 90° C. Pemberian air
pengencer dilakukan dengan cara menyiram lapisan luar dari screw press cage dan
penambahan air pada sand trap tank. Pemberian air pengencer tersebut diusahakan hingga kadar air yang
terdapat di dalam minyak 21 % – 23 %.
Adapun fungsi air pengencer tersebut
antara lain, sebagai berikut :
-
Mempercepat waktu
pemisahan antara minyak dengan nos, sludge
-
Agar minyak menjadi cair
dan tidak kental, sehingga pengaliran minyak di dalam pipa menjadi
lancar
-
Membersihkan
permukaan screw press cage.
Batasan penambahan air pengencer
Pada penambahan air pengencer harus
disesuaikan dengan jumlah screw press yang dioperasikan, agar di dapat kadar
air dalam minyak kasar yang sesuai dengan norma proses yaitu berkisar antara 21
% sampai dengan 23 %. Karena pada persentase kadar air seperti itu akan mengoptimalkan
waktu pisah minyak dengan sludge, selain itu suhu air pengencer minimal 90° C.
Setelah melalui proses pengolahan di
dalam Digister dan Screw press, maka akan dihasilkan minyak hasil ekstraksi
yang berasal dari daging buah dan serat ampas press ( Fibre Press ) yang masih
terdapat nut-nut. Minyak hasil dari proses ekstraksi tersebut masih mengandung
NOS, air, dan kotoran-kotoran, dan perlu dilakukan langkah – langkah pengolahan
berikutnya sehingga dapat menghasilkan CPO. Sedangkan Fibre press hasil dari
proses pengempaan akan masuk ke Cake Breaker Conveyor dan akan menuju ke
stasiun pemisahan inti untuk pengolahan nut hingga menghasilkan inti / kernel
Minyak yang didapat dari pengutipan dari
dalam Digister dan minyak hasil proses pengempaan di screw press, selanjutnya
akan dialirkan melalui pipa- pipa dan akan masuk ke Sand Trap Tank ( Tangki
perangkap pasir ) yang bertujuan untuk mengendapkan pasir dan kotoran-kotoran
yang terbawa oleh minyak. Setelah itu minyak tersebut akan masuk ke Vibrating
Screen ( Ayakan Getar ) untuk proses pemisahan minyak dengan kotoran berupa
NOS, cangkang pecah, serat-serat halus, kelopak buah, dll. Vibrating Screen
terdiri dari dua susun ayakan getar, ayakan pertama berfungsi untuk menyaring
kotoran-kotoran yang berukuran agak besar berupa cangkang pecah, serat halus, kelopak
buah dan sampah lainnya. Sedangkan ayakan kedua berfungsi untuk memisahkan
minyak dengan NOS.
Minyak yang telah dilakukan proses
penyaringan di Vibrating Screen selanjutnya akan dialirkan dan masuk ke Crude Oil Setling Tank, minyak tersebut
akan di olah lebih lanjut di stasiun klarifikasi untuk proses pemurnian minyak.
Klasifikasi alat/mesin di stasiun
kempa :
a.
Fruit
elevator ( Timba buah )
Material umpan digester
hasil dari proses penebahan di stasiun threshing, selanjutnya akan masuk ke
proses ekstraksi. Material tersebut akan dihantar melalui Fruit elevator.
Terdapat 2 unit fruit elevator model rantai kembar yang berfungsi untuk
menghantar material umpan digester menuju ke Fruit distribution conveyor.
Data- data teknik fruit elevator :
-
Kapasitas
elevator adalah 50 ton TBS/Jam
-
Timba dibuat dari besi pelat setebal 6 mm dibautkan ke
rantai dimana baut dan mur ( Lock nut ) terbuat dari baja.
-
Rantai tipe rol
model hollow pin 6” pitch yang bergerak diatas rel dari besi siku yang
dilengkapi dengan renewable liner yang dapat diganti
-
Terdapat penegang
rantai pada bagian bawah timba
-
Dilengkapi dengan
corong pengeluaran material
-
Digerakkan oleh
10 HP geared motor melalui rantai dan sproket.
Elektromotor : SUMITOMO Cyclo drive, Induction
motor.7,5 kW : 380 Volt; 1450 rpm
Gearbox : Ratio 43; input 7,5 kW;
1500 rpm
b.
Fruit
distribution conveyor
Material umpan yang dihantar
oleh Fruit elevator selanjutnya akan masuk ke Fruit distribution Conveyor untuk
mendistribusikan umpan material ke unit – unit Digester.
Data-data teknik Fruit distribution conveyor :
-
Diameter talang
700 mm, panjang konveyor 14000 mm untuk 5 unit Digester.
-
Talang terbuat
dari besi pelat setebal 6 mm dan dibagian atas diperkuat dengan besi siku.
-
Daun screw dibuat
dari pelat besi setebal 8 mm yang dilaskan pada poros pipa steam sch 80,
diameter 100 mm yang berputar pada bearing dan dilengkapi dengan sistem
pelumasan
-
Dilengkapi dengan
corong pengeluaran ke masing- masing digester lengkap dengan rack dan pinion
gear sliding gate dan rantai operasi untuk mengatur pengisian umpan digester.
-
Digerakkan oleh
10 hp elektromotor yang dikopelkan langsung
Elektomotor
: SUMITOMO Cyclo drive; 1450 rpm
Gear
box : Gear ratio 29 ; 7,5 kW; 1500 rpm
c.
Digester
Digester merupakan
bejana/ketel berbentuk silinder dengan posisi vertikal sebagai tempat proses
pelumatan buah.
Data – data teknik Digester :
- Kapasitas digester ± 3500 liter dapt memuat
sampai sekitar 3,5 ton MPD.( Body
Digester : EMI, kejuruteraan; Emi; SDN, BHD.)
-
Terdapat stirer sebagai pengaduk yang dilengkapi dengan 4
pasang pisau pelumatan material. Stirer
digerakkan oleh elektromotor dengan pulley fluid coupling.
Elektromotor : Electrim , 3~ motor1452 rpm; 52 ampere; 30 kW.
Gear box : PARAMAXRatio 63,984; input 30 kW; 1500 rpm
-
Terdapat pelat
siku sebagai penahan material yang terdapat di dinding digester
-
Dilengkapi dengan
tempat pengutipan minyak dibagian dasar bejana digester dan terdapt pipa pemasukan
steam injection.
-
Terdapat corong
pengeluaran material digester yang akan masuk ke Screw press.
d.
Screw
press
Screw press merupakan alat
pengempaan/pengepresan material untuk mengeluarkan sel – sel minyak yang
terkandung dalam daging buah.
Data – data teknik screw press :
-
Kapasitas screw
press 15 ton per jam
-
Jenis screw press
adalah double shaft
Body screw press : EMI, Kejuruteraan
,Emi; SDN,BHD)
-
Screw press
digerakkanoleh elektromotor yang terhubung dengan gear box melalui belt dan
dilengkapi dengan Pulley Fluid Coupling.
-
Terdapat hidraulik
cone sebagai tahanan lawan dari screw press yang digerakkan dengan pompa
hidraulik (REXROTH, Bosch group)
e.
Oil Gutter
Oil
gutter merupakan talang minyak untuk menerima minyak kasar hasil proses
ekstraksi dari digester dan screw press yang kemudian meneruskannya ke tangki
perangkap pasir melalui pipa.
f.
Sand trap
tank
Sand
trap tank adalah tangki penampungan minyak kasar hasil dari proses ekstraksi
sebagai tempat perangkap atau pengendapan pasir – pasir sebelum minyak tersebut
masuk ke Vibrating screen.
g.
Vibrating
screen
Vibrating screen merupakan
ayakan getar yang berfungsi untuk memisahkan minyak dengan NOS, serat halus,
cangkang dan kotoran – kotoran.
Vibrating screen terdiri
dari dua lapisan ayakan getar . yang pertama adalah ukuran 20 mesh yaitu untuk
memisahkan minyak dari kotoran – kotoran seperti serat – serat halus, cangkang
pecah, dll. Sedangkan lapisan kedua adalah ukuran 40 mesh yang berfungsi untuk
memisahkan minyak dari NOS.
Pada lapisan bawah terdapat
tempat penampungan minyak yang telah disaring oleh Vibrating screen dan corong
pengeluaran serta talang untuk
mengalirkan minyak tersebut menuju ke Crude Oil Tank.
PERCOBAAN
1.
Analisa
Fibre Press
Sample Fibre press diambil
setiap satu jam dari screw press yang dioperasikan, sample dikompositkan baru
kemudian dianalisa laboratorium dengan menggunakan metode acak. Parameter yang
di analisa adalah komposisi fibre press, rasio nut terhadap fibre press, dan
oil losses pada fibre press. Pengambilan sample dilakukan pada tanggal 20 Juli
2005.
a.
Screw
press no 1
Tekanan Screw press =
50 bar
Ampere Screw Press =
33 – 35 ampere
Berat sample = 503,88 gram
Komposisi Fibre press :
-
Fibre / serat =
233,06 gram
-
Nut = 270,82 gram
-
( Broken nut =
103,39 gram )
Rasio
nut terhadap Fibre press :
-
Fibre / serat =
46,25 %
-
Nut =
53,75 %
b.
Screw
press no 3
Tekanan Screw press =
60 bar
Ampere Screw Press =
34 – 37 ampere
Berat sample = 505,59 gram
Komposisi Fibre press :
-
Fibre / serat = 233,18 gram
-
Nut = 271,41 gram
-
( Broken nut =
36,62 gram )
Rasio
nut terhadap Fibre press :
-
Fibre / serat =
46,32 %
- Nut =
53,68 %
c.
Screw
press no 4
Tekanan Screw press =
55 bar
Ampere Screw Press =
32 – 35 ampere
Berat sample = 501,77 gram
Komposisi Fibre press :
-
Fibre / serat = 245,96 gram
-
Nut = 255,81 gram
-
( Broken nut = 5,46 gram )
Rasio
nut terhadap Fibre press :
-
Fibre / serat = 49,02 %
-
Nut = 50,98 %
d.
Screw
press no 5
Tekanan Screw press =
50 bar
Ampere Screw Press =
32 – 36 ampere
Berat sample = 507,43 gram
Komposisi Fibre press :
-
Fibre / serat = 253,993 gram
-
Nut = 253,437 gram
-
( Broken nut = 31,14 gram )
-
Rasio
Fibre press terhadap nut :
-
Fibre / serat =
49,95 %
-
Nut =
50,05 %
e. Analisa Oil Losses Fibre Press
No
|
Screw Press
|
Berat sample
( gram )
|
Ekstraksi minyak
( gram )
|
Kadar air
( % )
|
Kadar Minyak
( % )
|
||
Basah
|
Kering
|
Basah
|
kering
|
||||
1
|
I
|
13,1759
|
7,9352
|
0,5163
|
39,77
|
3,92
|
6,51
|
2
|
II
|
T I D A K
B E R O P E R A S I
|
|||||
3
|
III
|
11,3898
|
6,6710
|
0,4520
|
41,43
|
3,97
|
6,77
|
4
|
IV
|
10,7812
|
6,5129
|
0,3959
|
39,59
|
3,63
|
6,08
|
5
|
V
|
11,8526
|
6,9734
|
0,5097
|
41,16
|
4,30
|
7,31
|
Dari hasil percobaan yang dilakukan
dengan menganalisa sampel fibre press yang diambil setiap jam dan
dikompositkan, maka didapatkan kandungan minyak yang terkandung dalam fibre
press adalah rata-rata 6,67 %.
2.
Eksperimen
Tekanan hidraulik press
Tanggal pengujian : 25 Juli 2005
Screw press nomor : 5 ( Lima
Hour meter : … jam
Ampere Digester :
… A
Pengujian dilakukan di
laboratorium PKS, sample diambil dan di kompositkan untuk tiap variable
tekanan.
Tekanan
press : 45 bar
Berat sample :
Broken nut :
Oil Losses :
·
Tekanan press : 50 bar
·
Tekanan press : 55 bar
·
Tekanan press : 60 bar
No
|
Tekanan Press
( Bar )
|
Ampere press
( ampere )
|
Persentase ( % )
|
|
Oil Losses
|
Broken kernel
|
|||
1
|
45
|
|||
2
|
50
|
|||
3
|
55
|
|||
4
|
60
|
|||
Dari hasil pengujian dapat
diambil kesimpulan bahwa untuk Screw press nomor 5 tekanan press yang sesuai
agar didapat oil losses dan broken nut yang memenuhi standar adalah tekanan
hidraulik press Bar
3.
Temperatur
adonan Fibre press
No
|
Screw press
|
Suhu Fibre Press ( º c
)
|
||
Jam I
|
Jam II
|
Jam III
|
||
1
|
I
|
96
|
98
|
98
|
2
|
II
|
T I
D A K B E R O P E R A S I
|
||
3
|
III
|
95
|
98
|
97
|
4
|
IV
|
96
|
98
|
98
|
5
|
V
|
96
|
97
|
98
|
Temperatur adonan fibre
press yang keluar dari screw press setelah melalui proses pengempaan adalah
berkisar antara 95 ºC sampai 98 ºC
4.
Perhitungan
Kapasitas pengolahan Digester dan Screw press
Diameter Digester = 140 cm
Tinggi Digester = 230 cm
Volume Digester = p . r2 . t
= 3,14 . 702 . 230
= 3538780 cm3
= 3538,78 liter
Kerapatan massa = 987,7 kg/m3
= 0,9877 kg/liter
Kapasitas Digester = 0,9877 x
3538,78
=
3495,25 kg
=
3,495 Ton MPD
Jadi
kapasitas Digester yang dipergunakan di PTNJ dapat memuat sampai 3,495 ton MPD
dan membutuhkan waktu pengolahan antara 15 – 17 menit sampai muatan material di
dalam digester tersebut habis.
Percobaan
-
Digester
dikosongkan, corong pemasukan umpan dari Fruit Distribution ditutup.
-
Setelah material
di dalam digester habis, kemudian isi kembali digester sampai muatan material
penuh. Screw press dalam keadan tidak beroperasi. Setelah digester penuh, tutup
corong pemasukkan umpan dari Fruit distribution Conveyor.
-
Muatan material
di dalam digester dilakukan pengadukan untuk proses pelumatan buah sampai
selama kurang lebih 15 menit.
-
Operasikan screw
press dan hitung waktu pengempaan screw press, sampai muatan material di dalam
digester tersebut habis.
a.
Screw
press nomor I
Tekanan
press = 50 Bar
Ampere
press = 33 –
35 ampere
Waktu
pengempaan = 15,40 menit
b.
Screw
press nomor III
Tekanan
press = 60 Bar
Ampere
press = 34 –
37 ampere
Waktu
pengempaan = 16,22 menit
c.
Screw
press nomor IV
Tekanan
press = 55 Bar
Ampere
press = 32 –
34 ampere
Waktu
pengempaan = 15,57 menit
d.
Screw
press nomor V
Tekanan
press = 50 Bar
Ampere press = 32 – 35 ampere
Waktu pengempaan = 16,08 menit
No
|
Screw press nomor
|
Kapasitas
Digester
( Ton )
|
Waktu pengempaan
( menit )
|
Kapasitas pengolahan per jam ( ton/jam )
|
1
|
I
|
3,495
|
15,40
|
13,62
|
2
|
II
|
T I D
A K
|
B E R
O P E
|
R A S I
|
3
|
III
|
3,495
|
16,22
|
12,93
|
4
|
IV
|
3,495
|
15,57
|
13,47
|
5
|
V
|
3,495
|
16,08
|
13,04
|
13,265
|
||||
Jadi berdasarkan hasil percobaan, kapasitas rata –
rata pengolahan digester dan screw press per jam adalah 13,265 ton MPD untuk
satu unit digester dan screw press dengan waktu pelumatan dan pengempaan
rata-rata 16,02 menit untuk satu muatan penuh material digester.
KESIMPULAN DAN SARAN – SARAN
Kesimpulan
1.
Kapasitas I unit
digester adalah 3,495 ton MPD dan membutuhkan waktu pengolahan 15 – 17 menit
hingga muatan material di dalam digester tersebut habis.
2.
Pengisian
material umpan digester ( MPD ) harus kontinyu sehingga volume material
digester stabil, minimal ¾ kapasitas digester agar proses pelumatan dan
pengempaan berjalan baik.
3.
Faktor – faktor
yang mempengaruhi hasil proses ekstraksi di stasiun kempa adalah :
-
Pengisian umpan
digester dan Proses pelumatan buah di dalam digester
-
Kecepatan putar
shaft screw press dan tekanan lawan dari hidraulik cone
-
Penambahan air
pengencer
Saran – saran
1.
Tekanan hidraulik
cone screw press harus selalu diperhatikan agar kadar minyak terdapt di fibre
press sesuai dengan batasan norma proses yang ada, selain itu perlu juga
diperhatikan jumlah broken nut ( nut pecah ) yang terdapat pada ampas press.
2.
Pemberian air
pengencer harus disesuaikan dengan jumlah screw press yang dioperasikan agar
didapatkan kadar air dalam minyak yang sesuai, sehingga proses pemisahan minyak
dengan sludge cepat optimal.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar