Uji Karakteristik Teknik Mesin Siklon Tipe Uelara Produksi CV. Wira Agro Utama

Abstract

CV. Wira Agro Utama adalah sebuah perusahaan yang bergerak di bidang perancangan dan produksi alat dan mesin pertanian. Salah satu produk dari CV. Wira Agro Utama berupa mesin sildon tipe udara. Sebagaimana layaknya suatu industri desain alsintan (alat mesin pertanian), maka aspek kelayakan mutlak diutamakan. Aspek kelayakan ditentukan melalui serangkaian uji, diantaranya uji kineIja (performansi), sehingga alat dan mesin pertanian tersebut dioperasikan secara optimal dan elisien. Sebelum mesin sildon tersebut dipasarkan, uji kineIja juga dilal,:ukan, agar dapat dioperasikan secara optimal dan efektif oleh pengguna ataupun konsumen. Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk memperoleh karakteristik teknik sildon, yang mencakup kecepatan putar yang optimal, suplai daya motor listrik yang mencukupi, serta debit pemasukan udara dan laju pengumpanan bahan yang sesuai. Selain itu, penelitian ini juga bertujuan mendapatkan biaya pokok produksi per kg bahan (produk). Sildon adalah mesin pemisah ballan yang memanfaatkan gaya sentrifugal yang bekerja pada bahan. sildon juga digunakan sebagai penyalurl transportasi (conveying) pada industri bahan pangan ataupun hasil pertanian, seperti yang diterapkan pada industri produksi tepung terigu. Bahan (partikel balus) yang berada dalam udara masuk secara tangensial dan membentuk gerakan sehingga menghasilkan gaya sentrifugal pada bahan dan udara, yang sebanding dengan gaya sentripetal pada dinding siklon. Namun pada saat bahan memasuki sildon, bahan dan udara akan bergesekan dengan dinding sildon. Gaya gesek ini mengakibatkan kecepatan bahan berkurang pada permukaan dinding siklon, sementara kecepatan udara relatif konstan. Karena adanya perbedaan kecepatan tersebut, bahan dapa! terpisah dari udara pembawanya. Selain itu, kecepatan bahan yang turunjuga dipengaruhi oleh gaya gravitasi yang bekerja pada bahan. Sis tern pipa biasanya digunakan untuk perpindahan fluida dari suatu titik acuan ke titik lainnya. Sebagaimana suatu sistem, hukum kekekalan energi tetap berlaku, yang berarti terjadi keseimbangan antara energi yang masuk dengan yang keluar dalam sistem tersebut, yang diwakilkan oleh Persamaan Bernoulli. Data basil penelitian ini berlaku untuk produk tepung beras dengan kadar air basis basah 12 %. Pada mesin siklon tipe udara produksi CV. Wira Agro Utama ini, daya ditransmisikan mclalui sistem sabuk dan puli. Kelemahan dari sistem transmisi ini adalah terjadinya slip antara sabuk dan puli yang mengakibatkan kehilangan energi (loss energy), sehingga mempengaruhi elisiensi tenaga dari mesin siklon tersebut. Selain akibat slip pada trnasmisi daya, loss energy juga disebabkan penggunaan bantalan, panas mesin akibat kerja (heat loss) dan friksi antar komponen. Akan tetapi, berdasarkan data hasil penelitian yang telah dilakukan, tidak dapat ditentukan nilai elisiensi tenaga maupun loss energy yang terjadi pada sistem transmisi ini, karena tidak diketahuinya besar daya yang digunakan untuk menggerakkan pnlil sistem transmisi tersebut. Adapun nilai efisiensi motor listrik yang konstan, yakni sebesar 88.68 % (TabeI4) menunjukkan bahwa hanya 88.68 % suplai daya listrik yang digunakan sebagai daya (power) bagi motor listrik. Jadi nilai efisiensi ini adalah persentase dari penggunaan listrik oleh motor bukan nilai efisiensi tenaga mesin siklon. Pertambahan rasio diameter puli meningkatkan kecepatan putar blower dan kecepatan linier sabuk. Akibatnya debit fluida (udara) di dalam saluran pengumpanan makin besar, sehingga menambah kapasitas. Kecepatan putar blower yang meninggi ini menyebabkan peningkatan kebutuhan daya dan keIja input blower sehingga kebutuhan energi juga makin besar. Di lain sisi, pertambahan rasio diameter puli berbanding terbalik terhadap rendemen dan biaya pokok produksi. Rendemen yang semakin berkurang jika rasio diameter puli ditingkatkan, disebabkan oleh mekanisme mesin siklon dan karakteristik aliran yang teIjadi dalam ruang siklonisasi. Pada mesin siklon bekeIja 4 (empat) jenis gaya, yaitu gaya sentrifugal, sentriprtal, gaya gesek dan gaya gravitasi. Semakin cepat poros blower berputar, kemungkinan besar gaya sentrifugal yang bekerja semakin besar. Jika gaya sentrifugal dan gaya gesek terse but bekeIja hingga mencapai suatu keadaan yang mampu menghambat keIja dari gaya gravitasi (gaya yang mendorong laju penurunan produk), maka produk akan berada dalam suatu kondisi stagnan, hanya berputar - putar di dalam ruang siklonisasi, atau malah akan terdorong keluar melalui lubang pengeluaran (cerobong) partikel - partikel hal us. Akibatnya semakin banyak tepung! produk yang 'terbang' daripada yang tersalurkan dan menurunkan nilai rendemen. Penyaluran akan lebih baik jika aliran fluida bekeIja pada kondisi laminar. Alur aliran fluida yang teratur akan memperbesar peluang produk untuk menuju lubang saluran pengeluaran bahan. Apalagi adanya gaya gravitasi yang mempercepat produk mencapai saluran tersebut. Siklon tipe udara produksi CV. \Vira Agro Utama dapat digunakan untuk memisahkan bermacam - macam produk hasil pertanian (bahan pangan), seperti tepung beras, melinjo maupun kopi. Selain itu, proses penyaluran dengan menggunakan siklon juga lebih praktis, karena secara operasional membutuhkan sedikit tenaga keIja. Sebagai contoh, untuk proses siklonisasi terhadap biji melinjo, tidak diperlukan lagi tenaga keIja pemisah kulit dengan bijinya. Pemilihan bentuk segi empat bagi saluran / pipa penampang (bukan berbcntuk lingkaran seperti pipa pada umurnnya) berdasarkan kemudahan pembuatannya saja (assembly). Berdasarkan pertimbangan tek.'lis, pengoperasian mesin siklon dengan rasio perbandingan puli 5 : 4 sebaiknya dihindari, karena kondisi alirannya yang tergolong turbulen sehingga memperbesar friksi di dinding siklon (produk lebih banyak hilang). Pengoperasian siklon akan lebih optimal dengan rasio diameter puli 4: 4 daripada 3 : 4. Dalam kondisi operasional dengan rasio diameter puli 4 : 4, kapasitas mesin lebih besar (31.26 kg! jam) yang berarti produkl tepung yang disalurkan lebih banyak (27.52 kg! jam). Meskipun dengan rendemen yang lebih rendah (88.06 %), keJja input blower yang lebih besar (107.136 kJ) dan energi yang lebih besar (23.036 kJ/ kg). Sedangkan pada kondisi operasional dengan rasio diameter puli 3 : 4, produkl tepung beras yang dapat disalurkan lebih sedikit (22.02 kg! jam) karena kapasitas mesin yang lebih kecil (24.03 kg! jam) walaupun rendemen lebih tinggi (91.65 %) dengan kebutuhan energi yang lebih kecil (18.340 kJ/ kg). Pemilihan penggunaan mesin siklon dengan rasio diameter puli 4 : 4 juga didukung dari segi biaya pokok produksi. Biaya pokok produksinya lebih murah, sebesar Rp. 102.00 / kg daripada puli dengan rasio diameter 3 : 4 yang biaya pokok produksinya mencapai Rp. 133.00 !kg. Selain itu, apabila dibandingkan dengan metode transportasi manual (tenaga kuli) sebesar Rp. 350.00 !kg, maka penyaluran produk dengan siklon menjadi lebih hemal. Produk yang dapat disalurkan melalui mesin ini pun tidak hanya terbatas pada produk tepung. Siklon ini dapat pula digunakan untuk menyalurkan berbagai jenis produk, misalnya biji - bijian maupun kacang _ kacangan. Untuk pengoperasian mesin siklon yang lebih baik, maka kemiringan dari pipa saluran pemasukan (pengumpanan) dikurangi, sehingga produk tidak 'terhisap' blower menjadi berkurang. Selain itu, disarankan agar dalam proses penyaluran digunakan beberapa siklon yang dirangkaikan (multicyclone), sehingga teJjadi iterasi (pengulangan) poses dalam I (satu) kali pengumpanan.