Top Banner
5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustaka Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh rencana kapasitas volume perancangan mesin penyaring bahan bakar sebesar 20 liter. Asumsi ini diambil dikarenakan jumlah truck dalam 1 shift mencapai 5 unit, dimana disetiap truck memiliki 2 fuel filter masing masing dengan kapasitas ± 2 liter, dari fuel filter tersebut merupakan bahan bakar solar yang sudah terkontaminasi oleh bahan hidrokarbon lainnya atau bercampur dengan air. Solar bekas ini dikategorikan sebagai limbah B3 yang harus dikelola dan dikendalikan karena solar bekas ini memiliki karakteristik mudah terbakar. Hal ini menjelaskan bahwa perkembangan kebutuhan solar selalu meningkat dalam 1 area industri pertambangan dan merupakan dampak pencemaran limbah B3 apabila tidak dikelola atau dimanfaatkan. Maka dari itu, penulis terpikir dan termotivasi untuk membuat tugas akhir yang berjudul Perancangan Alat Penyaring Bahan Bakar Diesel Kapasitas 20 Liter.” 2.3 Dasar Teori 2.3.1 Bahan Bakar Solar Bahan Bahan bakar solar atau minyak solar adalah bahan bakar yang digunakan untuk mesin diesel putaran tinggi di atas 1000 rpm. Bahan bakar solar disebut juga High Speed Diesel (HSD) atau Automotif Diesel Oil (ADO). Pada motor diesel penyalaannya adalah penyalaan kompresi, merupakan jenis mesin Internal Combustion Engine. Berbeda dengan motor bensin dimana motor bensin penyalaannya menggunakan busi motor, baik dua langkah maupun empat langkah. Minyak solar adalah campuran kompleks hidrokarbon C21 C30, yang mempunyai
26

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

Jun 15, 2019

Download

Documents

phungcong
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Pustaka

Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh rencana

kapasitas volume perancangan mesin penyaring bahan bakar sebesar 20 liter.

Asumsi ini diambil dikarenakan jumlah truck dalam 1 shift mencapai 5 unit,

dimana disetiap truck memiliki 2 fuel filter masing – masing dengan kapasitas ±

2 liter, dari fuel filter tersebut merupakan bahan bakar solar yang sudah

terkontaminasi oleh bahan hidrokarbon lainnya atau bercampur dengan air. Solar

bekas ini dikategorikan sebagai limbah B3 yang harus dikelola dan dikendalikan

karena solar bekas ini memiliki karakteristik mudah terbakar.

Hal ini menjelaskan bahwa perkembangan kebutuhan solar selalu

meningkat dalam 1 area industri pertambangan dan merupakan dampak

pencemaran limbah B3 apabila tidak dikelola atau dimanfaatkan. Maka dari itu,

penulis terpikir dan termotivasi untuk membuat tugas akhir yang berjudul

“Perancangan Alat Penyaring Bahan Bakar Diesel Kapasitas 20 Liter.”

2.3 Dasar Teori

2.3.1 Bahan Bakar Solar

Bahan Bahan bakar solar atau minyak solar adalah bahan bakar

yang digunakan untuk mesin diesel putaran tinggi di atas 1000 rpm.

Bahan bakar solar disebut juga High Speed Diesel (HSD) atau Automotif

Diesel Oil (ADO). Pada motor diesel penyalaannya adalah penyalaan

kompresi, merupakan jenis mesin Internal Combustion Engine. Berbeda

dengan motor bensin dimana motor bensin penyalaannya menggunakan

busi motor, baik dua langkah maupun empat langkah. Minyak solar

adalah campuran kompleks hidrokarbon C21 – C30, yang mempunyai

Page 2: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

6

trayek didih antara 85-135 oC. Moto minyak solar yang baik adalah

bahwa minyak solar harus memenuhi batasan sifat-sifat yang tercantum

pada spesifikasi dalam segala cuaca. Secara umum minyak solar adalah

mudah teratomisasi menjadi butiran-butiran halus, sehingga dapat segera

menyala dan terbakar dengan sempurna sesuai dengan kondisi dalam

ruang bakar mesin.

Beberapa batasan sifat-sifat minyak solar, baik sifat fisika maupun

sifat kimia yang harus dipenuhi di dalam penggunaannya adalah :

Mesin mudah di starter dalam keadaan dingin,

Tidak menimbulkan ketukan.

Mempunyai kemampuan pengkabutan sempurna.

Mempunyai komposisi kimia yang tidak menyebabkan pembentukan

kerak (forming deposits).

Tidak menimbulkan pencemaran udara.

2.3.2 Karakteristik Minyak Solar

Penggunaan minyak solar harus aman, tidak membahayakan

manusia, tidak merusak mesin, harus efisien dalam penggunaannya serta

tidak menimbulkan pencemaran bagi lingkungan. Untuk memberi

jaminan mutu bagi pelanggan dalam hal keselamatan dan kenyamanan,

minyak solar secara cepat dapat dilihat dari sifat/spesifikasi.

Adapun sifat-sifat minyak solar :

Sifat umum

Sifat mutu pembakaran

Sifat penguapan

Sifat penguapan

Sifat pengkaratan

Sifat kestabilan

Sifat kemudahan mengalir

Page 3: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

7

Sifat keselamatan

2.3.3 Kandungan Solar

1. API Gravity

Adalah perbandingan massa sejumlah volume zat pada suhu

tertentu terhadap massa air murni dengan volume yang sama pada

suhu yang sama atau suhu yang berbeda. Berat jenis API tidak

diperlukan pernyataan suhu acuan, sebab 60 °F (Derajat Fahrenheit)

sudah termasuk dalam definisi. Ditentukan dengan metode ASTM D-

1298

Minyak berat : 10 – 20 API

Minyak sedang : 20 – 30 API

Minyak ringan : > 30 API

2. Ash Content

Adalah merupakan materi organik yang tersisa setelah proses

pembakaran (abu pembakaran) kandungan abu sebagian besar akan

keluar dari ruang pembakaran sebagai asap bersama-sama dengan

abu hasil pembakaran, penentuan kandungan abu dilakukan dengan

metode ASTM D-482 (abu langsung).

3. Sulfur Content

Adalah kandungan belerang yang terdapat pada solar, dalam

senyawa anorganik dapat dijumpai dalam bentuk mineral pirit (kristal

kubus), markasit (kristal orthorombik) atau bahkan dalam bentuk

sulfat. Ditentukan dengan metode ASTM D-5185.

4. Flash Point P.M.cc °C (Derajat Celcius)

Adalah untuk menjamin keselamatan pemakaian dan

penyimpanan residu perlu diperhatikan flash point (titik nyala/kabut),

sifat keselamatan ditentukan dengan pengujian flash point pensky-

martens close cup menggunaka alat/metode ASTM D-93.

5. Conradson Carbon Residu (CCR)

Adalah indikasi terbentuknya deposit carbon didalam ruang

pembakaran. Deposit karbon yang terbentuk akan meninggalkan

Page 4: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

8

kerak yang tetap membara bahkan pada saat mesin telah dimatikan.

Kerak yang membara ini selanjutnya akan mempercepat keausan

logam diruang bakar, baik karena panas maupun karena gesegkan.

CCR ditentukan dengan metode/alat ASTM D-189 dan dinyatakan

dalam % berat.

6. Kinematic Viscosity @ 40 °C(Derajat Celcius)

Adalah tahanan zat cair untuk mengalir karena gaya berat. Bahan

yang mempunyai viskositas kecil menunjukkan bahwa bahan itu

mudah mengalir. Suatu minyak bumi atau produknya mempunyai

viskositas tinggi berarti minyak itu mengandung hidrokarbon berat

(berat molekul besar), sebaliknya viskositas rendah maka minyak itu

banyak mengandung hidrokarbon ringan. Viskositas minyak solar

erat kaitannya dengan kemudahan mengalir pada pemompaan,

kemudahan menguap untuk pengkabutan dan melumasi fuel pump

plungers. Penggunaan bahan bakar yang mempunyai viskositas

rendah dapat menyebabkan keausan pada bagian-bagian pompa

bahan bakar. Apabila bahan bakar mempunyai viskositas tinggi,

berarti tidak mudah mengalir sehingga kerja pompa dan kerja

injektor menjadi berat. Dan diuji dengan metode D-445

7. Water Content

Adalah keberadaan air di dalam bahan bakar minyak adalah air

yang terlarut dalam bahan bakar dan air yang tidak terlarut dalam

bahan bakar. Air yang terlarut (air bebas) dalam bahan bakar dapat

dipisahkan dengan cara pengendapan dn selanjutnya penurasan.

Terdapatnya air akan menyebabkan turunnya panas pembakaran,

busa dan bersifat korosif. Bahan yang mudah menguap yang larut

dalam air, bila ada dapat diukur sebagai air. Bila suhu dingin, air

dapat mengkristal sehingga menyumbat saluran bahan bakar bakar

atau saringan. Menggunakan metode D-1744

8. Fuel Cleanliness/kebersihan solar

Page 5: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

9

Sifat kebersihan solar yang berhubungan denganada/tidaknya

kotoran yang terdapat didalam minyak solar, sebab kotoran ini akan

berpengaruh terhadap mutu, karena dapat mengakibatkan kegagalan

dalam suatu operasi dan merusak mesin. Kotoran itu dapat berupa

air, lumpur, endapan atau sisa pembakaran yang berupa abu dan

karbon. Untuk itu makin kecil adanya kotoran didalam minyak solar

makin baik pula mutu bahan bakar tersebut. Sifat kebersihan minyak

solar sesuai spesifikasi ditunjukkan pada metode ASTM D-1500/ISO

4406.

2.3.4 Pengukuran Contaminant

Standar caterpillar dalam pengukuran tingkat contaminant pada

suatu. sistem dilakukan dengan dua metode yaitu :

a. Spectrographic Analisis

Proses ini adalah proses pengukuran jumlah partikel pada sampel

oli menggunakan peralatan pada lab SOS yang dapat mengukur

partikel minimal sebesar 10-15 micron. Alat ini mengidentifikasi

jenis-jenis partikel yang terkandung dalam fluida seperti metal atau

logam campuran.

b. Partikel Counter

Metode ini adalah pengukuran partikel dengan menggunakan

Pamas S2 Partikel Analyzer sebesar 1-200 micron. Pengukuran

tingkat contaminat yang dilakukan mengacu pada standar

internasional ISO 4406 dengan 28 tingkat pengkodean. Standar kode

ISO yang dipakai berupa nilai tertentu seperti 17/13, 16/13, dan lain

sebagainya. Maksud dari pengkodean ini dijabarkan dengan

mengasumsikan nilai.

Pertama pada kode dengan huruf X dan nilai kedua dengan huruf Y

sehingga nilai baku pengkodean ini adalah X/Y dimana:

- X adalah jumlah partikel yang lebih besar dari 6 micron.

- Y adalah jumlah partikel yang lebih besar dari 14 micron.

Page 6: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

10

Gambar 2.1 Standar ISO Code

( Contamination Control TrakindoUtama TC Cileungsi )

Dari tabel diatas terlihat bahwa jika standar ISO code adalah

16/13 maka jumlah partikel yang lebih besar dari 6 micron

berjumlah 320-640 partikel/mL dan jumlah partikel yang lebih besar

dari 14 micron adalah 40-80 partikel/mL.

Standar minimal jumlah partikel pada sistem yang diperbolehkan

Caterpillar adalah:

Hydraulic System (Implement and Steering)...........ISO 18/15

Vehicles With Electronic Transmission .................ISO 18/15

Vehicles With Mechanical Transmission ...............ISO 21/17

Oli yang akan di isikan ke sistem ..........................ISO 16/13

Page 7: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

11

Gambar 2.2 Contaminant

( Contamination Control TrakindoUtama TC Cileungsi )

Setengah sendok teh debu yang mencemari 55 gallon oli sudah

mencapai batas maksimal contaminant yang diperbolehkan untuk

alat-alat berat caterpillar. Dari ilustrasi diatas terlihat jelas betapa

pentingnya kesadaran kita untuk menjaga supaya contaminant

jangan sampai mencemari sistem.

2.3.5 Sifat-Sifat Zat Cair

Benda dikatakan termasuk zat cair bila memiliki ciri-ciri sebagai

berikut:

1. Jarak antar partikelnya agak ranggang

2. Gaya tarik antar partikelnya agak kuat

3. Volumenya tetap

4. Bentuknya berubah

5. Bentuk permukaan benda cair yang tenang selalu datar

6. Benda cair mengalir ke tempat yang lebih rendah

7. Benda cair menekan ke segala arah

8. Benda cair meresap melalui celah-celah kecil

Gaya tarik antar partikel zat cair agak kuat artinya lebih lemah

dibanding dengan gaya tarik pada partikel zat padat. Agak lemahnya

Page 8: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

12

gaya tarik ini mengakibatkan bentuk zat cair dapat berubah-ubah sesuai

dengan tempatnya (wadahnya).Sifat zat cair pada no.6 inilah yang kami

jadikan sebagai dasar mengatur posisi antara primary tank dan secondary

tank.

2.3.6 Tangki Penyimpanan

Tangki bahan bakar berfungsi untuk menampung bahan bakar yang

diperlukan selama perjalanan. Bahan tangki bahan bakar antara lain plat,

almunium, plastik. Tangki sepeda motor sport terletak didepan jok,

dibuat menarik karena selain sebagai tangki juga sebagai asessoris

sehingga desain menyatu dengan bodi kendaraan. Tangki sepeda motor

cub diletakkan dibawah jok sehingga bentuk bukan pertimbangan utama.

Bahan untuk menyusun tangki bahan bakar merupakan lembaran

baja yang tipis. Tangki bahan bakar umumnya terdapat pada bagian

belakang kendaraan sebab untuk mencegah kebocoran apabila kendaraan

anda mengalami benturan. Serta terdapat beberapa kendaraan yang

mempunyai tangki bahan bakarnya terletak pada tengah hingga di depan

atau pada sepeda motor. Bagian dalam pada tangki bahan bakar terdapat

penyekeat-penyekat atau separator yang berfungsi untuk bisa mencegah

perubahan permukaan atau koyak bahan bakar di dalam tangki pada saat

kendaraan melaju di jalan yang bergelombang, sehingga bahan bakar

yang di dalam tangki tersebut tidak koyak. Lubang saluran masuk bahan

bakar yang memang menuju ke saluran utama diletakkan 2 sampai 3 cm

dari dasar tangki, hal tersebut supaya endapan ataupun air yang masuk ke

dalam tangki tidak terhisap juga ke dalam saluran utamanya. Di bagian

bawah tangki terdapat sebuah permukaan yang sengaja dibuat lebih

rendah yakni pada strainer, permukaan dasar tangki bahan bakar yang

telah dibuat lebih rendah tersebut dibuat serta difungsikan untuk

mengumpulkan kotoran, supaya kotoran ataupun endapan yang ada di

dalam tangki bahan bakar tersebut bisa terkumpul di ruang itu untuk

selanjutnya dapat dikuras.

a. Jenis Drum/Tank

Page 9: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

13

Fuel Tank Vented

Tangki bahan bakar atau fuel tank berfungsi untuk menyimpan

bahan bakar yang diperlukan oleh mesin ketika di perjalanan, tangki

bahan bakar terbuat dari plat baja tipis yang bagian dalamnya

dilapisi oleh anti karat. Dalam tangki bahan bakar terdapat fuel

sender gauge yang berfungsi untuk menunjukkan jumlah bahan

bakar yang ada dalam tangki dan juga separator yang berfungsi

sebagai damper bila kendaraan berjalan atau berhenti secara tiba-tiba

atau bila berjalan dijalan yang tidak rata. Fuel inlet ditempatkan 2-3

mm dari bagian dasar tangki, ini dimaksudkan untuk mencegah ikut

terhisapnya kotoran dan air.

b. Kapasitas Drum/Tank

2.3 Gambar Tabung Penyimpanan

(Sumber: zhitov.ru)

Untuk menentukan pengujian kekuatan drum kapasitas 20 liter,

didapatkan rumus sebagai berikut

=

=

Untuk menentukan kekuatan ketebalan drum, di dapatkan rumus

sebagai berikut

=

=

Page 10: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

14

Untuk pengujian antara perbandingan drum 1 dan 2, di dapatkan

rumus sebagai berikut

=

2.3.7 Pipa Saluran

Pipa adalah sebuah saluran tertutup yang digunakan sebagai tempat

mengalirnya/transportasi fluida yang memiliki energi aliran dari suatu

tempat ke tempat lain. Pemilihan pipa ditentukan oleh jenis fluida yang

akan dialirkan didalamnya, karena pada dasarnya, fluida memiliki

temperatur serta tekanan yang berbeda-beda. Dalam proses perancangan

sistem perpipaan, terdapat berbagai hal yang perlu diperhatikan, yaitu:

a. Faktor maintenance (perawatan) serta kemudahan dalam

pengoprasian.

b. Faktor safety

c. Mudah disesuaikan dengan keperluan yang akan datang.

Ketiga faktor di atas merupakan faktor utama untuk menghindari

kemungkinan-kemungkinan yang tidak diinginkan seperti kehilangan

fluida saat proses pengaliran (losses), meminimalisir munculnya situasi

yang membahayakan dan mengurangi biaya perawatan pipa.

1. Material pipa

Komponen utama penyusun pipa terdiri dari berbagai jenis

material yang disesuaikan dengan kebutuhan proses, seperti material

kaca, timah, plastik, tembaga, alumunium, baja tuang, baja karbon

dan baja alloy. Pemilihan jenis pipa dengan material tersebut

disesuaikan dengan sistem perpipaan dan jenis liquid, Pada dasarnya

jenis pipa yang banyak digunakan pada sektor industri terutama pada

unit pengolahan migas ialah pipa yang terbuat dari carbon steel (baja

karbon).

Page 11: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

15

2. Jenis-jenis pipa yang digolongkan sebagai carbon steel:

a. Straight welded pipe

Pipa jenis ini sering juga disebut dengan UOE yang dibuat

dari pelat baja dengan bentuk profil strip. Proses pembuatannya

dilakukan dengan cara melengkungkan kedua sisi (sumbu

pendek) pipa tersebut searah dengan menggunakan shaper roll

(roll pembentuk) sampai kedua sisi yang dilengkungkan bertemu.

Selanjutnya celah pertemuan dari plat akan di lass sehingga tidak

ada celah ke dalam rongga pipa.

Pipa ini memiliki keunggulan karena lebih mudah dikontrol

dari segi ketebalan dan kualitas platnya. Namum di dalam

industri migas, penggunaan pipa jenis ini tidak cocok digunakan

sebagai pipa panjang karena memiliki kelemahan pada kedua tepi

plantnya yang di lass, sehingga pipa ini sering ditemui dalam

bentuk elbow.

b. Seamless Pipe

Seamles pipe atau pipa tanpa sambungan, jenis ini memang

dirancang tanpa adanya sambungan sama sekali (tanpa

pengelasan) karena pembuatannya dilakukan dengan cara

dilubangi. Dalam pembuatannya, baja silinder akan dipanaskan

hingga kondisi hampir meleleh kemudian dilubangi

menggunakan alat yang disebut dengan mandrel.

Dengan metode pembuatan tanpa adanya sambungan,

sehingga pipa yang dihasilkan memiliki permukaan yang rata

pada semua sisinya dan proses pengaliran liquid tidak akan

terganggu. Jenis pipa ini cocok digunakan sebagai pipa panjang

selain karena tidak memiliki sambungan kelebihan lain yang

dimiliki ialah ketebalan yang dapat diatur sesuai dengan

kebutuhan.

c. Spiral welded pipe

Page 12: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

16

Jenis ini sering sering disebut dengan pipa spiral atau pipa

casing, walaupun memeiliki nama seperti itu tetapi bentuknya

tidak berbentuk spiral. Hanya saja bahan bakunya bahan bakunya

yang berasal dari strip baja yang dibentuk menjadi spiral dan

kemudian disambung dengan cara pengelasan sehingga berbentuk

pipa.

Dalam penggunaannya, pipa ini tidak cocok digunakan pada

sistem perpipaan yang bertekanan, karena bentuknya yang tipis

dan adanya sambungan pengelasan jauh lebih banyak jika

dibandingkan dengan straight welded pipe. Biasanya pipa jenis

ini digunakan sebagai pipa support yang bertekanan rendah dan

sebagai casing untuk pondasi.

d. Jenis Aliran Dalam Pipa

Proses aliran yang terjadi dalam pipa hantaran baik pipa

logam maupun non logam (fleksibel) ada dua macam, yaitu

1. Aliran Laminar

Aliran laminar yaitu aliran yang apabila partikel-partikel

fluida mencapai kecepatan tertentu membentuk lapiran

seragam di antara satu dengan yang lainnya. Antara partikel-

partikelnya tidak saling mempengaruhi sehingga didapatkan

aliran yang tenang, lurus, dan sejajar.

2. Aliran Turbulen

Aliran turbulen yaitu aliran yang sifat alirannya berubah

setelah mencapai kecepatan tertentu (kecepatan kritis).

Masing-masing partikel saling mempengaruhi dan

merintangi, sehingga aliran karena egek turbulensi dalam

sistem hidrolik sangat merugikan.

Untuk menetukan jenis aliran dapat dipakai suatu angka yang

disebut dengan bilangan reynolds (Re).

Re =

Dimana:

Page 13: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

17

V = kecepatan aliran fluida( m/s)

d = diameter dalam pipa (mm)

v = viskositas kinematic fluida ( )

- Untuk aliran laminar Re

- Untuk aliran turbulen Re

Untuk menentukan besarnya faktor gesekan pada pipa

dapat ditentukan sebagai berikut:

- Untuk aliran laminar

f =

- Untuk aliran turbulen

e. Faktor aliran pada pipa

Aliran fluida pada pipa saluran akan mengalami beberapa

faktor hambatan atau kerugian yang terjadi antara lain

1. Mayor Losses ( )

Yaitu kerugian tekanan karena gesekan pada dinding pipa yang

memiliki penampang tetap.

f

Dimana:

f = faktor gesekan

L = panjang pipa (m)

V = kecepatan aliran fluida (m/s)

d = diameter dalam pipa

g = gravitasi (m/ )

2. Minor Losses

Yaitu kerugian tekanan yang disebabkan oleh komponen

utama seperti oleh valve, elbow, filter, suddent exspantion.

=

Page 14: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

18

Dimana

K = koefisien hambatan

V = kecepatan aliran fluida (m/s)

g = gravitasi (m/ )

2.3.8 Pompa Air

Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan suatu

cairan dari suatu tempat ke tempat lain dengan cara menaikkan tekanan

cairan tersebut. Kenaikan tekanan cairan tersebut digunakan untuk

mengatasi hambatan-hambatan pengaliran. Hambatan-hambatan

pengaliran itu dapat berupa perbedaan tekanan, perbedaan ketinggian

atau hambatan gesek. Pada prinsipnya, pompa mengubah energi mekanik

motor menjadi energi aliran fluida. Energi yang diterima oleh fluida akan

digunakan untuk menaikkan tekanan dan mengatasi tahanan – tahanan

yang terdapat pada saluran yang dilalui.

Sebuah pompa bekerja dengan cara memindahkan sejumlah volume

air melalui ruang suction menuju ke ruang outlet dengan menggunakan

impeller , sehingga seluruh ruang udara terisi oleh air dan menimbulkan

tekanan fluida untuk ditarik melalui dasar sumur menuju penampungan.

Pompa memiliki dua kegunaan utama, yaitu

1. Pompa Kerja Positif (Positive Displacement Pump)

Disebut juga dengan pompa aksi positif. Energi mekanik dari

putaran poros pompa dirubah menjadi energi tekanan untuk

memompakan fluida. Pada pompa jenis ini dihasilkan head yang

tinggi tetapi kapasitas yang dihasilkan rendah.( pompa putar/Rotary

dan pompa torak/Reciprocating)

2. Pompa Sentrifugal (Dynamic Pump / Sentrifugal Pump)

Merupakan suatu pompa yang memiliki elemen utama sebuah

motor dengan sudu impeler berputar dengan kecepatan tinggi. Fluida

masuk dipercepat oleh impeler yang menaikkan kecepatan fluida

Page 15: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

19

maupun tekanannya dan melemparkan keluar volut. (Pompa

sentrifugal).

a. Jenis Pompa

Menurut prinsip perubahan bentuk energi yang terjadi,

pompa dibedakan menjadi positive displacement pump dan non

positif displacement pump.

1. Positive Displacement Pump.

Ada 4 (empat) Type dari Positive Displacement Pump:

Gear

Vane

Piston

Centrifugal

Pompa jenis ini mempunyai celah diantara komponen-

komponennya lebih kecil. Ini akan mengurangi kebocoran dan

menghasilkan efficiency yang lebih baik saat digunakan pada

sistem dengan pressure tinggi. Output pada jenis pompa ini pada

dasarnya sama untuk setiap putaran pompa.

1. Gear Pump

Gambar 2.4 Gear Pump

(Christopher Jenner. 2012)

Gear pump menghasilkan jumlah aliran yang sama pada

setiap putaran dari input shaft. Output pompa dikontrol dengan

Page 16: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh
Page 17: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

21

akan sama dengan perkalian luas piston dengan panjang

langkah.

4. Non Positif Displacement Pump.

Non positif displacement pump mempunyai celah yang

lebih besar antara komponen yang diam dan komponen yang

bergerak dibanding dengan positif displacement pump. Celah

yang besar ini memungkinkan cairan ditekan kembali diantara

komponen-komponennya bila tekanan pada sisi outlet

menigkat. Pompa jenis ini tingkat efisiensinya rendah

dibanding dengan positif displacement pump karena aliran

yang keluar dari pompa akan menurun drastis ketika tekanan

outlet meningkat.

Yang termasuk jenis pompa ini centrifugal impeller

adalah pump yang biasa digunakan pada aplikasi dengan

pressure rendah, seperti water pump.

Gambar: 2.7 Impeller Pump

(www.pumpfundamentals.com)

Komponen pada pompa ini seperti impeller yang diikat

pada input shaft dan housing.Cairan memasuki bagian tengah

dari housing didekat input shaft dan megalir ke impeller.

Sudu-sudu impeller yang melengkung akan mendorong

cairan keluar terhadap housing. Housingnya sendiri dibentuk

Page 18: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

22

sedemikian rupa untuk mengarahkan cairan menuju ke outlet

port.

Maka pada perencanaan ini pompa yang digunakan adalah

pompa baling geser (vane pump), pada pompa ini

menggunakan baling-baling yang dipertahankan tetap

menekan lubang housing pompa oleh gaya sentrifugal bila

rotor diputar. Cairan yang terjebak diantara 2 baling dibawa

berputar dan dipaksa keluar dari sisi buang pompa

Untuk menentukan daya pompa digunakan parameter.

Parameternya sebagai berikut

Besar daya pompa (Np)

Np =

Dimana

Q = kapasitas fluida (L/menit)

berat jenis fluida (kg/ )

tinggi tekan pompa/head pompa (m)

Daya motor untuk menggerakan pompa (Nm)

Nm =

2.3.9 Breather

Gambar 2.8 Breather

( www.google.com/image-breather)

Page 19: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

23

Breather merupakan komponen yang cukup penting bagi sistem

yang memiliki ruangan tertutup karena fungsinya sebagai ventilasi dalam

hal ini diaplikasikan pada tangki agar tidak terjadi kevakuman yang

berlebihan akibat hisapan dari pompa. Breather sendiri berfungsi untuk

menyeimbangkan tekanan udara pada ruang tertutup sistem dengan

menyesuaikan antara udara didalam tekanan udara diluar ruangan.

Breather bisa diumpamakan sebagai pernapasan bagi sistem untuk

menghindari vakum ketika adanya sirkulasi didalam sistem. Agar

kotoran tidak dapat masuk kedalam tangki, didalam breather dipasang

filter.

2.3.10 Fuel Filter

Fuel filter merupakan komponen yang berfungsi sebagai penyaring

kotoran. Bahan dari komponen penyaring pada fuel filter adalah kertas

scoth dengan kerapatan pada umumnya 2 micron. Fuel filter ada dua

jenis yaitu primary fuel filter (fuel filter water separator) dan secondary

fuel filter.

1. Jenis fuel filter

a. Primary Fuel Filter (Fuel Filter Water Separator)

Gambar 2.9. fuel filter water separator

( www.google.com/image-water separator)

Water separator berfungsi untuk memisahkan air yang

terkandung dalam bahan bakar. Molekul-molekul air yang tercampur

Page 20: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh
Page 21: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

25

Flow meter adalah alat untuk mengukur jumlah atau laju aliran dari

suatau fluida yang mengalir dalam hose atau sambungan terbuka. Alat ini

terdiri dari primary device, yang disebut sebagai alat utama dan

secondary device (alat bantu sekunder). Flow meter umumnya terdiri

daridua bagian, yaitu alat utama dan alat bantu sekunder. Alat utama

menghasilkan suatu signal yang merespons terhadap aliran karena laju

aliran tersebut telah terganggu. Alat utamanya merupakan sebuah oriffice

yang menggangu laju aliranya itu menyebabkan terjadinya penurunan

tekanan. Alat bantu sekunder menerima sinyal dari alat utama lalu

menampilkan, merekam, dan mentrasmisikannya sebagai

hasilpengukuran dari laju aliran

2.3.12 Prinsip Dasar Sistem Filtrasi

Filtrasi adalah pemisahan bahan secara mekanis berdasarkan ukuran

partikel yang berbeda-beda. Filtrasi diterapkan untuk memisahkan bahan

padat dari cairan atau gas, misalnya untuk mendapatkan suatu fraksi

padat yang diinginkan atau untuk membuang fraksi padat yang tidak

dikehendaki. Prinsip dari filtrasi adalah pemisahan melalui medium

berpori. (Ifarida, 2016)

Untuk memaksa cairan melewati media tersebut diperlukan gaya

pendorong dalam bentuk :

1. Gaya Berat (Gravity Filtration)

Gambar 2.12 Gravity Filtration

(Sumber: tsffaunsoed.2010)

Page 22: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

26

Penyaring gravitasi umum dalam pengolahan air, di mana suatu

penyaring pasir digunakan untuk menjernihkan air sebelum deionisasi

dan destilasi. Medium penyaring dapat terdiri atas lapisan pasir atau cake

bed, atau untuk tujuan-tujuan khusus, suatu komposisi yang mengandung

asbes, serat-serat selulosa, arang aktif, tanah diatome, atau pembantu

penyaring lain. Pemurnian air dalam skala kecil dapat menggunakan

keramik berpori sebagai suatu medium penyaring dalam bentuk “lilin-

lilin” berlubang. Cairan masuk dari sisi luar melalui keramik berpori ke

dalam bagian lilin yang berlubang (kosong). Filter ini tersusun atas

tangki-tangki yang bagian bawahnya berlubang-lubang dan diisi dengan

pasir-pasir berpori dimana fluida dengan kuantitas yang besar dan

mengandung sedikit padatan. Contohnya : pada pemurnian air. Tangki

biasanya terbuat dari kayu, bata atau logam tetapi untuk pengolahan air

biasa digunakan beton. Saluran dibagian bawah yang berlubang

mengarah pada filtrat, saluran itu dilengkapi dengan pintu atau keran

agar memungkinkan backwashing dari dasar pasir untuk menghilangkan

padatan-padatan yang terakumulasi. Bagian bawah yang berlubang

tertutup oleh batuan atau kerikil setinggi 1 ft atau lebih untuk menahan

pasir. Pasir yang biasa digunakan dalam pengolahan air sebagai media

filter adalah pasir-pasir kuarsa dalam bentuk yang seragam. Kokas yang

dihancurkan biasanya digunakan untuk menyaring asam sulfur. Batu

kapur biasanya digunakan untuk membersihkan cairan organik baik

dalam filtrasi maupun adsorbsi.

Hal yang harus diperhatikan dalam filter gravitasi adalah bongkahan-

bongkahan kasar (batu atau kerikil) diletakkan bagian atas balok berpori

(cake) untuk menahan materi-materi kecil yang ada diatasnya (pasir,dll).

Materi yang berbeda ukurannya harus diletakkan dengan membentuk

lapisan-lapisan sehingga dapat bercampur dan ukuran untuk setiap materi

hatusnya sama untuk menyediakan pori-pori dan kemampuan yang

maksimal.

Page 23: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

27

2. Vakum (Vacuum Filtration)

Gambar 2.13 Filtrasi vacuum

(tsffaunsoed.2010)

Filtrasi vacuum adalah teknik untuk memisahkan produk yang

solid dari campuran reaksi pelarut atau cair. Campuran padat dan cair

dituangkan melalui kertas filter dalam corong buchner. Padat yang

terperangkap oleh filter dan cairan tersebut ditarik melalui corong

kedalam labu di bawah ini, dengan berupa hampa.

Proses pemisahan dengan teknik ini sangat tepat dilakukan, jika

jumlah partikel padatnya lebih besar dibandingkan dengan cairannya.

Payraing vakum dipakai untuk suatu ukuran besar, jarang digunakan

untuk pengumpulan endapan-endapan kristal atau penyaring steril.

Penyaring vakum kontinu dapat menangani beban kotoran yang tinggi

dan pada suatu basis volume, dalam hal biaya cairan yang disaring per

galon murah. Dalam mengerjakan sistem penyaring drum kontinu,

vakum dipakai untuk drum (tong) tersebut, dan cairan mengalir lajur

kontinu. Zat padat dikumpulkan pada akhir lajur tersebut. Perhatikan

Gambar berikut :

Page 24: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

28

3. Tekanan (Pressure Filtration)

Gambar 2.14 Pressure Filtration

(tsffaunsoed.2010)

Tekanan peyaring kerangka dan penyaring lempeng merupakan yang

paling sederhana dari semua penyaring tekanan, dan paling banyak

digunakan. Filter ini terdiri dari seperangkat lempengan yang dirancang

untuk memberikan sederetan kompartemen untuk pengumpulan zat

padat. Lempengan tersebut ditutup dengan medium filter seperti kanvas.

Slurry umpan masuk kedalam masing-masing lempengan dan medium

filternya dengan tekanan, cairannya lewat melalui kanvas dan keluar

melalui pipa keluaran dan meninggalkan zat padat basah di antara

lempengan tersebut.

Sesudah filter tersebut dirakit, slurry dimasukkan dari pompa atau

tangki pendorong pada tekanan 3 sampai 10 atm. Filtrasi lalu diteruskan

sampai tidak ada lagi zat cair yang keluar dan tekanan filtrasi naik secara

signifikan. Hal ini terjadi bila bingkai sudah penuh dengan zat padat

sehingga slury tidak dapat masuk lagi. Filter ini disebut jammed. Setelah

itu, cairan pencuci dapat dialirkan untuk membersihkan kemudian ditutup

dengan uap atau udara untuk membuang sisa zat cair tersebut sebanyak-

banyaknya.

Page 25: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

29

Filter itu lalu dibongkar, cake padatnya dikeluarkan dari medium

filter sehingga jatuh kekonveyor menuju tempat penyimpanan. Pada

kebanyakan press filter, operasi tersebut berlangsung secara otomatis.

Sampai cake bersih, proses pencucian memakan waktu beberapa jam

karena cairan pencuci cenderung mengikuti jalur termudah dan

melangkahi bagian-bagian cake yang terjejal rapat. Jika cake tidak terlalu

rapat, sebagian besar cairan pencuci tidak efektif membersihkan cake.

Jika diinginkan pencucian sampai benar-benar bersih, biasanya dibuat

slury lagi dengan cake yang belum tercuci sempurna. Pencucian lebih

lanjut dapat menggunakan zat cair pencuci dalam kuantitas besar dan

menyaringnya kembali dengan shell-and-leaf filter sehingga

memungkinkan pencucian yang lebih efektif dari pada plate and frame

filter.

4. Gaya Sentrifugal (Centrifugal Filtration)

Gambar 2.15 Centrifugal Filtration

(tsffaunsoed.2010)

Sentrifugasi adalah pemisahan dengan menggunakan gaya putaran

atau gaya sentrifugal. Partikel dipisahkan dari liquid dengan adanya gaya

sentrifugal pada berbagai variasi ukuran dan densitas campuran larutan.

Gaya sentrifugal digunakan untuk mendapatkan perbedaan tekanan

sehingga slurry dalam filter akan mengalir ke penyaring. Pada operasi

Page 26: BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/39092/3/BAB II.pdf5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA . 2.1 Tinjauan Pustaka . Hasil penelitian atau pengamatan di lapangan diperoleh

30

sentrifugasi dengan cara pengendapan, kecepatan pengendapan

dipengaruhi oleh : kecepatan sudut (ω), diameter partikel (Dp), densiti

partikel dan cairan, viskositas dan diameter tabung centrifuge.

Pengendapan sentrifugal prinsipnya sama dengan proses pengendapan

secara gravitasi, bedanya pengendapan ini menghasilkan gaya dorong

yang lebih besar yang disebabkan oleh putaran fluida. Dengan memutar

fluida pada alat saring, kecepatan pengendapan dapat meningkat jika

dibandingkan dengan pengendapan secara gravitasi pada umumnya.