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
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
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
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
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.
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
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
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
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
=
=
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).
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
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:
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.
=
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
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
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
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)
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
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)
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.
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 :
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.
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
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.