TUGAS KELOMPOK

SATUAN OPERASI DAN PROSES

Kelas L

“SENTRIFUGASI”

Dosen Pengampu : Arie Febrianto Mulyadi,STP.MP.

Oleh :

1. Fadiya Illahiyyah (115101000111014)

2. Nuris Fu’aida (115101007111001)

3. Pupuh Fathurahman (115101000111026)

4. Desta Yunitasari (115101001111010)

5. Usman Affan (115101000111014)

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2013

“ SENTRIFUGASI “

Sentrifugasi merupakan suatu metode yang digunakan dalam pencapaian

sedimentasi dimana partikel-partikel yang ada di dalam suatu bahan yang dipisahkan

dari fluida oleh gaya sentrifugasi yang dikenakan pada partikel. Dalam penggunaan

metode sentrifugasi ini terdapat sebuah alat yang penting. Alat yang diperlukan dalam

metode ini adalah sentrifugase. Yang dimaksudkan agar segala bentuk proses

pemisahan zat dapat dipercepat. Prinsip kerjanya yaitu dimana objek diputar secara

horizontal pada jarak radial dari titik dimana dititik tersebut dikenekan gaya. Pada

saat objek diputar, partikel-partikel yang ada akan berpisah dan berpencar sesuai

berat jenis masing-masing partikel. Dengan gaya yang paling berperan adalah gaya

sentrifugal. Dengan adanya teknik ini, proses pengendapan suatu bahan akan lebih

cepat dan optimum dibandingkan dengan teknik biasa.

Cara pengoprasian alat sentrifugase ini sangat memperhatikan sistem

konsentrasi yang ingin dimasukkan kedalam alat sentrifugasi dan kecepatan putar

alat. Pengguna pertama kali memasukkan nilai konsentrasi (%) dari endapan yang

diinginkan kemudian memasukkan nilai RPM (revolutions per minute)  kedalam alat

sentrifugasi. Setelah semua selesai, maka alat sentrifugase secara otomatis akan

berjalan. Yang sebelumnya akan mengeluarkan nilai waktu putar (t) sebelum alat

berputar. Didalam mesin sentrifugase, terdapat suatu sensor yang digunakan untuk

mengukur konsentrasi cairan yang  dihasilkan dari proses sentrifugasi.

Metode sentifugasime memiliki banyak manfaat dalam penelitian terutama

dalam praktikum di lab. Diantaranya yaitu sebagai cara pengisolasian mikrobia, cara

untuk mengekstrak TSV (Taura Syndrome Virus), dan YHV (Yellow Head

Virus) dalam bidang pertanian, cara pemisahan virgin coconut oil (VCO) dari zat

pengotornya, pengekstrak senyawa papain dari getah papaya dan masih banyak lagi

manfaatnya.

Mesin-mesin yang digunakan dalam sentrifugasi adalah:

1. Batch centrifugal

Cara kerja mesin Batch centrifugal

Bagian yang sangat penting pada mesin ini adalah poros. Poros merupakan

komponen mesin yang berfungsi menghasilkan putaran bolak balik,sehingga beban

yang diterima pada sebagaian poros akan berbeda. Pada bagian-bagian kritisnya tidak

hanya menerima beban tunggal melainkan beban kombinasi dengan sifat-sifat

pembebanan dinamis yang berfluktuasi. Batch centrifugal banyak digunakan oleh

industri-industri gula di Indonesia pada umumnya, termasuk di Pabrik Gula (PG).

Prinsip kerja alat ini memisahkankristal sukrosa dengan tetes,sehingga kristal sukrosa

dalam bentuk kering dapat siap dikemas dalam karung.

Aplikasi mesin untuk agroindustri

Batch centrifugal merupakan mesin yang banyak digunakan oleh industri-

industri gula di Indonesia pada umumnya, termasuk juga di Pabrik Gula (PG). Salah

satu komponen yang sangat penting pada batch centrifugal adalah poros. Poros

tersebut merupakan komponen mesin yang berfungsi menghasilkan putaran bolak

balik. Berdasarkan fungsi poros tersebut, maka beban yang diterima pada sepanjang

bagian poros akan berbeda. Pada bagian-bagian kritisnya tidak hanya menerima

beban tunggal melainkan beban kombinasi dengan sifat-sifat pembebanan dinamis

yang berfluktuasi. Adanya beban dinamis ini akan menyebabkan terjadinya kelelahan

(fatigue failure) .Kristalisasi yang dihasilkan adalah :

- Masakan A, bahan yang digunakan yaitu: gula C, klare SHS dan nira

kental.

- Masakan C, menggunakan bahan gula D II, dan stroop A.

- Masakan D, menggunakan bahan stroop A, fondan (bibit gula D),

stroop C dan klare D.

Stasiun sentrifugasi ini bertujuan untuk memisahkan kristal gula dengan

stroopnya atau larutannya dari masakan A, masakan C, dan masakan D dengan cara

pemutaran (sentrifugasi). Stasiun sentrifugasi memiliki 8 unit HGF (High Grade

Fugal) dengan rata-rata putaran 1200 rpm dan 9 unit LGF (Low Grade Fugal) dengan

rata-rata putaran 1800-2000 rpm.Penggunaan HGF adalah untuk sentrifugasi masakan

A dan sentrifugasi gula SHS, sedangkan LGF adalah untuk sentrifugasi masakan C,

D1, dan D2. Kristal nira hasil masakan C (Vacuum Pan No. 4) akan turun kereceiver

atau palung 4. Kristal nira dari receiver kemudian akan dialirkanke magma mixer

dengan tujuan agar nira jangan sampai menggumpal dengan cara pengadukan nira

secara kontinyu. Dari magma mixer, nira disentrifugasi di LGF No. 8 dan 9. Pada

proses ini akan dihasilkan stroop C (yang akan dialirkan kembali ke masakan untuk

bahan pembuatan Gula D) dan gula C. Gula C yang telah terbentuk ini kemudian

dipompa menuju tangki penampungan sebagai bahan untuk memasak gula A. Kristal

nira hasil masakan D (Vacuum Pan No. 5), akan turun receiver No. 5. Kristal nira

dari receiver kemudian akan dikirim ke palung pendingin atau No. 1 hingga 8. Suhu

masakan di palung pendingin No. 1 hingga 8 ini akan semakin menurun. Sewaktu

masakan masuk ke palung pendingin, suhunya adalah ± 62oC dan pada saat sampai di

palung pendingin No. 8 suhu telah mencapai ± 54oC. Masakan dari palung pendingin

akan dipanaskan kembali hingga ± 56oC dalam reheater untuk menurunkan

viskositas sehingga tidak memberikan beban yang terlalu berat untuk stasiun

sentrifugasi. Hasil dari reheater akan disentrifugasi di Low Grade Fugal (LGF) D1

No. 1-5 untuk memisahkan kristal dari larutannya. Dari proses ini terdapat hasil

samping gula Gula D1 kemudian dipompa menuju magma mixer D1. Dari magma

mixer D1, gula disentrifugasi kembali dalam LGF D2 No. 6 dan 7 dan menghasilkan

gula D2 dan klare D yang dimasukkan kembali ke stasiun masakan sebagai bahan

pembuat masakan D. LGF No. 5 merupakan LGF interchange yang dapat dipakai

sebagai sentrifugasi gula C ataupun gula D2. Gula D2 akan jatuh ke talang ulir

kemudian ditampung dalam tangki penampung.Hasil dari masakan A, nira akan turun

ke receiver kemudian dipompa menuju Feed Mixer kemudian dipompa menuju High

Grade. Fugal (HGF) A. HGF A akan menghasilkan stroop A yang akan digunakan

sebagai bahan masakan C dan D. Gula A ini lalu masuk ke Magma Mingler dengan

penambahan Klare SHS dan air dengan tujuan untuk membersihkan kristal dari

larutannya sehingga setelah disentrifugasi di HGF-SHS akan menghasilkan gula yang

bersih dan putih serta berguna juga untuk menambah rendemen kristal. Jumlah air

yang ditambahkan harus tepat agar tidak mengganggu proses selanjutnya. Jika jumlah

air yang ditambahkan kurang, maka fungsi dari magma mingler sebagai tempat untuk

membilas kristal tidak akan terpenuhi, dan bila jumlah air yang ditambahkan terlalu

banyak maka beban kerja HGF-SHS akan bertambah berat karena semakin banyak

larutan yang harus dtarik oleh pompa.

2. Separator Sentrifugal

3. . Pompa Sentrifugal

Pompa yang mengalami tekanan pada sisi hisap hingga dibawah tekanan uap

jenuhnya akan terbentuk gelembunggelembung uap, lalu berkembang mengikuti

aliran zat cair sampai ketekanan yang lebih tinggi, selanjutnya gelembung tersebut

akan pecah karena tekanan sekelilingnya, hal ini yang disebut dengan kavitasi.

Gelembung-gelembung uap dapat terjadi pada zat cair yang sedang mengalir, baik di

dalam pompa maupun pipa, tempattempat yang bertekanan rendah atau yang

berkecepatan tinggi di dalam aliran sangat rawan terhadap terjadinya kavitasi.

Fenomena kavitasi yang terjadi dalam impeler pompa sentrifugal akan menyebabkan

kerusakan-kerusakan mekanis yaitu terjadinya lubang-lubang yang disebut erosi

kavitasi. Kerusakan ini bisa terjadi pada sudu maupun pada casing. Disamping terjadi

kerusakan mekanis, pompa sentrifugal juga akan mengalami penurunan head,

kapasitas maupun efisiensinya akan turun dan apabila kavitasi yang terjadi pada sudu

pompa berlangsung lama bisa mengakibatkan kerusakan permanen.

Pompa  adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan

cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan dengan

cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung secara

terus menerus.Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara

bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa

berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga (penggerak) menjadi

tenaga kinetis (kecepatan), dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan cairan dan

mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran.

Salah satu jenis pompa pemindah non positip adalah pompa sentrifugal yang

prinsip kerjanya mengubah energi kinetis (kecepatan) cairan menjadi energi potensial

(dinamis) melalui suatu impeller yang berputar dalam casing. Pompa

Sentrifugal digunakan untuk memberikan atau menambah kecepatan pada cairan dan

merubahnya menjadi tinggi tekan (head).

Pompa Sentrifugal terdiri dari :

Baling - baling (blade)

Rumah (casing), tempat baling - baling bekerja

Stuffing box, yang merupakan penghubung casing dengan motor.

Duah buah pipa baja dengan diameter nominal sama tetapi schedule number

berbeda artinya : diameter luar sama.

Klasifikasi Pompa Sentrifugal

Pompa Sentrifugal dapat diklasifikasikan, berdasarkan :

Kapasitas

- Kapasitas rendah         < 20 m3/jam

- Kapasitas menengah   20 - 60 m3/jam

- Kapasitas tinggi           > 60 m3/jam

Tekanan Discharge

- Tekanan Rendah         < 5 Kg/cm2

- Tekanan menengah     5 - 50 Kg/cm2

- Tekanan tinggi            > 50 Kg/cm

Jumlah / Susunan Impeller dan Tingkat :

- Single stage : Terdiri dari satu impeller dan satu casing

- Multi stage : Terdiri dari beberapa impeller yang tersusun seri dalam satu casing.

- Multi Impeller : Terdiri dari beberapa impeller yang tersusun paralel dalam satu

casing.

- Multi Impeller Multi stage :  Kombinasi multi impeller dan multi stage.

Posisi Poros :

- Poros tegak

- Poros mendatar

Jumlah Suction :

- Single Suction

- Double Suction

Arah aliran keluar impeller :

- Radial flow

- Axial flow

- Mixed fllow

Bagian-bagian Utama Pompa Sentrifugal

Secara umum bagian-bagian utama pompa sentrifugal dapat dilihat sepert gambar 

berikut :

A. Stuffing Box

Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana poros

pompa menembus casing.

B. Packing

Digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing

pompa melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.

C. Shaft (poros)

Poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama

beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar lainnya.

D. Shaft sleeve

Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi poros dari erosi, korosi dan keausan

pada stuffing box. Pada pompa multi stage dapat sebagai leakage joint, internal

bearing dan interstage atau distance sleever.

E. Vane

Sudu dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller.

F. Casing

Bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung elemen yang

berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), inlet dan outlet nozel serta tempat

memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan energi kecepatan cairan

menjadi energi dinamis (single stage).

G. Eye of Impeller

Bagian sisi masuk pada arah isap impeller.

H. Impeller

Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi

energi kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu, sehingga cairan pada

sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan akibat perpindahan

dari cairan yang masuk sebelumnya.

I. Wearing Ring

Wearing ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang melewati

bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan cara memperkecil

celah antara casing  dengan impeller.

J. Bearing

Beraing (bantalan) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari poros

agar dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial. Bearing juga

memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar dan tetap pada tempatnya,

sehingga kerugian gesek menjadi kecil.

 K. Casing

Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung

elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), inlet dan outlet nozel

serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan energi

kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).

Salah satu aplikasi motor induksi pada industri gula adalah pada mesin sentrifugal

yang digunakan pada proses sentrifugasi. sentrifugasi merupakan salah satu proses

penghilangan kotoran dalam rafinasi yang bertujuan untuk memisahkan massecuite

menjadi kristal gula dan molasses dengan melibatkan kerja dari mesin sentrifugal.

proses sentrifugasi menggunakan prinsip dari putaran motor dan gaya sentrifugal.

Mesin sentrifugal menggunakan motor induksi sebagai penggerak untuk

memutar chamber mesin sentrifugal yang berisi massacuite yang akan diolah. Dalam

satu kali proses sentrifugasi massecuite dapat dimasukkan dalam beberapa kali

dengan jumlah yang berbeda sehingga akan menyebabkan perubahan beban yang

akan mempengaruhi kecepatan putaran motor induksi. Perubahan kecepatan motor

akan mempengaruhi waktu proses sentrifugasi. Pada tahap penentuan parameter

motor induksi ditentukan berdasarkan penentuan protipe chamber mesin sentrifugal.

Chamber sentrifugal didesain berbentuk silinder dengan ukuran diameter 0,4m dan

tinggi 0,5m yang dapat menampung massacuite sebanyak 3 Kg. Gambar 1

menunjukkan desain prototipe mesin:

Massa total basket dan massacuite sebesar 9Kg dan torsi chamber serta massacuite

sebesar 4, 179Nm. Dengan putaran motor maksimum sebesar 1400Rpm. Sehingga

berdasarkan torsi chamber dan massacuites dapat ditentukan daya motor yang

dibutuhkan untuk menggerakkan mesin sentrifugal sebesar 1,5 HP

APLIKASI MESIN SENTRIFUGASI DALAM AGROINDUSTRI (PKL)

1. Penentuan Gaji Karyawan Berdasarkan Penilaina Prestasi Kerja Di Pabrik

Gula Modjopanggong

Pada Pabrik Gula Modjopanggong Sentrifugasi di gunakan untuk pemisahan

antara kristal-kristal gula dan larutan sisa (Stroop) di lakukan Pemisahan dengan alat

pemisah atau saringan berbentuk basket yang diputar pada porosnya dengan

menggunakan gaya sentrifugal . Pada saat diputar maka larutan sisa atau stroob akan

terpisah dari kristalnya.

2. Sistem Pengadaan Bahan Baku Susu Segar di Unit Pasteurisasi di KUD

DAU

Sentrifugasi pada perusahaan ini akan diaplikaikan dalam proses pemindahan

susu dari bagian ke bagian yang lain dengan menggunakan gaya sentrifugal yang

ditimbulkan oleh perputaran baling – baling (impeller ) dengan kecepatan 3000 L/

jam dan bekerja dengan kecepatan 3000 rpm. Cara kerja alat ini adalah dengan

berputarnya baling baling yang digerakkan oleh motor sehingga menyebabkan susu

dari saluran masuk akan terhisap dan terdorong menuju saluran keluar.

3. Pengawasan Mutu ( Quality Control ) Pada Produk Akhir Gula Tebu di

Pabrik Gula Kebon Agung Malang

Pengaplikasian mesin sentrifugasi pada Pabrik Gula Kebon Agung Malang

yaitu melakukan proses pemutaran masequite , yang bertujuan meemisahkan kristal

gula dari pelarutnya ( sirup atau stroop ). Prinsip dari proses ini dengan menggunakan

gaya sentrifugal mula – mula dilakukan perputaran secara perlahan – lahan.

Kemudian masequite dimasukkan kedalam tromol dan stroop nya menerobos keluar

melalui dinding yang berupa saringan , sedangkan kristalnya akan tertinggal di

saringan.

4. Pengendalian Mutu Produk Akhir Gula di PG. Djombang Baru-Jombang

Pada proses pemisahan kristal dari larutan proses kristalisasi. Hal ini

dilakukan dengan menggunakan gaya sentrifugal seperti batu yang di ikat dengan tali.

Di pabrik ini terdapat 2 metode pemutaran yaitu :

a. Stasiun putaran High Grade (HGF)

Putaran HGF terdiri atas 5 putaran dan digunakan untuk memisahkan kristal

gula dari masakan utama dengan cara masakan A dari palung pendingin di Pompa

menuju mixer di bagian atas putaran HGF kemudian menuju putaran I,II, dan III

untuk memperole hasil gula yang akan diputar kembali hingga di hasilkan gula SHS

yang langsung di bawa ke dalam Grass Hopper Convenyor dan Stroop A yang

digunakan untuk masakan sebagai campuran serta Klare SHS yang di gunakan untuk

Campuran Masakan A. Kemudian Gula dari Putaran 1 sampai 3 turun ke mixer yang

akan di pompa kembali pada putaran 4 dan 5 untuk di putar lagi guana menghasilkan

gula SHS. Sebelum gula turun dicuci dahulu dengan air yang bersuhu 60-70˚C untuk

membilas. Kemudian gula masuk putaran untuk diputar agar terpisah dengan klare

SHS nya. Sebelm dicuci kembali dengan air bersuhu 60-70˚C untuk mempermudah

pemisahan gulla SHS dan klare SHSnya, gula dalam puteran perlu di semprot dengan

steam untuk pengeringan dan membantu terlepasnya klare SHS dan akhirnya menuju

ke Talang Getar. Akibat percepatan putaran pada mesin sentrifugal High Grade IV

dan V maka dengan dibantu oleh adanya sariganyang berdiameter lebih kecil dari

pada kristal gula maka klare SHS terlempar menuju mesin pemutar dan ditampung di

Tank Stroop dan tertinggal hanya kristal gulanya didalam mesin pemutar. Dan

selanjutnya kristal gula tersebut dicuci dengan steam gar lebih putih.

b. Stasiun Puteran Low Grade (LGF)

LGF terdiri dari & buah putaran dan merupakan puteran khusus gula D dan C

dengan hasil yang di harapkan gula bibitan C, gula bibitan D2, tetes stroop C dan

Klare D. Berbeda dengan High Grade, karena pada Stasiun Low Grade pencucian air

untuk pembilasan dilakukan secara kontinyu dan waktu pengeringan tidak ada. Hasil

LGF berpengaruh terhadap hasil gula pada putaran HG. Jika hasil LGF diperoleh gula

D2 yang putih dan kristalnya sesuai dengan yang ditentukan maka diperoleh masakan

A yang akan menjadi gula yang baik dan mempermudah dan pemutarannya (tetes

tidak terikut dalam D2).

Aplikasi Mesin Pada Jurnal

Salah satu aplikasi motor induksi pada industri gula adalah pada mesin sentrifugal

yang digunakan pada proses sentrifugasi. sentrifugasi merupakan salah satu proses

penghilangan kotoran dalam rafinasi yang bertujuan untuk memisahkan massecuite

menjadi kristal gula dan molasses dengan melibatkan kerja dari mesin sentrifugal.

proses sentrifugasi menggunakan prinsip dari putaran motor dan gaya sentrifugal.

Mesin sentrifugal menggunakan motor induksi sebagai penggerak untuk memutar

chamber mesin sentrifugal yang berisi massacuite yang akan diolah. Dalam satu kali

proses sentrifugasi massecuite dapat dimasukkan dalam beberapa kali dengan jumlah

yang berbeda sehingga akan menyebabkan perubahan beban yang akan

mempengaruhi kecepatan putaran motor induksi. Perubahan kecepatan motor akan

mempengaruhi waktu proses sentrifugasi.

4. Blower Sentrifugal

Blower adalah sebuah mesin sentrifugal yang berkecepatan tinggi yang

berfungsi sebagai penghembus dengan memanfaatkan udara atau gaya dengan

sentrifugal ke tekanan akhir yang tidak melebihi Ps. Udara atau gas pada mesin

sentrifugal ini digerakkan oleh aksi dinamik dan perputaran sudu – sudu dari satu atau

beberapa impeller . Seiring dengan perkembangannya aplikasi pemakainan blower

pada saat sekarang sangan banyak sekali utilitas – utilitas, industry – industry pabrik

kimia. Antara lain : pengering gabah , pelayu the, pemberian udara untuk aerasi

penjernihan air kotor, nurbin – nurbin uap , motor- motor listrik , desain – desain

sistem gigi kecepatan tinggi dan pengedar gas pada industry kimia dan pengedar

udara pada unit transportsai semen.

DAFTAR PUSTAKA

Ardiansyah. 2006. Rancang Bangun Instalasi Pengujian Blower Sentrifugal .

Jurnal Teknik Mesin Vol. 3 No. 2

Hariyanthi, C.F . 2003. Pengawasan Mutu ( Quality Control ) Pada Produk Akhir

Gula Tebu di Pabrik Gula Kebon Agung Malang. PKL Universitas

Brawijaya . Malang

Putri, Ratna Ika, dkk. 2009. Penerapan Kontroler Neural Fuzzy Untuk

Pengendalian Kecepatan Motor Induksi 3 Fasa Pada Mesin

Sentrifugal. Jurnal Inkom , Vol. III, No. 1-2

Setiawan, I.2009. Pengendalian Mutu Produk Akhir Gula Di PG .Djombang

Baru Jombang .PKL Universitas Brawijaya Malang

Wijayanti. 2004. Penentuan Gaji Karyawan Berdasarkan Penilaina Prestasi

Kerja Di Pabrik Gula Modjopanggong . PKL Universitas Brawijaya .

Malang

Wijianto,dkk. 2010 . Aplikasi Response Getaran Untuk Menganalisis Fenomena

Kavitasi Pada Instalasi Pompa Sentrifugal . Jurnal Penelitian Sains &

Teknologi, Vol. 11, No. 2, 191 – 206