5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Proses pengolahan kelapa sawit

Proses pengolahan kelapa sawit bertujuan untuk memproduksi 2 produk utama

PKS yaitu minyak dan inti sawit. Minyak sawit mentah (CPO) dihasilkan dari

ekstraksi tandan buah segar kelapa sawit.Terdapat dua jenis minyak kelapa sawit

yaituminyak yang berasal dari bagian sabut (pulp)kelapa sawit dan minyak yang

berasal dariinti/biji kelapa sawit (PKO/palm kernel oil).Kandungan minyak di

dalam serabut kelapa daninti sawit berturut-turut adalah sebesar 50–55%dan 40%

(Naibaho, 1996).

Sekitar 220 kg CPO dan 21 kg PKO dapat dihasilkan dari satuton tandan buah

segar kelapa sawit. Minyakinti sawit atau kernel oil mirip sekali denganminyak

kelapa yang berasal dari kopra, hal inidapat dilihat dari harga tetapan-tetapan yang

berlaku seperti misalnya iodine value dan saponification value, dan kandungan

asam lauratnya. Pada umumnya, minyak kelapa sawit mengandung lebih banyak

palmitat, oleat, dan linoleat dibandingkan dengan minyak inti sawit.

Beberapa parameter yang biasa digunakan untuk menentukan standar mutu CPO

adalah kandungan air dan kotoran dalam minyak, kandungan asam lemak bebas,

warna, dan bilangan peroksida. Parameter lain yang juga perlu diperhatikan

adalah titik cair dan kandungan gliserida, refining loss, plastisitas, spreadability,

kejernihan, kandungan logam berat, dan saponification value. Mutu CPO yang

baik adalah kadar air kurang dari 0,1%, kadar kotoran kurang dari 0,013%,

kandungan asam lemak bebas kurang dari 2,7%, bilangan peroksida di bawah 2,

tidak berwarna merah atau hijau dan kandungan logam berat serendah mungkin

(Naibaho, 1996).

6

2.2 Stasiun pengolahan biji pada pabri kelapa sawit

Pada pabrik kelapa sawit stasiun biji merupakan stasiun akhir untuk memperoleh

inti sawit.Biji yang didapat dari pemisahan biji dan ampas (Depericarper) dikirim

ke stasiun ini untuk diperam, dipecah, dipisahkan antara inti dan cangkang.Inti

dikeringkan sampai batas yang ditentukan dan cangkang dikirim kepusat

pembangkit tenaga sebagai bahan bakar (PahanIyung, 2008).

Proses pemecahan biji pada pabrik kelapa sawit merupakan suatu proses yang

sangat berpengaruh untuk keberhasilan pengolahan inti. Ripple mill merupakan

salah satu alat pemecah biji yang biasanya digunakan pada pabrik kelapa sawit.

Stasiun yang mengolah biji sawit (nut) menjadi inti sawit (palm kernel) disebut

juga Pabrik Biji. Biji sawit terdiri dari cangkang dan inti sawit. Inti sawit terletak

didalam biji yang ditutupi oleh cangkag (seperti telur). Yang dibutuhkan oleh

konsumen semua yang ada di biji sawit, mulai dari cangkang sebagai bahan bakar

dan inti sawit sebagai bahan baku palm kernel oil.

Pre-treatment biji sawit sebelum diolah di Pabrik Biji sebenarnya sudah dilakukan

di Sterilizer Station. Pre-treatmentnya pengurangan kadar air inti sawit sehingga

ukuran biji sawit akan menyusut namun ukuran cangkang tidak. Dengan demikian

akan tercipta celah antara inti sawit dan cangkang sawit, dengan adanya celah ini,

pemecahan biji sawit akan semakin mudah memakai Ripple Mill dengan jumlah

inti yang ikut pecah seminimal mungkin.

Dipabrik kelapa sawit, biji dihasilkan dari hasil pengepressan fruit di screw press,

pressed mass yang keluar berupa ampasfibre dengan biji yang disebut Cake.

Pre-treatment tahap kedua dilakukan pemisahan fibre dengan biji, fibre harus

seminim mungkin lengket di biji agar memudahkan proses pemecahan biji dan

pengumpanan biji ke ripple mill. Jika masih banyak fiber yang terikut akan

menyebabkan sulitnya biji turun secara gravitasi akibat pergerakan biji diganggu

oleh fibre.

7

Pre-treatment tahap ketiga berupa fermentasi (untuk pemecah biji dengan ripple

mill tidak wajib), proses fermentasi berupa peniupan udara panas 60-70 derajat

celcius kedalam Nut Silo berisi biji sawit selama minimal 8 jam. Tujuannya untuk

mengurangi lebih banyak lagi air yang terkandung di inti sawit agar biji lebih

mudah dipecahkan.Ripple mill tidak memerlukan proses fermentasi untuk

performance pemecahan biji sawit nanun jika ada jeda wakyu antara produksi biji

dengan pemecahan biji akan menjadi lebih baik.

Biji yang sudah pecah tentu harus ada dipisahkan antara cangkang dan inti sawit,

proses pemisahan ini dilakukan dengan metode basah, seperti hydrocyclone dan

clay bath, metode kering, menggunakan LTDS hingga 3 tahap atau kombinasi

metode basah dan kering.

Setelah cangkang dipisahkan inti sawit / palm kernel dikeringkan di Kernel Drier

untuk mengurangi kadar air inti sawit yang awalnya 19% hingga menjadi 6-7 %.

Pengurangan kadar air ini untuk mencegah terbentuknya jamur selama

penyimpanan serta menekan kenaikan ALB di minyak inti sawit.Inti sawit yang

sudah kering diturunkan dari Kernel Drier dan di simpan di Kernel Storage

menunggu pengangkutan ke konsumen. Kernel storage harus aman dari air dan

kotoran agar tidak mengkontaminasi produk yang sudah jadi (Naibaho, 1996).

2.3 Ripple mill

Ripple mill adalah alat untuk memecahkan biji (nut) dengan cara digiling dalam

putaran rotor bar, sehingga biji akan bergesek dengan Ripple plate. Proses

pemecahan ini terjadi karena tekanan dan kecepatan yang disebabkan putaranrotor

bar. Ripple mill dilengkapi dengan vibrator dan magnit yang dipasang pada

corong/talang. Vibrator (pembuat getaran) digunakan untuk meratakan biji masuk

ke Ripple mill agar tidak menumpuk. Sedangkan magnitdipakai untuk menangkap

benda-benda logam/ besi agar tidak terikut dan tergiling ke dalam Ripple mill.

Efiseinsi pemecahan biji dipengaruhi oleh :

1. Kondisi Ripple Mill. Keadaan plat yang bergerigi tumpul dan rod yang

bengkok akan menyebabkan pemecahan tidak efektif.

8

2. Jarak rotor dengan plat bergerigi. Jarak yang terlalu rapat akan menyebabkan

persentase biji yang remuk cukup tinggi dan bila jarak terlalu renggang maka

pemecahan biji tidak sempurna.

3. Putaran rotor. Putaran yang terlalu cepat akan menghasilkan biji yang hancur

dan putaran yang terlalu rendah menyebabkan biji tidak pecah.

4. Bentuk biji. Ukuran biji yang heterogen, bentuk biji yang gepeng dan lonjong

akan menyebabkan efisiensi pemecahan rendah.

Gambar 2.1 Ripple Mill (PahanIyung, 2008).

Mesin ripple mill merupakan salah satu mesin yang wajib ada di sebuah stasiun

kernel pengolahan kelapa sawit. Kegunaan cangkang sawit yang sangat besar

membuat pengolahan sawit tidak menimbulkan limbah yang cukup banyak.

Semua bagian sawit yang tidak mengalami pengolahan dapat dimanfaatkan

terutama cangkang nut sawit ini. Selain itu harga cangkang sawit yang cukup

mahal, membuat proses pemecahan nut harus dilakukan dengan baik.

Salah satu komponen mesin ripple mill yang sangat penting adalah rotor bar.

Bagian ini terdiri dari batang-batang besi yang bergerak mandiri untuk

memecahkan nut dari cangkang . Selain rotor bar, terdapat ripple plate yang

memiliki plat dengan gerigi untuk memastikan proses pemecahan berlangsung

sempurna. Sayangnya tidak semua nut dapat dipecahkan dalam ripple mill. Nut

berukuran kecil akan lebih sulit dipecahkan. Tentunya akan sulit untuk

mendapatkan manfaat cangkang sawitnya.

9

Biji dari nut silo masuk ke ripple mill untuk dipecah sehingga inti terpisah dari

cangkang. Biji yang masuk melalui rotor akan mengalami gaya sentrifugal

sehingga biji keluar dari rotor dan terbanting dengan kuat yang menyebabkan

cangkang pecah. Setelah dipecahkan inti yang masih bercampur dengan kotoran-

kotoran di bawa ke kernel grading drum.Sebaiknya nut di greding sesuai ukuran

sebelum dipecah di ripple mill,ini akan mengurangi persentase inti yang pecah.

Desain ripple mil ada dua jenis ,yaitu to jaw plate dan rotor to stator bars. Desain

rotor bars to stator bars lebih popular karena lebih murah perawatan nya,kapasitas

lebih tinggi dan juga cracking effisensi tinggi yang mudah dicapai.

Pipa sch 40 di rotor bar rata-rata mempunyai life time antara 200-250 jam

saja,tergantung kepada persentase dura nut dan kotoran didalam nut.Pipa yang aus

akan bergelombang dan mempengaruhi efisiensi cracking dan dapat

meningkatkan persentase inti pecah.

Putaran ripple mill antara 1000-1100 rpm rata-rata dan kapasitas antara 6-10

ton/unit.Ripple mill yang baik harus menciptakan cracking effisiensi yang tinggi

dengan persentase inti pecah kurang dari 15%.Ripple mill yang berukuran besar

(kapasitas besar ) akan menghasilkan lebih banyak broken kernel yang halus

karena jarak cracking di diameternya lebih panjang dibandingkan dengan ripple

mill berdiameter lebih kecil ,ini dapat mempengaruhi losses di LTDS ( Light

Tenera Drive Sepration).Bila jarak antara stator dan rotor lebih dekat,cracking

efisiensi rata-rata antara 95-96%,tergantung kepada persentase dura nuts dan

ukuran nuts grading.Kontrol kernel pecah kurang dari 15%.

Sebaiknya memasang kernel grading bar dibawah separating coulom LTDS 1

untuk menyaring keluar semaksimal mungkin uncrack/semi cracked nut.Nut

recycle harus dipecah ulang .Jarak antara antara bar di grading screen adalah 12-

13 mm pada umumnya.Sebagai tambahan perlengkapan keamanan,dipasang satu

magnet permanen di talang pemasukan nut ke ripple mill untuk menangkap

potongn besi. Gunakan as rotor dengan Hardness 600 atau setara ,bila tidak

gunakan pipa schedule 40 di luar as rotor.

10

2.4 Cara Kerja Ripple Mill

Ripple mill merupakan suatu alat yang digunakan pada pabrik kelapa sawituntuk

proses pengolahan inti yang berfunsi untuk memecahkan nut sehinggainti terlepas

dari cangkang. Pada Ripple Mill terdapat Rotor yang berputar pada Ripple Plate

bagian yang diam. Biji masuk diantara Rotor dan Ripple Plate sehingga saling

berbenturan dan memecahkan cangkang dari inti. Biji dari Nut Silo masuk ke

Ripple Mill untuk dipecah sehingga inti terpisah dari cangkang. Biji yang masuk

melalui Rotorakan mengalami gaya sentrifugal (menjauhi pusat putaran) sehingga

biji keluar dari Rotor dan terbanting dengan kuat yang menyebabkan cangkang

pecah. Cangkang dan inti yang sudah terpisah diangkut oleh Craked Mixture

Conveyor lalu masuk Creaked Mixture Elevator dan diolah untuk proses

berikutnya untuk mendapatkan inti kelapa sawit.

2.5 Komponen – Komponen Pada Ripple Mill

Komponen utama Ripple Mill terdiri dari beberapa bagian yaitu :

1. Rotor

Rotor adalah bagian mesin yang berputar yang terdiri dari beberapa bagian

komponen, yaitu sebagai berikut :

A. Rotor As

Rotor as adalah poros yang digunakan sebagai penumpu beban komponen

lainpada rotor. Akibat putaran Rotor as maka Rotor akan berputar, putaran

Rotoras adalah akibat motor yang mentransmisikan putarannya ke Rotor as

melaluipuli dan sabuk.

Gambar 2.2 Rotor As

11

B. Piringan

Piringan adalah salah satu komponen Rotor yang digunakan sebagaikedudukan

dari Rotor bar. Piringan digunakan sebagai pengapit Rotor baragar tetap pada

posisinya .

Gambar 2.3 Piringan

C. Rotor Bar/Rotor Rod

Rotor bar adalah poros pejal yang berbentuk di sekeliling Rotor yang digunakan

tempat biji sawit yang masuk ke Ripple Mill.Selanjutnya Rotor membawa biji

berputar bersama putaran Rotor untuk dipecah.

Gambar 2.4 Rotor Bar

12

2. Spacer ring

Spacer ring digunakan sebagai kopling antara as dengan piringan sehingga

piringan berputar bersamaan dengan putaran Rotor as.

Gambar 2.5 Spacer Ring

3. Baut dan mur

Baut dan mur merupakan alat pengikat yang sangat penting pada bagian Rotor.

Baut dan mur memiliki fungsi sebagai pengikat antara SpacerRingdengan

piringan.

Gambar 2.6 Baut dan Mu

13

4. Ripple plate

Ripple Plate disebut dengan dinding pemecah biji. Biji yang dibawa berputaroleh

rotor akan terlempar mengalami tekanan ke dinding ini sehinggamengakibatkan

biji terpecah. Ripple Plate dibuat bergerigi pada dindingnyauntuk menciptakan

tekanan yang terjadi pada biji.

Gambar 2.7 Ripple Plate

5. Bantalan

Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehinggaputaran

atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, amandan panjang

umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan porosserta elemen

lainnya bekerja dengan baik, jika bantalan tidak berfungsidengan baik maka

prestasi seluruh sistem akan menurun atau tidak dapatbekerja sebagaimana

mestinya.

14

Gambar 2.8 Bantalan

6. Ripple side

Ripple Side adalah penutup Ripple Mill agar biji yang masuk kedalam RippleMill

dapat keluar sebelum terjadi pemecahan.

Gambar 2.9 Ripple Side

15

7. Motor listrik

Motor induksi adalah suatu mesin listrik yang merubah energi listrik

menjadienergi gerak dengan menggunakan gandengan medan listrik dan

mempunyaislip antara medan stator dan medan rotor. Pada sistem kerja Ripple

Mill, rotorakandiputar sehingga menimbulkan tekanan untuk memecah biji

danmenghasilkan gaya sentrifugal. Sementara sentrifugal sendiri adalah gaya

percepatan yang muncul secara sederhana dari percepatan rotasi kerangkaacuan,

yang berarti benda akan bergerak menjauhi pusat lingkaran. Dalam halini Ripple

Milldapat berputar akibat digerakkan oleh sebuah motor yang padaporosnya

dikaitkan sebuah belt atau sabuk yang saling keterkaitan padaporosRipple Mill.

Gambar 2.10 Electro Motor

2.6 Sifat-Sifat Material

Secara garis besar, material mempunyai sifat-sifat yang mencirikannya, pada

bidang teknik mesin umumnya sifat tersebut dibagi menjadi dua sifat. Sifatsifat

itu akan mendasari dalam pemilihan material, sifat tersebut adalah sifat mekanik,

sifat fisik.

16

2.6.1 Sifat Mekanik

Sifat mekanik material, merupakan salah satu faktor terpenting yang

mendasari pemilihan bahan dalam suatu perancangan. Sifat mekanik dapat

diartikan sebagai respon atau perilaku material terhadap pembebanan yang

diberikan, dapat berupa gaya, torsi atau gabungan keduanya. Dalam

prakteknya pembebanan pada material terbagi dua yaitu beban statik dan

beban dinamik.Perbedaan antara keduanya hanya pada fungsi waktu

dimana beban statik tidak dipengaruhi oleh fungsi waktu sedangkan beban

dinamik dipengaruhi oleh fungsi waktu. Untuk mendapatkan sifat mekanik

material, biasanya dilakukan pengujian mekanik. Pengujian mekanik pada

dasarnya bersifat merusak (destructive test), dari pengujian tersebut akan

dihasilkan kurva atau data yang mencirikan keadaan dari material

tersebut.Setiap material yang diuji dibuat dalam bentuk sampel kecil atau

spesimen.

Spesimen pengujian dapat mewakili seluruh material apabila berasal

darijenis, komposisi dan perlakuan yang sama. Pengujian yang tepat

hanyadidapatkan pada material uji yang memenuhi aspek ketepatan

pengukuran, kemampuan mesin, kualitas atau jumlah cacat pada material

dan ketelitiandalam membuat spesimen.

2.6.2 Sifat Fisik

Sifat penting yang kedua dalam pemilihan material adalah sifat fisik.Sifat

fisik adalah kelakuan atau sifat-sifat material yang bukan disebabkan oleh

pembebanan seperti pengaruh pemanasan, pendinginan dan pengaruh arus

listrik yang lebih mengarah pada struktur material. Sifat fisik material

antara lain :

Temperatur cair, konduktivitas panas dan panas spesifik.

Struktur material sangat erat hubungannya dengan sifat mekanik. Sifat

mekanik dapat diatur dengan serangkaian proses perlakukan fisik.

Denganadanya perlakuan fisik akan membawa penyempurnaan dan

pengembangan material bahkan penemuan material baru.

17

2.7 Maintenance

suatu kegiatan pencegahan dan mempertahankan keandalan suatu fasilitas atau

bendacsehingga ketika dibutuhkan, benda atau fasilitas tersebut dapat digunakan

dalam kondisi yang baik ketika digunakan.

Sedangkan menurut para ahli perawatan (maintenance) adalah :

maintenance adalah suatu kombinasi dari berbagai tindakan yang dilakukan untuk

menjaga suatu barang, atau memperbaikinya sampai suatu kondisi yang bisa

diterima (Corder, A.S,1998).

Perawatan merupakan kegiatan untuk memelihara atau menjaga fasilitas atau

peralatan pabrik dengan mengadakan perbaikan atau penyesuaian atau

penggantian yang diperlukan supaya tercipta suatu keadaan operasional produksi

yang memuaskan sesuai dengan apa yang telah direncanakan (Assauri, Sofjan,

2008),.

Perawatan adalah suatu konsepsi dari semua aktivitas yang diperlukan untuk

menjaga atau mempertahankan kualitas peralatan agar dapat berfungsi dengan

baik seperti dalam kondisi sebelumnya (Supandi, 1999),.

Aktivitas pemeliharaan dalam perusahaan sangat diperlukan karena :

1. Setiap peralatan mempunyai umur penggantian (useful life) dimana suatu saat

dapat mengalami kegagalan atau kerusakan.

2. Kerusakan (failure) dari suatu peralatan atau mesin tidak dapat diketahui secara

pasti.

3. Manusia selalu berusaha untuk meningkatkan umur pengguna dengan

melakukan pemeliharaan (maintenance).

Peranan perawatan (maintenance) yang sangat penting dalam kegiatan produksi

dari suatu perusahaan sangat berpengaruh terhadap kelancaran dan kemacetan

produksi, volume produksi, serta produk dapat diproduksi dan diterima konsumen

tidak mengalami keterlambatan dan menjaga agar tidak terdapat sumber daya

(mesin dan karyawan) yang menganggur karena kerusakan (breakdown) pada

18

mesin sewaktu proses produksi sehingga dapat meminimalkan biaya kehilangan

produksi. Program perawatan mesin dan komponennya harus benar-benar

direncanakan, sehingga waktu terhentinya (downtime) aktivitas produksi yang

merugikan dapat dikurangi seminimal mungkin.

Manajemen pemeliharaan (maintenance management) adalah pengorganisasian

perawatan untuk memberikan pandangan umum mengenai perawatan fasilitas

produksi (Supandi 1995). Dalam usah menjaga agar setiap peralatan dan mesin

dapat digunakan secara kontinu untuk berproduksi, maka kegiatan pemeliharaan

yang diperlukan adalah sebagai berikut:

Secara kontinu melakukan pengecekan (inspection).

Secara kontinu melakukan pelumasan (lubricating).

Secara kontinu melakukan perbaikan (reparation).

Melakukan pergantian spare-part.

2.7.1 Tujuan Maintenance

Kegiatan dalam melakukan perawatan peralatan dan juga fasilitas mesin

tentu saja memiliki beberapa tujuan. Tujuan utama dan fungsi perawatan

antara lain: (Assauri dan Sofjan, 1999).

1. Memperpanjang kegunaan aset.

2. Menjamin ketersediaan peralatan dan kesiapan operasional perlengkapan

serta peralatan yang dipasang untuk kegiatan produksi.

3. Membantu mengurangi pemakaian atau penyimpangan di luar batas serta

menjaga modal yang ditanamkan selama waktu yang ditentukan.

4. Menjaga kualitas pada tingkat yang tepat untuk memenuhi apa yang

dibutuhkan oleh produk itu sendiri dan kegiatan produksi yang tidak

terganggu.

5. Menekan tingkat biaya perawatan serendah mungkin dengan

melaksanakan kegiatan perawatan secara efektif dan efisien.

19

6. Memenuhi kebutuhan produk dan rencana produksi tepat waktu.

7. Meningkatkan keterampilan para supervisor dan operator melalui

kegiatan pelatihan yang diadakan.

8. Menghindari kegiatan perawatan yang dapat membahayakan keselamatan

para pekerja.

2.7.2 Jenis – Jenis Maintenance

Kegiatan dalam perawatan dibagi menjadi dua jenis yaitu, pemeliharaan

pencegahan (preventive maintenance) dan pemeliharaan perbaikan

(corrective maintenance).

1. Perawatan pencegahan (preventive maintenance)

Preventive maintenance adalah pemeliharaan yang dilakukan secara

terjadwal, umumnya secara periodik dimana sejumlah kegiatan seperti

inspeksi dan perbaikan, penggantian, pembersihan, pelumasan,

penyesuaian dan penyamaan dilakukan (Ebeling dan Charles E 1997).

Menurut Preventive maintenance adalah kegiatan perawatan yang

dilakukan untuk mencegah timbulnya kerusakan dan menemukan

kondisi yang dapat menyebabkan fasilitas atau mesin produksi

mengalami kerusakan pada waktu melakukan produksi (Assauri dan

Sofjan 2008).

Preventive maintenance sangat penting karena kegunaannya sangat

penting dan efektif dalam menghadapi atau mendukung fasilitas produksi

yang termasuk dalam golongan critical unit. Kategori komponen kritis

menurut (Tampubolon 2004), yaitu:

a. Kerusakan fasilitas atau peralatan akan membahayakan keselamatan

atau kesehatan para pekerja.

b. Kerusakan fasilitas akan mempengaruhi kualitas dari produk yang

dihasilkan.

20

c. Kerusakan fasilitas tersebut akan menyebabkan kemacetan atau

terhentinya seluruh proses produksi.

d. Modal yang ditanamkan (investasi) dalam fasilitas tersebut cukup

mahal harganya.

Dalam prakteknya, proses maintenance yang dilakukan dalam

perusahaan dapat dibedakan menjadi dua macam berdasarkan aktivitas

atau kegiatannya yaitu: (Assauri dan Sofjan, 1999).

1. Routine maintenance

Routine maintenance adalah kegiatan pemeliharaan dan perawatan yang

dilakukan secara rutin, misalnya perawatan yang dilakukan setiap hari.

Contoh dari routine maintenance adalah pelumasan (lubrication) atau

pengecekan oli, serta bahan bakar dan melakukan pemanasan (warming

up) dari mesin-mesin selama beberapa menit sebelum digunakan untuk

produksi.

2. Periodic maintenace

Periodic maintenace adalah kegiatan pemeliharaan dan perawatan yang

dilakukan secara periodic atau dalam jangka waktu tertentu, misalnya

setiap satu minggu sekali. Periodic maintenance juga dapat dilakukan

dengan memakai lamanya jam kerja mesin atau fasilitas produksi

sebagai jadwal kegiatan, misalnya setiap seratus jam pemakaian mesin

sekali. Jadi sifat kegiatan maintenance ini tetap secara berkala dan

perawatan berkala ini memiliki bobot lebih berat dibandingkan

perawatan pencegahan.

2.7.3 Preventive Maintenance

Preventive Maintenance terbagi menjadi 5 kategori tugas, yaitu sebagai

berikut:

1. Time Directed Maintenance

Time directed maintenance merupakan kegiatan perawatan yang

dilakukan berdasarkan variabel waktu. Kebijakan perawatan lain yang

sesuai untuk diterapkan pada kegiatan ini adalah periodic maintenance

21

dan on condition maintenance. Periodic maintenance (Hard time

maintenance) merupakan kegiatan perawatan yang dilakukan secara

periodik atau terjadwal. Kegiatan yang dilakukan adalah penggantian

komponen secara terjadwal dengan interval waktu tertentu.

Faktor yang mempengaruhi periodic maintenance:

Faktor ekonomi

Kebijakan penelitian dilakukan karena dihadapkan pada unit yang

terhitung murah bila dibandingkan dengan resiko yang ditanggung dan

biaya yang lebih besar bila komponen atau unit tersebut mengalami

kerusakan apabila terjadi kelalaian.

Faktor keamanan

Kebijakan penggantian tidak lagi berdasarkan nilai rupiah, tetapi

dihadapkan pada keadaan apabila tidak dilakukan, maka nyawa manusia

menjadi taruhannya karena berhubungan erat dengan keamanan dan

keselamatan manusia.

2. On Condition Maintenance

On condition maintenance merupakan perawatan yang dilakukan

berdasarkan kebijakan operator perawatan. Kegiatan yang dilakukan

pada kondisi ini adalah cleaning, inspection dan lubrication.

3. Condition Based Maintenance

Condition Based Maintenance merupakan perawatan pencegahan yang

dilakukan sesuai dengan kondisi yang berlangsung dimana variabel

waktu tidak diketahui secara tepat.Kebijakan yang sesuai dengan

keadaan tersebut adalah predictive maintenance. Predictive

maintenance merupakan suatu kegiatan perawatan yang dilakukan

dengan memeriksa. dan memelihara pada saat perawatan sudah benar-

benar memerlukan pemulihan ke tingkat semula. Hal ini dilakukan dengan

memonitoring kondisi operasi peralatan berdasarkan data-data dan

informasi.

22

4. Failure Finding

Failure finding merupakan suatu tindakan pencegahan yang dilakukan

dengan cara memeriksa fungsi yang tersembunyi (hidden function)

secara periodik untuk memastikan kapan suatu komponen akan

mengalami kerusakan.

5. Run To Failure

Kegiatan ini disebut juga no schedule maintenance dimana kegiatan

perawatan ini tidak melakukan usaha untuk mengantisipasi kerusakan.

Suatu peralatan atau mesin dibiarkan bekerja hingga mengalami

kerusakan kemudian dilakukan perawatan perbaikan. Kegiatan ini

dilakukan jika tidak ada kegiatan pencegahan efektif yang dapat

dilakukan, tindakan percegahan terlalu mahal atau dampak gagal tidak

berpengaruh.

2.7.4 Reability (keandalan)

Reliability merupakan peluang sebuah komponen atau sistem akan dapat

beroperasi sesuai dengan fungsi yang diinginkan untuk suatu periode

waktu tertentu ketika digunakan di bawah kondisi operasi yang telah

ditetapkan (Ebeling dan Charles E 1997).

Keandalan merupakan suatu penerapan perancangan pada komponen atau

suku cadang sehingga komponen atau suku cadang tersebut dapat

melakukan fungsinya dengan baik, tanpa ada kegagalan, sesuai dengan

rancangan atau proses ketika dilakukan pembuatan. Keandalan merupakan

probabilitas bahwa suatu sistem mempunyai kekuatan atau performansi

sesuai dengan fungsi yang diharapkan dengan masa berlaku dan kondisi

operasi tertentu. Namun secara umum keandalan merupakan ukuran

kemampuan suatu komponen atau suku cadang beroperasi terus menerus

tanpa adanya kerusakan yang dialami oleh si komponen tersebut, tindakan

perawatan pencegahan (preventive maintenance) sangat dianjurkan karena

dapat memperpanjang dan meningkatkan masa berlaku keandalan

komponen tersebut.

23

Analisis kekuatan tekanan sering digunakan untuk mengevaluasi

probabilitas dari pengidentifikasian situasi dimana nilai dari tekanan

terlalu besar atau kekuatan lebih kecil dari pada nilai normal. Seperti

analisis pemenuhan yang ditunjukkan oleh langkah-langkah berikut:

1. Untuk menyeleksi komponen, menentukan nominal penekanan seperti

fungsi beban temperatur/ suhu, getaran, guncangan, perlengkapan fisik,

waktu dan lainnya.

2. Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat tekanan

maksimum, seperti faktor penekanan konsentrasi, faktor beban statis

dan dinamis, penekanan terhadap hasil pabrikasi dan perlakuan panas,

faktor penekanan lingkungan dan lainnya.

3. Mengidentifikasi penekanan komponen kritis dan mengkalkulasi arti

setiap penekanan kritis yang dapat direnggangkan secara maksimal dan

menghilangkan penekanannya.

4. Menentukan distribusi penekanan kritis untuk masa penggunaan

komponen yang sudah ditetapkan. Menganalisa parameter distribusi

dan mengidentifikasi batas keamanan. Mengaplikasikan distribusi

dengan asumsi distribusi normal, poisson, weibull, lognormal dan

lainnya.

Terdapat 4 elemen yang signifikan dengan konsep reliability, antara lain:

1. Probability (peluang)

Setiap komponen memiliki umur atau waktu yang berbeda antara satu

dengan yang lainnya sehingga terdapat sekelompok komponen yang

memiliki rata-rata kualitas atau ketahanan tertentu. Jadi untuk

mengidentifikasi distribusi frekuensi dari komponen dapat dilakukan

dengan cara melakukan estimasi hidup dari komponen agar diketahui

umur pemakaiannya sudah berapa lama.

24

2. Performance (kinerja)

Kehandalan merupakan suatu karakteristik yang harus dimiliki suatu

sistem, dimana suatu sistem yang andal harus dapat menunjukkan

performansi yang memuaskan jika dilakukan pengoperasian.

3. Time (waktu)

Realibility atau kehandalan suatu sistem dapat dinyatakan dalam suatu

periode waktu tertentu karena merupakan parameter yang penting untuk

melakukan penilaian kemungkinan suksesnya suatu sistem. Peluang

suatu item untuk digunakan selama satu tahun berbeda dengan peluang

item yang digunakan dalam sepuluh tahun. Biasanya faktor waktu

berkaitan dengan kondisi tertentu, seperti jangka waktu mesin selesai

diperbaiki sampai mesin rusak kembali (mean time to failue) dan jangka

waktu mesin mulai rusak sampai mesin tersebut diperbaiki (mean time

to repair).

4. Condition (Kondisi)

Perlakuan yang diterima oleh suatu sistem dalam menjalankan

fungsinya dalam arti bahwa dua buah sistem dengan tingkat mutu yang

sama dapat memberikan tingkat kehandalan yang berbeda dalam

kondisi operasionalnya. Misalnya kondisi temperatur, keadaan atmosfer

dan tingkat kebisingan di mana sistem di operasikan.

2.7.5 Availability (ketersediaan)

Availability adalah probabilitas suatu komponen atau sistem yang dapat

beroperasi sesuai dengan fungsinya dalam keadaan normal apabila

tindakan pencegahan dan pemeriksaan dilakukan. Availability total

meliputi penggantian, pencegahan dan pemeriksaan dalam arti availability

merupakan proporsi waktu teoritis yang tersedia untuk komponen dalam

sistem dapat beroperasi dengan baik.

25

2.7.6 Maintainability (keterawatan)

Maintainbility adalah probabilitas bahwa suatu komponen atau sistem

yang rusak akan diperbaiki dalam jangka waktu (T) tertentu, dimana

proses perawatan dilakukan sesuai dengan ketentuan atau prosedur yang

telah ditentukan (Ebeling dan Charles E., 1997),.

Maintainbility sangat berhubungan dengan availability, karena

maintainbility mempengaruhi tingkat availability secara langsung. Dalam

memperbaiki kerusakan dan menyelesaikan preventive maintenance

biasanya waktu yang ada diambil dari sistem available state yang ada. Jadi

terdapat hubungan yang sangat erat antara reliability dengan

maintainbility, dimana yang satu mempengaruhi yang lainnya dan kedua-

duanya mempengaruhi availability dan cost yang ada.

2.8 Distribusi Weibull

Distribusi Weibull adalah suatu metode yang digunakan untuk memperkirakan

probabilitas mesin peralatan yang berdasarkan atas data yang ada. Distribusi

Weibull biasanya digunakan untuk menyelesaikan masalah-masalah yang

menyangkut lama waktu (umur) suatu mesin yang mampu bertahan hingga

akhirnya mesin tersebut tidak berfungsi sebagaimana mestinya (rusak).

Distribusi ini merupakan distribusi yang paling sering digunakan untuk

menganalisis data kerusakan, karena distribusi weibull dapat memenuhi beberapa

periode kerusakan yang terjadi, yaitu periode awal (early failure), periode normal

dan periode pengausan (wear out).

Periode tersebut tergantung dari nilai parameter bentuk fungsi distribusi weibull.

Distribusi weibull mempunyai laju kerusakan menurun untuk < 1, laju kerusakan

konstan untuk = 1 dan laju kerusakan naik untuk > 1.

Fungsi-fungsi distribusi weibull adalah sebagai berikut:

Fungsi kepadatan kerusakan:

26

1

( ) .

t

tf t e

............................................................................... (2.1)

Untuk t > 0

α = Parameter skala dengan α > 0

β = Parameter bentuk dengan β > 0

Fungsi distribusi kumulatif:

( )( ) 1 1 e

t

tF t R

............................................................................ (2.2)

Fungsi keandalannya:

( ) e

t

R t

.............................................................................................. (2.3)

Fungsi laju kerusakannya:

1( )

( )( )

f t tr t

R t

................................................................................. (2.4)

f(t) = fungsi distribusi weibull

h(t) = laju kerusakan

Keandalan suatu mesin / peralatan erat kaitannya dengan laju kerusakan mesin /

peralatan tersebut yang merupakan banyaknya kerusakan tiap satuan waktu.

Perubahan nilai akan mengakibatkan distribusi weibull ekuivalen dengan

distribusi tertentu, akibatnya sering digunakan sebagai pendekatan untuk

mengetahui karakteristik fungsi kerusakan. Hal ini dapat dilihat pada perubahan

nilai sebagai berikut:

1. Distribusi weibull ekuivalen dengan distribusi eksponential, jika = 1.

2. Distribusi weibull ekuivalen dengan distribusi hypereksponential, jika = 0.

3. Distribusi weibull ekuivalen dengan distribusi normal, jika < 4.

27

Tabel 2.1 Pola atau Bentuk Distribusi Weibull

Sumber: Sumber: Ebeling dan Charles E., 1997

Value Property

0 <β< 1 Decrising Failure Rate (DFR)

β = 1 Exponential Distribution (CFR)

1 <β< 2 IFR, Concave

β = 2 Rayleigh Distribution

β> 2 IFR, Convex

3 ≤ β ≤ 4 IFR, Approaches Normal Distribution; Symetrical

Pola grafik dari masing-masing fungsi pada distribusi weibull mendekati bentuk

pola berikut:

Gambar 2.11 Pola Grafik Fungsi Distribusi Weibull

Sumber: Ebeling dan Charles E., 1997

f(t)

t

F(t)

t

1

FungsiPadatProbabilitas FungsiKumulatifKerusakan R(t)

t

1 r(t)

t

1

FungsiKeandalan FungsiLajuKerusakan

28

Adapun langkah-langkah perhitungan untuk menentukan nilai-nilai parameter

distribusi weibull dua parameter adalah sebgai berikut:

a. Untuk menaksir parameter dan parameter , dapat dilakukan dengan cara

pendekatan Linear Regresi. Misalkan t1, t2, t3,....,tn adalah sejumlah data waktu

antar kerusakan sistem yang telah disusun menurut urutan terkecil, untuk

setiap ti(i = 1, 2, 3,......n) berlaku hubungan berikut:

Xi = ln ti ................................................................................................. (2.5)

i

i

1Y ln ln

1 F(t )

............................................................................... (2.6)

Kemudian:

( ti)i 0.5

FN

.......................................................................................... (2.7)

Setelah itu dengan menggunakan metode Least Square, nilai konstanta dan

dapat diperoleh sebagai berikut:

i i i i

22i i

N X .Y X Yb

N X X

................................................................. (2.8)

i iY Xa b

N N

................................................................................... (2.9)

Dengan diketahui nilai kedua konstanta a dan b, maka parameter distribusi

weibull dapat ditentukan yaitu:

/e ...................................................................................................(2.10)

b .........................................................................................................(2.11)

Dengan metode diatas yang digabungkan dengan metode pengujian distribusi

kerusakan maka akan didapat nilai parameter fungsi kerusakan.

29

Setelah diketahui nilai-nilai parameter distribusinya, maka perhitungan fungsi

distribusi dan ongkos perawatan akan diketahui, kemudian akan didapatkan

interval waktu yang optimum untuk melakukan perawatan dan penggantian

pencegahan dengan minimasi ongkos yang terjadi. Berikut dibawah ini bentuk

dari grafik keandalan dan laju kegagalan menggunakan distribusi weibull.

f(t)

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

00,80 1,60 2,40 3,20 4,00 4,80

t

α0,51,02,0

R(t)

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

00,80 1,60 2,40 3,20 4,00 4,80

t

α0,51,02,0

r(t)

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

00,80 1,60 2,40 3,20 4,00 4,80

t

α0,51,02,0

Fungsi Laju KerusakanFungsi Padat Probabilitas

Fungsi Keandalan

Gambar 2.12 Pola Grafik Fungsi Distribusi WeibullAlpha(α)

Sumber: Ebeling dan Charles E., 1997

30

f(t)

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

00,80 1,60 2,40 3,20 4,00 4,80

t

β0,51,52,04,0

F(t)

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

00,80 1,60 2,40 3,20 4,00 4,80

t

β0,51,52,04,0

R(t)

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

00,80 1,60 2,40 3,20 4,00 4,80

t

β0,51,52,04,0

β0,51,52,04,0

r(t)

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

00,80 1,60 2,40 3,20 4,00 4,80

t

Fungsi Padat Probabilitas Fungsi Kumulatif Kerusakan

Fungsi Laju KerusakanFungsi Keandalan

Gambar 2.13 Pola Grafik Fungsi Distribusi WeibullBeta(β)

Sumber: Ebeling dan Charles E., 1997

2.9 Mean Time To Failure (MTTF)

Mean Time To Failure adalah rata-rata waktu suatu sistem akan beroperasi sampai

terjadi kegagalan pertama kali. Waktu rata-rata kegagalan (mean time tofailure =

MTTF) dari suatu komponen yang memilikifungsi densitas kegagalan (failure

density function) f(t)didefinisikan oleh nilai harapan dari komponen itu .

Secara matematis waktu rata-rata kegagalan dapatdiekspresikan pada persamaan

(2.12) sebagai berikut (Chistian dan Jhon, 2013).

MTTF = 1

𝜆𝑎𝑣....................................................................................................(2.12)