TUGAS UO1 : PROSES MEKANIK
SCREW CONVEYOR
DISUSUN OLEH: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
BAGAS FAHREZA IMAM ROSYIDIN JESSICA WIBISONO KURNIAWAN BANGKIT TIMOTHY DAVID VERNA RAHMALIA O
21030114120041 21030114120093 21030114130181 21030114120015 21030114130123 21030114130166
JURUSAN KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2015
BAB I PENDAHULUAN Dalam sebuah industri, transportasi material (dalam bentuk padatan) merupakan salah satu hal yang vital. Oleh karena itu dibutuhkan mekanisme yang baik dalam system transportasi. Dalam pemilihan alat hal yang perlu diperhatikan adalah jarak pemindahan dan ketinggian yang akan dicapai. Salah satu pengangkut yang sering digunakan adalah conveyor yang berfungsi mengangkut bahan-bahan industry berbentuk padat. Salah satu jenis alat pengangkut yang digunakan pada industri adalah Screw Conveyor. Screw conveyor merupakan jenis konveyor yang paling tepat untuk mengangkut bahan padat berbentuk halus atau bubur. Dalam industri modern screw conveyor sering digunakan secara horizontal atau sedikit miring secara efisien untuk memindahkan bahan semi padat, seperti sisa makanan, serpihan kayu, agregat, biji-bijian sereal, pakan ternak, abu boiler, daging dan serpihan tulang, limbah padat perkotaan, dan sebagainya. Screw conveyor memegang peranan penting dalam dunia perindustrian, karena bentuknya yang sederhana, handal dan ekonomis dan daoat menjangkau tempat tinggi , membuat screw conveyor menjadi mekanisme untuk memindah dan mendistribusikan bulk material yang sering dipakai. Dengan perubahan pada screw maka selain sebagai alat pemindah material bisa juga dipakai sebagai pencampur, penghancur dan pengayak. Pada aplikasinya dimana kontrol flow material sangat penting, maka screw conveyor dapat digunakan sebagai peralatan yang mempunyai keakurasian tinggi. Selain itu screw conveyor juga bisa dimodifikasi berfungsi sekaligus pemanas atau pendingin dengan menggunakan jacketed housing. Karena dapat tertutup sangat rapat atau dapat digunakan sebagai conveyor yang menjaga material dari kelembaban, atau material yang sangat berdebu maupun yang beracun yang menganggu lingkungan maupun kesehatan manusia.
1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Definisi Conveyor System Conveyor adalah bagian umum dari peralatan penanganan material mekanis yang bergerak dari satu lokasi ke lokasi lain. Conveyor terutama berguna dalam aplikasi yang melibatkan transportasi bahan berat atau besar. System conveyor memungkinkan transportasi cepat dan efisien untuk berbagai bahan. Banyak jenis system conveyor yang tersedia, dan digunakan sesuai dengan kebutuhan berbagai industri yang berbeda. II.2. Klasifikasi Sistem Konveyor 1. Pneumatic - Air slides - Air lift - Fans 2. Mechanical - Trucks - Belt conveyor - Screw conveyor - Pan conveyor - Bucket elevator Pemilihan alat transportasi (conveying equipment) material padatan antara lain tergantung pada: -
Kapasitas material yang ditangani Jarak perpindahan material Kondisi pengangkutan : horizontal, vertikal atau inklinasi Ukuran (size), bentuk (shape) dan sifat material (properties) Harga peralatan tersebut.
II.3.Screw Conveyor Screw Conveyor adalah salah satu alat pengangkut lama dalam pengangkutan material yang telah dikenal umat manusia sejak dua ribu tahun yang lalu. Screw conveyor telah digunakan secara umum pada satu abad yang 2
lalu untuk memindahkan material industry seperti grains, batu bara halus, dan material lainnya pada saat itu. Pada saat ini, screw conveyor adalah salah satu metode pemindahan material secara masal paling efisien dan ekonomis. Jenis konveyor yang berguna untuk mengangkut bahan padat berbentuk halus atau bubur adalah konveyor sekrup (screw conveyor). Alat ini terbuat dari pisau yang berpilin mengelilingi suatu sumbu sehingga bentuknya mirip sekrup. Pisau berpilin ini disebut flight.
Gambar2.5:ScrewConveyor
3
Gambar 2.6. penampang bagian – bagian srew conveyor Jenis – jenis screw konveyor:
1. Standard sectional Flight Screw
Gambar 2.7 Standard sectional Flight Screw Alat ini terbuat dari pisau-pisau pendek yang disatukan tiap pisau berpilin satu putaran penuh- dengan cara disimpul tepat pada tiap ujung
4
sebuah pisau dengan paku keeling sehingga akhirnya akan membentuk sebuah pilinan yang panjang.
2. Shaftless Screw
Gambar 2.8 Shaftless Screw Bentuknya mirip dengan ribbon screw, digunakan untuk memindahkan bahan yang lengket atau kental, dimana material akan menempel pada screw conveyor. 3. Cone Screw
Gambar 2.9 Cone Screw Screw conveyor dengan aliran massa yang lebih baik daripada Standard sectional Flight Screw 4. Ribbon Flight Screw
Gambar 2.10 Ribbon Flight Screw Digunakan untuk memindahkan material yang sifatnya lengket,kental atau material dengan kecenderungan menempel pada conveyor. Dapat digunakan untuk mencampur material.
Untuk mendapatkan konveyor panjang yang lebih sederhana dan murah, biasanya konveyor tersebut itu disusun dari konveyor-Konveyor pendek. Sepasang konveyor pendek disatukan dengan Sebuah penahan yang disebut hanger pilinannya. Dan disesuaikan pasangan Tiap konveyor pendek mempunyai standar tertentu sehingga dapat dipasang dengan konveyor pendek lainnya, yaitu 5
dengan cara memasukkan salah satu poros sebuah konveyor kelubang yang terdapat pada poros konveyor yang satunya lagi (Gambar2.11).
Gambar2.11:ScrewConveyor Coupling
Wadah konveyor biasanya terbuat dan lempeng baja(Gambar 2.12), Panjang sebuah wadah antara8,10,dan12ft. Tipe wadah yang paling sederhana (Gambar2.12-a) hanya bagian dasarnya, yang berbentuk setengah lingkaran dan terbuat dari baja, sedangkan sisi- sisi lurus lainnya terbuat dari kayu. Untuk mendapatkan sebuah wadah yang panjang, wadah- wadah pendek disusun sehingga sesuai dengan panjang konveyor. Gambar2.12-b menunjukkan wadah yang lebih rumit yang konstruksinya semuanya terbuat dari besi.
6
Gambar 2.12 Wadah Screw Conveyor Perlu
diketahui
bahwa
poros
konveyor
harus
digantung
pada
persambungan yang tetap sejajar. Dua buah persambungan dibuat pada ujung wadah, dan sepanjang wadah harus tetap ada hanger Atau penahan, Biasanya ada sebuah hanger untuk tiap bagian. II.4. Cara Kerja screw conveyor Alat ini terdiri dari baja yang memiliki spiral atau helical fin yang tertancap pada shaft dan berputar dalam suatu saluran berbentuk U (through) tanpa menyentuhnya sehingga helical fin mendorong material ke trough. Shaft digerakkan oleh motor gear. Conveyor dibuat dengan ukuran panjang 8-12 ft yang dapat bersatu untuk memperoleh panjang tertentu. Diameternya bervariasi dari 3 sampai 24 in. Saluran(through) berbentuk setengah lingkaran dan disangga oleh kayu atau baja. Pada akhir ulir biasanya dibuat lubang untuk penempatan as dan drive end yang kemudian dihubungkan dengan alat penggerak. Elemen screw conveyor disebut flight . bentuknya helical atau dengan modifikasi tertentu. Untuk helicoids flight bentuknya berupa pita memanjang dan dengan alat penyangga pada masing-masing belitan dan berakhir pada as sentral. Screw conveyor memerlukan sedikit ruangan dan tidak membutuhkan mekanik serta membutuhkan biaya yang sedikit. Material bercampur saat melewati conveyor. Pada umumnya srew conveyor dipakai untuk mengangkut bahan secara horizontal. Namun bila diinginkan dengan elevasi tertentu bisa juga dipakai dengan mengalami penurunan kapasitas 25-45% dari kapasitas horisontalnya. Elevasi 100 terjadi penurunan kapasitas 15%, Elevasi 150 terjadi penurunan kapasitas 20% dan Elevasi 200 terjadi penurunan kapasitas 40%.
II.5.Kelebihan Screw Conveyor 1. Dapat dengan mudah dipasang di lokasi industri. 7
2. Bisa digunakan sebagai alat pencampur material. 3. Dapat mengluarkan material pada berbagai titik yang dikehendaki. Hal ini penting bagi material yang berdebu(dusty dan material panas, material berbau. II.6.Kekuarangan Screw Conveyor 1. Tidak dapat digunakan untuk pemindahan bahan bongkah besar (largelumped), mudah hancur (easily-crushed),abrasive,dan material mudah menempel(sticking material).Beban yang berlebihan akan mengakibatkan kemacetan, merusak poros dan screw berhenti. 2. Screw pada conveyor ini mengakibatkan adanya gesekan material terhadap screw dan through yang berakibat pada konsumsi daya tinggi. Oleh karena itu conveyor yang digunakan untuk kapasitas rendah sampai sedang (sampai 100m3/jam) dan panjang biasanya 30 m sampai 40 m.
BAB III PERANCANGAN SCREW CONVEYOR
Perancangan awal screw conveyor dapat disesuaikan dengan jenis bahan (fase, bentuk, karakteristik) dan kapasitas produksi yang diinginkan. Sebagai pemilihan dan perancangan awal dapat menggunakan table 21-5 dan 21-6 ( Perry,7th ed.) berikut :
8
Jenis material dapat diketahui dari tabel 21-3 ( Perry,7th ed.) berikut
9
Dari tabel 21-3, 21-5, 21-6 yang diambil dari Perry dapat diambil contoh penerapan sebagai berikut : Pada suatu industri akan digunakan screw conveyor untuk bahan dengan ukuran granular ¼ inch, flowability yang sangat lambat dan sangat abrasive. (kode materialnya D38)
Maka area screw conveyor yang akan terisi penuh yaitu 15% dengan
diameter 6 inch. Apabila diinginkan kapasitas produksi 10 ton/jam maka ukuran rangkaian alat screw conveyor yang digunakan :
- Diameter flight : 10 inch - Diameter pipa : 2 ½ inch - Diameter shaft : 2 inch - Ukuran hanger : 10 ft Tujuan desain screw conveyor ialah untuk mendorong bahan umpan sepanjang tabung. Dorongan ini diakibatkan pengecilan jarak antar ulir sehingga
10
menyebabkan volume antar ulir mengecil. Penggunaan screw conveyor tidak terbatas pada pengangkutan material dalam arah horizontal, tetapi screw conveyor juga dapat digunakan untuk mengangkut material dengan sudut tertentu. Bahkan juga dapat digunakan untuk mengangkut atau memindahkan material dalam arah vertikal. Hal yang pertama kali harus diperhatikan dalam menentukan kecepatan dan dimensi screw conveyor adalah mengklasifikasikan jenis material yang akan dipindahkan. Hal ini sangat penting karena akan mengarah ke kapasitas material yang akan dipindahkan. Untuk menentukan kecepatan conveyor harus mengetahui putaran yang ditempuh conveyor. Untuk mencari putaran yang sesuai dapat menggunakan persamaan dibawah ini :
2 2 C 0,7854. ( D s −Dp ) . P . K .60 = N 1728
Dimana : C = kapasitas (ft3/hr) N = putaran screw (rpm) Ds = diameter scraw (in) Dp = diameter luar pipa (in) P = jarak pitch dari screw (in) K = prosentase kamar yang dialirkan (%)
Sedangkan dalam menentukan kecepatan dan ukuran dari screw conveyor yang pertama kali harus diperhatikan adalah mengoperasikan screw conveyor secara horizontal, maka daya yang diperlukan dipengaruhi oleh instalasi, golongan 11
dan keseragaman conveyor. Persamaan berikut dapat dipergunakan berkaitan dengan perhitungan daya : H pf =
L . N . Fd . Fb 10 6
H p m=
C . L. W . Ff . Fm . Fp 6 10
H total=
( H p f + H p m ) Fo e
Dimana : C = kapasitas (ft3/hr) e = efisiensi penggerak Fb = faktor bearing Fd = diameter conveyor Fm = faktor material Fo = faktor beban lebih Fp = faktor sudut L = panjang total conveyor (in) N = kecepatan (rpm) W = massa jenis material Hpf merupakan besaran daya yang diperlukan oleh screw conveyor yang sangat dipengaruhi oleh factor dimensi dari screw conveyor tersebut. Sedangkan Hpm merupakan besaran daya yang dipengaruhi oleh factor jenis material yang akan diproses. Dari kedua pengaruh terhadap gaya tersebut maka daya maksimum yang dibutuhkan screw conveyor tersebut sebesar Hp Bentuk spiral pada screw conveyor juga dapat disesuaikan dengan proses yang akan digunakan. Untuk tujuan kristalisasi dan pencampuran, spiral screw diganti dengan screw yang tidak penuh. Untuk pencampuran pasta, spiral screw diganti dengan dayung atau plate. Secara umum, screw conveyor untuk
12
mentransfer bahan secara horizontal, tetapi bisa juga untuk mengangkut bahan dengan elevasi tertentu.
PERANCANGAN SCREW CONVEYOR
Pemilihan tipe Untuk pemilihan tipe dari konveyer didasarkan pada beberapa pertimbangan
antara lain yaitu : 1. Kapasitas produksi dan dari bahan yang akan di load 2. Jenis bahan (tekstur, bentuk, ukuran) 3. Kegunaan atau tujuan lain selain untuk mengantarkan matrial misalnya seperti untuk mixing atau size reducting 4. Ketersediaan ruang operasi 5. Karakteristik produk yang yang diharapkan
Perhitungan tenaga Hal yang tidak kalah penting dalam peranacngan sebuah konveyor adalah penentuan tenaga yang dibutuhkan untuk nantinya digunakan sebagai parameter evisiensi, untuk keseluruhan agar unit conveyer dapat berjalan tenaga total yang dibutuhkan merupakan jumlah dari beberapa komponen tenaga yaitu : Pt = Pn + Ph + Pst Dimana : Pt adalah daya total yang dibutuhkan untuk menjalankan screw conveyor Ph adalah daya yang dibutuhkan untuk memindahkan matrial secara horizontal Pn adalah daya untuk mengoperasikan screw tanpa loaded matrial Pst adalah daya yang dibutuhkan untuk menngoperasikan conveyor dalam suatu inklinasi
1. Pn (kW) = c0
QLg 3600
= c0
QL 367
Dimana : c0 adalah matrial resistand coeviciend L adalah instalation length
Matrial Flour, sawdust, granular Peat fiber, soda, coal dust Coal, rock salt
c0 empiris 1,2 1,6 2,5 13
Gypsum, dry clay, fine soil, cement, lime, sand 2. Ph (kW)
¿
4
DL 20
Daya ini jauh lebih kecil dibandingkan untuk mengangkut matrial 3. Pst (kW)
¿
QH 376
Dimana : H adalah ketinggian dari instalasi conveyor Sehingga total daya yang dibutuhkan adalah : P ¿
Q( c 0 L+ H ) DL + 376 20
Pemilihan bahan conveyor Dalam menentukan bahan yang digunakan dapat disesuaikan terhadap matrial yang nantinya akan diolah misalnya untuk conveyor yang digunakan sebagai pengolah makanan bahan yang digunakan merupakan bahan yang tidak bereaksi dengan makana dan tidak mudah berkarat misalnya stenlisteal, sedangkan di industri semen yang memerlukan ketahanan akan suhu tinggi dan kekuatan untuk membawa dan melakukan size redicting bahan matrial diperlukan jenis bahan penyusun conveyor yang sesuai untuk kondisi tersebut bisa digukana alloy atau paduan logam sehingga sifatnya bisa lebih kuat. Terkadang screw conveyor juga conveyor dituntut untuk memiliki ketahanan terkadap tingkat korositivitas yang tinggi ketika mungkin untuk membawa obat atau bahan kimia, sehingga dapat digunakan bahan dari komposit atau gelas sebagai bahan untuk conveyernya.
Penentuan diameter conveyor Pada penentuan diameter flight pada conveyor dapat didasarkan pada bahan atau matrial apa yang akan diolah, kapasitas pabrik (agung seno)
14
BAB IV PENERAPAN PADA INDUSTRI
Sebagai suatu alat transportasi padatan, screw conveyor dapat digunakan pada berbagai jenis industri, mulai dari industri makanan hingga industri semen. Selain itu screw conveyor juga digunakan dalam menangani beberapa masalah lingkungan. Contoh pemanfaatan screw conveyor antara lain sebagai berikut Pertambangan Pertambangan di Indonesia sangat beragam, yang paling terkenal adalah tambang batu bara. Pengangkutan batu bara dalam skala besar dapat dilakukan dengan alat berat berupa truck, tetapi dalam skala tertentu bisa juga menggunakan sistem conveyor., Pada ladang minyak screw conveyor digunakan sebagai metode transportasi potongon batu dari shaker untuk berpindah. Selain itu juga digunakan dalam beberapa jenis pemanggang pelet, untuk memindahkan bahan bakar dari hopper ke dalam tungku dengan cara yang terkendali Pertanian Dalam pertanian screw conveyor digunakan untuk memindahkan bijibijian dari truk dan gerobak biji-bijian ke dalam tempat penyimpanan gabah.
15
Sebuah auger biji-bijian dapat didukung oleh sebuah motor listrik, traktor, atau kadang-kadang mesin pembakaran internal dipasang pada auger tersebut. Flighting heliks berputar di dalam sebuah tabung logam panjang, bergerak ke atas biji-bijian. Di ujung bawah, hopper menerima gabah dari keranjang truk atau biji-bijian. Sebuah saluran pada ujung atas membawa biji-bijian tersebut ke lokasi tujuan. Makanan Screw conveyor digunakan untuk memproduksi produk pangan melalui dies untuk menghasilkan pelet. Ini kemudian diproses lebih lanjut untuk menghasilkan produk seperti dedak serpih. Dalam industri makanan screw conveyor juga berfungsi sebagai cake mixes, dalam mencampur adonan serta memindahkanya. Lingkungan Dalam beberapa negara yang memiliki misimsalju, Screw conveyor digunakan dalam Snowblowers, untuk memindahkan salju menuju sebuah impeler, di mana ia dilemparkan ke dalam saluran gorong-gorong. Selain itu juga digunakan dalam beberapa compactor sampah untuk mendorong sampah ke dalam piring dan menurunkan di salah satu ujung untuk pemadatan. Industri Semen Dalam industri semen, screw conveyor digunakan untuk menyalurkan bahan baku menuju tempat pengolahan. Karena dengan menggunakan screw conveyor bahan dapat sekalian diaduk atau dengan kata lain pros transport bakan dapat barjalan sekaligus dengan proses mixing.
16
Gambar 2.8. diagram alir screw conveyor pada industri tepung
DAFTAR PUSTAKA Anonim.2014.Screw Conveyor. http://www.scribd.com/doc/247659838/MakalahScrew-Conveyor#scribd/.Di akses pada 2 Desember 2015 Anonim. 2013. Sistem Konveyor. http://www.scribd.com/doc/76569915/DefinisiConveyor. diakses pada 2 Desember 2015 Anonim.
2012.Screw
Conveyor. http://www.mechanicalengineeringblog.com
/tag/screw-conveyor-formulae/. Diakses pada 2 Desember 2015 Perry, Robert H. 1997. Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, 7th edition. McGraw
Hill Companies Inc. : United States of America.(halaman 1143-
1146) Conveyor: Engineering & Manufacturing. 2012.Screw Conveyor Components. Conveyor Eng. & Mfg. Co Screw Conveyor Corporation. 1992. Quality Screw Conveyor Systems and Components. Screw Conveyor Corporation : Hammond, Indiana. Wikipedia. 2011. Screw Conveyor. Dalam http://en.wikipedia.org/wiki/Screw_ conveyor. Diakses pada 2 Desember 2015
17
18
