BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Mesin dan peralatan di Pabrik Kelapa Sawit (PKS) memiliki variasi yang cukup banyak sesuai fungsinya, dengan tujuan utama yaitu mengolah Tandan Buah Segar (TBS) menjadi minyak sawit dan inti sawit dengan tingkat performa pengolahan yang disyaratkan, antara lain: 1. Kapasitas olah dalam Ton TBS/Jam, misalnya: 30 Ton TBS/Jam, 45 Ton TBS/Jam dan lainnya. 2. Rendemen produksi, misalnya rendemen minyak sawit sebesar 23 % serta inti sawit sebesar 5%. 3. Mutu produksi, misalnya: Asam Lemak Bebas (ALB) minyak sawit maksimum 3,5 %, kadar air inti sawit maksimum 7% dan lainnya. 4. Harga pokok pengolahan (Rp/kg) yaitu perbandingan jumlah berat TBS yang diolah terhadap jumlah biaya yang dikeluarkan untuk mengolah TBS 5. Efisiensi proses pengolahan seperti: Efisiensi Pengutipan Minyak Sawit (EPM) sebesar 90 93 % dan Efisiensi Pengutipan Inti Sawit (EPI) sebesar 91-93% 6. Jam stagnasi, misalnya: maksimum 5%, yang merupakan indikator tingkat kehandalan pabrik. 1
2 Untuk mencapai performa sesuai persyaratan, ada sejumlah faktor yang mempengaruhi seperti: faktor desain layout PKS, desain proses, pemilihan jenis dan jumlah mesin/peralatan, kondisi operasional mesin, serta pemeliharaan mesin dan peralatan. Keseluruhan faktor ini pada perencanaan awal pembangunan PKS juga akan mempengaruhi besar biaya investasi untuk pembangunan suatu PKS. Ditinjau dari tingkat kehandalan yang terkait dengan kegiatan pemeliharaan, kebanyakan PKS masih menerapkan konsep pemeliharaan yang tradisional, dimana tingkat kehandalan masih ditentukan oleh jumlah ketersediaan mesin yang terpasang, dengan kata lain jumlah ketersediaan mesin untuk operasi dan untuk cadangan. Hal ini disebabkan strategi pemeliharaan yang digunakan masih bersifat breakdown dan preventive/scheduled maintenance. Namun pada kenyataannya tidak semua dari mesin di PKS ini memiliki unit cadangan, salah satunya adalah depericarper fan. Apabila mesin ini mengalami kerusakan mendadak, maka kondisi ini dapat menyebabkan proses pengolahan terganggu, bahkan dapat menyebabkan proses pengolahan berhenti total. Apabila gangguan ini terjadi, maka tidak hanya akan mengakibatkan penurunan performa pabrik, juga berakibat terhadap kerugian operasional. Depericarper fan merupakan fan jenis backward inclined curve centrifugal fan type 2 SWSI, yang mana mesin ini berfungsi sebagai penyedia udara yang akan digunakan untuk memisahkan serabut dan biji sawit yang berasal dari ampas press yang telah dicacah sebelumnya di cake breaker conveyor (CBC), seperti yang dapat dilihat pada Gambar 1.1. Serabut yang telah dipisahkan merupakan bahan bakar
3 utama untuk pembangkitan listrik dan pembangkitan uap di PKS, selain cangkang yang berasal dari pengolahan biji. Melihat fungsinya yang cukup vital maka penulis tertarik untuk melakukan penelitian terhadap aspek pemeliharaan depericarper fan. Gambar 1.1. Diagram skematik proses pemisahan antara serabut dengan biji sawit dengan depericarper fan. Untuk meninjau aspek pemeliharaan dari depericarper fan tersebut, penulis telah melakukan studi awal terhadap kegiatan pemeliharaan yang dilakukan di PKS Rambutan milik PT Perkebunan Nusantara III, dan ditemukan bahwa mesin tersebut telah beberapa kali mengalami penggantian bantalan dan v-belt (sabuk-v), yakni masing-masing sebanyak dua kali dalam kurun waktu 1 tahun, lihat Lampiran 1.
4 Untuk memperbaiki kondisi pemeliharaan seperti ini maka perlu dilaksanakan strategi pemeliharaan lainnya yaitu predictive maintenance. Strategi pemeliharaan seperti ini yang telah banyak diterapkan di bidang industri untuk menghindari terjadinya kerusakan mendadak dan mengetahui masalah yang terjadi pada suatu mesin sebelum terjadinya breakdown. Salah satu cara untuk menerapkan predictive maintenance adalah dengan memonitor kondisi suatu mesin, dan teknik ini telah banyak dikembangkan dan salah satunya adalah melalui pendeteksian terhadap getaran mesin selain pemantauan terhadap kebisingan, suhu, dan lain sebagainya [1]. Perkembangan penelitian dengan menggunakan sinyal getaran mesin untuk mendiagnosa dan mendeteksi sumber getaran pada fan tersebut, telah dilakukan antara lain oleh: S.H.Ghafari [2] yang melakukan penelitian terhadap kondisi kerusakan fan dan membaginya dalam 4 kategori yaitu: imbalance, kerusakan bantalan, kerusakan poros, dan resonansi, Monavar, et.al [3] telah melakukan pengujian secara eksperimental untuk memprediksi kerusakan bantalan pada overhung fan dengan menggunakan vibrometer X-Viber. Namun keduanya tidak melakukan penelitian lebih lanjut terhadap kerusakan yang diakibatkan oleh transmisi sabuk-v. Untuk penelitian terhadap kondisi transmisi dengan sabuk, Moon, et.al. [4] telah melakukan penelitian terhadap getaran non linear yang diakibatkan oleh timing belt. Terhadap transmisi sabuk-v, R.N. Wurzbach [5] telah melakukan pemeriksaan terhadap interaksi sabuk-v dan puli yang menyebabkan keausan dengan menggunakan infrared thermography.
5 Sedangkan penelitian terhadap getaran pada bantalan telah dilakukan oleh Kim, E. Y., et al [6] yang menyimpulkan bahwa nilai RMS (root mean square) hasil pengukuran getaran merupakan parameter terbaik untuk mendeteksi adanya kerusakan pada bantalan berkecepatan rendah. Seiring dengan pesatnya kemajuan dibidang teknologi komputer, kecepatan perhitungan dan telekomunikasi, Reimche, W. et al [7] menguraikan perjalanan awal analisa getaran serta kebutuhannya di masa mendatang untuk mendeteksi sumber kerusakan dan penentuan tindakan pemeliharaan yang dibutuhkan terhadap mesinmesin yang kompleks pada suatu pabrik. Dengan dilandasi latar belakang di atas penulis memandang perlu melakukan penelitian secara eksperimen terhadap pengaruh tarikan (tension) yang terjadi pada transimisi sabuk-v terhadap getaran yang diukur pada bantalan centrifugal fan dari model depericarper fan di PKS. 1.2 Perumusan Masalah Studi awal pemantauan terhadap getaran yang terdapat pada depericarper fan telah dilakukan oleh penulis bersama bagian pemeliharaan PKS Rambutan selama kurun waktu 4 minggu. Pemantauan getaran yang dilaksanakan yaitu dengan mengumpulkan data hasil pengukuran getaran bantalan pada tiga arah pengukuran yakni: horizontal, vertikal dan aksial dengan X-Viber Analyzer. Hasil pengumpulan data menunjukkan bahwa getaran mengalami peningkatan seperti dapat dilihat pada Gambar 1.2.
6 Gambar 1.2. Grafik trend hasil pengukuran getaran bantalan depericarper fan di PKS Rambutan Berdasarkan hasil pengamatan (survey) yang dilakukan para ahli dalam Webview2000 terhadap mesin yang digerakkan motor listrik dengan transmisi sabuk, ditemukan bahwa kerusakan dominan diakibatkan oleh kelonggaran sabuk dan diikuti pada urutan kedua yaitu misalignment pada puli, hal ini dapat dilihat pada diagram batang pada Gambar 1.3. Gambar 1.3. Sebaran penyebab kerusakan mesin dengan transmisi sabuk-v
7 Terhadap sistem yang digerakkan oleh transmisi sabuk-v juga dijumpai beberapa miskonsepsi dilapangan, seperti halnya ditunjukkan pada Tabel 1.1. Tabel 1.1. Miskonsepsi dikalangan praktisi dan perencana No Praktisi Perencana 1. Umur sabuk-v 1 tahun sudah cukup baik. 2. Belt dapat mengatasi kondisi adanya misalignment karena fleksibilitasnya. 3. Harga sabuk-v lebih murah dan lebih mudah diganti dibandingkan hal lain yang lebih penting 4. Tidak perlu alat untuk mengukur tarikan sabuk-v, cukup dirasakan saja Pemasangan dan perawatan yang benar pada kondisi normal, maka umur sabuk-v dapat mencapai 3 5 tahun. Misalignment diterjemahkan menjadi gaya berlebihan yang akan mengakibatkan keausan puli, bantalan dan sabuk yang akan mengurangi kehandalan dan umur mesin. Umur sabuk-v yang pendek mengindikasikan adanya gaya abnormal yang akan berdampak pada bantalan, motor dan puli. Tanpa alat ukur, tidak dapat diketahui apakah sabuk terlalu longgar atau terlalu ketat dan biasanya tidak sesuai standar. Berdasarkan hasil pengumpulan data awal dilapangan serta studi literatur yang dilaksanakan maka perlu dicari pendekatan teknik pemeliharaan yang lebih handal untuk mengetahui tingkat keadaan getaran fan dan pengaruh dari adanya perubahan tarikan sabuk-v terhadap getaran yang terjadi sehingga dapat dilakukan nantinya tindakan perbaikan yang dibutuhkan terhadap depericarper fan di PKS.
8 1.3. Tujuan Penelitian 1.3.1. Tujuan Umum Penelitian Tujuan umum dari penelitian ini adalah memantau tingkat keadaan getaran bantalan backward inclined centrifugal fan tipe 2 SWSI akibat perubahan tarikan sabuk-v sebagai pendekatan teknik pemeliharaan di pabrik kelapa sawit. 1.3.2. Tujuan Khusus Penelitian Tujuan khusus dari penelitian ini adalah tahapan dari teknik analisa getaran yang merupakan bagian teknik pemeliharaan yang bersifat prediktif, antara lain: 1. Menentukan tarikan sabuk-v dari transmisi centrifugal fan 2SWSI yang digerakkan motor listrik. 2. Mendapatkan gaya reaksi pada bantalan centrifugal fan 2SWSI akibat perubahan tarikan sabuk-v. 3. Mengidentifikasi karakteristik getaran yaitu frekuensi eksitasi getaran centrifugal fan 2SWSI akibat perubahan tarikan sabuk-v. 4. Mendapatkan karakteristik getaran keseluruhan (overall vibration) pada bantalan centrifugal fan 2SWSI akibat perubahan tarikan sabuk-v. 5. Menentukan tingkat keparahan getaran centrifugal fan 2SWSI. 6. Mendapatkan spektrum frekuensi getaran pada bantalan centrifugal fan akibat perubahan tarikan sabuk-v. 7. Memperoleh kondisi tarikan sabuk-v yang rendah getaran pada bantalan centrifugal fan 2SWSI
9 1.4. Manfaat Penelitian Penelitian ini merupakan suatu upaya nyata pihak perguruan tinggi, dalam memberikan informasi kepada dunia industri serta dunia pendidikan terhadap teknik yang dapat dilakukan dalam pelaksanaan pemeliharaan mesin yang memanfaatkan sinyal getaran sebagai parameter untuk mengidentifikasi adanya kerusakan mesin, khususnya centrifugal fan yang digerakkan dengan transmisi sabuk-v di Pabrik Kelapa Sawit. Manfaat lainnya dari penelitian ini adalah: 1. Menyediakan informasi mengenai penerapan teknik analisa getaran pada pemeliharaan berbasis kondisi dan bersifat prediktif untuk menentukan tingkat keadaan centrifugal fan dengan transmisi sabuk-v. 2. Memberikan informasi mengenai pengukuran gaya defleksi sabuk-v pada mesin yang menggunakan transmisi sabuk-v. 3. Menyediakan informasi mengenai standar yang dapat digunakan dalam menentukan tingkat keparahan getaran mesin khususnya centrifugal fan. 4. Menyediakan informasi mengenai cara mengidentifikasi dan menentukan akar masalah sumber getaran melalui pengolahan data getaran dalam spektrum frekuensi. 5. Menyediakan informasi mengenai cara menampilkan tingkat keadaan getaran secara visual melalui pemetaan gerak orbit perpindahan getaran.