BAB IV PERHTUNGAN DAN PEMBAHASAN

BAB IV PERHTUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Perhitungan Data perancangan untuk proses pemilihan pompa didapatkaan dari kebutuhan yang diinginkan perusahaan pengolahan gula. Data ini bisanya dibuat oleh process engineer. Data-data yang dibutuhkan untuk pemilihan pompa progressive cavity adalah sebagai berikut: Customer Data sheet / Operating condition: Parameter 1 2 Unit Boiling Pan Station Boiling Pan Station Medium Massecuite Molasses Viscosity (cps) 110,000-150,000 1400-13000 S.G. 1.52 1.461 Capacity 21 m3/hr 11 m3/hr 26

27 Suction Min. -0.47 ; Max. -0.12 Min. -0.29 ; Max. 0.05 Pressure Discharge 7.5 Bar 4.2 Bar Pressure Differential 7.97 Bar 4.49 Bar Pressure Temperature 75 85 degc 80 degc NPSHa 3.7 m 3.4 m Tabel 4.1 Operation data sheet (sumber: Produksi Pabrik Gula XXXX, Indonesia, 2014) 4.2. NEMO Progressive Cavity pump Dalam pemilihan pompa untuk industri pengolahan gula kali ini, pompa yang digunakan adalah merek NEMO Progressive cavity pump, produksi dari Netzsch pumpen & Systeme GmbH, Jerman. Berikut adalah ketentuan untuk memilih jenis pompa yang digunakan untuk molasses dan massecuite: 1. Untuk Massecuite - Maksimal putaran pompa 90-100 rpm - Menggunakan jenis pompa positive displacement dengan tambahan aksesoris screw pada coupling rood nya. Bertujuan untuk membantu proses mengalirnya cairan kedalam ruang

28 pompa. Ini dikarenakan kekentalan yang sangat tinggi sehingga cairan sukar untuk mengalir dengan sendiri - Material rotor harus diperkeras dengan melakukan perlakuan permukaan rotor, karena sifat massecuite yang abrasive 2. Untuk pompa molasses - Maksimal putaran pompa 350 rpm, - Jenis pompa yang digunakan adalah standar positive displacement pump. - Material rotor harus diperkeras dengan melakukan perlakuan permukaan rotor, karena sifat molasses yang abrasive 4.3. Pemilihan Pompa Dalam proses pemilihan pompa untuk kebutuhan diatas, kita dapat menggunakan kurva kerja pompa Progressive cavity yang ada. Untuk kali ini kita akan menggunakan pompa NEMO. Parameter pemilihan adalah kapasitas dan tekanan dan dengan mempertimbangkan aspek aspek pemilihan pompa diatas. 4.3.1. Pemilihan Pompa Massecuite Parameter 1 Unit Boiling Pan Station

29 Medium Massecuite Viscosity (cps) 110,000-150,000 S.G. 1.52 Capacity Normal : 21 m3/hr Minimal: 11 m3/h Maksimal: 31 m3/h Suction Pressure Min. -0.47 ; Max. -0.12 Discharge Pressure 7.5 Bar Differential Pressure 7.97 Bar Temperature 75 85 degc NPSHa 3.7 m Tabel 4.2 Operation Condition Massecuite (sumber: Data Produksi Pabrik Gula XXXX, Indonesia) 4.3.1.1. Pemilihan Pompa Massecuite yang sesuai Pilih pompa yang sesuai, gunakan pompa yang paling tepat dengan kriteria yang telah ditentukan. digunakan: Kurva berikut adalah Kurva kerja pompa Progressive Cavity yang akan

30 Gambar 4.1. Kurva kerja pompa Massecuite (Sumber: Kurva kerja pompa NM125_02S NEMO pump, Netzsch, 2014)

31 Dari Kurva kerja diatas, didapatkan parameter pompa seperti berikut: Parameter Minumum Kapasitas Normal Maksimal Kapasitas Kapasitas Kapasitas 11 m3/h 21m3/h 31 m3/h Tekanan (bar) 7.97 7.97 7.97 Putarann (rpm) 49 70 93 Frekuensi Operasi 25 Hz 50 Hz 67 Hz Pot (minimum 4.72 kw 7.12 kw 9.52 kw Daya yang dibutuhkan) Torsi Saat Operasi 966 Nm 1000 Nm 1018 Nm Torsi awal operasi 1350 Nm 1350 Nm 1350 Nm Tabel 4.3. Parameter pompa dari Kurva kerja NM125_02S Pemililihan type pompa untuk cairan massecuite sangat berbeda dengan pemilihan pompa pada umumnya, karena sifat dari cairan massecuite memiliki kekentalan sangat tinggi yaitu 150,000 cps. Dengan kekentalan sebesar itu sudah dapat dipastikan bahwa cairan tersebut sangat sulit untuk mengalir. Diperlukan adanya mekanisme tambahan didalam pompa agar mempermudah cairan masuk kedalam ruang pompa. Mekanisme tersebut adalah, 1. Lubang inlet / suction harus diperbesar, 2. Menambahkan mekanisme screw pada coupling rod

32 Dengan demikian, diharapkan fluida dapat dengan mengalir ke ruang pompa. Sebagai contoh nya adalah seperti gambar berikut: Gambar 4.2. Pompa Massecuite Brand NEMO (Sumber: Netzsch pump hand book, 2012) Gambar 4.3. Pembesaran lubang inlet / suction dan mekanisme screw pada pompa Massecuite. (sumber : Sugar Pump Selection, Nemo pump, 2012)

33 4.3.1.2. Check NPSH 3,5 NPSHr values vs. Speed n for NM series 3 2,5 NPSHr (m) 2 1,5 1 1.23 1.14 NM090-02S NM105-02S NM125-02S 0,5 0 0 100 200 300 400 500 Drehzahl / speed n (min-1) Gambar 4.4. NPSHr pompa Progressive Cavity (sumber: Kurva NPSHr Nemo, NETZSCH, 2014) Nilai dari NPSHr pompa NM125_02S adalah sebesar 1.23 m NPSHa sistem adalah sebesar 3.7 m Syarat agar tidak terjadi kavitasi adalah NPSHa > NPSHr Sehingga 3.7 m > 1.23 m Hasil : Pompa ini tidak akan terjadi Kavitasi

34 4.3.1.3. Perhitungan Daya dan Torsi pompa Massecuite Data yang diatas didapat dari program pemilihan pompa tersebut diambil dari parameter cairan air yang memiliki kekentalan 1 cps. Power requirement, Operating torque, serta starting torque adalah untuk cairan jenis air. Sehingga kita perlu menghitung lagi berapa power requirement, operating torque dan starting torque yang diperlukan untuk cairan massecuite dengan kekentalan 110,000 150,000 cps Untuk itu diperlukan adanya faktor pengali untuk mendapatkan power requirement, operating torque, dan starting torque yang dibutuhkan. Gambar 4.5. Service Factor for Viscosity (sumber: Selection pump Guide, Netzsch, 2014) Dari gambar diatas didapatkan faktor pengali untuk kekentalan 110,000 150,000 cps adalah maksimal 2 kali.

35 Jadi perhitunggan aktual untuk kebutuhan massecuite adalah sebagai berikut: Data perhitungan awal yang digunakan adalah data operasi normal. Karena operasi normal yang menggunakan frekuensi 50 Hz yaitu Frekuensi standar yang berlaku di Indonesia. pot (power requirement) : 7.12 kw x 2 = 14.24 kw Tn (operating torque) : 1000 Nm x 2 = 2000 Nm Tp (starting torque) : 1350 Nm x 2 = 2700 Nm 4.3.1.4. Pemilihan Motor Listrik pompa Massecuite diatas. Dari hasil data diatas maka harus dicari motor yang memenuhi kriteria Dengan melihat data dari pembuat motor listrik, kali ini akan menggunakan motor dengan merek Nord. Sesuai dengan ATEX standar, bahwa perlu adanya service factor untuk memilih Daya motor untuk kebutuhan pompa. Yaitu sebagai berikut: A. Operasi Terus Menerus (Continuous Operation) Waktu Operasi Service Factor 8 jam / hari 1.0 12 jam/hari 1.0 16 jam/hari 1.0

36 24 jam / hari 1.2 Tabel 4.4. Service Factor / Faktor pengali untuk Daya motor dengan pengoperasian terus menerus (sumber: Power Service Factor for Helical and Bevel Geared Motor, Netzsch 2010) B. Operasi tidak terus menerus (Intermittent Operation) Waktu Operasi Servise Factor 8 jam / hari 1.0 12 jam / hari 1.1 16 jam / hari 1.2 24 jam / hari 1.4 Tabel 4.5. Service Factor / Faktor pengali untuk Daya motor dengan pengoperasian tidak terus menerus (sumber: Power Service Factor for Helical and Bevel Geared Motor, Netzsch 2010) Dari data ketentuan diatas, maka karena pompa dijalankan secara terus menerus dan hanya dijalankan selama 8 jam/ hari maka kita menggunakan service factor 1.0 Tetapi karena ketentuan ATEX, bahwa service factor harus lebih dari 1.0, dikarenakan memperhatikan rugi-rugi yang mungkin terjadi dalam penggunaan daya. Maka disarankan menggunaka service factor satu tingkat diatas yaitu 1.2 sehingga didapatkan Daya motor sebagai berikut:

37 Daya pada cairan Massecuite operasi pada 50 Hz, 21 m3/h adalah: Daya hasil perhitungan x 1.2 Daya yang dibutuhkan minimum = 14.24 x 1.2 = 17.088 kw Karena pada umumnya tidak ada Daya sesuai dengan yang diatas, maka digunakan yang mendekati diatas daya tersebut yaitu 18.5 kw Daya Motor Brand MODEL GEAR Rated RATIO Rated Starting Rated Power at Speed at Torque Running 50 Hz 50 Hz Torque Nord SK72-180M/4 18.50 21.72 67 5538.0 2637.0 Tabel 4.6 Spesifikasi Motor 18.5 kw (sumber : NORD hand book, edisi X) Menggunakan Motor Nord dengan Model SK72-180M/4 dengan Power 18.5 kw, Output speed 67 rpm, Starting torque: 5538 Nm, Running Torque: 2637 Nm. Sepesifikasi motor ini sudah dapat digunakan untuk kebutuhan pompa massecuite yang dirancang. Karena semua nilainya lebih dari sepesifikasi data minimal yang kita butuhkan 4.3.1.5. Optimasi Pompa dengan mengunaan Variable Speed Motor Menghitung optimasi pompa Massecuite adalah dengan membandingkan proses kerja pompa dengan menggunakan Variable Speed Drive dibandingkan

38 dengan proses kerja pompa tanpa Variable Speed Drive. Perbandingan ini digunakan untuk mengetahui apakah penggunaan Variable Speed Drive diperlukan dan dapat mengoptimalkan kerja pada kebutuhan pompa Massecuite. Pompa Massecuite membutuhkan kapasitas yang dapat dirubah-rubah sesuai dengan kapasitas produksi, berikut adalah asumsi penghematan energi dari penggunaan Variable Speed Drive. Berikut adalah perbandingan dan perhitungan total energi yang digunakan: A. Menggunakan Variable Speed Drive 1. Pada kondisi normal dengan kapasitas 21m3/h, kondisi pengoperasiannya adalah sebagai berikut: Kapasitas : 21m3/h Total Hari Kerja : 30 hari / bulan Target Kapasitas per Bulan : 5040 m3/ bulan Kapasitas per hari : Q /bulan Jumlah hari kerja /bulan 5040 m3/bulan 30 hari 168m3/hari Waktu Operasional: Waktu Operasional perhari = Waktu operasional perhari = Waktu Operasional = 8 jam/hari Kapasitas harian Kapasitas Pompa 168 m3/h 21m3/h

39 Sehingga Waktu operasional per bulan adalah: 8 x 30 hari = 240 jam/ bulan Frekuensi : 50 Hz (kondisi normal) Daya yang dibutuhkan: Total Daya yang dibutuhkan/jam = Daya pada Kurva kerj X Sf. kekentalan X Sf. Operasi = 7.12 x 2 x 1.2 = 17.088 kw Total Daya yang dipakai selama 1 bulan = Total Daya dibutuhkan perjam X total jam operasi per bulan Total daya per bulan = 17.088 x 240 = 4101.12 kwh / bulan 2. Pada Kondisi kapasitas terendah dengan Kapasitas 11m3/h, kondisi Pengoperasian nya adalah sebagai berikut: Kapasitas : 11m3/h Total Hari Kerja : 30 hari / bulan Target Kapasitas per Bulan : 2640 m3/ bulan Kapasitas per hari : Waktu Operasional: Q /bulan Jumlah hari kerja /bulan 2640 m3/bulan 30 hari 88m3/hari

40 Waktu Operasional perhari = Waktu Operadiona perhari = Kapasitas harian Kapasitas Pompa 88 m3/h 11m3/h Waktu Operasional = 8 jam/hari Sehingga Waktu operasional perbulan adalah: 8 x 30 hari = 240 jam/ bulan Frekuensi : 25 Hz Daya yang dibutuhkan: Total Daya yang dibutuhkan/jam = Daya pada Kurva kerj X Sf. kekentalan X Sf. Operasi = 4.72 x 2 x 1.2 = 11.328 kw Total Daya yang dipakai selama 1 bulan = Total Daya dibutuhkan perjam X total jam operasi per bulan Total daya per bulan = 11.328 x 240 = 2718.72 kwh / bulan 3. Pada Kondisi kapasitas tertinggi dengan Kapasitas 31 m3/h, kondisi Pengoperasian nya adalah sebagai berikut: Kapasitas : 31m3/h Total Hari Kerja : 30 hari / bulan Target Kapasitas per Bulan : 7440 m3/ bulan Kapasitas per hari :

41 Q /bulan Jumlah hari kerja /bulan 7440 m3/bulan 30 hari 248m3/hari Waktu Operasional: Waktu Operasional perhari = Waktu operasional perhari = Waktu Operasional = 8 jam/hari Kapasitas harian Kapasitas Pompa 248 m3/h 31m3/h Sehingga Waktu operasional per bulan adalah: 8 x 30 hari = 240 jam/ bulan Frekuensi : 67 Hz Daya yang dibutuhkan: Total Daya yang dibutuhkan/jam = Daya pada Kurva kerj X Sf. kekentalan X Sf. Operasi = 9.52 x 2 x 1.2 = 22.848 kw Total Daya yang dipakai selama 1 bulan = Total Daya dibutuhkan perjam X total jam operasi per bulan Total daya per bulan = 22.848 x 240 = 5483.52 kwh / bulan

42 B. Tanpa menggunakan Variable Speed Drive Dikarenakan tidak menggunakanya Variable Speed Drive maka aplikasi ini menggunakan Fix Speed Drive motor, yaitu dengan kondisi normal 50 Hz. Target yang harus dicapai harus sama dengan pompa yang menggunakan Variable Speed Drive yaitu, Kapaitas Normal Kapasitas terkecil Kapasitas tertinggi : 5040 m3/bulan : 2640 m3/bulan : 7440 m3/bulan 1. Pada kondisi normal dengan kapasitas 21m3/h, kondisi pengoperasian sama dengan kondisi pengoperasian yang menggunakan Variable Speed Drive. Karena frekuensi yang digunakan adalah frekuensi normal yaitu 50 Hz. Sehingga perhitungan Daya yang dibutuhkan perbulan juga sama. Sehingga: Total daya per bulan = 17.088 x 240 = 4101.12 kwh / bulan 2. Pada kondisi kapasitas terendah dengan kapasitas target 2640 m3/bulan, kondisi pengoperasian nya adalah sebagai berikut: karena menggunakan Fix Speed Motor maka Putaran motor tetap sama yaitu pada 67 rpm. Menurunkan kapasitas dengan menggunakan putaran motor yang sama mengakibatkan Tekanan pompa naik dan Daya konsumsi juga naik.

43 Hal ini dikarenakan untuk menurunkan kapasitas dibutuhkan adanya Valve yang tidak dibuka penuh. Sehingga total Head juga naik yang mempengaruhi Daya konsumsinya. Berikut adalah kurva kerjanya: Gambar 4.6. Kurva kerja pompa NM125-02S tanpa Variable Speed Drive (Sumber: Kurva kerja pompa NM125_02S NEMO pump, Netzsch, 2014) Pada kondisi kapasitas terendah dengan kapasitas 11m3/h, kondisi Pengoperasian nya adalah sebagai berikut:

44 Kapasitas : 11m3/h Total Hari Kerja : 30 hari / bulan Target Kapasitas per Bulan : 2640 m3/ bulan Kapasitas per hari : Waktu Operasional: Waktu Operasional perhari = Waktu operasional perhari = Q /bulan Jumlah hari kerja /bulan 2640 m3/bulan 30 hari 88m3/hari Kapasitas harian Kapasitas Pompa 88 m3/h 11m3/h Waktu Operasional = 8 jam/hari Sehingga waktu operasional per bulan adalah: 8 x 30 hari = 240 jam/ bulan Frekuensi : 50 Hz Daya yang dibutuhkan: Total Daya yang dibutuhkan/jam = Daya pada Kurva kerj X Sf. kekentalan X Sf. Operasi = 9.31 x 2 x 1.2 = 22.344 kw Kebutuhan daya lebih besar dari daya motor, sehingga motor yang kita pilih tidak bisa menggunakan daya motor 18.5 kw lagi, harus dinaikkan sampai 25 kw.

45 Total Daya yang dipakai selama 1 bulan = Total Daya dibutuhkan perjam X total jam operasi per bulan Total daya per bulan = 22.344 x 240 = 5360.16 kwh / bulan 3. Pada kondisi kapasitas tertinggi dengan kapasitas target 7440 m3/bulan, kondisi Pengoperasian nya adalah sebagai berikut: Kapasitas pompa : 21m3/h Total Hari Kerja : 30 hari / bulan Target Kapasitas per Bulan : 7440 m3/ bulan Kapasitas per hari : Waktu Operasional: Waktu Operasional perhari = Waktu operasional perhari = Q /bulan Jumlah hari kerja /bulan 7440 m3/bulan 30 hari 248m3/hari Kapasitas harian Kapasitas Pompa 248 m3/h 21m3/h Waktu Operasional = 11.8 jam/hari Dibulatkan 12 jam/hari, dikarenakan kapasitas target yang lebih besar dibanding kapasitas yang dimiliki pompa, sehingga waktu operasional juga semakin lama.

46 Sehingga waktu operasi per bulan adalah: 12 x 30 hari = 360 jam/ bulan Frekuensi : 50 Hz Daya yang dibutuhkan: Total Daya yang dibutuhkan/jam = Daya pada Kurva kerj X Sf. kekentalan X Sf. Operasi = 7.12 x 2 x 1.2 = 17.088 kw Total Daya yang dipakai selama 1 bulan = Total Daya dibutuhkan perjam X total jam operasi per bulan Total daya per bulan = 17.088 x 360 = 6151.68 kwh / bulan

47 4.3.2. Pemilihan pompa Molasses Parameter 2 Unit Boiling Pan Station Medium Molasses Viscosity (cps) 1400-13000 S.G. 1.461 Capacity Normal : 11 m3/hr Minimal : 7 m3/h Maksimal : 15 m3/h Suction Pressure Min. -0.29 ; Max. 0.05 Discharge Pressure 4.2 Bar Differential Pressure 4.49 Bar Temperature 80 degc NPSHa 3.4 m Tabel 4.7 Operation Condition Molasses (sumber: Data Produksi Pabrik Gula XXXX, Indonesia) 4.3.2.1. Pemilihan Pompa Molasses yang Sesuai Pilih pompa yang sesuai, gunakan pompa yang paling tepat dengan kriteria yang ditentukan.

48 Kurva berikut adalah kurva kerja pompa Progressive Cavity yang akan digunakan untuk aplikasi ini: Gambar 4.7. Kurva kerja Pompa Molasses (sumber : Kurva kerja pompa NM90_02S NEMO pump, Netzsch, 2014)

49 Didapatkan parameter pompa seperti berikut: Parameter Q Terendah Q Normal Q Tertinggi Kapasitas 7 m3/h 11 m3/h 15 m3/h Tekanan (bar) 4.49 4.49 4.49 Putaran (rpm) 49 73 99 Frekuensi Operasi 34 Hz 50 Hz 68 Hz Pot (minimum 1.52 kw 2.2 kw 3 kw Daya yang dibutuhkan Torsi saat operasi 292 Nm 290 Nm 288 Nm Torsi operasi awal 610 Nm 610 Nm 610 Nm Tabel 4.8. Parameter pompa dari kurva kerja NM090_02S

50 4.3.2.2. Check NPSH 3,5 NPSHr values vs. Speed n for NM series 3 2,5 NPSHr (m) 2 1,5 1 1.23 1.14 NM090-02S NM105-02S NM125-02S 0,5 0 0 100 200 300 400 500 Drehzahl / speed n (min-1) Gambar 4.4. NPSHr pompa Progressive Cavity (sumber: Kurva NPSHr Nemo, NETZSCH, 2014) Nilai dari NPSHr pompa NM090_02S adalah sebesar 1.15 m NPSHa sistem adalah sebesar 3.4 m Syarat agar tidak terjadi kavitasi adalah NPSHa > NPSHr Sehingga 3.4 m > 1.15 m Hasil : Pompa ini tidak akan terjadi Kavitasi

51 4.3.2.3. Perhitungan Daya Torsi pompa Molasses Data yang didapat dari program pemilihan pompa tersebut diambil dari parameter cairan air yang memiliki kekentalan 1 cps. Power requirement, Operating torque, serta starting torque adalah untuk liquid jenis air. Sehingga kita perlu menghitung lagi berapa power requirement, operating torque dan starting torque yang diperlukan untuk fluida molasses dengan kekentalan 1400 13000 cps Untuk itu diperlukan adanya faktor pengali untuk mendapatkan power requirement, operating torque, dan starting torque yang dibutuhkan. Tabel faktor pengali terhadap kekentalan / viscosity sama seperti pada Gambar 4.4. Service Factor for Viscosity. Dari gambar 4.4 didapatkan faktor pengali untuk kekentalan 1400 13000 cps adalah maksimal 1.5 kali. Jadi perhitunggan aktual untuk aplikasi molasses adalah sebagai berikut: pot (power requirement) : 2.25 kw X 1.5 : 3.375 kw Tn (operating torque) : 290 Nm X 1.5 : 435 Nm Tp (starting torque) : 610 Nm X 1.5 : 915 Nm 4.3.2.4. Pemilihan Motor Listrik pompa Molasses diatas. Dari hasil data diatas maka harus dicari motor yang memenuhi kriteria

52 Dengan melihat data dari pembuat motor listrik, kali ini akan menggunakan Motor dengan merek Nord. Data servis faktor untuk waktu operasinya juga mengacu pada standar ATEX. Pada tabel 4.4 dan tabel 4.5 Dari data ketentuan ATEX, ditentukan servis faktor 1.2 Sehingga data yang dibutuhkan minimum = 3.375 x 1,2 = 4.01 kw Pemilihan motor mengunakan Daya sebesar 5.5 kw. MAKE MODEL GEAR Rated RATIO Rated Starting Rated Power at Speed at Torque Running 50 Hz 50 Hz Torque Nord SK42-132S/4 5.50 21.50 67 1646.0 784.0 Tabel 4.9. Spesifikasi motor 5.5 kw (sumber : Nord hand book, edisi X) Menggunakan Motor Nord dengan SK42-132 S/4 dengan Power 5.5 kw, Output speed 67 rpm, Starting torque: 1646 Nm, Running Torque: 784 Nm Pemililihan type pompa untuk cairan molasses sama dengan pemilihan pompa progressive cavity seperti umumnya, karena kekentalan molasses tidak terlalu tinggi yaitu berkisar 13000 cps, Hal yang harus diperhatikan adalah pompa harus running pada putaran yang rendah.

53 4.3.2.5. Optimasi Pompa dengan menggunakan Variable Speed Motor Menghitung optimasi pompa molases sama dengan pompa massecuite, berikut adalah perbandingan dan perhitungan total energi yang digunakan: A. Menggunakan Variable Speed Drive 1. Pada kondisi normal dengan kapasitas 11m3/h, kondisi pengoperasiannya adalah sebagai berikut: Kapasitas : 11m3/h Total Hari Kerja : 30 hari / bulan Target Kapasitas per Bulan : 2640 m3/ bulan Kapasitas per hari : Waktu Operasional: Waktu Operasional perhari = Waktu operasional perhari = Q /bulan Jumlah hari kerja /bulan 2640 m3/bulan 30 hari 88m3/hari Kapasitas harian Kapasitas Pompa 88 m3/h 11m3/h Waktu Operasional = 8 jam/hari Sehingga Waktu operasional per bulan adalah: 8 x 30 hari = 240 jam/ bulan Frekuensi : 50 Hz (kondisi normal)

54 Daya yang dibutuhkan: Total Daya yang dibutuhkan/jam = Daya pada Kurva kerj X Sf. kekentalan X Sf. Operasi = 2.2 x 1.5 x 1.2 = 3.96 kw Total Daya yang dipakai selama 1 bulan = Total Daya dibutuhkan perjam X total jam operasi per bulan Total daya per bulan = 3.96 x 240 = 950.4 kwh / bulan 2. Pada kondisi kapasitas terendah dengan kapasitas 7 m3/h, kondisi pengoperasian nya adalah sebagai berikut: Kapasitas : 7 m3/h Total Hari Kerja : 30 hari / bulan Target Kapasitas per Bulan : 1680 m3/ bulan Kapasitas per hari : Waktu Operasional: Waktu Operasional perhari = Waktu Operadiona perhari = Q /bulan Jumlah hari kerja /bulan 1680 m3/bulan 30 hari 56m3/hari Kapasitas harian Kapasitas Pompa 56 m3/h 7m3/h

55 Waktu Operasional = 8 jam/hari Sehingga waktu operasional perbulan adalah: 8 x 30 hari = 240 jam/ bulan Frekuensi : 34 Hz Daya yang dibutuhkan: Total Daya yang dibutuhkan/jam = Daya pada Kurva kerj X Sf. kekentalan X Sf. Operasi = 1.52 x 1.5 x 1.2 = 2.736 kw Total Daya yang dipakai selama 1 bulan = Total Daya dibutuhkan perjam X total jam operasi per bulan Total daya per bulan = 2.736x 240 = 656.64 kwh / bulan 3. Pada kondisi kapasitas tertinggi dengan kapasitas 15 m3/h, kondisi pengoperasian nya adalah sebagai berikut: Kapasitas : 15 m3/h Total Hari Kerja : 30 hari / bulan Target Kapasitas per Bulan : 3600 m3/ bulan Kapasitas per hari : Q /bulan Jumlah hari kerja /bulan 3600 m3/bulan 30 hari 120 m3/hari

56 Waktu Operasional: Waktu Operasional perhari = Waktu operasional perhari = Waktu Operasional = 8 jam/hari Kapasitas harian Kapasitas Pompa 120 m3/h 15m3/h Sehingga waktu operasional per bulan adalah: 8 x 30 hari = 240 jam/ bulan Frekuensi : 68 Hz Daya yang dibutuhkan: Total Daya yang dibutuhkan/jam = Daya pada Kurva kerj X Sf. kekentalan X Sf. Operasi = 3 X 1.5 X 1.2 = 5.4 kw Total Daya yang dipakai selama 1 bulan = Total Daya dibutuhkan perjam X total jam operasi per bulan Total daya per bulan = 5.4 X 240 = 1296 kwh / bulan B. Tanpa menggunakan Variable Speed Drive Dikarenakan tidak menggunakanya Variable Speed Drive maka aplikasi ini menggunakan Fix Speed Drive motor, yaitu dengan kondisi normal 50 Hz. Target yang harus dicapai harus sama dengan pompa yang menggunakan Variable Speed Drive yaitu,

57 Kapaitas Normal Kapasitas terkecil Kapasitas tertinggi : 2640 m3/bulan : 1680 m3/bulan : 3600 m3/bulan 1. Pada kondisi normal dengan kapasitas 11m3/h, kondisi pengoperasian sama dengan kondisi pengoperasian yang menggunakan Variable Speed Drive. Karena frekuensi yang digunakan adalah frekuensi normal yaitu 50 Hz. Sehingga perhitungan Daya yang dibutuhkan perbulan juga sama. Sehingga: Total daya per bulan = 3.96 x 240 = 950.4 kwh / bulan 2. Pada kondisi kapasitas terendah dengan kapasitas target 1680 m3/bulan, kondisi Pengoperasian nya adalah sebagai berikut: Karena menggunakan Fix Speed Motor maka Putaran motor tetap sama yaitu pada 73 rpm. Menurunkan kapasitas dengan menggunakan putaran motor yang sama mengakibatkan Tekanan pompa naik dan Daya konsumsi juga naik. Hal ini dikarenakan untuk menurunkan kapasitas dibutuhkan adanya Valve yang tidak dibuka penuh. Sehingga total Head juga naik yang mempengaruhi Daya konsumsinya. Berikut adalah kurva kerjanya:

58 Gambar 4.8. Kurva Kerja pompa NM090_02S tanpa Variable Speed Drive (Sumber: Kurva kerja pompa NM090_02S NEMO pump, Netzsch, 2014) Pada kondisi kapasitas terendah dengan kapasitas 7 m3/h, kondisi pengoperasian nya adalah sebagai berikut: Kapasitas : 7 m3/h (dikondisikan dengan valve)

59 Total Hari Kerja : 30 hari / bulan Target Kapasitas per Bulan : 1680 m3/ bulan Kapasitas per hari : Waktu Operasional: Waktu Operasional perhari = Waktu operasional perhari = Q /bulan Jumlah hari kerja /bulan 1680 m3/bulan 30 hari 56 m3/hari Kapasitas harian Kapasitas Pompa 56 m3/h 7 m3/h Waktu Operasional = 8 jam/hari Sehingga waktu operasional per bulan adalah: 8 x 30 hari = 240 jam/ bulan Frekuensi : 50 Hz Daya yang dibutuhkan: Total Daya yang dibutuhkan/jam = Daya pada Kurva kerja X Sf. kekentalan X Sf. Operasi = 4.1 X 1.5 X 1.2 = 7.38 kw Kebutuhan daya lebih besar dari daya motor, sehingga motor yang kita pilih tidak bisa menggunakan daya motor 5.5 kw lagi, harus dinaikkan sampai 7.5 kw.

60 Total Daya yang dipakai selama 1 bulan = Total Daya dibutuhkan perjam X total jam operasi per bulan Total daya per bulan = 7.38 x 240 = 1771.2 kwh / bulan 3. Pada kondisi kapasitas tertinggi dengan kapasitas target 3600 m3/bulan, kondisi pengoperasian nya adalah sebagai berikut: Kapasitas pompa : 11 m3/h Total Hari Kerja : 30 hari / bulan Target Kapasitas per Bulan : 3600 m3/ bulan Kapasitas per hari : Waktu Operasional: Waktu Operasional perhari = Waktu operasional perhari = Q /bulan Jumlah hari kerja /bulan 3600 m3/bulan 30 hari 120 m3/hari Kapasitas harian Kapasitas Pompa 120 m3/h 11m3/h Waktu Operasional = 10.9 jam/hari Dibulatkan 11 jam/hari, dikarenakan kapasitas target yang lebih besar dibanding kapasitas yang dimiliki pompa, sehingga waktu operasional juga semakin lama.

61 Sehingga waktu operasi per bulan adalah: 11 x 30 hari = 330 jam/ bulan Frekuensi : 50 Hz Daya yang dibutuhkan: Total Daya yang dibutuhkan/jam = Daya pada Kurva kerj X Sf. kekentalan X Sf. Operasi = 2.2 x 1.5 x 1.2 = 3.96 kw Total Daya yang dipakai selama 1 bulan = Total Daya dibutuhkan perjam X total jam operasi per bulan Total daya per bulan = 3.96 x 330 = 1306.8 kwh / bulan 4.4. Perbandin Hasil Pompa Massecuite Dengan VSD Kapasitas Operasi Normal Terendah Tertinggi Kapasitas pompa (m3/h) 21 11 31 Kapasitas target m3/bulan 5040 2640 7440 Waktu Operasi Harian (jam/hari) 8 8 8 Waktu Operasi perbulan (jam/bulan) 240 240 240 Tekanan (bar) 7.97 7.97 7.97 Frekuensi (Hz) 25 50 67 Output speed (rpm) 67 46 88 Running Torque (N.m) 2000 1920 2036 Starting Torque 1350 1350 1350 Daya Motor (kw) 18.5 18.5 18.5 Kebutuhan Daya perjam (kwh) 17.088 11.328 22.848 Kebutuhan Daya perbulan (kwh) 4101.12 2718.72 5483.52

62 Pompa Massecuite Tanpa VSD Kapasitas Operasi Normal Terendah Tertinggi Kapasitas pompa (m3/h) 21 21 21 Kapasitas target m3/bulan 5040 2640 7440 Waktu Operasi Harian (jam/hari) 8 8 12 Waktu Operasi perbulan (jam/bulan) 240 240 360 Tekanan (bar) 7,97 9,31 7,97 Frekuensi (Hz) 50 50 50 Output speed (rpm) 67 67 67 Running Torque (N.m) 2000 2616 2000 Starting Torque 1350 1350 1350 Daya Motor (kw) 18,5 18,5 18,5 Kebutuhan Daya perjam (kwh) 17,088 22,344 17,088 Kebutuhan Daya perbulan (kwh) 4101,12 5362,56 6151,68 Pompa Molasses Dengan VSD Kapasitas Operasi Normal Terendah Tertinggi Kapasitas pompa (m3/h) 11 7 15 Kapasitas target m3/bulan 2640 1690 3600 Waktu Operasi Harian (jam/hari) 8 8 8 Waktu Operasi perbulan (jam/bulan) 240 240 240 Tekanan (bar) 4.49 4.49 4.49 Frekuensi (Hz) 50 34 68 Output speed (rpm) 73 49 99 Running Torque (N.m) 435 438 432 Starting Torque 610 610 610 Daya Motor (kw) 5.5 5.5 5.5 Kebutuhan Daya perjam (kwh) 3.96 2.74 5.4 Kebutuhan Daya perbulan (kwh) 950.4 656.64 1,296.00

63 Pompa Molasses Tanpa VSD Kapasitas Operasi Normal Terendah Tertinggi Kapasitas pompa (m3/h) 11 11 11 Kapasitas target m3/bulan 2640 1680 3600 Waktu Operasi Harian (jam/hari) 8 8 11 Waktu Operasi perbulan (jam/bulan) 240 240 330 Tekanan (bar) 4,49 4,49 4,49 Frekuensi (Hz) 50 50 50 Output speed (rpm) 73 49 99 Running Torque (N.m) 435 438 432 Starting Torque 610 610 610 Daya Motor (kw) 5,5 5,5 5,5 Kebutuhan Daya perjam (kwh) 3,96 7,38 3,96 Kebutuhan Daya perbulan (kwh) 950,4 1771,2 1306,8