Size Reduction (peralatan Industri)

PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Alat dan mesin dalam industri merupakan faktor fisik yang mendukung peningkatan produktivitas kerja dalam industri. Bahan baku mentah yang akan diproses secara industri tentunya perlu melalui beberapa tahapan untuk memenuhi standar ukuran alat atau mesin produksi. Beberapa teknik dan metode dapat dilakukan untuk melakukan perubahan bentuk pada bahan baku. Alat-alat pengecil ukuran ini biasanya dikenal dengan “Size Reduction”. Alat pengecil ukuran ini merupakan unit mesin yang digunakan untuk mengubah ukuran suatu bahan baku supaya lebih mudah dilakukan proses produksi.
Karakteristik suatu bahan baku merupakan substansi utama yang secara garis besar perlu dipertimbangkan dalam menentukan mesin pengecil ukuran yang tepat. Kadar air suatu bahan baku serta kandungan penyusun suatu bahan baku tertentu akan berbeda-beda setiap komoditinya. Sehingga mesin tertentu yang tepat perlu diperhatikan kecocokannya dengan karakter bahan baku yang akan dikecilkan ukurannya. Selain itu aspek penting yang perlu diperhatikan adalah kapasitas mesin dalam mengasilkan rendeman karena hal tersebut menyangkut efektif atau tidaknya mesin pengecilan ukuran bekerja.
Bahan baku dalam proses pengecilan ukuran pada dasarnya dapat dilakukan dengan empat prinsip. Yakni prinsip kompresi, tumbukan, atrisi, serta pemotongan. Keempat prinsip diatas memiliki fungsi dan kegunaan untuk menghasilkan ukuran bahan yang lebih kecil dari ukuran awalnya sehingga proses lanjutan yang lebih kompleks dapat dilakukan. Pada industri pengecilan ukuran akan selalu ditemukan dalam produksi katagori apapun. Karena ukuran awal bahan baku umumnya lebih besar daripada ukuran produknya. Oleh sebab itu alat pengecil ukuran sangat dibutuhkan dalam suatu industri khususnya industri yang berbasis pertanian.

B. Tujuan
Praktikum mesin pengecil ukuran ini bertujuan untuk mahasiswa memahami prinsip pengecilan ukuran pada suatu bahan baku produk. Kemudian mahasiswa dapat memahami kegunaan mesin pengecil ukuran serta dapat menyebutkan contoh aplikasi yang sering ditemukan dalam industri khususnya industri pertanian.

METODOLOGI
A. Alat dan Bahan
Pada praktikum peralatan industri yang bertajuk size reduction ini memiliki beberapa perbedaan dalam metode pembahasan selama praktikum. Bila dalam praktikum-praktikum sebelumnya praktikan hanya melihat dan mengamati mesin-mesin industri kali ini praktikan melakukan percobaan terhadap fungsi dan kegunaan mesin yang sedang dipelajari. Adapun mesin yang digunakan adalah Neraca massa, Disk Mills, Multi Mills, Hammer Mills, serta Alexanderwerk.
Sedangkan bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah singkong (Manihot utilissima) dan kacang dadap. Kedua bahan ini merupakan bahan yang digunakan untuk mesimulasi kerja peralatan industri yang berguna untuk memperkecil ukuran.

HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
(Terlampir)

B. Pembahasan
Size reduction merupakan operasi suatu mesin yang memiliki utilitas untuk memperkecil ukuran. Prinsip operasi ini utamanya sering ditemukan dalam industri-industri khususnya yang membutuhkan ukuran partikel kecil pada produknya. Mesin pengecil ukuran biasanya digunakan untuk bahan-bahan yang berada pada fasa padat. Bahan baku supaya mudah dilakukan pengolahan proses perlu diperkecil ukurannya. Pengecil ukuran menurut Earle (1983) merupakan mesin yang dapat memotong menghancurkan atau mengecilkan ukuran dengan prinsip mekanis.
Pada prinsipnya mesin pengecil ukuran memiliki empat cara kerja yaitu kompresi, tumbukan, gesekan, dan pemotongan. Mesin pengecil ukuran dengan prinsip kompresi memiliki konsep untuk mengecilkan ukuran dimana agregat benda tidak mampu menahan tekanan dari bidang penekan. Sehingga bahan yang dikecilkan ukurannya dengan prinsip ini akan pecah misalnya pada kedondong. Pengecilan ukuran buah kedondong secara konvensional ini menggunakan prinsip kompresi. Bahan yang dikecilkan ukuran dengan prinsip ini biasanya bahan yang memiliki kekerasan tingkat tinggi.
Prinsip selanjutanya adalah tumbukan yang mana dalam prinsip ini pada bahan yang akan dikecilkan ukurannya memperoleh tekanan yang tidak sama antara bidang yang tertumbuk dengan bidang yang tidak tertumbuk. Pada bidang bahan yang terkena tumbukan akan memperoleh tekanan yang besar pada agregatnya sehingga bahan akan hancur pada bagian yang tertumbuk. Sebagai contoh aplikasinya adalah ketika kita menjatuhkan buah apel ke dasar lantai dengan gaya yang besar, maka bagian yang pecah lebih adalah bagian bawah yang bersingungan dengan bidang tumbuk. Alat ini disarankan digunakan untuk bahan yang kasar.
Prinsip ketiga yang sering digunakan untuk membuat pengecil ukuran adalah atrisi atau gesekan. Gaya yang diberikan secara berlawanan terhadap dua bidang bahan akan menyebabkan bahan tergerus dan menjadi bentuk yang lain. Bahan yang dapat dikecilkan ukurannya dengan prinsip ini cuikup beragam karena biasanya mesin dengan prinsip ini dirancang dengan mata paku pada bagian penggeseknya. Sehingga bahan akan tergerus menjadi suatu partikel baru dari bahan yang ukurannya lebih besar sebelumnya atau lebih sederhananya menghasilkan produk dengan ukuran halus.
Prinsip terakhir pada mesin pengecil ukuran yang umum digunakan adalah slicer atau pemotong. Pada prinsip pemotongan ini merupakan prinsip yang paling sering ditemukan dalam industri khususnya industri pengolahan pangan. Mesin dengan prinsip pemotongan ini menggunakan mata pisau yang tajam yang berfungsi memotong ukuran bahan baku sesuai ukuran yang telah di rencanakan.
Pengecilan ukuran pada bahan dalam suatu industri ditujukan untuk beberapa tujuan. Beberapa tujuan tersebut diantaranya untuk mempermudah pencampuran dengan bahan lain, untuk membantu proses ekstraksi, untuk memperluas luas permukaan, dan secara spesifik membuat bahan menjadi ukuran yang diinginkan dalam suatu produksi (Brennan et al, 1974).
Menurut Mc Cabe et al (1985) mesin pengecil ukuran dklasifikasikan menjadi beberapa kelompok. Ada yang terkelompok dalam crussher, grinder, ultrafine grinder, serta cutting machines. Mesin yang dikelompokkan dalam crushers adalah jaw crussher, gyratory crushers,dan crushing rolls.Sedangkan mesin yang dikelomppokan dalam grinder diantaranya hammer mills, rolling-compression mills, atrition mills, dan tumbling mills.
Aplikasi mesin yang paling sering ditemukan dalam banyak industri adalah jaw crusher, mesin ini biasanya digunakan untuk industri tambang, gula tebu, tandan sawit, serta dalam industri konstruksi. Mesin jaw crusher ini merupakan mesin yang mengaplikasikan prinsip kompresi dimana alat ini bisa digunakan untuk memperkecil ukuran bahan yang memiliki karakteristik keras sekalipun bebatuan sedimen. Operasi mesin ini bisa digunakan untuk umpan bahan dengan ukuran pada kisaran 100-1000 mm dan menghasilkan produk dengan ukuran 25-100 mm. Rasio pengecilan yang dapat dilakukan alat ini hanya berada pada level 8 kali.

Gambar 1. Jaw crusher

Peralatan industri lainnya yang sering digunakan untuk mengecilkan ukuran pada bahan adalah crushing rolls. Peralatan ini biasanya digunakan untuk mengecilkan ukuran pada bahan-bahan yang memiliki karakteristik sangat keras seperti bebatuan. Denngan menggunakan peralatan ini desain ukuran bahan dapat ditentukan ukurannya. Peralatan ini sudah sering digunakan sejak dahulu dengan cara yang tradisional. Perawatan untuk mesin ini tergolong sangat mudah dibandingkan mesin pengecil ukuran yang lainnya.

Gambar 2. Crushing rolls

Pada praktikum kali ini dilihat dan diamati beberapa contoh dari peralatan size reduction yaitu multi mill, disk mill, hammer mil dan Alexanderwerk. Keempat peralatan tersebut sudah banyak digunakan dalam beberapa industri khususnya industri pertanian dalam prosesnya mengecilkan ukuran bahan. Peralatan tersebut memiliki perbedaan pada prinsip kerjanya, jenis bahan yang dikecilkan, keperluan energi dan kapasitas dari mesin tersebut.
Multi mill adalah mesin yang banyak digunakan untuk granulasi basah dan kering yang pada dasarnya bahan yang ingin dikecilkan memiliki serat, alat ini banyak digunakan pada industri farmasi, kosmetik, keramik, produk pangan, pertanian, plastik, dan resin industri (Anonim, 2005). Alat ini bekerja dengan motor listrik yang dihubungkan dengan gear dan dapat bekerja dengan bolak-balik, bolak-balik di sini adalah keuntungan tersendiri dari multi mill yang dibuat memiliki dua sisi mill yang berbeda. Satu sisi untuk proses impact dan sisi lain untuk proses cutting.
Pengaturan perputaran pada multi mill ini menggunakan cam starter yang berfungsi membolak-balik arah tegangan yang diberikan untuk mesin tersebut. Menurut Anonim (2005), mesin ini memiliki putaran rotor sekitar 750-3000 rpm, dengan tegangan untuk motor listrik 440v dan kapasitas 50-200 kg/jam. Alat ini bekerja menghancurkan bahan yang dimasukkan dari atas ke dalam tabung yang dipasangi mill untuk size reduction dan bahan yang sudah dihancurkan melewati lapisan (screen) yang pada praktikum kali ini berukuran sekitar 30 mesh.
Peralatan lainnya yang diamati adalah disk mill, mesin ini digunakan dalam pembuatan tepung dari bahan-bahan pertanian seperti beras, kedelai, cabe kering, kopi, jagung dan juga bahan-bahan herbal untuk pengobatan. Alat ini bekerja menggunakan dua mill yang mempunyai prinsip crushing yang dilakukan oleh mill tersebut dengan satunya berputar dan mill satuya statis. Mill yang berbentuk disk di dalam tabung ini memilki tonjolan yang berfungsi sebagai crusher bahan-bahan yang ingin dikecilkan, dan bahan tersebut akan melewati screen yang diberikan mengelilingi tabung tersebut.
Mesin ini menggunakan tenaga dari motor listrik yang dihubungkan dengan as roda dan gear langsung pada mill yang bergerak. Screen pada mesin ini memiliki mesh yang berukuran sekitar 60-100 mesh, yang artinya mesin ini memiliki hasil yang berukuran lebih kecil daripada multi mill, meskipun kalau dilihat langsung pada multi mill mesh yang diberikan dapat diganti sesuai keinginan. Perbedaan yang terlihat jelas pada disk mill adalah mesin ini menghancurkan bahan-bahan yang biasanya bersifat kering serta hanya dapat melakukan crushing.
Hammer mill yang pada penggunaannya lebih kearah penghancuran bahan agregat menjadi bahan yang lebih kecil, mesin ini seperti di atas banyak digunakan pada industri-industri pertanian pembuatan pulp, kertas, hingga penghancuran batu. Alat ini bekerja menggunakan tenaga dari motor bakar yang dihubungkan dengan rotor berkecepatan tinggi yang memutar palu-palu di sepanjang lintasannya. Bahan yang masuk akan terpukul oleh palu-palu yang berputar serta bertumbukan dengan dinding hammer mill.
Mill yang digunakan pada mesin ini berprinsip sebagai impact sehingga bentuknya tidak tipis, serta mill yang dipasang lebih longgar atau tidak statis karena terkadang bahan yang ingin dikecilkan ukurannya tidak mudah dihancurkan. Bahan yang sudah melewati tabung yang berisi mill yang berputar juga disaring melewati screen yang pada mesin ini kira-kira 20-30 mesh dan artinya hasil yang didapat dari mesin ini lebih kasar daripada kedua mesin yang sudah dibahas sebelumnya. Ada alasan tersendiri juga mengapa pada hammer mill menggunakan motor bakar, karena mesin ini dikhususkan untuk bahan-bahan yang padat, bahan berserat, bahan yang agak lengket, serta digunakan untk industri bessar yang mana membutuhkan pemakaian energi lebih besar daripada kedua mesin mill lainnya.
Peralatan lain untuk pengecilan ukuran dapat juga ditemukan yang menggunakan prinsip cutting, pada praktikum kali ini diamati alat Alexanderwerk. Mesin ini menggunakan motor listrik yang berkekuatan 1 hp, dan dihubungkan dengan as yang memutar silinder yang dipasangi blade (pisau). Blade yang dipasangi dapat diatur untuk ketebalan hasil yang diinginkan pada Alexanderwerk ketebalan yang didapat dari 0,5-5 mm. Semakin cepat perputaran silinder yang dihasilkan maka semakin cepat dan banyak bahan yang didapat untuk hasilnya. Untuk kelebihan lainnya yang didapat dari alat jenis ini adalah pisau ini dapat diganti untuk keperluan lain seperti potongan yang berbentuk(bulat, bergerigi, gelombang dan lain-lain), serta untuk parutan, juga pencampuran bahan.
Kelebihan alat ini juga pada penggunaan energi yang fleksibel, yaitu rotor untuk tabung pemotong dapat dilepas dan jika harus bisa dipasangkan pada motor bakar. Alat ini dapat digunakan juga sebagai penggiling dan pengiris hal tersebut dimungkinkan sesuai silinder yang kita gunakan. Tetapi alat ini memiliki kekurangan pada proses yang dilakukan relatif lebih lama karena bahan yang dikecilkan ukurannya harus dimasukkan satu persatu, serta kecepatan hasil yang didapat tergantung dari kecepatan rotornya serta bahan yang dapat dikecilkan menggunakan alat ini hanya terbatas pada bahan yang tidak memiliki lignoselulosa. Pada alat yang diamati diketahui bahwa alat tersebut masih menggunakan tenaga manual untuk dapat beroperasi, yaitu pemasukan bahannya menggunakan tenaga manusia tidak seperti mesin lain yang sudah menggunakan auto.
Setiap peralatan di atas memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, pada multi mill keuntungan yang bisa didapat adalah karena bahan yang bisa dikecilkan ukuran menggunakan alat ini lebih fleksibel dan banyak, karena dapat di atur untuk bahan yang sangat padat ataupun bahan yang hanya ingin dipotong-potong saja, dari segi bahan alat ini dapat langsung digunakan untuk bahan-bahan yang masih basah. Tetapi alat ini memiliki keterbatasan pada kapasitasnya, serta jika dibandingkan ukuran dan kapasitas mesin pemakaian energi untuk multi mill terlalu besar yaitu hingga 3 hp.
Untuk disk mill kelebihan yang dapat dilihat adalah ukuran pengecilannya paling kecil diantara ketiga mesin tersebut, yaitu hingga 100 mesh, serta konsumsi energinya lebih sedikit. Juga bahan yang dihancurkan langsung dapat diambil artinya prosesnya lebih cepat dan jika bahan yang masih berukuran besar kembali lagi pada putaran mill hingga menjadi kecil. Sedangkan kekurangannya adalah untuk mesin yang berkapasitas kecil ini harganya dipasaran tergolong lebih mahal, serta adanya resiko kerusakan, yaitu jika pada as rotor terdapat selisih pergerakan akan terjadi tubrukan antara rotor mill dan statornya.
Pada hammer mill kelebihan mesin ini dapat digunakan untuk bahan yang sangat padat bahkan batu, serta rasio pengecilan yang dihasilkan dari mesin ini hingga 400 kali dari bahan asalnya. Proses operasi mesin tersebut berlangsung cepat dan hasil yang didapat sangat halus serta dapat melangsungkan proses yang continue. Alat ini memiliki kontruksi yang sederhana, serta tidak mudah rusak walaupun ada benda asing di dalam bahan yang dikecilkan juga pemeliharaanya lebih murah(Wiratakusumah,1992).
Kekurangan dari mesin ini adalah ketika mesin beroperasi sangat bising dan karena menggunakan motor bakar menghasilkan residu, serta biaya pemasangan awalnya relatif lebih besar. Alat ini juga tergolong mahal dan pada awal pengoperasian dibutuhkan tenaga awal yang besar. Walaupun dapat menghasilkan hasil yang kecil tetapi hasil yang didapat biasanya tidak beragam.
Pada praktikum diujicobakan peralatan size reduction multi mill dan Alexanderwerk, bahan untuk multi mill adalah kacang dadap dan Alexanderwerk menggunakan singkong. Dari data yang didapat diperoleh rendemen yang lebih tinggi pada alat Alexanderwerk dibandingkan rendemen pada multi mill. Rendemen singkong didapat 93,1% rendemen yang artinya efektivitas Alexanderwerk lebih tinggi dari multi mill yang hanya menghasilkan 78% rendemen.
Tidak dihasilkannya 100% rendemen pada kedua alat dapat terjadi karena pada prosesnya untuk Alexanderwerk bahan yang dicutting melekat pada sisi pisau dan tabung rotornya. Untuk multi mill bahan yang telah dihaluskan menempel pada tabung meskipun bahan yang digunakan adalah bahan kering, hal ini dapat terjadi karena bahan telah menjadi partikel yang sangat kecil dan paparan debu sehingga dengan mudah melekat pada sisi tabung.

PENUTUP
A. Kesimpulan
Size reduction merupakan suatu operasi yang dilakukan dalam industri pertanian untuk mempermudah proses pengolahan suatu produk. Prinsip mesin pengecil ukuran umumnya hanya ada empat yakni kompresi, atrisi, tumbukan, dan pemotongan. Pada aplikasi pembuatan mesin pengecil ukuran biasanya mengkombinasikan diantara ke-empat prinsip pengecilan ukuran dan hampir tidak ada yang mengkombinasikan empat prinsip tersebut. Mesin yang umum digunakan dalam industri pertanian ungtuk mengecilkan ukuran contohnya jaw crusher pada industri pembuatan gula tebu, tandan sawit, serta konstruksi. Contoh mesin lainnya yang umum digunakan adalah crushing rolls yang biasanya diaplikasikan untuk memperkecil ukuran pada bahan yang memiliki tingkat kekerasan tinggi seperti batu. Oleh karena itu untuk aplikasi mesin ini akan sering ditemukan pada industri konstruksi dan tambang. Mesin yang diamati dalam praktikum ada empat jenis yakni hammer mills, disk mills, multi mills, dan Alexanderwerk. Sedangakan yang digunakan untuk keperluan praktikum hanya dua macam yakni multi mills dan Alexanderwerk. Bahan yang diujikan untuk mengetahui cara kerja mesin adalah kacang dadap pada multi mills, dan singkong pada Alexanderwerk. Diantara kedua percobaan yang dilakukan, rendemen terbesar diperoleh dengan menggunakan Alexanderwerk. Hal ini disebabkan ukuran partikel yang dihasilkan menggunakan multi mills yang cenderung lebih kecil dibandingkan dengan Alexanderwerk. Faktor gravitasi mempengaruhi paparan yang menempel pada mesin. Pada kacang dadap hasilnya cenderung kecil dan bobot partikelnya jelas lebih rendah dibandingkan singkong, sehingga hasilnya mudah terpapar kesamping permukaan penampang mesin dan menyebabkan rendemennya lebih rendah dibandingkan singkong dengan mesin Alexanderwerk.

B. Saran
Supaya memperoleh penjelasan yang lebih pada mesin pengecil ukuran yang sering digunakan dalam industri pertanian sebaiknya percobaan dilakukan untuk semua jenis mesin. Hal ini akan memberikan rangsangan positif terhadap pemahaman mahasiswa akan cara kerja dan prinsip kerja alat pengecil ukuran secara keseluruhan.

Intergrated river management

Tugas Responsi Hari/ Tanggal : Selasa/ 8 Mei 2012
Manajemen Lingkungan Industri Dosen : Prof. Dr. Ir. Suprihatin

Integrated River Management

Disusun oleh:
1. Daud Geraldy S. F34100001
2. Ridha Alfhia F34100018
3. Feri Julianto F34100114
4. M. Adhi Baskara F34100134
5. Daniel Kristianto F34100151
6. Alfyandi F34100155

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sebagai salah satu hal yang berperan dalam siklus hidrologi, sungai haruslah dijaga agar dapat berperan dengan baik. Sungai yang tidak termanajemen akan menjadi potensi bahaya bagi kehidupan, terutama ketika terjadi luapan saat hujan ataupun adanya penambahan kuantitas air dari sumber mata air yang lain.
Sungai juga menjadi sumber penghidupan bagi banyak makhluk hidup baik dari mikroorganisme, tumbuhan, hewan serta manusia. Oleh karena itu untuk memanajemen sungai tersebut juga harus memperhatikan faktor-faktor untuk menjaga ekosistem sebagai tempat hidup.Selain itu, diperlukan sebuah manajemen yang terpadu untuk mengelola sungai agar tidak begitu memberikan ancaman bahaya bagi populasi yang disekitarnya

1.2 Tujuan

1. Mengetahui Definisi Sungai secara umum
2. Mengklasifikasikan Sungai
3. Memahami Daerah Aliran Sungai (DAS)
4. mengetahui masalah dari Daerah Aliran Sungai (DAS)
5. Memberikan solusi dari permasalahan DAS
6. Mengetahui resiko pencemaran sungai

1.3 Rumusan Masalah

1. Apakah yang disebut sungai
2. Apakah yang disebut DAS
3. Mengapa DAS dapat bermasalah
4. Bagaimanakah pengendalian sungai yang terpadu

BAB II
ISI

2.1 Definisi Sungai

Sungai merupakan tempat air tawar mengalir yang datangnya dari hulu, baik dari gunung maupun air hujan. Menurut Anonim (2012), sungai merupakan bagian dari bentuk permukaan bumi yang terbentuk secara alamiah. Sungai juga menjadi kebutuhan bagi sebagian makhluk hidup termasuk manusia. Aliran airnya dapat digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik, selain itu kebutuhan akan air pun biasanya diambil dari sungai.
Sungai adalah salah satu bagian dari siklus hidrologi. Air dalam sungai umumnya terkumpul dari presipitasi, seperti hujan, embun, mata air, limpasan bawah tanah, dan di beberapa negara tertentu air sungai juga berasal dari lelehan es / salju. Selain air, sungai juga mengalirkan sedimen dan polutan. Air sungai mengalir dari tempat sumber air yang disebut hulu sungai hingga ke daerah hilir atau muara dan berakhir di laut (Anne, 2012).
Selain sebagai jalur air tawar sungai juga merupakan tempat ekosistem beberapa organisme, baik mikroorganisme hingga makroorganisme, ini merupakan hal yang penting untuk menjaga kelangsungan ekosistem yang bergantung pada sungai. Air sungai mengalir di atas tanah yang dibatasi tanggul, tetapi pada sungai buatan ada tanggul yang disusun oleh semen hal ini menyebabkan beberapa organisme tidak bisa hidup.

2.2 Klasifikasi Sungai

Berdasarkan sumber airnya, sungai dibagi atas sungai hujan, gletsyer dan campuran. Sedangkan jika berdasarkan aliran airnya sungai dibagi atas sungai konsekuen, inkonsekuen, subsekuen, obsekuen dan resekuen. Meskipun hingga saat ini seperti yang telah dikatakan di atas sungai juga dapat dibagi atas sungai alami dan sungai buatan. Sungai alami adalah sungai yang terbentuk atau tepatnya dibentuk oleh alam, berasal dari aliran air yang terjadi di atas daratan. Sedangkan sungai buatan adalah sungai yang dibuat oleh manusia, sungai berasal dari aliran air yang ditujukan untuk bermacam kebutuhan mulai dari sumber air hingga pembangkit energi (Anonim, 2010).
Sungai hujan banyak ditemui di daerah tropis, akibat memiliki iklim yang basah. Sungai gletser adalah sungai yang terbentuk akibat dari es yang mencair, biasanya sungai ini banyak ditemui di daerah kutub dan eropa bagian utara, akibat cuaca disana yang sangat dingin. Sungai campuran adalah sungai yang alirannya bersumber dari air hujan dan mencairnya es. Sungai ini dapat ditemui di daerah Papua. Daerah Aliran Sungai atau DAS adalah hamparan pada permukaan bumi yang dibatasi oleh punggungan perbukitan atau pegunungan di hulu sungai ke arah lembah di hilir. DAS oleh karenanya merupakan satu kesatuan sumberdaya darat tempat manusia beraktivitas untuk mendapatkan manfaat darinya. Agar manfaat DAS dapat diperoleh secara optimal dan berkelanjutan maka pengelolaan DAS harus direncanakan dan dilaksanakan dengan sebaik-baiknya.
Pengertian daerah aliran sungai (DAS) adalah keseluruhan daerah kuasa (regime) sungai yang menjadi alur pengatur (drainage) utama. Pengertian DAS sepadan dengan istilah dalam bahasa inggris drainage basin, drainage area, atau river basin. Sehingga batas DAS merupakan garis bayangan sepanjang punggung pegunungan atau tebing/bukit yang memisahkan sistem aliran yang satu dari yang lainnya. Dari pengertian ini suatu DAS terdiri atas dua bagian utama daerah tadah (catchment area) yang membentuk daerah hulu dan daerah penyaluran air yang berada di bawah daerah tadah.
Batas DAS kebanyakan tidak sama dengan batas wilayah administrasi. Akibatnya sebuah DAS bisa berada pada lebih dari satu wilayah administrasi. Ada DAS yang meliputi wilayah beberapa negara (misalnya DAS Mekong), beberapa wilayah kabupaten (misalnya DAS Brantas), atau hanya pada sebagian dari suatu kabupaten.
Tidak ada ukuran baku (definitif) suatu DAS, ukurannya mungkin bervariasi dari beberapa hektar sampai ribuan hektar. DAS Mikro atau tampungan mikro (micro catchment) adalah suatu cekungan pada bentang lahan yang airnya mengalir pada suatu parit. Parit tersebut kemungkinan mempunyai aliran selama dan sesaat sesudah hujan turun (intermitten flow) atau ada pula yang aliran airnya sepanjang tahun (perennial flow) (Fahmudin dan Widianto, 2004). Sebidang lahan dapat dianggap sebagai DAS jika ada suatu titik penyalur aliran air keluar dari DAS tersebut. Sebuah DAS yang menjadi bagian dari DAS yang lebih besar dinamakan sub DAS; merupakan daerah tangkapan air dari anak sungai.

2.3 Ruang Lingkup Daerah Aliran Sungai (DAS)

Menurut Fahmudin dan Widianto (2004), DAS dapat dibagi ke dalam tiga komponen yaitu: bagian hulu, tengah dan hilir. Ekosistem bagian hulu merupakan daerah tangkapan air utama dan pengatur aliran. Ekosistem tengah sebagai daerah distributor dan pengatur air, sedangkan ekosistem hilir merupakan pemakai air. Hubungan antara ekosistem-ekosistem ini menjadikan DAS sebagai satu kesatuan hidrologis. Di dalam DAS terintegrasi berbagai faktor yang dapat mengarah kepada kelestarian atau degradasi tergantung bagaimana suatu DAS dikelola.
Di pegunungan, di dataran tinggi dan dataran rendah sampai di pantai dijumpai iklim, geologi, hidrologi, tanah dan vegetasi yang saling berinteraksi membangun ekosistem. Setiap ekosistem di dalam DAS memiliki komponen hidup dan tak-hidup yang saling berinteraksi. Memahami sebuah DAS berarti belajar tentang segala proses-proses alami yang terjadi dalam batas sebuah DAS.

Sebuah DAS yang sehat dapat menyediakan:
• Unsur hara bagi tumbuh-tumbuhan
• Sumber makanan bagi manusia dan hewan
• Air minum yang sehat bagi manusia dan makhluk lainnya
• Tempat berbagai aktivitas manusia dan hewan

2.4 Permasalahan DAS

Beberapa proses alami dalam DAS bisa memberikan dampak menguntungkan kepada sebagian kawasan DAS tetapi pada saat yang sama bisa merugikan bagian yang lain. Banjir di satu sisi memberikan tambahan tanah pada dataran banjir tetapi untuk sementara memberikan dampak negatif kepada manusia dan kehidupan lain.
Masalah DAS pada dasarnya dapat dibagi menjadi:
a. Kuantitas (jumlah) air
o Banjir dan kekeringan
o Menurunnya tinggi muka air tanah
o Tingginya fluktuasi debit puncak dengan debit dasar.
b. Kualitas air
o Tingginya erosi dan sedimentasi di sungai
o Tercemarnya air sungai dan air tanah oleh bahan beracun dan berbahaya
o Tercemarnya air sungai dan air danau oleh hara seperti N dan P (eutrofikasi)
Masalah ini perlu dipahami sebelum dilakukan tindakan pengelolaan DAS. Sebagai contoh, apabila masalah utama DAS adalah kurangnya debit air sungai untuk menggerakkan turbin pembangkit listrik tenaga air (PLTA), maka penanaman pohon secara intensif tidak akan mampu meningkatkan hasil air. Seperti telah diterangkan terdahulu, pohon-pohonan mengkonsumsi air lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman pertanian semusim dan tajuk pohon-pohonan mengintersepsi sebagian air hujan dan menguapkannya kembali ke udara sebelum mencapai permukaan tanah.
Masalah utama suatu DAS adalah kerawanan terhadap banjir maka teknik yang dapat ditempuh adalah dengan mengusahakan agar air lebih banyak meresap ke dalam tanah di hulu dan di bagian tengah DAS. Usaha ini dapat ditempuh dengan menanam pohon dan/atau dengan tindakan konservasi sipil teknis seperti pembuatan sumur resapan, rorak dan sebagainya.
Apabila yang menjadi masalah DAS adalah tingginya sedimentasi di sungai maka pilihan teknik konservasi yang dapat dilakukan adalah dengan memperbaiki fungsi filter dari DAS. Peningkatan fungsi filter dapat ditempuh dengan penanaman rumput, belukar, dan pohon pohonan atau dengan membuat bangunan jebakan sedimen (sediment trap). Apabila menggunakan metode vegetatif, maka penempatan tanaman di dalam suatu DAS menjadi penting. Penanaman tanaman permanen pada luasan sekitar 10% saja dari luas DAS, mungkin sudah sangat efektif dalam mengurangi sedimentasi ke sungai asalkan tanaman tersebut ditanam pada tempat yang benar-benar menjadi masalah, misalnya pada zone riparian (zone penyangga di kiri kanan sungai).
Apabila suatu DAS dihutankan kembali maka pengaruhnya terhadap tata air DAS akan memakan waktu puluhan tahun. Pencegahan penebangan hutan jauh lebih penting dari pada membiarkan penebangan hutan dan menanami kembali lahan gundul dengan pohonpohonan.
Lagipula apabila penanaman pohon dipilih sebagai metode pengatur tata air DAS, penanamannya harus mencakup sebagian besar wilayah DAS tersebut. Jika hanya 20- 30% dari wilayah DAS ditanami, pengaruhnya terhadap tata air mungkin tidak nyata.

2.5 Manajemen DAS

Penyebaran tanaman kayu-kayuan secara merata dalam suatu DAS tidak terlalu memberikan arti dalam menurunkan sedimentasi. Menurut Fahmudin dan Widianto (2004), berikut masalah DAS dan alternatif teknologi yang dapat dipilih untuk mengatasinya.
Dalam memanajemen sungai hal yang terlebih dahulu harus diperhatikan adalah bagaimana memanajemen biosfer pada umumnya. Seperti yang kita ketahui biosfer bukan hanya untuk tempat tinggal manusia, banyak organisme lainnya yang bergantung pada biosfer yang kita tempati ini. Dalam memanajemen sungai tidak hanya mengalirkan air pada tempat yang kita butuhkan akan tetapi juga tidak merusak ekosistem.
Dalam proses mengalirnya, sungai dapat tercemar. Air yang tercemar adalah air yang apabila warna, bau, dan rasanya berubah. Biasanya sungai dicemari oleh perbuatan buruk manusia. Contohnya adalah membuang sampah rumah tangga ke sungai dan aktifitas pembuangan limbah industri. Sampah yang dibuang tidak hanya sampah organik, namun ada juga sampah non-organik yang sulit terdegradasi. Walaupun sudah ada peringatan jangan membuang sampah, tetap saja slogan tersebut tidak diindahkan.
Pada industri-industri yang lokasinya dekat dengan sungai, pembuangan limbahnya akan dialirkan ke sungai. limbah yang dibuang dari beberapa industri mengandung logam berat seperti merkuri yang dapat mencemari sungai.
Dengan tercemarnya sungai, dapat disebutkan akibat yang ditimbulkan dari beberapa aspek, antara lain : 1) Kesehatan umumnya, penyebab yang ditimbulkan akan berisiko pada kesehatan. Penyakit seperti diare dan gangguan pencernaan akan diderita bagi siapa saja mengkonsumsi air yang tercemar. 2) Ekonomi, air sungai yang tercemar akan mengganggu stabilitas ekonomi. Kebutuhan akan air bersih sangat diperhatikan oleh orang-orang. Jika air bersih sedikit jumlahnya, maka diperlukan teknologi – memerlukan investasi – yang dapat mengolah air yang tercemar. Pada akhirnya, hal ini pun menjadi suatu pemborosan. Selain itu, dari populasi ikan yang hidup di sungai akan berkurang jumlahnya. Hal ini dapat merugikan warga yang berprofesi sebagai penangkap ikan atau nelayan. 3) Ekologi, jika ditinjau dari aspek ini, bahaya yang ditimbulkan berasal dari ancaman banjir. Banjir dapat mengganggu interaksi komponen abiotik dan biotik yang berada di sekitar sungai. 4). Sosial, banjir juga dapat merusak tempat tinggal atau rumah warga. Hal ini menyebabkan banyak warga yang harus mengungsi ke pos-pos pengungsian. Sehingga banyak aktifitas yang terhambat, seperti anak-anak yang tidak bisa bermain seperti biasanya. 5) Budaya, akibat banjir anak-anak jadi sulit untuk pergi sekolah, bahkan diliburkan.
Banjir merupakan kondisi dimana keadaan sungai meluap hingga masuk ke dataran. Banjir dapat terjadi akibat buruknya penyaluran air. Hal ini umumnya disebabkan karena banyaknya sampah yang tergenang atau membangun rumah di bantaran sungai. Di ibukota Jakarta, hampir setiap tahunnya mengalami bencana banjir yang bersumber dari sungai ciliwung. Di daerah tersebut pintu air tidak dapat menampung air dan sampah yang mengapung sehingga ketika terjadi penambahan kuantitas air terjadi luapan. Untuk itu diperlukan penanganan yang baik terhadap sungai agar dapat mengurangi resiko banjir.
Masalah utama yang dihadapi dalam pengaturan aliran air adalah bagaimana air tersebut dapat digunakan untuk kebutuhan manusia serta tidak menyebabkan adanya luapan ketika terjadi penambahan kuantitas air pada sungai. Beberapa manfaat dalam pengaturan aliran sungai seperti pembangkit tenaga listrik dan pengairan pada sawah telah banyak dilakukan sampai saat ini, cara yang umum digunakan adalah adanya pembuatan pintu air di daerah hilir.
Pintu air ini berfungsi mengatur aliran air yang digunakan untuk keperluan manusia serta jika terjadi luapan akan dapat di keluarkan atau dibuka untuk langsung mengalir ke laut. Pintu air ini menahan aliran air sesuai kapasitas yang diperlukan yang dapat dimanfaatkan, serta di beberapa tempat dijadikan tempat budidaya ikan air tawar.

2.6 Manajemen Banjir

Dalam mengatasi segala ancaman bahaya yang ditimbulkan sungai, maka diperlukan manajemen dalam hal pengendalian sungai tersebut. Salah satu ancaman yang paling dikhawatirkan adalah bencana banjir. Berikut akan dijelaskan berbagai macam pengendalian yang dapat dilakukan.
Ada berbagai macam cara pengendalian ancaman bahaya banjir, antara lain : kesiapsiagaan menghadapi banjir dan penanggulangan bencana banjir. Kesiapsiagaan menghadapi banjir merupakan langkah awal untuk mengatasi resiko bencana ini. Kesiapsiagaan ini dapat memberikan kita kesempatan untuk mengamankan sesuatu yang perlu diamankan. Kesiapsiagaan dapat kita ketahui dari ramalan-ramalan yang ditayangkan oleh media, komunikasi yang efektif, dan pemberitaan.
Langkah kedua adalah penanggulangan bencana banjir. Cara yang dapat dilakukan antara lain: 1) mencegah pembuangan sampah di sungai, 2) pemindahan rumah-rumah warga yang berada di bantaran sungai, 3) memperbaiki daerah aliran sungai.

BAB III
PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Sungai adalah salah satu bagian dari siklus hidrologi. Air dalam sungai umumnya terkumpul dari presipitasi, seperti hujan,embun, mata air, limpasan bawah tanah, dan di beberapa negara tertentu air sungai juga berasal dari lelehan es / salju. Selain air, sungai juga mengalirkan sedimen dan polutan. Air sungai mengalir dari tempat sumber air yang disebut hulu sungai hingga ke daerah hilir atau muara dan berakhir di laut.
Berdasarkan sumber airnya, sungai dibagi atas sungai hujan, gletsyer dan campuran. Sedangkan jika berdasarkan aliran airnya sungai dibagi atas sungai konsekuen, inkonsekuen, subsekuen, obsekuen dan resekuen. Meskipun hingga saat ini seperti yang telah dikatakan di atas sungai juga dapat dibagi atas sungai alami dan sungai buatan.
Menurut Fahmudin dan Widianto (2004), DAS dapat dibagi ke dalam tiga komponen yaitu: bagian hulu, tengah dan hilir. Dalam memanajemen sungai hal yang terlebih dahulu harus diperhatikan adalah bagaimana memanajemen biosfer pada umumnya. Seperti yang kita ketahui biosfer bukan hanya untuk tempat tinggal manusia, banyak organisme lainnya yang bergantung pada biosfer yang kita tempati ini. Dalam memanajemen sungai tidak hanya mengalirkan air pada tempat yang kita butuhkan akan tetapi juga tidak merusak ekosistem.

3.2 Saran

Sebaiknya pengelolaan sungai yang terpadu harus segera diterapkan di berbagai daerah di Indonesia, terutama pada daerah-daerah yang sering mengalami banjir. Serta masyarakat disadarkan akan pentingnya pengendalian aliran sungai yang sehat agar tidak terjadi bermacam bahaya baik fisik, ekonomi hingga kesehatan.

DAFTAR PUSTAKA

Ahira, Anne (2012). Mengenal Jenis Sungai. http://www.anneahira.com/jenis-sungai.htm .[terhubung berkala] 5 Mei 2012

Anonim (2010). Pengertian dan Macam-macam Sungai. http://id.shvoong.com/writing-and-speaking/2068816-pengertian-dan-macam-macam-sungai/ [terhubung berkala] 5 Mei 2012

Anonim (2012). Sungai. http://id.wikipedia.org/wiki/Sungai [tehubung berkala] 5 Mei 2012

Fahmudin, Agus dan Widianto (2004). Petunjuk Praktik Konservasi Tanah Pertanian Lahan Kering . Bogor: World Agroforestry Centre ICRAF Southeast Asia. Hal 3 – 4

Pemisahan bahan

Dalam industri khususnya yang menggunakan bahan-bahan pertanian, dibutuhkan banyak proses untuk mendapatkan hasil yang terbaik diantaranya adalah pemisahan bahan. Pemisahan bahan bertujuan agar bahan yang ingin diproses adalah bahan yang murni dan tidak ada campuran bahan lain atau juga agar bahan yang digunakan lebih mudah untuk diproses.
Pemisahan bahan pada dasarnya ada 2 jenis, yaitu pemisahan mekanis dan pemisahan kontak keseimbangan bahan, ini dibedakan menurut prinsip kerja dari pemisah tersebut. Pemisahan mekanis adalah pemisahan yang dalam prosesnya tidak merubah fase dari bahan yang digunakan, contohnya seperti pengayakan (screen), pengendapan, filtrasi (penyaringan), pengkompresan dan penghembusan. Sedangkan pemisahan kontak keseimbangan bahan menggunakan sifat-sifat dari bahan yang ingin dipisah seperti titik didih atau titik kristal. Contoh proses dari pemisahan ini adalah distilasi, kristalisasi, absorbsi, ekstraksi dan sublimasi (anonim, 2010).
Pada praktikum kali ini dipelajari tentang separator mekanis yang menggunakan proses pengayakan dan pengendapan. Alat yang menggunakan prinsip pengayakan adalah vibrating screen dan yang menggunakan prinsip pengendapan adalah settling tank.
Vibrating screen adalah alat pemisah bahan padatan yang lebih halus dengan bahan yang kasarnya, contohnya seperti tepung. Untuk pemisahan bahan dalam skala industri digunakan pengayakan atau screening sedangkan untuk skala laboratorium digunakan penyaringan atau sieving(Prabowo, 2009). Vibrating screen bekerja dengan menggunakan lapisan berlubang yang berukuran sangat kecil sehingga hanya bisa dilewati bahan yang sangat halus, jika pada industri rumah tangga biasanya hanya menggunakan alat pengayakan yang digerakkan oleh tangan tetapi pada industri besar digunakan vibrating screen yang digerakkan oleh motor. Lapisan(screen) yang digunakan memiliki lubang-lubang kecil yang ukurannya biasa disebut mesh. Mesh adalah banyak lubang yang terdapat pada lapisan screening per inch. Semakin tinggi nilai Meshnya maka semakin halus hasil yang didapatkan dari screening tersebut.
Vibrating screen memiliki beberapa komponen yaitu lapisan(screen), vibrator(penggetar), saluran hasil dan saluran sisa. Screen seperti dijelaskan di atas adalah komponen utamanya, vibrator pada alat ini menggunakan tenaga listrik atau sederhananya dapat menggunakan motor listrik yang dipasang untuk menggetarkan tabung untuk screening. Saluran hasil untuk menampung hasil screening dan saluran sisa untuk bahan yang masih berukuran besar dan tidak melewati screening.
Settling tank adalah alat yang digunakan untuk pengendapan, yang mana digunakan untuk pemisahan bahan cairan dan padatannya. Alat ini bekerja mengandalkan gaya gravitasi dan selisih massa jenis dari bahan yang ingin dipisahkan. Campuran cairan dan padatan yang didiamkan di dalam settling tank lama-kelamaan akan menghasilkan endapan, dimana endapan tersebut karena ada gaya untuk membentuk sedimennya (anonim, 2012). Proses pengendapan ini dipengaruhi juga oleh luas permukaan dari settling tank tersebut, karena semakin luas permukaannya maka semakin lebar tempat untuk terjadinya pengendapan.
Namun hal ini tidak dipengaruhi oleh ketinggian dari settling tank, karena walaupun ketinggiannya berubah, daerah dan gravitasi yang digunakan untuk pengendapan tetap sama. Yang penting dari pengendapan adalah beda dari massa jenis cairan dan padatan tersebut serta gaya yang diberikan untuk pengendapannya. Jika massa jenisnya lebih besar maka zat tersebut akan berada di bawah permukaan settling tank dan semakin besar gaya yang diterima juga lebih cepat menghasilkan endapan.
Kedua alat tersebut banyak digunakan di beberapa industri pertanian, karena pemisahan bahan juga adalah hal yang sangat penting dalam menghasilkan produk yang baik. Alat vibrating screen contohnya digunakan dalam pemisahan atau pembersihan tepung dalam banyak industri pangan. Pembersihan menggunakan alat ini juga dapat ditemukan pada industri palm oil, karena palm oil sangat kental maka digunakan screening untuk membersihkan kotoran hasil dari pemisahan ‘oil’nya dari bahan baku(anonim, 2010). Serta pada pabrik-pabrik pertambangan, vibrating screen digunakan untuk pembersihan barang tambang dari debu dan pasir.
Untuk settling tank banyak juga digunakan dalam industri produk-produk pangan. Misalnya pada pembuatan produk tahu dan tempe, pemisahan antara kedelai dan kulitnya, serat dan kotorannya. Alat ini juga banyak digunakan pada pengolahan limbah pada tingkat proses fisiknya. Selain itu pada pengolahan limbah terkadang menggunakan pemisahan campuran yaitu memakai cara penyaringan dan pengendapan sekaligus(Musanif, 2009). Dalam industri palm oil juga digunakan settling tank, yaitu pada pemisahan antara minyak sawit impuriti dan minyak sawit yang masih memiliki kandungan airnya. Untuk proses di atas alat settling tank yang digunakan menggunakan tambahan pemanas, karena prinsip minyak yang memiliki perbedaan berat jenis pada suhu yang berbeda(anonim, 2012).
Seperti telah disebut di awal, pemisahan juga ada yang menggunakan sifat-sifat dari bahan yang ingin dipisah. Pemisahan ini adalah sublimasi, kristalisasi, distilasi, ekstraksi, dan absorbsi. Biasanya pemisahan ini menggunakan bahan cairan dan padatannya meskipun ada yang dari padatan langsung menjadi uap.
Sublimasi merupakan metode pemisahan campuran dengan menguapkan zat padat tanpa melalui fasa cair terlebih dahulu sehingga kotoran yang tidak menyublim akan tertinggal. bahan-bahan yang menggunakan metode ini adalah bahan yang mudah menyublim, seperti kamfer dan iod.
Kristalisasi merupakan metode pemisahan untuk memperoleh zat padat yang terlarut dalam suatu larutan. Dasar metode ini adalah kelarutan bahan dalam suatu pelarut dan perbedaan titik beku. Contoh proses kristalisasi dalam kehidupan sehari-hari adalah pembuatan garam dapur dari air laut dan pembuatan gula putih dari tebu.
Destilasi merupakan metode pemisahan untuk memperoleh suatu bahan yang berwujud cair yang terkotori oleh zat padat atau bahan lain yang mempunyai titik didih yang berbeda. Ekstraksi merupakan metode pemisahan dengan melarutkan bahan campuran dalam pelarut yang sesuai. Dasar metode pemisahan ini adalah kelarutan bahan dalam pelarut tertentu.
Adsorbsi merupakan metode pemisahan untuk membersihkan suatu bahan dari pengotornya dengan cara penarikan bahan pengadsorbsi secara kuat sehingga menempel pada permukaan bahan pengadsorbsi. Penggunaan metode ini dipakai untuk memurnikan air dari kotoran renik atau mikroorganisme, memutihkan gula yang berwarna coklat karena terdapat kotoran (anonim, 2010).

Daftar Pustaka

Anonim (2010). Metode Pemisahan Campuran. http://omiimo.files.wordpress.com/2010/05/metode-pemishn-cmprn.pdf. [terhubung berkala] 25 april 2012
Anonim (2012). Continuous Settling Tank. http://mypalmoilindustry.blogspot.com/2012/02/continous-settling-tank.html. [terhubung berkala] 25 april 2012
Anonim, 2010. Proses Pengolahan Minyak kelapa sawit (Crude Palm Oil). http://kampongpergam.wordpress.com/tag/pabrik-kelapa-sawit. [terhubung berkala] 25 april 2012
Anonim, 2012. Settling. http://en.wikipedia.org/wiki/Settling . [terhubung berkala] 25 april 2012
Musanif, Jamil (2009). Pedoman Desain Teknik IPAL Agroindustri. 202.43.189.41/layanan_informasi/pengolahan_hasil_pertanian/draft_pedoman_desain_teknik_ipal_agroindustri.pdf [terhubung berkala] 25 april 2012

Limbah Pada Industri Kertas

Limbah merupakan buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestic (rumah tangga atau yang lebih dikenal sabagai sampah), yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomis. Jenis sampah ini pada umumnya berbentuk padat dan cair.
Pabrik kertas menghasilkan limbah cair yang mengandung logam berat jenis Hg dan Cu. Limbah cair tersebut berupa bubur kertas encer yang apabila dibuang sembarangan akan mengakibatkan pencemaran lingkungan.Bahan kimia dalam air limbah pabrik kertas seperti sulfite, fenol, klorin, metal merkaptan sangat membahayakan kehidupan biota perairan, dapat mengendap ke dasar perairan dan mengganggu keseimbangan dan kelestarian kehidupan perairan. Tingginya kebutuhan oksigen untuk menguraikan limbah pabrik kertas akan menurunkan kadar oksigen terlarut (DO) dalam air dan dapat menyebakan kondisi anoksik di perairan, sehingga tidak dapat dihuni lagi oleh biota alami.
Industri kertas menggunakan air dalam jumlah yang sangat besar, sehingga dapat mengancam keseimbangan air pada lingkungan sekitarnya karena akan mengurangi jumlah air yang diperlukan makhluk perairan sungai dan mengubah suhu air. Limbah pabrik kertas dapat menyebabkan kelainan reproduktif pada plankton dan invertebrate yang menjadi makanan ikan serta kerang-kerangan. Sludge pabrik kertas yang dibuang ke Kali menimbulkan pendangkalan sungai dan membunuh tumbuhan air di tepi sungai karena tumbuhan tersebut tertutupi oleh lapisan bubur kertas. Limbah sludge tersebut mestinya tidak dibuang ke sungai bersama air limbah tetapi diendapkan dan dikeringkan untuk kemudian dibuang secara sanitary land fill atau dibakar agar tidak mencemari tanah,airdanudara.
Sludge pabrik kertas sebenarnya dapat di tangani dengan cara air limbah tersebut diendapkan terlebih dahulu dan kemudian dikeringkan untuk selanjutnya dibuang secara sanitary land fill atau dibakar agar tidak mencamari tanah, air dan udara. Ada juga Limbah pabrik kertas dapat didaur ulang menjadi karton yang memiliki nilai jual tinggi.Karton hasil pengolahan limbah pabrik kertas ini disebut dengan kertas gembos. Proses pembuatannya relative sederhana. Sludge dan kertas pemulung diproses menjadi bubur kertas. Kemudian dicetak menjadi lembaran dengan ukuran 66 x 78 cm. Setelah itu, dijemur di bawah terik matahari selama empat jam.Kemudian dihaluskan dengan rol kalender.Kemudian di pak dengan berat 25 kg.Hal ini tentu saja terasa lebih bernilai ekonomis serta dapat mengurangi dampak terhadap lingkungan.
Pencemaran lingkungan yang disebabkan industri kertas antara lain :
a. Membunuh ikan, kerang dan invertebrata akuatik lainnya
b. Memasukkan zat kimia karsinogen dan zat pengganggu aktivitas hormon ke dalam lingkungan
c. Menghabiskan jutaan liter air tawar
d. Menimbulkan risiko terpaparnya masyarakat oleh buangan zat kimia berbahaya dari limbah industri yang mencemari lingkungan.
Zat pencemar dari proses pembuatan kertas yang berpotensi mencemari lingkungan dibagi menjadi 4 kelompok yaitu :
(1) Efluen limbah cair:
(a) Padatan tersuspensi yang terdiri dari partikel kayu, serat, pigmen, debu dan sejenisnya
(b) Senyawa organik koloid terlarut serat hemisellulosa, gula, lignin, alkohol, terpentin, zat pengurai serat, perekat pati dan zat sintetis yang menghasilkan BOD tinggi.
(c) Limbah cair berwarna pekat yang berasal dari lignin dan pewarna kertas
(d) Bahan anorganik terlarut seperti NaOH, Na2SO4, klorin dan lain-lain
(e) Limbah panas
(f) Mikroorganisme seperti golongan bakteri coliform
(2) Partikulat:
(a) Abu dari pembakaran kayu bakar dan sumber energi lain
(b) Partikulat zat kimia terutama yang mengandung Na dan Ca
(3) Gas:
(a) Gas sulfur yang berbau busuk seperti merkaptan dan H2S yang dilepaskan dari berbagai tahap dalam proses kraft pulping dan proses pemulihan bahan kimia
(b) Oksida sulfur dari pembakaran bahan bakar fosil, kraft recovery furnace dan lime
(a) Kiln
(b) Uap yang akan membahayakan karena mengganggu jarak pandangan
(4) Solid Wastes:
(a) Sludge dari pengolahan limbah primer dan sekunder
(b) Limbah padat seperti potongan kayu dan limbah pabrik lainnya

Limbah cair industri pulp and paper tersebar ke seluruh ekosistem di sekitarnya.Dalam percobaan laboratorium, efluen industri kertas menyebabkan penyimpangan reproduktif pada zooplankton dan invertebrata yang merupakan prey dari ikan serta kerusakan genetik dan reaksi sistem kekebalan tubuh pada ikan.Hal ini menyebabkan penurunan keanekaragaman hayati sungai dan berkurangnya sumber pangan hewani masyarakat di sekitar sungai.
Sebagian besar industri kertas menggunakan pemutih yang mengandung klorin. Klorin akan bereaksi dengan senyawa organik dalam kayu membentuk senyawa toksik seperti dioksin. Dioksin ditemukan dalam proses pembuatan kertas, air limbah (efluen), bahkan di dalam produk kertas yang dihasilkan.
Program minimisasi limbah yang efektif akan mengurangi biaya produksi dan beban pelaksanaan peraturan pengelolaan limbah berbahaya sehingga akan meningkatkan efisiensi, kualitas produk dan hubungan yang baik dengan masyarakat. Teknik minimasi limbah yang dapat membantu mengurangi jumlah limbah yang dihasilkan mencakup :
• Perencanaan produksi dan tahapannya
• Penyesuaian peralatan/proses atau modifikasi
• Penggantian (substitusi) bahan baku
• Pemisahan (segregasi) limbah
• Daur ulang bahan
• Pelatihan dan pengawasan para pekerja operator juga merupakan bagian penting dalam keberhasilan program ini.
Berbagai cara untuk mencapai minimisasi limbah mencakup tiga bagian utama yaitu :
a. Pengurangan dari sumbernya, mencakup pemeliharan dan perawatan yang baik (good house keeping) dengan menerapkan kebiasaan baru dalam pengoperasian dan pemeliharan alat industri antara lain dengan mencegah terjadinya ceceran dan tumpahan bahan. Perubahan dalam proses produksi juga dapat dilakukan yang mencakup perubahan input bahan, pengawasan proses yang lebih ketat, modifikasi peralatan dan perubahan teknologi. Pemeliharaan peralatan dan lingkungan pabrik, pemilihan peralatan yang sesuai dengan proses produksi kertas yang diinginkan dan pengoperasian peralatan dengan benar juga ikut mengurangi limbah dari sumbernya.
b. Daur ulang, dengan melakukan recovery bahan dan energi bekas pakai untuk digunakan kembali dalam proses berikutnya.
c. Modifikasi produk, untuk meningkatkan usia produk (tahan lama), untuk mempermudah daur ulang dan minimisasi dampak lingkungan dari pembuangan produk tersebut.

KUANTIFIKASI MIKROORGANISME

Pengukuran kuantifikasi populasi mikroorganisme sering kali amat diperlukan di dalam berbagai macam penelaahan mikrobiologis. Pada hakikatnya terdapat 2 macam pengukuran dasar, yaitu penentuan jumlah sel dan penentuan massa sel. Pengukuran jumlah sel biasanya dilakukan bagi organisme bersel tunggal (misalnya bekteri), sedangkan penentuan massa sel dapat dilakukan tidak hanya bagi organisme bersel tunggal tetapi juga bagi organisme berfilamen (misalnya kapang). Ada berbagai macam cara untuk mengukur mikroorganisme, antara lain dengan hitungan cawan (plate count/ TPC), hitungan mikroskopis langsung (DMC), hitungan secara MPN (Most Probable Number), dan secara turbidimetrik.
Metode Hitungan Cawan (TPC)
Metode hitungan cawan didasarkan pada anggapan bahwa setiap sel yang dapat hidup akan berkembang menjadi satu koloni. Jadi jumlah koloni yang muncul oada cawan merupakan suatu indeks bagi jumlah organisme yang dapat hidup yang terkandung di dalam sampel. Teknik yang harus dikuasai dalam teknik ini ialah mengencerkan sampel dan mencawankan hasil pengenceran tersebut. Stelah inkubasi, jumlah koloni m,asing-masing cawan diamati. Untuk memenuhi persyaratan statistic, cawan yang dipilih untuk penghitungan koloni ialah mengandung antara 30 sampai 300 koloni. Karena jumlah mikroorganisme dalam sampel tidak diketahui sebelumnya, maka untuk memperoleh sekurang-kurangnya satu cawan yang mengandung koloni dalam jumlah yang memenuhi syarat tersebut maka harus dilakukan sederet pengenceran dan pencawanan. Jumlah organisme yang terdapat dalam sampel asal ditentukan dengan mengalikan jumlah koloni yang terbentuk dengan faktor pengenceran pada cawan yang bersangkutan

Metode Hitungan Mikroskopis Langsung (DMC)
Pada metode hitungan mikroskopis langsung, sampel ditaruh di suatu ruang hitung (seperti hemasitometer) dan jumlah sel dapat ditentukan secara langsung dengan bantuan mikroskop. Keuntungan metode ini adalah pelaksanaannya cepat dan tidak memerlukan banyak peralatan. Namun kelemahannya ialah tidak membedakan sel-sel yang hidup dari yang mati; dengan perkataan lain hasil yang diperoleh ialah jumlah total sel yang ada di dalam populasi. Pada beberapa macam sel eukariotik, penambahan zat warna tertentu (misalnya biru meteilena sebanyak 0,1%) pada sampel yang akan dihitung dapat membedakan sel hidup dan sel mati. Pada sel khamir misalnya baik sel hidup maupun sel mati akan menyerap biru metilena namun hanya sel hidup mampu mereduksi warna tersebut secara enzimatik menjadi tidak berwarna; jadi sel-sel mati akan tampak berawarna biru.
Kelemahan lain metode hitungan mikroskopis langsung ialah sulitnya menghitung sel yang berukuran sangat kecil seperti bakteri karena ketebalan hemasitometer tidak memungkinkan digunakannya lensa obyektif celup minyak. Hal ini biasanya diatasi dengan cara mewarnai sel sehingga menjadi lebih mudah dilihat. Kelemahan lain lagi ialah kadang-kadang sel cenderung bergerombol sehingga sukar membedakan sel-sel individu. Cara mengatasinya ialah mencerai-beraikan gerombolan sel-sel tersebut dengan menambahkan bahan anti gumpal seperti dinatrium etilenadiaminatetraasetat dan Tween 80 sebanyak 0,1 persen.

Metode MPN (Most Probable Number)
MPN adalah metode enumerasi mikroorganisme yang menggunakan data dari hasil pertumbuhan mikroorganisme pada medium cair spesifik dalam seri tabung yang ditanam dari sampel padat atau cair yang ditanam berdasarkan jumlah sampel atau diencerkan menurut tingkat seri tabungnya sehingga dihasilkan kisaran jumlah mikroorganisme yang diuji dalam nilai MPN/satuan volume atau massa sampel. Prinsip utama metode ini adalah mengencerkan sampel sampai tingkat tertentu sehingga didapatkan konsentrasi mikroorganisme yang pas.sesuai dan jika ditanam dalam tabung menghasilkan frekuensi pertumbuhan tabung positif “kadang-kadang tetapi tidak selalu”. Semakin besar jumlah sampel yang dimasukkan (semakin rendah pengenceran yang dilakukan) maka semakin “sering” tabung positif yang muncul. Semakin kecil jumlah sampel yang dimasukkan (semakin tinggi pengenceran yang dilakukan) maka semakin “jarang” tabung positif yang muncul. Jumlah sampel/pengenceran yang baik adalah yang menghasilkan tabgung positif “kadang-kadang tetapi tidak selalu”. Semua tabung positif yang dihasilkan sangat tergantung dengan probabilitas sel yang terambil oleh pipet saat memasukkanya ke dalam media. Oleh karena itu homogenasi sangat mempengaruhi metode ini. Frekuensi positif (ya) atau negative (tidak) ini menggambarkan konsentrasi mikroorganisme pada sampel sebelum diencerkan.
Terdapat beberapa asumsi yang diterapkan dalam metode MPN, yaitu : Pertama, bakteri terdistribusi sempurna dalam sampel. Kedua, sel bakteri terpisah-pisah secara individu, tidak dalam bentuk rantai atau kumpulan. Ketiga, media yang dipilih telah sesuai untuk pertumbuhan bakteri target dalam suhu dan waktu inkubasi tertentu sehingga minimal satu sel hidup mampu menghasilkan tabung positif selama masa inkubasi tersebut. Keempat, jumlah yang didapatkan menggambarkan bakteri yang hidup (viable) saja. Sel yang terluka dan tidak mampu menghasilkan tabung positif tidak akan terdeteksi.

Metode Turbidimetrik
Saat akan memeriksa konsentrasi sel sejumlah besar biakan, maka metode hitung cawan bukanlah pilihan yang baik karena tidak hanya memakan waktu tetapi juga memerlukan media dan pecah-belah dalam jumlah besar. Untuk kasus demikian tersedia metode yang lebih cepat dan praktis, yaitu pengukuran kekeruhan biakan dengan fotokolorimeter. Namun agar data yang diperoleh dari pengukuran ini dapat dinyatakan sebagai konsentrasi organisme, diperlukan suatu kurva standar yang menyatakan korelasi antara kekeruhan biakan dengan jumlah organisme per ml biakan. Kurva semacam ini dapat diperoleh dengan cara menggunakan metode hitungan cawan untuk menentukan hitungan organisme di dalam biakan yang kekeruhannya diketahui. Sekali kurva standar ini diperoleh, maka sejumlah besar biakan organisme sejenis dapat dengan cepat diukur kekeruhannya dan konsentarsinya segera diketahui dengan cara membaca kurva standar tersebut.

HEAT TRANSFER, Mesin Pendingin dan Mesin Pemanas

Di dalam dunia industri terutama pada proses industri suatu bahan yang ingin diolah menjadi produk pasti mengalami beberapa perlakuan, di antara perlakuan tersebut terdapat proses yang menghasilkan perpindahan panas. Perpindahan panas ini bisa terjadi dari bahan ke mesin dan dari mesin ke lingkungan, biasanya perpindahan panas ini memang diperlukan untuk proses menghasilkan produk yang diinginkan dan terkadang juga terjadi perpindahan panas yang tidak diinginkan. Oleh karena itu untuk menjalankan proses yang dilakukan tentunya yang memelukan perpindahan panas memerlukan mesin pendingin serta mesin pemanas.
Efektivitas suatu heat exchanger didefinisikan sebagai perbandingan antara perpindahan panas yang diharapkan (nyata) dengan perpindahan panas maksimum yang mungkin terjadi dalam heat exchanger tersebut. Secara umum pengertian alat penukar panas atau heat exchanger, adalah suatu alat yang memungkinkan perpindahan panas dan bisa berfungsi sebagai pemanas maupun sebagai pendingin. Biasanya, medium pemanas dipakai uap lewat panas (super heated steam) dan air biasa sebagai air pendingin (cooling water). Penukar panas dirancang sebisa mungkin agar perpindahan panas antar fluida dapat berlangsung secara efisien. Pertukaran panas terjadi karena adanya kontak, baik antara fluida terdapat dinding yang memisahkannya maupun keduanya bercampur langsung begitu saja. Penukar panas sangat luas dipakai dalam industri seperti kilang minyak, pabrik kimia maupun petrokimia, industri gas alam, refrigerasi, pembangkit listrik. Salah satu contoh sederhana dari alat penukar panas adalah radiator mobil di mana cairan pendingin memindahkan panas mesin ke udara sekitar(anonim, 2012).
Pada dasarnya mesin pendingin tidak menghasilkan udara dingin langsung terhadap bahan atau mudahnya ruangan yang berisi bahan untuk didinginkan, karena mesin pendingin tidak langsung menurunkan suhu dari bahan tersebut. Ruangan yang digunakan untuk menurunkan suhu pada awalnya memiliki suhu ruang yang normal, dengan mesin pendingin suhu tersebut dapat diturunkan. Metode pengkondisian temperatur ruangan agar tetap berada di bawah temperatur lingkungan disebut refrigerasi, atau juga metode pendinginan.
Mesin pendingin menyerap panas yang berada di dalam ruangan dan menghasilkan udara dingin yang dilepaskan kembali ke ruangan, mesin ini ada yang untuk ruang terbuka dan untuk ruang tertutup contohnya untuk ruang terbuka adalah pada pendingin ruangan dan mesin pendingin ruang tertutup seperti kulkas/ refrigerator.
Mesin pendingin atau refrigerator dalam prosesnya memiliki beberapa tahap, yaitu evaporasi, kompresi dan kondensasi yang tahap tersebut berulang menjadi suatu siklus. Dalam pertukaran panas maka dibutuhkan sejumlah kalor, maka pada mesin pendingin misalnya kulkas, kalor yang diambil berasal dari bahan di dalamnya serta ruangannya, untuk memudahkan proses tersebut maka tekanan udara pada ruangan harus diturunkan terlebih dahulu proses ini disebut evaporasi. Alat yang bekerja dalam proses evaporasi sering disebut evaporator, alat ini juga berfungsi sebagai penukar panas saat semua proses telah dilalui sehingga membentuk siklus(Indra, 2004).
Di dalam evaporasi panas yang diambil dari ruangan didinginkan menggunakan refrigerant, refrigerant adalah bahan yang dapat digunakan untuk menurunkan temperatur uap yang berasal dari ruangan serta pada prakteknya panas yang diturunkan juga berasal dari mesin penyerap panasnya sendiri(Rasta, 2008).
Refrigerant yang digunakan untuk menurunkan temperatur uap haruslah memiliki sifat mudah diturun-naikkan temperaturnya, dapat diganti (reversible), sebaiknya fluida yang dapat dengan mudah berubah dari cair ke gas dan sebaliknya. Bahan yang bisa digunakan untuk menjadi refrigerant adalah air, amonia, sulfur dioksida, hidrokarbon tak-berhalogen, dan methana (anonim, 2012).
Setelah uap dari ruangan telah didinginkan oleh refrigerant maka diserap oleh kompresor, uap yang diserap dikumpulkan terlebih dahulu hingga tekanan yang cukup untuk proses kondensasi. Kompresor digerakkan dengan tenaga mesin penggerak seperti motor bakar, dan motor listrik. Tetapi sekarang motor bakar sudah jarang digunakan untuk mesin pendingin ruangan, kecuali untuk perkapalan, mesin pendingin yang digunakan memiliki motor bakar untuk kompresornya.
Kondensor diperlukan untuk membuang uap yang tidak digunakan lagi, uap yang datang dari kompresor dikondensasikan menjadi cairan dan dikeluarkan dari mesin pendingin. Uap yang datang harus bertekanan tinggi dan suhu yang rendah, panasnya keluar melalui permukaan rusuk-rusuk kondensor ke udara. Sebagai akibat dari kehilangan panas, bahan pendingin gas mula-mula didinginkan menjadi gas jenuh, kemudian mengembun berubah menjadi cair.
Pada kondensor terjadi pertukaran panas yang besar, maka dari itu bentuk kondesor berrongga-rongga yang menjadikan luas permukaan perpindahan panasnya semakin besar. Pada kondensor terjadi selisih panas yang tinggi sehingga pada kondensor ada bagian yang sangat panas dan ada bagian yang dingin. Selisih panas yang terjadi pada kondensor dialirkan kembali ke evaporate untuk keperluan penurunan tekanan berikutnya.
Dalam penggunaannya mesin pendingin memiliki manfaat untuk keperluan industri pada umumnya. Bahan yang disimpan di dalam refrigerator rata-rata menjadi tahan lama dan kesegarannya terjaga. Mesin ini juga bermanafaat untuk proses pengolahan yang memerlukan proses penurunan suhu dari bahan yang akan diolah karena mesin pendingin dapat diatur letaknya di dalam sistem produksi. Meskipun begitu terhadap bahan-bahan yang memiliki kadar air yang tinggi penggunaan mesin pendingin akan merubah tekstur dan sifat fisik dari bahan tersebut biasanya yang terjadi adalah pengkerutan, serta untuk bahan yang kadar air tinggi biasanya akan terlalu cepat membeku atau membentuk es.
Mesin perpindahan panas yang lainnya adalah mesin pemanas, jika mesin pendingin untuk menurunkan suhu bahan maka mesin pemanas melakukan hal yang sebaliknya, yaitu menaikkan suhu dari bahan, contoh sederhana dari mesin pemanas adalah oven.
Pada dasarnya di dalam pemanasan bahan mengalami pergerakkan molekul yang energinya berasal dari sumber panas, panas ini dapat mengalir melalui 3 cara, yaitu konduksi, konveksi dan radiasi. Konduksi adalah perpindahan panas yang melalui perantara selama perantaranya tidak berpindah dari sumber panas ke bahan. Konveksi adalah perpindahan panas yang melalui fluida, bahan yang dipanaskan mendapat pergerakkan dari zat yang menjadi penghantar panas. Sedangkan radiasi adalah perpindahan panas yang tanpa ada perantara zat, panas yang dihasilkan sangat besar dari sumber hingga sampai pada bahan yang dipanaskan.
Mesin pemanas sat ini banyak yang menggunakan tenaga listrik meskipun masih ada beberapa yang menggunakan tenaga bahan bakar. mesin dengan tenaga bahan bakar contohnya seperti oven yang dihubungkan dengan kompor, vacuum frying, dan mesin las. Mesin tersebut menggunakan bahan bakar yang dibakar seperti minyak tanah dan gas. Untuk mesin pemanas yang menggunakan tenaga listrik menggunakan sistem penyerap panas dari luar, menggunakan pemanasan yang menggunakan material panas yang langsung bersentuhan dengan bahan, dan menggunakan gelombang mikro. Dalam prosesnya energi panas yang datang dari sumber panas menjadikan bahan yang ingin dipanaskan mengalami perubahan energi sehingga menaikkan temperaturnya.
Penggunaan alat pemanas memiliki keuntungan tersendiri, yaitu untuk alat penukar panas yang memakai tenaga bakar cocok untuk pemanasan yang memang memerlukan panas yang tinggi dan cepat. Bahan yang ingin dipanaskan juga jika menggunakan pemanas ini bisa dalam jumlah besar. Tetapi kelemahan dari alat pemanas bakar ketika dipanaskan harus selalu diawasi karena pemanasan yang terjadi bisa saja terjadi browning sehingga mutu produk yang dihasilkan berkurang.
Dengan menggunakan pemanas yang berenergi listrik, dapat diatur dalam proses pemanasannya sehingga tidak terjadi pemanasan yang berlebihan dan mutu produk juga terjaga. Adapun demikian pemanas yang menggunakan tenaga listrik ini relatif lumayan lebih mahal dari yang menggunakan tenaga bakar, dan untuk penggunaan alat ini bahan yang ingin dipanaskan biasanya lebih sedikit. Tetapi untuk pemanas listrik dapat dengan mudah dipindahkan untuk keperluan industri.

MINIMISASI LIMBAH PADA INDUSTRI PULP DAN KERTAS

Zero Waste adalah sebuah konsep kuat yang menantang cara lama berpikir dan mengilhami sikap dan perilaku baru. Ini adalah pendekatan multifaset untuk menjaga kelestarian sumber daya bumi yang terbatas. Zero Waste memaksimumkan recycling, meminimumkan limbah, mengurangi konsumsi dan memastikan bahwa suatu produk dibuat untuk dapat digunakan kembali, diperbaiki atau di-recycle kembali ke alam maupun pasar. Konsep zero waste diartikan sebagai konsep untuk mengupayakan agar suatu kegiatan itu menghasilkan limbah dalam jumlah yang sekecil-kecilnya, bahkan kalau bisa, tidak menghasilkan limbah sama sekali. Upaya ini disebut sebagai minimisasi limbah.
Dalam minimisasi limbah terdapat tiga hal yang harus dilakukan, yaitu perubahan bahan baku industri, perubahan proses produksi, dan daur ulang limbah. Perubahan bahan baku dan perubahan proses produksi dimaksudkan untuk menekan jumlah limbah yang dihasilkan, termasuk di dalamnya adalah efisiensi pemakaian bahan-bahan penolong dalam proses produksi. Bila dalam proses produksi ini masih menghasilkan limbah, maka upaya minimisasi dilakukan dengan daur ulang atau pemanfaatan kembali limbah yang dihasilkan. Limbah yang dibuang ke lingkungan hanyalah limbah yang benar-benar tidak dapat dimanfaatkan kembali.

Perubahan Bahan Baku Industri
Pada industri pulp dan kertas, bahan baku utama yang digunakan adalah serat yang berasal dari tanaman (dengan kandungan utama berupa selulosa). Dalam proses produksinya, ditemukan adanya serat yang hilang dan terbawa bersama air limbah. Adanya serat dalam air limbah ini tentu akan menambah beban pada instalasi pengolahan air limbah yang pada akhirnya akan menambah beban pencemaran pada lingkungan (sungai). Oleh karena itu perlu dilakukan upaya menangkap kembali serat ini agar tidak terbuang dan dapat digunakan kembali sebagai bahan baku. Alat yang dapat digunakan untuk menangkap serat adalah disc filter. Disc filter mempunyai efisiensi penangkapan serat yang bervariasi tergantung pada kecepatan putaran dan jumlah serat yang digunakan sebagai pemancing yang disebut sweetener. Kadar serat dalam air sebelum dan setelah melewati disc filter, meliputi :
• white water, artinya air yang mengandung serat yang berasal dari proses produksi
• sweetener, artinya serat pancingan yang berfungsi sebagai prefilter
• cloudy filtrate, artinya filtrat yang akan dibuang sebagai air limbah
• clear filtrate, artinya filtrate dengan kadar serat yang lebih rendah daripada cloudy
• filtrate, yang airnya dapat dimanfaatkan kembali sebagai air proses
• filtered stock, artinya serat yang berhasil disaring oleh disc filter dan dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan baku

Perubahan Proses Produksi dengan Pengendalian di dalam pabrik
Karena banyak bahan perusak lingkungan dihasilkan oleh pabrik konvensional penghasil pulp yang dikelantang dengan proses kraft atau sulfit, maka banyaak industri baru dirancang untuk pembuatan pulp secara termo-mekanik atau kimia-mekanik. Proses sulfit dan kraft tanpa pengambilan kembali bahan kima khususnya yang menimbulkan pencemaran, sebaiknya dipertimbangkan untuk tidak digunakan dalam pabrik baru. Pengelantangan dengan menggunakan senyawa klorin menimbulkan hidrokarbin klor dengan kadar yang tidak dapat diterima oleh lingkungan, termasuk dioksin. Akhir-akhir ini pengelantang dengan menggunakan oksigen dan peroksida mulai digunakan untuk menggantikan klor. Pengelantangan dengan menggunakan oksigen menghasilkan produk dengan kualitas lebih tinggi daripada yang menggunakan klor. Demikian juga, pengelantangan dengan penukaran (di mana zat-zat warna asli pada serat ditukar dengan zat pemutih) mulai dipasang pada pabrik-pabrik baru, menghasilkan lebih sedikit buangan dari kilang pengelantangan. Langkah-langkah lain yang harus dimasukkan ke dalam pabrik baru termasuk :
• Sistem pengambilan kembali bahan kimia secara efisien
• Pelepasan kulit kayu secara kering
• Pembakaran limbah dan pengambilan panas kembali
• Pendaur-ulangan buangan kilang pengelantangan ke ketel pengambilan kembali bahan kimia
• Sistem pencucian brownstock bertahap banyak dengan aliran berlawanan yang efisien
• Penggunaan klor dioksida untuk menggantikan klorin dalam proses pngelantangan konvensional
• Pemasakan berlanjut dalam proses pembuatan pulp secara kimia
• Pengurangan lignin oksigen setelah pemasakan secara kimia
• Pengendalian penggunaan klor yang ketat dalam pengelantangan dengan cara pemantauan: apabila klor sisa dikurangi maka zat organic klor juga berkurang
• Konservasi dan daur ulang air dalam pabrik kertas dapat mengurangi volume air limbahsebesar 77 %
• Sistem deteksi dan pengambilan kembali tumpahan

Daur Ulang Limbah dengan Produksi Bersih
Konsep Cleaner Production dicetuskan oleh United Nation Environmental Program (UNEP) pada bulan Mei 1989. UNEP menyatakan bahwa Cleaner Production merupakan suatu strategi pengelolaan lingkungan yang bersifat preventif, terpadu dan diterapkan secara kontinu pada proses produksi, produk dan jasa untuk meningkatkan eko-efisiensi sehingga mengurangi resiko terhadap kesehatan manusia dan lingkungan. Di tengah-tengah produksi kertas yang semakin melonjak, bahan baku kertas dunia menjadi suatu hal yang harus diperhatikan. Selain itu, peningkatan produksi kertas dapat pula meningkatkan jumlah limbah yang dihasilkan. Sehingga pemecahan masalah-masalah tersebut harus segera dilakukan, yaitu dengan menerapkan produksi bersih misalnya melalui tindakan recovery white water, reuse, recycle atau house keeping. Pada Recovery white water, kegiatan yang dilakukan adalah mengolah air sisa produksi atau back water dengan menambahkan zat kimia untuk memisahkan serat dengan air. Serat yang berhasil dipisahkan akan dipress untuk mengurangi kadar air kemudian dikirim ke tempat penyimpanan bahan baku untuk diproses kembali ke dalam pulper. Sedangkan white water akan dikirim ke tangki air untuk digunakan kembali sebagai media pembuburan bahan baku dalam proses produksi. Alat yang digunakan untuk memisahkan serat dan air ini disebut purgomat dan pengoperasiannya dikendalikan atau dilakukan dengan menggunakan komputer di ruang Distribution Control System (DCS). Pengolahan air sisa produksi ini merupakan upaya untuk menghemat penggunaan air dari sungai dan mengurangi terbentuknya limbah cair yang harus diolah. Selain itu serat yang diperoleh dari proses recovery ini digunakan kembali untuk proses produksi, hal ini dapat menghemat penggunaan sumber daya alam dan sangat menguntungkan dari segi ekonomi bagi perusahaan.

CONVEYOR, FOKLIFT DAN VACUUM FRYER

Di dalam industri, keperluan untuk mengangkut bahan baku untuk produksi ataupun pemindahan bahan-bahan merupakan keperluan yang tak terelakkan sebagai mempercepat  proses industri untuk menghasilkan produk yang sesuai jumlah yang diinginkan. Pemindahan bahan atau barang dalam proses industri bisa menggunakan tenaga manusia ataupun tenaga mesin, untuk tenaga mesin digunakan dapat digunakan alat transportasi. Alat transportasi untuk proses industri yang dipelajari dalam praktikum kali ini adalah konveyor dan forklift.

Konveyor berasal dari kata convoy yang berarti berjalan dalam jumlah besar, maka konveyor dapat juga diartikan mesin yang berfungsi mengangkut barang jumlah besar dan mengatasi jarak yang ada. Mesin konveyor telah banyak dipakai di industri dunia dalam kegunaannya menghemat waktu dan tenaga manusia. Mesin konveyor yang umum dipakai saat ini adalah belt, roller, chains, screw, dan pneumatik konveyor (Anggono, 2009)

Pada dasarnya konveyor bukanlah sebagai salah satu mesin yang termasuk dalam proses industri karena hanya memindahkan bahan atau produk yang diolah supaya proses yang dilakukan menjadi lebih cepat maka dari itu mesin konveyor ini termasuk dalam mesin penunjang atau pembantu.

Sumber: Anonim, 2008

Beragam jenis konveyor dibedakan menurut alat yang digunakannya serta daya angkutnya, yang paling sederhana adalah belt konveyor. Konveyor ini menggunakan sabuk kulit yang diloop pada satu jalur dan diputar menggunakan mesin listrik di salah satu atau kedua ujungnya. Mesin listrik yang dihubungkan dengan sabuk terpasang pada silinder yang menarik gulungan sabuk, sabuk yang tertarik karena keketatan silinder dan panjang loop yang membuatnya menjadi konveyor dengan menaruh bahan-bahan di atasnya.

Konveyor ini memiliki kapasitas bahan yang relatif kecil karena hanya menggunakan daya gesek antara sabuk dan silinder. Semakin kecil daya gesek tersebut semakin besar kapasitas bahan yang bisa diangkut. Penggunaan belt konveyor contohnya pada industri karet, untuk memindahkan bahan baku ke dalam pemanasnya.

Konveyor jenis ini memiliki keuntungan yaitu dapat diimprove seperti pemberian plat pada sabuknya, serbaguna, dapat beroperasi secara continue, meskipun kecil kapasitasnya dapat diatur dengan pengubahan gaya gesek pada silinder, dan perawatannya mudah. Sedangkan  kelemahannya yaitu jaraknya tidak dapat diubah, dan biaya operasinya terhitung mahal dengan penggunaan yang kecil.

Konveyor selanjutnya adalah roller konveyor, konveyor ini disusun oleh banyak silinder yang membentuk jalur untuk pengangkutan bahan-bahan yang relatif berat. Silinder ini terbuat dari bahan logam yang jalurnya dibuat sepanjang logam raknya dan sebagai kelebihannya rak-rak ini dapat diatur panjangnya sesuai dengan kebutuhan produksi.

Sumber: Anonim, 2008

Konveyor jenis ini ada yang bekerja dengan perputaran tiap silinder tersebut yang mendorong bahan diatasnya. Untuk silinder yang berputar menggunakan energi listrik yang dialirkan untuk tiap-tiap kelompok silinder, artinya setiap kelompok silinder yang dipasang memiliki mesin penggerak sendiri, sehingga dalam hal ini roller konveyor berputar memiliki biaya operasi yang relatif mahal. Tetapi konveyor ini cocok untuk pengangkutan bahan-bahan berat dan sangat banyak.

Konveyor roller juga ada yang hanya sebagai dudukan yang tidak berputar dan tenaga penggeraknya berasal dari bahan yang datang dibelakangnya ataupun tenaga gaya gravitasi, karena konveyor disusun miring. Untuk konveyor roller yang bergerak banyak digunakan untuk industri-industri barang elektronik, pada pemindahan produk yang sudah dilakukan pengemasan. Dan konveyor roller yang tidak berputar banyak digunakan pada industri pertanian seperti pengolahan selai nanas.

Untuk pengangkutan bahan-bahan yang sangat berat misalnya pada pabrik mobil atau motor digunakan konveyor jenis chains. Seperti namanya konveyor ini tersusun oleh rantai-rantai yang tersambung membentuk jalur dan diberi plat di atasnya sebagai tempat dudukan barang. Rantai-rantai ini dapat disusun di atas sebuah jalan ataupun pada susunan roda yang berputar untuk menggerakkan konveyor. Konveyor ini pada umumnya menggunakan tenaga mesin penggerak motor bakar (Fauzi, 2004).

Konveyor chains ini terbagi menjadi dua jenis menurut fungsi dan kegunaannya, yakni apron dan scraper. Konveyor apron digunakan untuk variasi yang lebih luas dan untuk beban yang lebih berat dengan jarak yang pendek. Konveyor apron yang sederhana terdiri dari dua rantai yang dibuat dari mata rantai yang dapat ditempa dan ditanggalkan dengan alat tambahan A. Palang kayu dipasang pada alat tambahan A diantara rantai dengan seluruh tumpuan dari tarikan conveyor (Fatia, 2011). Sedangkan untuk konveyor scraper  merupakan konveyor pelat yang bisa digunakan untuk mengangkut muatan yang berat namun tidak seberat bila menggunakan konveyor apron.

Kelebihan dari konveyor rantai adalah kapasitasnya yang sangat besar, jalurnya dapat dibuat berkelok-kelok. Karena menggunakan roda ber-plat maka luas jalurnya juga dapat diatur serta memudahkan dalam proses langsung di atas konveyor tersebut. Tetapi dalam penggunaannya konveyor ini memerlukan biaya operasional yang sangat besar. Meskipun begitu di dalam industri pertanian juga ditemukan yang menggunakan konveyor ini seperti pada industri minyak kelapa sawit.

Konveyor yang digunakan untuk bahan yang sangat sedikit atau kecil dapat digunakan konveyor screw dan pneumatic. Screw konveyor adalah konveyor yang sekaligus sebagai pengaduk bahan ketika dilakukan pengangkutan. Konveyor ini seperti bor raksasa yang dimasukkan ke dalam silinder panjang, prinsipnya yaitu ketika bor ini berputar loop yang ada pada sisi bor akan mendorong bahan dari tempat masuk ke ujung satunya.

Konveyor ini menggunakan motor bakar sebagai penggerak serta keuntungannya dapat diposisikan ke atas atau miring .Kelemahannya adalah penggunaannya yang sulit dioperasikan serta biayanya yang relatif mahal. Perawatannya pun sulit karena menggunakan mesin yang besar dan juga arah dari pengangkutannya tidak dapat dirubah.

Untuk pengangkutan yang sedikit lainnya adalah pneumatic konveyor. Konveyor ini menggunakan tenaga angin untuk mengangkat bahan yang ingin dipindah. Konveyor jenis ini juga berguna sebagai pemisah antara bahan dengan kotorannya seperti bahan tepung dengan debu. Prinsipnya adalah penghembusan angin dari dasar konveyor yang menerbangkan bahan dan melewati cyclone yang diatur agar hanya dapat dilewati oleh bahan. Sangat berguna untuk pembersihan atau pemrosesan yang benar-benar memerlukan bahan yang murni tetapi proses yang dilakukan lama ( Fauzi, 2004).

Pada praktikum yang telah dilaksanakan praktikan telah mempelajari mengenai peralatan penanganan penggudangan.Forklift merupakan salah satu material handlingyang utamanya digunakan untuk memindahkan produk berkemasan.Alat ini merupakan peralatan bermotor yang dapat menghasilkan gerakan perpindahan ke depan belakang serta ke kanan dan kiri. Forklift merupakan salah satu material handling yang akan sering ditemukan dalam gudang untuk kepentingan pemindahan produk dari satu tempat ke tempat lain yang diinginkan. Menurut Anonim (2010) forklift juga sering disebut sebagai lift truck adalah salah satu material handling yang paling banyak digunakan di dunia logistik.

Tujuan utama dari penggunaan forklift adalah untuk transportasi dan mengangkat. Dalam kehidupan sehari-hari forfklift dapat kita temukan dalam supermarket. Alat ini biasanya digunakan untuk meletakkan produk dirak penyimpanan yang susah dijangkau manusia tanpa peralatan penunjang. Sejarah forklift awalnya dibawa oleh seorang ahli penggudangan pada tahun 1906. Pennsylvania Railroad memperkenalkan sebuah battery platform truck untuk memindahkan barang. Perkembangan selanjutnya banyak terjadi pada saat perang dunia I. Konon menurut sejarah, dunia logistik sangat dipengaruhi oleh adanya perang. Forklift modern sekarang sudah berbeda jauh dengan sejarah awal forklift yang ada. Forklift modern benar-benar difokuskan untuk kedua hal utama, yaitu transportasi dan mengangkat.

Meskipun dalam praktikum yang telah dilaksanakan pengamatan forklift tidak dilakukan, akan tetapi praktikan diberikan penjelasan oleh asisten mengenai bagian-bagian forklift dan fungsinya. Pada prinsipnya ada beberapa bagian utama forklift seperti misalnya overhead guard, counterweight, mast, carriage, serta fork. Bagian-bagian pada forklift ini memiliki kegunaan yang berbeda-beda pula. Pada laporan ini pun akan dibahas satu persatu mengenai kegunaan dari bagian forklift.

Sumber : Anonim, 2011

Diatas ini merupakan contoh forklift yang umum digunakan dipasaran, gambaran peralatan penanganan ini disertai bagian-bagian dan akan dijelaskan fungsi dari tiap bagian forklift satu persatu. Fork bisa dikatakan sebagai bagian utama dari forklift, mengapa? Hal ini karena untuk mengangkut pallet yang berisi produk siap angkut akan diletakkan tepat diatas fork. Oleh sebab itu bagian ini merupakan bagian yangn sangat penting dalam forklift. Fork berbentuk dua buah besi lurus dengan panjang berkisar antara dua sampai tiga meter. Posisi peletakan barang di atas pallet masuk ke dalam fork juga menentukan beban maksimal yang dapat diangkat oleh sebuah forklift (Anonim, 2010).

Fungsi fork ini adalah sebagai pemegang landasan beban yang mana fork ini terpasang pada kerangka ( backrest ) sebagai pembawa garpu dan tiang penyokong mast. Fork assembly diikatkan ke salah satu ujung rantai dan yang lainnya terikat pada beam tiang penyokong. Rantai ini bergerak sepanjang puli ( wheel ) yang melekat pada ujung atas dari batang torak pada lift silinder (Anonim, 2009).

Bagian selanjutnya yakni overhead guard, bagian ini merupakan bagian safety work bagi pengendara forklift. Bagian ini yang akan melindungi kepala pekerja forklift dari bahaya yang mungkin terjadi saat bekerja, seperti jatuhnya barang-barang yang sedang diangkut saat dinaikkan maupun diturunkan menggunakanforklift. Bagian ini juga memiliki kegunaan sebagai perlindungan dari cuaca seperti panas atau hujan yang dapat mengganggu pekerjaan pemindahan barang. Bagian yang terakhir adalah counterweightyang merupakan bagian penyeimbang beban dari sebuah forklift. Letaknya berlawanan dengan posisi fork, bagian ini akan memberikan keseuimbangan penuh ketika nantinya muatan yang diangkut besar.

Menurut sumber energi yang digunakan, ada 2 macam jenis forklift yang saat ini populer digunakan yakni forklift diesel dan forklift battery. Untuk forklift diesel ini menggunakan mesin diesel sebagai penggeraknya. Secara otomatis, forklift ini berbahan bakar solar dan biasanya memiliki jenis ban yang terbuat dari karet seperti ban kendaraan pada umumnya. Sedangkan forklift batterymenggunakan tenaga bateraisebagai sumber energinya. Baterai ini mempunyai lifetime sehingga diperlukan sebuah alat untuk mer-recharge dan baterainya dapat berfungsi kembali. Fungsi perawatan ini sangat penting untuk kelangsungan hidup dari sebuah baterai (Anonim, 2011).

Pengamatan selanjutnya yang dilakukan oleh praktikan adalah pengamatan terhadap mesin penggorengan hampa udara yang sering disebut vacuum frying,alat ini memiliki prinsip menyedot kadar air yang tinggi pada komoditi yang akan digoreng dengan tidak merusak bentuk fisik dari bahan tersebut.

Pada dasarnya bahan pertanian seperti buah-buahan jika dipanaskan pada suhu yang tinggi akan merusak fisik dari bahan yang ingin diolah, contohnya menjadi menciut atau mengkerut sehingga mengurangi nilai tambah dari produk tersebut. Dengan menggunakan vacuum frying bahan yang di goreng di dalam tabung bertekanan sehingga untuk pengeringan bahan tersebut hanya memerlukan suhu yang lebih rendah dari titik didih air pada tekanan luar, hal ini menghasilkan bahan yang kering tanpa merusak fisiknya.

Bahan digoreng di dalam tabung penggorengan yang diberi tutup kedap udara untuk menjaga tekanan dan pengaruh dari luar. Karena prosesnya penggorengan maka di dalam tabung juga dimasukkan minyak goreng di bagian dasar tabung, sedangkan bahan yang ingin digoreng berada di tempat penggorengan yang berrongga dan tempat ini diputar dari luar, perputaran dilakukan dengan tenaga manusia. Tabung penggorengan berada di atas sumber api biasanya menggunakan kompor.Untuk kelancaran proses penggorengan tabung penggorengan memiliki penutup yang memiliki kaca untuk melihat bahan yang sedang diproses. Tabung juga terhubung dengan pengukur tekanan udara serta saluran untuk mengalirkan uap air hasil dari penggorengan tersebut.

Alat ini sering digunakan untuk memproduksi keripik buah, misalnya keripik apel. Keuntungan dari menggunakan alat ini adalah, kadar air yang tinggi pada komoditi yang digoreng dapat diserap dengan keadaan hampa dan tekstur rasa komoditi yang dihasilkan tidak berubah. Dengan perlakuan dalam vacuum fryer ini akan menghasilkan produk agroindustri yang memiliki nilai tambah tinggi. Sedangkan kelemahan dari alat ini adalah energi yang digunakan sangat besar, biaya operasi dan harga alat mahal. Sehingga dirasakan kurang ekonomis bagi para pengusaha yang tidak memiliki modal banyak.

Sumber : Asnaquy, 2010

1. Bak penampung air
2. Penglihatan tekanan
3. Tabung vacuum
4. Penglihat produk
5. Tutup tabung penggoreng
6. Kompor gas
7. Mesin pompa
8. Pegangan
9. Tuas pemutar
10. Kotak panel
11. Tabung penggorengan

Pada bagian belakang tabung penggorengan terdapat bak penampung air yang memiliki kegunaan untuk menahan tekanan dalam tabung penggorengan. Sehiongga tekanan dalam tabung tetap seperti pada pengaturannya. Apabila tidak ada air pada bak, efeknya adalah tekanan yang tidak stabil, dan menjadikan lingkungan dalam tabung tidak ada ruang hampanya. Akibatnya adalah kadar air yang tinggi tidak dengan sempurna diserap, dan suhu menjadi tidak sesuai menyebabkan karamelisasi pada bahan yang digoreng. Maka dari itu, waktu dalam proses ini harus diperhatikan supaya tidak terlalu lama dalam keadaan suhu tinggi dan tidak merusak fisik dari bahan yang diolah.

motor bakar

 

MOTOR BAKAR

2.1 Teori Dasar

2.1.1 Motor Bensin.

Motor bensin termasuk ke dalam jenis motor bakar torak. Proses pembakaran bahan bakar dan udara di dalam silinder (internal combustion engine). Motor bakar bensin dilengkapi dengan busi dan karburator yang membedakanya dengan motor diesel .

Busi berfungsi untuk membakar campuran udara-bensin yang telah dimampatkan dengan jalan memberi loncatan api listrik diantara kedua elektrodanya. Karena itu motor bensin dinamai  dengan spark ignitions. Sedangkan karburator adalah tempat bercampurnya udara dan bensin. Campuran tersebut kemudian masuk ke dalam silinder yang dinyalakan oleh loncatan bunga api listrik dari busi menjelang akhir langkah kompresi.

Motor diesel tipe penyalaannya yaitu dengan kompresi, dimana pada langkah hisap hanya udara yang dimasukkan kedalam ruang bakar dan pada sesaat menjelang langkah kompresi berakhir bahan bakar disemprotkan dan dengan tekanan dan temperatur yang tinggi terjadilah pembakaran. Dalam perkembangannya kedua motor bakar ini sangat banyak digunakan baikitu dikendaraan maupun di aparatus yang lain.

 

Siklus Otto(ideal) pembakaran tersebut dimisalkan dengan pemasukan panas pada volume konstan.

 P                                                       T 

          3                                                                                                         4

                                      4

          2                                                                       2                               3

                                   

                0                             1                                             1                                       0

                                                          

                                              V                                                     S        

 

 

 

Keterangan grafik

v  0 – 1 Proses pengisapan udara dan pemasukan bahan bakar dari luar.

v  1 – 2 Kompresi (Proses Isentropik)

v  2 – 3 Pemasukan Kalor (Terjadi Pada Tekanan Konstan)

v  3 – 4 Kerja (Diangap proses Isentropik)

v  4 – 1 Pengeluaran Kalor pada Volume Konstan).

 

Daya Poros

Daya poros didefinisikan sebagai momen putar dikalikan dengan kecepatan putar poros engkol.

Daya poros diketahui dari pengukuran, dinamometer-brake digunakan untuk mengukur momen putar dan tachometer untuk mengukur putaran poros engkol.

 

Tekanan Efektif Rata – rata

Tekanan efektif rata – rata didefinisikan sebagai tekanan efektif dari fluida kerja terhadap torak sepanjang langkahnya untuk menghasilkan kerja persiklus.

     

Efisiensi Termal

Efisiensi termal menyatakan perbandingan antara daya yang dihasilkan terhadap jumlah bahan bakar yang diperlukan untuk jangka waktu tertentu.

 

Efisiensi volumetrik

Efisiensi volumetrik didefinisikan sebagai perbandingan antara laju aliran udara sebenarnya terhadap laju aliran ideal.

Pemakaian bahan bakar dinyatakan dalam kg/jam, misalkan pemakaian 50cc bahan bakar setiap detik maka jumlah bahan bakar yang dipakai dalam kg/jam adalah :

 

m_f  =  . Spgr bahan bakar .          kg/jam

 

Pemakaian bahan  bakar spesifik

Pemakaian bahan bakar spesifik didefinisikan sebagai banyaknya bahan bakar yang terpakai perjam untuk menghasilkan setiap kW daya motor.

 

Perbandingan Bahan Bakar-Udara

Untuk menentukan perbandingan – perbandingan bahan bakar-udara digunakan persamaan :

 

 

 

 

Laju Air Pendingin

Alat ukur ini digunakan untuk mengukur volume aliran air yang masuk radiator, maka debit aliran air dapat ditentukan :

 

Q_a =

 

Maka laju massa aliran air :

 

m_a =        (kg/s)

 

dimana :

             m_a = laju massa air pendingin

                    = massa jenis air, kg/m³

Q_a = debit aliran air, m³/s

 

Prinsip keseimbangan energi digunakan untuk mengetahui energi dalam bentuk panas yang digunakan secara efektif pada suatu sistem. Skema keseimbangan energi seperti gambar dibawah ini :

 

 

	Q loss

 

                                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 2.1.2. Motor Bakar Diesel

Motor bakar diesel yang berbeda dengan motor bakar bensin proses penyalaannya bukan dengan loncatan bunga api listrik. Pada langkah isap hanyalah udara segar yang masuk kedalam silinder. Pada waktu torak hampir mencapai TMA bahan bakar disemprotkan kedalam  silinder.

Terjadilah penyalaanan untuk pembakaran, pada saat udara masuk kedalam silinder sudah bertemperatur tinggi.

 sistim bahan bakar

ada tiga sistem yang banyak dipakai dalam penyaluran bahan bakar dari tangki bahan bakar sampai masuk kedalam silinder pada motor diesel

1. sistem pompa pribadi
2. sistem distribusi dan
3. sistem akumulator

 

 

 

 Prinsip Dasar  Motor Diesel Empat Langkah

Mesin empat langkah adalah mesin yang melengkapi satu siklusnya yang terdiri dari proses kompresi, ekspansi, buang dan hisap selama dua putaran poros engkol. Prinsip kerja motor diesel empat langkah di gambarkan pada gambar 2.1 dibawah ini.

 

 

 

 

                  

Gambar 2.1 Prinsip Kerja Motor Diesel Empat Langkah

 

 Tinjauan Energi Motor Diesel

Motor diesel dapat dipandang sebagai sistem yang menerima energi, mengubah sebagian energi menjadi kerja dan membuang sebagian energi lain. Aliran energi masuk berasal dari udara dan bahan bakar. Energi yang hilang berupa energi thermal yang terbawa oleh gas buang, energi hilang dari radiator dan rugi gesekan, sehingga volume atur dapat digambarkan seperti gambar 2.4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 2.4. Volume Atur Untuk Menganalisa Kerja Maksimum

 

 Parameter-parameter mesin

Parameter-parameter mesin yang diukur untuk menentukan  karakteristik  pengoperasian pada motor bakar diesel

 

 

 

Gambar 2.1. Sistem Motor Bakar

                                   

Untuk sebuah mesin dengan diameter silinder B , crank offset a , panjang langkah S dan perputar  dengan kecepatan N seperti pada gambar 2.1 maka kecepatan rata-rata piston adalah ;

                                             = 2SN    

dimana  N biasanya diberi satuan RPM (revolution per minute),   dalam m/detik (ft/sec), dan B,a dan S dalam m atau cm (ft atau in).

Jarak s antara crank axis dan wrist pin axis diberikan oleh persamaan

                s = a cos q +

dimana :

a = crankshaft

r = connecting rod length

q = crank shaft offset

 

 

Metoda Perhitungan

 

Daya poros efektif, N_e

Daya poros diperoleh dari pengukuran, dihitung dalam watt (Nm/s) atau dalam kW dan didefinisikan sebagai momen torsi dikalikan dengan kecepatan putar poros engkol.

 

T = m . g . l                (N.m)

 

dimana :

T = Momen torsi, Nm

M = Gaya berat, kgf

G = gaya gravitasi bumi, m/s²

L = panjang lengan momnen torsi, m

maka :

N_e =                                 (kW)

N_e = Daya poros efektif, kW

N = putaran poros engkol, rpm

 

Tekanan efektif rata – rata, P_e

 

Tekanan efektif rata –rata didefinisikan sebagai tekanan efektif dari fluida kerja terhadap torak sepanjang langkahnya untuk menghasilkan kerja persiklus.

 

P_e =      (kPa)

dimana:

P_e = tekanan efektif rata – rata, kPa

Z = Jumlah silinder

a = Jumlah siklus per putaran

   = 1 untuk motor 2-langkah

   = 2 untuk motor 4-langkah

 

Pemakaian bahan bakar, m_f

Pemkaian bahan bakar dinyatakan dalam kg/h, maka jumlah bahan bakar yang terpakai sebanyak 10cc dalam detik adalah :

m_f =         (kg/h)

dimana :

t = waktu pemakaian bahan bakar sebanyak 10 cm³

r_bb = massa jenis bahan bakar

      = 0,7329 gram/cm³ untuk bensin

 

Pemakaian bahan-bakar spesifik, B_e

Pemakaian bahan bakar spesifik merupakan parameter penting untuk sebuah motor yang berhubungan erat dengan efisiensi termal motor. Pemakaian bahan bakar spesifik didefinisikan sebagai banyaknya bahan bakar yang terpakai per jam untuk menghasilkan

Setiap kW daya motor.

B_e =          (kg/kWh)

 

Laju aliran massa udara, m_a

Daya yang dapat dihasilkan motor dibatasi opleh jumlah udara yang diisap ke dalam silinder. Pemakaian udara diukur dengan manometer tabung-U, dimana yang diukur adalah beda tekanan pada tabung pitot. Laju aliran udara karena pengaruh perbedaan tekanan pada tabung pitot.

 

Kecepatan aliran udara melewati pitot :

v_u = C        (m/s)

 

Laju aliran udara volumetrik yang melewati orifis :

m_v =    (m³/s)

maka laju aliran udara adalah:

m_a  =     (kg/h)

 

Perbandingan bahan bakar-udara, F/A

Perbandingan bahan bakar-udara yang masuk ke karburator dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

F/A =

 

Laju air pendingin

Maka laju massa aliran air :

 

m_a  = r_a . Q_a               (kg/s)

 

dimana :

m_a = laju massa air

r_a = massa jenis air, kg/m³

Q_a = debit aliran air, m³/s

 

Efisiensi volumetrik, h_v

Efisiensi volumetrik didefinisikan sebagai perbandingan antara laju aliran udara sebenarnya terhadap laju aliran aliran udara ideal diperoleh dari persamaan :

Persamaan laju aliran udara ideal :

 

m_ia =  V_L  z  n  a  kg/h

 

Efisiensi volumetrik adalah:

 

 

Efisiensi termal,

Efisiensi termal menyatakan perbandingan antara daya yang dihasilkan terhadap jumlah energi bahan bakar yang diperlukan untuk jangka waktu tertentu.

 

 

 

Neraca kalor

Panas yang dihasilkan dapat digunakan secara efektif. Sebagian panas yang hilang dapat dinyatakan dengan prinsip balance energi sebagai berikut :

 

a). Energi Masuk

• Energi bahan bakar masuk (H_f)

H_f = m_f . LHV                       (kW)

• Energi udara masuk (Hu)

H_u = m_u . c_pu . T₁             (kW)

b). Energi Keluar

• Energi gas buang (H_gb)

H_gb = (m_u + m_f) . c_pgb . T_gb         (kW)

asumsi : c_pgb = 950 + (0.25T_gb)       (J/kg.)

• Energi poros efektif dalam bentuk panas

H_Ne = N_e          (kW)

• Energi keluar air pendingin (H_ap)

H_ap  = m_ap . c_pap . (T_k – T_m)    (kW)

      c). Energi Yang Hilang (Q_loss)

Q_loss = (H_u­ + H­­_f) – (H­­_Ne + H­_ap­ + H_gb­)     (kW)

 

Persentase keseimbangan energi menjadi :

1 =   

 

 

MAKALAH TEKNOLOGI PENGEMASAN, DISTRIBUSI, DAN TRANSPORTASI NON-KONVENSIONAL PACKAGING

 

Pengemasan disebut juga pembungkusan, pewadahan atau pengepakan, dan merupakan salah satu cara pengawetan bahan hasil pertanian, karena pengemasan dapat memperpanjang umur simpan bahan.  Pengemasan adalah wadah atau pembungkus yang dapat membantu mencegah atau mengurangi terjadinya kerusakan-kerusakan pada bahan yang dikemas / dibungkusnya.

Hingga saat ini kebutuhan akan kemasan sangat besar, baik itu untuk kemasan pangan maupun industrial. Kemasan diperlukan untuk melindungi produk, memudahkan pendistribusiannya serta menarik konsumen baik karena segi memperindah maupun informasi yang disajikan kemasan tersebut.

Kemasan yang paling banyak penggunaannya saat ini adalah kemasan plastik, yaitu plastik sintetik karena kemudahan dalam penggunaan dan pembuatannya, murah, relatif tahan utuk dijadikan pengemas serta banyak tersedia. Tetapi dalam pembuangannya plastik sintetis ini tidak dapat diuraikan oleh tanah maupun oleh organisme. Karena itu tumpukan sampah terutama plastik yang sudah digunakan hingga sekarang sangatlah banyak dan tidak dapat dibersihkan.

Hal tersebut membutuhkan penanggulangan yang bisa mengurangi sampah barang kemasan yang ada saat ini serta dalam jangka panjang sampah-sampah tersebut tetap bisa direduksi.

 

Sebelum dibuat oleh manusia, alam juga telah menyediakan kemasan untuk bahan pangan, seperti jagung dengan kelobotnya, buah-buahan dengan kulitnya, buah kelapa dengan sabut dan tempurung, polong-polongan dengan kulit polong dan lain-lain.  Manusia juga menggunakan kemasan untuk pelindung tubuh dari gangguan cuaca, serta agar tampak anggun dan menarik

Dalam dunia moderen seperti sekarang ini, masalah kemasan menjadi bagian kehidupan masyarakat sehari-hari, terutama dalam hubungannya dengan produk pangan. Sejalan dengan itu pengemasan telah berkembang dengan pesat menjadi bidang ilmu dan teknologi yang makin canggih. Semakin lama semakin meningkatnya kebutuhan manusia akan produk dan kemasan, semakin banyak pula sampah yang dihasilkan.

 Ruang lingkup bidang pengemasan saat ini juga sudah semakin luas, dari mulai bahan yang sangat bervariasi hingga model atau bentuk dan teknologi pengemasan yang semakin canggih dan menarik. Bahan kemasan yang digunakan bervariasi dari bahan kertas, plastik, gelas, logam, fiber hingga bahan-bahan yang dilaminasi.  Namun demikian pemakaian bahan-bahan seperti papan kayu, karung goni, kain, kulit kayu , daun-daunan dan pelepah dan bahkan sampai barang-barang bekas seperti koran dan plastik bekas yang tidak etis dan hiegenis juga digunakan sebagai bahan pengemas produk pangan. Bentuk dan teknologi kemasan juga bervariasi dari kemasan botol, kaleng, tetrapak, corrugated box, kemasan vakum, kemasan aseptik, kaleng bertekanan, kemasan tabung hingga kemasan aktif dan pintar (active and intelligent packaging) yang dapat menyesuaikan kondisi lingkungan di dalam kemasan dengan kebutuhan produk yang dikemas.

Dalam pengemasan saat ini banyak menggunakan bahan kertas, plastik, gelas, logam serta fiber yang relatif mudah didapat serta tahan untuk dijadikan kemasan pangan. Bahan kemasan ini memiliki banyak keunggulan lainnya seperti kertas yang mudah dibentuk, tidak dapat dipanaskan, fleksibel, mudah diberi hiasan. Plastik yang fleksibel, tahan panas, tidak tembus udara, dan juga mudah dibentuk serta mudah didapat saat ini. Logam memiliki sifat kuat, bentuk kaku, dapat dilakukan pemanasan, serta ringan.

Meskipun demikian pemakaian bahan kemasan di atas memiliki masalah yang sama, yaitu bahan kemasan tersebut tidak dapat diurai oleh tanah (non-biodegradable), sehingga kendala yang terjadi banyaknya sampah yang ditinggalkan oleh produk yang menggunakan kemasan tersebut.

Oleh karena itu, seiring dengan kesadaran manusia akan persoalan ini, maka penelitian bahan kemasan diarahkan pada bahan-bahan organik, yang dapat dihancurkan secara alami dan mudah diperoleh.  Kemasan ini disebut dengan kemasan masa depan (future packaging).  Sifat-sifat kemasan masa depan diharapkan mempunyai bentuk yang fleksibel namun kuat, transparan, tidak berbau, tidak mengkontaminasi bahan yang dikemas dan tidak beracun, tahan panas, biodegradable dan berasal dari bahan-bahan yang terbarukan.  Bahan-bahan ini berupa bahan-bahan hasil pertanian seperti karbohidrat, protein dan lemak.

Kemasan biodegradable yang dikembangkan saat ini memiliki sifat mudah ramah lingkungan, yaitu mudah terurai, dan tidak menimbulkan efek berbahaya bagi bumi. Penggunaan kemasan biodegradable merupakan salah satu bentuk usaha manusia untuk mengurangi penumpukan sampah yang semakin lama semakin tidak terkendali belakangan ini. Penumpukan sampah terjadi karena sampah seperti plastik yang berbentuk polimer sintetis yang sangat sulit terurai oleh bumi, atau yang lebih tepatnya membutuhkan waktu yang sangat lama untuk dapat terurai oleh bumi. Dengan tujuan tersebut dibuatlah kemasan plastik yang terbuat dari serat tanaman yang kita kenal dengan plastik biodegradable. Selain mudah terurai oleh bumi, plastik biodegradable juga tidak menghasilkan gas metana atau yang kita kenal dengan sebutan gas rumah kaca. Oleh karena itu penggunaan plastik biodegradable sebagai pengganti plastik konvensional akan sangat berdampak baik terhadap lingkungan, terutama untuk mengurangi penumpukan sampah dan emisi gas rumah kaca di atmosfer bumi.

Ada dua jenis utama plastik biodegradable di pasar yaitu hidro-biodegradable plastik (HBP) dan okso-biodegradable plastik (OBP). Keduanya diperoleh dengan kimia natrium degradasi karbon dioxode dengan hidrolisis dan oksidasi masing-masing. Hal ini menyebabkan disintegrasi fisik mereka dan pengurangan drastis dalam berat molekul mereka.

OBPs dibuat dengan menambahkan sebagian kecil dari senyawa logam transisi tertentu (zat besi, mangan, kobalt dan nikel yang umum digunakan) ke plastik normal seperti polietilena (PE), polypropylene (PP) dan polistirena (PS). Aditif tersebut bertindak sebagai katalis untuk mempercepat degradasi oksidatif yang normal, meningkatkan proses peluruhan hingga beberapa kali lipat (faktor dari 10).

Produk-produk dari degradasi oksidatif dikatalisasi dari poliolefin yang persis sama seperti untuk poliolefin konvensional karena, selain sejumlah kecil aditif yang hadir, plastik yang poliolefin konvensional. Hidrokarbon komersial yang berguna (misalnya, minyak goreng, poliolefin, plastik lainnya) mengandung sejumlah kecil aditif yang disebut antioksidan yang mencegah degradasi oksidatif selama penyimpanan dan penggunaan. Antioksidan berfungsi dengan ‘menonaktifkan’ radikal bebas yang menyebabkan degradasi. Umur simpan  tergantung kontrol oleh tingkat antioksidan dan tingkat degradasi setelah pembuangan dikendalikan oleh jumlah dan sifat katalis.

HBPs cenderung menurunkan dan terurai agak lebih cepat daripada OBP, tetapi mereka harus dikumpulkan dan dimasukkan ke unit kompos industri. Hasil akhirnya adalah sama – keduanya dikonversi menjadi karbon dioksida (CO ₂), air (H ₂ O) dan biomassa. OBP umumnya lebih murah, memiliki sifat fisik yang lebih baik dan dapat dibuat dengan peralatan pengolahan plastik saat ini. Namun, HBP memancarkan metana dalam kondisi anaerobik, tapi OBP tidak.

Poliester memainkan peran utama dalam hidro-biodegradable plastik karena ikatan ester berpotensi hydrolysable mereka. HBP dapat dibuat dari sumber daya pertanian seperti jagung, gandum, tebu, atau fosil (minyak bumi berbasis) sumber daya, atau campuran dari keduanya. Beberapa yang sering digunakan polimer termasuk PHA (polyhydroxyalkanoates), PHBV (polihidroksibutirat-valerat), PLA ( polylactic acid ), PCL ( polikaprolakton ), PVA ( polivinil alkohol ), PET ( polyethylene terephthalate ) dan lainnya,  akan menyesatkan jika menyebutnya “terbarukan” karena proses produksi pertanian membakar sejumlah besar hidrokarbon dan memancarkan sejumlah besar CO _2. OBPs (seperti plastik biasa) yang dibuat dari produk sampingan dari minyak atau gas alam, yang akan diproduksi atau tidak dengan produk yang digunakan untuk membuat plastik.

Industri HBP teknologi mengklaim HBP dapat terurai karena memenuhi ASTM D6400-04 dan EN 13432 Standar. Namun, kedua standar sering dikutip terkait dengan kinerja plastik di lingkungan kompos dikelola secara komersial. Mereka tidak standar biodegradasi. Keduanya dikembangkan untuk hidro-biodegradable polimer dimana mekanisme termasuk biodegradasi didasarkan pada reaksi dengan air dan menyatakan bahwa dalam rangka untuk produksi menjadi kompos.

Sekarang teknologi biodegradable merupakan pasar yang sangat maju dengan aplikasi di kemasan produk, produksi dan obat-obatan. Biodegradable teknologi yang bersangkutan dengan ilmu pembuatan bahan biodegradable. Ini memberlakukan mekanisme berbasis ilmu genetika tanaman ke dalam proses hari ini. Para ilmuwan dan perusahaan manufaktur dapat membantu dampak perubahan iklim dengan mengembangkan penggunaan genetika tanaman yang akan meniru beberapa teknologi ini. Dengan melihat tanaman, seperti bahan biodegradable dipanen melalui fotosintesis, limbah dan racun dapat diminimalkan.

Okso-biodegradable teknologi, yang telah dikembangkan lebih lanjut setelah plastik biodegradable , juga muncul. Dengan menciptakan produk dengan molekul polimer yang sangat besar dari plastik, yang hanya berisi karbon dan hidrogen , dengan oksigen di udara, produk ini mampu membusuk di mana saja dari seminggu untuk 1-2 proses degradasi kimia years. Melibatkan reaksi yang sangat besar polimer molekul dari plastik, yang mengandung karbon dan hidrogen saja, dengan oksigen di udara. Reaksi ini terjadi bahkan tanpa aditif prodegradant tetapi pada tingkat yang sangat lambat. Itulah sebabnya plastik konvensional, saat dibuang, bertahan untuk waktu yang lama di lingkungan. Dengan reaksi ini, formulasi mengkatalisasi dan mempercepat proses biodegradasi.

Biodegradable teknologi terutama digunakan oleh bio-medis masyarakat. Polimer biodegradable diklasifikasikan menjadi tiga kelompok: aplikasi medis, ekologi, dan dual, sedangkan dilihat dari sumbernya bahan ini  dibagi menjadi dua kelompok yaitu alami dan sintetik. Aplikasi  lain yang termasuk penggunaan biodegradable, elastis bentuk-memori polimer. Bahan implan biodegradable sekarang dapat digunakan untuk prosedur bedah minimal invasif melalui polimer termoplastik terdegradasi.

Meskipun plastik biodegradable ini bagus untuk lingkungan, tetapi untuk produksinya memerlukan biaya yang mahal sehingga harga kantong plastik biodegradable ini juga relatif tinggi. Konsumen serta produsen tetap memakai plastik konvensional karena harganya yang relatif murah serta mudah didapat.Adapun usaha menjaga lingkungan selain membuat biodegradable plastik adalah dengan 3R, Reduse, Reduce, Recycle. Yang paling tidak dapat mengurangi limbah pemakaian plastik konvensional.