Screw Press (Mesin Pengempa)

Bahan yang keluar dari digester dilanjutkan proses pengolahannya pada alat kempa (screw press). Ekstraksi minyak sawit dapat dilakukan dengan mekanis yang disebut dengan pengempaan (pressing) dan cara menggunakan pelarut disebut solvent extraction. Penerapan solvent extraction menghasilkan rendement minyak yang tinggi, namun minyak mengandung zat warna seperti chlorophyl, xanthophyl dan zat warna lainnya, yang sulit dihilangkan dalam proses pemucatan (bleaching), maka minyak tersebut kurang sesuai dengan keinginan industri pengolah minyak. Juga dalam proses pengolahan terjadi kehilangan bahan pelarut yang tinggi dan kalau diterapkan masih dianggap kurang ekonomis. Oleh sebab itu yang dikembangkan adalah ekstraksi minyak secara mekanis yang disebut dengan pengempaan (pressing).

A. Tipe Mesin Press

Terdapat 2 tipe mesin press yang digunakan dalam pabrik kelapa sawit, antara lain :

1. Batch pers
Dalam batch pers materi/bahan ditekan dengan menggunakan logam plunger. Plunger yang baik dipindahkan secara manual atau dengan motor. Alat penekan yang digunakan adalah pers spindle atau tekan hidrolik untuk memindahkan plunger. Tekanan yang lebih tinggi dapat dicapai dengan menggunakan sistem hidrolik. Pengepres hidrolik lebih cepat daripada jenis sekrup spindle dan menekan bertenaga lebih cepat daripada jenis manual.

2. Screw press
Alat pengepress jenis ini memanfaatkan putaran dari double scew press dan scew press cage untuk mengekstraksi minyak keluar dari gumpalan fibre yang telah dilumatkan di digester. Pengekstrasian minyak ini juga dibantu dengan adanya tekanan kedepan dari adjusting cone dengan memanfaatkan tenaga hidrolik.

Screw Press

Hydraulic Press

Alat press hidrolik untuk kelapa sawit diproduksi oleh Stork dengan kapasitas 500 kg/jam dan dengan tekanan 70 kg/cm2. Alat kempa ini terdiri dari tabung silinder dengan diameter 54 cm dan tinggi 134 cm. Alat hydraulic dengan diameter ram (bongkol) 25 cm, yang berarti sumbu tekanan harus mencapai :

Hidraulic Press

Tekanan yang diperlukan pada sumbu tenaga sangat besar, oleh sebab itu kompressor yang digunakan merupakan faktor pembatas dalam pengoperasian alat kempa. Disamping kapasitas sangat rendah dan memerlukan perawatan hydraulic yang lebih intensfif menyebabkan pemakaian alat ini tidak berkembang, yang kemudian digantikan dengan alat kempa yang praktis dan kapasitas yang tinggi seperti screw press.

Adjusting Cone

Screw Press

Ada peryataan yang mengatakan bahwa semakin tinggi rasio antara pericarp dengan biji, maka efisiensi hantaran gaya dalam pemerasan buah kurang sempurna, oleh sebab itu ekstraksi minyak dengan hydraulic press tidak dapat diterapkan pada pabrik yang mengolah buah Tenera, karena rasio antara pericarp dengan biji terlalu tinggi. Cara tersebut dianggap kurang ekonomis pada pabrik yang berkapasitas besar 30 ton TBS/jam, sehingga dalam perkembangan kelapa sawit yang menanam jenis Tenera perlu melakukan pembaharuan dalam ekstraksi minyak, yaitu dengan Screw Press. Dan kenyataannya saat ini alat kempa yang dijumpai di pabrik pada umumnya terdiri dari screw press.

Screw Press Cage

Faktor yang mempengaruhi efisiensi ekstraksi

1. Tipe Screw Press

Terdapat 3 (tiga) tipe screw press yang umum digunakan dalam PKS, yaitu Speichim, Usine de Wecker dan Stork. Ketiga jenis alat ini mempunyai pengaruh yang berbeda-beda terhadap efisiensi pengempaan. Alat kempa Speichim memiliki feed screw, sehingga kontinuitas dan jumlah bahan yang masuk konstan dibanding dengan adonan yang masuk berdasarkan gravitasi. Kontinuitas adonan yang masuk kedalam screw press mempengaruhi volume worm yang pararel dengan penekanan ampas, jika kosong maka tekanan akan kurang dan oil losses dalam ampas akan tinggi. Kondisi ini nampak di beberapa pabrik pembuat screw press menggunakan feed screw, karena disamping pengisian yang efektif juga melakukan pengempaan pendahuluan dengan tekanan rendah, sehingga minyak keluar.

Tipe Double Screw

Hal ini akan membantu daya kerja dari screw pres, karena kandungan minyak telah berkurang, yang sering mengganggu dalam pengepresan, yaitu membuat kenaikan bahan padatan bukan minyak didalam cairan. Penggunaan feed screw akan menimbulkan tambahan investasi dan biaya perawatan yang lebih besar. Oleh sebab itu dalam pengoperasiannya perlu dilakukan perhatian yang lebih intensif. Tipe Stork memproduksi alat press yang terdiri dari alat yang menggunakan feed screw dan tanpa feed screw. Sedangkan Usine de Wecker tidak dilengkapi dengan feed screw. Screw press terdiri dari single shaft dan double shaft yang memiliki kemampuan press yang berbeda-beda, dimana alat press yang double shaft umumnya mempunyai kapasitas lebih tinggi dari single shaft

2. Tekanan kerja screw press .

a. Tekanan lawan

Penggerak as screw press dilakukan dengan elektromotor yang dipindahkan dengan belt, gigi dan hydraulic. Power yang diperlukan menggerakkan alat screw adalah 19 – 21 KwH dengan putaran shaft 12 – 14 rpm. Efektifitas tekanan ini tergantung pada tahanan lawan pada adjusting cone. Tekanan pada hydraulic cone yang sesuai untuk single stage pressing diberikan tekanan pada tahap awal 40 –50 bar dan pada double pressing menggunakan tekanan pertama 30 – 35 bar pada pengempaan kedua dengan tekanan 40 – 50 bar. Untuk menurunkan kadar minyak dalam ampas tekanan lawan dinaikkan dengan mengatur cone, hal ini akan menyebabkan efek samping yaitu presentase biji pecah yang tinggi dan dapat mempercepat kerusakan screw press, bahkan dapat menyebabkan kebakaran elektromotor screw press. Tekanan kerja cone yang rendah akan menghasilkan ampas dengan kadar minyak yang tinggi dengan sedikit jumlah biji pecah sudah berkurang. Oleh sebab itu pengoperasian screw press hendaknya dipertimbangkan keuntungan dan kerugian yang diakibatkannya.

Untuk menstabilkan tekanan kerja dan tekanan lawan pada screw press dilakukan dengan cara mengganti gear drive dengan hydraulic transmission sehingga kendala yang terdapat pada screw press yang disebabkan ketidak samaan bahan baku dapat diatur secara automatic. Alat ini sudah banyak dikembangkan pada screw press. Keuntungan dari alat ini adalah dapat mengatur sendiri tekanan tertinggi dan tekanan terendah dalam screw press serta dapat diatur arah putaran screw, sehingga cake yang berbeda dalam cylinder press dapat dikeluarkan.

Untuk menstabilkan tekanan press, maka dilakukan suatu sistem interlocking antara power penggerak screw dengan hydraulic cone. Dengan cara ini satu dengan lainnya saling mengurangi lonjakan tekanan baik karena keadaan adonan maupun akibat perubahan tegangan arus listrik.

3. Air pengencer (dilution water)

Jumlah air pengencer (dilution water) yang digunakan sangat bervariasi antara satu pabrik kelapa sawit (PKS) dengan PKS lainnya. Jumlah air pengencer yang digunakan sebanding dengan crude oil yang keluar dari screw press. Jumlah air pengencer yang digunakan akan berpengaruh terhadap waktu retensi (retention time) dalam Clarifier Settling Tank (CST) yang sangat penting artinya dalam efisiensi pemisahan minyak dan kualitas minyak. Menurut Naibaho (1996) bahwa jumlah air pengencer yang dianjurkan adalah sebanding dengan jumlah minyak yang terdapat dalam cairan (crude oil), yaitu harus sesuai dengan norma yang ditetapkan oleh setiap PKS.

Air pengencer yang diberikan pada alat screw press tergantung pada jenis alat. Pemberian air pengencer dilakukan dengan cara menyiram cake dalam press-an dari atas bagian tengah atau di chute screw press. Jumlah air pengencer yang diberikan tergantung pada suhu air pengencer, maka jumlah air yang diberikan semakin sedikit. Pemberian air pengencer yang terlalu banyak dapat berakibat terhadap :

a. Kandungan air cake

Kandungan air cake yang tinggi dapat menyebabkan proses :

• Pemecahan cake yang lebih sulit dalam cake breaker conveyor (CBC). Hal ini sering menyebabkan beban

CBC yang terlalu berat.

• Semakin tinggi kandungan air ampas, maka kalor bakarnya akan semakin menurun yang dapat

memperkecil kapasitas dan efisiensi boiler

• Pemeraman biji yang berkadar air yang tinggi dalam silo biji akan lebih lama dan dapat menyebabkan

penurunan efisiensi ekstraksi biji yang lebih rendah.

b. Penurunan kapasitas screw press akibat bertambahnya kandungan air dan kecepatan gerak

cake dalam worm.

Jumlah air pengencer yang diberikan menurut hasil percobaan pada beberapa alat screw press, yaitu 50 – 75% terhadap kandungan minyak dalam adonan tersebut misalnya jika rendemen minyak 22% dengan kapasitas screw press 10 ton TBS/jam, maka air yang disemprotkan sebagai air pengencer sebanyak 1,1 – 1,65 m3. Bila suhu air yang terdapat pada hot water tank tidak tercapai, maka dilakukan pemberian steam langsung kedalam screw press. Cara ini tidak diperbolehkan, karena akan terjadi kerusakan mutu minyak, yaitu derajat bleachability yang jelek yang dapat diketahui dari nilai DOBI yang menurun. Oleh sebab itu disarankan agar pemakaian steam langsung dihindarkan, sedangkan kekurangan panas dapat diatasi dengan melakukan pengawasan terhadap pemanasan air dalam hot water tank.

Dalam pericarp buah yang direbus terdapat komposisi minyak 54%, air 28% dan NOS 18% dan jika diperas dengan screw press, maka komposisi ini akan berubah menjadi cairan dengan kandungan minyak 66%, air 24% dan NOS 10%, sehingga berdasarkan ini dapat dihitung bahwa cairan yang keluar adalah 320 liter/ton TBS yang didalamnya terdapat minyak 210 liter, dengan demikian perlu ditambahkan air untuk mempermudah proses pemurnian.

d. Spesifikasi :

Terdiri dari :

Elektrik Motor
Elektrik Motor Starters
Spur Gear box
Spherical Roller Bearings
Screw Press Cage dan Twin Screw
Screw Press Cage
V-Belt Drive
Speed Reducer.

PERHITUNGAN

1. Throughput

Contoh perhitungan actual throughput press cake yang keluar dari mesin press di PKS Sei Pelakar

2. Retention Time Digester

Retention time (waktu pelumatan) pada Digester pada saat operasional dapat dihitung dengan rumus berikut ini :

3. Kapasitas Press

Testing kapasitas press berfungsi untuk mengetahui efisiensi pengepressan, guna pencapaian throughput mill per jam. Untuk mengetahui kapasitas mesin press secara aktual, dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini :