OPERASI TEKNIK KIMIA 1“ COMPRESSOR”

Nama Kelompok:Dian Anggraini P

Heni IsmawatiRamadhan Trisuciati

syahwardini

Defenisi kompressor

Pemampat atau kompresor adalah alat mekanik

yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan fluida

compressible, yaitu gas atau udara. tujuan peningkatan

tekanan untuk mengalirkan fluida pada kebutuhan

fluida dalam suatu system proses yang besar (dapat

system fisika maupun kimia contohnya pada pabrik-

pabrik kimia untuk kebutuhan reaksi).

Fungsi utama kompresor antara lain:

1. untuk memompa pendingin melalui sistem pendingin.

2. untuk menekan gas pendingin dalam sistem sehingga dapat terkondensasi

menjadi cair dan menyerap panas dari udara atau air yang sedang

didinginkan atau dingin.

Beberapa fungsi pendukungnya antara lain:

3. Mengirim tenaga (berupa udara) untuk peralatan pneumatik dan peralatan

pengangkat yang bekerja, secara pneumatik

4. Mengirim dan membagi-bagi gas seperti pada pipa-pipa gas dan bahan

bakar cair

5. Menyediakan udara bertekanan tinggi seperti pada mesin otomotif

6. Meningkatkan sistem tekanan untuk membantu reaksi kimia.

Jenis kompresor1. Kompresor Positive Displacement

sejumlah udara atau gas di- trap kedalam sebuah ruang

kompresi dan menyebabkan penurunan volumnya secara

mekanik, sehingga terjadi peningkatan tekanan tertentu yang

kemudian dialirkan keluar. Ada dua jenis kompressor jenis

positive displacement :

A. Kompresor reciprocating

B. Kompresor putar/ rotary.

A. Kompresor reciprocating

Di dalam industri, kompresor reciprocating (torak) paling banyak digunakan untuk mengkompresi baik udara maupun refrigerant.

Prinsip kerjanya sama seperti pompa sepeda. Dengan karakteristik dimana aliran yang keluar hampir mendekati konstan dengan debit aliran tertentu. Aliran yang keluar seperti denyutan.

Kompresor reciprocating tersedia dalam beberapa jenis yang paling banyak digunakan yaitu:

1. Jenis kompresor vertical

2. Jenis kompresor horizontal

3. Jenis kompresor reciprocating vertical

4. Kompresor horisontal balance opposed

Prinsip kerja kompresor reciprocating (torak) adalah :

• Tenaga mekanik dari penggerak mula ditransmisikan melalui poros engkol

dalam bentuk gerak rotasi dan diteruskan ke kepala silang (cross head)

dengan perantaraan batang penghubung (connecting rod).

• Pada kepala silang gerakan rotasi diubah menjadi gerak translasi yang

diteruskan ke torak melalui batang torak (piston rod).

• Gerakan torak bolak balik dalam silinder mengakibatkan perubahan

volume dan tekanan sehingga terjadi proses pemasukan, kompresi, dan

pengeluaran.

Proses kompresi gas pada kompresor torak dapat dilakukan

menurut tiga cara yaitu dengan proses isotermal, adiabatik

reversible, dan politropik.

a) Kompresi Isotermal

Bila suatu gas dikompresikan, maka ini berarti ada energi

mekanik yang diberikan dari luar kepada gas. Energi ini diubah

menjadi energi panas sehingga temperatur gas akan naik jika

tekanan semakin tinggi. Namun, jika proses ini dibarengi dengan

pendinginan untuk mengeluarkan panas yang terjadi, sehingga

temperatur dapat dijaga tetap dan kompresi ini disebut dengan

kompresi isotermal (temperatur tetap).

b) Kompresi Adiabatik reversible

Jika silinder diisolasi secara sempurna terhadap panas, maka

kompresi akan berlangsung tanpa ada panas yang keluar dari gas atau

masuk kedalam gas. Proses semacam ini disebut adiabatik.

c) Kompresi Politropik

Kompresi pada kompresor yang sesungguhnya bukan

merupakan proses isotermal, karena ada kenaikan temperatur, namun

juga bukan proses adiabatik karena ada panas yang dipancarkan keluar.

Jadi proses kompresi yang sesungguhnya, ada di antara keduanya dan

disebut kompresi politropik.

B. Kompresor Putar/ Rotary

Kompresor rotary mempunyai rotor

dalam satu tempat dengan piston dan

memberikan pengeluaran kontinyu bebas

denyutan. Kompresor beroperasi pada

kecepatan tinggi dan umumnya menghasilkan

hasil keluaran yang lebih tinggi dibandingkan

kompresor reciprocating. Jenis- jenis dari

kompressor ini antara lain:

1. Kompresor lobe (roots blower)

2. Kompresor ulir (ulir putar helical-lobe)

3. Kompresor Root Blower (Sayap Kupu-kupu)

1. Kompresor lobe (roots blower)

Adalah sebuah kompresor yang

memiliki kemampuan memampatkan fluida

dengan menggunakan dua buah impeller atau

blower.

Prinsip kerja kompresor ini adalah

sepasang lempeng logam seperti sayap kupu-

kupu yg saling bertautan shg bisa menyedot

udara, memampatkannya dan mengalirkannya.

Kelebihan dan kelemahan kompresor lobe

• Kelebihan dari kompresor jenis

ini jika dibandingkan yang lain

yaitu:

1. Tekanan tinggi dan

kapasitas besar.

2. Putarannya mudah divariasi

3. Tekanan yang dihasilkan

sangat bervariasi.

4. Bebas minyak.

• Kelemahanya adalah untuk

produk yang tidak boleh

bereaksi dengan udara (N2 =

79% dan O2 = 21%), maka

oksigen adalah sebagai

“pembunuh” kandungan

hydrocarbon yang masih melekat

pada produk akibat suatu

prosesnya.

2. Kompresor ulir (ulir putar helical-lobe),

Kompresor Sekrup memiliki dua rotor

yang saling berpasangan atau bertautan yang

satu mempunyai bentuk cekung, sedangkan

lainnya berbentuk cembung, sehingga dapat

memindahkan udara secara aksial ke sisi

lainnya. Kedua rotor itu identik dengan

sepasang roda gigi helix yang saling bertautan.

Kompressor jenis ini diaplikasikan

pada AC, kulkas, dan mobil.

Kelebihan dan kelemahan kompresor ulir

• Kelebihanya Jika roda-roda gigi

tersebut berbentuk lurus, maka

kompresor ini dapat digunakan

sebagai pompa hidrolik pada

pesawat pesawat hidrolik.

• kelemahanya Roda-roda gigi

kompresor sekrup harus

diletakkan pada rumah-rumah

roda gigi dengan benar sehingga

betul-betul dapat menghisap dan

menekan fluida.

3. Kompresor Root Blower (Sayap Kupu-kupu)

Kompresor jenis ini akan mengisap

udara luar dari satu sisi ke sisi yang lain tanpa ada

perubahan volume. Torak membuat penguncian

pada bagian sisi yang bertekanan. Prinsip

kompresor ini ternyata dapat disamakan dengan

pompa pelumas model kupu-kupu pada sebuah

motor bakar.

Kelebihan dan kelemahan kompresor root blower

• kelebihan kompresor Sayap kupu-

kupu di dalam pompa digerakan

oleh sepasang roda gigi yang

saling bertautan juga, sehingga

dapat berputar tepat pada dinding

sehingga memiliki efisiensi yang

tinggi.

• kelemahannya adalah: tingkat

kebocoran yang tinggi.

Kebocoran terjadi karena antara

baling-baling dan rumahnya tidak

dapat saling rapat betul.

2. Kompresor dinamik

Kompresor dinamik ini berfungsi untuk mensuplai energi

guna mempercepat aliran udara atau gas yang mengalir secara

continue dengan menggunakan impeller yang berputar pada

kecepatan yang sangat tinggi. Kompresor dinamik ini diaplikasikan

untuk keperluan kompresi fluida dalam skala besar. Jenis-jenis

kompresor dinamik antara lain:

a. Kompresor Sentrifugal

b. Kompresor aksial

a. Kompresor Sentrifugal

Kompresor Sentrifugal

merupakan kompresor yang bekerja

kontinyu, dengan sedikit bagian yang

bergerak lebih sesuai digunakan pada

volum yang besar dimana dibutuhkan

bebas minyak pada udaranya.

Prinsip kerja kompresor sentrifugal adalah “ Energi mekanik dari unit

penggerak (energi putar) yang diteruskan pada impeler akan memberikan gaya

sentrifugal kepada udara atau gas sehingga memperbesar energi kinetiknya”.

Energi kinetik yang dimiliki gas atau udara kemudian dirubah menjadi energi

potensial (tekanan) didalam diffuser dengan cara memperlambat laju kecepatan

udara dan gas. Energi potensial akhir keluar merupakan tekanan discharge dari

kompresor sentrifugal tersebut.

Kompresor ini biasanya digunakan pada industri besar, misalnya pada

proses pembuatan salju buatan yang terdapat pada ski resorts. Selain itu

kompresor ini juga digunakan pada gas turbine engine yang berskala kecil

maupun sedang.

Kelebihan dan kelemahan kompresor sentifugal

• Kelebihan Kompresor tipe ini mampu menghasilkan tekanan udara

yang cukup besar. Tekanan udara yang dihasilkan oleh kompresor

jenis ini mulai dari 100 hp (sekitar 75 kW) hingga mencapai ribuan

tenaga kuda.

• Kelemahannya antara lain :

1. Tekanan dan suhu hisap (suction pressure and

temperature) rendah

2. Angka debit produksi (product/gas flow rate) rendah

3. Analisa gas (gas analysis – mole weight) rendah

4. Kecepatan kompresor (compressor speed) rendah

5. Tenaga penggerak (driver power) rendah

6. Bantalan suhu pelumas (bearing metal and oil drain

tempera-tures) mudah rusak.

b. Kompresor Aksial

Sistem kerja dari kompresor jenis

ini adalah adanya lempengan rotor yang

berbentuk kipas yang berputar. Kumpulan

rotor ini berputar untuk memberikan

tenaga pada angin sehingga udara dapat

masuk ke bagian intake dengan cepat.

Tekanan yang diberikan pada udara ini

juga mengakibatkan tekanan yang terdapat

pada tabung kompresor juga meningkat.

Kompresor jenis ini diaplikasikan

pada sistem turbin gas atau mesin-mesin

pesawat terbang turbo propeller.

Kelebihan dan kelemahan kompresor aksial

Kelebihan kompresor aksial

anatara lain:

• Simple dan tidak mahal

• Relatif ringan bobotnya.

Kelemahan kompresor aksial

antara lain:

• Kurang efisien

• Rasio Kompresi rendah

dibandingkan sentrifugal.

Komponen Kompresor

1. Kerangka (frame)

Fungsi utama adalah untuk mendukung seluruh beban dan berfungsi

juga sebagai tempat kedudukan bantalan, poros engkol, silinder dan tempat

penampungan minyak pelumas.

2. Poros engkol (crank shaft)

Berfungsi mengubah gerak berputar (rotasi) menjadi gerak lurus

bolak balik (translasi).

3. Batang penghubung (connecting rod)

Berfungsi meneruskan gaya dari poros engkol ke batang torak

melalui kepala silang, batang penghubung harus kuat dan tahan bengkok

sehingga mampu menahan beban pada saat kompresi.

4. Kepala silang (cross head)

Berfungsi meneruskan gaya dari batang penghubung ke batang

torak. Kepala silang dapat meluncur pada bantalan luncurnya

5. Silinder (cylinder)

Berfungsi sebagai tempat kedudukan liner silinder dan water jacket.

6. Liner silinder (cylinder liner)

Berfungsi sebagai lintasan gerakan piston torak saat melakukan

proses ekspansi, pemasukan, kompresi, dan pengeluaran.

7. Front and rear cylinder cover.

Adalah tutup silinder bagian head end/front cover dan bagian crank

end/rear cover yang berfungsi untuk menahan gas/udara supaya tidak keluar

silinder.

8. Water Jacket

Adalah ruangan dalam silinder untuk bersirkulasi air sebagai

pendingin.

9. Torak (piston)

Sebagai elemen yang menghandel gas/udara pada proses

pemasukan (suction), kompresi (compression) dan pengeluaran (discharge).

10. Cincin torak ( piston rings)

Berfungsi mengurangi kebocoran gas/udara antara permukaan

torak dengan dinding liner silinder.

11. Batang Torak (piston rod)

Berfungsi meneruskan gaya dari kepala silang ke torak.

12. Cincin Penahan Gas (packing rod)

Berfungsi menahan kebocoran gas akibat adanya celah (clearance)

antara bagian yang bergerak (batang torak) dengan bagian yang diam

(silinder). Cincin penahan gas ini terdiri dari beberapa ring segment.

13. Ring Oil Scraper

Berfungsi untuk mencegah kebocoran minyak pelumas pada frame.

14. Katup kompresor (compressor valve)

Berfungsi untuk mengatur pemasukan dan pengeluaran gas/udara,

kedalam atau keluar silinder. Katup ini dapat bekerja membuka dan menutup

sendiri akibat adanya perbedaan tekanan yang terjadi antara bagian dalam

dengan bagian luar silinder.

15. Pengatur Kapasitas

Volume udara yang dihasilkan kompresor harus sesuai dengan

kebutuhan. Jika kompresor terus bekerja maka tekanan dan volume udara

akan terus meningkat melebihi kebutuhan dan berbahaya terhadap

peralatan. Untuk mengatur batas volume dan tekanan  yangdihasilkan

kompresor digunakan alat yang biasa disebut pembebas beban

(unloader). Pembebas beban dapat digolongkan menurut asas kerjanya,

yaitu :

a. Pembebas beban katup isap

b. Pembebas beban dengan pemutus otomatik

16. Pelumasan

Bagian-bagian kompresor torak yang memerlukan pelumasan adalah

bagian-bagian yang saling meluncur seperti silinder, torak, kepala silang,

metal - metal bantalan batang penggerak dan bantalan utama. Tujuan

pelumasan adalah untuk mencegah keausan, merapatkan cincin torak dan

paking, mendinginkan bagian-bagian yang saling bergesek, dan mencegah

pengkaratan.

17. Peralatan Pembantu

Untuk dapat bekerja dengan sempurna, kompresor

dilengkapi dengan beberapa peralatan pembantu antara lain adalah

sebagai berikut:

a. Saringan udara

b. Katup pengaman

c. Tangki udara.

d. Peralatan Pembantu lainnya

e. Peralatan pengaman yang lain

Hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan

kompresor antara lain:

1. Kapasitas

2. Volume tabung penyimpanan.

3. Sumber energi yang diperlukan.

T E R I M A K A S I H T E R I M A K A S I H