## ANALISIS HUBUNGAN KECEPATAN PUTARAN AGITATOR TERHADAP KADAR MINYAK HASIL PROTOTYPE RANGKAIAN

## ALAT CONTINUOUS SETTLING TANK
1 Anna Angela Sitinjak, 2 Mustakim, 3 Faisal Reza Prodi Teknik Mekanika, Politeknik Teknologi Kimia Industri Medan Jalan Medan Tenggara VII, Medan, Sumatera Utara, 20228
1 annaangelasitinjak@yahoo.co.id

## Abstrak
Pada  penelitian  ini  dirancang  sebuah  prototype  pada  unit  continuous  settling  tank  yang dikhususkan  untuk  proses  pemisahan  minyak  dan  lumpur.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk menganalisis  bagaimana  hubungan  kecepatan  putar  agitator  dengan  kadar  minyak  pada temperatur  90 0 C.  Metode  penelitian  yang  digunakan  adalah  deskriptif  kuantitatif,  dengan terlebih dahulu merancang unit continuous settling tank, pengumpulan data dengan mengubah kecepatan  putaran  agitator  dan  statistik  analisis  menggunakan  uji-t.  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  kecepatan  putar  agitator  41  rpm  tidak  menghasilkan  minyak  yang menempel  pada  lumpur,  kemudian  kecepatan  dinaikkan  dan  terjadi  peningkatan  kandungan minyak.  Dari  hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  terdapat  hubungan  yaitu  kecepatan  putar agitator  berpengaruh  signifikan  terhadap  kadar  minyak  yang  diperoleh  dari    t hitung =  12,21  , t tabel = 3,182 ; t hitung > t tabel dengan = 5%.
Kata Kunci : continuous settling tank, lumpur, kecepatan putaran agitator

## Abstract
In this study, a prototype was designed in a continuous settling tank unit which is devoted to the process of separating oil and sludge. This study aims to analyze about how the rotation speed of agitator relates to oil content at temperature of 90 0 C. The research method used is descriptive quantitative, by first designing the continuous setting tank unit, collecting data by changing the rotation  speed  of  agitator  and  statistical  analysis  using  the  t-test.  The  result  showed  that  the agitator rotational speed of 41 rpm did not produce oil that was attached to the sludge, then the speed was increased and there was an increase in the oil content. From the results of the study, it showed that there is a relationship, namely the rotation speed of agitator has a significant effect on oil content, which is obtained from  t calculation = 12.21,  t table = 3.182 ; t calculation > t table dengan = 5%.
Keywords : continuous settling tank, rotation speed of agitator, sludge,

## PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  negara  yang memiliki tanah yang subur, sehingga pertanian menjadi salah satu sumber pendapatan  terbesar  negara  dalam  berpuluh- puluh tahun lamanya. Seiring dengan perkembangan  teknologi,  Indonesia  mulai mengembangkan  industri-industri.  Salah  satu
bahan  yang  dapat  digunakan  pada  berbagai sektor  industri  adalah  perkebunan  kelapa sawit  dengan  produk  utamanya  adalah  Crude Palm  Oil  (CPO)  [1].  Crude  Palm  Oil  (CPO) dapat  digunakan  oleh  industri  pembuatan minyak goreng, sabun, bahkan produk-produk kecantikan. Karena peningkatan akan kebutuhan  produksi  CPO,  meningkat  juga lahan-lahan  perkebunan  sawit  sebesar  14,33
juta  hektar  dengan  produksi  mencapai  42,9 juta  ton  [2].  Adapun  kelebihan  dari  minyak kelapa  sawit  yaitu  mengandung  beta  karoten atau  pro-vitamin  A  dan  pro-vitamin  E  yang diperlukan  pada  proses  metabolisme  pada tubuh  manusia  dan  antioksidan.  Tingginya minat akan CPO sehingga dibutuhkan kontrol dalam hal harga [3].
Pada  proses  pengolahan  CPO,  terdapat proses  pemurnian  CPO  yang  selesai  dari stasiun pengempaan yang memisahkan minyak  dan  sludge  secara  gravitasi  dengan bantuan  pengadukan  yaitu  agitator  pada  unit Continuous  Setting  Tank  (CST).  Proses pemurnian  ini  tidak  lepas  dari  berat  jenis. Berat  jenis  paling  rendah  akan  berada  di lapisan atas yaitu minyak, lapisan kedua yang paling bawah berupa sludge (lumpur). Proses pemurnian minyak diharapkan dapat menghasilkan  minyak  dengan  kualitas  kadar air 0,2% dan 0,04%  kotoran.
Proses  pemisahan  minyak  dengan sludge  terjadi  pada  suhu  90 0 -95 0 C.  Lumpur yang  mengendap  didalam  CST  dialirkan  ke Sludge  Tank  (Underflow),  dan  minyak dialirkan  menuju  Pure  Oil  Tank  (Overflow). Untuk  mengetahui  performance  kerja  CST masih  baik  maka  indikator  yang  digunakan adalah  kandungan  minyak  pada  lumpur  di underflow  harus  sekitar  10%.  Ketebalan lapisan  minyak  pada  CST  dapat  mem- pengaruhi kandungan minyak pada lumpur di underflow.  Sebaiknya  ketebalan  lapisan minyak  dalam  CST  sekitar  40-60  cm  dan dilakukan pengutipan minyak melalui
skimmer. Posisi oil skimmer adalah ditengah- tengah  tangki,  yang  ketinggiannya  bisa dinaikkan  dan  diturunkan  sesuai  dengan ketinggian minyak di dalam CST.
Pada CST, ada suatu proses pengadukan  dengan  agitator  dan  diusahakan menghasilkan pengadukan yang sebaik mungkin  dengan  pemakaian  daya  sekecil mungkin.  Ini berarti seluruh tangki pengaduk dapat  digerakkan  secara  merata,  biasanya secara  turbulen.  Pengadukan  semakin  buruk jika  semakin  banyak  bahan  bergerak  dalam arah  tangensial.  Pada  pergerakan  tangensial ini,  bahan  ini  berputar-putar  bersama  dengan pengaduk sehingga permukaan cairan membentuk  kerucut  di  sekeliling  sumbu pengaduk.
Adapun faktor-faktot yang mem- pengaruhi kinerja CST adalah suhu, air dilusi, kecepatan  pengaduk,  kualitas  dan  kuantitas umpan  dan  desain  dalam  menentukan retention time. Anita [4] melakukan penelitian untuk  melihat  pengaruh  suhu  terhadap kecepatan pengendapan sludge pada CST dan diperoleh semakin tinggi suhu maka pengendapan  sludge  semakin  cepat,  dengan suhu  optimal  90 0 C  pada  kecepatan  peng- endapan  0,3507  cm/det.  Karena  pentingnya proses pemurnian minyak ini, khususnya unit CST,  membuat  peneliti  lain  melakukan penelitian  pada  unit  ini  juga.  Purwanti  & Rahmawati  [5]  mendapatkan  hasil  penelitian bahwa  dengan  suhu  90 0 -95 0 C  dengan kecepatan putar yang tetap, 3000 Rpm, proses pemurnian  mudah  dilakukan,  karena  suhu
yang terlalu rendah menyulitkan dalam proses pemisahan  minyak  dengan  sludge  dan  suhu yang  terlalu  tinggi  menyebabkan  mutu minyak  yang  dihasilkan  kurang  baik.  Untuk menjaga  suhu  90 0 -95 0 C  ini,  pada  CST digunakan  dua  jenis  pipa  steam,  yaitu  steam inject  pipe  yang  digunakan  untuk  menaikkan suhu  hingga  90 0 -95 0 C  dengan  adanya  waktu tertentu dalam pengaktifannya dan steam coil pipe  yang  digunakan  untuk  mempertahankan suhu  di  dalam  tangki.  Untuk  mengetahui waktu  pengaktifan  steam  injection  yang optimal,  Kristono  [6]  melakukan  penelitian yang berfokus pada masalah ini dan diperoleh bahwa  waktu  pengaktifan  steam  injection yang  optimal  hingga  memenuhi  level  CST pada  saat  proses  berjalan  normal  adalah selama  2,95  menit  dimana  injeksi  itu  akan mengisi  ruang  kosong  di  CST  sebesar 10,0097  m 3 .      Pengutipan  minyak  pada  CST dilakukan  dengan  cara  menurunkan  tuas  dari alat  pengutip  minyak  (skimmer)  apabila ketebalan  minyak  sudah  mencapai  40-60cm, dengan  gelas  penduga.  Jika  diperhatikan, tingkat  keakuratan  gelas  penduga  adalah kurang baik, sehingga Mahfud [7] merancang suatu sensor magnet untuk membaca ketebalan  minyak  di  CST  dengan  bantuan tiang  dan  pelampung.  Penelitian-penelitian sebelumnya  berkaitan  dengan  suhu  di  CST, karena  suhu  memang  memegang  peranan penting  pada  proses  pemurnian  minyak. Karena itu, peneliti tertarik untuk meneliti apa yang  terjadi  terhadap  kadar  minyak  jika kecepatan putar agitator berubah-ubah namun
suhu konstan 90 0 C dan menganalisa bagaimana hubungan kedua variable ini.

## METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  digunakan adalah  deskriptif  kuantitatif.  Metode  ini digunakan  untuk  menggambarkan,  men- jelaskan, atau meringkaskan berbagai kondisi, situasi,  fenomena,  atau  berbagai  variabel penelitian  menurut  kejadian  sebagaimana adanya  yang  dapat  dipotret,  diwawancara, diobservasi,  serta  yang  dapat  diungkapkan melalui  bahan-bahan  documenter  atau  hasil percobaan.  Setelah  pengumpulan  data  dari hasil  percobaan,  dilakukan  uji-t  dengan terlebih  dahulu  mencari  persamaan  regresi linear dan koefisien korelasi.
a. Pembuatan Prototype Continuous Setting Tank
Spesifikasi Alat 1. Elektromotor Type : YC 90S-4 Frekuensi  : 50 Hz Daya : 1 Hp Tegangan  : 5 A Putaran   : 1400 rpm Cos : 0,8 2. Inverter Type : Inverter 3G 3JX / HE 015 Input : 50 Hz, 60 Hz, 200-240 Volt 1 Ph Output : 0,5 – 400 Hz, 240 Volt 3Ph 3. Continuous Settling Tank Tinggi Tabung : 60 cm
Diameter Tabung Dalam  : 30 cm Diameter Tabung Luar : 40 cm Volume Tabung Dalam  : ± 44 Liter Volume Tabung Luar : ± 36 Liter
Bahan
1. Plat (pembuatan tabung dan kerucut) 2. Siku (pembuatan dudukan motor)
3. Pipa  (sebagai  kaki  tabun  dan  pipa undeflow)
4. Electromotor  (mengubah  energi  listrik menjadi energi mekanik)
5. Flange  (menyambungkan  poros  motor dan pipa agitator)
6. Inverter  (mengubah  tegangan  searah menjadi tegangan bolak-balik.

## b. Pengujian Prototype CST
Pada  Gambar  2  disajikan  Prototype CST.  Pengujian  Prototype  CST  dilakukan dengan  cara  merubah  kecepatan  putar agitator melalui alat inverter. Alat inverter di setting  dan  waktu  pengadukan  dihitung dengan  stopwatch.  Suhu  tetap  pada  heater sekitar 90 0 C. Percobaan dilakukan sebanyak
6  kali  pada  setiap  sampel  dengan  jumlah sampel sebanyak 6 sampel. Setelah dilakukan  percobaan  pada  unit  CST,  maka diambil sampel sludge dan diuji
menggunakan alat centrifuge yang kecepatan putaran  5000  Rpm  selama  30  menit.  Dari hasil  pengujian  ini  akan  ada  pemisahan antara  minyak  dan  lumpur,  kemudian dihitung kadar minyak (%).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah prototype selesai dirancang dan dilakukan  hasil  percobaan,  diperoleh  data- data  hasil  percobaan  yang  disajikan  pada Tabel 1 sebagai berikut:
Gambar 1. Rangkaian Alat
CST
Gambar 2. Prototype CST
Tabel 1. Data Hasil Percobaan NO Sampel Kecepatan Putaran Agitator (Rpm) Temperatur ( 0 C) Volume Sampel Volume Minyak (ml) Kadar Minyak (%) 1 A 41 90 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 B 46 90 10 0.5 0.1 0.6 0.1 0.1 0.2 5 1 6 1 1 2 3 C 51 90 10 0.9
1.6
0.9 0.4
0.5 0.5 9 16 9 4 5 5 4 D 56 90 10 1.4 1.1 1.3 1.4 1.1 1.6 14 11 13 14 11 16 5 E 60 90 10 1.6 1.9 1.5 1.5 1.6 1.7 16 19 15 15 16 17
Dalam  menghitung  kadar  minyak dalam sludge, digunakan rumus berikut:
Untuk kadar minyak sampel A:
;
karena  pada  sampel  A  volume  minyak  0 maka rata-rata kadar minyak adalah nol (0).
Demikian  juga  perhitungan  untuk sampel  B, C, D dan E.  Berikut Tabel  2 data rata-rata  kadar  minyak  yang  terikut  pada sludge  akibat  adanya  kecepatan  putarana agitator,  yang  hasil  perhitungannya  akan diolah.
Tabel 2. Rata-Rata Kadar Minyak (%) NO Sampel Kecepatan Putaran Agitator (Rpm) Rata-Rata Kadar Minyak (%) 1 A 41 0 2 B 46 2.66 3 C 51 8 4 D 56 13.16 5 E 60 16.33
Tabel 3. Data Hubungan Kecepatan Putar Agitator dengan Kadar Minyak
No Kecepatan Putar Agitator (RPM) / X i X i 2 Rata-Rata Kadar Minyak (%) / Y i X i * Y i Y i 2 1 41 1681 0 0 0 2 46 2116 2.66 122.36 7.0756 3 51 2601 8 408 64 4 56 3136 13.16 736.96 173.1856 5 60 3600 16.33 979.8 266.6689 total 254 13134 40.15 2247.12 510.9301
Dari  Tabel  2  dapat  dilihat  bahwa  pada kecepatan  41  Rpm,  rata-rata  kadar  minyak sebesar  0%.  Ini  menunjukkan  bahwa  tidak ada  minyak  yang  terikut  pada  lumpur. Kemudian Kecepatan putar agitator ditingkatkan  dan  terdapat  kadar  minyak  pada lumpur  yaitu,  pada  46  Rpm  terdapat  2.66% rata-rata kadar minyak, pada 51 Rpm terdapat 8%  rata-rata  kadar  minyak,  pada  56  Rpm terdapat  13.16%  rata-rata  kadar  minyak  dan pada 60 Rpm terdapat 16.33% rata-rata kadar minyak.
Berikutnya akan dibahas secara statistik bagaimana hubungan kecpatan putaran  agitator  dengan  kadar  minyak.  Pada analisis  statistik  digunakan  uji-t,  namun terlebih  dahulu  dicari  persamaan  regresi  dan koefisien  korelasi.  Pada  Tabel  3  disajikan data  hubungan  kecepatan  putar  agitator dengan kadar minyak.
a. Regresi Linear
Untuk melihat apakah ada hubungan kecepatan putar agitator dengan rata-rata kadar minyak digunakan persamaan Regresi linear sederhana kemudian dilihat koefisien korelasi (r). Persamaan regrefi linear dapat dilihat di bawah ini:
/ variable response
(terikat) a = konstanta (intersep), perpotongan dengan sumbu vertical
b = konstanta regresi (slope)
X = variable bebas / predictor
Diperoleh persamaan sebagai berikut:
,  kemudian  dicari koefisien  korelasi  (r). Untuk  mengetahui  ada
atau tidaknya hubungan antara kedua variabel (X dan Y) dan seberapa erat hubungan antara kedua  variabel  tersebut  dapat  diketahui dengan  menghitung  koefisien  korelasi  dari kedua  variabel.  Jika  koefisien  korelasi bertanda  positif  (+)  maka  dapat  disimpulkan hubungan  kedua  variabel  positif  dan  begitu juga  halnya  bila  koefisien  korelasi  bertanda negatif  (-).  Kriteria  dalam  menentukan keeratan hubungan adalah sebagai berikut [8].
Nilai  koefisien  korelasi  yang  diperoleh sebesar  99%  yang  berarti  kedua  variabel  ini memiliki  hubungan  yang  sangat  kuat.  Jadi, kecepatan  putaran  agitator  sangat  mem- pengaruhi  kadar  minyak.    Untuk  koefisien determinasi (r 2 ) menjadi sebesar 0.98 (98 %), menunjukkan bahwa 98 % kecepatan putaran agitator  dapat  mempengaruhi  kadar  minyak pada  proses  pemurnian  minyak  dan  2  %  lain disebabkan oleh fakor lain.
Koefisien Korelasi Kriteria = 0.20 Hubungan rendah sekali >0.20 – 0.40 Hubungan rendah tapi pasti >0.40 – 0.70 Hubungan yang cukup berarti >0.70 – 0.90 Hubungan yang kuat >0.90 Hubungan yang sangat tinggi
Gambar 3. Grafik Persamaan Regresi Linear
b. Uji-t Setelah diketahui secara statistika bahwa
kecepatan putaran agitator mempunyai hubungan  terhadap  besarnya  kadar  minyak pada  proses  pemurnian  minyak,  selanjutnya
dilakukan  uji  hipotesis.  Hipotesis  merupakan pernyataan  yang  mungkin  benar  atau  salah sehingga perlu dilakukan uji untuk mengetahui kebenarannya. Uji hipotesis pada penelitian  ini  menggunakan  t-test,  untuk Kecep atan
Putar
Agitat or
(Rpm)
mengetahui secara signifikan apakah kecepatan  putaran  agitator  mempengaruhi besarnya  kadar  minyak  yang  terikut  pada sludge.  Pada  penelitian    ini  digunakan  uji-t dua  arah  dengan  kriteria  penolakan  Ho dengan taraf signifikansi 5%
adalah t hitung > t tabel
Hipotesis
H o : Kecepatan putaran agitator tidak
berpengaruh signifikan terhadap kadar
minyak.
H 1 : Kecepatan  putaran  agitator berpengaruh signifikan terhadap kadar minyak.
Perhitungan uji-t:
; t table pada uji-t dua arah =
3.182 ,
sehingga
ditolak),
artinya bahwa ada pengaruh secara signifikan kecepatan  putaran  agitator  terhadap  besarnya kadar minyak yang terikut pada sludge.
Dari  hasil  analisis  statistic  diperoleh bahwa  dari  pengujian  prototype  CST  ada pengaruh  antara  kecepatan  putaran  agitator terhadap  kadar  minyak  yang  terikut  pada sludge.  Pengadukan  pada  bahan  yang mengandung minyak bertujuan untuk mengganggu  kestabilan  sehingga  minyak keluar.  Dalam  proses  pengadukan  terjadi proses  gerakan  rotasi  antar  molekul  sehingga menurunkan viskositas. Viskositas yang kecil dapat  mempercepat  proses  pengendapan
minyak dan jika sebaliknya proses pengendapan  lambat.  Kecepatan  putaran agitator  ini  menyebabkan  adanya  perubahan viskositas.  Putaran  pada  agitator  yang  terlalu cepat  akan  membuat  sludge  dan  minyak teraduk  menjadi  bercampur  yang  mana viskositas  meningkat  sehingga  kadar  minyak pada sludge meningkat. Hal ini menjadi salah satu  faktor  yang  menyebabkan oil  losses terjadi  dan  berdampak  pada  kerugian  pada proses produksi minyak kelapa sawit.  Hal ini sejalan  dengan  penelitian  Renjani,  dkk  [9] yang  menyimpulkan  bahwa  kadar  kotoran akan  meningkat  jika  tangki  agitator  terus teraduk,  karena  agitator  yang  memberikan gaya  setrifugasi  pada  CPO  mengakibatkan impurities yang seharusnya mengendap menjadi  terus  mendapatkan  turbulensi  dan berada di sisi tangki dan mengakibatkan kadar kotoran  meningkat.  Penelitian  yang  akan datang  mengenai  CST  masih  dapat  di- lanjutkan  dengan  menambahkan  faktor  lain pada proses pemurnian minyak, sehingga nanti- nya akan diperoleh kualitas CPO yang baik.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Dari  hasil  penelitian  yang  telah dilakukan, diperoleh bahwa kecepatan putaran agitator pada 41 Rpm membuat kadar minyak  0%  yang  artinya  putarannya  masih normal dan minyak tidak terikut pada sludge. Ketika kecepatan putaran agitator ditingkatkan, terjadi adukan semakin meningkat  juga  sehingga  berdampak  pada adanya campuran minyak pada sludge. Secara
statistik, kecepatan putaran agitator berpengaruh  secara  signifikan  terhadap  kadar minyak  yang  terikut  pada  sludge  dengan
sehingga
dengan  taraf  signifikansi,
.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Supiana,  “Analisis  Faktor  Produksi dengan  Trend  Minyak  Sawit  (CPO)  di
Indonesia”, Skripsi, Universitas Muhammadiyah  Makassar,  Makassar, 2021
[2] BPS  Indonesia,  “Indonesian  Oil  Palm
Statistics 2019”, 2020.
[3] Oktarina, T. dan Ramila, “Peramalan
Produksi  Crude  Oil  Palm  Oil  (CPO) Menggunakan  Metode  Arima    pada  PT Sampoerna  Agro”,    Seminar  Nasional Sistem  Informasi  Indonesia,  hal.  251- 260, 2018
[4]   Anita,  Zulisma,  “Pengaruh  Temperatur terhadap Kecepatan Pengendapan Sludge dalam  Crude  Palm  Oil  pada  Continuous
Settling Tank”, USU Repository, 2009
[5]  Purwanti, Anita dan Rahmawati,
“Analisis Proses Pemisah Kadar Produksi  Crude  Palm  Oil  (CPO)  di  PTP Nusantara  I  tanjung  Seumantoh-Aceh Tamiang”,  Jurnal  Hadron,  Vol.1,  No.1, hal.5-8, 2019 [6]  Kristono, St. Nugroho, “Analisa
Pengaruh  Steam  Injection  terhadap
Overload  Continuous  Settling  Tank (Studi Kasus di PKS XYZ)”, Jurnal Citra Widya Edukasi, Vol.X, No.1, hal. 67-72, 2018
[7]  Mahfud,  Ahmad,  “Rancang  Bangun Sensor  Pelampung  untuk  Mendeteksi Ketebalan  Lapisan  Fluida  di  Continuous Settling  Tank  dengan  Memanfaatkan Sensor Magnet (Red Switch)”, Industrial Engineering Journal, Vol.6, No.2, hal.17- 22, 2017
[8]  Gulford,  J.P.,  “Fundamental  Statistic  in Psychology  and  Education  3 rd Edition”, McGraw-Hill  Book  Company,Inc.,  New York, 1956
[9]  Renjani,  dkk.,  “Pengamatan  Kualitas CPO pada Storage Tank dengan Penambahan  Sistem  Pengadukan  pada Berbagai  Variasi  Temperatur”,  Jurnal Tekik  Pertanian  Lampung,  Vol.9,  No.4, hal.343-352, 2020.