Parameter Utama Udara Tekan

Pada setiap kesempatan bertemu dengan klien, saya selalu menekankan untuk mengenali kebutuhan udara tekan mereka. Digunakan untuk apa, berapa tekanan kerjanya, berapa kapasitasnya, serta apa persyaratan-persyaratan yang mengikuti aplikasi udara tekan tersebut.

Kegunaan udara tekan sudah saya tulis di tulisan saya terdahulu (baca: di sini). Dari sana kemudian kita bisa mengetahui pada tekanan kerja berapa dan berapa kapasitas yang dibutuhkan untuk aplikasi tertentu. Kedua parameter ini, tekanan dan kapasitas, adalah parameter utama untuk memilih air compressor.

Tekanan dinyatakan dalam bar atau kg/cm2, atau bisa juga kPa bila dalam satuan SI. Sedangkan dalam satuan british sebagai psi (pound per square inch). Keduanya biasanya disertai (a) atau (g) yang menyatakan titik referensinya. “A” mewakili atmosfer sedangkan “G” mewakili gauge. Soal  satuan ini, saya juga pernah menuliskannya terdahulu (baca di sini).

Kapasitas dinyatakan dalam volume per satuan waktu. Misalkan m3/min, m3/hr, liter/detik. Sedangkan dalam satuan british sering dinyatakan dalam cfm (cubic feet per minutes).

Kedua parameter ini kemudian menentukan tipe compressor apa yang akan digunakan. Apakah reciprocating, rotary screw atau centrifugal. Tentang tipe compressor ini akan saya tuliskan terpisah.

Kedua parameter ini kemudian akan menentukan pula parameter ketiga: power (tenaga). Seberapa besar tenaga yang dibutuhkan compressor untuk menghasilkan kapasitas tertentu. Semakin besar kapasitas, maka semakin besar pula tenaga yang digunakan.Tenaga ini dihasilkan oleh motor listrik ataupun engine. Yang menggunakan motor kemudian sering disebut dengan stationary compressor. Sedangkan yang menggunakan engine disebut portable compressor.

Kapan menggunakan yang stationary dan kapan menggunakan portable, sepenuhnya tergantung dari beberapa hal, misalnya: aplikasi udara tekan, dimana menggunakannya serta bagaimana dengan ketersediaan sumber listrik. Apabila digunakan pada area dimana listrik susah didapatkan, maka penggunaan portable compressor adalah pilihannya. Misalkan untuk area pertambangan serta konstruksi infrastruktur yang masih jauh dari ketersediaan listrik. Perlu dicatat, biaya awal pembelian portable compressor selalu lebih mahal karena harga engine juga lebih mahal dibandingkan dengan motor listrik. Demikian halnya untuk biaya pengoperasian di Indonesia, saat tulisan ini dibuat, biaya operasi portable compressor juga lebih mahal. Pernah kejadian, ada salah satu klien yang operatornya harus berurusan dengan polisi karena membeli solar sebagai bahan bakar portable compressor untuk jatah solar subsidi, dan bukan solar industri yang memerlukan kuota minimal.

Oia, ada satu konvensi yang berlaku untuk mengidentifikasi suatu compressor. Biasanya model  compressor terdiri dari huruf dan angka. Untuk angka pada stationary compressor menunjukkan nominal motor power-nya. Sedangkan angka pada portable compressor menunjukkan berapa kapasitasnya. Sedangkan tekanan ditunjukkan dengan huruf dan atau angka. Misalkan, Ingersoll Rand ML75, adalah stationary compressor dimana angka 75 menunjukkan nominal motor power 75 KW (kilowatt). Demikian halnya berlaku untuk air compressor pabrikan Atlas Copco. Sedangkan untuk portable compressor, misalkan Airman PDS390, angka 390 menunjukkan 390 cfm.

***

Dengan mengetahui ketiga parameter utama: tekanan kerja, kapasitas dan power, apakah kemudian kita bisa memilih air compressor yang tepat untuk udara tekan tertentu? Belum.

Kita harus mengecek kembali kebutuhan udara tekan sebagaimana yang dinyatakan. Apakah mensyaratkan oil-free, sebagaimana aplikasi di industri makanan dan minuman? Begitu halnya syarat ISO 8573 tentang kualitas udara tekan.

Jadi kembali lagi, kenali betul kebutuhan udara tekan, baru kemudian bisa memilih compressor berdasarkan parameter-parameter di atas.

[kkpp, 28.04.2011]

Udara Tekan dan Penggunaannya

Compressed air, alias dalam bahasa Indonesia saya lebih suka menggunakan terminologi: “udara tekan” atau bisa juga “udara bertekanan” dibandingkan istilah “angin”, adalah salah satu cara untuk mengkonversi energi dengan cara memampatkan udara sekitar untuk berbagai keperluan manusia. Paling sederhana dan mudah ditemui sehari-hari adalah digunakan untuk mengisi ban kendaraan. (Baca juga: Konsisten (2))

Selain itu, masih banyak aplikasi lainnya yang menggunakan udara tekan. Masih ingat aplikasi spray? Yaitu udara tekan digunakan untuk menyemprotkan anti serangga pun juga untuk pengecatan/airbrush.

Mari kita lihat gambar berikut, balon akan mengembang karena berisi udara tekan. Pada saat ujung balon dibuka, maka balon akan bergerak melawan arah keluarnya udara tekan ke udara bebas.

Konsep dasar compressed air.

Sebagai salah satu cara mengkonversi energi, aplikasi udara tekan ini banyak digunakan di industri. Berdasar pengalaman pribadi saya, 90% industri menggunakan udara tekan untuk berbagai keperluan. Mulai dari udara proses, misalkan pada industri pemisahan gas (separation gases) serta industri fermentasi sebagaimana pada industri MSG.

Udara tekan sebagian besar juga digunakan untuk udara instrumentasi  yaitu pada industri yang sudah menerapkan otomatisasi  dengan menggunakan peralatan pneumatik. Pada industri rokok misalnya, saat sebuah pabrik memutuskan berpindah dari industri sigaret kretek tangan (SKT) menjadi industri sigaret kretek mesin (SKM), maka kehadiran buruh-buruh trampil penggulung rokok digantikan dengan kehadiran mesin penggulung rokok yang menggunakan kompresor. Demikian halnya di industri packing, pengisian botol, percetakan, tekstil, pulp & paper, dan lain sebagainya. Udara tekan digunakan seiring terpinggirkannya kerja manual beratasnamakan produktivitas dan efisiensi.

Sebagai udara instrumentasi, udara tekan juga digunakan untuk membuka katup pada daerah yang berbahaya jika dioperasikan langsung oleh manusia, misalkan karena berdekatan dengan panas, berkaitan dengan bahan kimia berbahaya dan tegangan listrik tinggi.

Udara tekan juga digunakan untuk memindahkan partikel padat dari satu tempat ke tempat yang lain. Misalkan untuk memindahkan semen, tepung, batubara ataupun pasir. Dengan pemindahan cara ini, partikel yang dipindahkan bisa dalam jumlah besar dan waktu singkat, tetapi memerlukan saluran tersendiri agar partikel padat tersebut tidak kemana-mana.

Pada penggunaan tools, misalnya impact, hammer, ratchet, winch, ada yang menggunakan udara tekan untuk memudahkan kerja manusia. Penggunaan udara tekan memnungkinkan lebih kecilnya daya yang dikeluarkan manusia juga mempersingkat waktu pengerjaan. Gampangnya, pernah melihat balapan F1? Saat mengganti ban yang diperlukan secepat-cepatnya karena dihitung sebagai bagian balapan, tool yang digunakan bukan lagi manual, melainkan tool yang sudah digerakkan oleh listrik bersumber dari baterai. Sumber penggerak tool tersebut selain listrik dapat menggunakan udara tekan. Umumnya, sumber penggerak udara tekan, yang disebut juga dengan air tool, digunakan pada daerah operasi yang rawan percikan api. Alasan safety inilah yang menyebabkan air tool mempunyai nilai lebih dibandingkan dengan electrical tool. Alasan kedua adalah masalah efisiensi. Karena penggunaan air tool lebih murah dibandingkan listrik yang terpakai untuk electrical tool.

Di Indonesia, penggunaan udara tekan sebagai air tool masih sebatas industri-industri tertentu. Sedangkan di bengkel-bengkel, masih banyak yang menggunakan handtool. Kehadiran compressor di bengkel-bengkel tersebut baru sebatas untuk mengisi ban dan bersih-bersih (general services).

Alasan safety dan ekonomis sebagaimana disampaikan di atas, juga menyebabkan udara tekan juga digunakan pada diaghpram pump dan air motor. Kedua peralatan tersebut sering digunakan pada area yang rawan percikan api.

Di dunia konstruksi baja, baik gedung-gedung, industri manufakturing, serta galangan kapal, umumnya juga menggunakan aplikasi udara tekan. Ada dua pekerjaan utama yang menggunakan udara tekan: sandblasting dan pengecatan. Meski berbeda tujuan, udara tekan mempunyai fungsi yang hampir mirip. Pada sandblasting, udara tekan meniup butiran pasir untuk mengelupas pengotor dan karat pada permukaan baja. Proses ini dimaksudkan agar proses pengecatan berlangsung dengan baik. Sedangkan pada pengecatan, udara tekan digunakan untuk meniup cairan cat.

Udara tekan juga digunakan untuk meniup plastik ataupun alumunium agar mengikuti bentuk cetakannya. Misalnya pada industri botol plastik. Pada aplikasi ini, udara tekan yang digunakan berkategori tekanan tinggi.

Selain itu, udara tekan juga dimanfaatkan untuk starting engine. Baik untuk diesel yang digunakan di kapal-kapal ataupun yang digunakan di power plant. Ada yang menggunakan udara bertekanan tinggi (kurang lebih 35 bar) dan ada juga yang menggunakan udara bertekanan sekitar 7 bar, sebagaimana umumnya penggunaan udara tekan lainnya. Hal ini tergantung desain dari pihak pembuat engine.

Udara tekanan tinggi juga dimanfaatkan sebagai bagian dari peralatan perang.

***

Hmmm, apalagi ya… Sepertinya masih ada aplikasi yang terlewat. Nanti aja ditambah bila sudah teringat.

Yang jelas, karena luasnya penggunaan udara tekan selama ini, Department of Energi USA pernah mengeluarkan statement bahwa penggunaan udara tekan telah menghabiskan biaya energi sebesar 20 persen dari total biaya energi yang dikeluarkan.

Ke depan, tantangan bagi pembuat dan pengguna air compressor adalah bagaimana mendapatkan udara tekan yang seefisien mungkin sebagai bagian dari penghematan.

[kkpp, 31.03.2011]

Konsisten (2)

Isi angin, Pak.

Berapa?

Depan tiga satu (31). Belakang tiga lima (35).

Kira-kira, tentang apa dan di mana obrolan di atas? Tepat. Obrolan seorang pengendara yang hendak mengisi ban yang kempes. Obrolan yang biasa kita dengar karena kita memang terbiasa mengisi roda kita dengan angin’ (sebenarnya ‘udara tekan’ adalah istilah yang lebih tepat, karena berasal dari terjemahan ‘compressed air’), atau kini malah lebih ngetren bila diisi dengan nitrogen.

Lantas, sadarkah kita tentang angka tiga satu dan angka tiga lima mewakili apa? Betul. Itu perihal tekanan udara di dalam ban.

Nah, di sini masalahnya. Sebagai orang Indonesia, kita lebih mengakrabi ‘kilogram’ dibandingkan ‘pound’. Lebih akrab dengan ‘centimeter’ daripada ‘inch’ dan ‘feet’. Lebih akrab dengan ‘kilometer’ daripada dengan ‘mil’. ‘Celcius’ daripada ‘Fahrenheit’.

Kita mengakrabinya karena memang Indonesia adalah penganut SI, ‘Sistem Internasional’ (Système International d’Unités – International System of Units) sebagai satuan unit kuantitas dan pengukuran. Sayangnya, meski hanya konvensi, kita tidak cukup konsisten menerapkannya.

Balik ke angka 31 dan 35 sebagai contoh di atas, angka itu adalah tekanan standar untuk roda depan dan roda belakang Toyota Avanza. Angka itu diterakan oleh pabrikan sebagai standar bagi pengendara. Sayangnya angka itu bukanlah bersatuan SI, karena menggunakan psi (pound per square inch), dan bukan kg/cm2 atau menggunakan KPa. Pun sebenarnya juga bisa menggunakan bar yang meskipun bukan satuan SI, tapi sudah diadopsi oleh SI sebagai salah satu standar resmi.

Untungnya meski tak banyak pengendara yang tahu bahwa angka yang disebutkan saat mengisi bannya adalah bersatuan ‘psi’, tak ada yang khawatir bahwa bannya bakal meledak karena sang operator memahami bahwa 31 yang disebutkannya dipersepsikan sebagai 31 bar! Persis sebagaimana tak ada penumpang pesawat terbang yang khawatir saat sang pilot menyebutkan ketinggian pesawat dengan ‘feet’ dan bukannya dengan menggunakan ‘km’.

Di bangku sekolah kita diajarkan tentang SI, tapi di dunia nyata kita tak pernah menerapkannya secara konsisten, semata karena mengikuti barang-barang yang diproduksi oleh negara bukan penganut SI.

Indonesia oh Indonesia.

(kkpp, 05.03.2010)