MESIN KOMPRESOR

Kompresor merupakan mesin untuk menaikkan tekanan udara dengan cara memampatkan gas atau udara yang kerjanya didapat dari poros. Kompresor biasanya bekerja dengan menghisap udara atmosfir. Jika kompresor bekerja pada tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atmosfir maka kompresor disebut sebagai penguat (booster), dan jika kompresor bekerja dibawah tekanan atmosfir maka disebut pompa vakum.

Gas mempunyai kemampuan besar untuk menyimpan energi persatuan volume dengan menaikkan tekanannya, namun ada hal-hal yang harus diperhatikan yaitu : kenaikan temperatur pada pemampatan, pendinginan pada pemuaian, dan kebocoran yang mudah terjadi.

2.2  KLASIFIKASI KOMPRESOR

Secara garis besar kompresor dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu Positive Displacement compressor dan Dynamic compressor (Turbo). Positive Displacement compressor, terdiri atas Reciprocating dan Rotary. Sedangkan Dynamic compressor (turbo) terdiri atas Centrifugal, axial dan ejector, secara lengkap dapat dilihat dari klasifikasi di bawah ini:

Gambar  1. Diagram Pembagian Klasifikasi Kompresor



           Berikut penjelasan beberapa jenis kompresor.

2.21 Kompresor Torak Resiprokal (reciprocating compressor)

Kompresor ini dikenal juga dengan kompresor torak, karena dilengkapi dengan torak yang bekerja bolak-balik atau gerak resiprokal. Pemasukan udara diatur oleh katup masuk dan dihisap oleh torak yang gerakannya menjauhi katup. Pada saat terjadi pengisapan, tekanan udara di dalam silinder mengecil, sehingga udara luar akan masuk ke dalam silinder secara alami. Pada saat gerak kompresi torak bergerak dari titik mati bawah ke titik mati atas, sehingga udara di atas torak bertekanan tinggi, selanjutnya di masukkan ke dalam tabung penyimpan udara. Tabung penyimpanan dilengkapi dengan katup satu arah, sehingga udara yang ada dalam tangki tidak akan kembali ke silinder. Proses tersebut berlangsung terus-menerus hingga diperoleh tekanan udara yang diperlukan. Gerakan mengisap dan mengkompresi ke tabung penampung ini berlangsung secara terus menerus, pada umumnya bila tekanan dalam tabung telah melebihi kapasitas, maka katup pengaman akan terbuka, atau mesin penggerak akan mati secara otomatis.

Gambar 3. Penampang Melintang Kompresor Reciprocating



Kompresor reciprocating tersedia dalam berbagai konfigurasi. Terdapat empat jenis yang paling banyak digunakan yaitu horizontal, vertical, horizontal balance-opposed, dan tandem. Jenis kompresor reciprocating vertical digunakan untuk kapasitas antara 50 – 150 cfm. Kompresor horisontal balance opposed digunakan pada kapasitas antara 200 – 5000 cfm untuk desain multi tahap dan sampai 10,000 cfm untuk desain satu tahap.

Kompresor udara reciprocating biasanya merupakan aksi tunggal dimana penekanan dilakukan hanya menggunakan satu sisi dari piston. Kompresor yang bekerja menggunakan dua sisi piston disebut sebagai aksi ganda.

Sebuah kompresor dianggap sebagai kompresor satu tahap jika keseluruhan penekanan dilakukan menggunakan satu silinder atau beberapa silinder yang paralel. Beberapa penerapan dilakukan pada kondisi kompresi satu tahap. Rasio kompresi yang terlalu besar (tekanan keluar absolut/tekanan masuk absolut) dapat menyebabkan suhu pengeluaran yang berlebihan atau masalah desain lainnya. Mesin dua tahap yang digunakan untuk tekanan tinggi biasanya mempunyai suhu pengeluaran yang lebih rendah (140 to 160oC),sedangkan pada mesin satu tahap suhu lebih tinggi (205 to 240oC).

Kompresor udara reciprocating tersedia untuk jenis pendingin udara maupun pendingin air menggunakan pelumasan maupun tanpa pelumasan, mungkin dalam bentuk paket, dengan berbagai pilihan kisaran tekanan dan kapasitas.

                    2.22 Kompresor Torak Dua Tingkat Sistem Pendingin Udara

Kompresor udara bertingkat digunakan untuk menghasilkan tekanan udara yang lebih tinggi. Udara masuk akan dikompresi oleh torak pertama, kemudian didinginkan, selanjutnya dimasukkan dalam silinder kedua untuk dikompresi oleh torak kedua sampai pada tekanan yang diinginkan. Pemampatan (pengkompresian) udara tahap kedua lebih besar, temperatur udara akan naik selama terjadi kompresi, sehingga perlu mengalami proses pendinginan dengan memasang sistem pendingin. Metode pendinginan yang sering digunakan misalnya, dengan sistem udara atau dengan sistem air bersirkulasi.

Batas tekanan maksimum untuk jenis kompresor torak resiprokal antara lain, untuk kompresor satu tingkat tekanan hingga 4 bar. Sedangkan dua tingkat atau lebih tekanannya hingga 15 bar.

                    2.23 Kompresor Diafragma (diaphragma compressor)

Jenis Kompresor ini termasuk dalam kelompok kompresor torak. Namun letak torak dipisahkan melalui sebuah membran diafragma. Udara yang masuk dan keluar tidak langsung berhubungan dengan bagian-bagian yang bergerak secara resiprokal. Adanya pemisahan ruangan ini udara akan lebih terjaga dan bebas dari uap air dan pelumas/oli. Oleh karena itu kompresor diafragma banyak digunakan pada industri bahan makanan, farmasi, obat – obatan dan kimia.

Prinsip kerjanya hampir sama dengan kompresor torak. Perbedaannya terdapat pada sistem kompresi udara yang akan masuk ke dalam tangki penyimpanan udara bertekanan. Torak pada kompresor diafragma tidak secara langsung menghisap dan menekan udara, tetapi menggerakkan sebuah membran (diafragma) dulu. Dari gerakan diafragma yang kembang kempis itulah yang akan menghisap dan menekan udara ke tabung penyimpan.

                    2.24 Kompresor Putar (Rotary Compressor)

Kompresor putar ini memiliki sepasang rotor berbentuk sekrup. Pasangan ini berputar serempak dalam arah yang berlawanan dan saling mengait seperti roda gigi. Putaran serempak ini dapat berlangsung karena kaitan gigi-gigi rotor itu sendiri atau dengan perantaraan sepasang roda gigi penyerempak putaran. Karena gesekan antar rotor sangat kecil, kompresor ini mempunyai performansi yang baik untuk umur kerja yang panjang. Perbedaan tekanan maksimum yang diizinkan pada kompresor ini ditentukan oleh defleksi lentur rotor dan besarnya biasanya adalah 30 kg/cm2 (2900 kPa).. Mekanisme kerja kompresor rotary, udara masuk dimampatkan melalui Blade (Mata Pisau) yang berputar cepat. Blade tersebut digerakkan untuk memampatkan udara yang masuk.

Kompresor beroperasi pada kecepatan tinggi dan umumnya menghasilkan hasil keluaran yang lebih tinggi dibandingkan kompresor reciprocating. Biaya investasinya rendah, bentuknya kompak, ringan dan mudah perawatannya, sehingga kompresor ini sangat popular di industri. Biasanya digunakan dengan ukuran 30 sampai 200 hp atau 22 sampai 150 kW.
Jenis dari kompresor putar adalah:

   Kompresor lobe (roots blower)
   Kompresor ulir (ulir putar helical-lobe, dimana rotor putar jantan dan betina bergerak berlawanan arah dan menangkap udara sambil mengkompresi dan bergerak ke depan (lihat Gambar 5)
   Jenis baling-baling putar/ baling-baling luncur, ring cairan dan jenis gulungan.

Kompresor ulir putar menggunakan pendingin air. Jika pendinginan sudah dilakukan pada bagian dalam kompresor, tidak akan terjadi suhu operasi yang ekstrim pada bagian-bagian yang bekerja.

Karena desainnya yang sederhana dan hanya sedikit bagian-bagian yang bekerja, kompresor udara ulir putar mudah perawatannya, mudah operasinya dan fleksibel dalam pemasangannya. Kompresor udara putar dapat dipasang pada permukaan apapun yang dapat menyangga berat Statiknya.