Dari pitch ulir yang menyempit hingga tekanan 60 bar, desain dan operasi screw press menentukan berapa banyak minyak yang keluar dari setiap tandan. Data industri juga tegas: perawatan terencana memangkas biaya hingga ~47,4% dan menurunkan oil loss di serat.
Pabrik sawit modern telah lama meninggalkan sistem batch hidrolik atau spindle; kini, lini ekstraksi digerakkan oleh screw press kontinu yang konsisten dan bertenaga tinggi (FAO) (FAO). Di dalamnya ada barrel silindris berperforasi (cage) yang horizontal serta satu atau lebih poros ulir (worm) saling mengunci yang mengangkut dan memampatkan bubur buah dari digester menuju outlet yang bisa diatur—biasanya kerucut yang menyempit (tapered cone) (FAO) (ResearchGate).
Minyak keluar sebagai crude oil (CPO, crude palm oil) melalui ribuan lubang kecil di cage saat tekanan tinggi bekerja, sementara cake dan serat ter-deoil terbuang di ujung. Geometri ulir—pitch dan kedalaman yang makin menurun ke outlet—membangun tekanan secara progresif; desain modern banyak mengadopsi twin-screw atau lebih untuk throughput lebih tinggi (Industry survey) (Preliminary design). Contoh konkret: unit twin-screw 10 tph (ton per hour) bisa memiliki sekitar 22.000 perforasi di cage dan dua worm baja berongga—kiri dan kanan (left-hand dan right-hand, LHS/RHS)—ber-rating heavy duty (mesinpks.com).
Feed dari digester dialirkan kontinu melalui hopper dengan laju terkendali agar ruang press nyaris selalu terisi; keterisian merata itu krusial karena ruang kosong langsung memangkas efisiensi pressing (Kharisma Sawit). Dalam operasi, motor listrik (biasanya 15–30 kW untuk kelas medium) memutar screw sekitar 12–14 rpm (revolutions per minute), sementara ram hidrolik mendorong cone untuk mencekik (choke) outlet dan membentuk tekanan pada kisaran puluhan bar—dua digit bar. Gesekan dan pengulenan bertekanan tinggi di dalam press ini berfungsi sebagai “digestion” sekunder, merobek sel yang lolos dari digester dan melepaskan tambahan minyak (FAO).
Geometri ulir dan profil kompresi
Desain pitch variabel dan kedalaman ulir yang menurun adalah landasan terbentuknya profil tekanan yang efektif. Studi pada screw dengan pitch variabel dan shaft tirus (tapered-shaft) mencatat efisiensi ekstraksi sekitar 97,7%, dengan hasil minyak sekitar 83,7% dari bobot buah pada kondisi optimal (ResearchGate). Sebaliknya, data lapangan terdahulu menunjukkan yield first‑press hanya ~12–19% dari bobot TBS (FFB, fresh fruit bunch) dan efisiensi total ~75–80% untuk screw press konvensional (FAO).
Kunci lonjakan performa ini ada pada desain multi-screw dan tekanan lebih tinggi: double‑screw kini menjadi standar karena hampir menggandakan kapasitas dan throughput dibanding single‑screw (siklus lebih singkat) (Industry survey). Beberapa pabrik besar bahkan menjalankan tiga atau empat screw paralel. Di sisi konfigurasi, shaft bagian dalam yang tirus (diameter menurun bertahap) terbukti meningkatkan umur dan efektivitas dibanding screw pitch konstan (ResearchGate).
Desainer biasanya menata beberapa “stage” (ring, flight, cone) untuk membentuk zona kompresi diskret; dua screw LHS dan RHS berputar berlawanan arah dan saling mengunci di outlet, memperbaiki pemadatan. Kendali laju feed, rpm screw, dan celah cone menjaga laju ekstraksi konsisten. Pada praktiknya, pabrik top mencapai oil‑in‑fiber residu hanya 0,25–0,5% (terhadap bobot massa hasil digestion), jauh lebih rendah daripada ~0,8–1,0% di pabrik lama—hal ini dikaitkan dengan desain press unggul, suku cadang OEM (original equipment manufacturer), dan kontrol yang ketat (Alfa Laval case).
Tekanan optimal dan kualitas minyak
OER (oil extraction rate, tingkat pemulihan minyak) dan efisiensi ekstraksi berbanding langsung dengan tekanan dan konfigurasi press; di pabrik modern yang dikelola baik, efisiensi >90% kini lazim. Namun kenaikan tekanan memiliki titik optimal: analisis teknik menunjukkan penurunan oil loss residu terhadap tekanan bersifat logaritmik, sementara kerusakan inti (kernel breakage) naik polinomial saat cangkang terkompresi berlebihan (AIPC 2024). Panduan industri umumnya menargetkan oil loss di serat <~5%.
Sebuah analisis terbaru menemukan tekanan optimal sekitar 60 bar (≈870 psi) yang memenuhi target oil loss serat <5% sekaligus menjaga pecahan kernel (“pangol”) di bawah 15% (AIPC 2024). Melampaui tekanan ini memberi tambahan minyak yang minim, namun memperburuk kualitas (FFA naik) dan merusak kernel; sumber FAO juga mencatat tekanan sangat tinggi dapat memperburuk klarifikasi dan umur simpan CPO—bleachability dan stabilitas oksidatif memburuk (FAO).
- Empirical figures: Screw press rancangan Caltech tradisional menghasilkan ~17–19% first‑press oil pada TBS dan ~75–80% efisiensi (FAO). Desain modern melaporkan hingga 97,7% minyak berhasil dipulihkan (ResearchGate) dan hanya ~2–3% loss.
- Optimal pressure: ~60 bar (≈870 psi) meminimalkan oil loss sekaligus mencegah pecah kernel (AIPC 2024).
Ringkasnya, konfigurasi double-/multi‑screw dan back‑pressure yang bisa disetel adalah fundamental untuk memaksimalkan OER; dalam kondisi ideal, efisiensi ekstraksi dapat mendekati 95–98%, tetapi batas praktis—loss subsider, energi, dan kualitas—membuat OER riil berhenti di kisaran low‑20% dari bobot TBS, bergantung mutu dan kematangan buah.
Keausan, jam kerja, dan kebijakan perawatan
Screw press bekerja di bawah stress mekanik dan termal tinggi; tekanan kontinu dan serat abrasif menyebabkan keausan pada screw, cage, bearing, seal, dan komponen penggerak. Survei industri menegaskan keausan dan kerusakan mekanis tak terelakkan: isu umum meliputi kelelahan poros, korosi pada aktuator hidrolik, hingga “crushing” komponen saat overload. Dalam survei besar di 105 pabrik Malaysia, baik single‑ maupun double‑screw sering bermasalah; penyebab tertinggi: perawatan tidak teratur dan penanganan buruk—kelelahan/korosi normal hanya menambah beban (Industry survey).
Secara kuantitatif, analisis teknik menunjukkan screw press umumnya hanya beroperasi 500–900 jam produksi sebelum butuh perawatan besar/overhaul (ResearchGate). Penjadwalan perawatan yang tepat menaikkan efisiensi dan uptime secara dramatis: studi FMEA (failure mode and effect analysis) menunjukkan memprioritaskan screw press dalam preventive maintenance mampu menghemat ~47,4% biaya perawatan tahunan dibanding tanpa jadwal (ResearchGate).
Jadwal terencana juga mengerek keandalan: satu laporan industri menyebut 40–50% unplanned shutdown di pabrik berasal dari kegagalan peralatan akibat perawatan asal‑asalan—terutama saat peak season ketika jeda paling mahal (palmoilpresses.com). Ilustrasinya, breakdown darurat pada press yang butuh 12–24 jam perbaikan bisa menghentikan pabrik menengah dan “menghanguskan” output setara ~3.000 kg/jam CPO (palmoilpresses.com).
Bandingkan dengan pabrik yang menjalankan protokol perawatan proaktif: mereka secara rutin melaporkan downtime nyaris nol pada peralatan kunci (Alfa Laval case) (palmoilpresses.com). Di satu pabrik Malaysia yang berjalan 24/7, disiplin penggantian suku cadang OEM dan preventive servicing menghasilkan oil‑in‑fiber rata‑rata hanya 0,25–0,5%—sekitar separuh norma industri—sekadar dengan menghindari breakdown dan menjaga press tetap “tip‑top” (Alfa Laval case).
Tugas perawatan prioritas dan manfaat operasional
Praktik yang disarankan mencakup cek torsi screw dan level isian harian, inspeksi grease dan belt mingguan, serta penggantian fluida dan seal hidrolik bulanan. Overhaul tahunan/semesteran lazimnya meliputi bongkar total worm dan cage untuk inspeksi serta penggantian wear liner, thrust ring, bearing, dan bushing. Manfaatnya terlihat dari tugas inti berikut:
- Penggantian wear‑part rutin: screw aus atau lubang cage yang membesar memperlebar celah dan “membocorkan” minyak; memakai suku cadang OEM atau material dikeraskan menjaga tingkat ekstraksi (Alfa Laval case) (ResearchGate).
- Kalibrasi hidrolik: cone dan aktuator yang terjaga di ~tekanan terbaik (≈60 bar) menghindari overloading dan kelelahan logam—modus gagal umum yang terlapor.
- Pembersihan dan pelumasan: slide, ball bearing, dan kopling wajib diberi grease harian; flushing air panas atau steam melalui press membantu melepas oil cake dan mencegah clogging.
- Condition monitoring: pabrik modern memakai analyzer oil‑loss berbasis NIRS (near‑infrared spectroscopy) di serat untuk mengukur efektivitas press secara real‑time; tren data ini sering memicu pekerjaan perawatan sebelum gagal total.
Intinya, press yang dipelihara benar beroperasi lebih lama dan mengekstrak minyak lebih tuntas. Satu studi optimasi perawatan menyimpulkan target reliabilitas 90% pada press—dicapai lewat upkeep sistematis—berbiaya sekitar Rp 131 juta/tahun per pabrik, tetapi memangkas biaya kegagalan hampir separuh (ResearchGate). Laporan industri memperkirakan menjalankan jadwal preventif dasar saja dapat mengurangi unexpected failure sekitar ~60% dan menurunkan konsumsi energi ~12% berkat operasi yang lebih mulus (palmoilpresses.com).
- Key metrics: downtime karena gagal press lazimnya menimbulkan kehilangan 2–4 t CPO per jam di pabrik menengah (palmoilpresses.com).
- Preventive maintenance dapat memangkas biaya perawatan ~47% (ResearchGate), mengurangi breakdown tak terduga ~60% dan membelah dua oil‑in‑fiber dari ~0,8–1,0% menjadi ~0,25–0,5% (Alfa Laval case) (palmoilpresses.com).
Kesimpulan desain dan operasi
Screw press adalah pengungkit utama pemulihan minyak di pabrik sawit. Desainnya—geometri ulir, jumlah screw, desain cage, dan choke di outlet—harus dioptimalkan untuk membentuk profil tekanan yang mengekstrak hampir semua minyak tanpa memecahkan kernel berlebihan. Konfigurasi multi‑screw plus cone yang dapat diatur menghadirkan efisiensi di atas 90% (ResearchGate) (FAO). Namun semua itu hanya tercapai bila perawatan dijalankan disiplin: studi konsisten menunjukkan perawatan buruk memicu malfungsi dan oil loss tinggi, sedangkan preventive maintenance memperpanjang umur alat, meminimalkan downtime, dan terukur meningkatkan yield (Industry survey) (palmoilpresses.com). Bahkan pengurangan 1% unrecovered oil saja berarti banyak ton CPO per tahun di pabrik besar—cukup untuk menutup biaya parts dan servis.
Sumber: studi dan laporan industri tentang screw press sawit (FAO) (FAO) (IJSER) (Industry survey) (Preliminary design) (ResearchGate) (AIPC 2024) (palmoilpresses.com) (Alfa Laval case).
