grindingandsizing-130526073158-phpapp02

LABORATORIUM SATUAN OPERASISEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2012/2013

MODUL : GRINDING AND SIZING

PEMBIMBING : Dianty Rosirda, MT

Oleh :

Kelompok : V (lima)Nama : Agi Iqbal Velayas NIM.111411032

Iffa Marifatunnisa NIM.111411046Kelas : 2B

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG2013

Praktikum : 2 Mei 2013Penyerahan : 9 Mei 2013

(Laporan)




Oleh :






(Laporan)




Oleh :






(Laporan)

GRINDING AND SIZING

I. TUJUAN PRAKTIKUMa) Menentukan ukuran (diameter) partikel umpan (feed) yang berbentuk padatan dan

produk grinding dengan menggunakan analisis ayakan.b) Menghitung energi kominusi yang dibutuhkan untuk mereduksi ukuran diameter

umpan (Dp awal) menjadi produk (Dp akhir)c) Menghitung Dp rata-ratad) Menentukan efisiensi ayakan

II. LANDASAN TEORIGrinding adalah istilah pemecahan dan penghalusan atau penghancuran (size

reduction) meliputi semua metode yang digunakan untuk mengolah zat padat menjadiukuran yang lebih kecil. Di dalam industri pengolahan, zat padat diperkecil denganberbagai cara sesuai dengan tujuan yang berbeda-beda. Bongkah-bongkah biji mentahdihancurkan menjadi ukuran yang mudah ditangani, bahan kimia sintesis digilingmenjadi tepung, lembaran-lembaran plastik dipotong-potong menjadi kubus atauketupat-ketupat kecil.

Produk-produk komersial biasanya harus memenuhi spesifikasi yang sangatketat dalam hal ukuran maupun bentuk partikel-partikelnya yang menyebabkanreaktifitas zat padat itu meningkat. Pemecahan itu juga memungkinkan pemisahankomponen yang tak dikehendaki dengan cara-cara mekanik, system ini juga dapatdigunakan memperkecil bahan-bahan berserat guna memudahkan prosespenanganannya.

Pengayakan terutaman ditujukan untuk pemisahan campuran padat-padat.Sistem pemisahan ini berdasar atas perbedaan ukuran. Ukuran besar lubang ayak (ataulubang kasa) dari medium ayak dipilih sedemikian rupa sehingga bagian yang kasartertinggal di atas ayakan dan bagian-bagian yang lebih halus jatuh melalui lubang.Diusahakan untuk dapat melakukan pemisahan yang diinginkan secepat mungkin.Untuk mencapai hal ini, bahan yang diayak digerakkan terhadap permukaan ayakan.Pada umumnya, gerakan diperoleh dengan gerakan berputar, bolak-balik, atau turunnaik.

2.1 GrindingZat padat dapat diperkecil dengan berbagai cara, namun hanya ada empat

metode yang lazim digunakan untuk pengecilan ukuran. Metode itu adalah :(1) Pengempaan (compression)(2) Penumbukan (impact)(3) Penggerusan (attrition)(4) Pemotongan (cutting)

Contohnya, kompressi digunakan untuk pemecahan kasar zat padat keras,dengan menghasilkan relatif sedikit halusan, pukulan menghasilkan hasil yangberukuran kasar, sedang, dan halus. Atrisi menghasilkan hasil yang sangat halus daribahan yang lunak dan tak abrasif, pemotongan memberikan hasil yang ukurannyapasti, dan kadang-kadang dengan sedikit atau sama sekali tidak ada halusan padabentuknya.2.2 Kominusi

Kominusi (comminution) adalah istilah umum yang digunakan untuk operasipenghancuran. Contoh peralatan kominusi adalah mesin penghancur (crusher) danmesin penggiling (grinder). Penghancuran yang ideal hendaknya :(1) memiliki kapasitas besar(2) memerlukan masukan daya yang rendah per satuan produk(3) menghasilkan produk dengan distribusi ukuran seseragam mungkin atau dengandistribusi ukuran tertentu sesuai dengan yang dikehendaki

Menghitung energi kominusi biasanya dihitung dengan menggunakanpersamaan Bond :

Rumus :W = W : Energi grinding kWh/tonWi : Work indexDpakhir : Diameter rata-rata setelah grinding 80% kumulatif lolos (m)Dpawal : Diameter rata-rata sebelum grinding 80% kumulatif lolos (m)

2.3 Pengayakan (Sizing/Screening)Pengayakan merupakan salah satu metode pemisahan partikel sesuai dengan

ukuran yang dikehendaki. Metode ini dimaksudkan untuk memisahkan fraksi-fraksitertentu sesuai dengan keperluan dari suatu material yang baru mengalami grinding.Ukuran yang lolos melalui saringan biasanya diesbut sebagai undersizedan partikelyang tertahan disebut ovesrsize.

Beberapa jenis ayakan yang sering digunakan antara lain:a) Grizzly, merupakan jenis ayakan statis, dimana material yang akan diayak

mengikuti aliran pada posisi kemiringan tertentu.b) Vibrating screen, ayakan dinamis dengan permukaan horizontal dan miring

digerakan pada frekuensi 1000 sampai 700 Hz. Ayakan jenis ini mempunyaikapasitas tinggi, dengan efisiensi permisahan yang baik,yang digunakan untukrange yang luas dari ukuran partikel

c) Oscillating screen, ayakan dinamis pada frekuensi yang lebih rendah darivibrating screen (100-400 Hz) dengan waktu yang lebih lama

d) Reciprocating screen, ayakan dinamis dengan gerakan menggoyang. Pukulanyang panjang (20-200 Hz). Digunakan untuk pemindahan dengan pemisahanukuran.

e) Shifting screen, ayakan dinamis dioperasikan dengan gerak memutar dalambidang permukaan ayakan. Gerakan actual dapat berupa putaran, atau getaranmemutar. Dugunakan untuk pengayakan material basah atau kering.

f) Revolving screen, ayakan dinamis dnegna posisi miring, berotasi padakecepatan rendah (10-20 rpm). Digunakan untuk pengayakan basah darimaterial-material yang relatif kasar, tetapi memiliki pemindahan yang besardengan vibrating screen.

Pemutar ayak dapat terdirdi atas berbagai macam bahan, yaitu ;

a) Batang bajaBatang-batang baja berjarak sedikit satu sama lain. Batang ini digunakanuntuk mengayak bahan kasar seperti: batu, batu bara, dll

b) Pelat berlubangGaris tengah lubang biasanya 1 cm atau lebih. Ukuran tebal pelat meningkatsesuai dengan bertambah besarnya garis tengah lubang

c) Anyaman KawatBiasa dipakai kawat baja, karena kuat.

d) Sutera TenunBahan ini digunakan untuk mengayak zat yang sangat halus, seperti bunga dantepung.

e) Rol BerputarPermukaan ayak semacam ini terdiri atas sejumlah rol berusuk yang disusunberdampingandan digerakkan dengan kecepatan berlainan. Pengayakan padapermukaan ayak semacam ini adalah sangat efektif.

Untuk semua instalasi ayak berlaku bahawa, bahan ayak harus tersebarmerata di atas permukaan ayak. Selanjutnya, penting pula untuk mengaturkecepatan takar sesuai dengan kapasitas ayakan. Dengan cara demikian dapatdicegah pembebanan lebih atau kurang.Instalasi ayak yang paling banyak dipakaidapat dibagi menjadi empat kelompok utama yaitu:

a) Ayakan statisb) Ayakan tromolc) Ayakan kocokd) Ayakan getar.

2.4 Ayakan PenelitiAyakan ini tersusun atas beberapa jenis ukuran lubang ayaka yang teliti.

Ayakan ini ditempatkan dalam sebuah aparat getar secara bersusun ke atas. Makin keatas lubang ayak semakin besar. Di samping diberi getaran, ayakan ini sering jugadiberi ayunan. Denagn cara demikian, diperoleh fraksi-fraksi. Dari fraksi ayak dapatdisimpulkan ukuran bagian-bagian halus suatu produk tertentu dalam batas yangditetapkan dan memenuhi spesifikasi. Faktor-faktor yang menentukanPemilihanAyakan, yaitu :

a) Jumlahb) Ukuranc) Penyebaran ukurand) Bentuke) Massa jenis (menentukan kekuatan ayakan)f) Kekerasan (menentukan kecepatan aus)

g) Jenis zat (lembab, lengket, dll).

2.5 Efektivitas AyakanPengayakan adalah satu metode yang mudah dan cepat untuk penentuan

ukuran partikel dan pemisahan. Meskipun demikian, metode ini tidak dapat disebutsebagai metode sangat akurat. Sebab, pada bentuk partikel tak beratruran, kemudahanlolos dari lubang ayakan tergantung pada arah gerakan partikel. Efektivitas (Ec)ayakan menunjukkan seberapa banyak partikel yang memiliki ukuran yangdiinginkan.

Ec = (Recovey)(Rejection)

Jika yF fraksi massa material dengan ukuran yang diinginkan dalam umpan,yP dalam produk (biasanya undersize), dan yR dalam aliran buang (reject biasanyaoversize).

Recovery =

Rejection =

Sehingga;Ec = ( )( )

Rasio dalam persamaan di atas dapat dinyatakan dalam bentuk fraksi massa sehinggaberbentuk,

Ec =( )( ) ( )( )

III. PERCOBAAN3.1 Alat dan Bahan

a) Bahan padatan : zeolit, pasir kuarsa, beras, dsb. Masing-masing 250 gramb) Ayakan getarc) Ball milld) Bola baja/keramike) Motor penggerak ballmil dan perlengkapannya (berupa dua silinder)

Gambar 3 Ball Mill

Gambar 1 Alat Grinding (pengayakan) Gambar 2Alat Sizing



Gambar 3 Ball Mill




Gambar 3 Ball Mill


3.2 Prosedur Percobaan

Penentuan energi kominusi dengan hukum bond

Letakkan ball mill diatas sikinder, setting kecepatan putaran motor. Lakukan selama 30 menit

Buka tutup ball mill dan masukkan material bersama bola keramik

Penentuan Dp awal dari kurva dengan menarik 80% kumulatif lolos

Analisa ayak dan kurva hubungan % kumulatif lolos dengan ukuran

Penimbangan masing-masing fraksi dalam ayakan sesuai ukuran

Pengayakan material dengan ayakan getar ( 15 menit)

Penimbangan material berupa zeolit 250 gram


Penentuan energi kominusi dengan hukum bond

Penentuan ukuran produk ayakan

Penimbangan produk ayakan

Pengayakan kembali selama 20 menit

Penimbangan produk ayakan

Pengayakan kembali selama 15 menit


Buka tutup ball mill dan masukkan material bersama bola keramik



Penimbangan masing-masing fraksi dalam ayakan sesuai ukuran

Pengayakan material dengan ayakan getar ( 15 menit)

Penimbangan material berupa zeolit 250 gram





IV. DATA PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATA

4.1 Sizing dan Grinding tahap IKondisi Sizing IKecepatan : 30 rpm

Waktu : 15 menit

Size BeratAyakanKosong

BeratAyakan+ Isi

BeratLolos (gr)

%Fraksi %Kumulatif

+2 344,2 450,7 106,5 42,70 100,00-2/+1,4 297,3 331 33,7 13,51 57,30-1,4/+1 296,1 320,5 24,4 9,78 43,79-1/+0,2 211 255,8 44,8 17,96 34,00

-0,2/+0,112 198,4 215,5 17,1 6,86 16,04-0,112/+0,05 196,1 215,7 19,6 7,86 9,18-0,05/ +0 185,4 188,7 3,3 1,32 9,54Total 249,4

Perhitungan :

y = 41,07x + 9,432R = 0,920

0,0020,0040,0060,0080,00

100,00120,00

0 0,5 1 1,5 2 2,5

% Kum

ulatif

Size (mm)

% Kumulatif vs Size

Series1Linear (Series1)

Berat lolos = (Berat ayakan + Isi) (Berat ayakan kosong)

% Fraksi =

Kondisi GrindingWaktu : 30 menit

Pada grafik dapat di ketahui nilai DP 80% pada kondisi operasi I yaituY = 41,07x + 9,43280 = 41,07x + 9,432

X = ,,= 1,72 mm = 1720 m

Dp awal pada pengayakan pertama adalah 1720 m4.2 Sizing IIKecepatan : 30 rpm

Waktu : 15 menit

Size BeratAyakanKosong

BeratAyakan+ Isi

Berat (gr) Fraksi(%)

Kumulatif(%)

+2 344,2 436,7 92,5 37,22 100,00-2/+1,4 297,3 320,2 22,9 9,22 62,78-1,4/+1 296,1 313,7 17,6 7,08 53,56-1/+0,2 211 242,3 31,3 12,60 46,48

-0,2/+0,112 198,4 239,2 40,8 16,42 33,88-0,112/+0,05 196,1 234,5 38,4 15,45 17,46-0,05/ +0 185,4 190,4 5 2,01 0,25Total 248,5

Perhitungan :Berat lolos = (Berat ayakan + Isi) (Berat ayakan kosong)

% Fraksi =

Pada grafik dapat di ketahui nilai DP 80% pada kondisi sizing II yaituY = 50,66x80 = 50,66x

X = ,= 1,58 mm = 1580m

Dp akhir sizing II selama 15 menit adalah1580mMenghitung energi grinding dengan 20 butir bola baja pada :

Asumsi: Wi = 16,46 KWH/ton (Silica sand/Zeolit)

awalakhiri DpDpWW

1110

17201

15801)46,16(10

= 0,1720 KW/ton jam

y = 50,66x

0,0020,0040,0060,0080,00

100,00120,00

0 0,5 1 1,5 2 2,5

% Kum

ulatif

Size (mm)

%kumulatif vs Size

%kumulatifLinear(%kumulatif)

4.3 Sizing IIIKecepatan : 30 rpm

Waktu : 20 menit

Size BeratAyakanKosong(gram)

BeratAyakan +Isi (gram)

BeratLolos(gram)

%Fraksi %Kumulatif

+2 344,2 436,4 92,2 38,23 100,00-2/+1,4 297,3 320,1 22,8 9,45 61,77-1,4/+1 296,1 313,2 17,1 7,09 52,32-1/+0,2 211 233,8 22,8 9,45 45,23

-0,2/+0,112 198,4 237,4 39 16,17 35,78-0,112/+0,05 196,1 234,5 38,4 15,92 19,61-0,05/ +0 185,4 194,3 8,9 3,69 3,69Total 241,2

Perhitungan :

Pada grafik dapat di ketahui nilai DP 80% pada Sizing II yaituY = 50,29x80 = 50,29x

y = 50,29x

0,0020,0040,0060,0080,00

100,00120,00

0 0,5 1 1,5 2 2,5

% Kum

ulatif

Size (mm)

% Kumulatif vs Size

Series1

Log. (Series1)

Berat lolos = (Berat ayakan + Isi) (Berat ayakan kosong)

% Fraksi =

X = ,= 1,59 mm = 1590 m

Dp akhir setelah pengayakan selama 20 menit adalah 1590 mMenghitung energi grinding dengan 20 butir bola baja pada :

Asumsi: Wi = 16,46 KWH/ton (Silica sand/Zeolit)

awalakhiri DpDpWW

1110

17201

15901)46,16(10

= 0,159 KW/ton jam

Menghitung nilai Dp (ukuran partikel rata-rata) : = +Dp rata-rata pada 80% =

= 1585 Menghitung efektivitas/efisiensi ayakan pengayakan zeolit setelah grinding

Ukuran Lama Pengayakan Akhir10 menit 20 menit

+2 92,5 92,2-2/+1,4 22,9 22,8-1,4/+1 17,6 17,1-1/+0,2 31,3 22,8

-0,2/+ 0,112 40,8 39-0,112/+0,05 38,4 38,4

-0,05/0 5 8,9Total 248,5 241,2

Efisiensi Ayakan : Sizing I (80% yang lolos ayakan)

= ,, x 100%= 57,3 %

Sizing II (80% yang lolos ayakan) = , x 100%= 62,8 %

Sizing III (80% yang lolos ayakan) = , x 100%= 61,9 %

V. PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini, praktikan melakukan percobaan untuk menseleksisuatu partikel berdasarkan diameter partikel yang lolos dari ayakan yang memilikilubang ayakan yang bervariasi. Praktikum ini adalah Grinding dan Sizing. Partikelyang digunakan yaitu Zeolit. Bahan baku tersebut telah tersedia di tempat praktikumtetapi partikel tersebut sisa praktikum dari kelompok yang sudah praktikumsebelumnya.

Tahapan yang dikerjakan yaitu menimbang ayakan kosong secara keseluruhandan menimbang berat ayakan satu persatu. Setelah itu bahan baku dimasukan kedalam ayakan lalu praktikum dijalankan. Pada proses sizing pertama, waktu yangdigunakan yaitu 15 menit dengan kecepatan 30 rpm.

Setelah proses berhenti, lakukan penimbangan pada setiap ayakan. Dari datatersebut, kami memperoleh untuk sizing I (pertama) yaitu diameter partikel (Dp)awal senilai 1720 m dan efisiensi ayakan sebesar 57,3%. Produk tersebut di-Grinding selama 30 menit menggunakan 20 butir bola baja di dalam tabung ball-mill. Hasil dari proses tersebut diayak kembali selama 15 menit dengan kecepatan 30rpm. Hasil yang produk tersebut praktikan memperoleh diameter partikel (Dp)produk senilai 1580 m dan efisiensi ayakan sebesar 62,8 %. Proses terakhir yangdilakukan yaitu pengayakan kembali tanpa proses grinding tetapi menggunakanwaktu proses pengayakan yang berbeda, yaitu 20 menit dengan kecepatan 30 rpm.Hasil yang produk tersebut praktikum memperoleh diameter partikel (Dp) senilai1590m dan efisiensi ayakan sebesar 61,9 %. Selanjutnya praktikan menghitungnilai diameter partikel rata-rata dimana nilai tersebut diambil dari diameter partikelpada sizing II dan sizing III. Nilai tersebut yaitu 1585 .

Jumlah bahan baku yang digunakan dari sizing pertama hingga sizing terakhirtidak stabil sehingga berbeda-beda jumlahnya. Jumlah bahan baku yang digunakanmengalami penurunan jumlah. Faktor yang menyebabkan hal tersebut yaitu zeolittersangkut pada tabung ball-mill, tersangkut pada ayakan.

VI. KESIMPULAN Efisiensi ayakan yang dihasilkan pada sizing I= 57,3%, sizing II= 62,8 dan pada

sizing III=61,9% Semakin besar frekuensi dari alat maka semakin besar pula getaran yang dihasilkan

sehingga diharapkan semakin selektif pula partikel tersebut tersaring. Semakin lama waktu yang diperlukan diharapkan semakin jelas pula jumlah yang

tersaring pada masing masing ayakan dengan ukuran yang berbeda. Kondisi ayakan yang bersih dari sumbatan akan mempermudah proses ayakan. Suatu zat padat mempunyai energi regangan, semakin kecil energi regangan yang

tersimpan di dalam suatu zat padat maka zat padat tersebut terholong keras, sehinggaenergi (kerja) yang dibutuhkan untuk menghaluskan dan memecahkannya sangatbesar.

Semakin besar ukuran dari partikel yang akan dihancurkan maka semakin besar pulaenergi yang dikeluarkan untuk membuat partikel tersebut untuk mempunyai ukuranyang lebih kecil.

DAFTAR PUSTAKAJobsheet Praktikum Lab. Teknik Kimia, Ekstraksi, PEDC, Bandung.

Robert E. Treybal, Mass Transfer Operations, Mc. Graw Hill BookCompany, 1981.

Robert H Perry, Chemical Engineering Handbook, Mc. Graw Hill USA, 4thEdition, 1998.

Warren L. Mc. Cabe, Unit Operation of Chemical Engineering, Mc. GrawHill Book Company, 1985.

grindingandsizing-130526073158-phpapp02

Documents