ALAT PEMECAH DAN PENGHALUS

Pemecahan atau penghalusan (size reduction) digunakan dimana partikel zat padat dipotong dan dipecahkan menjadi keeping-keping yang lebih kecil.Bongkahan-bongkahan bijih mentah menjadi ukuran yang lebih mudah ditangani;bahan kimia sintesis digiling menjadi tepung;lembaran-lembaran plastic dipotong-potong menjadi kubus-kubus atau ketupat-ketupat kecil. Zat padat dapat diperkecil dengan berbagai cara,Cara itu adalah (1) Kompresi (tekanan), (2) Impak (pukulan), (3) Atrisi (gesekan), dan (4) pemotongan.

Peralatan penghancur zat padat dibagi atas mesin pemecah (Crusher), mesin giling (grinding), mesin giling ultrahalus (ultrafine grinder), dan mesin-potong (cutting machine).Mesin pemecah bertugas melakukan kerja berat memecah bongkah-bongkah besar menjadi keeping-keping kecil.Mesin pemecah primer (primary crusher) digunakan untuk mengerjakan bahan mentah hasil tambang, dan dapat menampung segala macam yang keluar dari muka tambang dan memecahnya menjadi kepingan-kepingan 6-10 in. (150-250mm).Mesin pemecah sekunder (secondary crusher) memecahkan lagi kepingan-kepingan itu menjadi partikel yang ukurannya,

barangkali 14 in (6mm).

Jenis-jenis utama mesin pemecah dan penghalus zat padat, ialah :

A. Mesin Pemecah (kasar dan halus)

1. Mesin-mesin rahang (jaw crusher)

Pada mesin pemecah rahang, umpan dimasukkan ke antara dua rahang, yang dipasang sehingga membentuk V yang terbuka keatas.Satu rahang, yaitu rahang tetap atau rahang landasan (anvil jaw) dipasang hampir vertical dan tidak bergerak; rahang yang satu lagi,rahang ayun, bergerak bolak-balik dalam bidang horizontal. Rahang ayun ini membuat sudut 20 sampai 30◦ terhadap rahang landasan.Rahang ayun digerakkan oleh suatu eksentrik sehingga memberikan gaya kompresi yang besar terhadap bongkah yang terjepit diantara kedua rahang itu.

2. Mesin-pemecah giratori atau pemecah kisar (gyratory crusher)

Mesin-pemecah giratori atau mesin-pemecah kisar dapat dipandang sebagai suatu pemecah rahang yang mempunyai rahang bundar, dimana setiap waktu selalu ada bahan yang dipecah pada salah satu titik dalam alat itu.Kepala pemecah yang berbentuk kerucut bergirasi (ayun-putar) di dalam rumahan yang berbentuk corong yang terbuka keatas.Kepala pemecah itu didukung oleh suatu poros berat yang berpivot pada bagian atas mesin. Bagian bawah poros itu digerakkan oleh suatu penggerah eksentrik. Pada sembarang titik pada keliling rumahan, bagian bawah kepala-pemecah itu bergerak kea rah depan, lalu menjahui dinding stasioner.Zat padat yang terjepit di dalam ruang berbentuk V di antara kepala dan rumahan itu dipecahkan berulang-ulang sampai akhirnya lewat melalui bagian bawah.

3. Mesin-pemecah rol (crushing rolls)

Mesin pemecah rol-licin, adalah dua buah rol-logam berat dengan permukaan licin yang berputar pada dua sumbu horizontal sejajar.Partikel umpan yang terjepit di kedua rol itu pecah karena kompresi dan jatuh ke bawah.Kedua rol itu berputar ke arah satu sama lain dengan kecepatan yang sama.Mesin pemecah rol-licin merupakan pemecah sekunder dengan umpan

berukuran 12 sampai 3 in. (12 sampai 75 mm) dan hasil

12 (12 mm) sampai kira-kira 20 mesh.

Mesin pemecah rol-bergigi , padav mesin-pemecah rol permukaan rolnya mempunyai korugasi (bergelombang), atau batangan pemecah atau gigi.Mesin-pemecah demikian biasanya mempunyai dua rol, seperti mesin-pemecah rol licin, atau dengan satu rol bekerja melawan suatu plat pemecah stasioner yang lengkung.Alat ini bekerja dengan kompresi, impak, dan geser; jadi, tidak dengan kompresi saja sebagaimana pada pemecah rol licin.Alat ini tidak dibatasi oleh masalah gigitan seperti halnya pemecah rol licin, dank arena itu mampu menangani partikel yang jauh lebih besar.

B. Mesin-giling

1. Mesin-tumbuk palu (hammer mill); impaktor (impactor)

Penggiling ini mempunyai rotor yang berputar di dalam rumahan yang berbentuk silinder.Umpan dijatuhkan ke atas rumahan itu dan keluar melalui bukaan pada dasar rumahan.Pada mesin-tumbuk palu, partikel-partikel itu dipecah dengan seperangkat palu-ayun yang dipakukan pada piring rotor.Partikel umpan yang masuk ke dalam zone penggiling tidak bias menghindar dari pukulan palu. Partikel itu akan hancur menjadi pecahan-pecahan yang terlempar pula ke plat landasan stasioner di dalam rumahan itu, dan pecah-pecah lagi menjadi fragmen yang lebih kecil.Mesin-tumbuk palu jenis antara menghasilkan produk dengan ukuran partikel 1 in (25 mm) sampai 20 mesh.Impaktor, hampir menyerupai mesin-tumbuk palu tugas berat kecuali bahwa alat ini tidak diperlengkapi dengan kisi atau ayak. Partikel-partikel dipecahkan dengan pukulan-pukulan saja, tanpa ada aksi gurusan seperti yang menjadi ciri pada mesin-tumbuk palu.

2. Mesin-Kompresi-rol

Dalam mesin-giling jenis ini, partikel-partikel zat padat dijepit dan ditekan diantara rol dan permukaan cincin atau rumahan.Jenis ini paling umum ialah penyerbuk cincin-rol (rolling-ring pulverizer), mesin-giling mangkuk, dan mesin giling rol. Dalam mesin-giling, rol-rol berbentuk silinder vertical menekan ke luar dengan gaya yang besar terhadap cincin landasan yang stasioner.Rol-rol itu digerakkan pada kecepatan sedang dalam lintasan lingkaran.Gumpalan-gumpalan zat padat itu diangkat dari lantai mesin- giling oleh semacam bajak yang mengarahkannya pula ke antara cincin dan rol, dimana aksi pemecahan itu berlangsung.Dalam mesin-giling mangkuk dan pada beberapa mesin-giling rol, mangkuk atau cincin itu yang di gerakkan; rolnya berputar pada sumbu stasioner, yang mungkin vertikel dan ada pula yang horizontal.Alat itu mampu menyerbuk sampai 50 ton/jam.Bila menggunakan klasifikator, hasilnya mungkin cuukup halus, yaitu 99 persen lulus 200 mesh.

3. Mesin-giling-atrisi

Dalam mesin giling aksi atrisi, partikel-partikel zat padat lunak digosok-gosok di antara alur permukaan datar piring-piring bundar yang berputar. Sumbu piring itu biasanya horizontal, tetapi kadang kadang vertical. Pada mesin giling dengan dalam mesin dengan piring putar ganda (double-runner mill) kedua piringan berputar pada kecepatan tinggi pada arah yang berlawanan. Umpan masuk melalui bukaan pada hub (pusat) salah satu pirin, lalu bergerak kea rah luar melalui celah-celah sempit diantara kedua piring dan keluar dari tepi luar piring, masuk ke dalam rumahan yang stasioner. Penggiling dengan berbagai pola alur,korugasi (gelombang), atau gigi pada piring-piringnya digunakan untuk berbagai tugas operasi, termasuk penggilingan, perengkahan, pembijian dan pencabikan, dan bahkan untuk beberapa macam operasi yang tidak ada hubungannya denganpemecahan dan penghalusan, seperti pencampuran dan pengritingan bulu. Umpannya dipecah dulu sampai ukuran maksimumpartikelnya kira-kira ½ in. (12 mm) dan masuk dengan laju yang dikendalikan seragam. Mesin giling atrisi dapat menggiling dari 1/3 sampai 8 ton/jam dan membuat hasil yang lulus ayak 200 mesh.

4. Mesin-giling jungkir-guling

Mesin-giling jungkir-giling itu terdiri dari sebuah selongsong berbentuk silinder yang berputar dengan kecepatan rendah pada sumbu horizontalnya, dan berisi kira-kira setengah volumennya ddengan medium penggiling padat. Mesin giling guling dapat berkerja kontinu atau dengan system tumpak. Dalam mesin tumpak, suatu kuantitas tertentu zat padat yang akan digiling dimasukkan ke dalam mesin giling itu melalui bukaan pada selongsongnya. Bukaan itu lalu ditutup dan penggiling itu dijalankan selama beberapa jam, kemudian dihentikan dan hasilnya dikeluarkan. Mesin giling batangan adalah suatu penggiling antara, yang memperhalus umpan yang besarnya 3-in (10mm) menjadi barangkali 10 mesh, kadang-kadang untuk mempersiapkan hasil dari mesin pemecah sebelum di umpankan kedalam mesin giling bola. Hasil yang dibuatnya tidak banyak mengandung partikel yanglewat besar dengan halus yang minimum pula.

Pada mesin giling pakai bola (mesin giling bola) dan mesin giling pakai batu (mesin giling batu) sebagian besar pemecahan dilaksanakan karena impak pada waktu bola atau batu itu jatuh dari dekat puncak selongsong. Mesin giling tabung adalah suatu mesin giling kontinu yang menggunakan selongsong berbentuk silinder panjang dimana bahan itu digiling dalam selama waktu 2 sampai 5 kali lebih panjang daripada dalam mesin giling bola yang silindernya lebih pendek itu. Mesin giling tabung sangat cocok untuk menggiling serbuk yang sangat halus dalam sekali jalan, dalam situasi di mana masalah konsumsi energy tidak dianggap terlalu pentinng. Mesin giling bola kerucut (conical ball-mill) umpan masuk dari kiri melalui kerucut 60⁰ ke zone penggilinan primer, dimana diameter selongsong itu maksimum. Hasil penggiling keluar melalui kerucut 30⁰ pada sebelah kanan. Mesin giling jenis ini bersi bola-bola berbagai ukuran, yang semuanya menjadi aus dan bertambah kecil selama operasi penggilingan. Pada waktu selongsongnya berputar,bola yang besar-besar bergerak kea rah titik diameter maksimum, sedang yang kecil-kecil bergerak ke arah pengeluar. Pemecahan awal partikel umpan, oleh karena itu, dilakukan oleh bola-bola yang paling besar dengan jarak jatuh yang besar, sedangkan partikel kecil diperhalus oleh bola-bola kecil yang jatuh dalam jarak yang lebih kecil.

Gerakan di dalam mesin giling jungkir guling. Beban bola di dalam mesin giling bola atau mesin giling tabung biasanya diiatur sedemikian rupa sehingga bila mesin giling itu berhenti, bola

itu mengisi separuh dari volume penggiling. Penggiling bisa dilakukan terhadap zat padat kering, tetapi lebih lazim lagi umpan itu berupa suspensi partikel di dalam air. Hal ini meningkatkan kapasitas maupun efisiensi alat. Bila penggiling itu berputar, bola itu disauk oleh dinding penggiling dan dibawa sampai ke dekat puncaknya, dimana kontaknya dengan itu terlepas sehingga jatuh ke bawah untuk kemudian disauk lagi.

Kapasitas dan kebutuhan daya dalam mesin giling jungkir guling. Mesin giling batang menghasilkan 5 sampai 200 ton/jam hasil dengan kehalusan 200 mesh, mesin giling bola 1 sampai 50 ton/jam serbuk yangbarangkali 70 samapai 90 persen lulus ayakan 200 mesh. Kebutuhan energi total pada penggilingan batangan yang menggiling bahan keras pada umumnya adalah kira-kkira 5 hp-jam/ton (4kWh/ton), untuk mesin giling bola kira-kira 20 hp-jam/ton (16 kWh/ton). Mesin giling tabung dan mesin giling kom-artemen biaasanya memerlukan daya lebih banyak lagi. Dengan bertambah halusnya produk, kapasitas penggiling akan berkurang dan kebutuhan energinya bertambah.

C. Mesin giling ultrahalus

Banyak serbuk-serbuk komersial yang partikelnya harus berukuran rata-rata 1 sampai 20μm, dengan hampir semua partikelnya lulus ayak standar 325 mesh yang mempunya bukaan sebesar 44μm. Penggiling yang dapat memperkecil zat padat sampai sangat halus itu disebut mesin giling ultrahalus. Penggiling ultrahalus serbuk kering dilaksanakan dengan penggiling, seperti mesin tumbuk palu kecepatan tinggi, yang diperlengkapi dengan klasifikasi dalam atau luar, dengan penggiling energy fluida atau penggiling jet. Penggiling basah ultrahalus dilakukan dengan penggiling aduk.

1. Mesin tumbuk palu dengan klasifikasi.

Pada alat ini, seperangkat palu ayun terpasang antara dua piring rotor, hampir sama dengan mesin tumbuk palu yang kondensioanal. Di samping palu itu poros rotor juga mempunya dua kipas, yang menarik udara melalui penggiling dan membung melalui talang yang membanya ke pengumpul produk. Piring rotor yang ukurannya terlalu besar dari partikel-partikel yang dapat diterima. Di dalam ruang penggiing, partikel zat padat itu mendapat kecepatan rotasi yang tinggi. Partikel-partikel besar akan terkonsentrasi di sepanjang dinding kamar karena pengaruh gaya sentrifugal yang bekerja terhadapnya. Partikel yang cukup halus akan terbawa, sedangkan partikel yang terlalu besar dilemparkan kembali untuk penggilingan lebih lanjut di dalam ruang giling. Ukuran maksimum partikel produk diubah-ubah dengan mengubah kecepatan rotor atau ukuran dan jumlah sudu pemisah. Mesin giling jenis ini dapat menggiling 1 sampai 2 ton/jam menjadi partikel rata-rata 1 sampai 2 μm, sedangkan kebutuuhan energi kira-kira 50 hp-jam/ton (40 kWh/ton).

2. Mesin giling energy fluida

Dalam penggiling jenis ini, partikel-partikel zat padat melayan di dalam arus gas dan dibawa dengan kecepatan tinggi di dalam lintasan berbentuk lingkaran atau berbentuk elips. Umpan masuk didekat bawah bagian lingkaran melalui suatu injector venture. Pada waktu arus gas mengalir di belahan itu dengan kecepatan tinggi, partikel-partikel besar terlempar kea rah luar menumbuk dinding luar sedang partikel-partikel halus mengumpul pada dinding dalam. Mesin

giling energy fluida dapat menampung umpan yang besarnya sampai ½ in (13mm) tetapi lebih efektif nila partikel umpan tidak lebih besar 100mesh. Alat ini dapat menghaluskan zat padat tak-lengket sampai 1 ton/jam menjadi partikel dengan diameter rata-rata 1 sampai 10 μm, dengan menggunakan uap sampai 4 lb (atau kg) atau 6 sampai 9 lb (atau kg) hasil.

3. Mesin giling aduk

Mesin giling jenis ini biasanya berbentuk bejana vertical dengan kapasitas 1 sampai 300 gal (4 sampai 1200 1) berisi cair di mana medium penggiling itu terdapat sebagai suspense. Dalam beberapa rancang, umpan dikocok dengan impeller bertangan banyak, ada suatu kolom vertical bolak-balik yang “menggetarkan” isi bejana pada frekuiensi sekitar 20 Hz. Bubur umpan yang pekat dimasukkan daro atas, seng hasilnya (termasuk sedikit cair) ditarik keluar melalui lapis dibawah. Mesin giling aduk sangat bermanfaat untuk menghasilkan partikel dengan ukuran 1 μm atau lebih halus lagi.

D. Mesin Potong

1. Pisau potong

Pisau potong putar (rotary knife cutter) mempunyai sebuah rotor horizontal yang berputar dengan kecepatan 200 sampai 900 put/min di dalam ruang berbentuk silinder. Pada rotor itu terdapat 2 sampai 12 pisau terbang yang mata pisaunya terbuat dari baja temper atau stelit yang dalam gerakannya itu melalui 1 sampai 7 pisau stasioner pada jarak ruang bebas yang sempit. Partikel-partikel umpan yang masuk ke dalam ruang itu dipotong beberapa ratus kaki per menit dan keluar dari bawah setelah melalui tapis yang mempunyai bukaan 5 sampai 8 mm.