8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

1/18

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pada salah satu proses dari sebuah pabrik kimia adalah proses pemisahan

(klasifikasi) & pemurnian. Sistem pemisahan dan pemurnian bertujuan agar hasil

dari sistem pereaksian sesuai dengan permintaan pasar sehingga layak dijual.

Sistem klasifikasi kadang juga diperlukan untuk menyiapkan bahan baku agar 

konsentrasi atau keadaannya sesuai dengan katalis yang membantu

 penyelenggaraan reaksi.

Pemilihan sistem pemroses yang menjadi unit-unit teknologi proses sangat

 bergantung pada beban kerja sistem pemroses yang diketahui dari perhitungan

neraca massa dan energi.

Sistem pemroses alat penyaring juga bisa digunakan untuk memisahkan

 bahan padat dengan ukuran partikel yang berbeda.

Pemilihan sistem pemisahan dan pemurnian tergantung pada perbedaan sifat

fisik dan sifat kimia dari masing-masing komponen yang ingin dipisahkan.

Perbedaan sifat fisik yang bisa dimanfaatkan untuk memisahkan komponen-komponen dari satu campuran adalah perbedaan fasa (padat, cair atau gas), ukuran

 partikel, muatan listrik statik, tekanan uap atau titik didih dan titik bekunya, sifat

kimia yang bisa dimanfaatkan untuk memisahkan komponen-komponen suatu

campuran adalah kelarutan dan tingkat kereaktifan.

Klasifikasi adalah operasi pemisahan material padat ke dalam fraksi-fraksi

 berdasarkan kecepatan material yang mengalir di dalam fluida. ujuan utama dari

operasi pemisahan ini adalah untuk proses pemurnian (purifikasi). !isalnya pada

 proses penambangan terutama dalam pemisahan dan pemurnian bijih.

"ydrocyclone adalah perangkat untuk mengklasifikasikan atau

memisahkan partikel dalam suspensi cair berdasarkan pada kepadatan atau

ukuran partikel. "ydrocyclones banyak digunakan dalam industri, terutama

dalam pengolahan mineral dan kimia, karena kesederhanaannya dalam desain,

kapasitas tinggi, pemeliharaan rendah dan biaya operasional, dan ukuran fisik 

kecil (#radley, $%').

1

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

2/18

B. Rumusan Masalah

$. pa pengertian dari proses pemisahan

*. pa saja dasar pemilihan metode pemisahan (separasi)

+. #agaimana penjelasan tentang klasifikasi

. #agaimana prinsip dasar dan mekanisme pengklasifikasian'. pa saja jenis-jenis classifier

. pa yang dimaksud dengan hydrocyclone

. #agaimana prinsip kerja dari hydrocyclone

. pa saja jenis-jenis hydrocyclone

%. #agaimana bagian-bagian pada hydrocycle secara umum

$/. #agaimana penerapan hydrocyclone pada simulasi hysys

C. Tujuan Penulisan

$. !engetahui pengertian dari proses pemisahan.

*. !engetahui apa saja dasar pemilihan metode pemisahan (separasi).+. !engetahui penjelasan tentang klasifikasi.

. !engetahui prinsip dasar dan mekanisme pengklasifikasian.

'. !engetahui jenis-jenis classifier.

. !engetahui yang dimaksud dengan hydrocyclone.

. !enetahui prinsip kerja dari hydrocyclone.

. !enetahui jenis-jenis hydrocyclone.

%. !engetahui bagian-bagian pada hydrocyclone secara umum.

$/. !engetahui spesifikasi dan kondisi operasi hydrocyclone.

$$. !enetahui penerapan hydrocyclone pada simulasi hysys.

D. Manfaat Penulisan

. !ahasis0a dapat memehami mengenai proses pemisahan

!. !ahasis0a dapat memahami metode pemisahan

". !ahasis0a dapat mengetahui hydrocyclone classifier pada proses

 pemisahan

#. !ahasis0a dapat melakukan simulasi "ysys tentang proses pemisahan

BAB II

TIN$AUAN UMUM CLA%%I&ICATI'N

!.. Pr(ses Pemisahan )%e*arati(n Pr(+ess,

1ampuran padat-cair sering disebut dengan suspensi (suspension) atau

slurry. da beberapa tujuan yang diharapkan dari pemisahan suspensi yaitu2

2

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

3/18

$. !engambil padatan dari cairannya

*. !engambil cairan dari padatannya

+. !engambil keduanya

. Keduanya tidak dimanfaatkan, tetapi dilakukan untuk tujuan

 pencegahan terhadap pencemaran lingkungan.

-amar . Skema alat pemisah padat-cair 

Secara skematis pemisahan campuran padat-cair, yang sering disebutdengan suspension atau slurry, dapat digambarkan sebagai berikut.

Klasifikasi prinsip pemisahan padat-cair dapat digambarkan secara

skemati pada gambar *

-amar !. Klasifikasi proses pemisahan padat-cair (S3aro3sky,$%$)

!.!. Dasar Pemilihan Met(/e %e*arasi

#erikut merupakan beberapa faktor yang dapat dijadikan acuan untuk 

memilih metode mana yang cocok untuk proses separasi padat-cair yang akan

digunakan pada suatu proses industri kimia.

2.2.1. Parti+le si0e

3

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

4/18

#anyak 3ariasi ukuran partikel padatan yang ada dalam suatu

suspensi. erkadang partikel bisa berupa sebuah homogenous tapi

terkadang juga bisa sampai terlalu heterogenous. 4ni bisa mengakibatkan

kita harus semakin berhati-hati dalam memilih metode apa yang cocok 

dalam proses tersebut. Selain keadaan yang heterogenous dari partikel

tersebut. Particle si5e sangat mempengaruhi beberapa aspek yaitu cake

 porosity, porositas, dan though rate. Semakin besar partikel mengakibatkan

semakin besar pula cake porosity dan mengakibatkan porositas dan though

rate menjadi lebih besar.

-amar ". 6asar pemilihan alat pemisah padat cair (S3aro3sky, $%$)

2.2.2. Parti+le sha*e

#entuk dari partikel sangat mempengaruhi dari metode yang akan

digunakan. Seperti dalam proses filtrasi, bentuk partikel sangat

mempengaruhi filter yang akan digunakan. #entuk partikel juga dapat

mempengaruhi distribusi berat dari partikel itu sendiri. #erikut merupakan

 beberapa contoh dari bentuk partikel2

6asar Pemilihan lat Separasi secara lengkap dan akurat (7alas,$%%/2++/ )

4

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

5/18

abel $ 6asar Pemilihan !etode Solid-8i9uid Separasi

!.". Pr(ses 1lasifikasi

Klasifikasi merupakan proses pemindahan partikel berdasarkankecepatan pengendapannya dalam satu media (biasanya air). ujuan utama

dari proses ini adalah untuk memurnikan material padatan.

 da dua macam proses pemisahan secara klasifikasi, yaitu 2

a. Si5ing adalah proses pemisahan dimana perbedaan laju alir 

material dalam fluida digunakan untuk memisahkan material-

material dengan densitas yang sama tetapi dengan bentuk dan

ukuran yang berbeda.

 b. Sorting adalah proses pemisahan secara klasifikasi terhadap

material yang mempunyai bentuk dan ukuran eki3alen yang

sama tetapi densitasnya berbeda. latnya disebut dengan

classifier.

1lassifier didesain untuk menghasilkan dua produk, yaitu partikel

kasar dan halus atau partikel berat dan ringan. mpat pengeluaran

 produknya juga ada * jenis, yaitu o3erflo0 dan underflo0. Produk yang

 berukuran kecil:halus (slimes) mengalir di bagian atas disebut o3erflo0,

untuk partikel ringan atau halus dan partikel dengan kecepatan

5

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

6/18

 pengendapan rendah. Produk yang berukuran lebih besar:kasar (sands atau

o3ersi5e) mengendap di bagian ba0ah (dasar) disebut underflo0, untuk 

 partikel berat atau kasar dan untuk partikel dengan kecepatan pengendapan

tinggi.

!.#. Prinsi* Dasar /an Mekanisme Pengklasifikasian

Proses klassifikasi berdasarkan pada prinsip dasar sebagai berikut2

a #ila partikel-partikel memiliki bentuk dan ukuran eki3alen yang sama,

maka kecepatan alir partikel dalam fluida dengan densitas yang lebih

tinggi akan lebih lambat daripada kecepatan alir partikel dengan densitas

yang lebih rendah.

 b #ila partikel-partikel memiliki densitas yang sama maka partikel dengan

ukuran yang besar akan mengalir lebih lambat dalam fluida dibandingkan

dengan partikel yang lebih kecil ukurannya.

c #ila partikel-partikel memiliki densitas dan 3iskositas tinggi, maka

kecepatan alir partikel akan rendah, demikian pula kecepatan

 pengendapannya. kibatnya partikel sulit mengendap sehingga sulit terjadi

 pemisahan.

d 6ensitas dan 3iskositas terlalu rendah, kecepatan alir dan kecepatan

 pengendapan sangat besar, sehingga pemisahan sulit terjadi pula.

!ekanisme pengklasifikasian berdasarkan

a. ;eed masuk kekolom yang berisi air yang bertekanan, air tersebut

memiliki tekanan diantara * massa yang dipisahkan.

 b. Partikel dengan densitas lebih besar dari tekanan air akan turun dan

mengendap, sedangkan patikel yang lebih ringan akan terangkat keatas dan

masuk kekolom selanjutnya.

c. Pada kolom selanjutnya, partikel yang akan dipisahkan sudah jadi lebih

halus, maka tekanan airnya pun tidak sebesar kolom sebelumnya sehingga

diperoleh partikel halus yang diinginkan sebagai outlet proses.

!.2 $enis3jenis Classifier

Pembagian classifier diantaranya adalah

a. !echanical classifier, classifier jenis ini memisahkan partikelnya

memanfaatkan fenomena gaya gra3itasi. "al ini dapat diartikan bah0a

6

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

7/18

 partikel yang mempunyai berat dan ukuran yang lebih besar akan memiliki

kecepatan pengendapan yang besar juga, sehingga akan tenggelam dan

masuk ke dalam underflo0. Sedangkan partikel yang halus dan ringan akan

terlambat untuk mengendap atau kemungkinan besar tidak akan mengendap

sehingga akan keluar mele0ati o3erflo0. 1ontoh alat ini adalah kolam

 pengendapan.

 b. 1entrifugal classifier atau nonmechanical classifier, adapun classifier jenis

ini memisahkan partikel di dalamnya memanfaatkan fenomena gaya

sentrifugal. 1ontoh dari classifier jenis ini yang sering dijumpai adalah

hydrocyclone.

!.2. 4et Classifier

7et classifier adalah pemisahan partikel-partikel solid dalam

campuran produksi padatan li9uid) yang akan menjadi fraksi-fraksi yang

 berbeda. Proses ini tergantung pada partikelnya. Perbedaan sifat dalam

 partikel dalam fluida dipengaruhi oleh 2

a. on !ekanik 1lassifier 

c "ydraulic 1lassifier 

#erdasarkan fungsi $ dan * sama, yang berbeda hanyalah pada

kandungan partikel yang terpisah. Sedangkan pada hydraulic classifier,

 pemisahan terjadi dikarenakan gangguan pengendapan yang disebabkan

?hydraulic 0ater@.

7

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

8/18

!.2.! Dr5 Classifier

Prinsip kerja, adanya daya penarikkan dan penghisap terhadap

udara dan partikel yang tergantung pada ukuran partikel.

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

9/18

dimana diatur dari bagian luar mesin separator diasumsikan suatu gerak 

memutar dan masuk ke bagian utama cone.

6engan efek centrifugal pada air classifier untuk partikel yang

 berat akan diakumulasikan ke bagian ba0ah dari tengah cone dan

kemudian akan disampaikan ke pipa yang sepantasnya. !aterial akan

ditransfer melalui udara dari separator pada air classifier dan disetel

kadalam limit operasi pada blade.

1ontoh dry classifier

a Alutriator( free settling 1lassifier)

lat yang terdiri dari beberapa tabung yang dihubungkan dengan

arah aliran feed yang masuk (inlet) dan fluida yang dialirkan (outlet)

 berla0anan (counter current). 6isini sangat diharapkan partikel akan

terdispersi dengan baik bukan menggumpal.

-amar 2. Alutriator 

 b  Sterling Alutriator Sterling elutriation merupakan sistem dengan efisiensi yang tinggi,

Sistem sterling elutriator dapat digunakan untuk pemisahan material

dengan macam-macam jenis curahnya. ;ungsinya meliputi pemisahan 5at

 pencemar light-0eight atau jenis material berat yang merupakan 5at

 pencemar lainnya. lat 3-belt blo0er menyediakan 3ariasi sistem dan

fleksibilitas yang ekstrim untuk jenis material lainnya.

9

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

10/18

-amar 6. Sterling Alutriator  

Sistem feed akan masuk secara langsung dari granulator, bin, atau

sumber lainnya, Sistem integrasi pada granulator adalah dengan

dihembuskan. "al ini dikarenakan granulator sifatnya adalah modular yang

memanfaatkan ruang yang tersedia. Sistem elutriator dan semua

komponennya telah dirancang dengan ukuran yang dinormalisasikan sampai

 berkisar $//// pon per jam. Sistem elutriator dapat digunakan untuk jumlah

sistem yang tak terbatas dengan aplikasi mencakup 2

a. Plastic #ottle Decycling

 b. 1arpet dan 1arpet iles

c. Polystyrene ;oam

d. Earden

e. Dadiator f. "ydraulic "ose ires

Fang dapat digunakan untuk proses pemisahan 2

a. ;iber dari Plastic

 b. Paper dari Plastic

c. ;iber dari Dubber

d. Paper dari !etal

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

11/18

terpisah, keluar dan jatuh ke pipa keluaran (discharge) dan udara akan

terus bersikulasi. Partikel-partikel yang berat akan jatuh ke ba0ah dari

rotaring plate.

!.2.". N(n Me+hani+al Classifier

  Pengklasifikasi tipe classifier adalah salah satu satu jenis tertua,tapi masih

digunakan untuk pekerjaan yang relatif mudah karena rendahnya biaya instalasi.

lat ini dibatasi dengan diameter karena persyaratan high headroom dipengaruhi

oleh sisi miring nya yang / °.

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

12/18

6iameter yang paling sering di cari adalah Porcelain unit *' sampai $// mm ($

sampai in), dan diameter unit $'/-mm (-in) yang digunakan untuk industri pati

 untuk pembutan nilon.

!.2.# Me+hani+al Classifier

$ 6rag classifier

!erupakan erjenis single endless-belt yang biasa digunakan untuk 

 pengeringan dan penggolongan. #anyak jenis dan ukuran yang dihasilkan

dari alat ini.secara mendasar produk yang dihasilkan berbentuk ukuran

yang kecil.

* 1ountercurrent 1lassifier

1ountercurrent classifier adalah alat yang bekerja dengan jalan

 perlahan-lahan memutar drum yang berbentuk silinder yang berbentuk 

spiral terus menerus yang melekat pada bagian

dalam cangkang membentuk palung heliks. rah rotasinya berarah

sedemikian rupa sehingga material dalam palung yang terdorong ke arah

yang lebih tinggi. plikasi umum adalah untuk pemisahan lumpur,

mencuci peralatan konstruksi dan membatasi asap kimia ,

 beratnya berkisar dari '// sampai ''./// kg ($$// menjadi $*/./// lb).

12

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

13/18

BAB III

TIN$AUAN UMUM H8DR'C8CL'NE

".. Pengertian H5/r(+5+l(ne

Pada dasarnya hydrocyclone merupakan gabungan dari dua kata yaitu

hydro dan cyclone. "ydro dapat diartikan air ataupun cairan, sedangkan cyclone

dapat diartikan sebagai pusaran. Sehingga hydrocyclone diartikan sebagai pusaran

air.

6alam penggunaanya secara nyata hydrocyclone dapat diartikan sebagai

suatu alat yang dapat memisahkan material ataupun partikel dari suatu komposisi

campuran baik berbentuk padatan dengan cairan ataupun cairan dengan cairan.

".!. Prinsi* kerja H5/r(+5+l(ne

Prinsip kerja dari hydrocyclone adalah terdapatnya kumpulan partikel dan

air yang masuk dalam arah tangensial ke dalam siklon pada bagian puncaknya.

Kumpulan air dan partikel ditekan ke ba0ah secara spiral (primary 3orte=) karena

 bentuk dari siklon. Eaya sentrifugal menyebabkan partikel terlempar ke arah luar,membentur dinding dan kemudian bergerak turun ke dasar hydrocyclone. 6ekat

dengan bagian dasar hydrocyclone, air bergerak membalik dan bergerak ke atas

dalam bentuk spiral yang lebih kecil (secondary 3orte=) partikel yang lebih ringan

 bergerak keluar dari bagian puncak hydrocyclone sedangkan partikel yang berat

keluar dari dasar hydrocyclone.

  -amar 9 Prinsip kerja "ydrocycl

13

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

14/18

#eberapa alasan mengapa hydrocyclone dipakai sebagai alat pemisah,

yaitu2

a. #iaya operaional yang relatif murah

 b. Prosesnya dapat dilakukan pada satu tempat

c. 6esain ataupun modelnya sederhana, berupa kombinasi konstruksi silinder 

dan kerucut

d. idak memiliki bagian yang bergerak

e. !inim biaya pera0atan

".". $enis H5/r(+5+l(ne

".". H5/r(+5+l(ne Ti*e 1(n:ensi(nal

Pada "ydrocyclone tipe kon3ensional memiliki bagian berbentuk 

silinder dan bagian berbentuk kerucut. !emiliki dua jenis tipe yang berbeda

yang berdasarkan sudut kemiringannya. ipe yang pertama memiliki sudut

kemiringan */o  G *'B, sedangkan jenis yang lain memiliki sudut H *'

o

hingga $/o. ;luida dialirkan melalui dari lubang inlet bagian atas pada

silinder dan aliran tersebut menghasilkan gerakan berbentuk pusaran yang

kuat pada dinding "ydrocyclone.

  -amar ; "ydrocyclone tipe kon3ensional

14

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

15/18

".".!. R(un/ Desilter H5/r(+5+l(ne

erdiri dari $/ hingga */ "ydrocyclone yang digabungkan secara

melingkar menjadi satu bagian. Pada "ydrocyclone ini dilengkapi dengan

Shut-off 3al3es pada setiap konstruksinya. Sehingga memungkinkan untuk 

memindahkan atau mengganti salah satu "ydrocyclone jika rusak tanpa

menganggu kinerja "ydrocyclone lainnya dan juga memudahkan operator 

untuk menga0asi kinerja disetiap "ydrocyclone.

  -amar < Dound 6esilter "ydrocyclone

".".". Inline Desilter H5/r(+5+l(ne

erdiri dari $/ G */ "ydrocyclone yang disusun secara pararel.

4nline 6esilter "ydrocyclone biasanya digunakan pada tempat yang tidak 

memiliki area yang cukup luas untuk menampung banyak konstruksi

instalasi mesin. Sehingga dapat menghemat pemakaian tempat.

  -amar  4nline 6esilter "ydrocyclone

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

16/18

".".#. H5/r(+5+l(ne Aliran Aksial

Pada umumnya digunakan pada industri pengolahan air bersih.

#erfungsi memisahkan sisi minyak dari campuran air kemudian sisa

minyak tersebut ditampung dan dibuang.

Karateristik dari "ydrocyclone aliran aksial 2

a. Konsentrasi penyerapan minyak hingga $/./// ppm

 b. #esar penurunan tekanan balik * - +,' bar 

c. #esar penurunan tekanan buang G ,' bar 

d. Penurunan tekanan dapat diminimalkan dengan menambah jumlah

 pipa didalam "ydrocyclone

-amar ! "ydrocyclone aliran aksial

".#. Bagian3agian /ari H5/r(+5+l(ne

Secara umum bagian-bagian dari "ydrocyclone dapat dilihat dari gambar

 berikut 2

-amar " #agian-bagian "ydrocyclone

Keterangan2

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

17/18

$. 8ubang masuk

*. 1ylindrical section

+. Iorte= finder

. 1one section

'. 8ubang keluar 

 

".#.. Luang Masuk )Inlet Area,

da beberapa tipe dari lubang masuk (4nlet area), yaitu 2 lubang

masuk tipe in3olute, lubang masuk tipe ramp dan lubang masuk tipe

scroll. #erbagai tipe tersebut dimaksudkan untuk lebih memaksimalkan

kinerja dari "ydrocyclone. 6engan konstruksi lubang masuk dengan tipe

in3olute, lubang masuk tipe ramp dan lubang masuk tipe scroll dapat

mengurangi efek dari turbulensi yang terjadi disekitar dinding lubang

masuk dan daerah antara lubang masuk dengan cylinder section

-amar # #eberapa tipe dari lubang masuk (4nlet area)

".#.! C5lin/ri+al %e+ti(n

Pada dasarnya diameter dari cylindrical section memilki

diameter sebesar diameter dari "ydrocyclone. Konstruksi dari

cylindrical section yang panjang dimaksudkan untuk memperbesar 

kapasitas dan juga mengurangi dari kecepatan tangensial. #esar kecilnya dari konstruksi dari cylindrical section dapat mempengaruhi

8/19/2019 BAB 2n 3(Revisi Lukik Tinggal Tambahin Simulasi Hysys)

18/18

 besarnya tekanan.

-amar 2 #eberapa tipe dari cylindrical section

".#.". =(rte> &in/er

Pada umumnya besar dari 3orte= finder */-' J dari diameter 

"ydrocyclone. #esar dari 3orte= finder dapat kualitas pemisahan yang

dihisap.

".#.#. C(ne %e+ti(n

#esar sudut pada cone section didasarkan pada jenis

 pemakaiannya. Pada cone section besudut */ merupakan standar 

 pemakaian pada industri pertambangan mineral. Sedangkan untuk 

"ydrocyclone yang memiliki bagian ba0ah datar diperuntukan untuk 

 pemisahan material-material berstruktur kasar.

-amar 6 #eberapa tipe dari cone section