FINE SIZE REDUCTION

SIZE REDUCTION

Operasi Size Reduction digunakan dalam industri yang mengerjakan bahan-bahan mentah

dalam bentuk padat atau bahan padat terfluidisasi. Mengecilkan ukuran berarti membagi-bagi suatu

bahan padat menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dengan menggunakan gaya mekanik. Operasi

tersebut mempunyai tujuan untuk mereduksi ukuran suatu padatan agar diperoleh permukaan yang lebih

besar dan untuk mempermudah proses selanjutnya.

Dengan memperbesar luas permukaan diharapkan akan:

Mempercepat pelarutan

Mempercepat reaksi kimia

Mempertinggi kemampuan penyerapan

Menambah kekuatan warna

Sedangkan dengan adanya pengecilan ukuran dapat menyebabkan bahan akan :

Dapat diangkut dengan lebih mudah

Mempunyai bentuk yang lebih baik

Lebih mudah untuk diproses lebih lanjut

Proses reduksi dapat dibedakan menjadi :

Proses pemecahan (crushing) : Memecah padatan sampai ukuran kasar.

Proses penggilingan (grinding) : Digunakan untuk mendapatkan hasil yang halus.

Zat padat dapat diperkecil dengan empat cara yang biasa digunakan dalam mesin pemecah dan

penghalus yaitu:

Kompresi, digunakan untuk pemecahan bahan kasar yang keras, setengan keras, rapuh, dan lunak

dengan menghasilkan relatif sedikit halusan.

Impact, untuk bahan yang keras, setengah keras dan rapuh, untuk memperoleh hasil yang

berukuran kasar, sedang, dan halus.

Atrisi (goresan), untuk bahan yang lunak, untuk mendapatkan hasil yang sangat halus dari bahan

yang lunak dan tak abrasif.

Pemotongan, untuk bahan padat yang lunak, kenyal, dan berserat, untuk memperoleh hasil dengan

ukuran yang pasti, dengan hanya sedikit atau tidak ada halusan sama sekali.

Crusher dan Grinder dikelompokkan dalam tiga kelompok besar yaitu :

Coarse crusher (pemecah kasar), untuk umpan yang berdiameter antara 2 sampai dengan lebih dari

96 inchi.

Intermediate crusher (pemecah antara), untuk umpan dengan diameter antara 1 sampai 3 inchi.

Fine Grinder (Pemecah halus), untuk umpa dengan diameter antara 0,25 sampai 0,5 inchi, dan

hasil akhirnya bisa mencapai 200 mesh.

FINE GRINDER

Fine grinder (pemecah halus) dapat dikelompokkan menjadi beberapa alat sebagaiberikut :

Buhrstones

Roller mills

Ball mills dan tube mills

Ultrafine grinders

GAMBAR FINE GRINDER

Gambar 1. Ball Mill

Sumber :

Perry Chemical Engineering

Hand Book 7th Edition

Chapter 20 Hal 20-31

Gambar 2. Roller Mill

Sumber :

Chemical Process Equipment

Chapter 12 Hal 345

Gambar 3. Tube Mill

Sumber : Chemical Process Equipment Chapter 12 Hal 346

BALL MILL

Ball mill adalah salah satu alat fine size reduction yang berbentuk silinder horizontal atau

ruangan baja yang berbentuk kerucut dimana kira-kira setengahnya penuh dengan baja atau bola besi

atau batu tahan api. Ball mill digunakan untuk penggilingan material dengan jangkauan luas meliputi

batu bara, kulit kayu, dan feldspar.

Ball mill terdiri dari shell yang silindris atau conical. Shell dapat halus atau bergelombang

dengan baffle plates. Shell silindris berotasi pada sumbu horizontal (sedikit membuat sudut dari posisi

horizontal). Pada Ball Mill ini yang merupakan media penggilingnya adalah bola-bola logam, karet, atau

kayu. Pengisiannya 20-50% dari mill volume void space. Ratio antara material dengan volume void,

M/V = 1-5. Void space permukaan dalam silidris biasanya dilapisi dengan material tahan abrasi seperti

baja manganese, karet, atau stone ware. Pada mill yang dilapisi karet, koefisien gesekan antara ball dan

silinder lebih besar daripada mill yang dilapisi baja. Karenanya ball diletakkan lebih jauh dalam hal

kontak dengan silinder sehingga nantinya akan jatuh di atas umpan dengan ketinggian yang lebih tinggi.

Dalam beberapa kasus, bar penarik dipasang pada sisi sebelah dalam silinder. Tipe baru ball mill

sekarang digunakan untuk kapasitas jangkauan yang meningkat.

Ball mill mempunyai panjang yang hampir sama dengan diameternya. Pada ball mill ukuran

besar, diameter shellnya antara 10-14 ft. sedagkan ukuran bolanya berdiameter 1-5 inchi. Untuk ukuran

besar, bola-bola besar hanya memecah partikel besar tanpa terpengaruh partikel-partikel lembut.

Gambar 4. Ball Mill

Sumber :

Chemical Process Equipment

Chapter 12 Hal 346

Sedangkan untuk ukuran kecil, bola-bola kecil hanya memecahkan partikel kecil, tidak dapat

memecahkan gumpalan besar.

PRINSIP KERJA BALL MILL

Ball mill bekerja pada bahan kering ataupun basah dan operasinya kontinyu maupun batch.

Segregasi unit penggilingan dalam ruang adalah karakteristik dari Conical Ball Mill.

Umpan dimasukkan dari sisi kiri 60º ke dalam daerah penggilingan utama dimana diameter shell

maksimum. Produk keluar 30º ke sebelah kanan. Mill jenis ini mengandung bola-bola dengan ukuran

yang berbeda. Bola besar baru ditambahkan secara periodic ketika shell dan mill tersebut beroperasi.

Bola-bola besar menuju titik yang berdiameter maksimal dan bola-bola kecil berpindah menuju

pengeluaran. Pemecahan awal partikel umpan dilakukan oleh bola-bola yang paling besar yang turun

dengan jarak yang lebih besar. Partikel kecil ditindih dengan bola kecil yang turun dengan jarak yang

lebih kecil. Jumlah energi yang dihabiskan sejalan dengan kesulitan operasi pemecahan yang

meningkatkan effisiensi mill.

Umumnya umpan adalah suspensi dari partikel dalam air. Bola-bola penggiling menekan dinding

silinder karena adanya gaya sentrifugal dan akan jatuh kembali karena adanya gaya gravitasi. Besarnya

kecepatan kritis perlu diketahui untuk menjaga agar proses yang berlangsung di bawah kecepatan

kritisnya. Makin cepat berputarnya mill maka makin besar pula tenaga yang dibutuhkan. Kecepatan

kritis dapat dicari dengan rumus :

N = 76,65 / √(D- d)

Dimana N = putaran per menit

D = diameter mill (ft)

d = diameter bola (ft)

POWER BALL MILL

Faktor – faktor berpengaruh terhadap kebutuhan power Ball Mill yang harus selalu dikontrol dalam

mengoperasikan mill ini adalah :

Beban bola-bola penghancur

Ukuran bola

Kecepatan putaran silinder mill

Kecepatan umpan masuk mill,dsb.

Perhitungan Power pada Ball Mill dapat diperhitungkan dari persamaan 12.3 :

W = 10Wi x [(1/√ d) – (1/√ di)] Sumber : Chemical Process Equipment Chapter 12 Hal 339

di mana : W = Power ( HP)

Wi = Work index

di = diameter awal (µm)

d = diameter akhir (µm)

Tabel Work index (Wi) :

Sumber : Chemical Process Equipment Chapter 12 Hal 342

Contoh Soal :

Klinker semen direduksi ukurannya dari ukuran awal dg diameter awal (di)= 1500mikrometer menjadi

diameter akhir (d)=75 mikrometer. Dari tabel 12.2 Chemical Process Equipment “work index” Klinker

Semen yaitu 13,49. Hitunglah power yg dibutuhkan.

Dari persamaan 12.3 Chemical Process Equipment :

W = 10Wi x [(1/√ d) – (1/√ di)]

W = 10 x 13,49 x [(1/√ 75) – (1/√ 1500)]

W = 12,1 kW/(ton/hr)

*Konversi

1 kW = 1,34102 HP

W = 12,1 kW (ton/hr) x 1,34102 HP

1kW

W = 16,23 HP