KELOMPOK 1 - SIZE REDUCTION.pdf

LAPORAN RESMI

MATERI :

SIZE REDUCTION

KELOMPOK

KELOMPOK 8 SELASA

DANU PURNAWAN 21030112130144

DIDIT FERNANDI 21030112130059

FEBIANI DWI UTARI 21030112130083

LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS DIPONEGORO

2014

LAPORAN RESMI

MATERI :

SIZE REDUCTION

KELOMPOK

KELOMPOK 1 KAMIS

DANU PURNAWAN 21030112130144

DIDIT FERNANDI 21030112130059

FEBIANI DWI UTARI 21030112130083

LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS DIPONEGORO

2014

iii

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN RESMI

LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIAUNIVERSITAS DIPONEGORO

Materi : Size ReductionKelompok : 1 / KamisAnggota : 1. Danu Purnawan 21030112130144

2. Didit Fernandi 210301121300593. Febiani Dwi Utari 21030112130083

Semarang, 10 November 2014Mengesahkan,

Dosen Pembimbing

Ir. Hargono, M.T.

NIP. 195611261987031002

iv

INTISARI

Tujuan dari praktikum Size Reduction ini yaitu mampu melakukan pengukuranpartikel dengan metode sieving, mampu mengukur daya (energi) yang terpakai pada sizereduction dengan kapasitas yang berbeda-beda, mampu menghitung reduction ratio untukbahan yang berbeda-beda, mampu menerapkan Hukum Kick dan Rittinger dan menghitungindeks kerja, mampu menghitung energi penggerusan dan mampu membuat laporanpraktikum secara tertulis.

Size reduction adalah salah satu operasi untuk memperkecil ukuran dari suatupadatan dengan cara memecah, memotong, atau menggiling bahan tersebut sampai didapatukuran yang diinginkan. Ada tiga hukum yang mendasari size reduction yaitu hukum Kick,hukum Rittinger dan hukum Bond. Sedangkan diameter dapat diartikan menjadi TAAD, meansurface diameter dan mean volume diameter.

Pada praktikum ini alat yang digunakan yaitu hammer mill dan sieving, sedangkanbahan yang digunakan yaitu batu bata berbentuk kubus berukuran 2cm, 3cm, dan 4cm,masing-masing dengan berat 300 gram, 400 gram, 500 gram, dan 600 gram. Prosedurpercobaan meliputi menyiapkan batu bata; mengukur ampere atau daya yang terpakaidengan menggunakan ampere meter pada waktu pesawat jalan tanpa beban, masukkan bahanke dalam pesawat dalam jumlah tertentu sesuai variable, mengukur ampere atau daya yangterpakai dengan menggunakan ampere meter pada waktu pesawat jalan sesuai variable,kumpulkan hasil dan jumlah tertentu untuk diukur ukuran partikelnya dan menghitungdiameter partikel dilakukan dengan metode standart sieving

Dari hasil percobaan diketahui bahwa besarnya nilai konstanta Kick dan Rittingermemiliki nilai yang berbeda-beda untuk tiap variable beratnya. Demikian pula dengan nilaireduction ratio dan energi penggerusan.

Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa semakin besar diameter umpan makareduction ratio dan energi penggerusan akan semakin besar. Selain itu semakin besarkapasitas umpan maka harga konstanta Kick dan Rittinger akan semakin besar, karenaenergi yang dibutuhkan untuk penggerusan semakin besar.

vSUMMARY

The aim of this practical-Size Reduction that is able to do the measurement with themethod of sieving, particles are able to measure power (energy) used in size reduction withcapacities, capable of calculating the reduction ratio for different materials, able to applyLegal Kick and Rittinger and calculate the index work, capable of calculating powertransmission factor (crush energy) and was able to make a practical report in writing.

Size reduction is one of the operations to minimize the size of solids by means of split,cut, or grind the ingredients until the desired size is obtained. There are three underlyinglegal size reduction i.e. inform Kick, inform Rittinger and inform Bond. While the diametercan be translated into a surface, the mean diameter of TAAD and mean volume diameter.

In this practical, the tool that use is hammer mill and sieving, while the materials usedare brick cube measuring 2 cm, 3 cm, and 4 cm each with a weight of 300 g, 400 g, 500 g, and600 grams. Experimental procedure includes setting up of brick; measure the amperage islow on power or by using ampere-meter at the time of the plane ramp without load, insert theingredients into the plane in a certain number of appropriate variables, measure theamperage is low on power or by using ampere-meter at the time of the plane ramp accordingvariable, collect the results and a certain amount to measure the size of the particle diameterand count the particle with the standard sieving methods.

Of experiment results revealed that the magnitude of the values of the constants Kickand Rittinger value is different for each variable severity. Similarly, the value of the reductionratio and energy crush.

From these experiments can be inferred that the greater the diameter of the bait thenreduction ratio and energy to crush will be even greater. Moreover the larger the baitcapacity then constant value of Kick and constant value of Rittinger will be even greater,because the energy required to crush getting bigger.

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur penyusun ucapkan kepada Allah SWT berkat rahmat dan hidayah-Nyasehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan resmi laboratorium Operasi Teknik Kimiaini. Tujuan dari penulisan laporan resmi dengan materi Size Reduction ini adalah sebagaipelaksanaan tugas praktikum operasi teknik kimia dan sebagai bukti hasil praktikum SizeReduction. Penyusun mengucapkan terima kasih kepada

1. Bapak Ir. Hargono, M.T. selaku dosen pembimbing materi Size Reduction2. Asisten Laboratorium Operasi Teknik Kimia Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Diponegoro Semarang Tahun 2014.

Penyusun menyadari adanya kekurangan yang perlu diperbaiki. Maka dari itu kritikdan saran yang sifatnya membangun sangat penyusun harapkan. Semoga laporan ini dapatbermanfaat sebagai penambah ilmu bagi semua pihak yang membutuhkan.

Semarang, 5 Desember r 2014

Penyusun

vii

DAFTAR ISI

Cover .........................................................................................................................................i

Halaman Judul ......................................................................................................................... iiHalaman Pengesahan.............................................................................................................. iii

Intisari ......................................................................................................................................iv

Summary .................................................................................................................................v

Kata Pengantar .......................................................................................................................vi

Daftar Isi ................................................................................................................................ vii

Daftar Gambar ...................................................................................................................... viiiDaftar Tabel.............................................................................................................................ixBAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang .......................................................................................................1

I.2. Rumusan Masalah ..................................................................................................1

I.3. Tujuan Percobaan...................................................................................................1I.4. Manfaat Percobaan.................................................................................................1

BAB II TINJAUAN PUSTAKAII.1. Macam-macam Alat Size Reduction Menurut Produk .........................................2II.1. Hukum-hukum Size Reduction .............................................................................3II.3. Beberapa Arti Diameter ........................................................................................5

BAB III METODE PERCOBAANIII.1. Alat dan Bahan ....................................................................................................8III.2. Variabel Percobaan ..............................................................................................8III.3. Gambar Alat Utama.............................................................................................8III.4. Respon .................................................................................................................8

III.5. Data yang Dibutuhkan ........................................................................................9III.6. Prosedur Percobaan .............................................................................................9

BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASANIV.1. Hasil Percobaan .................................................................................................10IV.2. Pembahasan .......................................................................................................11

BAB V PENUTUPV.1. Kesimpulan .........................................................................................................23V.2 Saran ....................................................................................................................23

DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................................24LAMPIRAN

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Alat Hammer Mill Crusher...................................................................................8Gambar 3.2 Alat Sieving ..........................................................................................................8Gambar 4.2.1 Hubungan antara Energi Penggerusan vs Reduction Ratio .............................11Gambar 4.2.2 Hubungan Energi Penggerusan vs log(Di/di) Variabel 300 gram ...................12Gambar 4.2.3 Hubungan Energi Penggerusan vs log(Di/di) Variabel 300 gram ..................13Gambar 4.2.4 Hubungan Energi Penggerusan vs log(Di/di) Variabel 400 gram ...................13Gambar 4.2.5 Hubungan Energi Penggerusan vs log(Di/di) Variabel 400 gram ...................14Gambar 4.2.6 Hubungan Energi Penggerusan vs log(Di/di) Variabel 500 gram ...................14Gambar 4.2.7 Hubungan Energi Penggerusan vs log(Di/di) Variabel 500 gram ...................15Gambar 4.2.8 Hubungan Energi Penggerusan vs log(Di/di) Variabel 600 gram ..................15Gambar 4.2.9 Hubungan Energi Penggerusan vs log(Di/di) Variabel 600 gram ...................16Gambar 4.2.10 Hubungan Energi Penggerusan vs 1/di-1/Di Variabel 300 gram ..................17Gambar 4.2.11 Hubungan Energi Penggerusan vs 1/di-1/Di Variabel 300 gram ..................18Gambar 4.2.12 Hubungan Energi Penggerusan vs 1/di-1/Di Variabel 400 gram ..................18Gambar 4.2.13 Hubungan Energi Penggerusan vs 1/di-1/Di Variabel 400 gram ..................19Gambar 4.2.14 Hubungan Energi Penggerusan vs 1/di-1/Di Variabel 500 gram ..................19Gambar 4.2.15 Hubungan Energi Penggerusan vs 1/di-1/Di Variabel 500 gram ..................20Gambar 4.2.16 Hubungan Energi Penggerusan vs 1/di-1/Di Variabel 600 gram ..................20Gambar 4.2.17 Hubungan Energi Penggerusan vs 1/di-1/Di Variabel 600 gram ..................21

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1.1 Data Hasil Percobaan Reduction Ratio dan Energi Penggerusan .......................10Tabel 4.1.2 Data Hasil Percobaan Konstanta Kick dan Rittinger .........................................11

SIZE REDUCTION

LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar BelakangPengoperasian unit size reduction dalam industri kimia dan mineral sering

mengakibatkan biaya tinggi karena operasi yang kurang efisien.Hal ini disebabkan adanyasifat fisis dari beban yang beranekaragam. Segi lain yang mengakibatkan size reductiontidak efisien adalah kebutuhan energi untuk membentuk permukaan baru. Energi iniberbanding terbalik dengan ukuran partikel yang dihasilkan.

I.2 Rumusan MasalahSize reduction dipandang tidak efisien dari beberapa segi, salah satunya adalah

jumlah energi yang dibutuhkan untuk mendapatkan ukuran partikel sesuai keinginan.Dalam percobaan ini dilakukan pengukuran dan perhitungan besarnya jumlah energi yangdibutuhkan dalam proses size reduction dengan menerapkan beberapa persamaan yangsudah ada.

I.3 Tujuan Percobaan1. Mampu melakukan pengukuran partikel dengan metode sieving2. Mampu mengukur daya (energi) yang terpakai pada size reduction dengan kapasitas

yang berbeda-beda3. Mampu menghitung reduction ratio untuk bahan yang berbeda-beda4. Mampu menerapkan Hukum Kick dan Rittinger dan menghitung indeks kerja5. Mampu menghitung power transmission factor (energi penggerusan)6. Mampu membuat laporan praktikum secara tertulis

1.4 Manfaat Percobaan1. Memahami dan mengetahui cara menghitung besarnya reduction ratio, daya, dan

energi penggerusan dengan ukuran partikel yang berbeda-beda.2. Mampu menerapkan Hukum Kick dan Rittinger dan menghitung indeks kerja dalam

percobaan.

SIZE REDUCTION


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Size reduction adalah salah satu operasi untuk memperkecil ukuran dari suatupadatan dengan cara memecah, memotong, atau menggiling bahan tersebut sampaididapat ukuran yang diinginkan. Menurut ukuran produk yang dihasilkan alat sizereduction dibedakan menjadi crusher, grinder, ultrafine grinder, dan cutter.

II.1. Macammacam Alat Size reduction Menurut Produka. Crusher

Alat size reduction yang memecahkan bongkahan padatan yang besar menjadibongkahanbongkahan yang lebih kecil, dimana ukurannya sampai batas beberapainch.

Primary crusher

Mampu beroperasi untuk segala ukuran feed. Produk yang dihasilkan mempunyai

ukuran 610 inch. Secondary crusher

Mampu beroperasi dengan ukuran feed, seperti di produk primary crusher denganukuran /4 inch.

b. GrinderAlat ini beroperasi untuk memecah bongkahan yang dihasilkan crusher, sehinggabongkahan ini menjadi bubuk.Untuk intermediate grinder, produk yang dihasilkan 40 mesh. Ultrafine grinder hanya dapat menerima ukuran feed lebih kecil /4 mesh.

c. Cutter

Alat ini mempunyai cara kerja yang berbeda dengan size reduction sebelumnya. Padacutter ini, cara kerjanya dengan memotong. Alat ini dipakai untuk produk ulet dantidak bisa diperkecil dengan cara sebelumnya. Ukuran produk 210 mesh.

Operasi size reduction sering digunakan pada indusriindustri yangmemerlukan bahan baku dalam ukuran tertentu dan produk dalam ukuran tertentu,misalnya industri semen, batu bara, pertambangan, pupuk, keramik, dll. Pemilihan jenisalat yang digunakan biasanya berdasarkan ukuran feed pada produk, sifat bahan,kekerasan bahan, dan kapasitasnya.

SIZE REDUCTION


Energi yang dibutuhkan untuk operasi size reduction sangat bergantung dariukuran partikel yang dihasilkan.Makin kecil partikel, maka makin besar energi yangdibutuhkan.

II. 2. Hukum-hukum Size reductiona. Hukum Rittinger

Rittinger beranggapan bahwa besarnya energi yang diperlukan untuk sizereduction berbanding lurus dengan luasan baru partikel / perbandingan luaspermukaan partikel.Setelah reduksi dibuat model kubik kubusan dengan volume R xF x P inch. Bila F=F, n=1, maka luasan baru yang ditimbulkan pada operasi reduksi(3(n-1)F2). Dimisalkan energi yang dibutuhkan untuk pertambahan luas line BHFE.Energi yang diperlukan untuk pemecahan kubus:= 3 2( 1)= 3 2 ( 1)= 3 ( 1)

Untuk partikel yang berbentuk kubus, kebutuhan energi yang bisa dihitungdengan menganggap luasan partikel tersebut mempunyai perbandingan tertentu (k)dengan partikel pada luasan yang sama / ukuran sama berbentuk kubus, sehingga := , = 3 ( 1)

Dimana, AP : luasan partikel

AK : luasan kubus untuk partikel dengan ukuran sama

= 3 ( 1) = 3 ( ) = 3 (1 1)= 3 ( 1)Dimana, 3 BK=C=konstanta Rittinger yang besarnya ditentukan oleh percobaan.Dengan dimasukkan p partikel, persamaan menjadi := (1 1)

Persamaan di atas dikenal dengan persamaan Rittinger.Masih banyakterdapat kekurangan dari hasil percobaan zat padat terhadap fraksi-fraksi yangukurannya lebih kecil dari hasil yang terletak di Hukum Rittinger.

SIZE REDUCTION


b. Hukum KickKick beranggapan bahwa energi yang dibutuhkan untuk pemecahan partikel

zat padat adalah berbanding lurus dengan ratio dari feed dengan produk. Secaramatematis dinyatakan dengan: =HP : tenaga yang dibutuhkan untuk memecahkan partikel zat padat atau

feedk : konstanta Kick

D : diameter rata-rata feedMemecah partikel kubus berukuran lebih dari /2 inch adalah sama besarnya

dengan energi yang dibutuhkan untuk memecah partikel /2 inch menjadi 1/4 inch.c. Hukum Bond

Persamaan lain yang bisa digunakan adalah persamaan Bond. Bondberanggapan bahwa energi yang dibutuhkan untuk membuat partikel dengan ukuranDp dari feed dengan ukuran sangat besar adalah berbanding lurus dengan volumeproduk. Dengan memecahkan factor sphericity:/ = / ( ). ( )dimana, Cp : luasan partikel produk

Vp : volume partikel produk : sphericity

Tenaga sphericity untuk berbagai macam produk dapat dilihat dari

bermacam buku, misalnya Mc Cabe table 261 halaman 80. Besarnya energi yangdibutuhkan : / = / ( ) ,Dimana Kb adalah suatu konstanta yang besarnya sama, tergantung pada tipe mesindan material yang akan direduksi. Hubungan antara Kb dan W sebagai berikut:= = 0,3162dimana, Wi adalah energi dalam Kwh tiap ton feed yang dibutuhkan untukmereduksi feed dengan ukuran yang sangat besar sampai menghasilkan produk yang90% mampu melewati saringan 100, dimana:

P : dalam satuan kwhM : dalam satuan ton/jamDp : dalam satuan mm

SIZE REDUCTION


Bila 80% feed mampu melewati screen dengan ukuran Dpa dan 80% produk mampumelewati screen dengan ukuran, maka gabungan persamaan sebagai berikut:= 0.3162 ( 1 )Harga indeks tenaga Wi dapat dibaca pada Mc Cabe hal 77 tabel 271. Peramaanumum : dE = dx/xndimana, E : energi yang dibutuhkan

x : ukuran partikel

Bila harga n = 1, maka integrasi akan menghasilkan persamaan Rittinger:

E=C ( 1/xp 1/xf)Untuk n = 1,5, maka pada integrasi akan muncul:= ( 1 1 )

Sedangkan untuk n>1, secara umum persamaan differensial di atas mempunyaiintegrasi : = ( 1 1 )

Persamaan lain yang harus dicatat adalah grindability suatu bahan.Didefinisikan sebagai ton/jam bahan yang dapat dihasilkan menjadi ukuran tertentudalam pesawat tertentu.Grindabilitas relatif adalah perbandingan suatu bahan standardan data grindabilitas tersebut dapat digunakan untuk memperkirakan kebutuhanenergi mereduksi bahan, memperkirakan ukuran jenis pesawat.

II.3. Beberapa Arti Diametera. Trade Aritmathic Average Diameter (TAAD)

TAAD didefinisikan sebagai diameter ratarata berdasarkan jumlah.= ( )= 1 1 + 2 2+.+1 + 2 ++= = / = =

SIZE REDUCTION


= dimana,Di : diameter partikelNi : jumlah partikel dengan diameter DiMi : massa total partikel dengan diameter Dim : massa partikel dengan diameter DiVi : volume total partikel dengan diameter DiC : konstanta yang harganya tergantung dari titik partikel, sehingga:D3 adalah volume partikel untuk bola = a/b, kubus = 1V : volume partikel dengan diameter Di

b. Mean Surface DiameterDidefinisikan sebagai diameter rata rata berdasarkan luas permukaan jumlahpartikel x luas= ( )= 1 1 1 + 2 2 2 ++ = ( )( ) = 1 1 1 + 2 2 2 ++( 1 + 2 ++ )=

= = ( )= = == ( )

= ( )

SIZE REDUCTION


= dimana, B : konstanta yang harganya tergantung bentuk partikel, untukbola B = 2 dan untuk kubus B = 6.

c. Mean Volume Diameter

Didefinisikan sebagai diameter ratarata berdasarkan volumeJumlah total = . = . . 3 .= ( )3

. . = C (D vol)3=

SIZE REDUCTION


BAB III

METODE PENELITIAN

III.1 Alat dan Bahan1. Alat yang digunakan : Hammer Mill, Sieving2. Bahan yang digunakan : Batu bata

III.2 Variabel Percobaan1. Variabel tetap

- Ukuran batu bata : 2 cm, 3 cm, 4 cm- Berat batu bata : 300 gram, 400 gram, 500 gram, 600 gram

2. Variabel berubah- Waktu pengayakan : 8 menit sampai berat konstan

III.3 Gambar Alat Utama

Gambar 3.1 Gambar Alat Hammer Mill-Crusher Gambar 3.2 Gambar Alat Sieving

III.4 Respon1. Ukuran partikel

2. Luas partikel per satuan berat3. Daya terpakai

SIZE REDUCTION


III.5 Data yang Dibutuhkan1. Kuat arus

2. Waktu

3. Berat

III.6 Prosedur Percobaan1. Menyiapkan batu bata.2. Melakukan pengukuran partikel bahan sebelum dimasukkan ke dalam hammer mill.3. Tentukan bukaan tutup feeder sesuai dengan kapasitas yang diinginkan, usahakan

jangan terlalu lebar supaya bahan yang masuk tidak terlalu besar.4. Ukur ampere atau daya yang terpakai dengan menggunakan ampere meter pada waktu

pesawat jalan tanpa beban.5. Masukkan bahan ke dalam pesawat dalam jumlah tertentu sesuai variabel.6. Ukur ampere atau daya yang terpakai dengan menggunakan ampere meter pada waktu

pesawat jalan sesuai variabel.7. Kumpulkan hasil dan jumlah tertentu untuk diukur ukuran partikelnya.8. Pengukuran dilakukan dengan standar sieving.

SIZE REDUCTION


BAB IVHASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil PercobaanTabel 4.1.1 Data Hasil Percobaan Reduction Ratio dan Energi Penggerusan

Berat

Umpan (kg)Diameter

umpan (mm)t (jam)

Diameter

produk(mm)

ReductionRatio

Grindability

0.3 20 0.0039 0.0812 246.1637 77.14290.3 30 0.0039 0.0824 364.0357 77.14290.3 40 0.0044 0.0838 477.1667 67.50.4 20 0.005 0.0856 233.7536 800.4 30 0.005 0.0836 358.8882 800.4 40 0.005 0.0814 491.2067 800.5 20 0.005 0.1147 174.4081 1000.5 30 0.0039 0.1356 221.2496 128.57140.5 40 0.0039 0.1396 286.4939 128.57140.6 20 0.0039 0.118 169.5084 154.28570.6 30 0.0033 0.1186 252.9515 1800.6 40 0.005 0.124 322.4665 120

SIZE REDUCTION


Tabel 4.2 Data Hasil Percobaan Konstanta Kick dan Konstanta Rittinger

Variabel Energi penggerusan Konstanta Kick Konstanta Rittinger

300 gram

2 cm

3 cm4 cm

7839.7411469.5113079.10

18450 13090

400 gram

2 cm

3 cm4 cm

8163.8311747.3013187.13

15793 8064

500 gram2 cm

3 cm4 cm

10907.7111816.7513170.59

10521 1280

600 gram2 cm

3 cm4 cm

11358.3713725.0914691.80

12102 7042

IV.2 Pembahasan1. Hubungan antara Energi Penggerusan terhadap Reduction Ratio

Gambar 4.2.1 Hubungan Antara Energi Penggerusan vs Reduction RatioPada gambar 4.2.1 terlihat bahwa semakin besar reduction ratio maka energi

penggerusan akan semakin besar pula. Semakin besar diameter umpan untuk masing-masing kapasitas feed akan berpengaruh pada semakin besarnya pula nilai reductionratio. Pernyataan ini sesuai dengan rumus:

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

174.408126 221.2495535 286.4939175

Ener

gi P

engg

eru

san

Reduction Ratio

300 gram400 gram500 gram600 gram

SIZE REDUCTION


=Sedangkan besarnya energi penggerusan dipengaruhi oleh waktu penggerusanHammer Mill untuk mereduksi ukuran feed sesuai dengan persamaan= cos dimana: E = energy penggerusan

V = tegangan listrik

I = arus listrik (Mc. Cabe, W.L. 1985)Semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk mereduksi ukuran feed maka

semakin besar pula energi penggerusannya. Hal ini dikarenakan waktu yangdibutuhkan semakin meningkat seiring dengan diameter umpan yang semakin besar.Sedangkan diameter umpan berbanding lurus dengan besarnya nilai reduction ratio.Jadi dapat disimpulkan bahwa semakin besar reduction ratio maka energi penggerusanakan semakin besar pula.

2. Hubungan Energi Penggerusan vs Konstanta Kick

Gambar 4.2.2 Grafik Hubungan Energi Penggerusan vs log(Di/di) Variabel 300 Gram

y = 18450x - 36135R = 0.987

0.002000.004000.006000.008000.00

10000.0012000.0014000.00

2.30 2.40 2.50 2.60 2.70

E pe

ngg

eru

san

Log (Di/di)

E penggerusan(y)

Linear (Epenggerusan(y))

SIZE REDUCTION


Gambar 4.2.3 Grafik Hubungan Energi Penggerusan vs log(Di/di) Variabel 300 Gram% 1 = 8996.62 7839.748996.62 100% = 12.86 %% 2 = 11734.03 11469.5111734.03 100% = 2.25 %% 3 = 13627.38 13079.1013627.38 100% = 4.02 %% = 12.86 + 2.25 + 4.023 = 6,38 %


0.00

2000.00

4000.00

6000.00

8000.00

10000.00

12000.00

14000.00

2.39 2.56 2.68

Ener

gi P

engg

eru

san

Log (Di/di)

y = 15793x - 29054R = 0.976

0.002000.004000.006000.008000.00

10000.0012000.0014000.0016000.00

2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8

E pe

ngg

eru

san

Log (Di/di)

E penggerusan vs Log(Di/di)Linear (E penggerusanvs Log (Di/di))

SIZE REDUCTION


Gambar 4.2.5 Grafik Hubungan Energi Penggerusan vs log(Di/di) Variabel 400 Gram% 1 = 8634.70 8163.838634.70 100% = 5.45 %% 2 = 11634.39 11747.3011634.39 100% = 0.97 %% 3 = 13830.27 13187.1313830.27 100% = 4.65 %% = 5.45 + 0.97 + 4.653 = 3.69 %


0.00

2000.00

4000.00

6000.00

8000.00

10000.00

12000.00

14000.00

2.241566716 2.344882403 2.457115406

Ener

gi P

engg

eru

san

Log (Di/di)

y = 10521x - 12736R = 0.992

0.00

2000.00

4000.00

6000.008000.00

10000.00

12000.00

14000.00

2.20 2.25 2.30 2.35 2.40 2.45 2.50

E pe

ngg

eru

san

Log (Di/di)

E penggerusan vsLog(Di/di)Linear (E penggerusanvs Log(Di/di))

SIZE REDUCTION


Gambar 4.2.7 Grafik Hubungan Energi Penggerusan vs log(Di/di) Variabel 500 Gram% 1 = 10375.29 9907.7110375.29 100% = 4.51 %% 2 = 11921.51 11816.7511921.51 100% = 0.88 %% 3 = 13601.19 13170.5913601.19 100% = 3.17 %% = 4.51 + 0.88 + 3.173 = 3.06%


0.002000.004000.006000.008000.00

10000.0012000.0014000.00

2.241566716 2.344882403 2.457115406

Energ

i Pen

ggerus

an

Log (Di/di)

y = 12102x - 15548R = 0.990

0.002000.004000.006000.008000.00

10000.0012000.0014000.0016000.00

2.20 2.30 2.40 2.50 2.60

E pe

ngg

eru

san

Log (Di/di)

E penggerusan vsLog(Di/di)Linear (E penggerusanvs Log(Di/di))

SIZE REDUCTION


Gambar 4.2.9 Grafik Hubungan Energi Penggerusan vs log(Di/di) Variabel 600 Gram% 1 = 11256.77 11358.3711256.77 100% = 0.90 %% 2 = 13290.94 13725.0913290.94 100% = 3.27 %% 3 = 14524.78 14691.8014524.78 100% = 1.15 %% = 0.90 + 3.27 + 1.153 = 1.77 %Dari grafik hubungan antara energi penggerusan dengan konstanta Kick,

didapat konstanta Kick melalui hubungan garis linier= ( ) (Mc. Cabe, W.L. 1985)= += = ( )di mana :E : energy penggerusan

k : konstanta Kick

Di : diameter umpandi : diameter produkm : gradient garisDari persamaan tersebut diketahui bahwa konstanta Kick berbanding lurus denganenergi penggerusan. Sedangkan energi penggerusan dipengaruhi oleh variable waktu

0.00

2000.00

4000.00

6000.00

8000.00

10000.00

12000.00

14000.00

16000.00

2.229191287 2.403037265 2.508484555

Ener

gi P

engg

eru

san

Log (Di/di)

SIZE REDUCTION


dimana semakin berat partikel umpan yang masuk maka waktu yang dibutuhkan untukpenggerusan semakin lama yang mengakibatkan energi penggerusan semakin tinggi.Hal ini sesuai dengan persamaan = cos dimana: E = energy penggerusan

V = tegangan listrik

I = arus listrik

Konstanta Kick pada variabel 600 gram yang seharusnya memiliki nilaikonstanta terbesar dibanding variabel lainnya hanya memiliki nilai konstanta Kicksebesar 12102. Sementara untuk variabel 300 , 400, dan 500 gram nilai konstanta Kickberturut-turut yakni 18450, 15793, dan 10521. Hal ini dikarenakan adanya kehilanganmassa (loss mass) yang lebih besar pada variabel 600 gram saat dilakukannya prosessieving (pengayakan).

3. Hubungan Energi Penggerusan vs Konstanta Rittinger

Gambar 4.2.10 Hubungan Energi Penggerusan vs 1/di-1/Di Variabel 300 gram

y = 13090x - 14744R = 0.974

0.002000.004000.006000.008000.00

10000.0012000.0014000.0016000.00

11.8 11.9 12 12.1 12.2 12.3 12.4

E pe

ngg

eru

san

1/d-1/D

E penggerusan (y)

Linear (E penggerusan(y))

SIZE REDUCTION


Gambar 4.2.11 Hubungan Energi Penggerusan vs 1/di-1/Di Variabel 300 gram% 1 = 142527.60 7839.74142527.60 100% = 94.50%% 2 = 145470.09 11469.51145470.09 100% = 92.12 %% 3 = 147882.03 13079.10147882.03 100% = 91.16 %% = 94.50 + 92.12 + 91.163 = 92.59%


0.00

2000.00

4000.00

6000.00

8000.00

10000.00

12000.00

14000.00

11.87916685 12.10119132 12.28318342

Ener

gi P

engg

eru

san

1/d-1/D

y = 8064.x - 85259R = 0.927

02000400060008000

10000120001400016000

11.6 11.8 12 12.2 12.4

E pe

ngg

eru

san

1/d-1/D


SIZE REDUCTION


Gambar 4.2.13 Hubungan Energi Penggerusan vs 1/di-1/Di Variabel 400 gram% 1 = 8935.64 9907.718935.64 100% = 8.64 %% 2 = 11272.51 11747.7511272.51 100% = 4.21 %% 3 = 13878.61 13170.5913878.61 100% = 4.98 %% = 8.64 + 4.21 + 4.983 = 4.59 %


0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

11.63768186 11.92960777 12.2551672

Ener

gi P

engg

eru

san

1/d-1/D

y = 1280.x + 2083.R = 0.925

4.0002004.0004004.0006004.0008004.000

10004.00012004.00014004.000

0.000 2.000 4.000 6.000 8.00010.000

E pe

ngg

eru

san

1/d-1/D


SIZE REDUCTION


Gambar 4.2.15 Hubungan Energi Penggerusan vs 1/di-1/Di Variabel 500 gram% 1 = 10094.94 9907.7111094.94 100% = 1.69 %% 2 = 11424.45 11816.7511424.45 100% = 3.43 %% 3 = 13369.80 13170.5913369.80 100% = 1.49 %% = 1.69 + 3.43 + 1.493 = 2.20 %


0.000

2000.000

4000.000

6000.000

8000.000

10000.000

12000.000

14000.000

7.112 7.342 8.695

Ener

gi P

engg

eru

san

1/d-1/D

y = 7042.x - 45104R = 0.969

0.0002000.0004000.0006000.0008000.000

10000.00012000.00014000.00016000.000

7.9 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5

E pe

ngg

eru

san

1/d-1/D


SIZE REDUCTION


Gambar 4.2.17 Hubungan Energi Penggerusan vs 1/di-1/Di Variabel 600 gram% 1 = 11272.20 11358.3711272.20 100% = 0.76 %% 2 = 13732.91 13725.0913732.91 100% = 0.06 %% 3 = 14064.03 14691.8014064.03 100% = 4.46 %% = 0.76 + 0.06 + 4.463 = 1.76 %Dari grafik hubungan antara energi penggerusan dengan konstanta Rittinger, didapat

konstanta Rittinger melalui hubungan garis linier:E = C( ) (Mc. Cabe, W.L. 1985)= += = ( 1 1 )di mana :E : energy penggerusan

C : konstanta Rittinger

Di : diameter umpandi : diameter produkm : gradient garisDari persamaan di atas diketahui bahwa konstanta Rittinger berbanding lurus dengan

energi penggerusan. Sedangkan energi penggerusan dipengaruhi oleh variabel waktu dimanasemakin berat partikel umpan yang masuk maka waktu yang dibutuhkan untuk penggerusan

0.000

2000.000

4000.000

6000.000

8000.000

10000.000

12000.000

14000.000

16000.000

8.0 8.4 8.5

Ener

gi P

engg

eru

san

1/d-1/D

SIZE REDUCTION


semakin lama yang mengakibatkan energi penggerusan semakin tinggi. Hal ini sesuai denganpersamaan = cos

di mana E = energy penggerusanV = tegangan listrik

I = arus listrik

Konstanta Rittinger pada variabel 600 gram yang seharusnya memiliki nilai konstanta terbesardibanding variable lainnya, tetapi hanya memiliki nilai konstanta rittinger sebesar 7042.Sementara untuk variabel 300, 400, dan5400 gram nilai konstanta rittinger berturut-turutyakni 13090, 8064, dan 1280. Hal ini dikarenakan adanya kehilangan massa (loss mass) yanglebih besar pada variabel 600 gram saat dilakukannya proses sieving (pengayakan).

SIZE REDUCTION


BAB VPENUTUP

V.1 Kesimpulan1. Semakin besar diameter umpan maka reduction ratio dan energi penggerusan akan

semakin besar.2. Semakin besar kapasitas umpan maka harga konstanta Kick akan semakin besar,

karena energi yang dibutuhkan untuk penggerusan semakin besar.3. Semakin besar kapasitas umpan maka harga konstanta Rittinger akan semakin besar,

karena energi yang dibutuhkan untuk penggerusan semakin besar pula

V.2 Saran1. Pengukuran arus pada ampermeter harus teliti2. Umpan yang digunakan harus dalam keadaan kering dan ukuran yang seragam.3. Proses sieving harus dilakukan secara hati-hati agar tidak terjadi mass loss.

SIZE REDUCTION


DAFTAR PUSTAKA

Brown, G.G. 1979. Unit Operation. Modern Asia Edition. Mc Graw Hill Book. Co.Ltd.Tokyo. Japan.

Mc. Cabe, W.L. 1985. Unit Operation of Chemical Engineering. Tioon Well Finishing Co.Ltd. Singapura.

Perry, R.H. 1978. Chemical Engineers Handbook. Mc Graw Hill.Kogakusha. Tokyo. Japan.

LAPORAN SEMENTARAPRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA

Materi :SIZE REDUCTION

Disusun oleh :DANU PURNAWAN 21030112130144

DIDIT FERNANDI 21030112130059FEBIANI DWI UTARI 21030112130083

LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIATEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGOROSEMARANG

2014

I. TUJUAN PERCOBAAN1. Mampu melakukan pengukuran partikel dengan metode sieving.2. Mampu mengukur daya (energi) yang terpakai pada size reduction dengan kapasitas yang

berbeda-beda.3. Mampu menghitung reduction ratio untuk bahan yang berbeda-beda.4. Mampu menerapkan Hukum Kick dan Rittinger dan menghitung indeks kerja.5. Mampu menghitung power transmission factor (energi penggerusan).6. Mampu membuat laporan praktikum secara tertulis.

II. PERCOBAANa. Bahan yang Digunakan

- Batu bata

b. Alat yang Digunakan- Hammer Mill

- Sieving

c. Variabel Percobaan1. Variabel tetap

- Ukuran batu bata : 2 cm, 3 cm, 4 cm- Berat batu bata : 300 gram, 400 gram, 500 gram, 600 gram

2. Variabel berubah- Waktu pengayakan : 8 menit sampai berat konstan

d. Cara Kerja1. Menyiapkan batu bata.2. Melakukan pengukuran partikel bahan sebelum dimasukkan ke dalam hammer mill.3. Tentukan bukaan tutup feeder sesuai dengan kapasitas yang diinginkan, usahakan jangan

terlalu lebar supaya bahan yang masuk tidak terlalu besar.4. Ukur ampere atau daya yang terpakai dengan menggunakan ampere meter pada waktu

pesawat jalan tanpa beban.5. Masukkan bahan ke dalam pesawat dalam jumlah tertentu sesuai variabel.

6. Ukur ampere atau daya yang terpakai dengan menggunakan ampere meter pada waktupesawat jalan sesuai variabel.

7. Kumpulkan hasil dan jumlah tertentu untuk diukur ukuran partikelnya.8. Perhitungan diameter partikel dilakukan dengan metode standart sieving

e. Hasil Percobaan

I kosong =

t(sekon)

2x2x2 3x3x3 4x4x4300 400 500 600 300 400 500 600 300 400 500 600

0 18 18 18 18 18 20 19 20 20 19 20 202 18 18 24 20 20 22 19 38 48 20 48 204 20 24 24 20 26 28 38 38 48 46 44 486 22 20 24 24 28 28 30 38 26 48 46 388 22 24 20 24 28 26 30 39 38 48 44 2010 20 22 20 26 28 28 19 39 28 28 38 3012 18 18 20 20 20 20 19 20 25 26 20 2414 18 18 20 20 20 20 19 20 20 20 2016 18 20 18 20 19 2018 18 18 20 19 20

Semarang, 23 Oktober 2014Mengetahui

PRAKTIKAN ASISTEN

(Danu P) (Didit F) (Febiani D U) (Suroso Agus S)

D

screen

2x2x2 3x3x3 4x4x4300 400 500 600 300 400 500 600 300 400 500 600

>0,425 137 204 255 322.5 147 188 265 334 158 178 272 3260,25-0,425 29 47.1 67.5 130 40.6 51.7 152.3 148 32 52 148 123

0,15-0,25 37 72.3 139 121 41.9 67.5 62 88 46 59.5 66 122

LEMBAR PERHITUNGAN

Bahan baku : batu bataBerat bahan : 300 gram, 400 gram, 500 gram, 600 gramUkuran bahan : 2x2x2 cm, 3x3x3 cm, 4x4x4 cm

Perhitungan diameter rata-rata produk (Davg)Ayakan >0,425 mm Davg = 0,4252 = 0,601 mm

Ayakan 0,25-0,425 mm Davg = = 0,3375 mm

Ayakan 0,15-0,25 mm Davg = = 0,2 mm

Ayakan 0,425 mm 0,601 137 147 1580,25-0,425 mm 0,3375 29 40.6 320,15-0,25 mm 0,2 37 41.9 46

0,425 mm 0,601 204 188 1780,25-0,425 mm 0,3375 47.1 51.7 520,15-0,25 mm 0,2 72.3 67.5 59.5

0,425 mm 0,601 255 265 2720,25-0,425 mm 0,3375 67.5 152.3 1480,15-0,25 mm 0,2 139 62 66

Diameter (mm) Berat umpan 600 gramDiameter screen (mm) Davg (mm) 2x2x2 cm 3x3x3 cm 4x4x4 cm

>0,425 mm 0,601 322,5 334 3260,25-0,425 mm 0,3375 130 148 1230,15-0,25 mm 0,2 121 88 122

0,425 mm 0,601 0.50 0.49 0.530,25-0,425 mm 0,3375 0.11 0.14 0.110,15-0,25 mm 0,2 0.13 0.14 0.16

0,425 mm 0,601 0.51 0.48 0.450,25-0,425 mm 0,3375 0.12 0.13 0.130,15-0,25 mm 0,2 0.18 0.17 0.15

0,425 mm 0,601 0.52 0.54 0.550,25-0,425 mm 0,3375 0.14 0.31 0.300,15-0,25 mm 0,2 0.29 0.13 0.13

0,425 mm 0,601 0.54 0.56 0.550,25-0,425 mm 0,3375 0.22 0.25 0.210,15-0,25 mm 0,2 0.20 0.15 0.21

2. Perhitungn diameter rata-rata (TAAD)

TAAD =

di mana: Xi = fraksi beratDi = diameter partikelC = konstnta yang harganya tergantung dari titik partikel, untuk kubus Ci=1

Tabel 2a. Pengukuran TAAD pada berat feed 300 gram

D (mm) Ukuran umpan 2x2x2 cm Ukuran umpan 3x3x3 cmD screen (mm) Davg (mm) Xi Xi

>0,425 mm 0,601 0.50 1.38 2.29 0.49 1.36 2.260,25-0,425 mm 0,3375 0.11 0.92 2.74 0.14 1.19 3.520,15-0,25 mm 0,2 0.13 3.36 16.80 0.14 3.49 17.46

0,425 mm 0,601 0.53 1.48 2.460,25-0,425 mm 0,3375 0.11 0.95 2.810,15-0,25 mm 0,2 0.16 3.89 19.43

0,425 mm 0,601 0.51 1.42 2.37 0.48 1.32 2.200,25-0,425 mm 0,3375 0.12 1.04 3.09 0.13 1.15 3.410,15-0,25 mm 0,2 0.18 4.56 22.80 0.17 4.28 21.40

D (mm) Ukuran umpan 4x4x4 cmD screen (mm) Davg (mm) Xi

>0,425 mm 0,601 0.45 1.24 2.060,25-0,425 mm 0,3375 0.13 1.15 3.400,15-0,25 mm 0,2 0.15 3.74 18.69

0,425 mm 0,601 0.52 1.45 2.41 0.54 1.49 2.48

0,25-0,425 mm 0,3375 0.14 1.22 3.6 0.31 2.72 8.050,15-0,25 mm 0,2 0.29 7.13 35.64 0.13 3.15 15.74

0,425 mm 0,601 0.55 1.51 2.520,25-0,425 mm 0,3375 0.3 2.61 7.730,15-0,25 mm 0,2 0.13 3.31 16.57

0,425 mm 0,601 0.54 1.49 2.48 0.56 1.56 2.66400,25-0,425 mm 0,3375 0.22 1.9 5.64 0.25 2.19 0.98390,15-0,25 mm 0,2 0.2 5.04 25.21 0.15 3.7 43.3369

D (mm) Ukuran umpan 4x4x4 cmD screen (mm) Davg (mm) Xi

>0,425 mm 0,601 0.55 1.52 2.530,25-0,425 mm 0,3375 0.21 1.82 5.40,15-0,25 mm 0,2 0.21 5.14 25.72

4. Perhitungan Energi Penggerusan

586,437

di mana:I kosong = 1,9 A

V = tegangan listrik = = 381,051 volt

I = kuat arus listrik (Ampere)

Tabel 4a. Perhitungan Energi Total

W (kg) Diameter umpan, Di (mm) E total E kosong E penggerusan

0.3

20 8426.181 586.437 7839.744

30 13055.95 586.437 11469.513

40 13665.537 586.437 13079.1

0.4

20 8750.265 586.437 8163.828

30 13333.737 586.437 11747.3

40 13773.565 586.437 13187.128

0.5

20 10494.145 586.437 10907.708

30 13403.183 586.437 11816.746

40 13757.03 586.437 13170.593

0.6

20 11944.806 586.437 11358.369

30 13611.523 586.437 13725.086

40 15278.24 586.437 14691.803

5. Perhitungan Konstanta Kick dan Konstanta Rittingera. Perhitungan Konstanta Kick

Hukum Kick E=k.log(Di/di)Analog dengan y=mx

Tabel 5a. Perhitungan Konstanta Kick Untuk Berat Feed 300 Gram

Di umpan

(mm)di produk

(mm)Di/di Log (Di/di) (x) E penggerusan (y)

20 0.0812 246.16 2.39 7839.7430 0.0824 364.04 2.56 11469.5140 0.0838 477.17 2.68 13079.10

y = 18450x 36135k = 18450

Tabel 5b. Perhitungan Konstanta Kick Untuk Berat Feed 400 Gram

Di umpan

(mm)di produk


20 0.0856 233.75 2.37 8163.8330 0.0836 358.89 2.55 11747.3040 0.0814 491.21 2.69 13187.13

y = 15793x 29054k = 15793

Tabel 5c. Perhitungan Konstanta Kick Untuk Berat Feed 500 Gram

Di umpan

(mm)di produk


20 0.1147 174.41 2.24 10907.7130 0.1356 221.25 2.34 11816.7540 0.1396 286.49 2.46 13170.59

y = 10521x 12736k =10521

Tabel 5d. Perhitungan Konstanta Kick Untuk Berat Feed 600 Gram

Di umpan

(mm)di produk


20 0.1180 169.51 2.23 11358.3730 0.1186 252.95 2.40 13725.0940 0.1240 322.47 2.51 14691.80

y = 12102x 15548k = 12102

b. Konstanta RittingerHukum Rittinger, E=c(1/di-1/Di)Analog dengan persamaan y=mx

Tabel 5e. Perhitungan Konstanta Rittinger Untuk Berat Feed 300 Gram

Di umpan

(mm)di produk

(mm)1/Di 1/di 1/di-1/Di (x) E penggerusan (y)

20 0.0812 0.050 11.929 11.879 7839.74430 0.0824 0.033 12.135 12.101 11469.51340 0.0838 0.025 12.308 12.283 13079.100

y = 13090x - 14744c=13090

Tabel 5f. Perhitungan Konstanta Rittinger Untuk Berat Feed 400 Gram

Di umpan

(mm)di produk


20 0.0856 0.050 11.688 11.638 8163.82830 0.0836 0.033 11.963 11.930 11747.30040 0.0814 0.025 12.280 12.255 13187.128

y = 8064x 85259c=8064

Tabel 5g. Perhitungan Konstanta Rittinger Untuk Berat Feed 500 Gram

Di umpan

(mm)di produk


20 0.1147 0.050 7.162 7.112 10907.70830 0.1356 0.033 7.375 7.342 11816.74640 0.1396 0.025 8.720 8.695 13170.593y = 1280x + 2083

c=1280

Tabel 5h. Perhitungan Konstanta Rittinger Untuk Berat Feed 600 Gram

Di umpan

(mm)di produk


20 0.1180 0.050 8.062 8.012 11358.36930 0.1186 0.033 8.432 8.398 13725.08640 0.1240 0.025 8.475 8.450 14691.803y = 7042x - 45104c=7042

DiperiksaKeterangan Tanda Tangan

No Tanggal

1. 11 Desember 2014 Cek semua !!!Perbaiki yang sudah saya koreksi=D

1COVER.pdf2pengesahan,daftar isi,pengantar,daftar,intisari.pdf3bab 1 mpe 5 revisi 2.pdf4LAPORAN SEMENTARA.pdf5lembar perhitungan SR.pdf6LEMBAR ASISTENSI.pdf

KELOMPOK 1 - SIZE REDUCTION.pdf

Documents

Transcript of KELOMPOK 1 - SIZE REDUCTION.pdf