LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK KIMIA IV

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK KIMIA IVAYAKAN (SIEVING)

Disusun Oleh: Rindi SulistyaniNIM: 1513020

POLITEKNIK STMI JAKARTAJl. Letjen Suprapto No.26, Cempaka Putih, Jakarta Pusat 10510Website: www.stmi.ac.id. Telp: (021)42886064. Fax: (021) 42888206OPERASI AYAKAN ( SIEVING )

I. MAKSUD DAN TUJUAN Memisahkan bahan atas dasar ukuran partikel, untuk memperoleh bahan dengan ukuran partikel lebih uniform. Menentukan luas permukaan spesifik bahan.

II. TEORI PERCOBAANMaterial padat yang terdapat dalam ukuran yang terlalu besar untuk dilakukan proses mekanik pada umumnya membutuhkan perlakuan fisik untuk memperkecil ukurannya. Pengecilan ukuran itu biasanya dimaksudkan untuk memudahkan pemisahan campuran material padat. Umumnya crushing dan grinding sering dilakukan untuk mengubah ukuran partikel padatan yang besar menjadi partikel yang lebih kecil.Dalam industri proses makanan, sejumlah besar produk makanan melibatkan proses pengecilan ukuran. Roller mill digunakan untuk menggerus gandum menjadi tepung. Kacang kedelai digiling, dipress dan dihancurkan untuk mendapatkan minyak dan tepungnya. Hammer mill sering digunakan untuk menghasilkan tepung kentang, tapioca atau jenis-jenis tepung lainnya. Gula dihancurkan untuk menghasilkan produk yang lebih lama.Operasi grinding sangat luas penggunaannya pada proses bijih tambang dan industri semen. Sebagai contoh bijih tembaga, nikel, kobal dan besi biasanya dilakukan proses grinding sebelum mengalami proses kimia. Limestone, marble, gypsum, dan dolomite dihancurkan untuk penggunaan sebagai pengisi kertas, cat dan kertas. Bahan baku untuk industri semen seperti lime, alumina dan silika digiling dalam skala besar atau dalam jumlah besar.Material padat diperkecil ukurannya dengan sejumlah metode perlakuan, compression atau crushing umumnya untuk memperkecil padatan. Distribusi ukuran partikel sering pula dinyatakan dalam jumlah kumulatif persen partikel yang lebih kecil dari ukuran yang ditetapkan terhadap ukuran partikel.Istilah pemecahan dan penghalusan atau penghancurkan (size reduction) zat padat meliputi semua cara yang digunakan dimana partikel zat padat dipotong dan dipecahkan menjadi kepingan-kepingan yang lebih kecil. Produk-produk komersial biasanya harus memenuhi spesifikasi yang sangat dalam hal ukuran maupun bentuk partikel-partikelnya menyebabkan reaktifitas zat padat itu meningkat. Pemecahan itu juga memungkinkan pemisahan komponen yang tak dikehendaki dengan cara-cara mekanik. Pemecahan itu dapat digunakan untuk memperkecil bahan-bahan berserat guna memudahkan penanganannya.Zat padat dapat diperkecil dengan berbagai cara, namun hanya ada empat cara saja yang lazim digunakan dalam mesin pemecah penghalus. Cara itu ialah: Kompresi (tekanan): Pada umumnya kompresi digunakan untuk pemecahan kasar zat padat keras, dengan menghasilkan relatif sedikit halusan. Impact (pukulan): Pukulan menghasilkan hasil yang berukuran kasar, sedang dan halus. Atsiri (gesekan): Atsiri menghasilkan hasil yang sangat halus dari bahan yang lunak dan tak-abrasif. Pemotongan: Pemotongan memberikan hasil yang ukurannya pasti, dan kadang-kadang juga bentuknya dengan hanya sedikit dan tak ada halusan sama sekali.

Kompresi umumnya digunakan utnuk pemecahan kasar zat padat keras, dengan menghasilkan relatif sedikit halusan. Pukulan menghasilkan hasil yang berukuran kasar, sedang dan halus.Berdasarkan ukuran zat padat yang akan dikecilkan (umpan), maka peralatan pemecah atau pengecilan ukuran dibedakan atas Pemecah kasar, yaitu menghasilkan padatan dengan ukuran umpan antara 2 sampai 96 inchi Pemecah antara, yaitu menghasilkan padatan dengan ukuran 1 sampai 3 inchi Pemecah halus , yaitu menghasilkan padatan dengan ukuran 0,25 sampai 0,5 inchi

Jenis-jenis mesin pemecah dan penghalus zat padat ialah:A. Mesin pemecah (kasar dan halus)1. Mesin-mesin rahang (jaw crusher)2. Mesin pemecah giratori atau pemecah kisar (gyratory crusher)3. Mesin pemecah roi (crushing rolls)B. Mesin giling (sedang dan halus)1. Mesin tumbuk palu (hammer mill); impaktor (impactor)2. Mesin giling rol-kompresi (rolling-compression mill)a. Mesin giling mangkuk (bowl mill)b. Mesin giling rol (roll mill)3. Mesin giling atsiri atau mesin giling kikis (attrition mill)4. Mesin giling jungkir-guling (tumbling mill)a. Mesin giling pakai-batang (rod mill)b. Mesin giling pakai-bola (ball mill): penggilingan pakai-batu (pebble mill)c. Mesin giling tabung (tube mill): mesin giling kompartemen (compartment mill)C. Mesin giling ultra halus1. Mesin tumbuk palu (hammer mill) dengan klasifikasi dalam2. Mesin giling energi-fluida (fluid-energy mill)3. Mesin giling aduk (agitated mill)D. Mesin potongPisau potong (knife cutter);mesin cencang (dicer); mesin iris (slitter)

Masing-masing mesin ini bekerja dengan cara yang berbeda. Pada mesin pemecah, cirri kerjanya adalah kompresi (tekanan). Mesin giling menggunakan impak (pukulan) dan atsiri (kikisan), kadang-kadang dalam gabungan dengan kompresi; mesin giling ultrahalus bekerja terutama dengan atsiri. Pada mesin potong, mesin cencang, dan mesin iris, cirinya tentulah aksi potong.Beberapa jenis ayakan lainnya yang digolongkan dalam ayakan dinamis sesuai dengan tipe gerakan yang digunakan untuk mengayak dan memindahkan material pada ayakan antara lain: Vibrating screen, permukaannya horizontal dan miring digerakkan pada frekuensi tinggi (1000-7000 Hz). Satuan kapasitas tinggi, dengan efisiensi pemisahan yang baik, yang digunakan untuk range yang luas dari ukuran partikel. Occillating xcreen, dioperasikan pada frekuensi yang lebih rendah dari vibrating screen (100-400 Hz) dengan waktu yang lebih lama, lebih linier dan tajam. Reciprocating screen,dioperasikan dengan gerakan menggoyang, pukulan yang panjang (20-200 Hz). Digunakan untuk pemindahan dengan pemisahan ukuran. Shifting screen,dioperasikan dengan gerakan memutar dlam bidang permukaan ayakan. Gerakan aktual dapat berupa putaran, atau gerakan memutar. Digunakan untuk pengayakan material basah atau kering. Resolving screen,ayakan miring, berotasi pada kecepatan rendah 910-20 rpm). Digunakan untuk pengayakan basah dari material-material yang relatif kasar, tetapi memiliki pemindahan yang kasar dengan vibrating screen.

Produk dari proses pengayakan/penyaringan ada 2 (dua), yaitu: Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang-lubang ayakan (oversize). Ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang-lubang ayakan (undersize)

Dalam proses industri, biasanya digunakan material yang berukuran tertentu dan seragam. Untuk memperoleh ukuran yang seragam, maka perlu dilakukan pengayakan. Pada proses pengayakan zat padat itu dijatuhkan atau dilemparkan ke permukaan pengayak. Partikel yang di bawah ukuran atau yang kecil (undersize), atau halusan (fines), lulus melewati bukaan ayak, sedang yang di atas ukuran atau yang besar (oversize), atau buntut (tails) tidak lulus. Pengayakan lebih lazim dalam keadaan kering (McCabe, 1999, halaman 386).Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengayakan, yaitu: Jenis ayakan Cara pengayakan Kecepatan pengayakan Ukuran ayakan Waktu pengayakan Sifat bahan yang akan diayak

Permukaan ayakan yang digunakan pada screen bervariasi, yaitu: [Brown,1950] Plat yang berlubang (punched plate, bahan dapat berupa baja ataupun karet keras. Anyaman kawat (woven wire), bahan dapat berupa baja, nikel, perunggu, tembaga, atau logam lainnya. Susunan batangan logam, biasanya digunakan batang baja (pararel rods).

Sistem bukaan dari permukaan ayakan juga bervariasi, seperti bentuk lingkaran, persegi ataupun persegi panjang. Penggunaan bentuk bukaan ini tergantung dari ukuran, karakteristik material, dan kecepan gerakan screen.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan material untuk menerobos ukuran ayakan adalah: Ukuran buhan ayakanSemakin besar diameter lubang bukaan akan semakin banyak material yang lolos.

Ukuran relatif partikelMaterial yang mempunyai diameter yang sama dengan panjangnya akan memiliki kecepatan dan kesempatan masuk yang berbeda bila posisinya berbeda, yaitu yang satu melintang dan lainnya membujur. Pantulan dari materialPada waktu material jatuh ke screen maka material akan membentur kisi-kisi screen sehingga akan terpental ke atas dan jatuh pada posisi yang tidak teratur. Kandungan airKandungan air yang banyak akan sangat membantu tapi bila hanya sedikit akan menyumbat screen.

Karakteristik Partikel Zat Padat.Partikel zat padat secara individu dikarakteristikan dengan ukuran, bentuk dan densitasnya. Tekanannya tidak sama ke segala arah. Tegangan geser yang diperlakukan pada permukaan suatumassaditransmisikan di seluruhmassa partikel itu kecuali jika telah terjadi kegagalan.Partikel zat padat homogen mempunyai densitas yang sama dengan bahan bongkahan. Partikel-partikel yang didapatkan dengan memecahkan zat padat campuran, misalnya bijih yang mengandung logam, mempunyai berbagai densitas, biasanya mempunyai densitas yang berbeda dari bahan lindaknya. Untuk partikel yang bentuknya beraturan, misalnya yang berbentuk bola dan kubus, ukuran dan bentuknya dapat dinyatakan dengan mudah. Tetapi partikel yang bentuknya tidak beraturan (seperti butir-butir pasir dan serpih mika), istilah ukuran (size) dan bentuk (shape) tidak begitu jelas dan harus didefinisikan secara acak.

Bentuk PartikelBentuk setiap partikel dikarakteristikkan dengan sferisitas atau kebolaan (Sphericity) S , yang tidak bergantung pada ukuran partikel. Untuk partikel berbentuk bola dengan diameter Dp, = 1; untuk partikel yang tidak berbentuk bola, sferisitas didefinisikan oleh hubungan:

dimana :Dp=diameter ekivalen atau diameter nominal partikelsp=luas permukaan ssatu partikelvp=volume satu partikel

Diameter ekivalen kadang-kadang didefinisikan sebagai diameter bola yang volumenya sama dengan volume partikel itu. Tetapi, bahan-bahan berbentuk bijian (granular) halus, volume maupun luas permukaannya tidak mudah ditentukan secara eksak, sehingga Dp biasanya diambil dari ukuran nominal atas dasar analisis ayak (screen analysis) atau melalui pemeriksaan mikroskop. Luas permukaan didapatkan dari pengukuran adsorpsi atau dari penurunan tekanan di dalam hamparan partikel, dan kemudian pers. (1) diterapkan untuk menghitung S. Untuk kebanyakan bahan pecahan, nilai S berkisar antara 0,6 dan 0,8, seperti terlihat pada tabel 1; tapi untuk partikel yang telah membulat karena abrasi S bisa sampai setinggi 0,95.Untuk kubus dan silinder yang panjangnya L sama dengan diameternya, diameter ekivalen itu lebih besar dasri L, dan S yang didapatkan dari diameter ekivalen ialah 0,61 untuk kubus dan 0,87 untuk silinder. Untuk bentuk-bentuk itu sebaiknya digunakan diameter nominal L, karena rasio permukaan terhadap volume ialah 6/Dp, sama dengan bola, dan hal ini membuat S sama dengan 1,0. Untuk isian kolom (column packing) seperti cincin dan pelana, juga digunakan ukuran nominal untuk menentukan S.

Ukuran PartikelPada umumnya, diameter dapat ditentukan untuk setiap partikel yang ekidimensional. Partikel yang tidak ekidimensional, yaitu yang panjang pada satu arah ketimbang pada arah yang lain, partikel itu dikarakterisasi dengan dimensi utama yang kedua terpanjang. Untuk partikel berbentuk jarum, umpamanya Dp akan menunjukkan tebal partikel, dan bukan pada panjangnya.Ukuran partikel manurut konvensi, dinyatakan dalam berbagai satuan, bergantung pada jangkauan ukuran yang terlibat. Parikel-partikel kasar diukur dalam inci atau milimeter; partikel halus dengan ukuran ayak, partikel yang sangat halus dengan ukuran mikrometer. Partikel-partikel yang ultra halus kadang-kadang diberikan dengan luas permukaan per satuan massa, biasanya dalam meter persegi per gram.

Ukuran Partikel Campuran Dan Analisis Ukuran.Dalam contoh yang ukurannya seragam, dengan diameter Dp, volume total partikel ialah m/p, diameter m dan p masing-masing ialah massa contoh dan densitas partikel. Oleh karena volume satu partikel adalah vp, banyaknya partikel di dalam contoh N ialah :

Tabel 1. Sifat bola untuk bermacam-macam bahan.BahanSifat bentuk bolaBahanSifat bentuk bola

Bola, kubus, silinder Pasir Rounded 0,95

pendek (L = Dp)1,0Pasir Ottawa0,83

Cincin Raschig (L = Dp)Debu Coal0,73

L = Do, Di = 0,5 Do0,58Pasir Hitam0,65

L = Do, Di = 0,75 Do0,33Gelas Crushed0,65

Pelana Berl0,3Sempih Mica0,28

Luas permukaan partikel-partikel itu ialah, dari pers. (1) dan (2)

Agar dapat menerapkan pers. (2) dan (3) terhadap partikel yang mempunyai berbagai ukuran dan berbagai densitas, campuran itu dipilahkan menjadi fraksi-fraksinya, masing-masing dengan densitas konstan dan ukuran yang mendekati konstan. Setiap fraksi ini ditimbang, atau partikel-partikelnya dicacah atau diukur dengan salah satu cara yang dapat digunakan. Pers. (2) dan (3) lalu dapat diterapkan terhadap setiap fraksi itu dan hasilnya kemudian dijumlahkan.Informasi dari analisis ukuran partikel didaftarkan untuk menunjukkan massa atau jumlah fraksi yang terdapat didalam setiap tokokan atau pertambahan kecil (increment) ukuran berbagai fungsi ukuran partikel rata-rata (atau jangkauan ukuran) di dalam tokokan itu. Analisis yang ditabulasikan dengan cara demikian dinamakan analisis differensial (differensial analysis). Hasilnya biasanya disajikan dalam bentuk histogram, seperti terlihat pada gambar 1a, dengan menggunakan kurva kontinu sebagai pendekatan terhadap distribusi, seperti ditunjukkan oleh garis putus-putus pada gambar itu. Cara kedua untuk menyajikan informasi itu ialah dengan menggunakan analisis kumulatif (Cumulatif Analysis) yang didapatkan dengan menjumlahkan tokokan-tokokan itu secara berurutan, mulai dari yang mengandung partikel terkecil; lalu mendaftarkan atau memetakan jumlah kumulatif tersebut terhadap diameter maksimum dari partikel yang terdapat di dalam tokokan itu. Gambar 1b, merupakan pemetaan terhadap analisis kumulatif distribusi yang terlihat pada gambar 1a. Dalam analisis kumulatif, data itu dapat dinyatakan dengan baik dalam bentuk kurva kontinu.Perhitungan mengenai ukuran partikel rata-rata, luas permukaan partikel, atau populasi partikel itu di dalam campuran itu dapat dibuat berdasarkan analisis differensial ataupun analisis kumulatif. Pada prinsipnya, metode yang didasarkan atas analisis kumulatif lebih tepat daripada yang didasarkan atas analisis differensial; sebab, bila kita menggunakn analisis kumulatif, kita tidak perlu lagi mengandaikan bahwa semua partikel yang terdapat di dalam satu fraksi tertentu mempunyai ukuran yang sama. Namun, dilain pihak ketelitian pengukuran besar partikel biasanya tidak memadai untuk kita menggunakan analisis kumulatif, sehingga perhitungan itu hampir selalu didasarkan atas analisis differensial saja.

Permukaan Spesifik CampuranJika densitas partikel p dan sferisitas s diketahui, luas permukaan partikel didalam setiap fraksi dapat dihitung dari pers. (3). Bila hasilnya untuk semua fraksi dijumlahkan kita akan mendapatkan A, yaitu permukaan spesifik (spesific surface), artinya luas permukaan total per satuan massa partikel. Jika p dan s adalah konstan, Aw diberikan oleh :

Aw = (4)

= dimana: subkrip = masing-masing tokokan Xi = fraksi massa dalam setiap tokokan tertentu n = jumlah tokokanDpi = diameter partikel rata-rata, diambil sebagai rata-rata aritmetik dari diameter terkecil dan terbesar di dalam tokokan itu.

Gambar 1. Distribusi ukuran partikel untuk powder : analisis differensial analisis kumulatif

Ukuran Partikel Rata-rataUkuran partikel rata-rata untuk campuran partikel didefinisikan menurut berbagai cara. Barangkali yang paling lazim dipakai ialah diameter pukul-rata volume-permukaan (volume-surface mean diameter) Dpi, yang dihubungkan dengan luas permukaan spesifik Aw.Didefinisikan oleh :

Ds =(5)Substitusikan pers. (4) ke dalam pers. (5) memberikan :

Ds = (6)Jika jumlah partikel di dalam setiap fraksi Ni diketahui, dan bukan fraksi massanya. Kadang-kadang, digunakan rata-rata lain. Diameter pukul-rata-rata aritmetik (arithmetic mean diameter) DN ialah :

DN =(7)Dimana NT ialah jumlah partikel di dalam keseluruhan contoh.Diameter pukul-rata massa (massa mean diameter) Dw didapatkan dari persamaan:Dw = xi Dpi(8)Jika volume total contoh itu dibagi dengan jumlah partikel di dalam campuran (lihat di bawah) kita dapatkan volume rata-rata setiap partikel. Diameter partikel itu ialah diameter pukul-rata volume (volume mean diameter) Dv, yang didapatkan dari hubungan:

Dv = (9)Untuk contoh yang terdiri dari partikel seragam, diameter rata-rata, tentu saja sama. Tetapi untuk campuran yang terdiri dari partikel berbagai ukuran, masing-masing diameter rata-rata yang ada itu mungkin sangat berlainan satu sama lain.

Jumlah Partikel Di Dalam CampuranUntuk menghitung, dari analisa differensial, jumlah partikel yang terdapat didalam campuran, dapat kita gunakan pers. (2), yaitu persamaan untuk menghitung jumlah partikel yang terdapat di dalam setiap fraksi. Kemudian Nw, yaitu populasi total didalam suatu massa contoh, didapatkan dengan menjumlahkan senua fraksi. Untuk suatu bentuk partikel tertentu, volume setiap partikel itu sebanding dengan diameternya pangkat tiga, atauvp = a Dp3 (10)dimana a adalah faktor bentuk volume (volume shape factor). Dari pers.(2) dengan mengandaikan bahwa a tidak bergantung pada ukuran, maka

Nw = (11)Luas permukaan spesifik, diameter rata-rata yang bermacam-macam serta jumlah partikel dapat dihitung dengan mudah dari analisis ukuran partikel dengan menggunakan program komputer yang sederhana. Instrumen-instrumen pengukur untuk partikel-partikel yang sangat halus banyak yang sudah diprogramkan sehingga dapat menyatakan besaran-besaran itu secara langsung.

Analisis Ayak; Deret Ayak StandarAyak (screen) standar digunakan untuk mengukur besarnya partikel (dan distribusinya) dalam jangkau ukuran antara 3 sampai 0,0015 in (76 mm sampai 38 m). Ayak-ayak uji itu terbuat dari kawat, sedang rapat anyaman (mesh) dan ukuran kawatnya dibakukan dengan teliti. Bukan ayak itu berbentuk bujur sangkar. Setiap ayak itu diidentifikasi menurut mesh (rapat ayak) per inci. Bukaan sebenarnya tentulah lebih kecil dari angka meshnya, karena tebal kawat tentu harus diperhitungkan juga. Karakteristik dari suatu deret yang lazim yaitu deret ayak standar Tyler (Tyler standar screen series). Perangkat ayak ini didasarkan atas bukaan (lubang) ayak ukuran 200 mesh, yang ditetapkan sebesar 0,074 mm.

Luas bukaan pada setiap ayak tertentu adalah persis dua kalibukaan pada ayak ukuran berikutnya yang lebih kecil. Rasio dimensi anyaman yang sebenarnya pada suatu ayak terhadap ayak berikut yang lebih kecil, oleh karena itu ialah = 1,41.

Untuk mendapatkan pemisahan ukuran yang lebih rapat, dibuat pula ayak-ayak dengan ukuran-antara yang masing-masingnya mempunyai dimensi mesh atau 1,189 kali ukuran ayak standar yang lebih kecil berikutnya. Namun biasanya ayak antara ini tidak banyak dipakai.Dalam melakukan analisis, seperangkat ayak standar disusun secara deret dalam suatu tumpukan, dimana ayak denmgan anyaman paling rapat ditempatkan paling bawah, dan yang anyamannya paling besar ditempatkan paling atas. Contoh yang dianalisis lalu dimasukkan ke dalam ayak yang paling atas dan oengayak itu diguncang secara mekanis selama beberapa waktu tertentu, misalnya selama 20 menit. Partikel yang tertahan pada setiap ayak dikumpulkan dan ditimbang, dan massa pada setiap tokokan ayak itu dikonversikan menjadi fraksi massa atau persen massa dari contoh keseluruhan. Setiap partikel yang dapat lulus dari ayak yang terhalus dikumpulkan didalam suatu panci yang ditempatkan pada dasar susunan itu.Hasil dari analisis ayak ditabulasikan untuk menunjukkan fraksi massa pada setiap tokokan ayak sebagai fungsi dari jangkau ukuran mesh pada setiap tokokan itu. Oleh karena partikel yang tertahan pada suatu ayak tertentu adalah yang lulus dari ayak yang di atasnya, maka hanya diperlukan dua angka saja untuk menentukan jangkau ukuran suatu tokokan; angka yang pertama berdasarkan ayak yang meluluskannya, dan yang kedua ayak yang menahannya. Jadi, notasi berarti lulus dari 14 mesh dan tertahan oleh 20 mesh.Contoh analisa ayak terlihat pada tabel 2. Dua kolom pertama memberikan ukuran mesh dan lebar bukaan didalam ayak, kolom ketiga ialahj fraksi massa dari contoh keseluruhan yang tertahan pada ayak yang bersangkutan. Fraksi itu ditandai dengan xi dimana i ialah nomor ayak dihitung dari bawah; jadi i = 1 menunjukkan panci dan ayak i + 1 ialah ayak berikut di atas ayak i. Lambang Dpi berarti diameter partikel, sama dengan besarnya bukaan anyaman pada ayak i.Dua kolom terakhir dalam tebel 2 menunjukkan diameter partikel rata-rata Dpi pada setiap tokokan dan fraksi kumulatif yang lebih kecil dari masing-masing nilai Dpi. Dalam analisis ayak, fraksi kumulatif ini kadang-kadang dituliskan bertolak dari ayak paling atas dan dinyatakan sebagai fraksi lebih besar dari ukuran tertentu.Pemetaan secara differensial data yang terdapat di dalam kolom 2 dan 3. Tabel 2 memberikan gambaran yang salah mengenai distribusi ukuran partikel karena jangkau ukuran partikel yang diliputnya berbeda dari suatu tokokan ke tokokan lain. Bahan yang terkumpul di atas satu tokokan (ayak Tertentu) lebih sedikit bila jangkau ukuran setiap jangkau itu masing-masing sama, dan data itu dapat dipetakan secara langsung. Namun, disini kita akan mendapatkan gambaran yang lebih tepat dengan memetakan xi/(Dpi+1 Dpi), dimana Dpi+1 Dpi ialah ukuran partikel dalam tokokan i. Hal ini diilustrasikan oleh gambar 2a yang merupakan pemetaan langsung, dan Gambar 2b yang merupakan pemetaan yang disesuaikan untuk partikel ukuran 20/28 mesh dan lebih kecil yang didaftarkan pada tableTabel 2. Analisis AyakMeshBukaan ayak Dpi, mmFraksi massa yang tertahan, xiDiameter partikel rata-rata dalam tokokan, Dpi, mmFraksi kumulatif partikel yang lebih kecil dari Dpi

46810142028354865100148,6200Pan4,6993,3272,3621,6511,1680,8330,5890,4170,2950,2080,1470,1040,074-0,00000,02510,148,600,32070,25700,15900,05380,02100,01020,00770,00580,00410,00310,0075-4,0132,8452,0071,4091,0010,7110,5030,3560,2520,1780,1260,0890,0371,00000,97490,84990,52920,27220,11320,05940,03840,02820,02050,01470,01060,00750,0000

Grafik kumulatif dibuat dari hasil seperti yang didalam kolom 2 dan 5 dalam tabel 2. Bila jangkau menyeluruh ukuran partikel itu besar, pemetaan itu sering dilakukan dengan menggunakan skala logaritmik untuk diameter. Pemetaan kumulatif semilogaritmik daripada analisis dari tabel 2 diberikan dalam gambar 3.Pemetaan kumulatif itu dapat pula dibuat di atas kertas probabilitas-logaritmik dimana skala absis dibagi sesuai dengan distribusi probabilitas menurut Gauss. Analisa ukuran terhadap hasil dari mesin pemecah atau penggiling biasanya menghasilkan grafik garis lurus di atas kertas itu, sedikitnya untuk sebagian besar jangkau ukurannya. Grafik seperti itu dulu digunakan untuk ekstrapolasi ke ukuran partikel yang lebih kecil dari jangkau ayak penguji, tetapi karena sekarang sudah ada metode untuk mengukur partikel yang sangat kecil, hal tersebut di atas tidak diperlukan lagi.

Penentuan Ukuran Partikel Yang Sangat HalusUkuran partikel yang terlalu halus untuk analisis ayak dapat ditentukan dengan berbagai metode, antara lain dengan sedimentasi differensial, pengukuran porositas pada hamparan endapan, absorpsi cahaya di dalam suspensi, adsorpsi gas pada permukaan partikel, dan dengan mencacah secara visual di baah mikroskop. Dalam salah satu peranti pengukur, yaitu yang dinamakan pencacah Coulter (Coulter Counter), suspensi encer partikel dibuat didalam zat cair pembawa yang bersifat penghantar listrik. Suspensi itu dilewatkan secara perlahan melalui orifice yang sangat halus. Di dalam zat cair melintas orifice itu diberikan penurunan tegangan listrik; arus yang mengalir diantara hulu dan elektrode hilir lalu diukur.

III. ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN Satu set ayakan dan Timbangan.(1) Tombol Pengatur Frekuensi(2) Tombol pengatur waktu(3) Pegangan / pengikat

Bahan arang aktif

IV. PROSEDUR PERCOBAAN :1. Ditimbang tokokan dan pan kosong dari alat ayakan.2. Alat diset sesuai gambar dengan urutan pan paling bawah dan selanjutnya tokokan yang berurutan semakin ke atas nilai Mesh-nya makin kecil.3. Bahan padat /arang (coal) ditimbang sebanyak 10 gram.4. Arang dimasukkan ke dalam tokokan paling atas.5. Alat ayakan dinyalakan sampai waktu dan frekuensi tertentu.6. Bahan dianalisis dengan dua percobaan berat konstan dan waktu konstan.7. Pan yang berisi coal ditimbang.

V. DATA PENGAMATAN

VI.

Ayakan (Sieving) | 30

Massa Konstan = 7 gramT1 = 1 MenitT2 = 2 MenitT3 = 3 MenitWaktu Konstan = 1 MenitMassa 1 = 5 gramMassa 2 = 6 gramMassa 3 = 7 gram

Data Kalibrasi MeshMeshBerat Kosong (gram) Mesh (cm)

80118,640,0178

100113,940,0150

120106,710,0124

140110,90,0104

170106,520,0089

Massa Konstan = 7 gramMesh Mesh (cm)1 Menit2 Menit3 Menit

800,01786,536,406,35

1000,01500,120,140,09

1200,01240,110,100,06

1400,01040,090,070,04

1700,00890,060,050,03

Total6,916,766,57

Waktu Konstan = 1 MenitMesh Mesh (cm)5 gram6 gram7 gram

800,01784,475,175,96

1000,01500,200,270,35

1200,01240,140,200,27

1400,01040,080,130,19

1700,00890,030,070,12

Total4,925,846,89

Perhitungans (Sifat Kebolaan) Coal = 0,73p (Densitas Partikel) Coal= 1,4 g/cm3

Aw Kumulatif:

Aw Differensial:

Variasi Massa: Pada 5 gram Mesh 80

Mesh 100

Mesh 120

Mesh 140

Mesh 170

Pada 6 gram Mesh 80

Mesh 100

Mesh 120

Mesh 140

Mesh 170

Pada 7 gram Mesh 80

Mesh 100

Mesh 120

Mesh 140

Mesh 170

Variasi Waktu Pada 1 menit Mesh 80

Mesh 100

Mesh 120

Mesh 140

Mesh 170

Pada 2 menit Mesh 80

Mesh 100

Mesh 120

Mesh 140

Mesh 170

Pada 3 menit Mesh 80

Mesh 100

Mesh 120

Mesh 140

Mesh 170

Variasi MassaNoMeshFraksi Massa yang yang tertahan, Aw

5 gram6 gram7 gram

DifferensialKumulatifDifferensialKumulatifDifferensialKumulatif

1800,01670,01670,0167

21000,01400,01410,0141

31200,01160,01160,0116

4140

5170

Variasi WaktuNoMeshFraksi Massa yang yang tertahan, Aw

1 menit2 menit3 menit

DifferensialKumulatifDifferensialKumulatifDifferensialKumulatif

1800,01670,01670,0167

21000,01400,01410,0141

31200,01160,01160,0116

4140

5170

VI. PEMBAHASANDari percobaan yang telah dilakukan dapat dianalisa bahwa percobaan ini bertujuan untuk memisahkan bahan atas dasar ukuran partikel untuk memperoleh bahan dengan ukuran partikel lebih uniform dari suatu material hasil proses penghancuran (grinding) berdasarkan pada standard ayakan tyler. Pada Praktikum kali ini material yang akan dipastikan adalah arang aktif.Pengayakan dilakukan dengan dua percobaan berat konstan dan waktu konstan. Partikel yang lolos melalui tangan tertentu disebut sebagai undersize dan partikel yang tertahan diatas disebut oversize. Pada alat pengayakan, susuanan alat disusun dengan urutan pan paling bawah dan selanjutnya tokokan yang berurutan semakin keatas nilai Mesh-nya makin kecil. Dimana semakin besar ukuran ayakan maka semaki kecil ukuran lubang dalam inchi atau meter.Pada percobaan jumlah arang aktif yang akan diayak yaitu 5 gram, 6 gram, dan 7 gram. Kemudian arang dimasukkan ke dalam tokokan paling atas, lalu diatur waktunya selama 5 menit. Selanjutnya diayak lagi dengan massa konstan yaitu 7 gram dengan variasi waktu 1 menit, 2 menit, dan 3 menit.Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa semakin besar ukuran mesh pada ayakan maka semakin kecil bukaan ayak . Dimana pengayakan ini dipengaruhi oleh bentuk lubang ayakan, celah dan interval ayakan, ukuran partikel, kapasitas ayakan dan keefektifan dan variabel dalam proses pengayakan.

VII. KESIMPULANBerdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: Pengecilan ukuran adalah penghancuran dan pemotongan mengurangi ukuran bahan padat dengan kerja mekanis, yaitu membaginya menjadi partikel-partikel yang lebih kecil. Pengayakan atau penyaringan adalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran. Beberapa yang perlu diperhatikan dalam pengayakan yaitu jenis ayakan, cara pengayakan, kecepatan pengayakan, ukuran ayakan, waktu pengayakan, serta sifat bahan yang akan diayak. Dari hasil perhitungan didapatkan bahwa semakin besar guncangan yang diberikan maka luas permukaan spesifik yang didapat semakin besar. Pada percobaan operasi ayakan ini diperlukan kelihaian dan kejelian dalam penimbangan yang didapat. Faktor penyebab berkurangnya jumlah bahan yang diayak haruslah dihindarkan sedini mungkin, seperti angin, kesalahan penimbangan (bisa diakibatkan oleh alat yang tidak layak), atau faktor akurasi lainnya.

VIII. DAFTAR PUSTAKAAnonimus. 2003. Petunjuk Praktikum Operasi Teknik Kimia, Lab. Operasi Teknik Kimia FT-UMJ. Fakultas Teknik, Jurusan. Kimia Universitas Muhammadiyah Jakarta.Bernasconi, G, H. Gester, H. Hauser, H. Stauble, dan E. Schneiter. 1995.Teknologi Kimia. Bagian 2. Diterjemahkan oleh Dr. Ir. Lienda Handojo, M. Eng. Jakarta :PT Pradnya Paramita.Geankoplis, Christi. 1993.Transport Processes And Unit Operation. Third Edition. London: Prentice Hall International.McCabe,Warren L,dkk. 1999.Operasi Teknik Kimia. Jilid 2. Edisi keempat. Diterjemahkan oleh: Ir. E.Jasjfi,M.Sc.Jakarta: Erlangga.

IX. TUGAS1. Sebutkan analisa kesalahan pada praktikum!Jawab:0. Akurasi penimbangan yang kurang akibat alat sudah tidak layak (rusak).0. Faktor angin sehingga menyebabkan pada saat ditimbang kemungkinan akan jatuh kebawah.0. Proses pembersihan ayakan sebelum dimulai yang kurang bersih.0. Penglihatan pada waktu ayakan yang kurang ketelitian.0. Human error.

1. Aplikasi di dunia industryJawab: Hammer Mill

Hammer mill merupakan aplikasi dari gaya pukul (impact force). Prinsipnya seperti pemecahan menggunakan palu. Prinsip kerja hammer mill adalah rotor dengan kecepatan tinggi akan memutar palu-palu pemukul di sepanjang lintasannya. Bahan masuk akan terpukul oleh palu yang berputar dan bertumbukan dengan dinding, palu atau sesama bahan. Akibatnya akan terjadi pemecahan bahan. Proses ini berlangsung terus hingga didapatkan bahan yang dapat lolos dari saringan di bagian bawah alat. Jadi selain gaya pukul dapat juga terjadi sedikit gaya sobek.Penggiling palu (Hammer Mill) merupakan penggiling yang serbaguna, dapat digunakan untuk bahan kristal padat, bahan berserat dan bahan yang agak lengket. Pada skala industri penggiling ini digunakan untuk lada dan bumbu lain, susu kering, gula dan lain-lain (Wiratakusumah, 1992).Menurut Mc Colly (1955), penggunaan hammer mill mempunyai beberapa keuntungan antara lain adalah: Konstruksinya sederhana Dapat digunakan untuk menghasilkan hasil gilingan yang bermacam-macam ukuran Tidak mudah rusak dengan adanya benda asing dalam bahan dan beroperasi tanpa bahan Biaya operasi dan pemeliharaan lebih murah dibandingkan dengan burr millSedangkan beberapa kerugian menggunakan hammer mill antara lain adalah: Biasanya tidak dapat menghasilkan gilingan yang seragam Biaya pemasangan mula-mula lebih tinggi dari pada menggunakan burr mill Untuk gilingan permulaan atau gilingan kasar dibutuhkan tenaga yang relatif besar sampai batas-batas tertentuHammer mill adalah mesin yang bertujuan untuk menghancurkan bahan material besar menjadi potongan kecil. Mesin ini memiliki banyak macam aplikasi di banyak industri, termasuk: Etanol tanaman (jagung) Sebuah mesin pertanian, yang pabrik gandum menjadi tepung kasar untuk diberi makan kepada ternak Fluff produksi bubur kertas Jus buah produksi Grinding palet pengiriman digunakan untuk mulsa Penggilingan gabah Penggergajian, ukuran pengurangan skrap trim dan serutan planet menjadi bahan bakar boiler atau mulsa Pencabikan kertas

Jaw Crusher (compressive crusher)

Pada umumnya jaw crusher banyak digunakan pada industri semen dikarenakan kontruksinya yang sederhana jika dibandingkan dengan crusher-crusher lain dan juga seiring digunakan sebagai primary crusher. Jenis crusher ini menggunakan gaya tekan untuk menghancurkan maerial/batuan, gaya tekan ini ditimbulkan karena adanya bagian yang bergerak disebut Moving plate dan Swing plate.Prinsip seperti gigi geraham menghancurkan makanan: Jaw Crusher bekerja mengandalkan kekuatan motor. Melalui roda motor, poros eksentrik digerakkan oleh sabuk segitiga dan slot wheel untuk membuat jaw plate bergerak seirama. Oleh karena itu, material dalam rongga penghancuran yang terdiri dari jaw plate, jaw plate yang bergerak dan side-lee board dapat dihancurkan dan diberhentikan melalui pembukaan pemakaian.Jaw Crusher adalah type crusher yang paling umum, dimana sistem kerjanya memampatkan/menghimpit material hingga hancur, biasa digunakan untuk menghancurkan batu jenis batu yang keras, seperti batu kali, batu pegunungan, batu mineral, batu emas, batu mangan, batu besi, dsb. Unjuk kerja dari Jaw Crusher sangat-sangat ditentukan oleh ukuran Fly wheel (Roda Gila) nya dan kekuatan Shaft, karena kedua komponen tersebut berperan vital. Untuk operasional produksi penambangan Jaw Crusher ini tidak bisa berdiri sendiri, harus didukung dengan peralatan2 yang lain.

Cone crusher

Cone crusher adalah semacam mesin penghancur yang biasa digunakan dalam pertambangan, metalurgi, konstruksi pembangunan industri, jalan dan industri kimia. Hal ini dapat digunakan untuk menghancurkan mineral keras keras dan menengah, batu, besi bijih, batu kapur, bijih tembaga, kuarsa, granit, batu pasir, dll.Fitur Cone Crusher:1. Cone crusher memiliki karakteristik kekuatan tarik besar, efisiensi tinggi, kapasitas crushing tinggi, biaya operasi yang rendah dan umur panjang. Hal ini mudah untuk beroperasi dan ekonomis.2. Bahan hancur adalah dengan ukuran yang sama, sehingga mengurangi beban beredar.3. Penghancur besar dan menengah mengadopsi hidrolik ruang pembersih sistem, yang akan membantu mengurangi down time.4. Cone crusher dengan kamar yang berbeda yang tersedia, untuk memenuhi kebutuhan pelanggan kami.5. Segel Grease efektif dapat menghindari penyumbatan sistem air makan dan sistem drainase, serta pencampuran air dan minyak.6. Sebagai perangkat perlindungan overload, alat pengaman pegas memungkinkan benda asing dan potongan besi untuk melewati ruang menghancurkan tanpa membahayakan mesin.Komponen Cone Crusher:Terdiri dari frame, sumbu horisontal, rem kerucut, roda keseimbangan, lengan eksentrik, dinding menghancurkan atas (las kerucut), turun menghancurkan dinding (bergerak kerucut), kopling fluida, sistem pelumas, sistem hidrolik dan sistem kontrol.Prinsip Kerja dari Cone Crusher:1. Ketika kerucut crusher bekerja, motor lengan eksentrik berputar. Lengan eksentrik menggerakkan poros transmisi dan bagian kerucut untuk membuat gerakan ayunan. Ketika akan berayun sampai permukaan dinding menghancurkan dengan dinding mortir gulungan, batuan dan bijih yang ditekan dan dihancurkan.2. Bersama antara lengan dan frame dikompresi dengan logam. Ketika blok logam dan bahan lainnya yang tidak dapat hancur jatuh ke crusher, logam akan keluar dari penghancur dan debit objek.3. Ketika bahan yang tidak dapat dihancurkan melewati ruang menghancurkan atau overload mesin, sistem keselamatan logam membuat lubang kerucut pemakaian menjadi lebih besar. Saat objek keluar dari ruang menghancurkan, lubang pemakaian secara otomatis akan reset. Cone crusher melanjutkan operasi normal.4. Permukaan menghancurkan ruang ditutupi dengan memakai pelat baja, menolak lapisan tinggi. Ukuran pemakaian lubang dapat disesuaikan hidrolik atau manual.

Roller Mills

Prinsip kerja penggilingan. Hal ini digunakan untuk menggiling dan menghancurkan gandum di tanaman sereal pengolahan. Hal ini dirancang untuk mendapatkan tepung dan semolina dalam tepung dan pabrik semolina dengan mengolah gandum dibersihkan. Aplikasi bidang: Pada industri makanan Tepung & semolina pabrik Jagung, barley, rye dan tanaman sereal sama pengolahan, Pada industri makanan lainnya untuk rolling, menghancurkan dan proses serupa lainnya.

Prinsip kerja:Gulungan bekerja paralel secara otomatis dibuka dan ditutup oleh sistem pneumatik yang digerakkan oleh sebuah unit kontrol elektronik. Gandum bersih memasuki pabrik rol dalam cermin suatu cerat dan proses penggilingan dimulai. Indikator tingkat Capacitive menyesuaikan jumlah butir, yang memasuki pabrik rol dari inlet, yang mengontrol gulungan makan. Biji-bijian, yang mengalir secara teratur melalui gulungan, mengalami pengolahan. Sistem penyesuaian, yang menyediakan pendekatan yang sangat tepat dari gulungan satu sama lain, dapat dengan mudah diintegrasikan dengan sistem otomatisasi. Udara, yang tersedot melalui sistem pneumatik melalui saluran udara khusus diciptakan, menyediakan aliran biasa gabah antara gulungan. Efisiensi dari pabrik rol meningkat karena fitur tersebut. Produk digiling dibuang ke dalam hopper, yang ditempatkan di bawah pabrik rol dan kemudian disampaikan melalui suatu sistem pneumatik.

Ball Mill

Ball mill merupakan alat industry yang paling sangat dibutuhkan untuk hasil yang maksimal dalam kategori penghancuran tingkat halus karena mesin grinding ball mill ini menggunakan teknologi Balls (bolabola) yang di rancang sehingga memiliki luas permukaan per unit lebih dari rod untuk menghasilkan bahan baku material yang lebih halus. Seperti halnya dalam pabrik semen yang menerapkan teknologi ball mill pada mesin industri semen yang dikelola.Prinsip kerja Ball mill adalah memutarkan tabung berisi dengan peluru besi seperti bolabola yang sudah diisikan di dalam mesin grinding tersebut terbuat dari baja. Proses penghaluskan terjadi karena mesin grinding yang berputar sehingga ball di dalamnya ikut menggelinding, menggerus dan menggiling seluruh material di dalam grinding sampai halus. Jika kecepatan putaran terlalu cepat maka bola bola yang ada di dalam mesin grinding akan menempel pada tabung dan hasil yang dihasilkan tidak akan bagus jadi pengaturan harus disesuaikan untuk hasil yang maksimum.Spesifikasi Ball Mill Grinding BallsBola - bola penggiling yang terbuat dari baja, baik itu dari baja tempa, baja paduan, baja karbon tinggi atau baja cor-coran dan konsumsi berat perbola berkisar antara 0.1 sampai 1.0 kg per ton bijih tergantung dari kekerasan bijih yang akan digerus hingga halus. Pengisian bola - bola besi ini dilakukan sebesar 40 sampai dengan 50% dari volum mill (maksudnya dari volume silnder tempat penampungan material) dan sekitar 40% lagi adalah ruang kosong yang difungsikan sebagai ruang udara.Silinder penampungan juga terbuat dari bahan besi yang berkualitas terbaik untuk menghasilkan material / bijih yang maksimum, dengan volume yang berbeda - beda tergantung kebutuhan konsumen karena ada juga industri penggerusan tingkat rumahan ( misal seperti pembijihan air raksa, dan berujung dengan logam mulia) sampai dengan industri besar seperti pemproduksi semen.Mesin Ball Mill standart biasanya bekerja dengan kecepatan yang sudah disetting secara default 70 sampai 80% dari kecepatan rata - rata kritis. Seperti halnya dengan mesin rod mill, mesin grinding ball mill juga memliki klasifikasi jenis seperti peripheral dicharge mill, offerflow mill dan grate mill.