TUGAS ALAT INDUSTRI KIMIAALAT-ALAT PENGECIL UKURAN

Disusun Oleh:Kelompok 5

Endah Pratiwi1109065057Nugroho Tri Wahyudi1209065010Putri Handayani1209065019Riduan Situmorang1209065029Andi Tri Saputra1209065039

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS MULAWARMANSAMARINDA2014

Pengecilan ukuran (size reduction) artinya membagi bagi suatu bahan padat menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dengan menggunakan gaya mekanis atau menekan. Size reduction merupakan salah satu operasi dalam dunia industri dimana komoditi pertanian dikecilkan ukurannya untuk menghasilkan suatu produk yang memiliki nilai mutu dan nilai tambah yang tinggi. Operasi pengecilan ukuran terbagi menjadi dua kategori yaitu untuk bahan padatan dan untuk cairan.Pengecilan ukuran bertujuan untuk :1. Membantu proses ekstraksi2. Memperkecil bahan sampai dengan ukuran tertentu untuk maksud tertentu3. Memperbesar luas permukaan bahan untuk proses lebih lanjut4. Membantu proses pencampuran5. Menghasilkan padatan dengan ukuran maupun spesifik permukaan tertentu 6. Memecahkan bagian dari mineral atau Kristal dari persenyawaan kimia yang terpaut pada padatan tertentu7. Mempermudah ekstraksi unsur tertentu dan struktur komposisi8. Penyesuaian dengan kebutuhan spesifikasi produk atau mendapatkan bentuk tertentu9. Untuk menambah luas permukaan padatan10. Mempermudah pencampuran bahan secara merata.Pengecilan ukuran secara umum digunakan untuk menunjukkan pada suatu operasi, pembagian atau pemecahan bahan secara mekanis menjadi bagian yang berukuran kecil (lebih kecil) tanpa diikuti perubahan sifat kimia. Pengecilan ukuran dilakukan untuk menambah permukaan padatan sehingga pada saat penambahan bahan lain pencampuran dapat dilakukan secara merata.Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam pemilihan alatsize reduction:1. Ukuran umpan2. Size reductionratio3. Distribusi ukuran partikel dii arus produk4. Kapasitas5. Sifat bahan, seperti hardness, abrasiveness, stickiness, densitas, flammability.6. Kondisi basah atau kering.Terdapat empat cara yang diterapkan pada mesin-mesin pengecilan ukuran, yaitu (1) kompresi, pengecilan ukuran dengan tekstur yang keras; (2) impact atau pukulan, digunakan untuk bahan padatan dengan tekstur kasar; (3) attrition, digunakan untuk menghasilkan produk dengan tekstur halus dan; (4) cutting, digunakan untuk menghasilkan produk dengan ukuran dan bentuk tertentu.1. Kompresi (tekanan)Prinsip kerja dari kompresi adalah dengan tekanan yang kuat terhadap buah, Biasannya, penghancuran ini untuk menghancurkan buah yang keras. Alat dari kompresi ini dinamankan chrushing rolls. Proses ini dilakukan dengan memberikan gaya tekan yang besar sambil dilakukan penggesekan pada suatu permukan padat, sehingga bahan terpecah dengan bentuk yang tidak tertentu. Umumnya, permukaan alat dibuat dengan kekerasan tertentu, sehingga dapat membentuk pencabikan bahan.

2. Impak (pukulan)Pemukulan adalah operasi pengecilan ukuran dengan memanfaatkan gaya impact, yaitu pemberian gaya yang besar dalam waktu yang singkat. Prinsip kerja dari impact adalah dengan memukul buah. Alat yang biasa digunakan yaitu hammer mill. Alat ini untuk menghasilkan bahan dengan ukuran kasar, sedang, dan halus. Bahan yang berserat atau kenyal tidak dapat dikecilkan ukurannya dengan cara pemukulan, karena gaya impact tidak dapat menyebabkan pecahnya bahan menjadi bagian yang lebih kecil. Demikian pula bahan yang besar, tidak dapat dikecilkan ukuranya dengan cara pemukulan karena akan merusak bentuk asal. Jika pemukulan dilakukan dengan penahan, maka dikatakan terjadi peristiwa atau proses penggerusan atau penumbukan. Sebaliknya, jika tanpa penahan dikatakan proses pemukulan saja. Pemukulan cocok dilakukan pada bahan yang keras tetapi rapuh dalam kondisi kering. Sedangkan untuk bahan yang rapuh dan sedikit berserat seperti biji-bijian dilakukan dengan cara penggerusan. Selain itu, penggerusan dapat dilakukan pada bahan kering ataupun basah. Umumnya, pada bahan yang basah dilakukan dengan penambahan air sebagai media pendingin alat penggerus.

3. Atrisi (gesekan)Atrisi menghasilkan zat yang sangat halus dari bahan yang lunak dan tidak abrasif.

4. PemotonganMerupakan cara pengecilan ukuran dengan menghantamkan ujung suatu benda tajam pada bahan yang dipotong. Struktur permukaan yang terbentuk oleh proses pemotongan relatif halus, pemotongan lebih cocok dilakukan untuk sayuran dan bahan lain yang berserat. Perajangan biasanya hanya dilakukan pada bahan yang ukurannya agak besar dan tidak lunak seperti akar, rimpang, batang, buah dan lain-lain. Ukuran perajangan tergantung dari bahan yang digunakan dan berpengaruh terhadap kualitas simplisia yang dihasilkan. Perajangan bahan dapat dilakukan secara manual dengan pisau yang tajam dan terbuat dari stainlees ataupun dengan mesin pemotong / perajang. Bentuk irisan split atau slice tergantung tujuan pemakaian. Untuk tujuan mendapatkan minyak atsiri yang tinggi, bentuk irisan sebaiknya adalah membujur (split) dan jika ingin bahan lebih cepat kering bentuk irisan sebaiknya melintang (slice). Perajangan terlalu tipis dapat mengurangi zat aktif yang terkandung dalam bahan. Sedangkan jika terlalu tebal, maka pengurangan kadar air dalam bahan agak sulit dan memerlukan waktu yang lama dalam penjemuran dan kemungkinan besar bahan mudah ditumbuhi oleh jamur.Pada prinsipnya pengecilan ukuran diklasifikasikan menurut produk akhir yang dihasilkan. Yang pertama adalah pengecilan ukuran ekstrim yaitu merubah dimensi ukuran bahan secara signifikan, misalnya penggilingan dan penggerusan. Kedua adalah pengecilan bahan yang menghasilkan ukuran produk yang masih berdimensi besar atau nisbah produk akhir dengan awalnya tidak terlalu signifikan, misalnya pada proses pemotongan dan pengemasan.Peralatan pemecahan atau pengecilan ukuran zat padat dapat dibedakan berdasarkan bagaimana tenaga pemecah dilakukan, yaitu sebagai berikut:1. Antara dua permukaan padatan, seperticrushingdanshearing.2. Pada satu permukaan padatan, seperti pukulan (impact).3. Tidak pada permukaan padatan tertentu tetapi sebagai media disekitar padatan, seperticoloid mill.4. Tidak dengan energi mekanik melainkan menggunakanthermal shock, explosive shattering, electrohydroulyc.Berdasarkan ukuran zat padat yang akan dikecilkan (umpan) maka peralatan pemecah atau pengecil ukuran zat padat dibedakan atas:1. Pemecahan kasar, yaitu menghasilkan padatan dengan ukuran umpan antara 2 sampai 96 inchi.2. Pemecahan antara (intermediate), yaitu menghasilkan padatan dengan ukuran antara 2 sampai 3 inchi3. Pemecah halus, yaitu menghasilkan padatan dengan ukuran 0.25 sampai 0.5 inchi.Berdasarkan cara kerja dan ukuran produk yang diperoleh, maka peralatansize reductiondapat dibedakan menjadi empat kelompok yaitu:1. Crusher(mesin pemecah)2. Grinder(mesin giling)3. Ultrafine Grinder(mesin giling ultra halus)4. Cutting machine(mesin pemotong)

A. Cylon, Clarifier, dan Centrifuge

1. Cylon (siklon)Cyclone separator adalah alat yang menggunakan prinsip gaya sentrifugal dan tekanan rendah karena adanya perputaran untuk memisahkan materi berdasarkan perbedaan massa jenis dan ukuran.Alat ini menggunakan gaya sentrifugal sebagai driving force pemisahan debu dari gas yang akan dihasilkan kegiatan pertambangan. Alat ini memiliki biaya instalasi dan operasi yang rendah, serta memiliki dimensi yang relatif kecil untuk mendukung efisiensinya. Keuntungan tersebut membuat siklon banyak digunakan industri pertambangan untuk mengumpulkan partikel debu yang akan menimbulkan pencemaran udara. Siklon yang berdiameter kecil akan memberikan gaya sentrifugal sampai 2500 kali dibandingkan dengan gaya gravitasi pada settling chamber. Efisiensi siklon dapat ditingkatkan dengan pengurangan diameter, penambahan panjang siklon, dan penambahan rasio siklon terhadap diameter keluaran gas. Contoh industri yang menggunakan siklon ini adalah Ampol Lytton, industri petroleum refinery di Brisbane, Queensland, dan Alcoa, industri refinery bauksit di Kwinana, Western Australia.

Gambar Cylon

2. ClarifierSalah satu teknologi yang umum digunakan pada proses pemisahan liquid-solid adalah dengan menggunakan metoda klarifikasi dengan menggunakan clarifier.Clarifier berfungsi untuk memisahkan sejumlah kecil partikel-partikel halusyang menghasilkan liquid yang jernih yang bebas partikel-partikel solid ataususpensi. Teknologi pemisahan liquid-solid umumnya dipakai pada prosespengolahan air bersih pada berbagai industri antara lain pada pengolahan air minumpdam dan pengolahan air baku untuk Demin Plant maupun Cooling Water System.

Gambar Clarifier3. CentrifugeInstrumen ini sering kita temui dalam suatu laboratorium kimia biologi, medis, atau lab industri dimana fungsi centrifuge ini adalah untuk memisahkan bahan tersuspensi dari medianya. Prinsip kerja centrifuge adalah dengan memanfaatkan gaya centrifugal sehingga bahan tersebut terpisah. Hal ini dilakukan dengan cara memutar campuran dengan sangat cepat dan bertumpu pada titik pusat. Centrifuge sering sekali digunakan untuk memisahkan suatu padatan dari cairan misalnya memisahkan plasma dari sel darah.Cara menggunakan centrifuge inipun sangat mudah. Kita cukup memasang tabung didalam centrifuge secara berlawanan, dan pastikan massa kedua tabung tersebut mendekati (hal ini untuk menjaga peralatan centrifuge awet dan tahan lama dan terhindar dari kerusakan), kemudian masukkan pengaturan rpm (rotary per minute) dan pastikan tutup dari centrifuge benar-benar tertutup sebelum kita menjalankannya. Jika analisa sudah selesai lepaskan tabung secara hati-hati (pastikan putaran sudah berhenti) supaya suspensi tidak tercampur lagi. Dalam penginstalan alat ini pastikan diletakkan dalam permukaan yang datar.

Gambar Centrifuge

B. Macam - Macam Alat Pengecil Ukuran / Pemecah Banyak alat pemecah mekanik yg dipakai di industri dan sering dinamakan Crusher / Mill Unit. Industri ini biasanya adalah semen dan batu bara. Berikut adalah macam-macam Crusher / Mill:

1. Jaw Crusher (rahang)Digunakan utk memampatkan / menghimpit material hingga hancur, biasa digunakan utk menghancurkan batu jenis batu yg keras. Unjuk kerja dari Jaw Crusher sangat-sangat ditentukan oleh ukuran Fly Wheel (Roda Gila) nya dan kekuatan Shaft.Prinsip kerjanya alat ini memiliki 2 buah rahang dimana salah satu rahang diam dan yg satu dapat digerakan (seperti orang mengunyah), sehingga dengan adanya gerakan rahang tadi menyebabkan material yg masuk ke dalam kedua sisi rahang akan mengalami proses penghancuran. Material yg masuk diantara dua rahang akan mendapat jepitan atau kompresi. Ukuran material hasil peremukan tergantung pada pengaturan mulut pengeluaran.

Jaw Crusher

2. Impact Crusher (tumbukan)Digunakan untuk menghancurkan batu kali dan batu gunung dengan ukuran raw material tidak terlalu besar dan menghasilkan produk dengan ukuran yang kecil dengan variasi ukurannya relatif lebih homogen.Prinsip Kerja Sistem pukul rotari dengan kecepatan rpm yang cukup tinggi

Impact Crusher

3. Cone Crusher (kerucut)Digunakan utk batu / bijih keras dan setengah keras, seperti batu yg digunakan utk landasan pengaspalan jalan karena bisa memecahkan batu dengan ukuran yg kubical (kotak) seragam Prinsip kerjanya motor menjalankan Eccentric Shaft Shell untuk berbalik melalui poros horisontal dan sepasang Bevel Gear. Poros dari Crushing Cone berayunan dengan kekuatan Eccentric Shaft Shell shg permukaan dari dinding penghancur berdekatan dengan dinding Roll Mortar dari waktu ke waktu. Dalam hal ini, bijih besi dan batu akan tertekan dan kemudian hancur.

Cone Crusher

4. Shredder Crusher (pisau potong)Digunakan untuk menghancurkan / mereduksi ukuran menjadi serpihan kecil-kecil dari berbagai jenis limbah industri seperti limbah otomotif, limbah elektronik, limbah cat, limbah kertas karton, limbah plat logam.Prinsip kerjanya adalah memotong material dengan sistem rotari dan terdiri dari gigi pisau yang jumlahnya relatif banyak.

Shredder Crusher

5. Hammer Mill (palu)Digunakan utk memecahkan material dari ukuran bongkahan menjadi ukuran yg kecil. Terdiri dari beberapa bagian alat seperti :a. Hopper feeder : tempat masuknya umpanb. Wobler Feeder : pembawa material memasuki ruang hammer crusherc. Rantai: untuk menahan bahan yang telah dihancurkan agar tidak terlempar keluard. Beaker Plate : sebagai landasan material yg dihancurkan hammer serta mengatur besar kecilnya produke. Cleaning Bar : untuk pembersih material yg menempel pada dinding sekitar hammer agar tidak mengganggu hammer crusherf. Screen : untuk memperoleh ukuran yg dikehendaki, letaknya di bawah hammerPrinsip kerjanya Main Shaft diputar oleh suatu motor penggerak. Dengan adanya gerakan shaft, hammer ygterbuat dari baja ikut berputar dengan bertumpu pada as-nya, sehingga dapat menghancurkan material yg masuk. Ke dalam Feed Opening dimasukkan material. Material ini dipukul oleh Hammer yang berputar dan terbanting pada Beaker Plate. Proses ini berlangsung cepat dan hasil pemecahannya keluar dari Discharge Opening.

Hammer Mill

6. Ball Mill (bola-bola baja)Digunakan utk penggilingan dan pencampuran material. Prinsip kerjanya drum yang berputar horizontal yg di kemudikan dengan roda gigi luar dan menghancurkan material dengan tumbukan dan gesekan bola-bola baja.

Ball Mill

7. Roller Mill (gulungan)Digunakan utk menggiling, mencampur sekaligus mengeringkan campuran dari material. Penggilingan dgn diikuti pengeringan ini mempunyai tujuan selain mendapatkan ukuran material ygseragam juga menguapkan kandungan air yg masih tersisa. Dalam pengoperasiannnya Roller Mill dilengkapi dengan:a. Grinding Table : berbentuk seperti piring, di pinggirnya terdapat lubang-lubang tempat disemburkannya udara panas utk mengeringkan.b. Grinding Roller : merupakan bagian yg memberikan penggi- lingan karena adanya gaya yg menekan ke bawah dan gerak putarannya antara Roller dengan Grinding Table.c. Hidraulic Spring System : merupakan bagian yg memberikan gaya naik dan turun terhadap Grinding Roller sehingga mempunyai gaya tekan terhadap Grinding Tabled. Classifier : pengaturan kehalusan produk, digerakkan oleh Motor Hidrolik e. ID Fan Mill : fan ini digunakan utk menarik material dari dalam Mill bercampur dgn udara menuju Cyclone Separator.f. Cyclone Separator : berfungsi untuk memisahkan produk dari udara yang bersamaan dengan sistem sentrifugasiPrinsip kerja Umpan Mill telah ditentukan komposisinya terlebih dahulu. Material masuk melalui Feed Opening dan Roller Mill, kemudian material jatuh di tengah Grinding Table menyebabkan material menuju ke dinding. Grinding Roller menekan ke bawah material yang ada di antara Grinding Roller dan Grinding Table. Gas panas yg berasal dari Preheater masuk ke Roller Mill melalui celah-celah Grinding Table. Kehalusan produk diatur oleh Clasifier dengan putaran sehingga dihasilkan produk dengan kehalusan tertentu dan lolos ayakan dengan kandungan air < 1 %. Material yang halus akan tertarik ke atas menuju Cyclone Separator untuk dipisahkan antara material dengan gasnya, sedangkan untuk material yang belum halus karena dipengaruhi gaya beratnya turun untuk kembali di hancurkan.

Roller Mill