buku alat industri kimia

Ir. Sudaryo Alat Industri Kimia

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir - BATAN



BAB I

PENDAHULUAN

Alat industri kimia :

- Alat penyimpan

- Alat pengumpan

- Alat transpor zat padat

- Alat transpor zat cair dan sistem pemipaan

- Pompa

- Alat pengendap debu

- Alat kompresi gas

- Alat pemecah dan penggiling

- Ayakan

- Penyaring

- Penguap

- Alat pemusing

Pembicaraan alat indutri kimia ditekankan pada :

- Gambar

- Prinsip

- Bagian-bagian penting

- Kerja alat

- Membicarakan “Unit Operation” yang tidak ada dalam Operasi Teknik

Kimia (OTK)

Dalam suatu industri biasanya melalui tahapan sebagai berikut, yakni :

Gambar 1. Tahapan proses dalam AIK

Perpindahan

panas Ekonomi

Teknik

Operasi Teknik

Kimia

Sertifikasi

Penjualan Pemisahan Reaksi Persiapan

Bahan

Alat Industri

Kimia

Tempat penyimpanan

Transpor dalam pabrik



BAB II

PENYIMPANAN

Penyimpanan bahan tergantung dari sifat masing-masing bahan. Proses

penyimpanan bisa pada :

- Permulaan proses (bahan kayu)

- Tengah-tengah proses (bahan antara)

- Akhir proses (bahan jadi)

Ukuran alat penyimpan tergantung pada kebutuhan proses. Bahan yang

disimpan tergantung dari kapasitas pabrik dan mudah atau sukarnya didapat bahan

tersebut. Biasanya bahan baku cukup untuk 1 bulan operasi. Penyimpanan bahan

baku dapat dilakukan dengan dua cara, yakni :

1. Di luar (outdoor)

2. Di dalam (in door)

II.I Penyimpanan di luar

Syarat-syarat agar suatu bahan bisa disimpan di luar, yakni :

- Tidak rusak oleh panas dan hujan (atmosfer)

- Cukup dengan perlindungan yang sedikit

- Membutuhkan biaya yang lebih murah

Contoh penyimpanan di luar, yakni :

- Pabrik nitrogen dari udara

- Bahan baku sulfur

- Kayu untuk membuat kokas, di luar tambah kering dan terkena hujan

ada bahan yang bisa terekstraksi

Untuk bahan yang rusak karena atmosfer, harus disimpan di dalam.

Contohnya pabrik-pabrik kimia. Penanganan (handling) yang dipakai

untuk penyimpanan di luar, yakni :



1. Traveling Bridge

Alat ini biasanya hanya ada pada pabrik-pabrik yang besar.

Penanganan pengangkutan memakai lori melalui rel kereta.

Gambar 2. Traveling bridge

2. Locomotive Crane / Truck

Alat ini untuk memindahkan bahan ke alat pengangkut, atau

mengambil dari alat pengangkut. Biasanya dengan locomotive atau

dengan truck. Sebagia contoh penanganan pengangkutan bahan baku

belerang.

Gambar 3. Locomotive crane

3. Monorail Car dan Cableway Car

- Monorail Car

Alat ini digunakan untuk mengambil bahan dari alat pengangkut,

maupun memasukkan ke alat pengangkut.



Gambar 4. Monorail Car

- Cableway Car

Alat ini untuk mengangkat bahan dari alat pengangkut maupun ke

dalam alat pengangkut. Alat ini dapat dilayani dari jarak jauh.

Gambar 5. Cableway Car

4. Drag Scraper System

Alat ini dipakai untuk memindahkan bahan dari tumpukan ke alat

pengangkut.

Gambar 6. Drag Scraper System

Alat tersebut bisa dipasang beberapa set di daerah penyimpanan.



Gambar 7. Satu set Drag Scraper

II.II Penyimpanan di dalam

Penyimpanan di dalam bisa dipakai untuk menyimpan bahan padat,

cair, dan gas.

A. Penyimpanan bahan padat

Penyimpanan bahan tidak boleh dilakukan dengan sembarangan,

tetapi harus dilakukan dengan cara-cara benar. Bahan yang disimpan harus

mendapat perlakuan sebagai berikut :

- Bahan tersebut harus dilindungi.

- Bahan harus disimpan dalam gudang dan dalam wadah-wadah sesuai

dengan jenis bahan yang disimpan.

- Pengambilan bahan dari atas.

- Untuk penyimpanan dari atas dan pengambilan dari bawah, maka

digunakan belt conveyor.

Gambar 8. Penyimpanan dengan belt

- Bila jumlahnya sedikit, maka digunakan alat “Industrial truck”.



Untuk bahan yang halus digunakan beberapa alat, yakni :

1. Bunker

Pengisian bunker bisa dengan beberapa alat :

- Elevator

- Belt Conveyor

Gambar 9. Bunker

Bentuk bunker kebanyakan berupa silinder, namun demikian

bisa kemungkinan dngan bentuk lain. Syarat bahan yang disimpan

dalam bunker harus bersifat “Free flowing”, artinya pengeluarannya

disebabkan gaya beratnya sendiri (mengalir sendiri). Untuk bahan

yang mudah menggumpal, maka harus ada alat bantu propeler (baling-

baling di bawahnya) untuk menjadikan free flowing.

2. Silo

Untuk jumlah yang besar dan bahan halus diletakkan pada

tanah, di bawahnya digali untuk melewatkan truk atau lori

(pengangkut). Apabila terjadi penggumpalan maka dipakai hembusan

udara tekan.



Gambar 10. Silo

Umpan masuk dengan “Pnuematik” atau elevator bisa juga

dengan belt conveyor. Bila bahan perlu dilindungi maka bisa

dimasukkan dalam kantong-kantong yang dilapisi plastik, sehingga

kuat dan tahan lembab.

Silo biasanya dipakai pada hasil akhir (finish product). Sebagai

contoh pupuk dan semen.

B. Penyimpanan bahan cair

Penyimpanan bahan cair bisa dilakukan di luar maupun di

dalam ruangan. Penyimpanan dalam “Bulk” atau wadah yang bersifat

terbuka atau tertutup. Bentuk reservoir :

Gambar 11. Bentuk reservoir

Bentuk tangki biasanya mempunyai penampang lintang berupa

lingkaran. Untuk bentuk tangki perlu memperhatikan tekanan uap, ini

sangat tergantung sifat zat cair yang disimpan dan hal tersebut akan

mempengaruhi perhitungan tebal dan bentuk tangki. Bahan cair

T

P

L



biasanya disimpan dalam tangki yang berbentuk silinder. Posisi tangki

bisa dipasang horizontal maupun vertikal.

Gambar 12. Tangki vertikal pada minyak bumi

Bahan tangki biasanya terbuat dari carbon steel, monel, baja

(steel), dan stainless steel. Tangki vertikal biasanya diletakkan di luar

ruang bangunan, sedangkan untuk tangki horizontal bisa diletakkan di

luar maupun di dalam ruangan. Tangki bisa juga ditanam di dalam

tanah. Apabila dalam bentuk dicairkan maka banyak dipakai tangki

berbentuk bola. Dipakai tangki berbentuk bola mempunyai maksud

agar perlindungan terhadap suhu lebih baik karena bentuk

permukaannya lebih sedikit menerima panas dari luar. Tangki

berbentuk bola biasa ditaruh di luar ruangan. Untuk membuat tangki

berbentuk bola lebih sulit daripada bentuk lainnya, sehingga ini

merupakan kelemahan pemakaian tangki berbentuk bola. Kesulitan

terletak pada pengelasan bahan baja supaya menjadi bentuk bola

tersebut. Karakteristik tangki yakni sebagai berikut :

- )(2

33

1 penyimpanH

D

- )(52 pengangkut

D

L

- Bahan : baja

- Contoh : butane, ammonia, N2



C. Penyimpanan bahan gas / Gas holders

Ada tempat penyimpan gas yang bisa mengatur sendiri yang disebut

“Gas holder”, digambarkan sebagai berikut :

Gambar 13. Gas holder



BAB III

ALAT PENGUMPAN (FEEDER)

Alat pengumpan masih sangat diperlukan dalam proses walaupun bahan

sudah ada di dalam alat penyimpan. Hal ini diperlukan karena beberapa alasan

sebagai berikut :

- Ingin prose secara kontinyu

- Tugas sebagai pengumpan dalam jumlah teratur dan terkontrol

- Harus mentranspor secara teratur

- Terdiri dari :

a. Alat transpor pendek

b. Corong (hopper)

Macam-macam alat pengumpan adalah sebagai berikut :

1. Gate feeder

Gambar 14. Gate feeder

Dengan mengatur N (kecepatan putar), maka jumlah bahan yang

keluar melalui “gate” bisa diatur. Keluarnya bahan juga tergantung S

(slag) atau amplitudo dari pintu gerbang.

2. Screw conveyor

Alat ini terdiri dari corong (hopper) dan alat transpor pendek yang

berbentuk screw atau bentuk ulir. Pengaturan keluarnya bahan tergantung

pada kecepatan putar dari sumbu screw conveyor (N).



Gambar 15. Screw conveyor feeder

3. Apron feeder & Vibrating feeder

- Apron feeder

Alat ini merupakan kombinasi antara alat transpor pendek yang

berbentuk apron (ban berjalan yang berbentuk rantai) dan corong

(hopper). Alat ini digunakan untuk mengumpankan bahan-bahan yang

kasar, misalnya abu (ash).

Gambar 16. Apron feeder

- Vibrating feeder

Alat ini dipakai untuk bahan yang lembab, sekaligus sebagai alat

pengering.



Gambar 17. Vibrating feeder

4. Rotating vane feeder

Alat ini pengangkutannya lebih baik daripada apron feeder, karena

mempunyai dua alat pengatur. Kedua alat pengatur tersebut yakni :

- Vane sebagai baling-baling

- Fan sebagai penghembus atau kipas

Gambar 18. Rotating vane feeder

5. Plunger feeder

Alat ini dipakai untuk bahan padatan.

Gambar 19. Plunger feeder



6. Roll feeder

Roll feeder digunakan untuk bahan yang berbentuk butiran besar

dan penyimpannya dilakukan secara berangsur-angsur, tidak sekaligus

secara serempak.

Gambar 20. Roll feeder

Roll terdiri dari rantai yang berat dan bisa berputar pelan-pelan.

7. Revolving table feeder

Alat revolving table feeder terdiri dari corong dan meja yang mempunyai

sudu. Apabila meja berputar maka bahan akan terdorong keluar oleh sudu-

sudu. Biasanya dipakai untuk bahan yang berbentuk butiran.

Gambar 21. Revolving table feeder



BAB IV

TRANSPOR ZAT PADAT

Dalam industri biasanya diapakai proses alir, mengapa?

- Ukuran alat bisa lebih kecil

- Pengontrol lebih baik

- Lebih murah

Pada prinsipnya cara pengangkutan secara proses alir ada 2 macam (arah), yakni :

1. Conveyor : yaitu alat transpor yang digunakan pada posisi mendatar.

2. Elevator : yaitu alat transpor yang digunakan pada posisi tegak.

Pengangkutan menurut cara geraknya dibagi menjadi 2 macam, yakni :

1. Secara mekanik

2. Secara pneumatik

A. Secara Mekanik

Mengalirnya bahan disebabkan karena alat yang bergerak. Pada dasarnya ada

dua cara mengalirnya bahan, yakni :

1. Scrapper : yaitu dengan cara menggaruk atau mendorong. Biasanya

dipakai untuk jarak pendek. Jika dipakai untuk jarak yang cukup panjang

bisa riskan, karena bisa timbul kerusakan yang disebabkan adanya

gesekan.

2. Carrier : yaitu dengan cara membawa. Bisa dipakai untuk jarak

yang cukup panjang, karena gesekannya menjadi lebih kecil dan transpor

bahan menjadi lebih efisien.

Pemilihan alat ditinjau dari :

- Sifat bahan

- Jumlah bahan



- Segi teknis

- Ekonomi, diperhatikan first cost dan perawatannya.

A.1. Conveyor Mechanical Scrapper

Conveyor mekanikal scrapper sering disebut conveyor saja, misal :

- Screw conveyor

- Ribbon conveyor

- Flight conveyor

- Drag conveyor

- Reddler “en masse” conveyor

Contoh :

1. Screw conveyor

Biasanya dipasang datar atau miring (slope down), tetapi bisa juga

dipasang slope up apabila bulk density bahannya kecil. Bila yang

ditranspor bahan yang keras maka screw akan banyak aus dan bahan akan

pecah, sehingga kurang baik. Alat screw conveyor ini biasanya dipakai

untuk bahan yang halus atau agak kasar dengan ukuran butir sekitar 2

sampai 3 cm.

Gambar 22. Screw Conveyor



d = jarak , tergantung bahan yang ditranspor, bila tepung maka harga d

harus besar atau lebar sebab tepungakan mudah menyumbat.

Contoh :

Pabrik susu (milk)

Panjang sheet steel = 10 ft (ingat standard 8, 10, 12)

Weight of material = 50 lb/cuft (ingat class C)

Capasity = 1000 cfh (cubic feet per hour)

Berapa : Power? rpm?

33000

/501060

1000

33000

Fcuftlbftcfm

hp

FWLChp

Nilai F dari tabel 16-6 mis : 2,5

6,0

33000

5,2501060

100

hp

hp

Apabila ketemu 2, maka kalikan 2



2 s/d 4, maka kalikan 1,5

Dari fig 16-20 dibaca,

Maka max speed = 80 rpm



2. Ribbon conveyor

Gambar 23. Ribbon Conveyor

Ribbon conveyor mempunyai sifat mencampur (mixing) yang lebih

baik daripada screw conveyor. Dipakai untuk alat kristalisasi (terjadi

dengan pangadukan pelan-pelan). Untuk pencampuran yang lebih baik lagi,

ribbon yang sudah ada diberi dayung.

Gambar 24. Ribbon diberi dayung

- Hasilnya pasta

- Sifat mixing baik

- Sifat transpor jelek

Bila tranpor 2 arah :

Gambar 25. Dua arah

Bila transpor vertikal :



Gambar 26. Arah Vertikal

3. Flight conveyor

Gambar 27. Flight Conveyor

Rantai akan bergerak oleh roda gigi (sprocket). Rantai bisa dibuat

double (kanan-kiri) untuk mengangkut bahan basah sehingga harus kuat.

Untuk bahan yang berat dipakai penyangga atau rel.

Gambar 28. Tumpuan



Untuk bahan yang halus / tepung, kanan-kiri diberi plat, sehingga

kapasitas berat.

4. Drag conveyor

Gambar 29. Drag Conveyor

Drag conveyor untuk klarifikasi memisah zat padat dari zair cair.

Gambar 30. Drag Conveyor

5. Reddler “en masse”

Gambar 31. Raddler “en masse”

- Untuk bahan yang butirannya halus

- Hanya sebagian saja yang terbawa oleh flight



- Bahan didorong oleh bahan yang lain

A.2. Conveyor Mechanical Carrier

Conveyor mechanical carrier sering disebut carrier conveyor.

Contoh :

A.2.1. Transpor Mendatar

1. Belt Conveyor (Alat Transpor Sabuk)

Gambar 32. Belt conveyor

- Penyangga atas lebih banyak

- Sikat untuk membersihkan bahan-bahan tepung

- Bahan belt :

- Bisa untuk transpor jauh

Bisa dipasang miring tegantung “Angle of repose”, yakni sudut

dimana bahan mulai menggeser jatuh pada papan yang dimiringkan.

- Pasir halus : 15˚

- Lempung : 12˚

- Antracid : 22˚

- Coke : 22˚

- Semen : 23˚

- Sulfur : 23˚

Pulley dibuat menonjol (bombage) agar belt pada tempatnya dan

tetap tegang. Lebar belt yakni berkisar 14 sampai 60 inch.

α



Macam alat penegang belt :

Belt conveyor banyak digunakan karena mempunyai beberapa kelebihan,

yakni diantaranya :

a. Penggunaan tenaga yang relatif kecil

b. Dapat dibuat konstruksi sederhana

c. Bisa menjamin kontinuitas

d. Bisa dipakai untuk tepung maupun ukuran besar

2. Apron Conveyor

Gambar 33. Apron conveyor

Untuk transpor bahan yang panas, misalnya :

- Abu panas

- Kasar

- Biasanya jarak pendek (dirangkai dengan feeder sebagai alat

pengumpan)

- Untuk bahan yang berat dan kasar

menggantung



3. Chain Carrier

Gambar 34. Chain carrier

Dipakai dalam industri kecil, transpor dengan ember-ember kecil

yang digantungkan pada rantai.

4. Peck Carrier

Modifikasi dari chain carrier, yakni yang embernya dipasang langsung.

Gambar 35. Peck carrier

A.2.2. Transpor Elevator

Elevator digunakan untuk transpor ke atas. Untuk menarik ember bisa

digunakan belt atau rantai. Belt bisa dipakai untuk bahan yang ringan,

sedangkan untuk bahan yang berat atau berkapasitas besar dipakai rantai

dengan dipasang ember-ember sebagai wadah pengangkut. Transpor elevator

digolongkan ke dalam tiga macam, yakni Centrifugal discharge, Positive

discharge, Continue discharge.



1. Centrifugal discharge

Alat ini biasa dipakai untuk kapasitas kecil. Untuk penarik ember-

ember bisa digunakan belt. Diperlukan kecepatan yang cukup untuk

perputaran “Pulley”, agar cukup kuat untuk melempar bahan keluar

melalui talang dengan gaya sentrifugal.

Gambar 36. Centrifugal discharge

Alat ini biasa dipakai untuk transpor bahan kering dan tidak

menggumpal, misal bahan-bahan berbentuk butiran seperti butiran beras.

Kapasitas bahan yang ditanspor tergantung pada ukuran ember, kecepatan

belt dan kecepatan pulley.

2. Positive discharge

Alat ini bisa dipakai untuk mengangkut bahan yang lembab dan

menggumpal. Ciri alat ini adalah ember-ember untuk membawa bahan

ukurannya besar, ditarik dengan rantai tidak bisa dengan belt dan

mempunyai roda gigi.

Gambar 37. Positive discharge



Karena dipakai untuk bahan berupa gumpalan maka kapasitasnya

besar, putaran lambat, dan jatuhnya bahan pelan-pelan sehingga perlu

talang.

3. Continue discharge

Gambar 38. Continue discharge

Alat pengangkut continue discharge bisa dipakai untuk tugas

positive discharge, namun ada perbedaaan dalam pengisian yaitu

langsung pada ember-ember. Bisa dipakai untuk kapasitas besar, untuk itu

dipakai rantai bukan belt dan geraknya pelan. Ember yang dipakai

disusun rapat tidak ada jarak, sehingga untuk panjang yang sama bisa

memuat ember yang lebih banyak. Dari ember yang di belakang, bahan

akan tumpah pada punggung ember didepannya dimana punggung ember

tersebut berfungsi sebagai talang.

B. Pneumatik

Ada dua sistem yang dipakai pada alat angkut pneumatik, yakni :

- Sistem vakum

- Sistem tekanan

Untuk instalasi yang kecil lebih banyak dipakai sistem vakum, sedangkan

sistem tekanan untuk instalasi yang besar.



B.1. Sistem Vakum

Pneumatik sistem vakum banyak dipakai dalam industri kimia,

biasanya untuk bahan-bahan yang berbentuk butiran dan tidak terlalu berat

dengan harga densitas sekitar tiga, seperti butiran beras.

Gambar 39. Pneumatik sistem vakum

Bila penyaring sudah kotor, maka penyaring yang ber-filter akan

bekerja bergantian. Hal ini dimaksudkan untuk melindungi masy dan pompa

vakum. Keuntungan sistem vakum ini, yakni :

- Harga murah

- Mudah dipindah karena onderdil-nya cukup kecil

- Tidak hanya untuk horizontal

Kelemahan dari sistem vakum ini, yakni :

- Apabila dipindah-pindah maka pada belokan-belokan akan terjadi gesekan

sehingga akan mudah aus

- Tidak bisa untuk bahan yang tidak boleh jadi kering

Bagian-bagian penting dari instalasi sistem vakum ini adalah :

1. Moncong penghisap

Terbuat dari bahan yang ringan dan alat tidak terlalu besar.

Dibutuhkan jumlah udara yang cukup besar (suction system). Pertama

dengan uda primer, apabila transpor masih kurang baik maka



dimasukkan lagi udara skunder dan seterusnya, sehingga diperoleh

kondisi yang optimal.

Gambar 40. Moncong penghisap

2. Flexible hose

Pipa dengan bahan karet untuk dilewati bahan yang dihisap

dengan moncong penghisap guna dipindahkan ke suatu tempat yang

diinginkan. Pipa bersifat lentur, bisa dipindah-pindah tempat dan bisa

berbelok-belok.

3. Siklon

Suatu alat khusus yang bisa mengendapkan butiran-butiran yang

ditranspor. Alat ini mempunyai kapasitas tertentu, apabila diinginkan

kapasitas yang lebih besar maka dipakai siklon lebih dari satu. Kapasitas

yang dimaksud dalam alat ini adalah kemampuan atau daya mengendap

butiran. Ada bermacam-macam ukuran siklon tergantung penggunaanya,

misal untuk butiran yang halus dipakai siklon dengan ukuran diameter

kecil.

Gambar 41. Siklon

Prinsip kerja alat siklon adalah gerakan “tangensial”, yaitu karena

adanya gerakan perubahan arah, maka akan kehilangan energi sehingga



butiran tidak kuat lagi untuk berputar dan menempel pada dinding,

kemudian akan jatuh karena gaya beratnya sendiri.

Udara akan keluar karena disedot oleh pompa vakum, sedangkan

butiran jatuh didasar siklon. Butiran diharapkan bisa keluar dari sikon,

akan tetapi ini perlu perhatian khusus karena tekanan udara di luar lebih

besar dari pada di dalam siklon.

4. Sluice gate

Alat ini semacam baling-baling yang berputar dengan motor

listrik berputar pelan-pelan, dipasang pada ujung pintu keluar dari siklon.

Perputaran diatur sedemikian rupa sehingga bisa keluar, namun udara

dari luar tidak masuk kedalam siklon karena tekanan udara di luar lebih

besar daripada tekanan di dalam siklon yang jauh lebih kecil karena

selalu divakum.

Gambar 42. Sluice gate

Sluice gate merupakan konstruksi pintu keluar pada ujung siklon

yang dihubungkan dengan pipa ke bagian dalam siklon agar tekanan

udara bisa dikondisikan sama, sehingga bahan bisa keluar karena

perputaran baling-baling.

5. Bag filter

Filter dipasang sebagai “Dust control” berguna untuk melindungi

pompa vakum dan juga melindungi masyarakat dari debu yang

berhamburan. Bahan yang dipakai berupa kantong flanel atau kantong



dari kain berbulu. Kain tersebut mempunyai lubang yang halus, ada serat

yang tidak terikat sehingga debu bisa menempel pada serat tidak terikat

tersebut. Filter ini banyak digunakan dalam industri. Cara membersihkan

alat ini yakni dengan dipukul-pukul agar debunya terlepas.

Gambar 43. Bag filter

B.2. Sistem Tekanan

Gambar 44. Pneumatik sistem tekanan

Udara yang digunakan banyak, karena untuk mendorong dan

mengangkut bahan. Sebagai penekan dipakai centrifugal blower atau

turbo blower. Pada sistem ini, tekanan udara di dalam jauh lebih besar

dibanding di luar sistem sehingga tidak pelru adanya “sluice gate” atau

“rotating gate”.

Timbul masalah dalam memasukkan bahan ke dalam sistem pipa

transpor. Oleh sebab itu pipa transpor dibuat konstruksi khusus yang

dibuat menyempit agar terjadi hentakan aliran udara, sehingga tekanan

disekitar lubang pemasukan lebih rendah sehingga bahan bisa masuk ke



dalam sistem. Persoalan yang timbul untuk memasukkan bahan diatasi

dengan membuat konstruksi khusus sebagai berikut :

Gambar 45. Konstruksi pemasukkan bahan



BAB V

TRANSPOR ZAT CAIR

Perlu diketahui transpor zat cair selalu digunakan dalam industri karena

sangat penting keberadaannya. Alat transpor ini biasanya terdiri dari alat-alat :

1. Alat yang memberi tekanan seperti pompa

2. Saluran untuk aliran seperti pipa

3. Alat pengukur seperti flowmeter, manometer

4. Alat pengontrol seperti kran

5. Penampung seperti tangki atau reservoir

Pada bab ini pompa tidak akan disinggung karena akan dibahas pada bab

tersendiri.

A. Pipa

Penggunaan jenis pipa tergantung pada :

a. Bahan konstruksi

b. Ketahanan terhadap tekanan

c. Ukuran

Pipa yang sering digunakan adalah pipa yang :

- Mempunyai penampang untuk aliran kasar

Tubes yang biasa digunakan adalah tubes yang :

- Mempunyai penampang untuk aliran halus

- Ukurannya kecil

Sedangkan untuk bahan plastik semuannya mempunyai penampang yang

halus.

Pipa terbuat dari dua jenis yaitu :

a. Logam

Pipa logam terbagi menjadi dua, yakni :



- Logam besi seperti baja, besi tuang, dan stainless steel

- Logam bukan besi seperti tembaga, timbal, aluminium, dan nikel

b. Bukan logam

Pipa bukan logam seperti beton, asbes, porelin, gelas, dan polimer.

Pipa-pipa yang tahan korosi biasanya secara mekanik dan thermal

tidak cukup kuat. Pembagian pipa oleh American Standard Association

(ASA) menurut golongannya disebut “Schedule Number” (Schn), yaitu 10,

20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140. Dimana, untuk pipa plastik tidak mengikuti

Schn. Sedangkan rumusnya dapat dituliskan sebagai berikut :

S

PSchn 1000

Dimana,

P adalah tekanan dalam pipa (psi)

S adalah tegangan tarik yang diijinkan (psi)

Contoh :

Jika diketahui nilai P sebesar 350 psi dan nilai S sebesar 10000 psi, berapakah

Schn?

Penyelesaian :

35

10000

3501000

Schn

psi

psiSchn

Sehingga, diambil pipa yang Schn-nya sebesar 40.

Jenis-jenis sambungan pipa terdiri dari :

1. Sambungan uliran (Threaded Connection)

Threaded Connection ini terutama untuk ukuran yang kecil. Pipa

yang lebih kecil dari 12 inch jarang disambung dengan Threaded

Connection. Macam-macam penyambung uliran :

a. Penyambung biasa



Gambar 46. Sambungan uliran

b. Disebabkan karena ada perubahan ukuran

Gambar 47. Sambungan karena perubahan ukuran

c. Disebabkan karena ada belokan

Gambar 48. Sambungan karena belokan

2. Bell dan Spigot Connection

Gambar 49. Spigot connection

Jenis sambungan ini biasa digunakan untuk ukuran besar, bukan

baja dan yang tidak begitu besar. Kelemahan dari jenis ini masih mdah

bocor. Untuk mencegah kebocoran ini maka dipakai sambungan

mechanical joint dan flexible joint.



3. Sambungan dengan las (Weldet Connection)

Jenis sambungan ini bisa rapat dan tidak ada kesukaran dalam membuat

drat. Pada sambungan ini tidak perlu fitting, konstruksi ringan tetapi tidak

mudah dibuka.

4. Flangea Connection (Flens)

Dalam industri kimia tidak banyak digunakan, tapi pada tempat-tempat

tertentu sambungan ini tetap perlu terutama pada tempat yang telatif

banyak dibuka, misalnya tempat pasang kran, orifice. Flens bisa dipasang

uliran maupun di-las, tetapi biasanya dilapangan banyak ditemui flens

dalam bentuk uliran.

Gambar 50. Flangea connection

B. Kran

Dalam pemilihan kran biasanya tergantung pada :

- Jumlah bahan yang mengalir

- Tipe kran yang akan dipakai

- Perhitungan bahan konstruksi (bahan yang mengalir)



Bentuk kran tidak hanya satu, seperti yang dijual dipasaran kita hanya

satu macam tetapi ternyata kran tersebut terdiri dari beberapa macam. Adapun

macam-macam dari kran adalah sebagai berikut :

1. Butterfly valve

Gambar 51. Butterfly valve

2. Gate valve

Kran jenis ini digolongkan ke dalam dua jenis, yakni :

a. Tipe rising stem

Banyak dipakai dan biasanya untuk aliran yang besar, dalam

pengaturan lebih baik. Pasak bergerak naik turun berfungsi sebagai

penutup lubang.

b. Tipe non rising stem

Mempunyai ukuran yang relatif kecil, ruang diatasnya sudah tidak ada

tempat sehingga tidak dapat dilihat dengan perasaan. Untuk membuka

dan menutupnya dengan cara diputar.



Gambar 52. Gate valve

3. Plug cock

Biasanya dipakai untuk gas. Cara membuka dan menutupnya dengan plug

seperti pada buret. Kelemahan dari jenis ini kurang bisa mengatur

arus/aliran. Tekanan yang dikehendaki hanya tekanan rendah dan satu lagi

alat ini mudah bocor.

Gambar 53. Plug cock

4. Globe valve

Jenis ini baik untuk mengatur arus. Bentuk luarnya seperti bola (juga gate

valve yang kecil seperti bola). Jenis ini banyak dipakai di pabrik-pabrik.

Biasanya tekanan antara 10 atm sampai dengan 15 atm.



Gambar 54. Globe valve

5. Needle valve

Mempunyai ukuran yang relatif kecil. Konstruksi dari alat ini hampir

menyerupai globe valve, hanya alat ini memakai klep yang dipakai seperti

paku/jarum. Dapat digunakan untuk gas yang bertekanan tinggi, bisa juga

untuk zat cair dalam jumlah kecil. Sedangkan arah arus ditentukan.

Gambar 55. Needle valve

6. Check valve

Bila tiba-tiba timbul tekanan (balik) maka menutup. Alat ini hanya untuk

aliran satu arah sedangkan arah lainnya berfungsi untuk menahan aliran

balik.



Gambar 56. Check valve

7. Ball check

Jenis ini digunakan untuk aliran satu arah vertikal, jika perlu digunakan

per. Bila tiba-tiba ada tekanan dari atas maka bola akan menutup

(pengaman).

Gambar 57. Ball check



BAB VI

POMPA

Di pasaran pompa telah dikenal orang. Pada bab ini akan dibahas lebih

mendalam mengenai pompa, ada beberapa istilah, yakni :

a. Potensial head

IshdH

Gambar 58. Potensial head

b. Geodetic head

hshdH

Gambar 59. Geodetic head

c. Untuk saluran memanjang digunakan rumus Bernaulli

Fgc

v

gg

ZVPUWgc

v

gg

ZVPUcc

22

2

22222

2

11111

Untuk aliran fluida incompresible dan T konstan, maka :



Gambar 60. Aliran fluida

)(2

2

1

2

212

12 FWgc

vv

gcg

ZZPP

Aliran terbagi menjadi tiga, yakni :

- Aliran laminer : Re ˂ 2100

Re

64f

- Aliran transisi : 2100 ˂ Re ˂ 4000

- Aliran turbulen : Re ˃ 4000

f dari grafik, dengan rumus d’Arcy atau

fanning.

2

2

2

2

Lv

gcDp

f

gcD

Lvf

p

Pemasukan panas dalam

aliran fluida tidak ada

friksi (F)



Gambar 61. Grafik d’Arcy

Contoh :

Minyak (bakar) berat mengalir dari A ke B melalui pipa dengan

diameter 6”, letak horizontal, panjang 3000 ft. Jika diketahui bahwa

pA = 155 psi dan pB = 5 psi, kinematic viscosity = 0,00444 ft2/sec,

serta spesific grafity = 0,918 g/cm3. Hitunglah berapa alirannya dalam

cfs?

Penyelesaian :

Menggunakan rumus Bernaulli :

2

2

3

222

222

3,931,377

17,3226000

/4,62918,0

/144/150

222

vf

vf

ftlb

ftminlb

Zg

v

W

p

g

v

D

LfZ

g

v

W

pB

BBA

AA

Dicoba harga f, untuk aliran laminer 64/Re

sec/11,708,0 ftvf

Dicek apakah Re laminer?

7,80000444,0

5,011,7Re

Dvlaminer ˂ 2100



cfsftQ

DQ

vAQ

4,1sec/4,1

11,74

1

.

3

2

Latihan :

A dan B jaraknya 4000 ft, dihubungkan dengan pipa 6” bahan baja

yang baru. B 50,5 ft lebih tinggi dari A. Tekanan di A dan B masing-

masing 123 psi dan 48,6 psi. Berapa aliran minyak bakar medium pada

70˚F dari A ke B? Jika spesific grafity pada suhu itu sebesar 0,854

g/cm3 dan kinematic viscosity sebesar 0,00444 ft

2/sec.

A. Jenis-jenis pompa

Pompa dapat digolongkan ke dalam 4 golongan utama, yakni :

- Centrifugal pump

- Plunyer pump

- Rotary pump

- Special pump

1. Centrifugal pump

Centrifugal pump disebut juga impuls, hal ini dikarenakan prinsip

kerjanya. Prinsip penambahan energi kecepatan berubah sebagian menjadi

energi tekanan.

Gambar 62. Pompa



Pembagian impeller :

Gambar 63. Jenis impeller

Dari ketiga pembagian impeller yang umum dipakai yaitu : backward,

sebab mempunyai efisiensi yang tersebar.

Macam-macam :

- Open impeller

Gambar 64. Open impeller

Bisa dipakai untuk yang mengandung suspensi kasar.

- Semi-open impeller

Gambar 65. Semi-open impeller

- Enclosed impeller

Gambar 66. Enclosed impeller

Arah lebih baik, namun tidak dapat untuk suspensi kasar

Blower

biasanya

Open impeller



Jika diinginkan tekanan yang tinggi (head˃) maka dipasang seri pada satu

sumbu yang disebut “multi stage pumps”, dibuat dalam impeller genap

agar seimbang antara tekanan kiri dan kanan (jumlah antara 2 sampai

dengan 18).

Didalam volute energi gerak diubah menjadi energi tekanan. Bila

diinginkan kapasitas besar maka dipasang paralel.

Gambar 67. Susunan pompa

Mengubah kecepatan menjadi energi tekanan menyebabkan banyak

energi yang hilang karena gesekan sehingga efisiensi menurun. Bila bisa

menurukan turbulensi maka efisiensi akan lebih baik. Untuk itu dipasang

diffuser sehingga efisiensi jauh lebih baik.

Gambar 68. Diffuser

Sudu diffuser dibuat ± 1 daripada sudu putar agar jumlah pukulannya bisa

ditahan sehingga ringan dan gerak berputar menjadi terarah.

Ada pertanyaan, bagaimana permulaan cara pengisiannya?

- Langkah pertama adalah dengan memasang klep kaki, bentuknya

adalah sebagai berikut :

Bila sudu berputar, maka

akan menimbulkan pukulan

yang berat



Gambar 69. Klep kaki

- Langkah kedua adalah dengan dipancing, selanjutnya bisa menghisap.

Diharapkan bisa menghisap sendiri (self priming), dasarnya adalah :

a. Tekanan dari luar

b. Penumbukan/pencampuran buih dengan menggunakan alat Nagle

pump

Gambar 70. Self priming

Nagle pump mempunyai housing yang terdiri dari dua bagian yaitu inlet

dan outlet, letaknya berada diatas. Prinsip kerja dari alat ini adalah apabila

buih pecah maka airnya kembali dan udara keluar ke atas. Untuk

mempercepat timbulnya buih pada ujung sudu dibuat lubang. Setelah

udara keluar pompa dapat bekerja seperti biasa.

Dengan alat Sihi :

Pada alat ini dalam keadaan tidak bekerja tetap ada air dalam pompa,

bila diputar maka kedudukan air benjol (dangkal dan dalam). Akan

terhempas pada pada outlet sehingga vakum dan pompa bekerja biasa.



Gambar 71. Pompa sihi

Dengan pompa cincin zat cair :

Gambar 72. Pompa cincin zat cair

Pada model ini mempunyai ukuran kecil, pada saat bekerja terjadi

perubahan tekanan. Pada pompa ini dilengkapi dengan sumbu

eksentrik dan housing eksentrik. Pompa ini tidak bekerja sendiri,

sekedar menarik air untuk mengisi pompa yang besar/sesungguhnya.

2. Plunyer pump (Reciprocating pump)

a. Single acting

Membutuhkan tekanan yang besar agar pluger bergerak ke atas,

sehingga apabila klep 1 menutup maka air tetap dikeluarkan karena

tekanan yang besar secara kontinyu.

Single acting digolongkan dalam displacement pump (memindahkan).

Mesin penggeraknya biasanya mesin dengan kapasitas pompa single

acting :

nsFQ ..

Dimana :

F adalah pnp



s adalah jarak

n adalah putaran

Gambar 73. Pompa single acting

b. Double acting

Gambar 74. Pompa double acting

Jenis pompa ini menggunakan dua pasang klep. Adapun rumus yang

berlaku adalah :

- Untuk kiri : nsFQ ..

- Untuk kanan : nsfFQ ..)(

- Untuk Q total : nsfFQ ..)2(

c. Pompa diferensial

Terdiri dari satu pasang klep. Adapun yang keluar dari klep adalah :

- Ke kiri : )(.. nsF

- Ke kanan : )(..)( nsfF



- Total keluar : )(.. nsf

Gambar 75. Pompa diferensial

3. Rotary pump

a. Gear pump

Pada gear pump yang berputar hanya satu roda gigi sedangkan yang

lainnya mengikuti. Pada saat berputar ada zat cair yang terbawa

putaran. Jenis pompa ini dibuat dalam ukuran kecil. Contoh

penggunaan dalam lapangan misalnnya untuk transpor bahan lincir

pada mobil. Gear pump ada dua macam yakni :

- External GP

- Internal GP

Gambar 76. External & Internal GP

b. Lobe pump

Lobe pump juga disebut sebagai lobe-keping (cuping). Macam lobe

pump ada dua yakni :



- Two lobe

- Three lobe

Sedangkan untuk prinsip kerja dari lobe pump sama dengan gear

pump.

Gambar 77. Lobe pump

c. Screw pump

Gambar 78. Screw pump

d. Vane pump

Gambar 79. Vane pump

Sliding vane ≥ 4 digunakan untuk cairan. Sedangkan ˂ 4 misalnya 2

digunakan untuk gas. Pada gas, saat terjadi kebocoran diatasi oleh

cepatnya perputaran. Keluarnya (sliding) dengan gaya sentrifugal.

Pada kecepatan rendah untuk mengatasi kebocoran digunakan per.



Modifikasi dengan gaya sentrifugal ini dapat dilihat pada jenis bucket

vane pump.

e. Camp pump

Gambar 80. Cam pump

Jenis ini geraknya perkisaran dari cam dengan plunger dan

menghasilkan friksi jauh lebih besar.

4. Special pump

Pompa spesial (special pump) terdiri dari beberapa jenis, yaitu :

a. Tungsten pump

gambar 81. Tungsten pump

b. Acid pump



Gambar 82. Acid pump

c. Jet pump

Gambar 83. Jet pump

d. Hydraulic ram

Gambar 84. Hydraulic ram

Water jet ejector

Steam jet ejector



e. Air lift

Gambar 85. Air lift



BAB VII

ALAT PEMECAH DAN PENGGILING

Untuk memepersiapkan umpan ke dalam proses, maka bahan yang ada

dalam penyimpan (bunker/silo) perlu dipersiapkan lebih lanjut yaitu dengan

mengadakan penyesuaian ukuran (size reduction).

Tujuan dari size reduction adalah :

1. Memungkinkan pemisahan padat-padat.

2. Membuat luas permukaan menjadi lebih besar sehingga kecepatan reaksi

lebih cepat.

3. Memperbesar luas permukaan saja. Misalnya pabrik meni semakin besar

luas permukaan (halus) maka semakin besar daya menutupnya.

4. Untuk mendapatkan bahan dengan ukuran dalam batas tertentu, sering

terus diikuti oleh klasifikasi.

Tingkat size reduction ada tiga, yakni sebagai berikut :

1. Coarse size reduction (kasar)

Feed 2 – 96 inch atau lebih

2. Intermediate size reduction

Feed 1 – 3 inch

3. Fine size reduction (halus)

Feed 0,25 – 0,5 inch (0,75)



A. Size reduction untuk bahan yang keras (˃ 4 skala Mohs)

a. Blake type jaw crusher (black crusher)

Gambar 86. Blake crusher

b. Dodge type jaw crusher (dodge crusher)

Tipe ini digunakan untuk kapasitas kecil yaitu 3 – 100 ton/hari. Gerakan

yang dihasilkan kasar sehingga hasilnya uniform. Poros digerakkan oleh

roda eksentrik dan pitman tanpa togle.

Gambar 87. Dodge crusher

eksentrik

Pitma

Pitma

fixed

Discharge

Toggl

Kapasitas

Pitma

Poros

Eksentrik



c. Gyratory crusher

Dipakai untuk kapasitas besar dan bahan lunak.

Gambar 88. Gyratory crusher

d. Tootbed roll crusher

Gambar 89. Tootbed roll crusher

Roda

Crushing



e. Hammer mill

Misalnya coal, fibrous material (bersabut).

Gambar 90. Hammer mill

B. Intermediate size reduction

a. Cone crusher (kerucut)

Gambar 91. Cone crusher

b. Crushing roll

Terdiri dari buah dua silinder berat yang saling berputar berlawanan. Tidak

bergerigi seperti Tootbed rool crusher.



Gambar 92. Crushing roll

Rumus : 2000

60 DpLVT

Dimana :

T adalah kapasitas (ton/jam)

V adalah kecepatan putar (fpm) )72(84300 inDruntukDr

L adalah lebar roll (ft)

Dp adalah jarak roll (ft)

ρ adalah densitas bahan

C. Fine size reduction

a. Ball mill

Penggiling yang prinsip kerjanya ditumbuk dengan bola-bola (kejatuhan).

Gambar 93. Ball mill

Bila diinginkan hasil yang makin halus maka dipakai bola-bola yang kecil.

Pengisian volume 20 – 50 % dan kecepatan putarnya tidak boleh lebih dari

N, dimana bola harus “centrifugal force”.



Rumus :

dDN

65,76

Dimana :

N adalah putaran per menit

D adalah diameter mill (ft)

d adalah bola (ft)

b. Size enlargement (pembesaran ukuran)

Size enlargement merupakan lawan dari size reduction, dimana cara

kerjanya dengan ditekan dan dibentuk. Bisa dengan bahan perekat atau

tidak. Macam-macam dari size enlargement ini antara lain adalah :

1. Extrusion

Bahan dalam keadaan plastis, ditekan melalui orifice sehingga

secara kontinyu dihasilkan barang dengan penampang uniform yang

dikehendaki.

Dalam praktek perlu pengalaman. Biasanya dalam keadaan plastis

dicapai dengan panas, tetapi ada kalanya dengan menambah zat pelarut

atau plasticizer. Yang di-ekstruksi bahan-bahan yang lunak, misalnya

timbal, aluminium, karet, plastik, bahan makanan seperti makaroni dan

lain-lain.

Ekstruksi terbagi dua yaitu diskontinyu (hydraulic press) dan

kontinyu (screw penekan). Hydraulic press sering digunakan untuk

logam sehingga memerlukan tekanan dan temperatur yang tinggi.

Sedangkan screw extrude digunakan untuk menekan bahan jenis karet,

plastik, dan lain-lain.



- Extrusion logam

Gambar 94. Extrusion logam

Biasanya dipasang pada posisi horizontal, tetapi bisa juga vertikal.

Panas membuat permukaan logam yang teroksidasi akan menempel

pada kontainer sehingga operasi dihentikan apabila 90 % dari

logamnya telah tereduksi.

- Extrusion plastik

Plastik diekstrusi dalam keadaan plastis karena panas, dengan atau

tidak dengan adanya zat pelarut yang volatil. Zat pelarut yang volatil

ditambahkan apabila bahan tidak dapat dibuat plastis pada suhu

rendah, sedang pada suhu tinggi terjadi penguraian. Misal : selulose

nitrat, polivinil alkohol.

Gambar 95. Extruction Plastik

2. Molding

Operasi memberi bentuk (termasuk di dalamnya menuang,

laminating, extruding, dll). Dalam plastik yang distruction molding

yaitu mengubah partikel zat padat menjadi bentuk yang dikehendaki

dengan mempergunakan panas untuk melunakkan bahannya dan



tekanan untuk melekatkan bagian-bagiannya diikuti oleh pemberian

bentuk bahan plastis itu.

Plastik terbagi menjadi dua jenis, yakni :

- Thermoplastic

Bahan yang melunak bila dipanaskan dan mengeras pada pendingin

(dapat diulangi tanpa merusak bahannya).

- Thermoseting

Dari molding powder melunak pada pemanasan, tetapi mengeras

pada pemenasan selanjutnya dan tidak dapat melunak lagi.

a. Compression molding

Pada thermoplastic harus didinginkan terlebih dahulu, tetapi pada

thermoseting pemanasan dilanjutkan sambil ditekan.

Gambar 96. Compression molding

b. Transfer molding

Pada thermoseting bahan dipanaskan sampai lunak sambil ditekan

sampai mengalir ke dalam mold sehingga tidak merusak metal.



Gambar 97. Transfer molding

c. Injection molding (Thermoplast)

Gambar 98. Injection molding

d. Jet molding (Thermoset bisa juga Thermoplast)

99. Jet molding

3. Compacting

Pada alat jenis ini bahan dikompakkan supaya tidak berdebu dan

berkurang mengempalnya bila hygroscopis. Compacting terbagi dua,

yakni :

- Granulation



Bahan dari tepung dapat dengan atau tidak dengan perekat, misalnya

gum dan lain-lain.

Gambar 100. Granulation

- Pelleting machine

Biasanya digunakan untuk membuat makanan ayam atau burung.

Gambar 101. Pelleting



BAB VIII

SCREENING (MENGAYAK)

A. Alat screening umum

Pemisahan menurut ukuran dari bahan-bahan yang bermacam-macam

ukuran menjadi bagian-bagian yang ukurannya lebih uniform dari campuran

aslinya dengan menggunakan ayakan.

Ada dua macam pengayakan yaitu :

a. Pengayakan kering (dry screening)

b. Pengayakan basah (wet screenig)

Pada pengayakan kering harus betul-betul kering dan bebas dari

kandungan uap air. Sedangkan pada pengayakan basah harus ditambah

dengan air supaya membawa material ayakan.

Cara menyatakn fraksi adalah dalam ayakan ada bahan yang tertahan

dan ada yang menerusi ayakan. Bahan yang ditahan ayakan disebut dengan

oversize atau bahan (+). Sedangkan bahan yang menerusi ayakan disebut

dengan undersize atau bahan (+).

Ukuran bahan terbagi dalam 3 golongan yaitu :

a. Golongan I

- Oversize ¼ inch

- Through ¼ inch on 1/8 inch

- Through 1/8 inch on 1/16 inch

- Undersize 1/16 inch

b. Golongan II

- +1/4 inch

- -1/4 inch, +1/8 inch

- -1/8 inch, +1/16 inch

- -1/16 inch

c. Golongan III

- ¼ inch

- ¼ inch , 1/8 inch



- 1/8 inch, 1/16 inch

- -1/16 inch

Beberapa istilah untuk screening antara lain :

a. Sizing

Adalah screening suatu umpan (feed) yang mengandung ± 60 % undersize.

b. Sclaping

Adalah screening suatu feed yang mengandung 85 – 95 % bahan yang

relatif kecil terhadap screen mesh.

c. Bypassing

Adalah screening yang feed-nya hanya mengandung 5 – 20 % through.

d. Sieve scale

Tingkat ukuran dari lubang screen.

Contoh :

STANDARD ASTM

Mesh mm Inches

3 ½ 5,60 0,2205

4 4,75 0,1870

5 4,00 0,1575

6 3,35 0,1379

7 2,80 0,1102

8 2,36 0,0929

9 2,00 0,0787

e. Mesh

Ada dua pengetian yaitu :

- Dalam screen yang kasar arti mesh adalah jarak antara kawat atau baris

yang berdekatan.

- Dalam screen yang halus arti mesh adalah jumlah lubang tiap 1 inch.

Contoh :

200 mesh berarti setiap 1 inch (panjang) dari screen terdapat 200 lubang.

Semakin besar mesh maka semakin halus hasilnya.



f. Aperture (screen size)

Aperature adalah ukuran linier beban minimum dari lubang screen, diberi

simbol A dengan ukuran milimeter atau inch.

g. Open area (diberi simbol P)

2

2

2

1 MDDA

AP

Dimana :

A adalah aperture

D adalah diameter kawat

D adalah mesh

Tujuan dari screening adalah :

1. Sclaping umumnya untuk size reduction mengambil fines dalam size

reduction sehingga bisa menghemat tenaga yang digunakan dan

menghindarkan grinding yang berlebihan.

2. Memisahkan hasil dalam ukuran yang baik untuk ukuran-ukuran yang

komersial.

3. Untuk menyempurnakan langkah dalam proses.

Dalam screening secara umum dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 102. Proses screening

Dimana :

F adalah berat total umpan pada screen

P adalah berat total hasil dari screen

R adalah berat total yang ditolak screen

XF adalah fraksi berat material yang diinginkan dalam umpan

Xp adalah fraksi berat material yang dinginkan dalam hasil



XR adalah fraksi berat material yang dinginkan dalam reject

Rumus neraca massa total :

RPF

Rumus neraca komponen :

RPF XRXPXF ...

Beberapa rumus :

1. Recovery yaitu perbandingan antara material yang diinginkan di dalam

produk dibanding dengan material yang diingini di dalam umpan.

FX

PXery

F

P

.

.covRe

2. Rejection yaitu perbandingan antara material yang tidak diinginkan di

dalam reject dibanding dengan material yang tidak diinginkan di dalam

umpan. Yang dimaksud rejection bisa ditulis sebagai berikut :

Rejection = diinginkantidakyangmaterialdarierycovRe1

=

umpandalamdiditolakyangmaterial

produkdalamdiditolakyangmaterial1

=

FX

PX

F

P

1

11

= FX

PXPFXF

F

PF

1

= FX

PXFXR

F

PF

1

)(

= FX

RXR

F

R

1

= FX

RX

F

R

1

1

3. Effectiveness

Effectiveness = Recovery Rejection

=

FX

PX

FX

PX

F

P

F

p

1

11



Menimbang umpan dan produk adalah suatu pekerjaan yang tidak praktis,

maka lebih baik menimbang sampel saja sehingga F, P, dan R

dieliminasikan.

Gunakan persamaan neraca massa total dan neraca komponen :

)3(

)()(

)(

)1()2(

)2(1

)1(

RP

RF

RPRF

RRPF

RPF

RPF

XX

XX

F

P

XXPXXF

PXFXPXFX

PFXPXFX

PFRRPF

RXPXFX

Dari pernyataan tersebut, maka didapat :

Rejection = FX

PX

F

P subtitusikan persamaan (3)

=

RP

RF

F

P

XX

XX

X

X

Effectiveness =

FX

PX

FX

PX

F

P

F

p

1

11

=

)()1(

))(1(1

)(

)(

RPF

RFP

RPF

RFp

XXX

XXX

XXX

XXX

Di dalam laboratorium biasanya kapasitasnya kecil dan harus dalam

keadaan kering.

Ketidaksamaan dalam screening disebabkan karena :

1. Over loading sehingga menyebabkan blinding (menyumbat).

2. Butir terlalu tidak seragam ukurannya.

3. Mengandung uap air (sehingga lembab).

Sedangkan untuk screening zat radioaktif perlu perhatian sebagai berikut :

1. Melakukan dalam glove box, untuk mencegah kontaminasi.

2. Sebaiknya memakai masker, karena bekerja dengan serbuk.

B. Alat screening dalam industri



B.1. Grizzly (Mecanically Vibrated bar Grizzly)

Gambar 103. Grizzly

- Screening untuk ukuran besar ( 1 inch)

- Terdiri dari 1 set batang-batang yang disusun secara paralel dan

dipisahkan jarak tertentu.

- Batang-batang diletakkan secara horizontal atau dengan kemiringan slope

sebesar 20-50⁰.

- Penampilan lintang berbentuk trapesium.

- Ukuran lebar : 3-4 ft, panjang : 8-10 ft.

- Biasanya dipakai sebelum bahan dimasukkan pada crusher.

- Undersize menerusi celah-celah batang dan ditampung pada hopper.

Letak kemiringan dari grizzly tergantung pada “angle of repose” dari bahan

dan kecepatan bahan melalui grizzly. Jadi, bahan yang lembab > bahan yang

kering.

Kapasitas grizzly bisa mencapai 100-150 ton bahan setiap ft² dalam waktu 24

jam apabila lebar celah sekitar 1 inch.

B.2. Stationary Screen

Gambar 104. Stationary screen



- Merupakan alat pengayak sederhana,

- Terbuat dari plat yang diberi lubang-lubang atau dari kawat yang dianyam

/ kisi.

- Diletakkan berdiri membentuk sudut.

- Stationary screen cocok untuk operasi yang terputus-putus.

- Kapasitas kecil

- Contoh : pasir, kerikil, coal .

- Untuk kapasitas > lebih baik dipakai vibrating .

B.3. Vibrating screen

Gambar 105. Vibrating screen

- Untuk kapasitas besar

- Getaran dapat disebabkan oleh excentric atau elektromagnit.

- Keuntungan dari gerak getar ini, penyumbatan (blinding) bisa dihindarkan.

- Kecepatan getar : 1200-1800/menit

- Digunakan untuk mengayak dari lubang 1 cm sampai 200 mesh.

- Sudut miring 5-20o target jenis buah, ukuran ayakan serta basah / kering.

Permukaan screen : - satu

- double

- triple

B.4. Rotating screen atau Tromels

Kata lainnya adalah Revolving screen, digunakan untuk partikel-partikel

yang kasar. Ayakan dari palat yang berlubang-lubang jika suatu bahan akan

dipisahkan menjadi beberapa bagian yang berbeda ukurannya maka akan

disusun seri .



Biasanya tromels disusun berturut-turut yang satu lebih rendah dari

yang dahulu untuk mendapatkan “free flow” dari satu tromel ke yang lainnya

(selanjutnya).

Penyusun tromels adalah sebagai berikut :

- Undersize diteruskan pada pemisah berikutnya

Gambar 106. Tromels dengan undersize

- Oversize dimasukkan pada tromels selanjutnya

Gambar 107. Tromels dengan oversize

Beban yang terberat adalah seluruh beban harus melalui ini. Kelemahan dari

susunan ini dapat dihilangkan dengan menyusun secara konsentrik. Sebagai

contoh compound tromels.



Gambar 108. Compound tromels

Saringan paling dalam dengan lubang paling besar kemudian semakin kecil.

Dalam menerima beban sebuah saringan dengan lubang uniform pada seluruh

panjang tromels, akan memisahkan bahan menjadi undersize dan oversize.

Yang tertahan pada tromels akan dikeluarkan melalui ujung yang lebih rendah.

B.5. Reciprocating screen

Gambar 109. Reciprocating screen

Gerakan yang dihasilkan oleh eksentrik mempunyai kecepatan rendah, yaitu

300 – 400 rpm. Ujung pemasukan bergerak eksentrik, sedangkan ujung

pengeluaran bergerak reciprocating. Slope 3 – 10˚.

Alat jenis ini dipakai untuk industri tepung-tepung ringan dan bahan granular,

tidak dirancang untuk handling bahan berbatu berat dan abrasive.



BAB IX

SEPARATOR (PEMISAH)

Seprarator tidak dipakai untuk mengklasifikasi ukuran, tetapi untuk

memisahkan suatu material dari yang lain. Beberapa jenis separator akan

dijelaskan di bawah ini.

A. Electrostatic separator

Prinsip operasi berdasarkan pada beda stabilitas dari berbagai bahan

untuk diberi muatan elektrosatis dan pada sifat konduktifitas atau bukan.

Karena adanya perbedaan sifat elektris dari bahan-bahan yang bebeda

maka didapatkan suatu pemisahan.

1. Separation by bombardment

Gambar 110. Separation by bombardment

Pada gambar ada bagian yang disebut sebagai electroda aktif, yakni

suatu sikat atau jarum atau kawat halus, kawat ini menyebabkan

“Bombardment” ion pada material.

Konduktor kehilangan potensialnya sampai “Grounded

electrode“ secepat mereka meninggalkan medan elektrostatis dan jatuh

dari rotor sepanjang lintasan yang ditentukan oleh kecepatan putar dari

rotor.

Non konduktor kehilangan potensianya lambat dan masih tertarik

pada rotor dan ada yang melekat maka perlu di sikat, maka terjadilah

pemisahan.



2. Separation by conductive induction

Disini tidak ada bombardmen ion, sehingga tidak ada tarikan dari partikel

pada rotor

Gambar 111. Separation by conductive induction

B. Magnetic separator

Magnetic separator digunakan untuk :

- Menghilangkan kotoran-kotoran dari besi pada suatu bahan. Misal : paku,

kawat, kikisan besi, dll.

- Memisahkan bahan-bahan yang mudah dipengaruhi magnit.

Gaya tarik magnetik dari beberapa bahan adalah sebagai berikut :

- Besi = 100

- Mangan = 0,3

- Magnetik = 40,2

- Quartz = 0,37

- Siderite = 1,8

- Magnesite = 0,15

- Hematite = 1,3

Jenis magnet yang dipakai yaitu Alniko, karena mempunyai daya yang kuat

dan mempunyai gaya magnet yang tinggi. Selain itu alniko ringan, tidak perlu



arus listrik seperti pada elektromagnet. Pemisahan magnetik dipakai untuk

bahan padat dan kering.

Sebagai Contoh :

1. Plat magnetics

Terdiri dari satu atau lebih magnit permanen yang diikat pada plat baja,

diletakkan pada dasar “chute” (talang). Bahan yang non magnit akan

mengalir terus.

Kerugian : pengumpulan bahan besi akan menghentikan aliran.

2. Pulley magnet

Bagian-bagian besi ditarik melalui belt-conveyor. Setelah belt

meninggalkan pulley bagian besi akan lepas dari medan magnit dan jatuh.

3. Drum Separator

Terdiri dari sebuah drum yang berputar dengan magnit dipasang pada

posisi tertentu, pada umumnya digunakan magnit permanen.

- Cocurrent wet drum separator

Gambar 111. Drum separator cocurrent

- Counter current wet drum separator

Gambar 112. Drum separator counter current



C. Filtrasi

Maksud dari filtrasi adalah memisahkan zat padat dari zat cair dengan

menggunakan medium yang porous yang meneruskan zat cair dan menahan

zat padatnya, sehingga zat padatnya sendiri bekerja sebagai zat yang porous.

Macam filtrasi menurut operasinya yaitu :

a. Kontinyu

b. Batch (catu)

Menurut kerjanya filtrasi terbagi dalam 3 bagian yaitu :

a. Grafity filter

b. Pressure filter

c. Vacuum filter

Waktu yang diperlukan setiap proses filtrasi adalah sebagai berikut :

a. Mempersiapkan alat (memasang dan mencuci)

b. Penyaringan

c. Pencucian

Campuran homogen fasa padat zat cair, kertas saring (kain katun) merupakan

filter nmedium primer artinya bukan filter medium yang sesungguhnya dalam

filtrasi. Filter medium yang sesungguhnya adalah zat padat yang ditahan oleh

kertas saring (katun) yang membentuk cake (yang makin lama makin tebal).

Ada dua macam cake :

a. Compressible cake

Compressible cake yaitu cake yang karena tekanan mengalami perubahan

struktur dalam. Misal : ruangan yang menjadi lebih kecil sehingga

penahan menjadi lebih besar dan bahan lebih sukar disaring.

b. Non compressible cake

Karena tekanan tidak mengalami perubahan struktur.

Beberapa istilah :



a. Waktu optimum, yaitu waktu yang sesingkat-singkatnya untuk

memperoleh filtrat yang sebesar-besarnya.

b. Volume filtrat optimum, yaitu volume filtrat yang sebesar-besarnya di

dalam waktu yang sesingkat-singkatnya.

c. Waktu proses sama dengan waktu siklus, yaitu waktu filtrasi + waktu

pencucian + waktu pembersihan / pemasangan.

Rumus :

(tc = tf + tw + tw + tp), dimana tp dianggap konstan.

c = cyclus

f = filtration

w = wash

p = proces dump (mebuka, membersihkan, dan menutup)

Contoh :

a. Gravity filter

Prinsip kerjanya karena perbedaan ketinggian sehingga tidak banyak

digunakan.

b. Pressure filter

Prinsip kerjanya karena diberi tekanan.

Gambar 113. Filter pressure

- Filter press with center feed inlet

Sering digunakan untuk compressible cake.

- Kelly filter



Filter elemen terdiri dari raam dari pipa yang berlubang, yang masing-

masing elemen mempunyai outlet yang menembus tutup filter,

misalnya pada beer sugar plant.

- Sweetland filter

Filter elemen bundar keping (disc), ditempatkan dalam silinder yang

dapat terbuka dari bawah (mudah dibuka/ditutup) diberi spray nozzle

untuk menyemprot cake dengan air. Contoh pada pabrik gula ;

refining.

- Vallez filter

Hampir sama dengan sweetland filter, bedanya filter elemennya

berputar sehingga filter cake lebih rata.

c. Vacuum filter

- Filter oliver (ODF atau RDF)

Drum dapat berputar mengelilingi sumbu yang terbagi dalam sektor-

sektor yang dihubungkan dengan pipa-pipa yang turut berputar

dengan drum.

Gambar 114. Oliver drum filter

- Dorrco filter

Prinsip kerjanya sama dengan oliver, hanya cake terbentuk di dalam

(untuk endapan yang berat). Cake dikeruk dengan pisau dan jatuh

pada got (saluran) dan ditranspor dengan screw conveyor. Alat-alat



pembantu untuk filtrasi, contoh pada vacuum filtration unit dengan

hasil pencucian dan filtrat yang terpisah.

Gambar 115. Alat bantu filtrasi

D. Centrifuges

Kekuatan sentrifugal banyak digunakan bila kekuatan lebih besar dari

gaya berat yang diperlukan untuk memisahkan zat padat dari zat cair dengan beda

densitas.

Gambar 116. Centrifuges

Kekuatan sentrifugal cc gr

um

g

rmFc

22



gr

wu

g

rw

g

r

gg

w

c

c

22

2

Dimana :

Fc adalah kekuatan sentrifugal

m adalah massa

ω adalah angular velocity (siku)

u adalah peripheral velocity (keliling)

r adalah radius

w adalah berat partikel

n adalah rpm

1. Batch centrifuges

a) Dengan as vertikal tipe gantung

Gambar 117. As vertikal gantungan

Feed campuran padat-cair. Padatan tertahan pada basket, sedangkan

cairan berkumpul pada silinder diam lalu keluar. Kekuatan yang bekerja

pada basket sangat besar.

Contoh :

rpmn

mrmcm

1200

4,08,080

Pada partikel 1 gram

2

22

22

30

sec1

30

60

2

nrwFc

meterg

nr

gwFc

n



grFc

Fc

nwFc

640

4,030

12001

4,030

2

2

b) Dengan as vertikal yang berdiri

Gambar 118. As vertikal berdiri

Banyak digunakan misalnya untuk mengeringkan bahan tekstil. Untuk

keselamatan, bila tutup terbuka maka tidak dapat berputar. Waktu putar

relatif kecil, banyaknya tenaga yang hilang maka ada usaha untuk

membuat centrifuge yang kontinyu.

2. Centrifuges yang berputar kontinyu dengan feeding (pengisian) dan discharge

secara batch

a) Dengan perforated basket (basket berlubang)

- Mempunyai as yang horizontal.

- Pengisian dan discharge pada full speed akan memecahkan kristal dan

bila lubang tertutup harus dibersihkan.

b) Overflow centrifuge

- Untuk zat yang tidak dapat disaring tetapi dapat di centrifusir.

3. Centrifuge kontinyu

a) Dengan pusher discharge (bergerak kekiri/kekanan)



Gambar 119. Pusher discharge

b) Dengan spiral scraper discharge

Gambar 120. Scraper discharge

Bergerak dengan rpm yang kecil perforated basket.

4. Super centrifuge dan ultra centrifuge

a) Super centrifuge

- Berdiameter 100 mm

- Putaran 16000 rpm

- Berputar dalam vakum

- Untuk mengkonsentrasikan virus dan penisilin

b) Laval centrifuge separator

Gambar 121. Laval centrifuge



Pemisahan cair-cair merupakan prinsip dari alat centrifuge separator.

Campuran dari zat cair dimasukkan pada “Neutral zone” maka

pemisahan dapat lebih mudah karena yang berat dan yang ringan tidak

perlu terlalu banyak menerusi masing-masing.

E. Evaporasi

Evaporasi adalah pengonsentrasian larutan dengan mengubah zat

pelarutnya saja menjadi uap dan mengambilnya. Evaporator dapat dengan :

- Api langsung

- Gas

- Steam (banyak digunakan)

Steam yang digunakan steam jenuh, sebab pada kondensasi

mengeluarkan panas yang banyak. Steam dalam evaporator dapat diluar pipa

sedang larutan berada dalam pipa, atau sebaliknya.

Contoh :

1. Horizontal tube evaporator & Yaryan evaporator

- Horizontal tube evaporator

Gambar 122. Horizontal tube evaporator

- Yaryan evaporator



Gambar 123. Yaryan evaporation

2. Tube vertical evaporator

- Standard vertical tube evaporator

a. Penguapan larutan di dalam pipa

b. Kondensasi steam di luar

c. Banyak digunakan untuk larutan yang mengendapkan zat padat

d. Endapan mudah dibersihkan

Gambar 124. Standard evaporation

- Basket type evaporator

a. Penguapan di dalam pipa

b. Steam kondensasi di luar pipa

c. Pemisah cair dan uap dengan “Baffle”



Gambar 125. Basket evaporation

- Long tube vertical evaporator

Gambar 126. Kestner evaporation

Evaporator dapat disusun yang satu di belakang yang lain merupakan

multiple effect evaporator.

Dengan ini vapour yang keluar dari evaporator yang pertama menjadi

steam evaporator berikutnya.

Susunannya :

- Forward feeding



Gambar 127. Forward feeding

- Backward feeding

Gambar 128. Backward feeding

buku alat industri kimia

Documents