SIEVING (PENGAYAKAN)

A. Tujuan Percobaan

Memisahkan partikel-partikel berdasarkan ukuran fraksi-fraksi yang

diinginkan dari suatu material dari prinsip pengayakan.

B. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan:

- Baskom

- Pan

- Mesh (ayakan)

- Gelas kimia

- Spatula

- Neraca Analitik

Bahan yang digunakan:

- Batu bata 500 g

C. Dasar Teori

Size reduction (pengecilan ukuran) berarti membagi-bagi suatu bahan padat

menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dari ukuran semula, sesuai dengan

kebutuhan dengan menggunakan gaya-gaya mekanis. Umumnya tujuan dari size

reduction adalah mempercepat pelarutan, mempercepat reaksi kimia, untuk

memperkecil bahan-bahan berserat akan mudah penanganannya, mempertinggi

kemampuan penyerapan, menambah kekuatan warna, agar transportasi menjadi

lebih mudah dan mempermudah proses lanjut.

Pengayakan (sieving) merupakan salah satu metode pemisahan sesuai

dengan ukuran yang dikehendaki. Pengecilan ukuran dimaksudkan untuk

memperluas permukaan bahan sehingga kontak antara bahan dan pelarut bisa

berlangsung optimum. Pengayakan biasanya dilakukan terhadap material yang

telah mengalami proses penghancuran. Partikel yang lolos melalui ukuran

saringan tertentu disebut sebagai undersize dan partikel yang tertahan diatas

saringan disebut oversize. Bahan yang lolos melewati sederet ayakan dengan

bermacam-macam ukuran akan terpisahkan menjadi beberapa fraksi berukuran

(size fraction) yaitu fraksi-fraksi yang ukuran maksimum dan minimumnya

diketahui.

Proses pemisahan didasari atas perbedaan ukuran partikel didalam

campuran tersebut. Sehingga ayakan memiliki ukuran pori atau lubang tertentu,

ukuran pori dinyatakan dalam satuan mesh, contoh ayakan dapat dilihat pada

gambar di bawah ini.

Gambar 1. Saringan dengan ukuran pori dalam mesh

Pada pengayakan secara mekanik (pengayak getaran, guncangan atau

kocokan) dilakukan dengan bantuan mesin, yang umumnya mempunyai satu set

ayakan dengan ukuran lebar lubang standar yang berlainan. Bahan yang dipak,

bergerak-gerak diatas ayakan, berdesakan melalui lubang kemudian terbagi

menjadi fraksi-fraksi yang berbeda. Beberapa mesin pengayak bekerja dengan

gerakan melingkar atau ellipsoid terhadap permukaan ayakan. Pada jenis ayakan

yang statis, bahan yang diayak dipaksa melalui lubang dengan menggunakan

bantuan udara kencang atau juga air deras.

Beberapa cara atau metode yang dapat digunakan dalam pengayakan

tergantung dari material yang akan dianalisa, anatara lain:

1. Ayakan dengan gerak

Gambar 2. Ayakan dengan gerakan melempar

Cara pengayakan dalam metode diatas, sampel terlempar ke atas secara

vertikal dengan sedikit gerakan melingkar sehingga menyebabkan penyebaran

pada sampel dan terjadi pemisahan secara menyeluruh, pada saat yang

bersamaan sampel yang terlempar keatas akan berputar (rotasi) dan jatuh di atas

permukaan ayakan, sampel dengan ukuran yang lebih kecil dari  lubang ayakan

akan melewati saringan dan yang ukuran lebih besar akan dilemparkan ke atas

lagi dan begitu seterusnya. Sieve shaker modern digerakkan dengan electro

magnetik yang bergerak dengan menggunakan sistem pegas yang mana getaran

yang dihasilkan dialirkan ke ayakan dan dilengkapi dengan kontrol waktu (Zulfikar,

2010).

2. Ayakan dengan gerakan horizontal

Gambar 3. Ayakan dengan gerakan horizontal

Cara Pengayakan dalam metode ini, sampel bergerak secara horisontal

(mendatar) pada bidang permukaan sieve (ayakan), metode ini baik digunakan

untuk sampel yang berbentuk jarum, datar, panjang atau berbentuk serat. Metode

ini cocok untuk melakukan analisa ukuran partikel aggregat.

Metode pengayakan digunakan untuk mengetahui ukuran partikel

berdasarkan nomor mesh. Metode ini merupakan metode langsung karena ukuran

partikel dapat dilhat secara dua dan tiga dimensi. Metode ini menggunakan suatu

seri ayakan standar yang dikalibrasi oleh The National Bureau of Standard.

Ayakan umumnya digunakan untuk memilih partikel-partikel yang lebih kasar,

tetapi jika digunakan dengan sangat hati-hati, ayakan-ayakan tersebut bisa

digunakan untuk mengayak bahan sampai sehalus 44 mikrometer.

Jika diinginkan analisis yang lebih rinci, ayakan bisa disusun lima berturut-

turut mulai dari yang kasar di atas, sampai dengan yang terhalus di bawah. Satu

sampel yang ditimbang teliti ditempatkan pada ayakan paling atas, dan setelah

ayakan tersebut digoyangkan untuk satu periode waktu tertentu, sampel yang

tertinggal di atas tiap saringan ditimbang. Kesalahan pengayakan akan timbul dari

sejumlah variabel termasuk beban ayakan dan lama serta intensitas

penggoyangan.

Menurut metode U.S.P untuk menguji kehalusan serbuk suatu massa

sampel tertentu ditaruh suatu ayakan yang cocok dan digoyangkan secara

mekanik. Nomor mesh menyatakan banyaknya lubang dalam 1 inchi. Ayakan

dengan nomor mesh kecil memiliki lubang ayakan yang besar berarti ukuran

partikel yang melewatinya juga berukuran besar. Sebaliknya ayakan dengan

nomor mesh besar memiliki lubang ayakan kecil berarti ukuran partikel yang

melewatinya kecil. Tujuan penyusunan ayakan adalah memisahkan partikel sesuai

dengan ukuran partikel masing-masing sehingga bahan yang lolos ayakan

pertama akan tersaring pada ayakan kedua dan seterusnya hingga partikel itu

tidak dapat lagi melewati ayakan dengan nomor mesh tertentu.

Gambar 4. Susunan ayakan untuk memisahkan partikel sesuai dengan ukuran

partikel masing-masing

Waktu pengayakan dilakukan selama 10 menit karena waktu tersebut

dianggap waktu optimum untuk mendapatkan keseragaman bobot pada tiap

ayakan (nomor mesh). Bila waktu lebih dari 10 menit dikhawatirkan partikel terlalu

sering bertumbukan sehingga pecah dan lolos keayakan berikutnya, dengan begitu

akan terjadi ketidakvalidan data. Jika kurang dari 10 menit partikel belum terayak

sempurna.

Setelah diayak perlu dilakukan penimbangan untuk setiap ayakan untuk

mengetahui besar bobot yang hilang selama pengayakan, yang dapat disebabkan

tertinggalnya dalam pengayakan, hilang saat pemindahan bahan dari ayakan ke

timbangan maupun hilang saat pemindahan berlangsung.

Dalam hal dasar, pengayak terdiri dari wadah yang berisi saringan kawat

dengan ukuran tertentu. Mesin pengayak ini digetarkan oleh motor listrik sehingga

partikel kecil dapat melewati lubang mesh dan setiap partikel atau kontaminasi

yang terlalu besar tetap di atas. Kasa baja stainless dengan toleransi yang tinggi

pada lubang juga ditentukan untuk memberikan kualitas produk yang sangat baik.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses pengayakan antara lain :

1. Waktu atau lama pengayakan. Waktu atau lama pengayakan (waktu

optimum), jika pengayakan terlalu lama akan menyebabkan hancurnya

serbuk sehingga serbuk yang seharusnya tidak terayak akan menjadi

terayak. Jika waktunya terlalu lama maka tidak terayak sempurna.

2. Massa sampel. Jika sampel terlalu banyak maka sampel sulit terayak. Jika

sampel sedikit maka akan lebih mudah untuk turun dan terayak.

3. Intensitas getaran. Semakin tinggi intensitas getaran maka akan semakin

banyak terjadi tumbukan antar partikel yang menyebabkan terkikisnya

partikel. Dengan demikian partikel tidak terayak dengan ukuran tertentu.

4. Pengambilan sampel yang mewakili populasi. Sampel yang baik mewakili

semua unsur yang ada dalam populasi, populasi yang dimaksud adalah

keanekaragaman ukuran partikel, mulai yang sangat halus sampai ke yang

paling kasar.

Gambar 5. Mesin Penggetar atau vibrator yang digunakan dalam praktikum

Keuntungan dari metode pengayakan antara lain.

1. Lebih cepat dan praktis.

2. Dapat diketahui ukuran partikel dari kecil sampai besar.

3. Dalam waktu relatif singkat dapat diperoleh hasil yang diinginkan.

4. Tidak bersifat subyektif.

5. Lebih mudah diamati.

6. Tidak membutuhkan ketelitian mata pengamat.

Kerugian dari metode pengayakan antara lain.

1. Tidak dapat mengetahui bentuk partikel secara pasti seperti pada metode

mikroskopi.

2. Ukuran partikel tidak pasti karena ditentukan secara kelompok (berdasarkan

keseragaman). Tidak dapat menentukan diameter partikel karena ukuran

partikel diperoleh berdasarkan nomor mesh ayakan.

3. Adanya agregasi karena adanya getaran sehingga mempengaruhi validasi

data.

4. Tidak dapat melihat bentuk partikel dan dapat menyebabkan erosi pada

bahan-bahan granul.

           

Beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam operasi pengayakan adalah :

-          Bentuk lubang ayakan

-          Celah dan interval ayakan

-          Ukuran partikel

-          Kapasitas ayakan dan keefektifan

-          Variabel dalam operasi pengayakan :

1. Metode pengumpanan

2. Permukaan ayakan

3. Sudut kemiringan

4. Kecepatan putaran

5. Frekuensi getaran

Beberapa ayakan yang sering digunakan antara lain :

1. Grizzly, merupakan jenis ayakan dimana material yang diayak mengikuti aliran

pada posisi kemiringan tertentu.

2. Vibrating screen, ayakan dinamis dengan permukaan horizontal dan miring

digerakkan pada frekuensi 1000-7000 hertz. Satuan kapasitas tinggi dengan

efisiensi pemisahan yang baik yang digunakan untuk interval ukuran perikel

yang luas.

3. Oscilating screen, ayakan dinamis pada frekuensi yang lebih rendah dari

vibrating screen (100-400 hertz) dengan waktu yang lebih lama, lebih linear

dan lebih tajam.

4. Reciprocating screen, ayakan dinamis yang dioperasikan dengan gerakan

menggoyangkan pukulan yang panjang (20-200 hertz).

5. Shifting screen, ayakan dinamis yang dioperasikan dengan gerakkan memutar

dalam bidang permukaan ayakan. Gerakan actual dapat berupa putaran atau

getaran memutar. Digunakan untuk pengayakan material basah atau kering.

6. Revolving screen, ayakan dinamis dengan posisi miring berotasi pada

kecepatan rendah (10-20 rpm). Digunakan untuk pengayakan basah dari

material-material relative kasar.

D. Prosedur Kerja

1. Menggerus batu bata merah kering

2. Menimbang hasil gerusan bata merah tersebut sebanyak 500 gram

3. Membersihkan masing-masing ayakan dan pan

4. Menimbang kosong masing-masing ayakan dan pan, catat beratnya

5. Mengurutkan ayakan dari yang berukuran besar berada diatas dan ukuran

ayakan yang paling kecil berada dibawah sementara tingkat paling bawah

yaitu pan.

6. Menempatkan susunan ayakan dan pan pada vibrator

7. Memasukkan gerusan bata merah pada bagian paling atas dan menutup

ayakan secara hati-hati

8. Mengaktifkan vibrator dengan waktu dan kecepatan tertentu

9. Menonaktifkan vibrator apabila pengayakan telah selesai

10. Menimbang masing-masing ayakan dan pan yang berisi gerusan bata

merah, sehinga dapat diketahui berat bata merah pada tiap ayakan dan

pan

11. Membersihkan alat-alat yang telah digunakan

E. Data Hasil Pengamatan

No. Aperture( mm ) B. Ayakan ( gr )B. Ayakan +Sampel (gr)

1. 2 347,12 553,132. 1,4 311,65 354,143. 1 295,26 331,224. 0,63 256,66 293,795. 0,355 230,37 269,056. 0,2 211,87 243,197. 0,112 201,19 228,558. 0 187,09 265,55

Hasil Analisi Ayakan

Range Ukuran ( Tyler Mesh )Diameter Partikel

Rata-rata ( Dp ) inc

Fraksi massa yang

tertinggal-2 + 1,4 1,7 41-1,4 + 1 1,2 8

-1 + 0,63 0,815 7-0,63 + 0,355 0,492 7-0,355 + 0,2 0,2775 8-0,2 + 0,112 0,156 6-0,112 + 0 0,112 60 ( pan ) 0 16

No.Ukuran

Ayakan (Dpi )Massa ( gr )

FraksiDpi

Mean

Fraksi Massa

KomulatifFraksi . Dpi Mean

1 2 206.01 0.41 2 0.41 0.822 1.4 42.49 0.08 1.7 0.49 0.1363 1 35.96 0.07 1.2 0.56 0.0844 0.63 37.13 0.07 0.815 0.63 0.057055 0.355 38.68 0.08 0.49 0.71 0.03926 0.2 31.32 0.06 0.275 0.77 0.01657 0.112 27.36 0.06 0.156 0.83 0.009368 Pan 78.46 0.16 0 1 0

Total 497.41 1 1.16211

F. Perhitungan

Fraksi Berat

Fraksi Berat =Berat sampel−Berat ayakanBerat total

- Aperture pan : Fraksi Berat =265 ,55−187 ,09

500=0 ,156

- Aperture 0,112 mm : Fraksi Berat =228 ,55−201,19

500=0 ,054

- Aperture 0,2 mm : Fraksi Berat =243 ,19−211,87

500=0 ,062

- Aperture 0,355 mm : Fraksi Berat =269 ,05−230 ,37

500=0 ,077

- Aperture 0,63 mm : Fraksi Berat =293 ,79−256 ,66

500=0 ,074

- Aperture 1 mm : Fraksi Berat =331 ,22−295 ,26

500=0 ,072

- Aperture 1,4 mm : Fraksi Berat =354 ,14−311 ,65

500=0 ,084

- Aperture 2 mm : Fraksi Berat =553 ,13−347 ,12

500=0 ,41

Nilai Dp inc

-Dp inc 1=0 ,112+0,2

2=0 ,156 mm

-Dp inc 2=0,2+0 ,355

2=0 ,2775 mm

-Dp inc 3=0 ,355+0 ,63

2=0 ,492 mm

-Dp inc 4=0 ,63+1,0

2=0 ,815 mm

-Dp inc 5=1,0+1,4

2=1,2 mm

-Dp inc 6=1,4+2,0

2=1,7 mm

Nilai fraksi* Dpi mean

- Fraksi=2×0,41=0,82mm

- Fraksi=1,7×0,08=0,136mm

- Fraksi=1,2×0,07=0,084mm

- Fraksi=0,815×0,07=0,05705mm

- Fraksi=0,49×0,08=0,0392mm

- Fraksi=0,275×0,06=0,0165mm

- Fraksi=0,156×0,06=0,00936mm

G. Grafik

dpi 0 0.156 0.275 0.49 0.815 1.2 1.7 20

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

FRAKSI

FRAKSI

Aperture (mm)

Frak

si M

assa

0 0.1560.275 0.49 0.815 1.2 1.7 20

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

FRAKSI MASSA

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Hubungan Antara Dpi rata-rata Vs Fraksi Massa

Fraksi Massa > DPiFraksi Massa < DPi

Dpi Rata-rata (mm)

Fra

ksi M

assa

.

0,50

1,54

H. Pembahasan

Pada percobaan yang telahdilakukan dapat dianalisis bahwa pengayakan

adalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel.

Pengayakan (screening) dipakai dalam skala industri, sedangkan penyaringan

(sieving) dipakai untuk skala laboratorium.Pengecilan ukuran dapat diartikan

sebagai penghancuran dan pemotongan mengurangi ukuran bahan padat dengan

kerja mekanis, yaitu membaginya menjadi partikel-partikel yang lebih kecil.

Pada percobaan pengayakan (sieving), bahan yang digunakan adalah batu

bata merah. Langkah pertama yang dilakukan adalah proses penghancuranbata

merah. Selanjutnya dilakukan proses penimbangan, untuk bata merah sebanyak

500 gram, dan menimbang masing-masing ayakan dan pan dalam keadaan

kosong. Setelah itu, mengurutkan ayakan dari yang berukuran besar berada diatas

dan ukuran ayakan yang paling kecil berada dibawah sementara tingkat paling

bawah yaitu pan. Langkah selanjutnya adalah menempatkan ayakan pada vibrator

serta memasukkan gerusan bata merah pada bagian paling atas dan menutup

ayakan secara hati-hati, kemudian memulai pengayakan dengan alat vibrating

screen (vibrator). Kemudian melakukan pengayakan dengan waktu 10 menit. Pada

proses pengayakan, partikel yang dibawah ukuran atau yang kecil (undersize),

lulus melewati ayakan, sedangkan yang besar (oversize), tidak lulus. Pada saat

pengayakan batu bata yang digunakan dalam keadaan kering.Setelah melakukan

pengayakan, ayakan ditimbang kembali beserta sampel yang ada didalamnya.

Jika kita memperhatikan grafikdari hasil pengayakan diatas, maka kita dapat

melihat bahwa massa pada pan yang melewati mesh 0,112 yaitu sebanyak 0,156.

Jika kita meninjau kembali yang paling banyak tertahan berada pada mesh 2 mm

yaitu sebanyak 0,41 yang secara tidak langsung dapat disimpulkan bahwa ternyata

proses pengayakan ini masih banyak menyisakan butiran-butiran yang agak besar.

Seharusnya hasil terbaik dari proses pengayakan ini ialah massa yang paling

banyak harus berada di pan, ini terjadi mungkin dikarenakan pada proses

penghancuran batu bata atau proses penggerusan yang tidak merata serta pada

proses pengayakan yang tidak begitu optimal yang menyebabkan ketidakvalidan

data.

I. Kesimpulan

Pengayakan/Sieving merupakan proses pemisahan secara mekanik

berdasarkan perbedaan ukuran partikel

Pada ayakan terdapat pori dengan ukuran berlainan, dimana pada bagian

atas ukuran pori nya besar dan makin ke bawah semakin kecil. Dengan

demikian akan didapatkan fraksi-fraksi ukuran maksimum dan minimum

Dpm yang di dapat 1,16211mm

Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan didapatkan data sebagai

berikut:

NoUkuran

ayakan (dpi)Massa (gram)

FraksiDpi

mean

Fraksi massa

komulatif

Fraksi Dpi mean

1 2 206.01 0.41 2 0.41 0.822 1.4 42.49 0.08 1.7 0.49 0.1363 1 35.96 0.07 1.2 0.56 0.0844 0.63 37.13 0.07 0.815 0.63 0.057055 0.355 38.68 0.08 0.49 0.71 0.03926 0.2 31.32 0.06 0.275 0.77 0.01657 0.112 27.36 0.06 0.156 0.83 0.009368 pan 78.46 0.16 0 1 0

Total 497.41 1 1.16211

J. Daftar Pustaka

- Jobsheet Praktikum Satuan Operasi I, Politeknik Negeri Ujung Pandang

- http://ardra.biz/sain-teknologi/mineral/analisis-ayak-sieve-analysis/

- http://ekaandrians.blogspot.co.id/2014/09/penghancuran-dan-

pengayakan.html

- http://hilda-rosalina.blogspot.co.id/search/label/SATUAN%20OPERASI

- http://703tandy.blogspot.co.id/2013/07/pengecilan-ukuran.html