laporan grinding and sizing

5/17/2018 Laporan Grinding and Sizing - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-grinding-and-sizing 1/24



BAB I

LANDASAN TEORI

Material 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.

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.

Teknik pengecilan ukuran partikel diantaranya adalah crushing, grinding,

cutting, machining, flaking, emulsification, spraying dan gas dispersion. Proses

grinding mengacu pada “pulverizing” yaitu pelembutan dan disintegrasi. Operasi

ini berbeda disebabkan oleh sifat dari bahan umpannya, ukurannya, dan rasio



pengecilan yang diperoleh. Sifat-sifat ini menentukan desain peralatan yang akan

digunakan.

Grinding adalah metode dalam menghaluskan suatu partikel kasar dan

besar menjadi partikel-partikel lebih halus. 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.

Sizing (pengayakan) merupakan salah satu metode pemisahan partikel

sesuai dengan ukuran yang dikehendaki. Ukuran yang lolos melalui saringan

biasanya disebut sebagai undersize dan partikel yang tertahan disebut oversize.

Tujuan proses sizing adalah :

1. Menguliti bagian kasar dari produk yang akan masih dikenai perlakuan

selanjutnya, biasanya untuk proses reduksi selanjutnya

2. Memisahkan hasil dari umpan penghancuran sehingga dapat menghemat

tenaga dan mencegah penghancuran berlebihan

3. Membagi produk-produk yang bernilai komersil

4. Salah satu langkah dalam proses pengkonsentrasian

Pengayakan (screening) adalah suatu metode untuk memisahkan partikel

menurut ukuran semata-mata. Partikel yang dibawah ukuran atau yang kecil

(undersize), atau halusan ( fines), lulus melewati bukaan ayak, sedang yang diatas

ukuran atau yang besar (oversize), atau buntut (tails) tidak lulus. Satu ayak

tunggal hanya dapat memisahkan menjadi dua fraksi saja setiap kali pemisahan.Kedua fraksi disebut fraksi yang belum berukuran (unsized fraction), karena baik

ukuran terbesar maupun yang terkecil daripada yang terkandung tidak diketahui.

Bahan yang lulus melalui sederet ayak dengan bermacam-macam ukuran akan

terpisah menjadi beberapa fraksi berukuran (sized fraction), yaitu fraksi-fraksi

yang ukuran partikel maksimum dan minimumnya diketahui. Pengayakan itu

kadang-kadang dilakukan dalam keadaan basah, tetapi lebih lazim lagi dalam

keadaan kering.



Ayak yang digunakan di industri biasanya terbuat dari anyaman kawat,

sutra atau plastik, batangan-batangan logam atau plat logam yang berlubang-

lubang atau bercelah-celah atau kawat-kawat yang penampangnya berbentuk baji.

Logam yang digunakan pun bermacam-macam, tetapi yang paling lazim ialah baja

atau baja tahan karat. Ayak-ayak standar mempunyai ukuran mesh yang berkisar

antara 4 in sampai 400 mesh, sedang ayak yang terbuat dari ogam yang digunakan

secara komersial ada yang mempunyai lubang sehalus 1 m. Ayak yang lebih

halus dari 150 mesh jarang dipakai, karena untuk partikel yang sangat halus cara

pemisahan lain mungkin lebih ekonomis. Pemisahan partikel yang ukurannya

antara 4 mesh dan 48 mesh disebut”pengayakan halus” ( fine screening), sedang

untuk yang lebih halus lagi dinamakan “ultra halus” (ultra fine).

Ada berbagai macam ayak yang digunakan untuk berbagai tujuan

tertentu. Pada kebanyakan ayak, partikel jatuh melalui bukaan-bukaan dengan

gaya gravitasi; dalam beberapa rancang tertentu partikel itu didorong melalui ayak

itu dengan sikat atau dengan gaya sentrifugal. Partikel-partikel kasar jatuh dengan

mudah melalui bukaan besar di dalam permukaan stasioner, tetapi partikel-

partikel halus dikocok dengan sesuatu cara, dengan menggoncang, girasi (ayun-

lingkar), atau vibrasi (getaran) secara mekanik atau dengan listrik.

Jenis-Jenis Ayakan

Beberapa jenis ayakan yang sering digunakan antara lain :

1. Grizzly, jenis ayakan statis, dimana material yang akan diayak mengikuti

aliran pada posisi kemiringan tertentu.

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

digerakan pada frekuensi (1000-1700 Hz). Satuan kapasitas tinggi dengan

efisiensi pemisahan yang baik yang digunakan untuk range yang luas dari

ukuran partikel

3. Oscillating Screen, ayakan dinamis pada frekuensi 100-400 Hz dengan

waktu yang lebih lama, lebih linier dan tajam

4. Reciprocating Screen, ayakan dinamis dengan gerakan menggoyang,

pukulan yang panjang (20-200 Hz). Digunakan untuk pemindahan dengan

pemisahan ukuran.



5. Shifting Screen, ayakan dinamis dioperasikanb dengan gerakan memutar

dalam bidang permukaan ayakan. Gerakan actual dapat berupa putaran atau

gerakan 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 yang relative kasar, tetapi memiliki pemindahan yang

besar dengan vibrating screen.

Diameter Partikel

Diameter partikel dapat diukur dengan berbagai cara. Untuk partikel

berukuran besar (kuran dari 5 mm) dapat diukur langsung dengan mikrometer.

Untuk partikel yang sangat halus diukur dengan ayakan standar. Ukuran ayakan

dinyatakan dengan dua cara, yaitu dengan ukuran mesh (jumlah lubang dalam in2)

dan dengan ukuran aktual dari bukaan ayakan dengan ukuran partikel besar

(dalam mm atau inchi). Ada beberapa perbedaan standar dalam penggunaan

ukuran ayakan tetapi yang penting adalah memperoleh standar tertentu dalam

penentuan ukuran partikel yang kita kehendaki.

Menghitung Diameter Partikel Keseluruhan

Diameter partikel rata-rata (Dprata-rata) dirumuskan dengan persamaan :

dimana, Dprata-rata : diameter rata-rata

Σ X : fraksi massaDpm : diameter rata-rata antar ayakan

∑



BAB II

TUJUAN

Tujuan dari percobaan grinding and sizing ini antara lain :

1. Menentukan ukuran (diameter) partikel umpan (feed) yang berbentuk padatan

dan produk grinding dengan menggunakan analisis ayakan.

2. Menghitung energi kominusi yang dibutuhkan untuk mereduksi ukuran

diameter umpan (Dpawal) menjadi produk (Dpakhir).

3. Menghitung Dp rata-rata.

4. Menetukan efisiensi ayakan.



BAB III

HASIL PERCOBAAN

a. Tabel Dp terhadap % Kumulatif Lolos

Ukuran (mm) Dpawal (mm) Dpakhir (mm)% Kumulatif

Lolosawal

% Kumulatif

Lolosakhir

+2,00 0.387 0.340 - -

-2,00 / +1,44 0.229 0.201 80.627 82.987

-1,44 / +1,00 0.143 0.136 64.267 68.653

-1,00 / +0,200 0.062 0.072 49.965 55.014

-0,200 / +0,112 0.012 0.015 19.176 18.787

-0,112 / 0 - - 8.725 4.971

0

20

40

60

80

100

120

0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500

K u m u l a t i f L o l o s ( % )

Dp Awal (mm)

Kurva Dpawal vs % Kumulatif Lolos

0

20

40

60

80

100

120

0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400


Dp Akhir (mm)

Kurva Dpakhir vs % Kumulatif

Lolos



b. Energi Kominusi

( √

√ )

Jadi, energi kominusi yang diperlukan grinder untuk mengahancurkan

zeolit/pasir silika yaitu 3,164 kW.

c. Dp Rata-rata (Dprata-rata)

∑

( )

0

20

40

60

80

100

120

0 0.5 1 1.5 2 2.5

K

u m u l a t i f L o l o s ( % )

Ukuran (mm)

Kurva Ukuran vs % Kumulatif Lolos

Awal

Akhir



d. Efektivitas Ayakan (Ec)

Ukuran (mm)Efektivitas1

(%)

Efektivitas2

(%)

Efektivitas Total

(%)

+2,00 11.603 8.083 9.843

-2,00 / +1,44 9.209 6.568 7.888

-1,44 / +1,00 7.816 6.212 7.014

-1,00 / +0,200 29.755 46.076 37.915

-0,200 / +0,112 5.589 6.302 5.945

-0,112 4.711 2.617 3.664



BAB IV

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

Oleh : Syahdini Handiani (101411057)

Grinding adalah proses penghalusan suatu partikel kasar dan besar

menjadi partikel-partikel yang lebih halus. Prinsip kerja grinding yaitu

berdasarkan operasi pemecahan dan penghalusan. Pada proses grinding digunakan

mesin pemecah dan penggiling yang didalamnya terdapat operasi kompresi

(tekanan), pukulan dan gesekan. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses

grinding adalah :

1. Pemecah atau penggiling harus mempunyai kapasitas besar, memerlukan

masukkan daya yang kecil persatuan hasil dan menghasilkan hasil dengan

satu ukuran tertentu atau dengan distribusi ukuran tertentu sesuai dengan

yang dikehendaki.

2. Ukuran partikel, jika umpannya homogen, baik dalam hal bentuknya maupun

struktur kimia dan fisiknya, bentuk setiap satuan pada hasilnya mungkin

seragam pula, tetapi biasanya butir-butir dalam hasil tersebut sangat

beragambesar dan jumlahnya. Partikel-partikel didalam umpan harus

mempunyai ukuran yang semestinya jadi tidak boleh terlalu kasar dan tidak

terlalu besar karena apabila terlalu besar akan susah pecah di dalam

penggiling. Sebaliknya jika umpan tersebut mengandung terlalu banyak yang

halus, efektifitas mesin terutama pemecah dan penggiling sangat banyak yang

dirugikan.

3. Laju umpan dan laju buangan, umpan harus masuk dengan laju seragam

untuk mencegah penumpukan hasil gilingan dalam mesin giling, laju buangan

harus sama dengan laju umpan demikian pula laju buangan haruslah

sedemikian rupa sehingga bagian-bagian penggiling itu beroperasi paling

efektif pada bahan yang harus dipecahkan dan dihaluskan.

4. Waktu keluarnya hasil, jika partikel telah mencapai ukuran yang dikehendaki

harus segera dikeluarkan.



5. Bahan-bahan yang masuk kedalam mesin harus yang benar-benar bisa

dipecah, kalau tidak dapat merusak mesin penggiling.

6. Titik beku dan kalor, bahan-bahan yang dimasukkan kedalam mesin

penggiling harus yang mempunyai titik beku rendah dan peka kalor supaya

mesin dapat beroperasi dengan baik.

Sizing adalah proses pemisahan partikel sesuai dengan fraksi-fraksi yang

dikehendaki setelah mengalami proses grinding. Prinsip kerja sizing yaitu

berdasarkan perbedaan rapat ayak dimana ayakan dengan anyaman paling rapat

ditempatkan paling bawah, berdasarkan gaya sentrifugal yang mendorong partikel

dari ayak atas ke bawah, dan berdasarkan perbedaan ukuran partikel dimana

partikel dengan ukuran besar akan tertahan dan partikel kecil akan dilewatkan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses sizing antara lain :

1. Bentuk butir, padatan berupa butir tidak beraturan lebih mudah lolos jika

dibandingkan dengan bahan-bahan bentuk bola, jarum atau sisik, yang dapat

menyumbat atau menutup ayakan.

2. Kelembaban, jika bahan yang dimasukkan kedalam ayakan lembab atau lekat

akan menyebabkan penggumpalan bahan dan menutup lubang ayakan.

3. Lubang ayakan, semakin halus bahan yang diayak, semakin awal terdapatnya

kecenderungan penyumbatan ayakan.

4. Lamanya waktu pengayakan.

5. Gesekan dari masing-masing partikel yang menjadi gangguan.

6. Kemiringan arah tumbukan partikel pada permukaan ayakan.



KESIMPULAN

Kesimpulan dari percobaan ini antara lain :

1. Prinsip kerja grinding adalah berdasarkan pemecahan dan penghalusan

partikel yang besar menjadi partikel yang lebih kecil.

2. Prinsip kerja sizing adalah berdasarkan perbedaan rapat ayakan, berdasarkan

gaya sentrifugal dan berdasarkan perbedaan ukuran partikel.

3. Diameter partikel umpan (Dpawal) berdasarkan analisis ayakan yaitu 1,30 mm

atau sama dengan 1300 µm.

4. Diameter partikel umpan (Dpawal) berdasarkan analisis ayakan yaitu 1,38 mm

atau sama dengan 1380 µm.

5. Diameter partikel rata-rata (Dprata-rata) yaitu 1340 µm.

6. Efektivitas masing-masing ukuran ayakan yaitu,

Ukuran (mm)Efektivitas

(%)

+2,00 9.843

-2,00 / +1,44 7.888

-1,44 / +1,00 7.014

-1,00 / +0,200 37.915

-0,200 / +0,112 5.945

-0,112 3.664

7. Energi kominusi yang diperlukan untuk mereduksi umpan menjadi produk

yaitu 3,164 kW.



DAFTAR PUSTAKA

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.

Warren L., Mc Cabe, Julian C. Smith. Peter Harriott. 1990. Unit Operations of

Chemical Engineering. Fifth Edition. New York : Mc Graw Hill, Inc.

Warren L. , Mc Cabe, Julian C. Smith, dan Peter Harriot. 1990. Operasi Teknik

Kimia. Penerjemah : Ir. E. Jasafi, M.Sc. Jakarta : Erlangga



LAMPIRAN A

ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN

1. Zeolit/pasir silika 250 gram

2. Peralatan grinding 1 unit

3. Bola baja 10 buah

4. Gelas kimia 25 ml 5 buah

5. Spatula 1 buah



6. Lumpang dan alu 1 buah

7. Neraca analitik 1 buah

8. Ayakan getar 10-100 Hz 1 unit

Terdiri dari ayakan berukuran :

2,000 mm 1 buah

1,440 mm 1 buah

1,000 mm 1 buah

0,200 mm 1 buah

0,112 mm 1 buah



LAMPIRAN B

DATA PENGAMATAN

Massa zeolit awal = 250,006 gr

Work index (Wi) zeolit = 16,46 kWh/ton

a. Pengayakan 1

Massa zeolit = 243,33 gr

Waktu ayak = 10 menit

Getaran = 20 Hz

b. Pengayakan 2

Massa zeolit = 241,81 gr

Waktu ayak = 10 menit

Getaran = 40 Hz

c. Data Massa Awal dan Akhir

Ukuran (mm) Massa Awal (gr) Massa Akhir (gr)

+2,00 47,14 41,14

- 2,00 / + 1,44 39,81 34,66

- 1,44 / + 1,00 34,80 32,98

- 1,00 / + 0,200 74,92 87,60

- 0,200 / +0,112 25,43 33,41

- 0,112 21,23 12,02

Total 243,33 241,81



LAMPIRAN C

PENGOLAHAN DATA

a. Perhitungan Fraksi Massa (Xm)

Ukuran (mm) Massa Awal (gr) Xm Awal Massa Akhir (gr) Xm Akhir

+2,00 47,14 0.194 41,14 0.170

-2,00 / +1,44 39,81 0.164 34,66 0.143

-1,44 / +1,00 34,80 0.143 32,98 0.136

-1,00 / +0,200 74,92 0.308 87,60 0.362

-0,200 / +0,112 25,43 0.105 33,41 0.138

-0,112 21,23 0.087 12,02 0.050

Total 243.33 1 241.81 1

b. Perhitungan % Kumulatif Tertahan

Ukuran (mm)% Individu

Tertahanawal

% Kumulatif

Tertahanawal

% Individu

Tertahanakhir

% Kumulatif

Tertahanakhir

+2,00 19.373 19.373 17.013 17.013

-2,00 / +1,44 16.360 35.733 14.334 31.347

-1,44 / +1,00 14.302 50.035 13.639 44.986

-1,00 / +0,200 30.789 80.824 36.227 81.213

-0,200 / +0,112 10.451 91.275 13.817 95.029

0

20

40

60

80

100

0 0.5 1 1.5 2 2.5

K u m u l a t i f T e r t a h a n ( % )

Ukuran (mm)

Kurva Ukuran vs % Kumulatif

Tertahanawal



c. Perhitungan % Kumulatif Lolos

Ukuran (mm)% Individu

Lolosawal

% Kumulatif

Lolosawal

% Individu

Lolosakhir

% Kumulatif

Lolosakhir

+2,00 - - - -

-2,00 / +1,44 16.360 80.627 14.334 82.987

-1,44 / +1,00 14.302 64.267 13.639 68.653

-1,00 / +0,200 30.789 49.965 36.227 55.014

-0,200 / +0,112 10.451 19.176 13.817 18.787

-0,112 8.725 8.725 4.971 4.971

0

20

40

60

80

100

0 0.5 1 1.5 2 2.5

K u m u l a t i f T e r t a h a n ( % )

Ukuran (mm)


Tertahanakhir

0

20

40

60

80

100

120

0 0.5 1 1.5 2 2.5


Ukuran (mm)


Lolosawal



d. Perhitungan Dpawal dan Dpakhir

Ukuran (mm) Xm Awal Xm Akhir Dpawal (mm) Dpkhir (mm)

+2,00 0.194 0.170 0.387 0.340

-2,00 / +1,44 0.164 0.143 0.229 0.201

-1,44 / +1,00 0.143 0.136 0.143 0.136

-1,00 / +0,200 0.308 0.362 0.062 0.072

-0,200 / +0,112 0.105 0.138 0.012 0.015

0

20

40

60

80

100

120

0 0.5 1 1.5 2 2.5


Ukuran (mm)


Lolosakhir

0

20

40

60

80

100

120

0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500


Dp Awal (mm)

Kurva Dpawal vs % Kumulatif Lolos



e. Penentuan Dpawal dan Dpakhir

Dari kurva didapat : Dpawal = 1,30 mm = 1380 µm

Dpakhir = 1,38 mm = 1300 µm

0

20

40

60

80

100

120

0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400


Dp Akhir (mm)

Kurva Dpakhir vs % Kumulatif Lolos

0

20

40

60

80

100

120

0 0.5 1 1.5 2 2.5


Ukuran (mm)

Kurva Ukuran vs % Kumulatif Lolos

Awal

Akhir



f. Perhitungan Energi Kominusi

( √

√ )

g. Perhitungan Dp Rata-rata (Dpr)

( )

h. Perhitungan Efektivitas Ayakan

Pengayakan 1

Ukuran (mm)Xm Umpan

(XF)

Xm Produk

(XP)

Xm Aliran

Buang (XR)

Efektivitas1

(%)

+2,00 1.027 0.194 0.834 11.603

-2,00 / +1,44 1.027 0.164 0.864 9.209

-1,44 / +1,00 1.027 0.143 0.884 7.816

-1,00 / +0,200 1.027 0.308 0.720 29.755

-0,200 / +0,112 1.027 0.105 0.923 5.589

-0,112 1.027 0.087 0.940 4.711

[ ( ) ( )]

∑



Pengayakan 2

Ukuran (mm)Xm Umpan

(XF)

Xm Produk

(XP)

Xm Aliran

Buang (XR)

Efektivitas2

(%)

+2,00 1.034 0.831 0.203 8.083

-2,00 / +1,44 1.034 0.858 0.176 6.568

-1,44 / +1,00 1.034 0.864 0.169 6.212

-1,00 / +0,200 1.034 0.640 0.394 46.076

-0,200 / +0,112 1.034 0.863 0.171 6.302

-0,112 1.034 0.951 0.083 2.617

Total Efektivitas Ayakan (Ec)

Ukuran (mm)Efektivitas1

(%)

Efektivitas2

(%)

Efektivitas Total

(%)

+2,00 11.603 8.083 9.843

-2,00 / +1,44 9.209 6.568 7.888

-1,44 / +1,00 7.816 6.212 7.014

-1,00 / +0,200 29.755 46.076 37.915

-0,200 / +0,112 5.589 6.302 5.945

-0,112 4.711 2.617 3.664

laporan grinding and sizing

Documents