laporan sizing

LABORATORIUM PERLAKUAN MEKANIKSEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2013-2014

MODUL : Sizing

PEMBIMBING : Ir. Gatot Subiyanto

Oleh :

Kelompok : 6 (Enam)

Nama : 1. Naura Agustina ,121424021

2. Nurul Fathatun ,121424023

3. Pria Gita Maulana ,121424024

Kelas : 2A

PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2014

Praktikum : 18 Maret 2014

Penyerahan : 25 Maret 2014

(Laporan)

I. TUJUAN PRAKTIKUM

a. Memisahkan ukuran partikel padat dengan proses pengayakan

b. Menyajikan hasil analisa ayak

c. Menentukan ukuran partikel padat

d. Menghitung efisiensi setiap ayakan

II. DASAR TEORI

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.

Faktor-faktor yang mempengaruhi karakteristik “grinding” suatu bahan

adalah kombinasi air, kecenderungan kehigroskopisan terhadap flokulat dan

aglomerat, kemudahan bahan untuk terbakar (combustibility) dan sensitivitas

terhadap perubahan temperatur.

Tujuan grinding dan sizing yaitu memperoleh produk yang mempunyai

spesifikasi ukuran maksimum dan minimum. Selain itu pula untuk memperoleh

bahan yang mempunyai permukaan yang spesifik.

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

Beberapa jenis ayakan yang sering digunakan antara lain :

1. Grizzly, merupakan jenis ayakan statis dimana material yang akan

diayak mengikuti aliran pada posisi kemiringan tertentu

2. Vibrating screen, ayakan dinamis dengan permukaan horizontal dan

miring digerakkan pada frekuensi 1000 sampai 7000 Hz. Satuan

kapasitas tinggi dengan efisiensi pemisahan yang baik, yang digunakan

untuk range yang luas dari ukuran partikel

3. Oscillating screen, ayakan dinamis pada ffrekuensi yang lebih rendah

dari vibrating screen (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 dioperasikan dengan gerakan memutar

dalam bidang permukaan ayakan. Gerakan aktual 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 yang relatif kasar, tetapi memiliki pemindahan

yang besar dibandingkan vibrating screen

Diameter partikel

Diameter partikel dapat diukur dengan berbagai cara. Untuk partikel

berukuran lebih besar dari 5 mm dapat diukur secara langsung dengan

menggunakan micrometer. Untuk partikel yang sangat halus diukur dengan

menggunakan ukuran ayakan standar. Ukuran ayakan dinyatakan dalam dua

cara, dengan angka ukuran mesh (jumlah lubang dalam in2) dan dengan

ukuran aktual dari bukaan ayakan dengan ukuran partikel besar (dalam mm

atau inchi).

Tabel ayakan Tyler

Mesh Number in mm

3 0,263 6,680

4 0,185 4,699

6 0,131 3,327

8 0,093 2,362

10 0,065 1,651

14 0,046 1,168

20 0,0328 0,833

28 0,023 0,589

35 0,0164 0,417

48 0,0116 0,295

65 0,0082 0,208

100 0,0058 0,147

150 0,0041 0,104

200 0,0029 0,074

270 0,0021 0,053

400 0,0015 0,038

Tabel diameter partikel rata-rata berdasarkan ayakan Tyler

Ukuran ayakan (mesh) Diameter partikel, Dp (in)

10/14 0,0555

14/20 0,0394

20/28 0,0280

28/35 0,0198

35/48 0,0140

48/65 0,0099

65/100 0,0070

100/150 0,0050

150/200 0,0035

III. ALAT DAN BAHAN

a. Alat

Kuas

Timbangan

Stop watch

Wadah material

Grinding/ ball mill

b. Bahan

Pasir

Zeolit

Batu kapur

IV. LANGKAH KERJA

a. Kumulatif

b. Masing-masing

Susun peralatan ayakan

Disusun secara seri dari ukuran lubang

terbesar hingga terkecil

Timbang material pasir

Masukkan pasir ke dalam ayakan paling

atas

Opeaskan selama 30 menitMatikan

Ambil material pasir di masing-masing ayakan dan di pan

Timbang masing-masing Buat analisa

V. DATA PENGAMATAN

1. Tabel Analisa Ayak Dalam Ukuran mm

Ukuran (mm)

Berat (gr)

2 6.05−2 + 1.6 120−1.6 + 1 500−1 + 0.2 420

−0.2 + 0.112 7.13−0.112 7.22

1060.4

2. Tabel Menentukan Efisiensi Ayak

Ukuran Lubang

Ayakan (mm)

Berat Tertahan (gram)

Berat Lolos (gram)

2 310 7501.6 390 670

1 690 3700.2 1050 10

0.112 1050 8.56VI. PENGOLAHAN DATA

Pasang salah satu ayakan (mulai dari ayakan dengan ukuran lubang paling besar)

Masukkan material pasir ke dalam ayakan

Hidupkan selama 5 menit

Timbang material pasir yang lolos

Ulangi untuk ukuran lubang ayakan yang lain

1. Tabel Analisa Ayak Untuk Pengayakan 30 Menit

Ukuran (mm)Berat (gr)

% Berat% Lolos Individu

% Lolos Kumulatif

% Tertahan Individu

% Tertahan Kumulatif

+2 6.05 0.57 − − 0.57 0.57−2 + 1.6 120 11.32 11.32 99.43 11.32 11.89−1.6 + 1 500 47.15 47.15 88.11 47.15 59.04−1 + 0.2 420 39.61 39.61 40.96 39.61 98.65

−0.2 + 0.112 7.13 0.67 0.67 1.35 0.67 99.32−0.112 7.22 0.68 0.68 0.68 − −

1060.4 100.00

a) Perhitungan % Berat yang Lolos Ayakan

% Berat = Berat yang Lolos

Berat Total x 100%

Ukuran Ayakan +2 mm

Y1 = M 1M

x 100%

= 6,05 gr

1060,4 gr x 100%

= 0,57%

Ukuran Ayakan -2 + 1,6 mm

Y2 = M 2M

x 100%

= 120gr

1060,4 gr x 100%

= 11,32%

Ukuran Ayakan -1,6 + 1 mm

Y3 = M 3M

x 100%

= 500gr

1060,4 gr x 100%

= 47,15%


Y4 = M 3M

x 100%

= 420 gr

1060,4 gr x 100%

= 39,61%

Ukuran Ayakan -0,2 + 0,112 mm

Y5 = M 3M

x 100%

= 7,13gr

1060,4 gr x 100%

= 0,67%

Ukuran Ayakan -0,112 mm

Y6 = M 3M

x 100%

= 7,22gr

1060,4 gr x 100

= 0,68%

b) Perhitungan % Lolos Kumulatif


Y2 + Y3 + Y4 + Y5 + Y6 = 11,32% + 47,15% + 39,61% + 0,67% + 0,68%

= 99,43%


Y3 + Y4 + Y5 + Y6 = 47,15% + 39,61% + 0,67% + 0,68%

= 88,11%


Y4 + Y5 + Y6 = 39,61% + 0,67% + 0,68%

= 40,96%


Y5 + Y6 = 0,67% + 0,68%

= 1,35%

Ukuran Ayakan -0,112 mm

Y6 = 0,68%

c) Perhitungan % Tertahan Kumulatif

Ukuran Ayakan +2 mm

Y1 = 0,57%


Y1 + Y2 = 0,57% + 11,32%

= 11,89%


Y1 + Y2 + Y3 = 0,57% + 11,32% + 47,15%

= 59,04%


Y1 + Y2 + Y3 + Y4 = 0,57% + 11,32% + 47,15% + 39,61%

= 98,65%


Y1 + Y2 + Y3 + Y4 + Y5 = 0,57% + 11,32% + 47,15% + 39,61% + 0,67%

= 99,32%

0 0.5 1 1.5 2 2.50.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

f(x) = 55.4961413072115 x − 8.41190261892204R² = 0.986524059347371

Ukuran vs Lolos Kumulatif

Ukuran vs Lolos KumulatifLinear (Ukuran vs Lolos Kumulatif)

Ukuran (mm)

% Lo

los K

umul

atif

Jarak ukuran terdekat kiri ke panah = |a| = 1 cm

Jarak ukuran terdekat kiri ke ukuran terdekat kanan = |b| = 1,1 cm

Persamaan ¿ukurankiri+|a||b|

(deltaukuran kanandan ukurankiri)

Jadi,

Ukuran pada 80 % lolos kumulatif =1+ 11,1

(0,5 ) ¿1,45 mm

0 0.5 1 1.5 2 2.50.00

20.00

40.00

60.00

80.00

100.00

120.00

f(x) = − 55.4961413072115 x + 108.411902618922R² = 0.98652405934737

Ukuran vs Tertahan Kumulatif

Ukuran vs Tertahan KumulatifLinear (Ukuran vs Tertahan Kumu-latif)

Ukuran (mm)

% T

erta

han

Kum

ulati

f

2. Tabel Analisa Ayak Untuk Pengayakan 5 Menit

Ukuran Lubang

Ayakan (mm)

Berat Tertahan (gram)

Berat Lolos (gram)

Persen Lolos (%)Efisiensi Ayakan

(%)

2 310 750 70.75 71,131.6 390 670 63.21 71,711 690 370 34.91 85,18

0.2 1050 10 0.94 69,690.112 1050 6.56 0.62 90,86

Perhitungan Efisiensi Ayakan

Efisiensi Ayakan = Undersize yangbenar−benar lolos

Fraksi undersize yangseharusnya lolos x 100%

Ukuran Lubang Ayakan 2 mm

Efisiensi Ayakan = m1

M 2+M 3+M 4+M 5+M 6 x 100%

= 750 gr

1054,35 gr x 100%

= 71,13%

Ukuran Lubang Ayakan 1,6 mm

Efisiensi Ayakan = m 2

M 3+M 4+M 5+M 6 x 100%

= 670gr

934,35 gr x 100%

= 71,71%

Ukuran Lubang Ayakan 1 mm

Efisiensi Ayakan = m3

M 4+M 5+M 6 x 100%

= 370gr

434,35 gr x 100%

= 85,18%


Efisiensi Ayakan = m 4

M 5+M 6 x 100%

= 10 gr

14,35 gr x 100%

= 69,69%


Efisiensi Ayakan = m5M 6

x 100%

= 6,56 gr7,22 gr

x 100%

= 90,86%

VII. PEMBAHASAN

a. Pembahasan oleh Naura Agustina (121424021)

Sizing merupakan sebuah proses pemisahan partikel berdasarkan

perbedaan ukuran. Salah satu proses pemisahan ini dilakukan dengan

pengayakan (screening).

Percobaan sizing pada praktikum kali ini bertujuan untuk

memisahakan partikel padat berupa pasir berdasarkan ukurannya. Ayakan

yang digunakan ada 5 buah dengan ukuran ayakan yang berbeda-beda.

Pertama-tama, 5 buah ayakan tersebut disusun secara seri mulai dari ukuran

terbesar pada posisi paling atas dan ukuran terkecil di posisi paling bawah

diatas pan. Alat ayak tersebut kemudian dioperasikan selama 30 menit. Setelah

proses tersebut, pada setiap ukuran ayakan, terdapat ukuran partikel pasir yang

berbeda-beda. Pasir di setiap ayakan kemudian di timbang beratnya.

Dari setiap berat yang terukur, didapatkan nilai persen berat, persen

lolos individu dan kumulatif, serta persen tertahan individu dan kumulatif.

Ukuran (mm)Berat (gr)

% Berat% Lolos Individu

% Lolos Kumulatif

% Tertahan Individu

% Tertahan Kumulatif

+2 6.05 0.57 − − 0.57 0.57−2 + 1.6 120 11.32 11.32 99.43 11.32 11.89−1.6 + 1 500 47.15 47.15 88.11 47.15 59.04−1 + 0.2 420 39.61 39.61 40.96 39.61 98.65

−0.2 + 0.112 7.13 0.67 0.67 1.35 0.67 99.32−0.112 7.22 0.68 0.68 0.68 − −

1060.4 100.00

Dari data-data tersebut dibuatlah grafik hubungan ukuran terhadap

persen lolos kumulatif dan ukuran terhadap persen tertahan kumulatif.

Pada grafik hubungan ukuran terhadap persen lolos kumulatif, dapat

ditentukan ukuran ayakan pada 80% lolos kumulatif. Pada percobaan ini,

ukuran ayakan pada 80% lolos kumulatif adalah 1,45 mm.

Percobaan kedua dilakukan dengan cara mengayak pasir pada masing-

masing ukuran ayakan secara bergantian (tidak disusun secara seri). Kami

memulai pengayakan dari ukuran ayakan paling besar. Setiap pengayakan

dilakukan dalam waktu 5 menit, sehingga waktu total yang dibutuhkan untuk

melakukan pengayakan bagi kelima ukuran ayakan adalah 25 menit.

Setiap selesai melakukan pengayakan pada masing-masing ukuran

ayak, pasir yang tertahan dan pasir yang lolos ditimbang beratnya. Dari

percobaan kedua diperoleh data-data berupa berat lolos dan berat tertahan

pada setiap ukuran ayakan.

Hubungan antara percobaan pertama dan percobaan kedua adalah

didapatkannya perolehan efisiensi ayakan. Efisiensi ayakan dapat diperoleh

dengan persamaan:

Efisiensi Ayakan = Undersize yangbenar−benar lolos

Undersize yang seharusnyalolos x 100%

Undersize yang benar-benar lolos adalah undersize (berat lolos) yang

diperoleh pada percobaan kedua sedangkan undersize yang seharusnya lolos

adalah jumlah berat lolos kumulatif di setiap ayakan yang berada di bawah

ayakan tersebut pada percobaan pertama. Jika pada percobaan ini kita hendak

menghitung efisiensi ayakan ukuran 2 mm, maka undersize yang benar-benar

lolos adalah berat lolos yang diperoleh ketika dilakukan pengayakan pada

ayakan ukuran 2 mm di percobaan kedua. Sedangkan undersize yang

seharusnya lolos adalah jumlah berat lolos dari setiap ayakan yang berada di

bawah ayakan ukuran 2 mm pada percobaan pertama (yakni jumlah berat pada

ukuran ayakan 1,6; 1; 0,2; dan 0,112) dan begitupun seterusnya.

Setelah dilakukan perhitungan efisiensi pada setiap ayakan, diperoleh

nilai efisiensi ayakan 2 mm yaitu 71,13%, efisiensi ayakan 1,6 mm; 1 mm; 0,2

mm; dan 0,112 mm berturut-turut adalah 71,71%; 85,18%; 69,69%; dan

90,86%.

b. Pembahasan oleh Nurul Fathatun (121424023)

Praktikum kali ini adalah Pemisahan Berdasarkan Ukuran (Sizing),

tujuan dari praktikum ini adalah memisahkan ukuran partikel padat dengan

proses pengayakan, menyajikan hasil analisa ayak, menentukan ukuran 80%

lolos kumulatif partikel padat (dalam hal ini pasir), serta menghitung efisiensi

tiap ayakan.

Pengayakan atau penyaringan adalah proses pemisahan secara mekanik

berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Pengayakan (screening) dipakai dalam

skala industri, sedangkan penyaringan (sieving) dipakai untuk skala

laboratorium. Partikel yang ukurannya lebih besar dari ukuran lubang-lubang

ayakan disebut (oversize) akan tertahan diatas ayakan, sedangkan partikel

yang ukurannya lebih kecil dari ukuran lubang-lubang ayakan (undersize) akan

lolos melewati lubang-lubang ayakan. Faktor-faktor yang mempengaruhi

proses sizing adalah jenis ayakan, cara pengayakan, kecepatan pengayakan,

ukuran ayakan, waktu pengayakan, dan sifat bahan yang diayak.

Pada praktikum ini bahan yang digunakan adalah pasir dengan

mengguanakan alat sieve shaker yang merupakan alat penyaringan dalam skala

laboratirium. Ukuran lubang ayakan yang digunakan adalah 2,000 mm; 1,600

mm; 1,000 mm; 0,200 mm; dan 0,112 mm dengan kecepatan ayakan 40 Hz

selama 30 menit.

Waktu pengayakan sangat berpengaruh pada hasil pengayakan, karena

semakin lama waktu pengayakan maka jumlah partikel yang lolos (undersize)

akan semakin banyak dan efisiensinya pun akan semakin besar. Efisiensi

ayakan untuk ukuran lubang ayakan 2,000 mm; 1,600 mm; 1,000 mm; 0,200

mm; dan 0,112 mm berturut-turut adalah 71,13; 71,71; 85,18; 69,69; dan 90,86.

Dari hasil praktikum dapat diketahui bahwa semakin kecil lubang ayakan

maka partikel yang lolos akan semakin sedikit, ini disebabkan karena semakin

kecil lubang ayakan maka partikel yang lolos akan semakin halus. Dan ukuran

partikel untuk 80% lolos kumulatif yang diperoleh dari grafik analisa ayak

ukuran vs lolos kumulatif adalah 1,45 mm, ini menunjukkan bahwa ukuran

rata-rata partikel pasir yang diayak adalah 1,45 mm.

c. Pembahasan oleh Pria Gita Maulana (121424024)

Pada praktikum perlakuan mekanik ini dilakukan proses pemisahan

padatan dengan metode perbedaan ukuran (sizing). Sizing merupakan proses

pemisahan campuran padatan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran

partikel. Tujuan dari praktikum pemisahan berdasarkan ukuran (sizing) ini

adalah untuk memisahkan ukuran partikel padat dengan proses pengayakan,

menyajikan hasil analisa ayak, menetukan ukuran 80% lolos kumulatif partikel

padat, dan menghitung efisiensi tiap ayakan.

Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi proses sizing adalah jenis

ayakan, cara pengayakan, kecepatan pengayakan, ukuran ayakan, waktu

pengayakan, dan sifat bahan yang diayak. Hal lain yang dapat mempengaruhi

proses pengayakan adalah bentuk lubang ayakan (bulat, segi empat, kubus,

balok, dan lonjong), celah dan interval ayakan (mesh), ukuran partikel, dan

kapasitas (efektifitas) dari ayakan.

Prinsip kerja dari proses pengayakan adalah zat padat dijatuhkan ke

permukakaan pengayak. Partikel yang mempunyai ukuran yang lebih kecil

daripada ukuran lubang ayakan (undersize) akan lolos melewati lubang

ayakan,. Sementara itu partikel yang mempunyai ukuran yang lebih besar

daripada ukuran lubang ayakan (oversize) akan tertahan oleh lubang ayakan.

Jenis alat pengayakan yang digunakan pada praktikum ini adalah sieve shaker.

Sieve shaker merupakan salah satu jenis mesin pengayak vibrasi yang

memanfaatkan gaya getar atau vibrasi untuk memisahkan partikel berdasarkan

ukurannya. Alat ini tersusun atas beberapa sieve pengayak yang disusun

secara seri dari atas ke bawah. Semakin ke bawah ukuran lubang ayakan dari

sieve shaker ini semakin kecil.

Dari data percobaan praktikum ini dapat diketahui bahwa semakin

kecil lubang ayakan maka semakin sedikit partikel padat yang dapat lolos dari

lubang ayakan tersebut. Hal ini dapat dibuktikan dari nilai % lolos kumulatif

yang didapatkan dari praktikum ini semakin kecil ketika melewati ukuran

lubang ayakan yang lebih kecil. Dari percobaan ini juga dapat diketahui

ukuran 80% lolos kumulatif dari partikel yang diayak adalah 1,45 mm. Ukuran

80% lolos kumulatif tersebut dapat juga menunjukan ukuran diameter rata-rata

partikel tersebut. Hal ini dapat dibuktikan dari data percobaan dengan melihat

nilai % lolos individu yang paling besar terdapat pada ukuran lubang ayakan

−1.6 + 1 mm dan −1 + 0.2 mm.

Sementara itu, dari percobaan ini juga dapat diketahui nilai efisiensi

ayakan dari setiap ukuran lubang ayakan yang digunakan. Nilai efisiensi

ayakan yang terbesar terdapat pada ukuran lubang ayakan 0,112 mm yaitu

sebesar 90,86%.

VIII. SIMPULAN

Sizing merupakan proses pemisahan berdasarkan ukuran. Salah satu proses

sizing adalah pengayakan. Pada percobaan kali ini dilakukan pengayakan pasir

untuk memisahkannya berdasarkan ukuran partikel. Percobaan kali ini terdiri dari

dua kali percobaan. Percobaan pertama dilakukan untuk mengetahui hubungan

ukuran terhadap persen lolos kumulatif dan hubungan ukuran terhadap persen

tertahan kumulatif. Dari hubungan ukuran terhadap persen lolos kumulatif

didapatkan ukuran pada 80% lolos kumulatif yaitu 0,85 mm.

Percobaan kedua dilakukan untuk mendapatkan efisiensi setiap ayakan.

Efisiensi ayakan pada ukuran 2 mm; 1,6 mm; 1 mm; 0,2 mm; dan 0,112 mm

berturut-turut adalah 71,13%; 71,71%; 85,18%; 69,69%; dan 90,86%.

IX. DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet Praktikum Perlakuan Mekanik Sizing (Screening). Jurusan Teknik

Kimia. Politeknik Negeri Bandung.

laporan sizing

Documents