Nama : Qifni Yasa’ Ash Shiddiqi

NRP : 2313201016

Judul Jurnal : The Effect of Fine Particles on Slurry Transport Processes

Penulis : Y.S. Fangary, A.S. Abdel Ghani, S.M. El Haggar and R.A. Williams

1. Latar Belakang

Penggunaan perpipaan pada transport slurry secara luas digunakan pada

industri Pertambangan, industri kimia, industri makanan, industri perairan dan industri

lain. Desain perpipaan dan sistem perpompaan sering didasarkan pada konsentrasi

solid dan penentuan distribusi ukuran tapi terkadang tanpa secara mendetail

membahas kemungkinan pevariasian distribusi ukuran.

Penggunaan dense phase medium untuk mengangkut slurry telah didiskusikan

oleh Charles & Charles, menggunakan partikel pasir yang tersuspensi didalam

campuran air-tanah liat dengan kandungan 30%-50% berat tanah liat, dari penelitian

tersebut dihasilkan penggurangan kebutuhan power untuk mengangkut slurry sebesar

6%. Namun, di penelitian yang lain didapatkan hasil sebaliknya, pasir yang

tersuspensi didalam 40% tanah liat china menaikkan head lossnya.

Beberapa studi teoritis digunakan untuk membandingkan distribusi ukuran

pasir dan batubara yang sebenarnya dengan distribusi ukuran teoritis agar didapatkan

kondisi pengangkutan slurry yang optimum. Pada studi lain juga diteliti keberadaan

partikel halus pada proses pengangkutan slurry.

Terdapat dua argumen yang sering digunakan untuk penyesuaian distribusi

ukuran partikel pada praktek industri, pertama, biaya yang dibutuhkan untuk

mendapatkan distribusi partikel halus pada media yang diinginkan dibandingkan

dengan penghematan kebutuhan power dalam transport slurry. Kedua, penggunaan

partikel halus mungkin membutuhkan alat pembantu tambahan serta munculnya

kerumitan dalam memisahkan partikel halus dengan fluida pembawa.

2. Pengukuran Hidrolis

a. Test Rig

Test rig (gambar 1) yang digunakan untuk percobaan terdiri atas tangki

berpengaduk dimana partikel padat dicampur dengan fluida pembawa dan diaduk

sehingga keluar melalui nozzle (gambar 2). Digunakan 3 diameter pipa berbeda

untuk mengukur pressure drop slurry (1’’,1.5’’ dan 2’’). Konsentrasi padatan

dalam conveyor diukur menggunakan weigh tank technique dan counter flow loop

pada gambar 1,

Gam

Gambar 1. Diagram skema dari percobaan test rig

Gambar 2. Diagram Alir dari mixing circuit dan penyusunan nozzle dalam tangki

berpengaduk

b. Prosedur percobaan

Mengontrol laju alir dari pompa dengan membuka penuh valve pada gambar 1,

kemudian dry powder dimasukkan ke dalam tangki berpengaduk, kemudian

dicampur dengan surry dan disirkulasi selama 2 menit hingga tercapai kondisi

steady state, kemudian mencatat presurre drop pada tiap section, aliran kemudian

dialirkan dari tangki berpengaduk ke measuring tank untuk mengukur besaran laju

alir dan konsentrasi volumetrik padatan, setelah didapatkan sampel selanjutkan

mengubah bukaan valve pada flow control untuk didapatkan data lainnya.

c. Karakteristik Bahan

Fosfat yang digunakan didapatkan dari Sebbaeia, Mesir. Pengukuran dilakukan

pada empat distrikusi ukuran partikel A,B,C dan D sesuai gambar 3.

Gambar 3. (a) distribusi ukuran partikel powder kumulatif dan (b)

corresponding frequency distribution

Digunakan korelasi Rosin Rammler untuk menyesuaikan distribusi ukuran dan

mengetahui luasan dari distribusi ukuran.

Dimana Ps adalah fraksi powder, d/d0 adalah rasio antara diameter powder

terhadap ukuran sieve.

3. Hasil

a. Pengangkutan partikel halus dan kasar pada konsentrasi tetap

Gambar 4 menunjukkan hasil pada pipa dengan diameter 1’’, diluar dugaan

pressure drop pada aliran slurry partikel kasar lebih kecil daripada aliran slurry

partikel halus. Sedangkan pada diameter pipa 1.5’’ dan 2’’ terjadi sebaliknya.

Gambar 4. Perbandingan head loss pada partikel halus dan partikel kasar

b. Efek pemvariasian rasio partikel halus dan kasar terhadap pressure drop

Pada pipa dengan diameter 1’’ dan 1.5’’, jumlah partikel halus yang lebih banyak

menghasilkan pressure drop lebih rendah, tetapi pada pipa dengan diameter 2’’

terjadi sebaliknya. Untuk data eksperimen diametr 1.5’’ dan 2’’ digunakan

persamaan :

Z dan m adalah konstanta dengan nilai masing-masing 96 dan 1.18.

α dan β memiliki nilai 0.033 dan 0.104.

Mencari besar densitas dan viskositas yang dipengaruhi ukuran partikel dengan

persamaaan:

4. Diskusi

Partikel padat dalam sebuah suspensi berdampak pada struktur turbulen alami

dari fluida yang berhubungan dengan karakteristik hidrolik (secara makroskopis).

Aliran pada pipa berdiameter 1’’ termasuk dalam aliran pseudo-homogenous, perlu

dipahami bahwa lama kelamaan pada pipa ini besarnya turbulensi akan berkurang.

berkurangnya turbulensi ini akan mengurangi pengaruh partikel pada fluida.

Berkurangnya turbulensi ini disebabkan karena partikel kasar memiliki ukuran yang

jauh lebih besar dari partikel halus sehingga mempengaruhi kemampuan memperkecil

turbulensi pusaran, dengan kata lain sulit untuk mengurangi pressure drop. Hal

berbeda terjadi ketika ditambahkan partikel halus pada sebuah solid powder, dari

percobaan jeas terlihat bahwa meningkatnya jumlah partikel halus berpengaruh pada

naiknya densitas dan viskositas fluida pembawa.

Pada jurnal ini ditawarkan pula sebuah hubungan yang didasarkan pada two-layer

model, hubungannya sebagai berikut :

5. Kesimpulan

Pada kecepatan yang tinggi, pressure loss pada partikel halus lebih besar daripada

partikel kasar. Pencampuran antara partikel halus dan kasar pada konsentrasi total

padatan yang sama menyebabkan slurry memiliki nilai hidrolik yang lebih mendekati

partikel kasar baik pada konsentrasi volumetrik tinggi maupun rendah dibandingkan

campuran.

Selain itu pada jurnal ini juga ditunjukkan bahwa variasi presentase partikel halus

di dalam powder yang diangkut melalui pipa menyebabkan penurunan pressure loss

asalkan persentase partikel halus yang dipilih benar.

REVIEW JURNAL

PARTIKEL TEKNOLOGI

“THE EFFECT OF FINE PARTICLES ON

SLURRY TRANSPORT PROCESSES”

Oleh :

Qifni Yasa’ Ash Shiddiqi

2313201016

DOSEN PENGAMPU

Prof. Dr. Ir. Heru Setyawan, M.Eng.

Dr. Widiyastuti, ST. MT.

PROGRAM MAGISTER

BIDANG KEAHLIAN TEKNOLOGI PROSES

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2015