ALAT INDUSTRI KIMIA I

BAGIAN II-A

HANDLING OF SOLID :

1. SIFAT ZAT PADAT2. TRANSPORTASI PADATAN3. SIZE REDUCTION4. AYAKAN/SCREENING5. PEMISAHAN ZAT PADAT (GAS-SOLID, LIQUID-SOLID, SOLID-SOLID)6. PENGUMPANAN ZAT PADAT (FEEDER)7. PENYIMPANAN ZAT PADAT

1. SIFAT ZAT PADAT

Wujud / Bentuk Zat Padat= besar/kecil= bulat (beraturan/acak)= lembaran panjang/pendek= bubuk/talk/powder= permukaan kasar/halus (berpori/tidak)= berkilap atau tidak= kohesif dan non kohesif (mudah/tidak mengalir)

Sifat yang mempengaruhi perlakuan terhadap zat padata. Temperaturb. Abrasiveness (ketajaman akibat gesekan)c. Fragile (kerapuhan)d. Explosiveness (Sifat mudah menguap) – Flammabilitye. Plastic (sifat plastis)f. Sticky (lengket)

1

Penting diketahui untuk pengoperasian/proses dan penanganan zat padat pada tahap pra dan pasca proses.

1. Densitas ()Massa per satuan volume (kg/liter)

a. Bulk Density : densitas curah ie : total massa per satuan volume tempat zat tersebut berada

b. Apparent Density (Densitas Partikel)Densitas zat padat yang berpori,dengan mengabaikan volume porinya. (di uji dengan piknometer)

c. True DensityMerupakan densitas zat padat termasuk volume pori yg terkandung didalamnya.

2. Specific Gravity (dimensionless)Adalah rasio densitas zat terhadap zat tertentu (zat acuan/referansi, umumnya air pada 4 C.

3. Hardness (kekerasan)- Skala MohsYaitu ukuran ketahanan material padat terhadap goresan/guratan. Tabel Skala Mohs (lihat Syarifuddin, p. 144). Dari formasi Talk, Gipsum, dst hingga Intan (diamond)

4. Brittleness / Friability (Kerapuhan)Yaitu tingkat kemudahan (kerentanan) material padat untuk pecah akibat adanya pukulan/benturan/tumbukan material lain. Sifat ini berpengaruh pada pemilihan metode size reduction, bentuk / struktur setelah perlakuan. Contoh : PbS (kubus), Magnetit (butir)dll

5. Toughness (Sifat Liat/Kenyal)Ketahanan terhadap pukulan/benturan. Contoh logam dan alloy.

6. Friction (gesekan)Ketahanan suatu material terhadap gesekan apabila dua material disentuhkan.

7. Angle of Repose (sudut curam alami)Yaitu sudut terbesar dari tumpukan material padat sesaat sebelum terjadinya pergeseran atau keruntuhan. Penting dalam teknik storasi dan pengangkutan dengan belt conveyor.

Sifat Massa Zat Padat1. Tekanan tidak sama ke segala arah, bernilai minimum pada arah tegak

lurus pada tekanan yang diberikan2. Tegangan geser yang diperlakukan pada permukaan ditransmisikan

pada seluruh massa partikel, kecuali bila terjadi kegagalan.3. Densitas massa tergantung pada tingkat pemampatan butir-butir yang

bersangkutan

2. TRANSPORTASI PADATAN

2

Bentuk Padatan= besar/kecil= bulat (beraturan/acak)= lembaran panjang/pendek= bubuk/talk/powder

Alat transportasi padatan dibedakan berdasarkan beberapa klasifikasi dan pertimbangan antara lain :a. Berdasarkan pelaku pengoperasian

b. Berdasarkan metode pengoperasian

c. berdasarkan jarak yang ditempuh

d. berdasarkan frekuensi pengoperasian

e. Berdasarkan durasi pemakaian (waktu yg dibutuhkan)

PERALATAN TRANSPORTASI SOLID

No Tipe/Nama Fungsi Karakteristik

3

manual/tenaga manusia Mesin

menggaruk Mengangkat/memikul

dekat medium/jauh

Satu jalan/batch Kontinyu/Repetitif

Instalasi sementara Instalasi Permanen/Conveyor

Peralatan/GambarKatagori Scrappers1 Screw Conveyor Untuk pengoperasian

umum Lebih Ekonomis. Mudah Pemeliharaan. Memungkinkan terjadinya

pencampuran material. Memiliki tiang baja spiral

(helix) berputar

2 Flight Conveyor untuk membawa material halus yang tidak abrasif, seperti biji-bijian, buangan kayu, sampah batubara atau material lengket

3 Drag Conveyor untuk membawa material halus, seperti serbuk, serpihan kayu, abu, kapur, klinker, dll.

Kedalaman material yang dibawa tergantung sifat material

4 Redler En Masse Coneyor

Untuk material yang kering, spt pasir, kapur, gula, batubara halus

Modifikasi dari flight conveyor Material digerakkan oleh

skeleton flight

Kategori CarriersNo Tipe/Nama

Peralatan/GambarFungsi Karakteristik

1 Belt Conveyor Untuk mengangkut material pada jarak jauh dan cenderung ringan, datar maupun dengan kemiringan.

Terdiri dari sabuk tak berujung, driven & undrive puley, pulley

Dapat berjalan pda kecepatan 5,08 mtr/detik sd 5000 ton/jam

Biaya awal tinggi Terdiri dari 5-6 komponen

dengan konsumsi tenaga banyak

2 Apron Conveyor untuk mengangkut material pada jarak pendek dan biasanya untuk material yang berat.

Terdiri dari dua rantai pengikat batang kayu/plat baja + roller

Susunan plat baja over lap

Kecepatan dibawah Belt Conv (karena berat)

3 Bucket Conveyor Untuk mengangkut material padat yang panas dan sulit di angkut dengan apron conveyor, dibawa secara horizontal

Modifikasi Apron Conveyor

Terdiri dari Pan-seperi mangkok

Memiliki sprocket pemutar

4 Bucket Elevator Untuk mengangkut material padat yang panas, dibawa secara vertical,

dioperasikan terbuka atau tertutup

Modifikasi Apron Conveyor

Dibedakan atas jenis / sifat material yg diangkut menjadi beberapa varian spt Spaced Bucket Centrifugal Discharge Elevator, Continuous Bucket Elector, dll

4

5 Zipper Conveyor Untuk membawa bongkahan material dengan diameter < 1,5 inch

Dengan sabuk (flan belt) Dimasukkan dalam close

tube Memili sayap fkesibel

yangmenutup/menjepit ruang material

6 Vibrating Conveyor Untuk mengangkut material padat yang berupa potongan kering atau butiran halus yang tidak diharapkan berkontak dengan udara (tertutup)

Material ditempatkan dalam bak tertutup

Tdpt penunjang pegas getar horizontal

Ada aksi pelemparab Material bergerak

setapak/perlan denan loncatan pendek

7 Continuous Flow Conveyor

Untuk mengangkut material padat berbentuk bubuk, utiran atau bahan berbongkah kecil

Permukaan ditarik melengkung

Gerak konstan

8 Pneumatic Action Conveyor

Untuk mengangkut material padat yang Sangat halus (powder)

Diangkut layaknya membawa gas/liquid

Partikel padat disuspensikan dalam fluida (fluidisasi)

Densitas dan usuran partikel mepengaruhi kapasitas

Dapat dioperasikan secara vakum dan bertekanan

Tugas #3Spesifikasi Alat Transportasi Padatan

3. SIZE REDUCTION OF SOLID

Size Reduction artinya semua cara/aktivitas yang dilakukan untuk mengubah zat padat dari ukuran tertentu ke ukuran yang lebih kecil.

5

Tujuan Size Reduction adalah :1. Menghasilkan padatan dengan ukuran dan atau spesifikasi permukaan

tertentu2. Memecahkan bagian mineral atau kristal dari persenyawaan kimia yang

terpaut dalam padatan tertentu

Manfaat Size Reduction (bila partikel padat kecil), antara lain1. Memudahkan penanganan (transportasi, penyimpanan, pengolahan)2. Memisahkan dari komponen yang tidak dikehendaki3. Meningkatkan reaktifitas zat padat dalam sintesa

Aktivitas Size Reduction, dilakukan antara lain dengan :1. Kompresi (tekanan) :

utk pemecahan kasar padatan yg keras menjadi padatan yang kasar, dan sedikit yang halus

2. Impak (pukulan) : utk pemecahan kasar padatan yg keras menjadi padatan yang kasar, sedang dan halus

3. Atrisi (gesekan)utk menghasilkan padatan yang lunak dan tak abrasif menjadi padatan yang sangat halus

4. Cutting (pemotongan)Untuk menghasilkan padatan dengan ukuran tertentu (pasti) dan sebagian kecil lainnya menghasilkan padatan halus

Mekanisme Pemecahan Padatan :- partikel umpan mengalami distorsi peregangan- kerja untuk meregangnya disimpan sementara dlm zat padat sebagai

energi mekanik tegangan- ditambahkan gaya lagi kepada partikel yang sdh mengalami tegangan- partikel mengalami distorsi kembali sampai melewati kekuatan ultimat- partikel pecah menajdi fragmen-fragmen (terbentuk permukaan baru)

Peralatan Size Reduction dibedakan berdasarkan energi/tenaga pemecahnya, yaitu

1. Antara dua permukaan padatan (Crushing dan Shearing)2. pada satu permukaan padatan (pemukul / impact)3. tidak pada permukaan padatan, tapi sebagai aksi media sekitar tempat

padatan (coloid mill)4. tidak dengan energi mekanis, menggunakan thermal shock, explosive,

shattering atau electrohydraulic.

Berdasarkan ukuran padatan yang dihasilkan, alat Size Reduction dibedakan atas :

1. Pemecah Kasar ( ukuran 2 - 96 inch)Contoh : jaw crusher, blake dan dodge crusher

2. Pemecah antara ( ukuran 1 – 3 inch)Contoh : Crushing rolls, disc & cone crushers, edge crusher, hammer mills, disintegrator (cage)

6

3. Pemecah Halus ( ukuran 0,25 – 0,50 inch) – penggilingContoh : ball and tube mills, roller mills, centrifugal ginders, buhrstones, ultrafine grinder.

4. Alat Pemotong (ukuran pasti)Contoh : knife cutter, clicers, slitters

Syarat Teknis Ideal bagi Alat Size Reduction antara lain- kapasitas besar- masukan daya per satuan waktu yang kecil- menghasilkan padatan dengan ukuran tertentu (distribusi ukuran

sesuai keinginan)

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam Size Recucting, antara lain:1. Variable Operasi,

a. Kandungan air / Moisture Content [ 4 % < MC < 50% ]b. Reduction Ratio (perbandingan diameter rata-rata umpan vs

diameter rata-rata produk, berkisar 3 – 7)2. Efisiensi Pemecahan (crushing efficiency)

Adalah rasio energi permukaan padatan yang terbentuk terhadap energi yang diserap oleh zat padat akibat aktivitas pemecahan

3. Energi ProsesMengikuti Hukum Rittinger : energi yg diperlukan untuk proses crushing sebanding dengan timbulnya permukaan baru yang terbentukMengikuti Hukum Kick : energi yang diperlukan pd proses crushing dengan sejumlah massa zat adalah konstan untuk reduction ratio sama (sebanding dengan rasio ukuran partikel awal dan akhir)

4. Peralatan PengoperasianSyarat Alat :

Ukuran umpan sesuai Umpan masuk dengan laju yang seragam Hasil keluaran segera setelah ukuran yang diharapkan terpenuhi Bahan yang tidak dapat pecah dihindari masuk mesin Material dengan titik leleh rendah atau peka thd panas, panas

yang keluar dr mesin harus dikeluarkan Berintegrasi dengan peralatan pendingin,pemanas, pemisah

logam, pompa, blower dan alat lainnya.5. Rangkaian Pengoperasian

Rangkaian terbuka (open circuit) :Ciri 2 :

- tanpa resirkulasi- memerlukan energi besar- cenderung tidak ekonomis (boros)

Rangkaian tertutup (closed circuit)Ciri 2 :

- berhubungan dengan perangkat pemisahan- ada resirkulasi- konsumsi energi sesuai penggunaanya

6. Pengendalian UmpanSyarat :

7

- umpan terpisah dari komponen yg tidak dapat dipecah (scr mekanik).

- Umpan dengan ukuran tertentu dialokasikan penanganan-nya pada alat yang tepat/sesuai

7. Keluaran ProsesSyarat :

Laju keluaran sama dengan laju masuk (mencegah penumpukan-penyumbatan)

Partikel yg sudah dipecah jatuh keluar sembari membawa partikel kasar (yang masih berukuran besar) untuk diresirkulasi

8. Konsumsi EnergiTergantung beban kerja alat, makin halus partikel yang dihasilkan makin besar konsumsi energi yg digunakan.

9. Pembuangan dan Pemasukan Panas Panas proses perlu dikeluarkan untuk menghindari terjadinya

pelelehan, penguraian atau ledakan. Dilakukan sirkulasi air pendingin, dengan koil atau mantel (water

jacket)

PERALATAN SIZE REDUCTION

Berdasarkan cara kerja dan ukuran produk yang diperoleh, maka peralatan size reduction dibedakan menjadi

1. Crusher (mesin pemecah) :memecah bongkahan besar sampai 0,25 inch

2. Grinder (mesin penggiling) : hingga 200 mesh3. Ultrafine Grinder (penggiling superhalus) : 1-50 m 4. Cutting (mesin pemotong)

Ukuran 2 - 50 m

Tugas #4 Spesifikasi Alat Size Reduction

No Tipe/Nama Peralatan/Gambar

Fungsi Karakteristik

Katagori Crusher1 Jaw Crusher

2 Gyratory Crusher

8

3 Smoothe Roll Crusher

4 Toothed Roll Crusher

Kategori Grinder1 Hammer Mill

2 Impactor

3 Atrition Mill

4 Tumbling Milla. Conical Ball Mils

b. Ball Mills

c. Tube Mills

Kategori Ultrafine Grinder1 Classifying Hamer Mills

2 Fluid Energy Mills

3 Cutting Machines

Kategori Ultrafine Grinder1 Classifying Hamer Mills

2 Fluid Energy Mills

Kategori Cutting Machines1 Knife cutter

2 Slicer

3 Slitter

9