teknologi penggilingan

53
PROSES PRODUKSI SEMEN RAW MEAL 1. PENGERINGAN BAHAN MENTAH Pada industri semen yang menggunakan proses kering adanya kandungan air dalam bahan mentah memerlukan pengeringan lebih dahulu sebelum dilakukan proses penggilingan. Kandungan air dalam bahan mentah berupa : - Air bebas, yaitu air yang ada pada permukaan butir material - Air kapiler : yaitu air yang mengisi kapiler butir material - Air adsorpsi : yaitu air yang teradsorpsi pada permukaan material Air yang terikat secara kimia, seperti pada kaolinite tidak dinyatakan sebagai kandungan air, karena dengan hilangnya kandungan air tersebut menyebabkan perubahan struktur kimia mineral tersebut. Untuk mengeringkan material bahan mentah diperlukan panas dan waktu yang berbeda sesuai dengan jenisnya. Pengeringan bahan mentah biasanya menggunakan drum dryer, disamping itu ada juga pengeringan yang dilakukan selama penggilingan. Pengeringan menggunakan Rotary dryer Rotary dryer adalah alat untuk mngeringkan material berupa butiran padat , dengan bentuk peralatan terdiri dari silinder yang berputar dan dialiri gas panas pada bagian dalam sehingga material dikeringkan oleh gas panas secara kontak langsung. Arah aliran gas panas – material dapat dibedakan : Searah Pengeringan searah : material dan gas panas masuk kedalam pengering dengan arah aliran yang sama, sehingga gas panas langsung bertemu / kontak dengan material yang masih basah. Tempratur gas panas yang tinggi langsung bertemu dengan material berkadar air tinggi, sehingga banyak pelepasan 1

Upload: puputtdwirahayu

Post on 20-Oct-2015

83 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: teknologi penggilingan

PROSES PRODUKSI SEMEN RAW MEAL

1. PENGERINGAN BAHAN MENTAH

Pada industri semen yang menggunakan proses kering adanya kandungan air dalam bahan mentah memerlukan pengeringan lebih dahulu sebelum dilakukan proses penggilingan.Kandungan air dalam bahan mentah berupa :

- Air bebas, yaitu air yang ada pada permukaan butir material- Air kapiler : yaitu air yang mengisi kapiler butir material- Air adsorpsi : yaitu air yang teradsorpsi pada permukaan material

Air yang terikat secara kimia, seperti pada kaolinite tidak dinyatakan sebagai kandungan air, karena dengan hilangnya kandungan air tersebut menyebabkan perubahan struktur kimia mineral tersebut.Untuk mengeringkan material bahan mentah diperlukan panas dan waktu yang berbeda sesuai dengan jenisnya.Pengeringan bahan mentah biasanya menggunakan drum dryer, disamping itu ada juga pengeringan yang dilakukan selama penggilingan.

Pengeringan menggunakan Rotary dryerRotary dryer adalah alat untuk mngeringkan material berupa butiran padat , dengan bentuk peralatan terdiri dari silinder yang berputar dan dialiri gas panas pada bagian dalam sehingga material dikeringkan oleh gas panas secara kontak langsung.Arah aliran gas panas – material dapat dibedakan :

SearahPengeringan searah : material dan gas panas masuk kedalam pengering dengan arah aliran yang sama, sehingga gas panas langsung bertemu / kontak dengan material yang masih basah.Tempratur gas panas yang tinggi langsung bertemu dengan material berkadar air tinggi, sehingga banyak pelepasan air pada awal masuk pengering dan proses penguapan selanjutnya relatif kecil

Berlawanan arahPengeringan berlawanan arah: gas panas masuk kedalam dryer dimana material kering keluar. Perbedaan tempratur gas panas dan material masuk lebih kecil dibandingkan proses pengeringan searah.

Da lam pemilihan jenis pengering perlu diperhatikan hal berikut:- sifat fisik material- ukuran partikel- kecenderungan mengalami perubahan struktur pada pengeringan- perilaku terhadap panas- waktu yang diperlukan untuk pengeringan

Material yang lengket misalnya tanah liat sesuai dikeringkan dengan pengering aliran searah untuk mencegah terjadinya penggumpalan dan blocking pada inlet pengering,

1

Page 2: teknologi penggilingan

dengan aliran berlawanan arah gerakan material akan lambat sehingga menurunkan kapasitas pengering.Pengeringan material tidak boleh menyebabkan perubahan kimia material, sehingga tempratur pengeringan harus diperhatikan sesuai dengan material yang akan dikeringkan.Agar terjadi perpindahan panas yang maksimum, maka dipasang lifter pada dinding silinder untuk mengangkat material sehingga kontak panas terjadi lebih lama dan merata.

Factor-faktor yang berpengaruh pada perpindahan panas:- kecepatan putaran silinder- temperatur gas masuk- kecepatan gas dalam pengering- jenis , ukuran dan permukaan lifter

Laju penguapan spesifik rotary dryer adalah :- tanpa lifter : 10 – 15 kg/m3. jam- dengan lifter : 25 – 30 kg/m3. jam- dengan sectional lifter : 40 – 50 kg/m3. jam

Waktu tinggal material dalam rotary dryer

T = 1.77 x L x x F P x D x N

dimana : - T : waktu tinggal, menit- L : panjang dryer , m- P : kemiringan , derajat- D : diameter dryer, m- N : putaran, rpm- : sudut kedudukan material kering , untuk batu kapur =36o

- F : 2 untuk silinder dengan lifter

2. PENGGILINGAN

Dalam industri semen tujuan penggilingan raw material adalah menurunkan ukuran raw material untuk:1. menaikan efisiensi blending dan keseragaman raw meal2. menaikan luas permukaan spesifik agar diperoleh perpindahan panas yang baik

dan kecepatan reaksi yang tinggi dalam pembentukan klinker.

Penurunan ukuran atau comminution merupakan unit operasi utama pabrik semen, energi listrik yang diperlukan untuk menurunkan ukuran sekitar 85% dari kebutuhan total listrik di pabrik semen dan dalam sistem penggilingan sekitar 75 % dipakai untuk operasi grinding.

2

Page 3: teknologi penggilingan

Energi yang diperlukan untuk menurunkan ukuran partikel berkisar antara 2 - 20 % dari keseluruhan energi yang diperlukan oleh mill, sedangkan sisanya merupakan energi yang hilang , berupa:

- gesekan antar partikel- gesekan antara partikel dan elemen mill- energi suara- energi panas- energi vibrasi- turbulensi material dalam mill- hilang energi karena efisiensi mekanik dari motor ke mill.

Proses comminution pada pabrik semen dikelompokan menjadi 4 kelompok utama bergantung pada jenis material dan ukuran material yang akan diproses, yaitu :1) Crushing material batuan quarry (ukuran 1 -1,5 meter diperkecil sampai ukuran <

100 mm), diperlukan daya 1-2 kwh/ton klinker.2) Penggilingan raw material ( < 2% 12 - 200 m), derajat kehalusan ditentukan

berdasarkan proses pembakaran di Kiln. Diperlukan daya 5 - 15 kwh/ton klinker.3) Penggilingan klinker + additive menjadi semen, derajat kehalusan ditentukan

berdasarkan standar atau kebutuhan pelanggan. Diperlukan daya 30 - 60 kwh/ton klinker.

4) Penggilingan raw coal menjadi tepung coal yang digunakan untuk pembakaran di kiln. Diperlukan daya 2 - 4 kwh / ton klinker.

Gaya-gaya yang bekerja pada proses comminution1) gaya kompressi2) gaya gesek / puntir3) gaya kontak antar partikel4) gaya impact

Dalam proses penggilingan raw material penggunaan kombinasi gaya diatas untuk ball mill bekerja gaya impact-gesek, sedangkan untuk roller mill bekerja gaya kompresi-gesek-puntir.Penggilingan raw material menggunakan sistem ball mill, dimana pada tahap awal material dipecahkan (crushing), memerlukan gaya impact (pukulan) yang cukup untuk menurunkan ukuran partikel besar. Pada tahap berikutnya ukuran partikel diperkecil lagi ukurannya dengan cara penggerusan yang memerlukan gaya gesek. Untuk kedua tahap diatas maka didalam mill dipasang liner yang berfungsi melindungi dinding mill dan membantu proses penggilingan dalam mill. Lifting liners dipasang dalam ruang penggilingan kasar dan clasifying liner dipasang dalam ruang penggilingan halus. Kualitas liners ditentukan menurut kekuatan tekan atau gesekan yang dihasilkan.Jangka waktu pemakaian liner antara 10.000 - 50.000 jam bergantung pada kualitas liner, kondisi material yang digiling dan ruang penggilingan. Vertical mill

Material hancur karena adanya putaran roller dan table yang diantaranya terdapat tumpukan material yang disebut material bed.

3

Page 4: teknologi penggilingan

Material ukuran besar akan dihancurkan terlebih dahulu oleh roller menjadi bagian yang lebih kecil, material kecil hasil penggilingan maupun karena ukurannya yang sudah kecil akan berada pada bagian pinggir meja penggiling, dengan masuknya aliran udara panas dengan kecepatan tinggi sehingga partikel kecil akan terangkat naik menuju ruang pemisah ( separator ) dan bagian yang kasar akan jatuh kembali pada meja penggiling untuk mengalami penggilingan lebih lanjut. Dam ring pada seputar meja penggiling dimaksudkan untuk menjaga stabilitas material bed yang diinginkan.

Mekanisme penggilinganPada vertical mill terdapat hubungan geometris antara diameter roller dengan ukuran partikel maksimum yang dapat digiling. Ukuran maksimum partikel material yang dapat digiling adalah antara 1/20 – 1/15 dari diameter roller.Material dengan ukuran yang lebih besar jika masuk kedalam mill tidak akan dapat masuk kebawah sela antara roller dengan table, tetapi akan menghalangi kebebasan putaran roller ini.Terbentuknya material bed sangat dipengaruhi oleh komposisi butiran dan koefisien friksi material, sehingga material bed mempunyai stabilitas yang cukup dan juga karena adanya putaran roller diatas material roller tidak akan terpeleset.Stabilitas material bed dapat terganggu, jika pada kondisi operasi normal tiba-tiba terjadi perubahan komposisi butiran yang mendadak, misalnya masuk material halus saja. Jika ketebalan material bed berkurang maka tekanan spesifik roller pada material akan naik, ini membahayakan karena akan terjadi vibrasi pada mill.

Kapasitas vertical mill sangat dipengaruhi oleh sifat fisik material seperti : grindability, komposisi butiran dan kadar air.

Proses penggilingan pada material terjadi karena adanya roller yang berputar pada lintasan putaran meja pada meja penggiling, urutan kejadian sebagai berikut.

Draw in of materialMaterial yang masuk akan hancur karena tergilas antara putaran roller dengan meja penggiling, Material ukuran besar akan mengalami proses penghancuran lebih dulu karena tekanan roller pertama akan diterima material besar. Kemudian tekanan roller akan diterima material yang lebih kecil ukurannya. Proses ini terjadi secara terus menerus sehingga jarak antara roller dengan meja penggiling makin sempit, dengan demikian akan dihasilkan kenaikan luas permukaan material

Pemadatan material bed Karena adanya pengecilan ukuran sehingga terjadi material padat karena tekanan roller. Gaya tekan dan shear yang terjadi menyebabkan terjadinya pengecilan ukuran material, terutama adanya atrisi yang merupakan factor penting pada proses penghalusan didalam roller mill. Hal ini juga dibantu karena adanya putaran antara roller dan table.

Ketebalan dan kondisi material bedPenghalusan material dalam roller mill karena adanya atrisi yaitu gesekan antar partikel, yang terjadi pada material bed.Untuk lebih efektif harus diperhatikan persyaratan berikut:

- Tekanan yang diberikan pada roller harus cukup

4

Page 5: teknologi penggilingan

- Luas kontak yang cukup antara roller dengan material- Kemudahan gerakan material yang cukup yaitu dengan membuat aliran

material yang mudah atau cepat bergerak kepinggir meja.

Kondisi tersebut saling berkaitan , jika material bed ketebalannya bertambah maka tekanan spesifik roller pada material akan berkurang dan jika ketebalan material bed berkurang maka tekanan spesifik roller akan bertambah.Dengan demikian apabila terjadi perubahan ketebalan material bed harus diimbangi dengan perubahan tekanan spesifik roller untuk mendapatkan kehalusan yang diinginkan.Jika material masuk mempunyai komposisi butiran dan sifat fisik yang seragam, akan terbentuk material bed yang stabil pada table. Untuk kontrol ketebalan material bed diatur dengan dam ring.

Kecepatan penggilinganKecepatan penggilingan merupakan salah satu faktor penting yang berpengaruh terhadap penggilingan pada roller mill. Kecepatan penggilingan ditentukan oleh ukuran meja dan gaya centrifugal yang diperlukan untuk menggerakan material.

Pengontrolan pada roller mill Selama proses penggilingan terjadi siklus waktu material berada pada material bed atau material tersuspensi pada aliran udara. Waktu tinggal material pada bed akan terlihat pada perubahan konsentrasi debu pada aliran udara yang menuju ruang pemisah.Terikutnya material halus ke dalam aliran udara ke ruang pemisah ini seolah-olah mill bekerja sebagai pengangkut material secara pneumatic, sehingga jelas terlihat adanya perbedaan tekanan udara antara inlet dan outlet mill. Perbedaan tekanan dalam mill dengan asumsi laju alir udara konstan merupakan besaran kontrol yang penting.Disamping perbedaan tekanan, besaran kontrol lainnya adalah tempratur dan material bed.

Jenis Roller Mill Putaran Mill menyebabkan media penggiling dan material dalam Mill terangkat pada ketinggian tertentu karena adanya friksi antara media penggiling dan Lining.Kecepatan krisis dari suatu Tube Mill adalah kecepatan puteran dimana gaya centrifugal menetralisir gaya berat yang mempengaruhi bola penggiling, sehingga bola penggiling tidak jatuh yang berakibat tidak melakukan kerja penggilingan .Perhitungan kecepatan kritis Mill adalah sebagai berikut :

5

G

Cm1

m

P

r

Page 6: teknologi penggilingan

Dimana :G = berat penggiling / kgω = kecepatan sudut rad/detD = diameter dalam / mN = putaran / rpmC = gaya Centrifugal / kg

Jika bola terletak pada titik m pada mill, sudut α merupakan sudut dinamis kedudukan bola.Dalam kasus dimana bola dipengaruhi oleh dua gaya yang berbeda arah, maka gaya centrifugal :

G ω 2 r C = m ω 2r = g

dan resultan terhadap gaya gravitasi :

P = G sin α

Untuk mmepertahankan agar bola tetap pada posisinya di dinding mill diperlukan kondisi :

C > P atau

G ω 2 r > G sin α. g

Untuk α. = 90 yaitu bola tetap pada posisi m1, maka jika kedalam persamaan dimasukkan harga :

ω 2r > g

2πn ω = -------- 60

Persamaan ini diperoleh kecepatan kritis : 42.3 n = --------- D

Jadi kecepatan kritis suatu mill berhubungan hanya dengan diameter mill saja.Harga n adalah harga kecepatan kritis mill dimana bola penggiling tidakmelakukan kerja penggilingan.Pada prakteknya kecepatan mill adalah 65 – 90 % dari kecepatan kritis.

Biasanya ball charge untuk tube mill antara 20 – 35 % dari volume efektif kompartemen penggilingan. Media membentuk bed yang terdiri dari beberapa lapisan.

6

Page 7: teknologi penggilingan

Adanya putaran mill lapisan bagian dalam akan terangkat lebih tinggi daripada lapisan bagian luar. Jika kecepatan putaran cukup tinggi dan persentase ball charge sesuai, maka akan terjadi gerakan cataracting.

Cataracting Cascading

Matrerial yang terangkat bersama media penggiling akan mengalami tekanan selama gerakan ini, pengecilan ukuran yang terjadi karena pukulan terdapat pada zona cataracting, dimana hampir semua energi terpusatkan pada jatuhnya bola. Keadaan ini sangat efektif pada penggilingan kasar.Pada keadaan yang sama tetapi dengan persentase ball charge yang lebih tinggi media penggiling akan terjadi gerakan cascading, yaitu bukan gerakan bola jatuh tetapi gerakan seperti mengalir dan bergulir. Sehingga energi akan terdistribusi pada luasan yang besar dan tidak terpusatkan. Oleh karena itu gerakan cascading lebih sesuai untuk penggilingan halus.

Untuk keadaan pada kecepatan putaran yang sama, terjadinya cascading dan cataracting ditentukan oleh beberapa faktor :

- bentuk dan konfigurasi liner- komposisi media penggiling- persentase ball charge- Ketahanan material pada penggilingan- Kadar air material

Level Material dan Media Penggilingan Efisiensi penggilingan yang paling baik adalah bila level material sama atau sedikit (1 - 2 cm ) lebih tinggi dari level media penggiling.Jika level material rendah kemungkinan terjadinya tumbukan antara media penggiling dengan liner menjadi lebih tinggi, sehingga disamping akan timbul panas yang tinggi , juga tinggi keausannya dan efisiensi penggilingan turun.Level material dapat diketahui dengan memeriksa di dalam mill yang stop secara mendadak, serentak dengan alat-alat lainnya.

Level material dalam Mill sangat dipengaruhi oleh :- Waktu tinggal material dalam Mill (retention time) Waktu tinggal ini biasanya berkisar antara 10 – 25 menit. Lamanya waktu tinggal

ini tergantung dari sifat alir material pada Mill, L,D,media penggiling.- Material lewat Mill adalah jumlah total antara umpan baru dan material kembali dari Separator. Hal ini sangat dipengaruhi oleh circulating load (CL) operasi. Jika CL

berubah berarti material kembali dari Separator jumlahnya akan berubah, dengan umpan baru yang tetap berarti level material dalam Mill akan berubah.

7

Page 8: teknologi penggilingan

Hal terpenting disini adalah bagaimana dapat mengetahui level material dalam Mill dalam keadaan operasi.Biasanya dipakai indicator load mill dan sound level untuk memperkirakan level material.

Grinding Ball ChargeBiasanya pada ball charge yang rendah maka pemakaian energi juga menjadi rendah dan partikel distribusi yang dihasilkan adalah lebih baik, tetapi kapasitas produksi Mill adalah rendah.Jika Mill terdiri dari beberapa kompartemen penggilingan maka ball charge untuk masing-masing Kompartemen adalah tidak sama. Hal ini disebabkan dari sifat material (grindability yang tidak sama dalam penggilingan kasar dan halus) dan design value (D.L. ukuran Kompartemen).

Menurut Lewensen , ball charge yang optimum adalah h = 0,16 D

Derajat ball charge dalam Mill dinyatakan sebagai perbandingan volume curah media penggiling dengan volume efektif dalam mill.Derajat ball charge bervariasi antara 25 – 45 %.Apabila kurang dari 25 % akan terjadi sliding bola pada lining mill sedangkan jika lebih dari 45 % akan menyebabkan gangguan pada trajectory media penggiling.

Derajat ball charge yang biasa dipakai adalah :- Kompartemen I = 30 %- Kompartemen II = 27 %- Kompartemen III = 24 %

Gambar berikut menunjukkan gerakan media penggiling dalam tube mill pada berbagai kecepatan dan berbagai derajat ball charge.

LinerLiner untuk ruang penggilingan kasar dan halus harus tahan terhadap gaya tekan yang disebabkan oleh karena terus menerus mengangkat grinding media dan keausan yang disebabkan oleh gesekan antara grinding media, material yang digiling dan liner.

Syarat-syarat yang harus dipenuhi dalam pemilihan bahan yaitu:- Kekerasannya merata dan komposisi struktur homogen- Tahan terhadap gaya pukul tinggi dan mempunyai daya tekan yang tinggi- Tahan aus, tidak berubah bentuk dan tidak mudah rusak.

Perkembangan tehnologi dalam bidang metalurgy telah menghasilkan bermacam-macam bahan liner sesuai dengan penggunaannya. Jenis yang banyak ditemui yaitu:

8

D

h

Page 9: teknologi penggilingan

1.Baja mangaan (manganese steel)Komposisi kimia : 12 - 14 % MnKekerasan permukaan awal : 20 - 25 HRCSelama digunakan tumbukan yang timbul dari grinding media menyebabkan kekerasan permukaan meningkat hingga 40 HRC. Untuk mill ukuran besar, liner dari baja mangaan sering berubah bentuknya, sehingga bisa mengakibatkan dinding mill rusak. Oleh karena itu liner dari baja mangaan dianjurkan untuk digunakan pada mill ukuran kecil.

2. Liner tuang dengan kadar chrom rendah (low chromium alloy cast liners)Komposisi kimia : 2.0 - 3.0 % ChromiumKekerasan : 40 - 42 HRCLiner dengan kadar chrom rendah lebih tahan terhadap gaya tekan sehingga cocok untuk mill ukuran besar.

3. Liner baja tuang dengan kadar chrom tinggi (High chromium alloy cast liners)Komposisi kimia : 12 - 15 % Chromium 1.2 - 2.5 % CarbonKekerasan : 50 - 55 HRCLiner dengan kadar chrom tinggi merupakan bahan yang paling tahan terhadap keausan , dapat digunakan untuk mill besar dan kecil , khususnya untuk mill yang menggunakan grinding media yang terbuat dari bahan yang mengandung chrom tinggi.

Berikut ini bahan-bahan yang dapat digunakan sesuai dengan ruang penggilingan :- penggilingan kasar : -kekerasan rendah

-daya tekan tinggi- penggilingan halus : -kekerasan tinggi

-daya tekan rendah

Kekerasan liner pada ruang penggilingan kasar biasanya lebih rendah dari kekerasan grinding balls.

Design linerDesain liner untuk sistem penggilingan bahan baku secara garis besar dibagi menjadi 2 jenis sesuai dengan fungsi penggilingannya. Pertama untuk jenis penggilingan kasar (coarse grinding), untuk sistem mill dua kamar biasanya disebut sebagai liner kamar pertama (first compartment liner) . Pada bagian ini (coarse grinding) liner berfungsi untuk mengangkat dan menjatuhkan grinding media, sehingga partikel material pecah karena menerima pukulan (impact) dari grinding media.Kedua pada jenis penggilingan halus (fine grinding), untuk sistem penggilingan 2 kamar biasanya disebut sebagai liner kamar kedua (second compartment liner). Pada bagian ini liner berfungsi memilah milah grinding media sesuai ukurannya mulai dari yang berukuran besar menuju yang berukuran kecil pada bagian outlet.

Lifting linerDidalam ruang penggilingan kasar (coarse grinding compartment) ukuran partikel material diperkecil dengan cara crushing (pemecahan) yang bergantung pada:- kekerasan material

9

Page 10: teknologi penggilingan

- granulometri umpan- beban volume- isi grinding media- liner

lifting liner digunakan dalam ruang penggilingan kasar dan juga ruang penggilingan halus. Didalam ruang penggilingan kasar lifting liner berfungsi untuk mengangkat dan menjatuhkan grinding media sehingga menimbulkan gaya tekan yang kuat untuk memecahkan partikel material menjadi ukuran yang lebih kecil.Grinding media tidak boleh diangkat terlalu tinggi, karena bisa mengakibatkan jatuh pada liner tanpa mengenai material yang digiling, dan dapat mempercepat keausan antara liner dan alat penggiling.

Ketebalan dari mill liner tergantung pada diameter mill dan berkisar antara 30 - 70 mm. Liner biasanya berbentuk segi empat dengan berat berkisar antara 50 - 150 kg.

Bentuk-bentuk dari lifting liner

Classifying LinerBiasanya digunakan dalam ruang penggilingan halus. Liner ini secara otomatis memisahkan grinding media dari yang terbesar berada di inlet mill secara berurutan hingga yang terkecil berada pada outlet mill.

Prinsip fungsi dasar dari Classifying liner

Bentuk dari classifying liner yang digunakan pada ruang penggilingan halus, menghasilkan susunan bola-bola sesuai dengan ukurannya sepanjang mill.

Intermediate dan discharge Intermediate diaphragma berfungsi untuk memisahkan grinding media sesuai dengan ukurannya pada ruang penggilingan kasar dan halus. Material yang digiling pada ruang pertama berpindah melalui lubang pada intermediate diaphragma dan memasuki ruang penggilingan yang lebih halus dan akhirnya keluar dari mill melalui discharge diaphragma.

10

Page 11: teknologi penggilingan

Kedua diaphragma tersebut diatas, disamping berfungsi untuk membagi ruangan, juga berfungsi, untuk menyaring material kasar sebelum masuk ke ruang penggilingan material halus.

Beberapa jenis diaphragma yang digunakan menurut jenis dan bentuk mill- Single DiaphragmaSingle diapragma ( diaphragma tunggal) dipasang sebagai pemisah antara ruang penggilingan kasar dan halus pada mill berukuran kecil

Single Diaphragma

- Open DiaphragmaOpen diaphragma (diaphragma terbuka ) berfungsi untuk memisahkan antara ruang pengeringan (drying compartment ) dan ruang penggilingan (grinding compartment).

Open Diaphragma

- Double Diaphragma ( diaphragma ganda )Diaphragma ganda terdiri dari slotted liner yang terletak pada sisi pemasukan (inlet) dan blind liner pada sisi pengeluaran (outlet). Diaphragma ini dilengkapi dengan lifter yang berfungsi untuk mengangkat material dari satu ruang ke ruang lain. Bagian tengah diaphragma terbuka sehingga serkulasi aliran udara pengering berjalan normal.

Double Diaphragma.Discharge DiaphragmaDischarge diaphragma dipasang pada lubang pengeluaran dari mill. Diaphragma ini dilengkapi lifter yang mirip dengan double diaphragma.

11

Page 12: teknologi penggilingan

Discharge diaphragma.

Beberapa gangguan pada mill yang disebabkan baik oleh Intermediate diaphragma maupun Discharge diaphragma, dikarenakan :

- Pemakaian yang tidak awet karena kualitas bahan dari slot liner tidak sesuai.- Penyumbatan diaphragma oleh gumpalan material atau pecahan bola.- Kerugian tekanan tinggi karena lubang ventilasi yang terbatas.- Waktu penahanan material yang terlalu lama atau terlalu cepat dalam ruang

penggilingan karena lubang slot liner yang tidak sesuai.

Untuk menghindari hal tersebut diatas, maka diaphragma harus diinspeksi secara teratur untuk dibersihkan atau di adjust kembali. Diaphragma harus terbuat dari bahan yang berkualitas agar dapat berfungsi dalam jangka waktu pemakaian yang lama.

Grinding mediaBola yang dimasukan ke dalam mill terdiri dari beberapa ukuran dan bahan yang berbeda.Pada ruang penggilingan kasar biasanya menggunakan bola berukuran antara 50 - 100 mm dan pada ruang penggilingan halus ukuran bola antara 15 - 50 mm. Ukuran maksimum dan minimum bola serta komposisi dari tiap-tiap ukuran tergantung dari beberapa faktor antara lain:- ukuran maksimum material yang digiling- kualitas hasil yang diinginkan- diameter dan panjang mill- Grindability dan struktur mineral dari material- sistem mill ( closed / open circuit, jumlah ruang, pengisisan muatan)

Dalam proses penggilingan, bola harus tahan terhadap :- benturan antara bola ( khususnya dalam proses penggilingan kasar dengan bola

yang besar )- keausan karena gesekan antara bola dan liner.- Keausan karena gesekan dengan material- korosi (wet grinding).

Untuk mendapat output yang optimum secara konstan, maka pemilihan ukuran bola yang tepat harus disesuaikan dengan kwalitas material secara teliti.

Kualitas BahanMill dapat diisi dengan bola berkwalitas rendah dan harga yang murah tetapi keausan nya tinggi, atau dengan bola berkwalitas tinggi, harganya mahal tetapi awet. Hal ini harus dipertimbangkan dengan baik, karena dengan kwalitas bola yang rendah maka akan cepat aus dan memerlukan frekuensi penggantian yang lebih sering, sehingga hal ini mengurangi kemampuan dari mill.

12

Page 13: teknologi penggilingan

1. Forged grinding mediaForged balls diproduksi di banyak negara dan dapat dibeli secara lokal dengan harga yang terjangkau. Biasanya digunakan pada proses basah maupun kering dengan material yang tidak terlalu abrasive. komposisi kimia : 0.5 - 1.0 % C 0,8 - 1,2 % Mn 0.8 - 1,2 % Cr kekerasan permukaan : 35 - 42 HRC 2.White cast iron grinding media.Grinding media yang terbuat baja tuang putih diproduksi oleh sejumlah pabrik pengecoran dan digunakan terutama pada wet grinding. Walaupun kualitasnya bermacam-macam, akan tetapi penggunaannya hanya pada mill yang berukuran lebih kecil dari diameter 3,5 meter. Untuk mill yang lebih besar maka bola lebih rapuh dan mudah pecah.komposisi kimia : 2,8 - 3,3 % C 0,1 - 0,4 % Mn 0,1 - 0,4 % Cr 0,4 - 0,8 % SiKekerasan permukaan : 45 - 50 HRC

3. High Chromium Grinding MediaHigh Chromium balls adalah grinding media yang paling tahan terhadap keausan . Untuk penggunaan pada dry grinding, wearing rate bisa mencapai 5 - 10 kali. Sedang pada wet grinding, wearing rate hanya 20 - 50 %.

Berikut pemilihan kwalitas bola menurut material dan ruang penggilingan :

- Coarse grinding compartment (high notch impact strength). Raw material : 12 % Cr, 2 % C , 58 - 60 HRC Slurry : 20 - 30 % Cr , 60 - 63 HRC Clinker : 17 % Cr, 2 - 2,5 % C , 60 -63 HRC

- Fine grinding compartment ( Low notch impact strength ) Raw material : Cement : 12 % Cr, 3 % C, 62-63 HRC Slurry : 20 - 30 % Cr, 60 - 63 HRC

3. SEPARATOR

Secara sederhana pemisahan adalah membagi suatu aliran bahan menjadi dua atau lebih aliran bahan dengan karakteristik tertentu. Suatu pemisahan yang sempurna satu aliran bahan tidak mempunyai komponen yang sama dengan aliran bahan yang lain.Alat yang digunakan untuk memisahkan raw meal (bahan lain) pada system penggilingan dinamakan separator.

13

Page 14: teknologi penggilingan

Sebagian besar industri semen menggunakan sistem penggilingan tertutup, pada sistem ini mill sebagai penggiling dan separator sebagai alat pemisah produk mill yang sudah dan yang belum memenuhi persyaratan.

Secara umum separator dapat dikelompokan menjadi dua kelompok:

1.Dynamic separator Karakteristik utama dari dinamik separator adalah ada bagian alat separator yang berputar untuk melakukan pemisahan. Kehalusan dari produk dapat diatur dengan mengubah kecepatan putarnya. Contohnya mechanical air separator

2. Static separator Karakteristik utama dari static separator adalah tidak ada bagian alat yang berputar untuk melakukan pemisahan. Contohnya : cyclone dan grit separator.

Penggunaan separator Dalam penggunaannya separator dapat dipakai sebagai suatu unit yang tergabung didalam sistem penggilingan tersendiri atau unit tersendiri.

1. Separator tergabung didalam grinding circuit. Disini separator merupakan suatu bagian dari penggilingan sistem tertutup. Mill menggiling material menjadi partikel-partikel kecil. Produk dari mill ini diumpankan/dimasukan kedalam separator. Kemudian separator memisahkannya menjadi dua bagian. Pertama produk yang sesuai kualitas kehalusannya dengan yang dikehendaki, kedua material kasar yang tidak sesuai dengan kehalusan yang dikehendaki, dikembalikan lagi kedalam Mill. umpan separator

separator

tailing produkumpan

mill

2. Separator sebagai unit tersendiri.Dalam hal ini separator merupakan unit produksi dan digunakan sebagai pemisah hasil produk akhir menjadi dua bagian yang mempunyai karakteristik produk yang berbeda.

umpan

14

Page 15: teknologi penggilingan

separator

produk 1

produk 2

Keuntungan pemasangan separator:

1. Dapat lebih teratur mengontrol kehalusan produk.2. Dalam suatu operasi penggilingan jika dikehendaki merubah kehalusan

produk maka dengan cepat dapat dilakukan dengan adanya separator.3. Dalam suatu operasi penggilingan sering kali ditemui fluktuasi kekerasan

umpan yang masuk mill, sehingga mengakibatkan kehalusan produk ikut berfluktuasi. Dengan adanya separator kehalusan produk dengan cepat dapat diubah, sehingga tidak sensitif terhadap variasi umpan

4. Dengan adanya pemisahan antara material kasar dan halus di separator maka material yang digiling didalam mill benar-benar material yang masih kasar, sehingga hal ini menyebabkan efisiensi penggilingan menjadi lebih baik dan akan menaikan kapasitas Mill.

5. Jika pada sistem penggilingan dikehendaki adanya pendinginan atau pengeringan maka dapat dilakukan dengan cara memasukan udara dingin atau panas kedalam separator.

6. Dengan naiknya kapasitas mill, maka akan menurunkan kebutuhan daya untuk penggilingan.

Mekanisme pemisahan Pada dasarnya mekanisme pemisahan di dalam air separator adalah sama untuk semua jenis separator. Umpan separator memancar masuk separator langsung menuju distri-bution plate yang mana material akan disebarkan ke aliran udara yang ditimbulkan oleh circulating fan. Partikel yang kecil dipisahkan dari partikel yang besar dengan menggunakan aliran udara yang dibangkitkan dari dalam separator sendiri atau dari luar separator.

Gaya sentrifugal berbanding lurus dengan volume partikel, sehingga gaya sentrifugal partikel berbanding lurus dengan dimensi partikel berpangkat tiga. 2 V Fc = m . r 3 2 d . d V

15

Page 16: teknologi penggilingan

= . . 6 r 2 V Kc = . . 6 rasumsi kec distrb Plate konstan 3 Fc = Kc . d

Gaya angkat (up lifting) ditimbulkan oleh aliran udara akan mendorong partikel dan besarnya berbanding lurus dengan luas penampang partikel yang diproyeksikan kearah aliran udara.

Dengan demikian kekuatan dorong udara terhadap partikel berbanding lurus dengan dimensi partikel berpangkat dua 2 d 2 Fu Fu = C . . V 4 2 d 2 Ku = C . . V 4 2

asumsi kec udara konstan 2 Fu = Ku . d

Gaya tarik bumi (gaya berat) besarnya berbanding lurus dengan volume partikel,sehingga gaya jatuh partikel-partikel berbanding lurus dengan dimensi partikel berpangkat tiga. persamaan ini terlihat pada partikel yang jatuh bebas didekat permukaan bumi.

Fg = m . g 3 d = . . g 6

d Kg = . . g 6 Fg 3

16

Page 17: teknologi penggilingan

Fg = Kg . d

Dari kondisi diatas maka dirancang suatu mechanical air separator untuk melakukan pemisahan , dengan mengatur kec alir udara dan kecepatan putar distribution plate sedemikian rupa sehingga hanya partikel partikel ukuran tertentu yang dapat ikut dengan aliran udara.Material diumpankan kedalam air separator melalui suatu lubang dan karena gaya gravitasi maka material jatuh diatas distribution plate. Distribution plate akan menyebabkan partikel tersebar ke segala arah, bersamaan dengan itu fan akan menghembuskan udara kearah Distribution plate.

Sehingga pada material yang meninggalkan distribution plate terdapat 3 gaya yang bekerja yaitu

3 Fc = Kc . d

2 Fu = Ku . d

2 Fg = Kg . d

Kec alir udara, kec putar distribution Plate, dan volume udara pemisah merupakan faktor yang penting dalam proses pemisahan.

Distribution plate harus cukup kuat melemparkan partikel sehingga timbul gaya sentrifugal yang cukup besar, akibatnya material yang sudah masuk lebih cepat terlempar keluar dibandingkan dengan kec umpan masuk. Dengan demikian material tersebut benar-benar terlempar, tidak hanya menggelincir. Oleh karena itu untuk menjamin hal ini perlu dipasang penghalang.

Untuk Partikel besar resultan gaya sentrifugal dan gaya gravitasi mengalahkan gaya angkat. Akibatnya partikel akan menumbuk dinding siklon, kemudian terdorong turun kebawah .

17

Fc

Fg

Fu

Page 18: teknologi penggilingan

Resultan gaya di dalam separator

Resultan gaya sentifugal dan gaya gravitasi partikel halus di separator lebih kecil dibandingkan gaya angkat. Sehingga partikel akan terhembus udara fan dan mengalir mengikuti aliran udara fan.

Dinamik separator Ditinjau dari arah aliran udara pemisah, dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu:

a. pemisahan dengan aliran udara vertikal

b. pemisahan dengan aliran udara horisontal

Pemisahan dengan aliran udara vertikalPemisahan dengan aliran udara vertikal biasanya digunakan pada mechanical air separator. Prinsip kerja pemisahan dengan cara ini adalah sebagai berikut: udara masuk dari bagian bawah, mengalir keatas melewati auxilary fan, kemudian membawa partikel yang berukuran kecil dan akhirnya keluar dari atas separator. Sementara partikel yang berukuran besar jatuh melewati aliran udara tersebut karena pengaruh gaya gravitasi.

Kehalusannya dapat diatur dengan mengatur kecepatan auxilary fan dan jumlah udara pemisahnya.

Separator dengan aliran udara vertical

Pemisahan dengan aliran udara horisontalPemisahan dengan aliran udara horisontal banyak dikembangkan menjadi high effisiency Separator. Prinsip kerja pemisahannya adalah sebagai berikut: udara masuk dari samping menembus hamburan partikel dan membawa partikel halus ke arah keluar dari separator.Oulet udara pembawa ini ada yang dibagian atas separator dan ada yang dibagian bawah separator.

Separator dengan aliran udara horizontal

Separating zone diefektifkan dengan menggunakan gaya sentrifugal yang berasal dari putaran rotor. Dengan demikian, partikel berukuran besar mendapatkan tenaga yang berasal dari tenaga gravitasi dan tenaga sentrifugal.

18

Page 19: teknologi penggilingan

kehalusan produk diatur dengan menggunakan kecepatan putaran rotor dan jumlah udara pemisah. Jadi meskipun ada bagian yang berputar, sebagaimana pada separator dengan aliran udara vertikal, separator dengan aliran udara horisontal akan lebih efektif pemisahannya. Hal ini yang menjadi sebab mengapa separator dengan aliran udara horisontal dikembangkan menjadi High efficiency Separator.

Static separator

a. SiklonUmpan masuk kebagian atas siklon bersama-sama dengan udara pembawa secara tangensial sehingga membentuk aliran putar/pusaran. Bagian bawah siklon berbentuk kerucut sehingga pusaran akan bergerak kearah tengah. Karena ada desakan dari umpan yang masuk, pusaran yang tadinya berada disisi luar tertarik kebagian dalam dan keluar dari siklon.

Pada saat udara membentuk pusaran (baik pusaran dalam/luar) material akan terlempar dan menumbuk dinding siklon. Akibat partikel material menumbuk dinding siklon, maka partikel tersebut akan kehilangan kecepatan dan juga gaya sentifugal. Sehingga partikel akan turun ke bawah siklon akibat gaya grafitasi, dan keluar dari bagian bawah siklon.

Siklon

b. Grit separatorPrinsip kerja pemisahan grit separator sama dengan siklon, hanya pada grit separator arah masuk umpan bisa diatur, sehingga besarnya gaya sentrifugal akan tertentu dan kehalusannya dapat diatur.

Grit separator

High efficiency separator Separator jenis ini merupakan pengembangan dari mechanical air separator dengan menghilangkan kekurangan-kekurangan yang ada didalamnya.

Kekurangan tersebut antara lain adalah:1. Jumlah udara pemisah yang masuk kedalam separator tidak dapat diatur, kecuali

jenis-jenis tertentu.2. Pemisahan partikel halus dari udara pemisah masih rendah sehingga partikel halus

banyak tersirkulasi dalam separator.

19

Page 20: teknologi penggilingan

3. Pada mechanical convensional air separator yang besar, umpan tidak terdispersi dengan baik. Sehingga partikel kecil tidak sempat terpisah dari partikel yang besar, akibatnya partikel tersebut akan tetap turun sebagai tailing.

Hal-hal diatas sangat mempengaruhi kinerja penggilingan secara keseluruhan seperti power consumption, mill output, kualitas produk dan sebagainya.

Separator dengan variable speed dan separator dengan menggunakan siklon terpisah adalah suatu langkah dalam meningkatkan effisiensi separator.

Kebanyakan High Efficiency Separator adalah pengembangan dari rotor type separator, dengan memodifikasi saluran input maupun output,atau dimensi rotornya.

Contoh air separator

Pengoperasian separator Pada closed circuit grinding system ( penggilingan sistem tertutup), operasi sistem penggilingan bergantung pada mill dan separator. Oleh karena itu untuk mengetahui kinerja dari sistem penggilingan ,maka kinerja dari masing-masing sistem penggilingan yaitu mill dan separator harus diketahui.

Telah dijelaskan bahwa pada separator terjadi pemisahan aliran material masuk separator menjadi dua aliran keluar yaitu: aliran yang mempunyai distribusi ukuran tertentu yang memenuhi standart kualitas yang ditentukan (produk) dan aliran yang lain adalah aliran dengan distribusi ukuran partikel yang tidak memenuhi standart kualitas yang ditentukan.

Kinerja separator dan kinerja mill saling mempengaruhi. Separator yang mempunyai kinerja yang baik akan mendukung kinerja mill demikian pula sebaliknya, mill yang mempunyai kinerja yang baik akan mendukung kinerja separator.

Performance separator pada umumnya dipengaruhi oleh:

1. Karakteristik umpan separator misalnya: - kecepatan umpan - distribusi ukuran partikel - densitas

2. Penyetelan separator dan kondisinya seperti: - laju distribution plate - kebocoran udara - jumlah blade - posisi blade

3. Karakteristik udara pemisah seperti: - viskositas - kelembaban

20

Page 21: teknologi penggilingan

- densitas

4. OPERASI RAW MILL

Sistem grinding yang menggunakan tube mill sudah beroperasi selama beberapa decade. Beberapa cara mengoperasikan mill jenis ini telah dikembangkan dan beberapa peningkatan serta perbaikan telah dilakukan, termasuk mengaplikasikan tehnologi baru.

Operasi NormalOperasi Normal adalah operasi system mill dari hari ke hari secara berkesinambungan dengan kualitas dan kapasitas mill yang stabil.Hal-hal yang dipersyaratkan agar operasi normal tercapai adalah:

- Maintenance peralatan / mesin secara baik- Umpan masuk mill stabil dan sesuai persyaratan- Gangguan eksternal yang menyebabkan mill terhenti sesedikit mungkin- Operator sudah terlatih dengan baik

operasi normal

Penyimpangan kecil pada parameter operasi didalam system dapat dikoreksi melalui pengaturan control element yang ada. Control element umum yang ada :

Control Element Adjustment of Effect onWeighfeeder Speed Feed rate

Proportion of componentsCirculating load

Separator Rotor speedDamperRotor bladesFan damper

Product finenessGranulometrySpec.surfaceCirculating load

Static separator Position of vanes Granulometry Hot gas Position of damper Moisture content

Granulometry

Operasi tidak normal Operasi tidak normal adalah semua kondisi operasi diluar batasan operasi normal

operasi tidak normal

Kondisi operasi tidak normal dapat disebabkan oleh berbagai penyimpangan . Penyimpangan dapat berasal dari:

- Perubahan sifat / karakter umpan yang masuk- Masalah pada peralatan- Menurunnya fungsi control element- Pengaruh eksternal

21

Page 22: teknologi penggilingan

Setelah penyimpangan dari operasi normal ditemukan , hal-hal yang menyebabkan terjadinya penyimpangan / masalah yang harus segera diatasi / diselesaikan melalui tindakan –tindakan oleh operator atau maintenance . Jika kondisi operasi normal tetap tidak dapat segera dicapai, maka sebaiknya dilakukan performance test pada system mill.

Masalah yang timbul kadang-kadang tidak dapat diselesaikan melalui satu tindakan, melainkan melalui beberapa tindakan seperti pada table dibawah ini:

MASALAH PENYEBAB TINDAKANProdukTerlalu kasar - Mill terlalu penuh

- Pengaturan Separator- Umpan mill kasar

- Turunkan feeding- Atur ulang separator- Perbaiki precrushing

Terlalu halus - Mill kosong- Pengaturan Separator- Umpan mill halus

- Naikkan feeding- Atur ulang separator- Perlu penelitian lanjut

Komposisi kimia - Proportions salah- Kualitas komponen umpan

salah

- Atur proportion- Ganti kualitas komponen

Mill ( tube mill )Sound dull Mill terlalu penuh Turunkan feedingSound loud Mill kosong Naikkan feedingMill ( Vertical Mill )Vibrasi - Panas kurang

- Umpan terlalu kasar- Grinding bed

- Atur pemakaian panas- Perbaiki precrushing- Perlu penelitian lanjut

Mill output ( Tube Mill )Terlalu rendah - Komposisi ball charge

tidak sesuai atau steel ball aus

- Diaphragm tidak sesuai atau clogged

- Liner tidak sesuai atau aus- Grindability berubah- Adjustment pada separator- Kekeliruan operator

- Ubah ball charge

- Ganti atau bersihkan diaphragm

- Ganti liner- Perlu penelitian lanjut- Adjustment- Training

Mill output ( Vertical Mill )Terlalu rendah - Liner dan roller aus

- Dam ring aus- Grindability berubah- Adjustment pada separator- Kekeliruan operator

- Ganti liner dan roller- Ganti dam ring- Perlu penelitian lanjut- Adjustment- Training

5. HOMOGENISASI

Pada dasarnya homogenisasi sudah dimulai sejak bahan baku ditambang dan disimpan pada tempat penyimpanan antara/sementara, pada proposioning bahan baku, grinding

22

Page 23: teknologi penggilingan

mill dan disempurnakan dalam blending silo. Berikut adalah tabel elemen, prosedur dan jenis fluktuasi homogenisasi :

PreblendingBahan baku seperti batu kapur, tanah liat dan pasir silica yang digunakan mempunyai komposisi yang bervariasi tergantung pada kondisi penambangan, penerimaan, penyimpangan bahan baku dll. Untuk mengurangi perbedaan komposisi yang dapat mempengaruhi mutu semen, diperlukan prehomogenisasi bahan baku sebelum diblending.Dengan adanya preblending ini, dimungkinkan untuk menggunakan bahan baku yang berkadar rendah.

Penempatan Material (Stacking)

1. Penempatan bentuk gununganMaterial ditempatkan berdasarkan kadarnya, dalam bentuk gunungan. Homogenitas kecil.Pemakaian areal in bawah 30 %.

2. Penempatan bentuk inklinasiMaterial ditempatkan pada permukaan miring dan diambil dari arah yang berlawanan. Homogenitas besar, tetapi luas area yang diperlukan diatas 60 %.

3. Penempatan bentuk lapisanAreal dibagi menjadi dua, satu area digunakan untuk preblending sementara area lainnya diambil materialnya pada arah vertical. Homogenitas sangat besar, sedang pemakaian areal dibawah 50 %.

Peralatan Stacking

a. Metoda Chevron banyak digunakan oleh pabrik semen

b. Metoda WindrowMencegah akumulasi dan segregasi partikel kasar. Material ditempatkan mendatar, sebelah menyebelah.

c. Conical

Alat-alat Preblending

1. Stacker

- Stacker (karakter : Chevron & Windrow)- Stacker-reclaimer (karakter : Chevron & Windrow)

2. Reclaimer

23

Page 24: teknologi penggilingan

Blending Silo

Blending silo merupakan suatu system peralatan untuk menghomogenkan campuran tepung baku pada pembuatan semen proses kering. Tujuan pencampuran ini adalah agar tepung baku yang diumpamakan ke tanur putar mempunyai komposisi yang homogen dan memenuhi syarat yang ditentukan.Keuntungan system homogenisasi ini adalah :

- Operasi pembakaran pada tanur putar menjadi lebih stabil - Bata tahan api akan tahan lama- Mutu semen/terak yang dihasilkan menjadi lebih baik dan seragam- Pemakaian bahan bakar menjadi lebih hemat

Acuan untuk mengetahui bahwa tepung baku sudah homogen adalah kandungan senyawa CaCO3 yang merupakan komponen terbanyak dalam campuran tepung baku. Sebagai contoh : dengan menggunakan metoda homogenisasi kuadran variasi kandungan CaCO3 dalam campuran tepung baku dapat turunkan dari + 2% menjadi + 0.15 – 0.20 %.Secara diagram dapat dilihat pada gambar pada halaman berikut ini :

Tepung Baku sebelum dan sesudah Blending Silo

Cara kerja Homogenisasi

a. Homogenisasi secara Batch :Diperlukan 2 buah silo. Pada waktu silo pertama diisi dengan campuran tepung baku, sili yang lain sedang melakukan pencampuran (blending).Contoh : - Polysius Octant System - Fuller Quadrant Method - FLS Funnel flow System

b. Homogenisasi secara berkesinambungan :Bekerja secara berkesinambungan dan dapat dilakukan dalam 1 silo atau lebih. Bila dilakukan dalam 1 silo , silo tsb terdiri atas beberapa ruang homogenisasi. Umpan tepung baku masuk dari 1 ruang ke ruang lainnya.Pada ruang terakhir campuran tepung baku keluar dengan komposisi yang lebih homogen.Contoh : - Claudius Peters mixing chamber silo- Claudius Peters homogenizing multiflow- FLS controlled flow system- IBAU central chamber silo- PARTEC continous blending silo

24

Page 25: teknologi penggilingan

Metoda Homogenisasi :

a. Blending secara mekanis :Tepung baku dari Mill pada waktu yang berbeda dimasukkan dalam beberapa silo, sementara pada waktu yang bersamaan sejumlah tepung baku ditarik dari masing-masing silo, sehingga fluktuasi tepung baku akan berkurang.

- Efek penempatan dan pengeluaran tepung baku dari beberapa silo

a1 a2 a3 an

Keterangan :1,2,3..n : nomor siloa1,a2,a3 : berat tepung baku keluar silox : komposisi tepung masuk siloy : komposisi tepung masuk silo

- Efek Resirkulasi Silo a + b a

a a+b b

Keterangan : a : Jumlah berat tepung baku masuk silo b : Jumlah berat resirkulasi x : Komposisi tepung baku keluar silo y : Komposisi tepung baku keluar silo

b..Blending dengan udara : Pada metoda ini, partikel padat dicampur dengan menggunakan aerasi.

- Struktur mekanisme pencampuran dengan udara tekan

25

X

Y

1 2 3 n

X

Y

Page 26: teknologi penggilingan

Dust Collector

Blending Silo

Canvas / plat berpori

blower

Mekanisme pencampuran dengan udara tekan

Mekanisme pencampuran

a. Udara melalui pelat berpori pada bagian bawah silo mengangkat lapisan partikel, membuat partikel-partikel tercampur secara vertikal.

b. Karena perbedaan tekanan pada penampang melintang silo, partikel didalam silo akan dan jatuh . Demikian berlangsung secara terus-menerus.

c. Dengan mengatur zona tekanan tinggi yang berubah-ubah, pencampuran partikel diharapkan akan terjadi secara rotasional.

6. DUST COLLECTION

Bag filter Tujuan utama dari pengoperasian dust collector adalah memisahkan partikel debu (padatan) dari suatu aliran udara (gas). Ada dua sistem dalam pengoperasian dust collector, yaitu Positive Pressure Baghouse dan Negative Pressure Baghouse.Negative Pressure Baghouse menggunakan fan pada sisi yang bersih dari baghouse.Udara ditarik oleh fan menembus / melewati sistem baghouse. Struktur dinding baghouse harus diperkuat karena adanya tekanan pada dindingnya. Keausan impeller fan lebih rendah dibanding Positive pressure baghouse, karena impeller bergesekan dengan udara yang sudah bersih (sedikit mengandung partikel debu). Negative pressure baghouse dipakai pada aliran gas yang mengandung moisture tinggi, gas yang korosif dan gas yang mengandung debu abrasive dengan konsentrasi tinggi.

Positve Pressure Baghouse menggunakan fan pada sisi yang kotor dari baghouse, untuk menekan aliran debu dan gas menembus / melewati system baghouse.Konstruksi dinding Positive pressure baghouse tidak menerima tekanan sehingga tidak perlu dipasang penguat seperti halnya Negative Pressure Baghouse.Dengan demikian biaya untuk konstruksi lebih murah dibandingkan Negative Pressure Baghouse.

Deffrential pressure pada baghouseDeffrential pressure merupakan tahanan yang diterima aliran gas pada saat menembus dustcake dan fabric. Pressure drop pada baghouse ditentukan dengan cara mengukur 2

26

Page 27: teknologi penggilingan

titik tekanan pada inlet dan outlet baghouse. Dengan mengukur tekanan didua titik ini maka dapat diidentifikasi masalah-masalah yang mungkin ada didalam baghouse.Jika beda tekanannya tinggi berarti memerlukan energi yang lebih besar untuk memindahkan udara menembus filter fabric. Jika tekanannya terlalu besar, maka tidak cukup energi untuk memindahkan udara melewati / menembus filter fabric.Jika beda tekanannya relatif rendah berarti kantong bersih dan effisiensinya tinggi. sehingga memungkinkan untuk memindahkan udara lebih banyak.

Masalah-masalah pressure drop yang umum timbul dapat dikatagorikan sebagai berikut:1. Initial start-up , masalah pressure drop ini terjadi selama awal start-up dan hal ini disebabkan karena design yang tidak tepat.2. System Upset , masalah pressure drop terjadi setelah system beroperasi beberapa saat yang disebabkan karena masalah operational.3. Normal bag life, masalah pressure drop terjadi, pada kantong yang dipakai tidak sesuai dengan umur pakai yang normal, program pemeliharaan yang baik akan membantu mengatasi hal ini.

Baghouse cleaning systemDilihat dari cara pembersihannya ada tiga sistem dalam pembersihan kantong filter, yaitu shaker, reverse air dan pulse jet system. Sedangkan ditinjaudari waktu pembersihannya dibagi menjadi ; intermittent, continuous automatic dan continuosly cleaned.

Intermittently Cleaned, baghouse ini terdiri dari 1 kamar, biasanya sistem pembersihan filternya type shaker, diperlukan fan yang bisa dimatikan pada saat pembersihan dilakukan.

Continuous Automatis, baghouse ini terdiri dari beberapa kamar, satu kamar pada saat tertentu tidak bekerja kemudian dibersihkan sesuai urutan yang telah ditentukan. Gas dialirkan menuju kamar yang sudah bersih sehingga proses tidak perlu dihentikan.

Continuously Cleaned, pembersihan pada baghouse ini secara automatic dan online. Proses filterisasi terhenti sesaat oleh tembakan udara pembersih ( pulse jet baghouse ).

Shaker baghouseShaker Baghouse merupakan suatu baghouse model lama, debu dikumpulkan dibagian dalam kantong filter.Baghouse ini biasanya terdiri dari dua kamar atau lebih, satu kamar dihentikan untuk pembersihan, sedangkan yang lainnya beroperasi. Kantong filter tergantung vertikal dalam satu baris dan bagian atasnya tertutup, sedangkan bagian bawahnya terbuka dan menempel pada plate baghouse.Selama udara kotor masuk ke dalam baghouse dan debu dikumpulkan didalam kantong filter , debu akan menumpuk. Untuk memulai pembersihan damper ditutup dan mekanisme shaker mulai bergerak menimbulkan getaran sepanjang kantong. Dustcake akan terlepas dan jatuh kedalam hopper dibawahnya.Kecepatan dan frekuensi dari shaker tergantung dari design dan komposisi debu, konsentrasi debu dan pressure drop pada bagian baghouse.

Masalah-masalah pada Shaker system.

27

Page 28: teknologi penggilingan

Masalah: Pengambilan debu dari baghouse.Untuk sistem yang dihisap (negative) udara akan menembus hopper yang menyebabkan debu yang sudah diendapkan terbawa kembali kantong filter.Untuk menghindari hal diatas maka dipasang air lock feeder pada sistem pengeluaran debu dibagian bawah hopper, selain itu harus diatur sequence dari cleaning system sedemikian rupa sehingga material tidak terlalu penuh dihopper, karena hal ini menyebabkan kantong rusak, pressure drop naik dan laju gas turun. Selain itu screw conveyor yang dipasang dibawah air lock feeder harus mampu mengangkut material yang telah dikumpulkan.

Masalah : Kebocoran udaraKebocoran udara akan menganggu sistem, karena volume udara yang harusnya dihisap fan jadi berkurang, selain itu kemungkinan korosi karena udara lembab cukup besar. Pada positive system kebocoran udara akan menyebabkan lingkungan berdebu dan masalah pada sistem pemeliharaannya. Kebocoran udara biasanya terjadi pada expantion joint, accessor, screw conveyor, rotary air lock , korosi, retak pada sambungan las.

Reverse air baghousePada system ini , aliran gas dan debu masuk dari bagian bawah menuju kantong filter melalui difuser atau baffle. Partikel debu dikumpulkan pada bagian dalam kantong yang tergantung vertikal dan udara bersih keluar menembus kantong.Ukuran baghouse dari sistem ini sangat besar. Pada kantong dipasang anti collapsing ring, melingkar sekeliling kantong. Jumlah anti collapse ring tergantung dari panjang kantong dan penggunaannya. Kantong harus tergantung tegang agar dustcake mudah terlepas. Selama cleaning cycle, aliran gas dan debu dihentikan masuk kedalam kamar. Kemudian kamar tersebut dialiri udara bertekanan rendah yang dibangkitkan / dihasilkan oleh fan kecil dengan arah aliran berlawanan dari saat operasi.Frekuensi dari cleaning tergantung dari konsentrasi debu. Total cycle meliputi membuka menutup valve dan pengendapan debu , biasanya selama 1 - 2 menit dengan waktu pembersihan 10 - 30 detik. Masalah masalah Reverse Air System.

Masalah : Ketegangan kantongBesarnya tegangan harus dihitung secara hati-hati dan diperiksa ulang agar kinerjanya maksimal. Kelebihan atau kekurangan tegangan pada kantong mengakibatkan umur kantong menjadi pendek.Selama proses cleaning, pada kantong yang terlalu besar tegangannya menyebabkan kerusakan pada kantong dan jahitan akan rusak, terutama pada daerah sekitar anti collapse ring. Selain itu gerakan untuk melepas dust cake dari kantong juga terganggu.Tegangan yang kurang pada kantong menyebabkan abrasi antara kantong dan kantong karena adanya gerakan horizontal. Selain itu perlu diperhatikan jika bagian dalam kantong ada yang melengkung / bengkok maka di area tersebut akan cepat aus karena adanya effek sand blasting dari partikel debu maupun udara.

Pulse jet cleaning

28

Page 29: teknologi penggilingan

Pada sistem ini kantong filter tergantung vertikal dan bagian atasnya dijepit menggunakan clamp , snap band atau dengan sistem lainnya, sedangkan bagian bawah tertutup. Pada bagian dalam kantong disangga oleh suatu kerangka (wire cages ).Debu dan gas masuk kedalam system dan menembus bag , sedangkan debu menempel dibagian luar kantong. Selama proses cleaning debu dijatuhkan dengan menggunakan tembakan udara bertekanan yang diinjeksikan melalui bagian atas kantong yang terbuka.Udara tekan disalurkan melalui blow pipe menuju venturi yang terletak dibagian atas kantong . Tembakan udara bertekanan ini sesaat akan menghentikan aliran udara dan debu yang menembus kantong dan menimbulkan gelombang kejut yang menyebabkan kantong bergetar dan mengembung sepanjang kantong. Pada saat kantong bergetar dan mengembung, kumpulan debu yang menempel di kantong akan terjatuh dari kantong dan masuk ke hopper dibawahnya.Venturi yang berada diatas setiap kantong berfungsi untuk menaikan kecepatan udara saat tembakan dilakukan.Pulse jet cleaning dirancang sedemikian rupa sehingga waktu yang dipakai untuk menembak singkat ( 0.10 - 0.15 detik ) dan tekanannya cukup untuk menimbulkan gelombang kejut ( 4 - 7 bar ). Selain itu frekuensi dari cleaning harus diperhatikan, karena hal ini mempengaruhi ketebalan debu yang menempel dikantong ( frkuensi dapat diatur dari 1 - 30 detik sesuai kebutuhan).

TROUBLE SHOOTING PULSE JET CLEANING Masalah : Pulse valve tidak bisa membukaJika solenoid tidak bisa membuka, tahap pengecekannya sebagai berikut:

1. Pastikan hubungan sistem listrik baik.2. Periksa kontinuitas coil, jika terdengar suara clik pada saat coil bekerja, berarti coil

bukan merupakan sumber masalah.3. Turunkan tekanan compressed air system.4. Lepas pipa untuk lubang plunger, periksa sping (per) dan lobang orifice, jika kotor

bersihkan dan rakit kembali.5. Untuk daerah dingin, jika terbentuk es, maka dipasang heater pada solenoid atau

dipasang air dryer pada compressed air.6. Jika plunger aus atau lubang untuk plunger aus , ganti dengan yang baru.

Masalah : Solenoid valve tidak bisa menutup.1. Putuskan hubungan listrik ke coil untuk memastikan coil tidak bekerja2. Turunkan tekanan compressed air system.3. Lepas pipa untuk lubang plunger, periksa sping (per) dan lobang orifice, jika

kotor bersihkan dan rakit kembali.4. Untuk daerah dingin, jika terbentuk es, maka dipasang heater pada solenoid atau

dipasang air dryer pada compressed air.5. Jika disc aus, sehingga valve tidak bisa menutup dengan rapat, atau plunger macet

sehingga tidak bisa berfungsi, perbaiki atau ganti baru.6. Jika plunger kotor, bersihkan kotoran sehingga plunger mudah bergerak.

Masalah : Material yang sudah dikumpulkan, terbawa kembali ke system.Cleaning sequence mempunyai pengaruh yang besar terhadap masalah terbawanya material yang sudah dikumpulkan kedalam system.Pada penembakan (pulsing) satu row sampai bersih, kemudian diikuti oleh penembakan berikutnya pada row disebelahnya, akan mengakibatkan partikel yang

29

Page 30: teknologi penggilingan

sangat halus (sub mikron) bermigrasi dan menempel pada row yang sudah dibersihkan. Hal ini akan menurunkan efisiensi pemisahan partikel dari aliran gas yang membawanya. Untuk mengatasi hal ini sequence diubah seperti gambar dibawah ini.

Typical Cleaning System

Urutan penembakan (pulsing) dari row diubah yang semula berurutan sesuai nomor row menjadi tidak berurutan.Selain itu durasi untuk penembakan tidak boleh terlalu besar, sebaiknya sekitar 0.10 detik sehingga terbentuk gelombang kejut yang efektif didalam kantong.Frekuensi dari penembakan diatur dari 1 sampai 30 detik atau lebih, sampai diperoleh differential press pada bag house sebesar 75 - 150 mmWG.

Plenum Pulse Cleaning.Aliran udara dan debu masuk kedalam Plenum Pulse Cleaning dari bagian bawah menuju atas menembus kantong filter untuk tiap zone. Debu tersaring dan menempel pada bagian luar kantong sedangkan udara bersih mengalir keluar melaui cerobong.Untuk membersihkan kantong poppet valve pada zone yang akan dibersihkan ditutup untuk mengisolasi daerah ini. Setelah itu pada daerah yang sudah tertutup ini ditembahkan udara bertekanan (waktu tembah 0.10 detik). Tembakan udara yang singkat ini akan menimbulkan gelombang kejut dan menyebabkan lapisan debu pada kantong jatuh.Setelah proses pembersihan poppet valve yang mengisolasi zone yang dibersihkan terbuka kembali dan menghisap udara yang akan dibersihkan. Waktu untuk pembersihan ini sekitar 3 detik.

Masalah : Damper MisalignmentHal ini menyebabkan isolasi daerah yang akan dibersihkan menjadi tidak rapat, sehingga proses cleaning tidak efektif. Hal ini diatasi dengan cara memperbaiki posisi damper.

Pemilihan kantongPada saat merencanakan suatu kantong atau bag pad baghouse, harus memperhatikan hal-hal sebagai berikut:

1. Tempratur operasi2. Abrasi3. Absorbsi energi4. Komposisi aliran gas5. Air-to-cloth ratio6. Sistem cleaning

Dibawah ini tabel beberapa jenis bahan kantong dan karakteristik dari masing-masing bahan.

Jenis-Jenis bahan kantong filter

30

Page 31: teknologi penggilingan

Tiga penyebab utama kerusakan kantong adalah: mekanis , thermal dan kimia.Kerusakan MekanisKerusakan Mekanis biasanya disebabkan oleh adanya suatu kekuatan / gaya mekanis yang merusak struktur / tenunan kantong, abrasi oleh partikel, arah tembakan yang tidak tepat.Deffrential pressure yang tinggi mengakibatkan umur kantong menjadi pendek dan efisiensi sistem akan menurun, hal ini bisa disebabkan karena cleaning system tidak sanggup melepas debu dari permukaan kantong, atau moisture yang terbawa oleh aliran udara sehingga menyebabkan lapisan debu lembab dan sukar lepas dari permukaan kantong.

Kerusakan ThermalTempratur yang melebihi dari batas maksimum yang telah ditentukan untuk jenis kantong tertentu akan memisah konstruksi / struktur tenunan karena adanya perubahan bentuk akibat panas yang berlebih, bila tempratur lebih tinggi lagi maka kantong akan meleleh.

Kerusakan KimiaBahan-bahan kimia seperti asam dan alkali akan merusak kantong, oleh karena itu pemilihan bahan kantong yang akan dipakai harus sesuai dengan penggunaannya.

Cages Cage adalah suatu kerangka untuk menyangga kantong filter, biasanya terbuat dari carbon steel atau galvanized carbon steel.Ada dua bentuk yang umum dipakai yaitu Mesh cage dan rigid wire cage.Pada mesh cage jarak ring yang melingkar cukup rapat

Bag-to-cage fitKekencangan kantong terhadap cage tidak boleh terlalu kendor atau terlalu kencang, karena kedua hal diatas akan memperpendek umur kantong dan menurunkan efisiensi.Untuk menentukan kekencangan kantong terhadap sangkar digunakan istilah pinch. Pinch adalah selisih antara keliling kantong dan keliling cage dibagi dua.Dibawah ini beberapa patokan ukuran pinch untuk bebagai jenis kantong.

Elektrostatik precipitator Untuk mengetahui operasi elektrostatik precipitator dengan baik, maka lebih dahulu mengetahui design dan fungsi-fungsi alat yang ada diluar dan didalamnya.

31

Page 32: teknologi penggilingan

Pada dasarnya proses yang terjadi dalam Elektrostatik Precipitator ada tiga tahap yaitu:1. Pemberian muatan terhadap partikel2. Pengumpulan partikel3. Pengambilan material yang sudah terkumpul.

Pada gambar dibawah dapat dilihat proses pemisahan partikel debu dari aliran gas secara sederhana. Elektrostatik precipitator memproses pemisahan debu dari aliran gas dengan menggunakan tenaga listrik. Gas yang mengandung debu menembus medan listrik diantara 2 elektroda yang berbeda polaritasnya.Partikel debu diberi muatan Elektron ( muatan negatif) oleh suatu elektroda negatif bertegangan tinggi yang memancarkan corona. Elektoda negatif ini disebut discharge electrode. Partikel debu yang bermuatan negatif ini akan tertarik ke elekttroda pengumpul ( elektroda positif).

Dasar Operasi Elektrostatik Precipitator

Komponen-komponen pada Elektrostatik precipitator.Komponen-komponen yang selalu ada pada Elektrostatik precipitator, tanpa memperhatikan design khusus dari pembuatnya adalah sebagai berikut:

Housing / ShellCasing housing terbuat dari lempengan plat besi dengan ketebalan 5 - 6 mm dan diperkuat dengan stiffener. Didinding sebelah luar dipasang insulator dengan ketebalan 100-150 mm.

Treatment zonePada treatment zone terdapat distribution plate, wire / discharge elektrodes, collecting plate.

Structural componentterdiri dari frame , swupport system

High Voltage electrical system Meliputi Circuit breaker, Contactor, Automatic Voltage Control, Rectifier, Transformer, Current limiting reactor.

Komponen lainRappers, Vibrator, rapper control, insulator.

Elektrostatik Precipitator

Treatment zone Treatment zone adalah daerah didalam Electrostatic Precipitator dimana aliran gas dan debu terdistribusi merata kemudian partikel debu diberi muatan elektron, hingga debu yang sudah bermuatan tersebut dapat dipisahkan.

Perforated Plated.

32

Page 33: teknologi penggilingan

Perforated Plated adalah suatu plat berlubang yang dipasang pada bagian inlet EP, bertujuan untuk membantu mendistribusikan aliran gas ke dalam Elektrostatik Precipitator agar aliran gas didalamnya merata.

Discharge ElectrodeDischarge Electrode adalah komponen yang membangkitkan pancaran corona didalam Elektrostatik Precipitator.Umumnya design dari discharged elektrode berbentuk plat tipis atau kawat bulat dengan diameter antara 0.13 cm samapi 0.38 cm.Discharged elektrode yang terbuat dari kawat bulat dan tergantung dengan tegang pada posisi vertikal, dipasang pemberat pada bagian bawahnya dan beratnya anatara 7 kg samapai 11.4 kg. Elektroda kawat ini biasanya terbuat dari high carbon steel, stainless stell, titanium alloy atau aluminium.

Collection ElectrodesAda 2 tipe collection electrodesUnitized plates berupa lembaran besi tipis dan biasanya diperkuat dengan memasang stiffenerStrip plates ketebalan plate antara 1,2 mm sampai 1,5 mm , lebarnya antar 220 mm sampai 400 mm dan tinggi 6 meter sampai 12 meter.

InsulatorHigh voltage bus line membawa muatan listrik dari transformer / rectifier ke elektrostatik Precipitator harus diisolasi menggunakan insulator listrik.Insulator ini bentuknya bermacam-macam dan terbuat dari plastik yang tidak menghantar listrik atau terbuat dari keramik.

Rappers dan VibratorDebu yang terakumulasi atau terkumpul pada collecting plate dan wire diambil atau dijatuhkan dengan cara dipukul.Rapper dan Vibrator adalah komponen yang dipakai untuk mengambil/ menjatuhkan material dari collecting Plate , yang bekerja berdasarkan gerakan mekanis.

Hammer / AnvilRapper model lama masih menggunakan hammer yang terikat pada suatu shaft yang dapat berputar.Pada saat shaft berputar, hammer akan turun / jatuh karena gaya grafitasi sehingga memukul anvil yang dihubungkan dengan collecting plate atau high voltage frame.Rapper ini dapat dipasang pada bagian atas atau samping collecting plate. Intensitas pemukulannya dapat diatur dengan cara mengatur berat hammer atau panjang lengan hammer, sedangkan untuk frekuensinya diatur dengan menyetel kec putar motor penggerak shaft.

Magnetic impulsSystem rapping lainnya adalah magnetic impuls rapperRapper jenis ini terdiri dari plunger yang bisa bergerak naik dan turun karena digerakkan oleh coil arus DC. Pada saat naik plunger ditarik oleh coil, kemudian arus DC ke coil diputus sehingga plunger kembali ke bawah karena gaya beratnya.Frekuensi dan intensitas rapper dengan mudah diatur dari sistem elektriknya.

33

Page 34: teknologi penggilingan

Vibrator.Discharge electrode, harus selalu dijaga bersih dari tempelan debu, oleh karena itu dipakai vibrator untuk menjaganya.Vibrator dipasang pada atap precipitator dan dihubungkan dengan frame batang tegangan tinggi yang menopang discharge elektrode. Insulator diletakan diatas rod untuk mengisolasi listrik dari vibrator pada saat bekerja.

Proses pemisahan debu Proses pemisahan debu didalam elektrostatik precipitator dapat dibagi menjadi 5 tahap , yaitu1. Distribusi aliran gas didalam treatment zone2. Particle charging / corona discharge3. Pengendapan debu pada collecting plate4. Aglomerisasi debu5. Pengambilan debu yang sudah terkumpul.

Electrical SectionalizationElectrical Sectionalization adalah pembagian daerah-daerah (seksi-seksi ) didalam elektrostatik precipitator.Kinerja Elektrostatik Precipitator tergantung dari jumlah section atau fields yang terpasang. Tegangan maksimum dari fields harus dipertahankan sesuai dengan sifat gas dan debu yang akan diolah atau dikumpulkan.Power Supply dan kontrol dari tiap-tiap fields dipisahkan untuk mempermudah pengaturan berbagai kondisi didalam unit yang tepasang.Pemisahan ini timbul karena kenyataanya tiap-tiap lokasi didalam Elektrostatik precipitator memerlukan input daya yang berbeda.Konsentrasi partikel debu pada bagian inlet Elektrostatik Precipitator lebih tinggi dibandingkan dengan bagian lain, konsekuensinya konsentrasi partikel debu yang tinggi harus dilawan dengan / diimbangi dengan arus corona yang tinggi pula.Sedangkan pada bagian outletnya konsentrasi partikel debu rendah sehingga arus corona yang dipakai untuk mengimbangi tidak perlu terlalu tinggi. Dari gambar berikut ini terlihat berapa banyak debu yang dikumpulkan tiap-tiap field dan hubungannya dengan tegangan dan arus yang harus dikontrol pada fields tersebut.

Dust Collection dan Voltage Level

Pemisahan partikel debu dari aliran gasKarena mayoritas pada Elektrostatik Precipitator menggunakan plate sebagai elektroda pengumpul jadi hal ini dipakai untuk menjelaskan bagaimana parrtikel diambil dari aliran gas yang melalui Elektrostatik Precipitator.Suspensi partikel dalam aliran gas diberi muatan elektron pada saat menembus/melewati elektroda tegangan tinggi yang berbeda polaritasnya.Discharge Elektrode memberi muatan negatif kepada partikel debu. Medan listrik yang kuat menyelubungi discharge elektrode sehingga mempercepat elektron bebas bergerak didalam gas. Elektron tersebut mempunyai kecepatan yang cukup tinggi untuk mengionisasi gas pada saat terjadi tumbukan dan menghasilkan ion positif dan tambahan elektron bebas.

34

Page 35: teknologi penggilingan

Pada saat partikel bermuatan sampai di elektroda pengumpul, muatan partikel sebagian secara perlahan-lahan dilepaskan ke elektroda pengumpul.Sebagian lagi dari muatan tersusun sedemikian rupa dan menambah daya kohesive dan adhesive untuk menempelnya partikel ke plat elektroda pengumpul.Partikel bisa menempel di plat elektroda pengumpul karena gaya adhesive, sedangkan partikel yang datang belakangan menempel pada lapisan permukaan debu yang sudah ada pada elektroda pengumpul karena gaya kohesive. Ketebalan lapisan debu pada permukaan plat elektroda pengumpul antara 0.8 - 12.7 mm dan bila ketebalan ini sudah tercapai raping segera dijalankan.

Operasi Elektrostatik Precipitator.Menentukan efisiensiPersamaan deutsch - Anderson dibawah ini dipakai untuk menentukan efisiensi Elektrostatik Precipitator dalam keadaan ideal. - w (A/Q) = 1 - e

dimana = collection efficiency A = Luas permukaan efektif plat pengumpul m 2 (ft 2 ) Q = Laju alir gas yang menembus Elektrostatik Precipitator m3/s e = natural logarithm = 2.718 w = kecepatan migrasi cm/s (ft/s)

Persamaan ini dipakai untuk menghitung efisiensi pengumpulan debu secara teoritis dalam tahap merencanakan Elektrostatik Precipitator. Persamaan ini dihitung secara teoritis dengan mengabaikan 3 variabel yang sukar untuk ditentukan, yaitu:1. Mengabaikan debu yang mungkin terproses kembali selama Rapping bekerja.2. Mengasumsikan ukuran partikel debu dan kecepatan migrasi debu sama untuk

semua lokasi didalam Elektrostatik Presipitator.3. Diasumsikan laju alir gas merata dan sama didalam Elektrostatik Precipitator dan

tidak terjadi kebocoran udara.

Kurva tegangan arusKurva tegangan - arus ( V - A ) pada elektrostatik precipitator dapat dipakai sebagai alat untuk medeteksi masalah dalam Elektrostatik precipitator pada saat operasi. Dengan melihat contoh kurva dibawah ini maka dapat ditentukan kelainan-kelainan didalam Elektrostatik Precipitator

Hubungan tegangan dan arus untuk tiap field didalam Elektrostatik precipitator.

Kondisi Elektrostatik pada saat ada masalah dalam pengoperasiannya

Aspek ratio

35

Page 36: teknologi penggilingan

Aspek ratio adalah perbandingan antara panjang efektif terhadap tinggi efektif dari permukaan collection plate .

panjang efektif , m ( ft ) A R = tinggi efektif , m ( ft )

Aspek ratio berpengaruh terhadap rapping loss, pada saat partikel dijatuhkan, debu yang jatuh di elektrode pengumpul bisa terbawa aliran gas keluar elektrostatik precipitator.Aspek ratio Elektrostatik Precipitator antara 0.5 - 2.0 . Untuk high efficiency Elektrostatik Precipitator aspek rationya antara 1.0 - 1.5.

2.12 DISTRIBUSI ALIRAN UDARAAliran gas didalam Elektrostatik Precipitator harus merata dan perlahan-lahan agar debu dapat ditangkap. Kecepatan gas dari duct masuk ke Elektrostatik Precipitator biasanya antara 6 - 24 m/s. Kecepatan ini harus diturunkan pada saat masuk , untuk menurunkan kecepatan ini maka dipasang expansion inlet plenum. Didalam expansion inlet plenum terdapat difuser plate untuk mengatur distribusi kecepatan gas agar merata didalam Elektrostatik precipitator. Kecepatan didalam chamber antara 0.75 - 1.80 m/s.

36