Jenis – jenis alat pengecilan ukuran

Peralatan pemecahan atau pengecilan ukuran zat padat dapat dibedakan

berdasarkan bagaimana tenaga pemecah dilakukan, yaitu sebagai berikut:

·         Antara dua permukaan padatan, seperti crushing dan shearing.

·         Pada satu permukaan padatan, seperti pukulan (impact).

·         Tidak pada permukaan padatan tertentu tetapi sebagai media disekitar padatan,

seperti coloid mill.

·         Tidak dengan energi mekanik melainkan menggunakan thermal shock,

explosive shattering, electrohydroulyc.

Berdasarkan ukuran zat padat yang akan dikecilkan (umpan) maka peralatan

pemecah atau pengecil ukuran zat padat dibedakan atas:

·                Pemecahan kasar, yaitu menghasilkan padatan dengan ukuran umpan antara

2 sampai 96 inchi.

·                Pemecahan antara (intermediate), yaitu menghasilkan padatan dengan ukuran

antara 2 sampai 3 inchi

·                Pemecah halus, yaitu menghasilkan padatan dengan ukuran 0.25 sampai 0.5

inchi.

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

reduction dapat dibedakan menjadi empat kelompok yaitu:

1.    Crusher (mesin pemecah)

2.    Grinder (mesin giling)

3.    Ultrafine Grinder (mesin giling ultra halus)

4.    Cutting machine (mesin pemotong)

Peralatan yang digunakan :

a.   Hammer Mill

Hammer mill merupakan aplikasi dari gaya pukul (impact force). Prinsip kerja

hammer mill adalah rotor dengan kecepatan tinggi akan memutar palu-palu

pemukul di sepanjang lintasannya. Bahan masuk akan terpukul oleh palu yang

berputar dan bertumbukan dengan dinding, palu atau sesama bahan. Akibatnya

akan terjadi pemecahan bahan. Proses ini berlangsung terus hingga didapatkan

bahan yang dapat lolos dari saringan di bagian bawah alat. Jadi selain gaya pukul

dapat juga terjadi sedikit gaya sobek.

Penggiling palu ( Hammer Mill ) merupakan penggiling yang serbaguna,

dapat digunakan untuk bahan kristal padat, bahan berserat dan bahan yang agak

lengket. Pada skala industri penggiling ini digunakan untuk lada dan bumbu lain,

susu kering, gula dan lain-lain (Wiratakusumah, 1992).

Menurut Mc Colly (1955), penggunaan hammer mill mempunyai beberapa

keuntungan antara lain adalah :

       1. konstruksinya sederhana

       2. dapat digunakan untuk menghasilkan hasil gilingan yang bermacam-macam

ukuran

       3. tidak mudah rusak dengan adanya benda asing dalam bahan dan beroperasi

tanpa bahan

       4. biaya operasi dan pemeliharaan lebih murah dibandingkan dengan burr mill

Sedangkan beberapa kerugian menggunakan hammer mill antara lain adalah :

       1. biasanya tidak dapat menghasilkan gilingan yang seragam

       2. biaya pemasangan mula-mula lebih tinggi dari pada menggunakan burr mill

       3. untuk gilingan permulaan atau gilingan kasar dibutuhkan tenaga yang relatif

besar sampai

          batas-batas tertentu.

Bagian utama dari hammer mill adalah corong pemasukan, pemukul, corong

pengeluaran, motor penggerak, alat transmisi daya, rangka penunjang dan

ayakan :

—  Corong pemasukan

Corong pemasukan terbuat dari plat esher 1.5 mm, bagian atas dari corong

pemasukan berbentuk bujur sangkar dengan ukuran 350 mm x 350 mm dan

bagian bawahnya menyempit sampai 90 mm x 50 mm dengan kemiringan dinding

corong 40o.

—  Pemukul

Pemukul terbuat dari stainless steel. Pada bagian ini terdapat lima pasang

pemukul yang juga terbuat dari bahan stainless steel. Ukuran pemukul adalah

antara 100 mm x 25 mm x 5 mm dan pada kedua sisi pemukul dibuat tajam, hal

ini bertujuan agar sisi pemukul yang satu dapat menggantikan sisi pemukul yang

sudah tumpul dengan cara membalik posisi. Pemukul dipasang dengan posisi

horizontal dengan jumlah lima pasang yang disatukan oleh empat buah poros

yang terbuat dari stainless steel dengan berdiameter 10 mm dipasang vertikal.

—  Saringan

       Saringan yang digunakan pada hammer mill terbuat dari plat baja. Pada hammer

mill saringan memegang peranan penting dalam menentukan besar ukuran butir

biji-bijian, saringan dapat diganti-ganti tergantung dati besar ukuran butir hasil

gilingan yang dikehendaki.

—  Corong pengeluaran

Corong pengeluaran terbuat dari plat esher 1.5 mm yang berbentuk kerucut

terpancung pada posisi terbalik. Diameter corong adalah 550 mm dan diameter

bawahnya adalah 120 mm.

—  Ayakan

Alat ini berukuran 600 mm x 600 mm yang mana konstruksinya terbuat dari

kayu dengan bentuk seperti trapezium dan kostruksi penyangga terbuat dari plat

siku 25 mm x 25 mm x 2.5 mm dengan ukurannya sama dengan ukuran ayakan.

Posisi ayakan ini adalah miring dengan kemiringan 10oC, ini bertujuan untuk

memudahkan gerak dari transmisi yang menggerakkan ayakan dan mempercepat

proses pengayakan.

—  Motor penggerak

Motor penggerak yang digunakan adalah motor listrik dengan daya dan kecepatan

putaran berturut-turut 1 hp dan 148 rpm. Motor tersebut dipasang pada dudukan

yang terbuat dari baja plat 8 mm yang berukuran 250 mm x 147 mm yang

dipasang dengan sebuah engsel. Fungsi engsel adalah jarak antara poros terhadap

motor dengan poros utama dapat diatur untuk memperoleh tegangan sabuk yang

diinginkan.

Menurut Smith (1955), tipe hammer mill dibedakan berdasarkan sifat dari gigi

penggiling yaitu gigi penggiling dapat berayun bebas pada porosnya dan gigi

penggiling tidak dapat berayun bebas pada porosnya (statis). Kedua tipe hammer

mill tersebut dalam operasinya tidak mempunyai banyak perbedaan, yang penting

diperhatikan adalah jumlah ketebalan dari gigi-gigi penggiling.

•        HAMMER MILLS

–     Prinsip seperti pemecahan menggunakan palu

 

b. Disk mill

Disc mill merupakan jenis alat pengecil bahan yang dapat menghasilkan

produk dalam ukuran sedang maupun halus, seperti kedelai, jagung kentang dan

lainnya. Alat ini digunakan untuk mengupas kulit ari, pembelah dan penghancur

biji kedelai dalm keadaan kering maupun basah.

      Disk mill merupakan alat yang memiliki konstruksi dan prinsip kerja yang

sama seperti dengan stone mill. Keduanya sama-sama memiliki dua piringan yang

dipasangkan pada sebuah shaft. Terdapat dua macam disk mill yaitu (1) disk mill

yang bergerak pada satu roda dan roda lainnya stasioner dan (2) disk mill dimana

kedua rodanya bergerak. Pada keadaan pertama, satu piringan terpasang permanen

(stasioner) pada badan mesin. Sedangkan pada keadaan kedua, piringan berputar

bersamaan dalam arah putaran yang berlawanan satu dengan lainnya. Bahan yang

akan diproses dimasukkan melalui bagian atas alat (corong pemasukan) yang

mempunyai penampung bahan. Selama proses, bahan akan mengalami gesekan

diantara kedua piringan sehingga ukurannya menjadi lebih kecil dan halus (AEL,

1976). Bagian-bagian dari disc mill adalah sebagai berikut :

—   Corong pemasukan

            Corong ini berfungsi untuk memasukkan biji yang akan dikupas kulit arinya

dan dihancurkan. Bagian ini dilengkapi dengan katup pemasukkan untuk

mengatur jumlah biji yang akan dikupas oleh cakram sehingga pengupasan akan

berjalan lancar.

—   Penyemprot air

Penyemprot air berfungsi untuk membantu kelancaran turun dan keluarnya

biji ke ruang pengupasan. Air akan mendorong biji agar jatuh ke ruang

pengupasan. Pada praktikum ini tidak dilakukan penyemprotan air.

·        Ruang pengupasan dan penghancuran

            Ruang pengupasan berfungsi sebagai tempat mengupas dan menghancurkan

sekaligus sebagai rangka dudukan bagi landasan gesek. Ruangan ini diberi

penutup dan dibuat agak rapat agar kedelai tidak lolos keluar sebelum mengalami

pengupasan dan penghancuran.

·        Dinding penutup dan cakram

       Dinding penutup dan cakram berfungsi sebagai pengupas dan penghancur biji

karena adanaya gerak putar dari cakram terhadap diniding penutup yang diam.

Biji yang terkupas dan hancur itu merupakan akibat dari efek atrisi dan kompresi

dari cakram.

·         Poros penggerak

            Poros penggerak berfungsi untuk memutar silinder pengupas yang digerakkan

oleh motor listrik dengan menggunakan puli dan belt sebagai penyalur daya. Pada

poros penggerak terdapat pengunci untuk mengatur jarak antar cakram. Semakin

kecil jarak antar cakram maka ukuran hasil pengolahan akan semakin halus.

·        Corong pengeluaran

      Corong pengeluaran berfungsi untuk mengeluarkan biji yang telah dikupas

dan dihancurkan yang terletak di bagian bawah silinder pengupas. Biji yang akan

pecah dan keluar dari corong ini masih bercampur dengan kulit arinya.

Gambar Disk Mill

c.    Multi mill

Multi mill bekerja dengan impact. Sama seperti hammer mill impact dilakukan

cara menghantam bahan dengan padatan, yang biasanya berupa besi, sehingga

momentum yang terdapat pada pergerakan besi tersebut dapat memecah ikatan

antara padatan bahan. Perbedaan hammer mill dengan multi mill terletak pada besi

yang digunakan untuk menghantam bahan. Pada multi mill besi yang digunakan

mempunyai dua sisi, salah satu sisi berujung runcing dan satu sisi berujung

tumpul. Putaran alat pun dapat dirubah-rubah sesuai dengan ujung besi yang mana

yang akan digunakan. Dengan alat seperti ini maka dapat digunakan untuk

berbagai jenis bahan sehingga disebut multi mill.

Multi mill dapat digunakan untuk berbagai macam bahan. Pada industri multi

mill ini digunakan dalam aplikasi penepungan basah dan kering, serta

pembubukan. Industri yang sering menggunakan alat ini adalah industri farmasi,

kimia, kosmetik, keramik, indsutri serta industri pangan. Multi mill juga

ditemukan pada pembuatan pestisida, pupuk, detergen, insektisida, plastik, dan

industri resin.

Gambar Multi Mill

d.  Attrition mills

o    Terdiri atas dua plat kasar yang saling berhadapan, satu diam dan satunya lagi

berputar.

o    Material diumpankan ke ruang diantara kedua plat, dan diperkecil melalui

pemecahan dan penggeseran.

o    Jika material diumpankan secara pelan, maka pengecilan terjadi utama sekali

akibat geseran

o    Jika diumpankan dengan cepat maka pengecilan lebih diakibatkan oleh

pemecahan

o    Jika terjadi pengumpanan berlebih maka efektivitas alat menurun dan timbul

panas berlebih

o    Kecepatan operasi biasanya dibawah 1200 RPM

o    Kehalusan output dikendalikan oleh jenis plat dan spacing

Attrition Mills,prinsip seperti pekerjaan mengampelas

e.   Jaw Crusher

o    Prinsip seperti gigi geraham menghancurkan makanan

Jaw Crusher bekerja mengandalkan kekuatan motor. Melalui roda motor, poros

eksentrik digerakkan oleh sabuk segitiga dan slot wheel untuk membuat jaw plate

bergerak seirama. Oleh karena itu, material dalam rongga penghancuran yang

terdiri dari jaw plate, jaw plate yang bergerak dan side-lee board dapat

dihancurkan dan diberhentikan melalui pembukaan pemakaian.

Jaw Crusher adalah type crusher yang paling umum, dimana sistem kerjanya

memampatkan / menghimpit material hingga hancur, biasa digunakan untuk

menghancurkan batu jenis batu yang keras, seperti batu kali, batu pegunungan,

batu mineral, batu emas, batu mangan, batu besi, dsb. Unjuk kerja dari Jaw

Crusher sangat-sangat ditentukan oleh ukuran Fly wheel ( Roda Gila) nya dan

kekuatan Shaft, karena kedua komponen tersebut berperan vital. Untuk

operasional produksi penambangan Jaw Crusher ini tidak bisa berdiri sendiri,

harus didukung dengan peralatan2 yang lain.

Gambar Jaw Crusher

f.    Roller Mills

o    Prinsip kerja penggilingan

LINGKUP PENGGUNAAN

Hal ini digunakan untuk menggiling dan menghancurkan gandum di tanaman

sereal pengolahan.

Hal ini dirancang untuk mendapatkan tepung dan semolina dalam tepung dan

pabrik semolina dengan mengolah gandum dibersihkan.

APLIKASI BIDANG

* Pada industri makanan

- Tepung & semolina pabrik,

- Jagung, barley, rye dan tanaman sereal sama pengolahan,

* Pada industri makanan lainnya untuk rolling, menghancurkan dan proses serupa

lainnya.

PRINSIP KERJA

Gulungan bekerja paralel secara otomatis dibuka dan ditutup oleh sistem

pneumatik yang digerakkan oleh sebuah unit kontrol elektronik. Gandum bersih

memasuki pabrik rol dalam cermin suatu cerat dan proses penggilingan dimulai.

Indikator tingkat Capacitive menyesuaikan jumlah butir, yang memasuki pabrik

rol dari inlet, yang mengontrol gulungan makan. Biji-bijian, yang mengalir secara

teratur melalui gulungan, mengalami pengolahan. Sistem penyesuaian, yang

menyediakan pendekatan yang sangat tepat dari gulungan satu sama lain, dapat

dengan mudah diintegrasikan dengan sistem otomatisasi. Udara, yang tersedot

melalui sistem pneumatik melalui saluran udara khusus diciptakan, menyediakan

aliran biasa gabah antara gulungan. Efisiensi dari pabrik rol meningkat karena

fitur tersebut.  Produk digiling dibuang ke dalam hopper, yang ditempatkan di

bawah pabrik rol dan kemudian disampaikan melalui suatu sistem pneumatik.

Tujuan dari proses pengayakan ini adalah: [Taggart,1927]

Mempersiapkan produk umpan (feed) yang ukurannya sesuai untuk

beberapa proses berikutnya.

Mencegah masuknya mineral yang tidak sempurna dalam peremukan

(Primary crushing) atau oversize ke dalam proses pengolahan berikutnya,

sehingga dapat dilakukan kembali proses peremukan tahap berikutnya

(secondary crushing).

Untuk meningkatkan spesifikasi suatu material sebagai produk akhir.

Mencegah masuknya undersize ke permukaan. Pengayakan biasanya

dilakukan dalam keadaan kering untuk material kasar, dapat optimal

sampai dengan ukuran 10 in (10 mesh). Sedangkan pengayakan dalam

keadaan basah biasanya untuk material yang halus mulai dari ukuran 20 in

sampai dengan ukuran 35 in.

Permukaan ayakan yang digunakan pada screen bervariasi, yaitu:

[Brown,1950]

Plat yang berlubang (punched plate, bahan dapat berupa baja ataupun karet

keras.

Anyaman kawat (woven wire), bahan dapat berupa baja, nikel, perunggu,

tembaga, atau logam lainnya.

Susunan batangan logam, biasanya digunakan batang baja (pararel rods).

Sistem bukaan dari permukaan ayakan juga bervariasi, seperti bentuk

lingkaran, persegi ataupun persegi panjang. Penggunaan bentuk bukaan ini

tergantung dari ukuran, karakteristik material, dan kecepan gerakan screen.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan material untuk menerobos

ukuran ayakan adalah :

1. Ukuran buhan ayakan

Semakin besar diameter lubang bukaan akan semakin banyak material yang

lolos.

2. Ukuran relatif partikel

Material yang mempunyai diameter yang sama dengan panjangnya akan

memiliki kecepatan dan kesempatan masuk yang berbeda bila posisinya berbeda,

yaitu yang satu melintang dan lainnya membujur.

3. Pantulan dari material

Pada waktu material jatuh ke screen maka material akan membentur kisi-kisi

screen sehingga akan terpental ke atas dan jatuh pada posisi yang tidak teratur.

4. Kandungan air

 Kandungan air yang banyak akan sangat membantu tapi bila hanya sedikit akan

menyumbat screen.

B. Alat Ayakan

Berdasarkan gerak pengayak, alat ayakan dibagi menjadi 2 jenis:

Stationary screen

Dynamic screen.

Beberapa alat ayakan :

1. Stationary

2. Grizzly

3. Vibrating

4. Oscillating

5. Reciprocating

6. Tromel/Revolving

Faktor yang harus diperhatikan dalam pemilihan screen:

kapasitas, kecepatan hasil yang diinginkan.

Kisaran ukuran ( size range),

Sifat bahan : densitas, kemudahan mengalir (flowability),

Unsur bahaya bahan : mudah terbakar, berbahaya, debu yang ditimbulkan.

Ayakan kering atau basah.

Pemilihan screen berdasarkan ukuran disajikan di fig. 19 – 14 (Perry, 7th

ed.).

PREPARASI SAMPEL BATUBARA

Pendahuluan

Pengambilan sampel atau yang disebut sampling adalah suatu proses pengambilan

sampel dengan massa yang kecil dari massa yang besar dan cukup representatif

serta merata. Tujuan dari sampling adalah untuk mendapatkan sejumlah sampel

batubara yang mewakili suatu satuan tertentu, dengan jumlah massa dan ukuran

yang sesuai, yang diperlukan untuk mengetahui kualitas batubara tersebut

berdasarkan sifat kimia dan fisika yang dimilikinya.

Metode sampling yang telah dijadikan standar, antara lain adalah sebagai berikut:

·         ASTM D 2234 “Standart Test Methods for Collection of a Gross Sample of

Coal”

·         British Standart, BS 1017 Part 1 “Sampling of Coal”

·         International Standart, ISO-1988 “ Hard Coal Sampling”

·         Australian Standart, AS 2646 “Sampling of Solid Mineral Fuels”

·         Japanese International StandarT JISM 8100

·         Dan lain-lain

Istilah-Istilah yang digunakan dalam sampling

Istilah-istilah yang banyak digunakan dalam metode sampling antara lain:

·         Bulk Sample

Sample yang diambil secara keseluruhan dari lapisan yang ada tanpa membagi-

bagi dalam sub-bagian

·         Play Sample

Sample yang diambil dari lapisan batu-bara berdasarkan perbedaan litotipe,

adanya lapisan pengotor atau ketebalan secara sistematis dari top sampai bottom.

·         Composite Sample

Sample yang diambil dari masing-masing ply sample secara representative untuk

selanjutnya dicampur menjadi satu sebelum dilakukan analisi dilaboratorium.

·         Run Of Mine (ROM) Coal

Batu-bara yang dihasilkan dari suatu oprasi penambangan sebelum mengalami

proses lebih lanjut.

·         Raw (uncleaned) Coal

Batu-bara yang belum mengalami pencucian walaupun mungkin telah mengalami

pengayakan.

·         Cleaned Coal

Batu-bara yang telah mengalami proses pencucian baik dengan cara basah

meupun dengan cara kering.

·         Large Coal/Lump Coal

Batu-bara yang berukuran lebih besar dari ukuran yang disetujui tanpa batas top

size.

·         Graded Coal/Size Coal

Batu-bara yang mempunyai ukuran tertentu setelah mengalami proses

pengayakan.

·         Small Coal

Batu-bara dengan ukuran <50 mm dan tidak ada batas under size.

·         Fine Coal

Batu-bara halus yang umumnya mempunyai ukuran partikel < 1,5 mm dengan

sangat jarang yang berukuran diatas 3 mm

·         Consignment

Sejumlah komoditi btu-bara yang dikirim pada suatu waktu tertentu. Consignment

dapat terdiri dari satu atau lebih batch atau satuan.

·         Batch

Sejumlah komoditi batu-bara yang dihasilkan pada satu waktu tertentu dalam

keadaan yang relative seragam.

·         Incerement

Sejumlah contoh batu-bara yang terambil oleh satu kali gerakan alat sampling atau

pengaambil sample.

·         Gross Sample

Sample yang terbentuk dari suatu gabungan semua increment yang diperoleh dari

sebuah consignment.

·         Replicate Sample

Pengambilan increment dari consignment pada selang waktu, berat dan ruang

yang sama. Kemudian increment tersebut ditempatkan kedalam container atau

tempat yang berbeda.

·         Duplicate Sample

Pengambilan sample replikat dengan hanya 2 buah sample untuk memperkirakan

presisi rata-rata dari sampling sejumlah consignment.

·         Bias

Kesalahan sistematis yang mengakibatkan hasil yang lebih tinggi atau lebih

rendah dari hasil yang sebenarnya.

·         Presisi

Suatu ukuran untuk menilai apakah hasil dari suatu rangkaian pengamatan sesuai

satu dengan yang lain.

·         Sistematis Sampling

Sampling yang dilakukan secara sistematis berdasarkan waktu atau posisi dari unit

yang bersangkutan.

·         Random Sampling

Sampling yang dilakukan pada waktu dan posisi unit secara sembarang (acak).

Peralatan yang Digunakan

1. Alat Manual

·      Laddle

Alat sampling dengan bukaan minimal 2,5 kali ukuran batubara top size. Alat ini

tidak cocok untuk batubara dengan ukuran >80 mm.

·      Sekop

Alat sampling yang digunakan untuk batubara yang diam (di tumpukan). Bukaan

sekop minimal 2,5 kali ukuran batubara top size. Tidak cocok untuk batubara

yang sedang bergerak dan ukuran top size >80 mm.

·      Sampling Frame

Alat sampling untuk batubara diatas conveyor. Jarak antara sisi frame paling tidak

2,5 kali ukuran batubara top size.tinggi frame lebih besar dari ketebalan batubara

diatas ban.

2. Alat Mekanis

·      Breeches Chute

Alat sampling untuk batubara curahan.

·      Slotted Arm

Alat sampling pada curahan. Alat ini biasanya tidak digunakan untuk batubara

yang berukuran >20 mm. Lebar slot tidak kurang dari 2,5 kali ukuran batubara top

size.

·      Swinging Arm

Alat ini untuk sampling pada curahan di ujung conveyor dan sesuai untuk posisi

dimana tinggi ruangan terbatas.

·      Ram Operated Cart

Alat sampling untuk batubara yang sedang dicurahkan.

·      Scrapper Arm

Alat sampling di conveyor yang sedang bergerak terutama untuk batubara yang

berukuran sampai 50 mm.

Dasar- Dasar Sampling

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam sampling batubara lepas (baik

sebelum maupun sesudah mengalami proses lebih lanjut), yaitu:

·         Lokasi sampling (stockpile, conveyor, gerbong KA, kapal laut)

·         Jumlah increment yang harus diambil

·         Berat setiap increment yang harus diambil

·         Replikasi sampling