Size Reduction Lapres

7/25/2019 Size Reduction Lapres

1/37

LAPORAN RESMI

MATERI :

SIZE REDUCTION

HALAMAN SAMPUL

KELOMPOK :

7 / SENIN

IHDINA SULISTIANINGTIAS 21030113140xxx

RIZKY ADHI PRABOWO 21030113130xxx

ZULFAJRI 21030113140169

LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS DIPONEGORO

2015


2/37

ii

HALAMAN PENGESAHAN

LAPORAN RESMI



Materi : Size Reduction

Kelompok : 7 / Senin

Anggota : 1.

Ihdina Sulistianingtias

2. Rizky Adhi Prabowo

3.

Zulfajri

21030113140xxx

21030113130xxx

21030113140169

Semarang, November 2015

Mengesahkan,

Dosen Pembimbing

Ir. Hargono, M.T.

NIP. 195611261987031002


3/37

iii

RINGKASAN

Tujuan dari praktikum Size Reduction ini yaitu mampu melakukan pengukuran

partikel dengan metode sieving, mampu mengukur daya (energi) yang terpakai pada size

reduction dengan kapasitas yang berbeda-beda, mampu menghitung reduction ratio untuk

bahan yang berbeda-beda, mampu menerapkan Hukum Kick dan Rittinger dan menghitung

indeks kerja, mampu menghitung energi penggerusan dan mampu membuat laporan praktikum secara tertulis.

Size reduction adalah salah satu operasi untuk memperkecil ukuran dari suatu

padatan dengan cara memecah, memotong, atau menggiling bahan tersebut sampai didapat

ukuran yang diinginkan. Ada tiga hukum yang mendasari size reduction yaitu hukum Kick,

hukum Rittinger dan hukum Bond. Sedangkan diameter dapat diartikan menjadi TAAD, mean

surface diameter dan mean volume diameter.

Pada praktikum ini alat yang digunakan yaitu hammer mill dan sieving, sedangkan

bahan yang digunakan yaitu batu bata berbentuk kubus berukuran 2cm, 2.8cm, 3.6cm, dan 4.4

cm masing-masing dengan berat 320 gram, 450 gram, dan 580 gram. Prosedur

percobaan meliputi menyiapkan batu bata; mengukur ampere atau daya yang terpakai

dengan menggunakan ampere meter pada waktu pesawat jalan tanpa beban, masukkan bahan ke dalam pesawat dalam jumlah tertentu sesuai variable, mengukur ampere atau daya yang

terpakai dengan menggunakan ampere meter pada waktu pesawat jalan sesuai variable,

kumpulkan hasil dan jumlah tertentu untuk diukur ukuran partikelnya dan menghitung

diameter partikel dilakukan dengan metode standart sieving


4/37

iv

PRAKATA

Puji syukur penyusun ucapkan kepada Allah SWT berkat rahmat dan hidayah-Nya

sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan resmi laboratorium Operasi Teknik Kimia ini.

Tujuan dari penulisan laporan resmi dengan materi Size Reduction ini adalah sebagai

pelaksanaan tugas praktikum operasi teknik kimia dan sebagai bukti hasil praktikum Size

Reduction. Penyusun mengucapkan terima kasih kepada

1. Bapak Ir. Hargono, M.T. selaku dosen pembimbing materi Size Reduction

2. Asisten Laboratorium Operasi Teknik Kimia Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Diponegoro Semarang Tahun 2015.

Penyusun menyadari adanya kekurangan yang perlu diperbaiki. Maka dari itu kritik dan

saran yang sifatnya membangun sangat penyusun harapkan. Semoga laporan ini dapatbermanfaat sebagai penambah ilmu bagi semua pihak yang membutuhkan.

Semarang, November 2015

Pengusun


5/37

v

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ................................................................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................................................... ii

RINGKASAN ............................................................................................................................. iii

PRAKATA ................................................................................................................................. iv

DAFTAR ISI ............................................................................................................................... v

DAFTAR TABEL ...................................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................. vii

BAB I PENDAHULUAN........................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .............................................................................................................. 1

1.2 Perumusan Masalah ....................................................................................................... 1

1.3 Tujuan Praktikum .......................................................................................................... 1

1.4 Manfaat Praktikum ........................................................................................................ 1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................................ 2

2.1 Klasifikasi Alat Size ReductionBerdasarkan Ukuran Produk ....................................... 2

2.2 Hukum-hukum Energi Penggerusan .............................................................................. 4

2.3 Pengertian Diameter ...................................................................................................... 5

BAB III METODE PRAKTIKUM ............................................................................................. 8

3.1 Rancangan Percobaan ........................................................................................................ 83.2 Bahan dan Alat yang Digunakan ....................................................................................... 8

3.3 Gambar Rangkaian Alat .................................................................................................... 9

3.4 Prosedur Praktikun............................................................................................................. 9

BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN .......................................................... 11

4.1 Hasil Percobaan ............................................................................................................... 11

4.2 Pembahasan ..................................................................................................................... 11

BAB V PENUTUP .................................................................................................................... 21

5.1 Kesimpulan ...................................................................................................................... 21

5.2 Saran ................................................................................................................................ 21

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................ 22

LAPORAN SEMENTARA ......................................................................................................... 1

LEMBAR PERHITUNGAN ....................................................................................................... 4


6/37

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 4-1. Data Hasil Percobaan Reduction Ratio dan Grindability ......................................... 11

Tabel 4-2. Data Hasil Percobaan Konstanta Kick dan Rittinger ............................................... 11


7/37

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3-1 Diagram Blok Langkah Kerja ................................................................................. 8

Gambar 3-2 Alat Hammer Mill Crusher ................................................................................... 9

Gambar 3-3 Alat Shieving ........................................................................................................... 9

Gambar 4-1 Hubungan Reduction Ratio VS Energi Penggerusan ............................................ 12

Gambar 4-2 Hubungan Log(Di/di) VS Energi Penggerusan Untuk Variabel 320 Gram .......... 13

Gambar 4-3 Hubungan Log (Di/di) VS Energi Penggerusan Untuk Variabel 450 Gram ........ 14

Gambar 4-4 Hubungan Log (Di/di) VS Energi Penggerusan Variabel 580 Gram .................... 14

Gambar 4-5 Hubungan 1/di-1/Di VS Energi Penggerusan Variabel 320 Gram ........................ 16




8/37

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Size reduction adalah satu operasi untuk memperkecil ukuran suatu partikel dengan

memperhalus bentuk produk atau sekedar menjadikannya lebih kecil sesuai ukuran yangdiinginkan. Operasi size reduction bisa dilakukan dengan cara penumbukan atau

penggilingan. Pengoperasian unitsize reductionsenantiasa dibutuhkan pada industri kimia

dan mineral untuk menyesuaikan bahan dengan spesifikasi alat atau menyesuaikan

spesifikasi produk yang akan dipasarkan. Ditinjau dari sisi yang lain, pengoperasian unit size

reduction dalam industri kimia dan mineral sering mengakibatkan biaya tinggi karena

operasi yang kurang efisien. Hal ini disebabkan adanya sifat fisis dari beban yang

beranekaragam. Faktor lain yang mengakibatkan size reduction tidak efisien adalah

kebutuhan energi untuk membentuk permukaan baru. Berdasarkan uraian ini, perlu

dilakukan percobaan untuk mengetahui kondisi operasi optimal suatu operasisize reduction.

1.2 Perumusan Masalah

Size reduction dipandang tidak efisien dari beberapa segi, salah satunya adalah jumlah

energi yang dibutuhkan untuk mendapatkan ukuran partikel sesuai keinginan. Percobaan ini

akan dilakukan pengukuran dan perhitungan besarnya jumlah energi yang dibutuhkan

dalam operasisize reductiondengan menerapkan beberapa persamaan yang sudah ada.

1.3 Tujuan Praktikum

1. Mampu melakukan pengukuran partikel dengan metodesieving

2. Mampu mengukur daya (energi) yang terpakai pada size reductiondengan kapasitas

yang berbeda-beda

3. Mampu menghitungReduction Ratiountuk bahan yang berbeda-beda

4. Mampu menerapkan Hukum Kick dan Rittinger serta menghitung indeks kerja

5. Mampu menghitungPower Transmission Factor(energi penggerusan)

6.

Mampu membuat laporan praktikum secara tertulis

7. Mengkaji hukum Kick dan Rittinger dengan cara membandingkan energi yang

dibutuhkan untuk operasi size reduction secara teoritis dan percobaan

1.4 Manfaat Praktikum

1. Memahami dan mengetahui cara menghitung besarnya reduction ratio, daya, dan energi

penggerusan dengan ukuran partikel yang berbeda-beda.

2. Mampu menerapkan Hukum Kick dan Rittinger serta menghitung indeks kerja dalam

percobaan.


9/37

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Unit operasi Size reduction adalah satu operasi untuk memperkecil ukuran suatu partikel

dengan memperhalus bentuk produk atau sekedar menjadikannya lebih kecil sesuai ukuran yang

diinginkan. Operasisize reductionbisa dilakukan dengan cara penumbukan atau penggilingan

(Agrawal, 2007). Unit operasisize reductionbiasanya digunakan untuk menyesuaikan ukuran

bahan baku agar sesuai dengan alat proses atau menyesuaikan produk sesuai kebutuhan pasar.

2.1 Klasifikasi Alat Size ReductionBerdasarkan Ukuran Produk

2.1.1 Crusher

Alat size reduction yang memecahkan bongkahan padatan yang besar menjadi

bongkahan bongkahan yang lebih kecil, dimana ukurannya sampai batas beberapa inch.

Alat crusher biasa diklasifikasikan menjadi : a. Primary crusher

Mampu beroperasi untuk segala ukuran feed. Produk yang dihasilkan mempunyai

ukuran 8 10 inch.

b. Secondary crusher

Mampu beroperasi dengan ukuran feed, seperti di produk primary crusher dengan

ukuran 4 inch.

2.1.2 Grinder

Alat ini beroperasi untuk memecah bongkahan yang dihasilkan crusher, sehingga

bongkahan ini menjadi bubuk.Untuk intermediate grinder, produk yang dihasilkan 40

mesh. Ultrafine grinder dapat diatur untuk menghasilkan produk berukuran 250 mesh

2500 mesh dengan umpan tidak lebih besar dari 20 mm.

2.1.3 Cutter

Alat ini mempunyai cara kerja yang berbeda dengan size reductionsebelumnya. Pada

cutter ini, cara kerjanya dengan memotong. Alat ini dipakai untuk produk ulet dan tidak

bisa diperkecil dengan cara sebelumnya. Ukuran produk 2 10 mesh.

Operasisize reductionsering digunakan pada indusri industri yang memerlukan

bahan baku dalam ukuran tertentu dan produk dalam ukuran tertentu, misalnya industri

semen, batu bara, pertambangan, pupuk, keramik, dan lain-lain.

Pemilihan jenis alat yang digunakan biasanya berdasarkan ukuran feed pada produk, sifat

bahan, kekerasan bahan, dan kapasitasnya.

2.2 Operasi Size Reduction

2.2.1 Operasi Penggerusan


10/37

3

Penggerusan atau Comminutionadalah istilah yang umum digunakan pada operasi

size reduction yang biasanya menggunakan crusher atau grinder atau alat-alat

penggerus lainnya. Alat penggerusan dikatakan ideal bila memenuhi syaratsyarat

berikut :

a.

Mempunyai kapasitas operasi yang besarb.

Membutuhkan Power input yang kecil per satuan produk

c. Produk yang dihasilkan seragam atau mampu memenuhi distribusi ukuran yang

diinginkan

Operasi alat penggerusan yang ideal sangatlah sulit didapat karana satuan produk

yang dihasilkan tidak akan pernah seragam dengan variasi ukuran umpan masuk.

Produk selalu terdiri atas campuran partikel dengan rentang antara ukuran terbesar

yang diinginkan hingga yang paling kecil (Mc.Cabe,1993).

2.2.2 Faktor faktor yang Mempengaruhi Operasi Size ReductionBerdasarkan Sifat Alami

Material

Penentuanan jenis mesin dalam operasi penggerusan didasarkan pada faktor sifat

alami material yang ditangani. Antara lain :

a. Hardness : Mempengaruhi kebutuhan tenaga pemakaian mesin. Sifat hardness

suatu material disusun berdasarkan skala Mohr.

b. Structure : Struktur material granular lebih mudah daripada material berwujud

serat.

c. Moisture Content : Kandungan air dalam material sebesar 5-50% akan

menyebabkan terjadinya cakedan menghambat aliran material.

d. Crushing Strength : Power yang dibutuhkan suatu alat akan sebanding dengan

crushing strengthsuatu material.

e. Friability : Material yang rapuh akan mudah pecah sebelum penggerusan dan

akan mempengaruhi distribusi ukuran produk.

f.

Stickiness:Material yang lengket akan menyumbat pesawat operasi.

g. Soapiness : Pengukuran berdasarkan koefisien gesekan permukaan material.

Koefisien gesekan yang kecil akan mengakibatkan operasi penggerusan sulit

dioperasikan

h. Explosive Material: Material tidak boleh banyak mengandung inert atmosphere

i.

Materials yielding dusts that are harmful to the health : Material yang

membahayakan kesahatan harus dioperasikan di tempat yang aman lingkungan

2.2.3 Alat-alat Penggerusan


11/37

4

Klasifikasi alat alat penggerusan diberikan berdasarkan tipe-tipe mesin yang baik

dalam pengoperasian tiap stage ukuran produk. Ada tiga step dalam pengoperasian

size reduction:

a. Coarse size reduction: umpan sebesar 2 96 inch atau lebih.

b.

Intermediate size reduction : umpan sebesar 1

3 inch.c.

Fine Size Reduction : umpan sebesar 0,25 sampai 0,5 inch.

(Brown, 1979)

Tabel 2.1 Tipe Alat Penggerus Berdasarkan Klasifikasi Operasi

Coarse crushers Intermediate crushers Fine crushers

Stag jaw crusher Crushing rolls Buhrstone mill

Dodge jaw crusher Disc crusher Roller mill

Gyratory crusher Edge runner mill NEI pendulum mill

Other coarse crusher Hammer mill Griffin mill

Single roll crusher Ring roller mill (Lopulco)

Pin mill Ball mill

Symons disc crushers Tube mill

Hardinge mill

Babcock mill

(Coulson, 2002)

2.2 Hukum-hukum Energi Penggerusan

Energi yang dibutuhkan untuk operasisize reductionsangat bergantung dari ukuran

partikel yang dihasilkan.Makin kecil partikel, maka makin besar energi yang dibutuhkan.

2.3.1 Hukum Rittinger

Rittinger beranggapan bahwa besarnya energi yang diperlukan untuk size

reductionberbanding lurus dengan luas permukaan baru yang dihasilkan. Luas

permukaan spesifik yang dihasilkan akan sebanding dengan ukuran partikel,

sehingga dirumuskan persamaan dalam bentuk :

E : Energi Penggerusan


12/37

5

k : Kontanta Rittinger

di : Diameter Rata-Rata Produk

Di : Diameter Rata-Rata Feed

2.3.2 Hukum Kick

Kick beranggapan bahwa energi yang dibutuhkan untuk pemecahan partikel zatpadat adalah berbanding lurus dengan ratio dari feed dengan produk. Secara

matematis dinyatakan dengan:


k : Kontanta Kick



Memecah partikel kubus berukuran lebih dari 1/2 inch adalah sama besarnya

dengan energi yang dibutuhkan untuk memecah partikel 1/2 inch menjadi 1/4

inch.

2.3 Pengertian Diameter

a. Trade Aritmathic Average Diameter (TAAD)

TAAD didefinisikan sebagai diameter rata rata berdasarkan jumlah.

dimana,

Di : diameter partikel

Ni : jumlah partikel dengan diameter Di Mi :

massa total partikel dengan diameter Di m: massa partikel dengan diameter Di


13/37

6

Vi : volume total partikel dengan diameter Di

C : konstanta yang harganya tergantung dari titik partikel, sehingga:

D3adalah volume partikel untuk bola = a/b, kubus = 1

V : volume partikel dengan diameter Di

b.

Mean Surface DiameterDidefinisikan sebagai diameter rata rata berdasarkan luas permukaan jumlah partikel

x luas

dimana, B : konstanta yang harganya tergantung bentuk partikel, untuk bola

B = 2 dan untuk kubus B = 6.

c. Mean Volume Diameter

Didefinisikan sebagai diameter rata rata berdasarkan volume


14/37

7

Jumlah total = Ni. Vi = Ni . Ci. Di3.n

= C (D vol)

= C (D vol)

(Brown, 1979)


15/37

8

BAB III

METODE PRAKTIKUM

3.1 Rancangan Percobaan

3.1.1 Rancangan Praktikum

Untuk mencapai tujuan, praktikum dilakukan melalui 3 tahapan seperti yang tersajidalam gambar 3.1.

Gambar 3-1 Diagram Blok Langkah Kerja

3.1.2 Penetapan Variabel :

a. Variabel tetap- Waktu pengayakan : 10 menit sampai berat konstan

b. Variabel berubah

- Ukuran diameter batu bata (cm) : 2cm, 2.8cm, 3.6cm, 4.4cm

- Berat batu bata (gram) : 300, 400, 500, dan 600

3.2 Bahan dan Alat yang Digunakan

3.2.1 Alat yang digunakan

1. Hammer Mill

2. Alat Shieving

3. Alat Pengukur Kuat Arus

4. Stopwatch

5. dll

3.2.2 Bahan yang digunakan

1.

Batu bata

Persiapan Bahan

Operasi Hammer Mill

Operasi Standard Sieving


16/37

9

3.3 Gambar Rangkaian Alat

Gambar 3-2 Alat Hammer Mill Crusher

Gambar 3-3 Alat Shieving

3.4 Prosedur Praktikun

Praktikum dilakukan dengan mengikuti prosedur sebagai berikut :

1. Menyiapkan bahan.

2. Melakukan pengukuran partikel bahan sebelum dimasukkan ke dalam hammer mill.

3.

Tentukan bukaan tutup feeder sesuai dengan kapasitas yang diinginkan, usahakan

jangan terlalu lebar supaya bahan yang masuk tidak terlalu besar.

4.

Masukkan bahan ke dalam pesawat dalam jumlah tertentu sesuai variabel.


17/37

10

5. Ukur ampere atau daya yang terpakai dengan menggunakan ampere meter pada waktu

pesawat jalan sesuai variabel.

6.

Kumpulkan hasil dan jumlah tertentu untuk diukur ukuran partikelnya.

7. Pengukuran dilakukan denganstandar sieving.


18/37

11

BAB IV

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Percobaan

Tabel 4-1. Data Hasil Percobaan Reduction Ratio dan Grindability

W (kg) Di (mm) di (mm) t (jam) Reduction Ratio Grindability

0.32 20 0.0815 0.056 245.39877 57.6

0.32 28 0.0828 0.056 338.16425 81

0.32 36 0.0826 0.056 435.83535 105.3

0.32 44 0.0847 0.056 519.48052 64.8

0.45 20 0.0817 0.056 244.79804 88.56

0.45 28 0.0837 0.056 334.52808 108.36

0.45 36 0.0834 0.056 431.65468 65.88

0.45 44 0.0847 0.056 519.48052 86.22

0.58 20 0.0829 0.056 241.25452 104.40.58 28 0.0836 0.056 334.92823 67.32

0.58 36 0.0833 0.056 432.17287 91.44

0.58 44 0.0847 0.056 519.48052 103.32

Tabel 4-2 Data Hasil Percobaan Konstanta Kick dan Rittinger

Variable

Energi

Penggerusan

(Joule)

Konstanta

Kick

Konstanta

Rittinger

320

Gram

2 cm 11222.56163

1649,61230

2.8 cm 11506.52084

3.6 cm 11728.74978

4.4 cm 11728.74978

450

Gram

2 cm 11333.67611521,3 1202.42.8 cm 11562.07807

3.6 cm 11728.74978

4.4 cm 11827.52

580

Gram

2 cm 11389.23334

1531,3 1958.42.8 cm 11506.52

3.6 cm 11728.749784.4 cm 11895.42149

4.2 Pembahasan

1. Hubungan AntaraReduction RatioVS Energi Penggerusan


19/37

12

Gambar 4-1 Hubungan Reduction Ratio VS Energi Penggerusan

Pada gambar 4.1 dapat diamati suatu fenomena bahwa semakin besar reduction ratio

maka energi penggerusan akan semakin besar pula. Selain itu, dapat pula diamati fenomena

lain dimana semakin besar diameter feed untuk masing-masing kapasitas feed akan

meningkatkan harga reduction ratio. Hal ini sesuai dengan persamaan bahwa:

Sedangkan besarnya energi penggerusan dipengaruhi oleh waktu penggerusan

Hammer Milluntuk mereduksi ukuranfeedsesuai dengan persamaan

= cos Dimana :

E = Energi Penggerusan (Joule)

V = Tegangan Listrik (Volt)

I = Arus (ampere)

t = Waktu Operasi (s)

Semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk mereduksi ukuran feed maka semakin

besar pula energi penggerusannya. Hal ini dikarenakan waktu yang dibutuhkan semakin

meningkat seiring dengan diameter umpan yang semakin besar. Sedangkan diameter umpan

berbanding lurus dengan besarnya nilai reduction ratio. Jadi dapat disimpulkan bahwa

semakin besar reduction ratiomaka energi penggerusan akan semakin besar pula.

2. Hubungan Antara Konstanta Kick VS Energi Penggerusan

10800

11000

11200

11400

11600

11800

12000

241.2545235 334.9282297 432.1728691 519.4805195

EnergiPenggerusan

Reduction Ratio

320 Gram

450 Gram

580 Gram


20/37

13

Gambar 4-2 Hubungan Log(Di/di) VS Energi Penggerusan Untuk Variabel 320 Gram

% |11222.56 11251.9311222.56 | 100% 0.26%

% |11506.52 11481.6511506.52 | 100% 0.22%

% |11728.75 11663.4311728.75 | 100% 0.56%

% |11728.75 11789.2011728.75 | 100% 0.52%

y = 1649.6x + 7309.6

R = 0.9456

11100

11200

11300

11400

11500

11600

11700

11800

11900

2.35 2.4 2.45 2.5 2.55 2.6 2.65 2.7 2.75

EnergiPenggerusan

Log (Di/di)

10900

11000

1110011200

11300

11400

11500

11600

11700

11800

2.389872387 2.529127695 2.639322453 2.715569266

Energ

iPenggerusan

log (Di/di)

y = 1521.3x + 7709.3

R = 0.9962

11300

11400

11500

11600

11700

11800

11900

2.35 2.4 2.45 2.5 2.55 2.6 2.65 2.7 2.75

EnergiPenggeru

san

log (Di/di)


21/37

14

Gambar 4-3 Hubungan Log (Di/di) VS Energi Penggerusan Untuk Variabel 450 Gram

% |11389.23 11350.9811389.23 | 100% 0.34%

% |11506.52 11569.1611506.52 | 100% 0.54%% |11728.75 11738.6811728.75 | 100% 0.08%

% |11895.42 11861.0511895.42 | 100% 0.29%

Gambar 4-4 Hubungan Log (Di/di) VS Energi Penggerusan Variabel 580 Gram

11000

1110011200

11300

11400

11500

11600

11700

11800

11900

2.388807939 2.524432573 2.63513645 2.715569266

EnergiPenggerusan

log (Di/di)

y = 1531.3x + 7702.7

R = 0.9565

11300

11400

11500

11600

1170011800

11900

12000

2.35 2.4 2.45 2.5 2.55 2.6 2.65 2.7 2.75

EnergiPenggerusan

log (Di/di)

11100

11200

11300

11400

11500

11600

11700

1180011900

12000

2.382475465 2.524951754 2.635657499 2.715569266

EnergiPenggerusan

log (Di/di)


22/37

15

% |11222.56 11251.9311222.56 | 100% 0.26%

% |11506.52 11481.6511506.52 | 100% 0.22%

% |11728.75 11663.43

11728.75 | 100% 0.56%

% |11728.75 11789.2011728.75 | 100% 0.52%Dari grafik hubungan antara energi penggerusan dengan konstanta Kick, didapat

konstanta Kick melalui hubungan garis linier

()

Dimana


k : Kontanta Kick



(Mc. Cabe, W.L. 1985)

Jika dibuatkan suatu hubungan linear dari persamaan kick, maka persamaan kick analog

dengan persamaan :

+ Dimana

Y = Energi sebagai fungsi m = k (konstanta kick)

x = ()

C = Energi Awal Operasi Mesin

Dari persamaan tersebut diketahui bahwa konstanta Kick berbanding lurus dengan energi

penggerusan. Sedangkan energi penggerusan dipengaruhi oleh variable waktu dimana

semakin berat partikel umpan yang masuk maka waktu yang dibutuhkan untuk penggerusan

semakin lama yang mengakibatkan energi penggerusan semakin tinggi. Hal ini sesuai

dengan persamaan :


23/37

16

Dimana

E =energi Yang dibutuhkan untuk

operasi mesin

V = Tegangan operasi (volt)

I = Arus yang terbaca (ampere)

t = Waktu pengoperasian alat

Konstanta Kick pada variabel 580 gram yang seharusnya memiliki nilai konstanta terbesar

dibanding variabel lainnya. Harga konstanta kick untuk variable feed 580 gram hanya 1531,3

sementara untuk variabel 320 dan 450 mempunyai nilai konstanta Kick berturut-turut yakni

1649,6 dan 1521,3. Adanya fenemona ini disebabkan oleh adanya kehilangan massa (loss

mass) yang lebih besar pada variabel 580 gram saat dilakukannya proses sieving

(pengayakan) maupun saat prosesgrinding.

3. Hubungan Antara Konstanta Rittinger VS Energi Penggerusan

Gambar 4-5 Hubungan 1/di-1/Di VS Energi Penggerusan Variabel 320 Gram

% |11222.56 11240.4911222.56 | 100% 0.16%

% |11506.52 11559.6511506.52 | 100% 0.46%

y = 1230x - 3275.7

R = 0.9771

11100

1120011300

11400

11500

11600

11700

11800

11.75 11.8 11.85 11.9 11.95 12 12.05 12.1 12.15 12.2 12.25

EnergiPenggerusan

1/di-1/Di

11100

11200

1130011400

11500

11600

11700

11800

11900

12000

11.78364817 11.82060082 11.97702414 12.01272618

Energi

Penggerusan

1/di-1/Di


24/37

17

% |11728.75 11605.6611728.75 | 100% 1.05%

% |11728.75 11780.3511728.75 | 100% 0.44%


% |11333.68 11339.9811333.68 | 100% 0.16%

% |11562.08 11602.7011562.08 | 100% 0.35%

% |

11728.75 11707.14

11728.75 | 100% 0.18%

% |11827.52 12173.3711827.52 | 100% 2.92%

y = 1202.4x - 2800

R = 0.9696

11300

11400

11500

11600

11700

11800

11900

11.75 11.8 11.85 11.9 11.95 12 12.05 12.1 12.15 12.2 12.25

EnergiPenggerusan

1/di-1/Di

11100

11200

11300

11400

11500

11600

11700

11800

11900

12000

11.78364817 11.82060082 11.97702414 12.01272618

EnergiPenggerusan

1/di-1/Di


25/37

18


% |11389.23 11339.98

11389.23

| 100% 0.43%

% |11506.52 11632.0111506.52 | 100% 1.09%

% |11728.75 11736.6711728.75 | 100% 0.07%

% |11895.42 11809.9111895.42 | 100% 0.72%Dari grafik hubungan antara energi penggerusan dengan konstanta Kick, didapat

konstanta Kick melalui hubungan garis linier

( 11)

Dimana





(Mc. Cabe, W.L. 1985)

y = 1958.4x - 11672

R = 0.9618

11300

11400

11500

11600

11700

11800

11900

12000

11.75 11.8 11.85 11.9 11.95 12 12.05

EnergiPenggerusan

1/di-1/Di

11100

11200

11300

11400

11500

11600

11700

11800

11900

12000

11.78364817 11.82060082 11.97702414 12.01272618

EnergiPenggerusan

1/di-1/Di


26/37

19

Jika dibuatkan suatu hubungan linear dari persamaan rittinger, maka persamaan rittinger

analog dengan persamaan :

+ Dimana

Y = Energi sebagai fungsi

m = k (konstanta rittinger)

x = ( 1 1)

C = Energi Awal Operasi Mesin

Dari persamaan tersebut diketahui bahwa konstanta Rittinger berbanding lurus dengan

energi penggerusan. Sedangkan energi penggerusan dipengaruhi oleh variable waktu dimanasemakin berat partikel umpan yang masuk maka waktu yang dibutuhkan untuk penggerusan

semakin lama yang mengakibatkan energi penggerusan semakin tinggi. Hal ini sesuai

dengan persamaan :

Dimana

E =energi Yang dibutuhkan untuk

operasi mesin

V = Tegangan operasi (volt)



Konstanta Rittinger semakin besar apabila jumah massa umpan yang dimasukkan ke dalam

alat size reduction semakin besar. Variable 580 gram memiliki nilai konstanta terbesar

dibanding variabel lainnya. Harga konstanta rittinger untuk variable feed 580 gram 1958.4

sementara untuk variabel 320 dan 450 mempunyai nilai konstanta Kick berturut-turut yakni

1230 dan 1202.4. Dari data yang diperoleh, konstanta rittinger untuk variabel umpan 320

gram lebih besar dari variabel 450 gram. Fenemona ini disebabkan oleh adanya kehilangan

massa (loss mass) yang lebih besar pada variabel 580 gram saat dilakukannya prosessieving

(pengayakan) maupun saat prosesgrinding.

4. Aplikasi Size ReductionDalam Industri

Operasi size reduction sering digunakan pada indusri

industri yang memerlukan

bahan baku dalam ukuran tertentu dan produk dalam ukuran tertentu, misalnya industri


27/37

20

semen, batu bara, pertambangan, pupuk, keramik, dll. Pemilihan jenis alat yang

digunakan biasanya berdasarkan ukuran feed pada produk, sifat bahan, kekerasan bahan,

dan kapasitasnya.

Salah satu contoh penggunaan alat size reduction yaitu penggunaan alat hammer

mill pada industri semen. Hammer mill merupakan aplikasi dari gaya pukul (impactforce). 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 di dapatkan bahan yang

dapat lolos dari saringan di bagian bawah alat. Jadi selain gaya pukul dapat juga terjadi

sedikit gaya sobek. Menurut Smith (1955), hammer mill, terdiri atas martil/palu yang

berputar pada porosnya dan sebuah saringan yang terbuat dari plat baja. Bagian utama

dari hammer mill adalah corong pemasukan, pemukul, corong pengeluaran, motor

penggerak, alat transmisi daya, rangka penunjang dan ayakan.

Contoh lain penggunaan alat size reduction yaitu penggunaan ball mill pada

industri pupuk kimia.Ball Mill adalah Tumbling mill yang mempunyai ukuran panjang

kira-kira sama dengan diameternya dan berisi grinding media berupa bola-bola baja atau

alloy. Bentuknya dapat berupa silinder disebut cylindrical Ball Mill atau berbentuk Cone

disebut conical Ball Mill. Posisi grinding media pada Cylindrical ball mill terbagi rata

sepanjang shell, sedangkan pada conical ball mill terbagi menurut bola-bola baja yang

sama dengan diameter shell. Jadi bola-bola baja yang besar berada pada diameter shell

yang besar untuk menghancurkan partikel besar, sedang bola-bola baja yang kecil (sudah

aus) berada pada cone section dekat ujung pengeluaran untuk menghancurkan partikel

yang sudah halus. Feed (umpan) untuk ball mill dapat berukuran 3 inci (max) dan

digiling sampai menjadi 50 mesh (0,29 mm). kalau feed (umpan) makin kecil, maka

produknya dapat lebih halus lagi (200 mesh = 0,074 mm). Dalam operasi ball mill

kecepatan perputan shell silinder harus dibuat setinggi mungkin, tetapi dihindarkan agar

muatanya (grindingmedia dan batuan) tidak ikut berputar bersama shell silinder.


28/37

21

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Semakin besar diameter umpan maka reduction ratio dan energi penggerusan akan

semakin besar.2.

Semakin besar kapasitas umpan maka harga konstanta Kick akan semakin besar,

karena energi yang dibutuhkan untuk penggerusan semakin besar.

3. Semakin besar kapasitas umpan maka harga konstanta Rittinger akan semakin besar,

karena energi yang dibutuhkan untuk penggerusan semakin besar pula

5.2 Saran

1. Pengukuran arus pada ampermeter harus teliti

2. Umpan yang digunakan harus dalam keadaan kering dan ukuran yang seragam.

3. Proses sieving harus dilakukan secara hati-hati agar tidak terjadi mass loss.


29/37

22

DAFTAR PUSTAKA

Agrawal, S.S. 2007. Agrawal Principal Delhi Institute of Pharmaceutical Science and

Research Sector3. Pushp Vihar New Delhi. India.

Brown, G.G. 1979. Unit Operation. Modern Asia Edition. Mc Graw Hill Book. Co.Ltd.

Tokyo. Japan.Coulson. J.M, et al. 2002. Chemical Engineering Particle Technology and Separation Process

5thedition. Butterworth and Heinemann Oxford. England.

Mc. Cabe, W.L. 1993. Unit Operation of Chemical Engineering 5th edition. Tioon Well

Finishing Co. Ltd. Singapura.

Perry, R.H. 1978. Chemical Engineers Handbook. Mc Graw Hill.Kogakusha. Tokyo. Japan.


30/37

LAPORAN SEMENTARA

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA

Materi :

SIZE REDUCTION

Disusun Oleh :

Ihdina Sulistianingtias (21030113140xxx)

Rizky Adhi Prabowo (21030113130xxx)

Zulfajri (21030113140169)


TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK


SEMARANG

2015


31/37

I. Tujuan Percobaan

1. Mampu melakukan pengukuran partikel dengan metodesieving.

2.

Mampu mengukur daya (energi) yang terpakai pada size reduction dengan kapasitas

yang berbeda-beda.

3.

Mampu menghitung reduction ratio untuk bahan yang berbeda-beda.4.

Mampu menerapkan Hukum Kick dan Rittinger dan menghitung indeks kerja.

5. Mampu menghitungpower transmission factor (energi penggerusan).

6. Mampu membuat laporan praktikum secara tertulis.

II. Percobaan

a. Bahan yang digunakan

Batu Bata

b.

Alat yang digunakan1. Hammer Mill

2. Shieving

3. Stopwatch

4. Timbangan

c. Variabel percobaan

1.

Variabel Tetap

a Ukuran Bata : 2cm, 2.8cm, 3.6cm, 4.4cm

b Berat batu bata : 320 gram, 450 gram, 580 gram

2. Variabel berubah

Waktu pengayakan : 12 menit (selanjutnya 3 menit hingga 3 kali konstan)

d. Cara kerja

1. Menyiapkan batu bata.

2. Melakukan pengukuran partikel bahan sebelum dimasukkan ke dalam

hammer mill.

3.

Tentukan bukaan tutup feeder sesuai dengan kapasitas yang diinginkan,

usahakan jangan terlalu lebar supaya bahan yang masuk tidak terlalu besar.

4. Ukur ampere atau daya yang terpakai dengan menggunakan ampere meter

pada waktu pesawat jalan tanpa beban.

5. Masukkan bahan ke dalam pesawat dalam jumlah tertentu sesuai variabel.

6.

Ukur ampere atau daya yang terpakai dengan menggunakan ampere meter

pada waktu pesawat jalan sesuai variabel.

7.

Kumpulkan hasil dan jumlah tertentu untuk diukur ukuran partikelnya.

8. Perhitungan diameter partikel dilakukan dengan metodestandart sieving


32/37

e. Hasil percobaan

Perhitungan arus

60 6

t(sekon

2 cm 2.8 cm 3.6 cm 4.4 cm320 450 580 320 450 580 320 450 580 320 450 580

0 18 18 18 18 18 18 19 19 19 19 19 19

2 18 18 19 20 20 19 19 21 22 19 19 20

4 18 19 19 20 20 19 20 20 20 22 20 24

6 19 19 20 19 20 20 20 20 20 20 20 20

8 19 19 19 19 18 20 20 19 20 20 20 20

10 18 18 18 19 19 19 19 19 19 19 19 19

12 18 19 18 18 19 18 19 19 19 18 19 18

14 18 18 18 18 18 18 19 18 18 18 18 18

16 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18

18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18

20 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18

D Screen2 cm 2.8 cm 3.6 cm 4.4 cm

320 450 580 320 450 580 320 450 580 320 450 580

>0.425 74 91 94 113 153 192 104 147 181 122 160 175

0.25-0.425 68 94 140 69 79 113 76 85 110 88 118 132

0.15-0.25 84 109 164 76 83 124 78 99 144 74 103 120


33/37

LEMBAR PERHITUNGAN

Bahan Baku : Batu Bata

Berat Bahan : 320 gram, 450 gram, 580 gram

Ukuran diameter bahan : 2 cm, 2.8 cm, 3.6 cm, 4.4 cm

Perhitungan diameter rata-rata produk (Davg)

Tray 1 : >0.425 mm 0.4252 0.601Tray 2 : 0.25 < 0.425 0.25+ 0.4252 0.3375

Tray 3 :0.15 < 0.25 0.25 + 0.152 0.2

Tray 4 :


34/37

=

=

= Fraksi Berat

= Konstanta yang harganya tergantung dari titik partikel, untuk kubus adalah 1

= diameter rata-rata umpan


35/37

3. Perhitungan Reduction Ratio dan Grindability

W (kg) Di di (TAAD) t (jam) R Q

0.32 20 0.0815 0.005556 245.3988 57.6

0.32 28 0.0828 0.005556 338.1643 57.6

0.32 36 0.0826 0.005556 435.8354 57.6

0.32 44 0.0847 0.005556 519.4805 57.6

0.45 20 0.0817 0.005556 244.798 810.45 28 0.0837 0.005556 334.5281 81

0.45 36 0.0834 0.005556 431.6547 81

0.45 44 0.0847 0.005556 519.4805 81

0.58 20 0.0829 0.005556 241.2545 104.4

0.58 28 0.0836 0.005556 334.9282 104.4

0.58 36 0.0833 0.005556 432.1729 104.4

0.58 44 0.0847 0.005556 519.4805 104.4

4. Perhitungan Energi Penggerusan

Dimana

E = energi yang dibutuhkan untuk operasi mesin

V = 381.05 Volt



= 0.81W

(kg)Di

t

(jam)

I

(ampere)

Energi

Penggerusan


36/37

0.32 20 20 1.818 11222.53218

0.32 28 20 1.864 11506.49064

0.32 36 20 1.9 11728.719

0.32 44 20 1.9 11728.719

0.45 20 20 1.836 11333.64636

0.45 28 20 1.873 11562.04773

0.45 36 20 1.9 11728.719

0.45 44 20 1.916 11827.48716

0.58 20 20 1.845 11389.20345

0.58 28 20 1.864 11506.49064

0.58 36 20 1.9 11728.719

0.58 44 20 1.927 11895.39027

5. Perhitungan Konstanta Kick dan Konstanta Rittinger

Hukum Kick

()

Dimana


k : Kontanta Kick



Perhitungan Konstanta Kick

W (kg)Di

(mm)di (mm) log (Di/di)

Energi

PenggerusanKonstanta Kick

0.32 20 0.0815 2.3898724 11222.532181649,60.32 28 0.0828 2.5291277 11506.49064

0.32 36 0.0826 2.6393225 11728.719

0.32 44 0.0847 2.7155693 11728.719

0.45 20 0.0817 2.3888079 11333.646361521,30.45 28 0.0837 2.5244326 11562.04773

0.45 36 0.0834 2.6351365 11728.719

0.45 44 0.0847 2.7155693 11827.48716

0.58 20 0.0829 2.3824755 11389.203451531,3

0.58 28 0.0836 2.5249518 11506.49064

0.58 36 0.0833 2.6356575 11728.719

0.58 44 0.0847 2.7155693 11895.39027

Hukum Rittinger

(

1

1

)

Dimana


37/37





Perhitungan Konstanta Rittinger

W (kg) Di (mm) di (mm) 1/di-1/DiEnergi

Penggerusan

Konstanta

Rittinger

0.32 20 0.0815 11.783648 11222.53218

12300.32 28 0.0828 12.04158 11506.49064

0.32 36 0.0826 12.07876 11728.719

0.32 44 0.0847 12.219939 11728.719

0.45 20 0.0817 11.783648 11333.64636

1202.40.45 28 0.0837 11.911717 11562.04773

0.45 36 0.0834 11.96263 11728.719

0.45 44 0.0847 12.189902 11827.487160.58 20 0.0829 11.783648 11389.20345

1958.40.58 28 0.0836 11.926008 11506.49064

0.58 36 0.0833 11.977024 11728.719

0.58 44 0.0847 12.012726 11895.39027

Documents

Size Reduction Lapres