(Chapter VI - Unit Operation) Size Reduction

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM OTK

“SIZE REDUCTION (SR)”

Disusun Oleh :

Antonius Yunian Wicaksono     112002

Chyntia Risky Actavia Afrizal   112007

AKADEMI KIMIA INDUSTRI “ST PAULUS”

SEMARANG

2014/2015

A.   TINJAUAN PUSTAKA

Size Reduction (SR) adalah usaha atau proses memperkecil ukuran bahan padat. Pengguna dari SR adalah industri yang menggunakan raw material dalam bentuk bahan padat atau yang mempergunakan bahan padat dalam fluid processing. Sebagai contoh adalah industri plaster gypsum yang mereduksi batuan gyps berdiameter 5 ft menjadi butiran halus berukuran 100 mesh. Selain industri plaster gypsum, industri cat juga menggunakan SR untuk memperhalus pigment cat.

Tujuan dari SR adalah sebagai berikut :

ü  Memperkecil ukuran dimana bahan padat mempunyai batas ukuran tertentu. Memperkecil ukuran berfungsi untuk memperbesar luas permukaan dari bahan tersebut.

ü  Untuk memecah bahan mineral atau kristal senyawa kimia yang terikat dalam bentuk padatan sehingga terpisah sebagai bagian-bagiannya.

Berdasarkan ukuran dari feed (umpan yang masuk) tingkatan SR dibedakan menjadi 3 :

1.      Coarse SR, ukuran feed : 2-96 inch atau lebih

2.      Intermediate SR,ukuran feed : 1-3 inch

3.      Fine SR, ukuran feed : 0,25-0,5 inch

Berdasarkan system operasinya, SR dibedakan menjadi 2 :

1.      Batch, material yang akan direduksi langsung masuk semua ke dalam crusher.

2.      Continue, material yang masuk ke dalam crusher secara bertahap. Dibagi menjadi 2:

ü  Open Circuit, material yang masuk tidak dicrushing lagi sehingga hasil reduksinya tidak seragam.

MILL

product

feed

                                                                         

ü  Closed Circuit, material dikembalikan lagi ke crusher sehingga hasilnya lebih seragam.

 

Factor-factor atau variable yang berpengaruh dalam operasi SR :

1.      Moisture content dalam padatan jika < 3 atau 4 % berat maka mudah diproses sedangkan jika > 4 % berat maka cenderung memasta sehingga sulit diproses. Wet grinding pada umumnya untuk fine reduction.

2.      Reduction ratio merupakan perbandingan antara diameter rata-rata umpan / feed dengan diameter rata-rata produk. Untuk Coarser, RR-nya = 3-7, sedangkan untuk Fine Grinder, RR-nya = > 100.

3.      Struktur bahan, bahan termasuk serat / fibre atau non fibre.

4.      Kekerasan bahan (Hardness), diukur dengan derajat Mohs.

Besarnya 1 – 10, 1 = talk dan 10 = intan

≤ 4 = bahan lunak sedangkan > 4 = bahan keras

Untuk pengoperasian SR dibutuhkan energi. Untuk menghitung kebutuhan energi secara teoritis dapat menggunakan :

1.      Hukum Kick

Tenaga yang diperlukan untuk memecah bahan padat adalah sebanding dengan logaritma dari perbandingan antara diameter mula-mula dengan diameter akhir.

E = K log D/d

E = besarnya tenaga (Hp)

K = konstanta

D = ukuran mula-mula

d = ukuran setelah reduksi / akhir

2.      Hukum Rittinger

Tenaga yang dibutuhkan untuk memecah bahan padat adalah sebanding dengan luas butiran bahan yang terbentuk.

E = K ( 1/d – 1/D)

3.      Hukum F.C.Bond

Tenaga yang diperlukan untuk membentuk butiran yang berukuran Dp dari umpan yang berukuran sangat besar berbanding terbalik dengan akar diameter butiran produk.

P = F Kb/√Dp

P    = tenaga (Hp)

F    = kecepatan umpan (ton/mnt)

Kb = konstanta yang besarnya tergantung dari jenis peawat atau bahan                 yang direduksi. Kb =1,46 Wi.

Macam-macam Crusher :

ü  Jaw crusher

Umpan dimasukkan ke antara 2 rahang yang dipasang sehingga membentuk V yang terbuka ke atas. Bongkahan-bongkahan besar yang terjepit diantara bagian atas rahang dipecah jatuh ke ruang di bawahnya yang lebih sempit dan dipecah lagi pada waktu rahang menutup. Jaw crusher yang paling umum adalah blake crusher. Mesin ini suatu eksentrik menggerakkan batang yang dihubungkan dengan 2 togel-togel yang 1 dipakukan pada kerangka dan yang 1 lagi ke rahang ayun.

ü  Giratori crusher

Giratori / mesin pemecah kisar dapat dipandang sebagai suatu pemecah rahang yang mempunyai rahang bundar, dimana setiap waktu selalu ada bahan yang dipecah pada salah satu titik dalam alat itu. Kepala pemecah yang berbentuk bergirasi (ayun putar) di dalam rumahan yang berbentuk corong yang terbuka ke atas.

ü  Mesin pemecah rol licin

Cara kerja mesin ini : 2 buah rol logam berat dengan pemukaan licin yang berputar pada 2 sumbu horizontal sejajar. Ukuran partikel hasil bergantung pada besarnya jarak antara kedua rol dan kapasitas mesin. Alat ini beroperasi paling efektif bila diatur untuk membuat rasio pengecilan ¾ : 1.

ü  Mesin pemecah rol bergerigi

Permukaan rolnya mempunyai korugasi (bergelombang) / batang pemecah / gigi. Mesin ini dikenal sebagai disintegrator, mempunyai 2 rol berkorugasi yang berputar dengan kecepatan berlainan yang bekerja merobek umpan.

B.   TUJUAN PRAKTIKUM

Mengetahui kebutuhan energi untuk masing-masing jenis bahan

C.   ALAT DAN BAHAN

·         Alat

-                                        crusher

-                                        screening

-                                        timbangan

-                                        jangka sorong

-                                        tangmeter

·        Bahan

-       Kedelai            900 gram

D.   CARA KERJA

1.      Menyiapkan bahan (kedelai) yang akan direduksi.

2.      Memilih kedelai yang memiliki ukuran yang sama.

3.      Menimbang kedelai sebanyak 250 gr dan menghitung diameter rata-rata.

4.      Menghidupkan crusher yang akan digunakan.

5.      Memasukkan kedelai yang akan direduksi. Waktu reduksi 7 menit.

6.      Kedelai yang sudah digrinding dimasukkan ke dalam screening untuk mendapatkan ukuran tertentu.

7.      Timbang kedelai berdasarkan ukurannya (mesh) masing-masing.

8.      Mengulangi cara kerja di atas dengan jumlah umpan sebanyak 100 gr dengan untuk mendapat k.

9.      Ukur arus setiap melakuakn penggerusan dengan tangmeter tiap menit

10.  Membandingkan RR dari percobaan yang dilakukan.

E.   DATA PENGAMATAN

A.    Kedelai besar

1)  P = 0,730 cm; L = 0,570 cm ; t = 0,670 cm   

2)  P = 0,810 cm; L = 0,550 cm ; t = 0,740 cm       

3)  P = 0,830 cm; L = 0,600 cm ; t = 0,700 cm       

4)  P = 0,770 cm; L = 0,630 cm ; t = 0,740 cm       

5)  P = 0,800 cm; L = 0,640 cm ; t = 0,700 cm       

    P = 0,780 cm; L = 0,598 cm ; t = 0,710 cm         Drata = 0,6986 cm

B.     Kedelai Sedang

1)  P = 0,700 cm; L = 0,610 cm ; t = 0,650 cm       

2)  P = 0,650 cm; L = 0,540 cm ; t = 0,645 cm       

3)  P = 0,680 cm; L = 0,560 cm ; t = 0,630 cm       

4)  P = 0,660 cm; L = 0,500 cm ; t = 0,570 cm       

5)  P = 0,700 cm; L = 0,490 cm ; t = 0,600 cm       

P = 0,678 cm; L = 0,540 cm ; t = 0,619 cm         Drata = 0,6123 cm

C.     Kedelai kecil

1)      P = 0,630 cm; L = 0,470 cm ; t = 0,570 cm   

2)      P = 0,530 cm; L = 0,300 cm ; t = 0,490 cm       

3)      P = 0,580 cm; L = 0,480 cm ; t = 0,570 cm       

4)      P = 0,570 cm; L = 0,450 cm ; t = 0,550 cm

5)      P = 0,600 cm; L = 0,440 cm ; t = 0,580 cm       

      P = 0,582 cm; L = 0,428 cm ; t = 0,552 cm         Drata = 0,5207 cm

Da =

   =

   = = 0,4473 cm = 0,01467 ft

Data Massa Untuk Mencari Nilai K

		k1	k2
M1 M2 M3 M4 M5	-20 mesh -20 + 40 -40 + 80 -80 + 100 -100 + 150 -150	46,46 gr 9,42 gr 0 gr 42,45 gr 5,56 gr 6,50 gr	45,88 gr 9,19 gr 0 gr 2,99 gr 4,08 gr 43,93 gr

Table Tylor Screen (Brown hal 17)

d 20 mesh                        = 0,0328 in

d 40 mesh                        = 0,0146 in

d 80 mesh                        = 0,0069 in

d 100 mesh                      = 0,0058 in

d 150 mesh                      = 0,0041 in

d 200 mesh                      = 0,0029 in

dm1 (-20+40)                  =   = 0,0237 in

dm2 (-40+80)                  =   = 0,0107 in

dm3 (-80+100)            =   = 0,00635 in

dm4 (-100+150)          =   = 0,00495 in

dm5 (-150+200)          =   = 0,0035 in

Db1         =

=

= 8,4946 x 10^-3 in

= 7,078 x 10^-4 ft

Db2         =

=

= 6,824 x 10^-3 in

= 5,6867 x 10^-4 ft

Data Umpan

k1	k2
2,6 2,7 2,8         :3 2,7x220v 594	2,50 2,60 2,80       :3 2,63x220v 579,3

Perhitungan k

a. k1

  = k1  -

     = k1 (1/7,078 x 10^-4 – 1/0,01467)

5,94 = 1344,66 k1

k1 = 4,417 x 10^-3

b. k2

  = k1  -

     = k2 (1/5,6867 x 10^-4 – 1/0,01467)

11,586 = 1690,323.k2

K2 = 6,854 x 10^-3

            k =  5,6355 x 10^-3

                   = 7,103 x 10^-3 in = 5,919 x ^10-4 ft

P 250 gr

 = k  -

   = 5,6355 x 10^-3 (1/5,919 x ^10-4 – 1/0,01467)

P   = 2284 watt

KESIMPULAN

Dalam praktikum size reduction bahan yang digunakan adalah sorgum. Setelah diperkecil ukuran sorgumnya, maka sorgum kemudian discreening. Dalam proses screening dilakukan bertahap, dari ukuran mesh paling besar ukuran partikelnya (20mesh) ke ukuran mesh yang paling kecil ukuran partikelnya. Dalam praktikum energi yang digunakan untuk melakukan proses size reduction dipoleh dari energi listik. Sehingga selain memperkecil ukuran partikel dari bahan tetapi juga mengukur besarnya daya yang diperlukan dalam proses size reduction. Besarnya daya yang diperlukan dalam proses size redustion kedelai sebanyak 250 gr adalah 2284 watt.

DAFTAR PUSTAKA

Brown. 1978. Unit Operation. John Willey & Sons, Inc.

Badger L W dan Banchero J T. 1925. Introduction To Chemical Engineering. The McGraw-Hill Book Campany.

  Semarang, 28 September 2014

           Pembimbing,                                                               Praktikan,

Bu Sri Sutanti                                         (Antonius Y.W)  (Chyntya Rizky)