Click here to load reader
Upload
liliskhairani
View
212
Download
10
Embed Size (px)
Citation preview
1
ALAT INDUSTRI KIMIA I
BAGIAN II-A
HANDLING OF SOLID :
1. SIFAT ZAT PADAT 2. TRANSPORTASI PADATAN
3. SIZE REDUCTION 4. AYAKAN/SCREENING
5. PEMISAHAN ZAT PADAT (GAS-SOLID, LIQUID-SOLID, SOLID-SOLID) 6. PENGUMPANAN ZAT PADAT (FEEDER)
7. PENYIMPANAN ZAT PADAT
1. SIFAT ZAT PADAT Wujud / Bentuk Zat Padat
= besar/kecil = bulat (beraturan/acak)
= lembaran panjang/pendek
= bubuk/talk/powder = permukaan kasar/halus (berpori/tidak)
= berkilap atau tidak = kohesif dan non kohesif (mudah/tidak mengalir)
Sifat yang mempengaruhi perlakuan terhadap zat padat
a. Temperatur b. Abrasiveness (ketajaman akibat gesekan)
c. Fragile (kerapuhan) d. Explosiveness (Sifat mudah menguap) – Flammability
e. Plastic (sifat plastis) f. Sticky (lengket)
2
Penting diketahui untuk pengoperasian/proses dan penanganan zat padat
pada tahap pra dan pasca proses. 1. Densitas ()
Massa per satuan volume (kg/liter) a. Bulk Density : densitas curah ie : total massa per satuan volume
tempat zat tersebut berada b. Apparent Density (Densitas Partikel)
Densitas zat padat yang berpori,dengan mengabaikan volume porinya. (di uji dengan piknometer)
c. True Density Merupakan densitas zat padat termasuk volume pori yg
terkandung didalamnya. 2. Specific Gravity (dimensionless)
Adalah rasio densitas zat terhadap zat tertentu (zat acuan/referansi, umumnya air pada 4 C.
3. Hardness (kekerasan)- Skala Mohs
Yaitu ukuran ketahanan material padat terhadap goresan/guratan. Tabel Skala Mohs (lihat Syarifuddin, p. 144). Dari formasi Talk,
Gipsum, dst hingga Intan (diamond) 4. Brittleness / Friability (Kerapuhan)
Yaitu tingkat kemudahan (kerentanan) material padat untuk pecah akibat adanya pukulan/benturan/tumbukan material lain. Sifat ini
berpengaruh pada pemilihan metode size reduction, bentuk / struktur setelah perlakuan. Contoh : PbS (kubus), Magnetit (butir)dll
5. Toughness (Sifat Liat/Kenyal) Ketahanan terhadap pukulan/benturan. Contoh logam dan alloy.
6. Friction (gesekan) Ketahanan suatu material terhadap gesekan apabila dua material
disentuhkan. 7. Angle of Repose (sudut curam alami)
Yaitu sudut terbesar dari tumpukan material padat sesaat sebelum
terjadinya pergeseran atau keruntuhan. Penting dalam teknik storasi dan pengangkutan dengan belt conveyor.
Sifat Massa Zat Padat 1. Tekanan tidak sama ke segala arah, bernilai minimum pada arah tegak
lurus pada tekanan yang diberikan
2. Tegangan geser yang diperlakukan pada permukaan ditransmisikan
pada seluruh massa partikel, kecuali bila terjadi kegagalan. 3. Densitas massa tergantung pada tingkat pemampatan butir-butir yang
bersangkutan
3
2. TRANSPORTASI PADATAN Bentuk Padatan
= besar/kecil = bulat (beraturan/acak)
= lembaran panjang/pendek = bubuk/talk/powder
Alat transportasi padatan dibedakan berdasarkan beberapa klasifikasi dan pertimbangan antara lain :
a. Berdasarkan pelaku pengoperasian
b. Berdasarkan metode pengoperasian
c. berdasarkan jarak yang ditempuh
d. berdasarkan frekuensi pengoperasian
e. Berdasarkan durasi pemakaian (waktu yg dibutuhkan)
manual/tenaga manusia Mesin
menggaruk Mengangkat/memikul
dekat medium/jauh
Satu jalan/batch Kontinyu/Repetitif
Instalasi sementara Instalasi Permanen/Conveyor
4
PERALATAN TRANSPORTASI SOLID
No Tipe/Nama Peralatan/Gambar
Fungsi Karakteristik
Katagori Scrappers 1 Screw Conveyor
Untuk pengoperasian
umum
Lebih Ekonomis.
Mudah Pemeliharaan.
Memungkinkan terjadinya
pencampuran material.
Memiliki tiang baja spiral
(helix) berputar
2 Flight Conveyor
untuk membawa material
halus yang tidak abrasif,
seperti biji-bijian,
buangan kayu, sampah
batubara atau material
lengket
3 Drag Conveyor
untuk membawa material
halus, seperti serbuk,
serpihan kayu, abu,
kapur, klinker, dll.
Kedalaman material yang
dibawa tergantung sifat
material
4 Redler En Masse
Coneyor
Untuk material yang
kering, spt pasir, kapur,
gula, batubara halus
Modifikasi dari flight conveyor
Material digerakkan oleh
skeleton flight
Kategori Carriers No Tipe/Nama
Peralatan/Gambar
Fungsi Karakteristik
1 Belt Conveyor
Untuk mengangkut
material pada jarak jauh
dan cenderung ringan,
datar maupun dengan
kemiringan.
Terdiri dari sabuk tak
berujung, driven & undrive
puley, pulley
Dapat berjalan pda kecepatan
5,08 mtr/detik sd 5000
ton/jam
Biaya awal tinggi
Terdiri dari 5-6 komponen
dengan konsumsi tenaga
banyak
2 Apron Conveyor
untuk mengangkut
material pada jarak
pendek dan biasanya
untuk material yang
berat.
Terdiri dari dua rantai
pengikat batang kayu/plat
baja + roller
Susunan plat baja over lap
Kecepatan dibawah Belt Conv
(karena berat)
3 Bucket Conveyor
Untuk mengangkut
material padat yang
panas dan sulit di angkut
dengan apron conveyor,
dibawa secara horizontal
Modifikasi Apron Conveyor
Terdiri dari Pan-seperi
mangkok
Memiliki sprocket pemutar
4 Bucket Elevator
Untuk mengangkut
material padat yang
panas, dibawa secara
vertical,
dioperasikan terbuka atau
tertutup
Modifikasi Apron Conveyor
Dibedakan atas jenis / sifat
5
material yg diangkut menjadi
beberapa varian spt Spaced
Bucket Centrifugal Discharge
Elevator, Continuous Bucket
Elector, dll
5 Zipper Conveyor
Untuk membawa
bongkahan material
dengan diameter < 1,5
inch
Dengan sabuk (flan belt)
Dimasukkan dalam close tube
Memili sayap fkesibel
yangmenutup/menjepit ruang
material
6 Vibrating Conveyor Untuk mengangkut
material padat yang
berupa potongan kering
atau butiran halus yang
tidak diharapkan
berkontak dengan udara
(tertutup)
Material ditempatkan dalam
bak tertutup
Tdpt penunjang pegas getar
horizontal
Ada aksi pelemparab
Material bergerak
setapak/perlan denan loncatan
pendek
7 Continuous Flow
Conveyor
Untuk mengangkut
material padat berbentuk
bubuk, utiran atau bahan
berbongkah kecil
Permukaan ditarik
melengkung
Gerak konstan
8 Pneumatic Action
Conveyor
Untuk mengangkut
material padat yang
Sangay halus (powder)
Diangkut layaknya membawa
gas/liquid
Partikel padat disuspensikan
dalam fluida (fluidisasi)
Densitas dan usuran partikel
mepengaruhi kapasitas
Dapat dioperasikan secara
vakum dan bertekanan
Tugas #3
Spesifikasi Alat Transportasi Padatan
6
3. SIZE REDUCTION OF SOLID
Size Reduction artinya semua cara/aktivitas yang dilakukan untuk mengubah
zat padat dari ukuran tertentu ke ukuran yang lebih kecil.
Tujuan Size Reduction adalah : 1. Menghasilkan padatan dengan ukuran dan atau spesifikasi permukaan
tertentu 2. Memecahkan bagian mineral atau kristal dari persenyawaan kimia yang
terpaut dalam padatan tertentu
Manfaat Size Reduction (bila partikel padat kecil), antara lain
1. Memudahkan penanganan (transportasi, penyimpanan, pengolahan) 2. Memisahkan dari komponen yang tidak dikehendaki
3. Meningkatkan reaktifitas zat padat dalam sintesa
Aktivitas Size Reduction, dilakukan antara lain dengan : 1. Kompresi (tekanan) :
utk pemecahan kasar padatan yg keras menjadi padatan yang kasar, dan sedikit yang halus
2. Impak (pukulan) : utk pemecahan kasar padatan yg keras menjadi padatan yang kasar,
sedang dan halus 3. Atrisi (gesekan)
utk menghasilkan padatan yang lunak dan tak abrasif menjadi padatan yang sangat halus
4. Cutting (pemotongan)
Untuk menghasilkan padatan dengan ukuran tertentu (pasti) dan sebagian kecil lainnya menghasilkan padatan halus
Mekanisme Pemecahan Padatan :
- partikel umpan mengalami distorsi peregangan - kerja untuk meregangnya disimpan sementara dlm zat padat sebagai
energi mekanik tegangan - ditambahkan gaya lagi kepada partikel yang sdh mengalami tegangan
- partikel mengalami distorsi kembali sampai melewati kekuatan ultimat - partikel pecah menajdi fragmen-fragmen (terbentuk permukaan baru)
Peralatan Size Reduction dibedakan berdasarkan energi/tenaga pemecahnya,
yaitu 1. Antara dua permukaan padatan (Crushing dan Shearing)
2. pada satu permukaan padatan (pemukul / impact)
3. tidak pada permukaan padatan, tapi sebagai aksi media sekitar tempat padatan (coloid mill)
4. tidak dengan energi mekanis, menggunakan thermal shock, explosive, shattering atau electrohydraulic.
7
Berdasarkan ukuran padatan yang dihasilkan, alat Size Reduction dibedakan
atas :
1. Pemecah Kasar ( ukuran 2 - 96 inch) Contoh : jaw crusher, blake dan dodge crusher
2. Pemecah antara ( ukuran 1 – 3 inch) Contoh : Crushing rolls, disc & cone crushers, edge crusher, hammer
mills, disintegrator (cage) 3. Pemecah Halus ( ukuran 0,25 – 0,50 inch) – penggiling
Contoh : ball and tube mills, roller mills, centrifugal ginders, buhrstones, ultrafine grinder.
4. Alat Pemotong (ukuran pasti) Contoh : knife cutter, clicers, slitters
Syarat Teknis Ideal bagi Alat Size Reduction antara lain
- kapasitas besar - masukan daya per satuan waktu yang kecil
- menghasilkan padatan dengan ukuran tertentu (distribusi ukuran
sesuai keinginan)
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam Size Recucting, antara lain: 1. Variable Operasi,
a. Kandungan air / Moisture Content [ 4 % < MC < 50% ] b. Reduction Ratio (perbandingan diameter rata-rata umpan vs
diameter rata-rata produk, berkisar 3 – 7) 2. Efisiensi Pemecahan (crushing efficiency)
Adalah rasio energi permukaan padatan yang terbentuk terhadap energi yang diserap oleh zat padat akibat aktivitas pemecahan
3. Energi Proses Mengikuti Hukum Rittinger : energi yg diperlukan untuk proses
crushing sebanding dengan timbulnya permukaan baru yang terbentuk Mengikuti Hukum Kick : energi yang diperlukan pd proses crushing
dengan sejumlah massa zat adalah konstan untuk reduction ratio sama
(sebanding dengan rasio ukuran partikel awal dan akhir) 4. Peralatan Pengoperasian
Syarat Alat : Ukuran umpan sesuai
Umpan masuk dengan laju yang seragam Hasil keluaran segera setelah ukuran yang diharapkan terpenuhi
Bahan yang tidak dapat pecah dihindari masuk mesin Material dengan titik leleh rendah atau peka thd panas, panas
yang keluar dr mesin harus dikeluarkan Berintegrasi dengan peralatan pendingin,pemanas, pemisah
logam, pompa, blower dan alat lainnya. 5. Rangkaian Pengoperasian
Rangkaian terbuka (open circuit) : Ciri 2 :
- tanpa resirkulasi
- memerlukan energi besar - cenderung tidak ekonomis (boros)
8
Rangkaian tertutup (closed circuit)
Ciri 2 :
- berhubungan dengan perangkat pemisahan - ada resirkulasi
- konsumsi energi sesuai penggunaanya
6. Pengendalian Umpan Syarat :
- umpan terpisah dari komponen yg tidak dapat dipecah (scr mekanik).
- Umpan dengan ukuran tertentu dialokasikan penanganan-nya pada alat yang tepat/sesuai
7. Keluaran Proses
Syarat : Laju keluaran sama dengan laju masuk (mencegah penumpukan-
penyumbatan)
Partikel yg sudah dipecah jatuh keluar sembari membawa partikel kasar (yang masih berukuran besar) untuk diresirkulasi
8. Konsumsi Energi
Tergantung beban kerja alat, makin halus partikel yang dihasilkan makin besar konsumsi energi yg digunakan.
9. Pembuangan dan Pemasukan Panas Panas proses perlu dikeluarkan untuk menghindari terjadinya
pelelehan, penguraian atau ledakan. Dilakukan sirkulasi air pendingin, dengan koil atau mantel (water
jacket)
PERALATAN SIZE REDUCTION Berdasarkan cara kerja dan ukuran produk yang diperoleh, maka peralatan
size reduction dibedakan menjadi 1. Crusher (mesin pemecah) :
memecah bongkahan besar sampai 0,25 inch 2. Grinder (mesin penggiling) : hingga 200 mesh
3. Ultrafine Grinder (penggiling superhalus) : 1-50 m
4. Cutting (mesin pemotong) Ukuran 2 - 50 m
9
Tugas #4 Spesifikasi Alat Size Reduction
No Tipe/Nama Peralatan/Gambar
Fungsi Karakteristik
Katagori Crusher 1 Jaw Crusher
2 Gyratory Crusher
3 Smoothe Roll Crusher
4 Toothed Roll Crusher
Kategori Grinder 1 Hammer Mill
2 Impactor
3 Atrition Mill
4 Tumbling Mill
a. Conical Ball Mils
b. Ball Mills
c. Tube Mills
Kategori Ultrafine Grinder 1 Classifying Hamer Mills
2 Fluid Energy Mills
3 Cutting Machines
Kategori Ultrafine Grinder 1 Classifying Hamer Mills
2 Fluid Energy Mills
Kategori Cutting Machines 1 Knife cutter
2 Slicer
3 Slitter