-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
1/53
III- 1 -
ABSTRAKUkuran partikel yang bentuknya beraturan, misalnya berbentuk bola atau
kubus, ukuran dan bentuknya dapat dinyatakan dengan mudah. Tetapi, partikel
yang bentuknya tak beraturan (seperti butiran-butiran besar dan serpihan mika).
Istilah ukuran (size) dan bentuk (shape) tidak begitu jelas dan harus didefinisikandengan jalas.
Dirangkai alat seperti pada Gambar 3.1, diperhatikan ukuran dari ayakan
dari yang paling besar (berada di atas) sampai yang paling kecil (berada di bawah)
dan tempat penampung pada bagian bawah (receivery). Sejumlah sampel
ditimbang dengan neraca analitik sebelum dimasukkan pada ayakan paling atas,
setelah itu memastikan lid dan clamp terpasang dengan sempurna. Kecepatan
ayakan diatur pada kecepatan 40 rpm dan menekan power shaker, membiarkan
ayakan berlangsung selama 2 menit. Sampel ditimbang yang berada di setiap
ayakan dan tempat penampung. Untuk keakuratan perhitungan, berat sampel
mula-mula sama dengan jumlah sampel yang dihitung pada tiap ayakan dan
kolom penampung.Persentase fraksi massa tertinggi dengan kecepatan 40 rpm diperoleh pada
ayakan dengan ukuran 500 mikron sebesar 40 %. Pada kecepatan 80 rpm
berturut-turut pada ukuran 250 mikron dengan fraksi massa terbesar adalah
41.2667%. Persentase cumulative oversize tertinggi dengan kecepatan vibrasi 40
rpm pada ukuran 710 mikron sebesar 48.2667 % dan 80 rpm terdapat pada
ukuran 355 mikronsebesar 29.1667%. Persentase cumulative undersize kecepatan
vibrasi 40 rpm pada ukuran 1000 mikronsebesar 87.5667 % dan 80 rpm terdapat
pada ukuran 500 mikronsebesar 83.467%.
Kata kunci : cumulative oversize, cumulative undersize
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
2/53
III- 2 -
PERCOBAAN 3
SOLIDS HANDL ING STUDY BENCH
A. DISTRIBUSI UKURAN CAMPURAN
3.A.1 PENDAHULUAN
3.A.1.1 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah menghitung dan menganalisis distribusi
ukuran dari padatan dengan menggunakansieve trackdan vibrator shaker.
3.A.1.2 Latar Belakang
Bentuk dari berbagai macam ukuran partikel dapat dibedakan di mana
partikel itu berada sesuai dengan ukuran dari ayakan yang digunakan, jika lolos
dari ayakan maka ukuran yang diharapkan telah didapat, sedangkan padatan yang
tertinggal pada ayakan tidak sesuai dengan ukuran padatan yang diinginkan.
Untuk mempercepat proses pengayakan biasanya digunakan suatu alat yang
disebut dengan vibrator shakerdengan kecepatan tertentu.
Dalam dunia industri, pengayakan digunakan untuk mengukur distribusi
ukuran partikel sehingga diperoleh ukuran partikel yang diinginkan atau
disesuaikan dengan spesifikasi alat proses selanjutnya dalam proses tersebut.
Dalam proses pengayakan yang sering dilaksanakan di industri, zat padat biasanya
dijatuhkan dan dilempar ke permukaan pengayak hingga ada yang lolos dan
tertahan. Contohnya dalam bidang industri terdapat pada pabrik CPO (crude palm
oil) dan pabrik semen. Oleh karena itu, percobaan ini penting dilakukan bagi
praktikan agar dapat bermanfaat dalam memisahkan partikel menurut ukurannya.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
3/53
III- 3 -
3.A.2 DASAR TEORI
Partikel zat padat secara individu dikarakteristikkan dalam bentuk, ukuran
dan densitasnya. Partikel zat padat homogen mempunyai densitas yang sama
dengan bahan bongkahannya. Ukuran partikel yang bentuknya beraturan,
misalnya berbentuk bola atau kubus, ukuran dan bentuknya dapat dinyatakan
dengan mudah. Tetapi, partikel yang bentuknya tak beraturan (seperti butiran-
butiran besar dan serpihan mika). Istilah ukuran (size) dan bentuk (shape) tidak
begitu jelas dan harus didefinisikan dengan jalas (Mc Cabe, 1999 : 927).
Cara-cara untuk menentukan ukuran sebuah partikel dapat disebutkan
dengan beberapa istilah. Contoh :
a. Partikel berbentuk bola, dimensi ukuran yang penting antara lain: Diameter,
volum dan luas permukaan.
b. Partikel berbentuk kubus, dimensinya berupa panjang, volum dan luas
permukaan.
Prosedur pemisahan komponen-komponen campuran dapat dikelompokkan
menjadi dua golongan. Golongan pertama meliputi perubahan fase atau
perpindahan bahan dari satu fase ke fase lainnya. Golongan kedua meliputi
metode-metode yang disebut separasi mekanik yang digunakan untuk campuran
homogen, koloid, yang merupakan campuran golongan antar zat, biasanya tidak
ditangani dengan metode ini, karena ukuran partikel lebih kecil daripada 0,1 m.
Teknik-teknik didasarkan pada perbedaan fisika antara partikel-partikel itu seperti
ukuran, bentuk dan densitas (Mc Cabe, 1999 : 994).
Pengayakan (screening) ialah melewatkan bahan melalui ayakan seri
(sieve shaker) yang mempunyai ukuran lubang ayakan semakin kecil. Setiap
pemisahan padatan berdasarkan ukuran diperlukan pengayakan. Standar screenmampu mengukur partikel dari 76 mm sampai dengan 38 m. Operasi screening
dilakukan dengan jalan melewatkan material pada suatu permukaan yang banyak
lubang atauopeningdengan ukuran yang sesuai. Ditinjau dari sebuah ayakan :
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
4/53
III- 4 -
Gambar 3.A.1OperasiScreningpadatan
Fraksi oversize = fraksi padatan yang tertahan ayakan.
Fraksi undersize = fraksi padatan yang lolos ayakan.
Jika ayakan lebih dari 2 ayakan yang berbeda ukuran lubangnya, maka akan
diperoleh fraksi-fraksi padatan dengan ukuran padatan sesuai dengan ukuran
lubang ayakan (Distantina, 2009 : 1).
Pengayakan (screening) adalah suatu metode untuk memisahkan partikel
menurut ukuran semata. Dalam proses pengayakan yang digunakan dalam
industri, zat padat dijatuhkan atau dilemparkan ke permukaan pengayak. Partikel
yang di bawah ukuran (undersize), akan lolos melewati bukaan ayak, sedang yang
di atas ukuran atau yang besar (oversize), atau buntut (tails) akan tertahan. Satu
ayakan tunggal hanya dapat memisahkan dua fraksi saja setiap kali pemisahan.
Fraksi disebut fraksi yang belum berukuran (unsized fraction), karena baik ukuran
besar maupun kecil daripada partikel yang terkandung tidak diketahui.
Pengayakan itu kadang dilakukan dalam keadaan basah, tetapi lebih lazim dalam
keadaan kering (Mc Cabe, 1999 : 994-995).
Ditinjau dari sejumlah campuran partikel diayak dalam suatu susunan
ayakan, di laboratorium (menggunakansieve shaker) :
Gambar 3.A.2Susuanan Ayakan
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
5/53
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
6/53
III- 6 -
Gambar 3.A.3Motions of screens :(a) gyrations in horizontal plate
(b) gyrations in vertical plate
(c) gyrations at one end shaking at orther
(d) shaking
(e) mechanically vibrated
(f ) electrically vibrated
Penyajian data distribusi ukuran suatu campuran (particle size
distribution), dapat diperoleh dari average particle size dengan screen aperture
(lubang ayakan). Lubang pada ayakan dapat dibuat dari rangkaian anyaman kawat
atau dari plat yang dilubangi.
Gambar 3.A.4Screen aperture(lubang ayakan)
(Distantina, 2009 : 4).
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
7/53
III- 7 -
3.A.3 METODOLOGI PERCOBAAN
3.A.3.1 Alat
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah sieve/ayakan, shaker,
danstopwatch.
Rangkaian alat:
Gambar 3.A.5Rangkaian Alat Percobaan Distribusi Ukuran Campuran
3.A.3.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah pasir.
3.A.3.3 Prosedur Kerja
Di rangkai alat seperti pada Gambar 3.1, memperhatikan ukuran dari
ayakan dari yang paling besar (berada di atas) sampai yang paling kecil (berada di
bawah) dan tempat penampung pada bagian bawah (receivery). Sejumlah sampel
ditimabng dengan neraca balancesebelum dimasukkan pada ayakan paling atas,
setelah itu memastikan lid dan clamp terpasang dengan sempurna. Kecepatan
2,0 mm
250mm
1,0 mm
710 mm
500 mm
355 mm
Rubber feed
Clam bar
Various size
sieves
Receiver
shaker
Power switch
Shaker speed control
at rear of panel
spring
Clamp nutsLid Keterangan :
1. Lid
2. Clamp nuts
3.
Clamp bar
4. Spring
5. Various size sieves
6.
Receiver
7. Shaker
8. Rubber feet
9.
Power switch
10.
Shaker speed control
at rear of panel
123
4
5
6
7
8
9
10
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
8/53
III- 8 -
ayakan diatur pada kecepatan 40 rpm dan menekan power shaker, membiarkan
ayakan berlangsung selama 2 menit. Sampel ditimbang yang berada di setiap
ayakan dan tempat penampung. Untuk keakuratan perhitungan, berat sampel
mula-mula sama dengan jumlah sampel yang dihitung pada tiap ayakan dan
kolom penampung. Data hasil pengamatan ditulis pada tabel pengamatan.Grafik
dibuat dari data yang diperoleh dalam bentuk grafik cumulative oversize dan
cumulative undersize terhadap ukuran ayakan. Percobaan diulang dengan
kecepatan ayakan 80 rpm.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
9/53
III- 9 -
3.A.4 HASIL DAN PEMBAHASAN
3.A.4.1 Hasil Pengamatan
Tabel 3.A.1Hasil Pengamatan pada Distribusi Ukuran Campuran
Ukuran Ayakan (mikron)Massa Sampel Fraksi massa
40 rpm 80 rpm 40 rpm 80 rpm
2000 0.7 0.3 0.2333 0.1
1000 37.3 9 12.4333 3
710 105.8 14 35.2667 4.6667
500 120 26.6 40 8.8667
355 21.2 37.7 7.0667 12.5667
250 6 123.8 2 41.2667
Receiver 9 88.6 3 29.5333
3.A.4.2 Hasil Perhitungan
Tabel 3.A.3Hasil Perhitungan pada Distribusi Ukuran Campuran
Ukuran Ayakan (mikron)Cumulative Oversize% Cumulative Undersize%
40 rpm 80 rpm 40 rpm 80 rpm
2000 0.2333 0.1 100 100
1000 12.6667 3.1 87.5667 97.0
710 47.9333 7.7667 52.3 92.3333
500 87.9333 16.6333 12.3 83.4667
355 95 29.2 5.2333 70.9
250 97 70.4667 3.2333 29.6333
Receiver 100 100 0.2333 0.1
3.A.4 3 Pembahasan
Percobaan yang dilakukan dengan menggunakan kecepatansnaker sebesar
40 rpm dan 80 rpm. Ayakan yang digunakan tersebut menggunakan ukuran 2 mm
samapai 250 mikron. Adanya variasi kecepatan ini bertujuan agar diperoleh
perbedaan distribusi ukuran campuran yang merupakan hasil pengayakan.
Distribusi ukuran campuran adalah pendistribusian atau pembagian ukuran
partikel yang diayak sesuai dengan ukuran ayakan. Hasil ayakan merupakan hasil
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
10/53
III- 10 -
yang sesuai dengan ukuran ayakan yang tertahan diatas ayakan (oversize) dan
partikel yang lolos melewati ayakan (undersize). Dari data yang diperoleh , dapat
dibuat grafik hubungan fraksi massa (%) dalam berbagai ukuran ayakan.
Gambar 3.A.6 Hubungan Ukuran Ayakan dengan Fraksi Massa
Dari gambar 3.A.2 menunjukkan bahwa grafik persentase fraksi massasampel pada setiap ayakan. Dapat diketahui bahwa kecepatan vibrasi
mempengaruhi fraksi massa yang dihasilkan pada setiap ayakan . Pada dasarnya
getaran yang keras akan menghasilkan partikel lolos ayakan yang lebih banyak,
sehingga fraksi massa yang berukuran besar akan lebih kecil. Fraksi massa yang
lolos ayakan dari ayakan kecil akan lebih besar karena semakin banyak partikel
yang lolos ayakan dari ayakan berukuran besar seiring dengan meningkatnya
kecepatan vibrasi. Naik turunnya nilai pengayakan pada grafik menunjukkan
bervariasinya jumlah partikel. Fraksi massa terbesar tidak hanya terdapat pada
ayakan 250 mikron ataupun receiver saja, sehingga tidak terbentuk garis lurus.
Fraksi massa terbesar cenderung berada pada ayakan dengan ukuran 710 mikron,
500 mikron, 250 mikron, dan receiver. Hal ini karena pasir yang digunakan adalah
berukuran acak sehingga lebih banyak mengandung partikel dengan ukuran-
ukuran tersebut.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 500 1000 1500 2000 2500
FraksiMassa(%)
Ukuran Ayakan (mikron)
40 rpm
80 rpm
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
11/53
III- 11 -
Pada kecepatan 40 rpm fraksi massa terbesar diperoleh pada ayakan
dengan ukuran 500 mikron. Pada kecepatan 80 rpm , Fraksi massa terbesar
diperoleh pada ayakan dengan ukuran 250 mikron. Dari grafik ini dapat dilihat
bahwa peningkatan kecepatan vibrasi dapat meningkatkan jumlah partikel yang
lolos ayakan, sehingga pada kecepatan tertinggi, fraksi massa terbesar diperoleh
pada ayakan dengan ukuran yang lebih kecil dari pada ukuran ayakan yang
memiliki ukuran fraksi massa besar untuk kecepatan vibrasi yang lebih kecil aksi
massa terbesar.
Fraksi massa terbesar untuk ukuran ayakan 2000 mikron diperoleh dengan
kecepatan vibrasi 40 rpm yaitu 0.2667%. Hal ini dikarenakan partikel pasir
lumayan banyak lolos melewati ayakan akibat getaran yang sedang. Ayakan yang
digetarkan dengan kecepatan kecil tidak menyebabkan semua partikel saling
bertumbukan, sedangkan pada percobaan kecepatan yang dilakukan besar
sehingga menyebabkan sebagian partikel saling bertumbukan secara sempurna,
mengakibatkan pertikel jatuh sebagisn. Terdapat sisa ayakan 2000 mikron
kesalahan lainnnya kurang lama melakukan proses ayakan. Pada ukuran ayakan
1000 mikron, dan 710 mikron, fraksi massa pada ukuran ayakan tersebut memiliki
nilai yang lebih besar dari ukuran 2000 mikron pada kecepatan 40 rpm, masing-
masing sebesar 12.5% dan 13.5%. Namun untuk ukuran 500 mikron dan 355
mikron, fraksi massa terbesar diperoleh 40%. Hal Ini diakibatkan kurangnya
waktu pengayakan. Ukuran 250 mikrondan receivermemiliki nilai 2.0667% dan
3%.
Fraksi massa pada kecepatan 80 rpm denga ukuran 2000 mikron sampai
receiver yang didapat sebesar 0.1333%; 3%; 4.6%; 8.833%; 12.6%; 41.2667%;
29.5667%.. Dari hasil yang diperoleh ukuran terbesar diperoleh pada ukuran 250mikron dan receiver. Hal ini disebabkan karena semakin banyak partikel yang
lolos dari ayakan sehingga mengakibatkan kecepatan virbrasi tinggi. Kecepatan
vibrasi mempengaruhi hasil ayakan dimana semakin besar kecepatan, semakin
banyak lolos melewati ayakan. Pengaruh lolosnya yakan pertikel yang melewati
ayakan adalah tumbukan antar partikel dengan kecepatan vibrasi yang besar,
pergerakan antar partikel juga mempengaruhi yang menyebabkan partikel berada
pada posisi vertikel yang akan membantu melewati ayakan, dan gaya gravitasi
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
12/53
III- 12 -
juga mempengaruhi karena sampel yang lolos ayakan akan jatuh kebawah
sedangkan sampel yang tidak lolos akan tertahan ini dikarenakan ukuran ayakan
lebih kecil dari sampel ayakan yang akan dijelaskan dalam gambar berikut:
Gambar 3.A.7 Hubungan Ukuran Ayakandengan Cumulative Oversize
Gambar 3.A.7 menunjukkan bahwa besar ukuran ayakan (mikron)
berbanding terbalik dengan persentase cumulative oversize. Sehingga semakinbesar ukuran ayakan, massa sampel yang tertahan (cumulative oversize) akan
semakin kecil. Hal ini dikarenakan partikel-partikel sampel telah banyak lolos
melewati ayakan. Perhitungan cumulative oversizeuntuk suatu ukuran ayakan itu
sendiri merupakan penjumlahan massa-massa sampel yang tertahan pada ayakan
dan pada ayakan-ayakan sebelumnya, sehingga untuk ayakan berukuran besar
massa sampel yang tertahan akan lebih sedikit dibandingkan massa sampel yang
tertahan pada ayakan berukuran kecil. Nilai cumulative oversize terbesar pada
kecepatan 40 rpm dan 80 rpm terdapat pada ayakan 355 mikron sebesar
48.2667% dan receiversebesar 29.1667%.
Kecepatan vibrasi yang besar menyebabkan partikel banyak lolos melewati
ayakan, sehingga massa yang tertahan semakin sedikit. Pada percobaan ini, dibuat
grafik hubungan antara cumulative undersize dalam berbagai ukuran ayakan
(mikron) sebagai berikut :
0
20
40
60
80
100
120
0 500 1000 1500 2000 2500
Cumu
lative
Overs
ize
(%)
Ukuran Ayakan (mikron)
40 rpm
80 rpm
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
13/53
III- 13 -
Gambar 3.A.8 Hubungan Ukuran Ayakandengan Cumulative Undersize
Gambar 3.A.8 menunjukkan bahwa besar cumulative undersize berbanding
lurus dengan ukuran ayakan. Di mana semakin besar ukuran ayakan, semakin
besar pula persentase cumulative undersize. Hal ini juga dikarenakan semakin
banyaknya partikel yang lolos melewati ayakan, sedangkan penghitungancumulative undersize merupakan penjumlahan massa sampel yang lolos pada tiap
ayakan, sehingga yang berukuran besar akan memiliki cumulative undersizebesar
dan ayakan berukuran kecil memiliki cumulative undersize kecil. Faktor yang
mempengaruhi besar ukuran partikel adalaah adanya tumbukan antara partikel
dengan dinding screening. Selain itu, meningkatnya kecepatan vibrasi akan turut
meningkatkan besarnya cumulative undersize dikarenakan getaran. Dari hasil
percobaan diperolaeh cumulative undersize terbesar dengan kecepatan vibrasi 80
rpm, menyatakan paling baik proses pengayakan dalam kecepatan terbesar.
Kemudian dipengaruhi pula oleh kohesi antar partikel, adhesi partikel terhadap
permukaan ayak, dan ratio diameter partikel terhadap lebar bukaan ayak.
Meningkatnya kecepatan vibrasi (getaran) akan meningkatkan gerakan
antarpartikel dan jumlah kontak antarpartikel dan permukaan ayak. Sedangkan
adhesi partikel terhadap permukaan ayak, kohesi antarpartikel, interferensi oleh
hamparan terhadap gerakan masing-masing partikel, pembutaan, dan
0
20
40
60
80
100
120
0 500 1000 1500 2000 2500
CumulativeUndersize(%)
Ukuran Ayakan (mikron)
40 rpm
80 rpm
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
14/53
III- 14 -
kemencengan arah tumbukan partikel pada permukaan ayak akan mengganggu
proses pengayakan.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
15/53
III- 15 -
3.A.5 PENUTUP
3.5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari percobaan ini adalah :
1.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengayakan antara lain kecepatan
pengayakan, diameter partikel, diameter ayakan, danwaktu pengayakan.
2.
Persentase fraksi massa tertinggi dengan kecepatan 40 rpm diperoleh pada
ayakan dengan ukuran 500 mikron sebesar 40 %. Pada kecepatan 80 rpm
41.2667% pada ukuran 250 mikron.
3.
Persentase cumulative oversize tertinggi dengan kecepatan vibrasi 40 rpm
pada ukuran 710 mikron sebesar 48.2667 % dan 80 rpm terdapat pada ukuran
355 mikronsebesar 29.5667%.
4. Persentase cumulative undersize kecepatan vibrasi 40 rpm pada ukuran 710
mikron sebesar 52.3% dan 80 rpm terdapat pada ukuran 250 mikronsebesar
29.63%.
3.5.2 Saran
Saran yang dapat diberikan untuk percobaan ini adalah sebaiknya lebih
teltii dalam pemasangan liddan clamp hingga ayakan tidak bergeser.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
16/53
III- 16 -
ABSTRAK
Sudut respon alami adalah besarnya sudut yang dibentuk oleh suatu
material terhadap bidang horizontal. Kandungan/komposisi dari material sering
menjadi faktor pengontrol dalam menentukan sudut respon alami. Sudut respon
alami ini tergantung dari jenis material termasuk bentuk dan kelembutan partikeldan keseragaman partikel.
Angle chamber diisi dengan sampel sampai terisi setengah bagian.
Chamber diputar secara perlahan sampai partikel mulai bergerak/tergelincir dan
mencatat nilai protektor angka. Langkah 1-2 diulangi untuk sampel yang sama,
mencatat hasil yang diperoleh dalam tabel.Repose angle chamber diamati.
Sudut respon alami gula dan beras sebesar 42.667o dan 40o. Faktor-faktor
yang mempengaruhi nilai sudut respon alami adalah bentuk, ukuran, kehalusan,
kelembapan dan keseragaman partikel.
Kata kunci :Repose angle chamber
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
17/53
III- 17 -
B. SUDUT RESPON ALAMI
3.B.1 PENDAHULUAN
3.B.1.1 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini untuk menghitung sudut respon alami untuk
berbagai material dan mengkaji pengaruh kandungan material terhadap sudut
respon alami.
3.B.1.2 Latar Belakang
Nilai sudut respon alami suatu material menunjukkan aliran material
tersebut, semakin kecil nilai sudut respon alami maka aliran akan semakin baik,
sebaliknya jika nilai sudut respon alami besar maka alirannya kurang baik. Sudut
respon alami ini tergantung pada jenis material termasuk bentuk, kelembutan
partikel dan keseragaman partikel juga kandungan/ komposisi dari material. Pada
aplikasinya di dunia industri biasanya sudut respon alami berguna salah satunya
adalah saat pemasukkan material ke dalam suatu bin, yang mana semakin kecil
nilai angle of reposemaka semakin bagus aliran material tersebut.
Percobaan sudut respon alami dalam skala laboratorium yang dilakukan
dalam praktikum dimaksudkan untuk memperkuat pemahaman tentang sudut
respon alami itu sendiri, sehingga pengetahuan itu dapat diaplikasikan pada skala
industri. Pada praktikum ini, percobaan dilakukan dengan menggunakan
perangkat alat repose angle chamber.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
18/53
III- 18 -
3.B.2 DASAR TEORI
Sudut respon alami adalah besarnya sudut yang dibentuk oleh suatu
material terhadap bidang horizontal. Kandungan/komposisi dari material sering
menjadi faktor pengontrol dalam menentukan sudut respon alami. Sudut respon
alami ini tergantung dari jenis material termasuk bentuk dan kelembutan partikel
dan keseragaman partikel.
Gambar 3.B.1Sudut Respon Alami
(Tim Dosen Teknik Kimia, 2011: 20).
Bahan lepas biasanya menunjukkan maksud dari peluncuran atau slide,
peluncuran ini bisa lurus atau spiral. Sudut slide horizontal harus cukup untuk
mengatasi kekuatan pergeseran. Koefisien friksi berbeda- beda pada bahan yang
berbeda tetapi sekitar 0,3 sampai 0,6 kebanyakan untuk padatan kering di atas
slide baja. Bahan sering terjepit antara sisi peluncuran, menimbulkan kekuatan
ekstra, sehingga pada sudut 45 derajat atau curam diperlukan untukslide.Angle of
slide adalah sudut dari ukuran minimum slopehorizontal dimana material padat
dapat bebas mengalir berdiri tanpa meluncur ke bawah yang besarnya kira-kira
17 0 , untuk lumpur basah, 27 0 untuk batubara antrasit, 31 0 untuk pasir, 35 0 untuk
batu bara muda, 39 0 untuk pasir kering, 39-48 0 untuk kerikil (Brown, 1990 : 51)
Tabel 3.B.1Hubungan antara angle of reposedengan aliran
Angle of repose(derajat) Aliran
40 Kurang baik
(Mc Cabe, 1999 : 298).
Bergantung pada sifat-sifat alirannya, zat padat butiran dibagi atas dua
kelompok, yaitu yang kohesif (cohesive) dan nonkohesif (noncohesive). Bahan
yang nonkohesif seperti biji-bijian dan subun (chip) plastik, dapat mengalir
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
19/53
III- 19 -
dengan mudah dari bin atau silo. Zat padat yang kohesif seperti lempung basah
mempunyai ciri sulit mengalir melalui bukaan (Mc Cabe, 1999 : 297).
Bahan yang dibawa atau dipindahkan dari suatu tempat ke tempat yang
lain secara interval frekuensi, biasanya lebih ekonomis jika ditangani dengan
instalasi permanen, ketika bahan harus melalui operasi seri, gavitasi bisa
digunakan sebagai suatu keuntungan (Brown, 1990 : 51).
Dalam karakteristik aliran, angle of repose dan kemampuan pengaliran
adalah karakteristik terukur untuk test standar yang disediakan. Sebuah angle of
repose(sudut natural alami) yang curam akan didedikasikan dengan kemampuan
aliran lebih kecil. Istilah lubricity kadang-kadang digunakan untuk padatan
partikel. Untuk mengkorespondesikan secara kasar viskositas dari fluida
(Perry, 1997 : 19-10).
Angle of repose adalah sudut pada saat di mana suatu material akan
berhenti pada gundukan. Hal ini digunakan untuk menentukan kapasitas dari
sebuah binatau gundukan. Sudut kerucut yang terbentuk pada puncak gundukan
ketika sebuah bin sedang diisi akan menjadi lebih rata dibanding angle of repose
dikarenakan adanya efek dari tumbukan (Perry, 1997 : 21-27).
Sudut madalah sudut gesek dalam (angle of internal friction) bahan yang
bersangkutan. Tangen sudut ini adalah koefesien gesek antara kedua lapisan
partikel. Bila zat padat bijian ditumpukkan pada permukaan datar, sisi tumpukkan
itu akan membentuk sudut tertentu dengan horizontal, dan sudut ini selalu
berulang. Sudut ini, r, disebut sudut geming atau sudut geletak (angle of repose)
bahan yang bersangkutan. Secara ideal, jika massa itu benar-benar homogen, 1
akan sama dengan m. Dalam praktek, sudut geming selalu lebih kecil dari sudut
gesekan-dalam karena butir-butir yang terdapat pada permukaan lebih longgardari pada massa yang di dalam, dan biasanya juga lebih kering dan kurang lengket
(Mc Cabe, 1999 : 299).
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
20/53
III- 20 -
3.B.3. METODOLOGI PERCOBAAN
3.B.1.1 Alat
Alat-alat yang digunakan adalah seperangkat alat repose angle chamber
Rangaian Alat:
Keterangan :
1.
Repose angel chamber
2. Cyclone
3.Hopper
4.
Compressor switch
Gambar 3.B.2Rangkaian AlatPercobaan Sudut Respon Alami
3.B.3.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut Beras
dan gula pasir.
3.B.3.3 Prosedur percobaan
Angle chamber diisi dengan sampel sampai terisi setengah bagian.
Chamber diputar secara perlahan sampai partikel mulai bergerak/tergelincir
dan mencatat nilai protektor angka. Langkah 1-2 diulangi untuk sampel yang
sama, mencatat hasil yang diperoleh dalam tabel. Repose angle chamber
diamati. Langkah 1-3 diulangi untuk sampel jenis bereda.
Air in
2
4
Air in
2
4
Orifices closed
3
1
Delivery
Air out
1
3
Orifices closed
Delivery
SuctionSuction
Air out
FILLING EMPTYING
EQUIPMENT SET UP
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
21/53
III- 21 -
3.B.4 HASIL DAN PEMBAHASAN
3.B.4.1 Hasil Pengamatan dan Perhitungan
Tabel 3.B.2Hasil Pengamatan Sudut Respon Alami
Jenis sampel Protektor 1 Protektor2 Protektor 3 Nilai rata-rata
protektor
Gula 40 42 46 42.667
Beras 36 41 43 40
3.B.4.2 Pembahasan
Sudut respon alami terjadi bila zat padat bijian ditumpukkan diatas
permukaan datar, sisi tumpukan itu akan membentuk sudut tertentu dengan bidang
horizontal dan sudut ini selalu berulang. Sudut respon alami berhubungan dengan
densitas , area permukaan dan koefisien fraksi dari material tersebut. Sudut respon
alami tergantung pada jenis material termasuk bentuk dan kelembutan partikel
serta keragaman partikel. Pada percobaan ini digunakan sampel gula dan beras .
Bedasarkan pengamatan yang dilakukan terhadap sampel gula diperoleh sudut
respon sebesar 42.667. Maka semakin halus, kecil, dan seragam ukuran dan
bentuk suatu partikel maka sudut responnya akan semakin besar. Dari nilai sudut
respon alami yang diperoleh dari 2 sampel, gula memiliki >beras . Hal ini karena
yang ada karena bentuk partikel beras lebih halus dan seragam serta pasir ini
memiliki ukuran partikel yang cenderung beraturan jika dibandingkan gula yang
jatuhnya sangat licin dan cepat. Dengan kata lain, ukuran partikel berbanding
terbalik terhadap aliran, maka sampel yang memiliki aliran paling buruk jika
sudut alaminya semakin besar, pada contoh sampel seperti beras dibandingkan
gula.
Adapun hal-hal yang mempengaruhi sudut respon alami sudut partikel
adalah jenis partikel, bentuk partikel, ukuran partikel, kehalusan partikel, dan
keseragaman partikel. Selain itu sudut respon alami juga berpengaruh terhadap
kandungan air pada material dan gaya kohesi antar partikel. Semakin besar gaya
kohesi, maka partikel akan lebih sulit tergelincir.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
22/53
III- 22 -
3.B.5 PENUTUP
3.B.5.1 Kesimpulan
Dari percobaan ini dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain :
1.
Sudut respon alami gula dan beras sebesar 42.667o dan 40o.
2. Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai sudut respon alami adalah bentuk,
ukuran, kehalusan, kelembapan dan keseragaman partikel.
3.B.5.2 Saran
Perlunya ketelitian pada saat pembacaan protektor angka untuk menentukan
nilai respon karena sangat berpengaruh pada nilai sudut respon untuk mengetahui
baik tidaknya aliran dari suatu partikel padatan.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
23/53
III- 23 -
ABSTRAK
V-Blender adalah blender jatuh populer yang umumnya digunakan dalam
industri farmasi dan makanan. Artikel ini menjelaskan desain, konstruksi, dan
operasi standar V-Blender dan V-Blender dengan bar intensifier. Keuntungan dan
kerugian dari V-Blender yang disorot.Gelas beker diisi dengan pasir, kemudian menghitung massa sampel.
Memadatkan sampel yang ada, jika memungkinkan tambahkan lagi sampel
sampai pada ukuran 100 ml. Berat sampel ditimbang pada gelas bekerpada
keadaan akhir.Air ditambahkan pada jenis sampel yang sama sampai keadaannya
saturated, ditimbang kembali sampel.Langkah diulangi untuk jenis sampel yang
berbeda.
Hasil massa mixingyang diperoleh pada skala 4 terdapat sebesar 0.05% pada
pasir 1000 mikron dan 0.08% pada pasir. Skala 8 sebesar 0.08% pada pasir 1000
mikron dan 0.19% pada pasir. Faktor yang mempengaruhi pada percobaan ini
yaitu sifat bahan. Bentuk material, jenis bahan, gaya kohesi bahan, gaya molekul,
kelembapan atau kekeringan bahan.
Kata kunci : V-blender, mixing
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
24/53
III- 24 -
C. V-blender
3.C.1 PENDAHULUAN
3.C.1.1 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menghitung effisiensi dari campuran
material dalam v-blender.
3.C.1.2 Latar Belakang
Properti penting suatu alat v-blender digunakan dalam industri kimia. V-
blender adalah alat yang sangat membantu memproses suatu bahan, apalagi
bahan-bahan kimia yang berupa obat-opasir 1000 mikron, kosmetik, plastic, dan
campuran sintesis. V-blender ini hampir konsisten digunakan karena campuran
bahan dapat memenuhi spesifikasi produk. V-blender dapat ditemukan dalam
kapasitas 0.5 kg, 1 kg, 2.0 kg, dan masih banyak lagi. V-blenderini mudah untuk
dibersihkan , dan sangat ekonomis untuk diaplikasikan pada laboratorium.
Pada praktikum ini V-Blender digunakan terhadap pasir berukuran 1000
mikron dan 250 mikron. Agar praktikan dapat memahami awal cara kerja pada v-
blender ini. Pada skala industri biasanya terkenal pada bidang obat-opasir 1000
mikronn yaitu farmasi yang menghasilkan suatu produk yang konsisten, seragam,
secara homogen dan baik untuk digunakan dipasaran.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
25/53
III- 25 -
3.C.2 DASAR TEORI
V-Blender adalah blender jatuh populer yang umumnya digunakan dalam
industri farmasi dan makanan. Artikel ini menjelaskan desain, konstruksi, dan
operasi standar V-Blender dan V-Blender dengan bar intensifier. Keuntungan dan
kerugian dari V-Blender yang disorot. Ada tiga bentuk populer blender jatuh: V-
Blender, kerucut ganda, dan kerucut miring. Blender jatuh mengandalkan aksi
gravitasi menyebabkan bubuk yang berputar. The V-Blender (juga dikenal sebagai
blender shell kembar) adalah salah satu blender jatuh yang paling umum
digunakan. Kinerja campuran dari jenis blender telah dibayangi banyak anggota
dalam keluarga blender. Mereka menawarkan kedua kali pencampuran pendek
dan pencampuran yang efisien. V-Blender terbuat dari dua cangkang silinder
berongga bergabung pada sudut 75 sampai 90 . Wadah blenderdipasang pada
Trunnionuntuk memungkinkan untuk jatuh. Sebagai V-blender tumbang, materi
terus membelah dan recombines, dengan terjadi secara pencampuran sebagai
bahan bebas-jatuh secara acak di dalam kapal. Yang berulang konvergen dan
divergen gerak bahan dikombinasikan dengan kontak gesekan meningkat antara
material dan akibat jangka kapal, lurus sisi dalam pencampuran lembut namun
homogen. Gambar 1 menunjukkan V-Blender. Mekanisme utama pencampuran
dalam V-Blender adalah difusi. Blending Difusi ditandai dengan gerakan acak
kecil skala partikel padat. Gerakan Blender meningkatkan mobilitas partikel
individu dan dengan demikian mempromosikan blending difusi. Pencampuran
Difusi terjadi di mana partikel didistribusikan melalui antarmuka baru
dikembangkan. Dengan tidak adanya efek memisahkan, pencampuran difusif pada
saatnya akan menyebabkan tingkat tinggi homogenitas. V-blenderkarena itu lebih
disukai ketika formulasi campuran yang tepat diperlukan. Mereka juga cocokuntuk aplikasi di mana beberapa bahan mungkin serendah lima persen dari ukuran
campuran total. Kali campuran yang normal biasanya dalam kisaran 5 sampai 15
menit tergantung pada sifat bahan yang akan dicampur(Anonim1, 2012:1).
V-Blender adalah mandiri jatuh blender ditujukan untuk aplikasi
laboratorium, Pilot-pabrik dan skala-up. Sangat cocok untuk memproses berbagai
bahan termasuk obat-opasir 1000 mikronn, bahan kimia, makanan, kosmetik,
plastik dan serat sintetis. Sebagai "V" berbentuk blender berputar, aksi jatuh
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
26/53
III- 26 -
membawa pencampuran bahan. Hasilnya adalah hampir konsisten, seragam,
campuran predicable yang dapat memenuhi spesifikasi produk. V- blenderdapat
ditawarkan dalam kapasitas 0,5 kg, 1,0 kg, dan 2,0 kg, tersedia dalam 3316-
stainless masih. Alat ini mudah berubah dan dibersihkan. Prinsipnya, bahan
untuk diproses dimuat ke sebagian mengisi "V" berbentuk blender. Blender diatur
secara bergilir di sekitar 25 rpm (nominal). Materi yang jatuh sebagai ternyata
blender, akhirnya menuju puncak dan kemudian menuju kaki dari "V". partikel
dari pergerakan materi dalam arah baik vertikal maupun horizontal sehingga
pencampuran lengkap terjadi(Anonim2, 2012;1)
Sebuah aspek penting dalam pencampuran adalah untuk menentukan saat
batch tertentu dicampur. Halini tergantung pada Metode yang digunakan untuk
memeriksa sampel dan keakuratan, jumlah danlokasi sampel dan yang diinginkan
sifat-sifat campuran. Beragam kriteria seperti listrik konduktivitas dari sampel,
spesifik gravitasi dari sampel, jumlah konsikuen kunci dalam sampel, tingkat
larutan daripadatan terlarut dalam sampel dan lainnya telah digunakan untuk
menentukan keseragaman dari campuran batch.Beberapa metode yang terakhir
analisis berisi fluoresensi sinar-X, emisispektroskopi, spektrometri api, pelacak
radioaktif metode, tapi kriteria ini adalah tidak semua setara. Sebagai contoh, jika
dua larutan air atau dua bahan berminyak atau dua bubuk dari duaberat jenis
adalah campuran, pencampuran dikatakan dicapai ketika gravitasi spesifik
daricampuran adalah seragam di semua titik. Tetapi jika berat jenis ditentukan
dengan menggunakanhidrometer, yang campuran mungkin tampak seragam.
Tetapi jika lebih akurat piknometer digunakan,campuran dapat muncul tidak
seragam. Masih campuran muncul untuk menjadi seragam dengan uji hidrometer
mungkin yang memadai bagi pengguna. Oleh karena itu pertanyaan apakah batchtertentucampuran atau tidak adalah tidak mutlak tetapi hanya relatif. Adapun
lokasi sampel, titik-titik ini dapatdiperbaiki poin sewenang-wenang memutuskan
pada pengalaman atau titik di mana pencampurandikenal miskin. Beberapa
kriteria lainnya seperti metode pengambilan sampel, lokasi, ukuran, jumlah
sampel, metode analisis sampel dan fraksi batch dihapus untuk pengambilan
sampel adalah penting. Teori pencampuran juga harus dapat memprediksi waktu
di mana satu kemasan adalah cukupdicampur dalam wadah tertentu dan berapa
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
27/53
III- 27 -
besar daya yang digunakan untuk pencampuran. Tidak banyak yang diketahui
tentang faktor waktu yang sebagian besar merupakan gabungan dari
karakteristikdan proporsi bahan yang dicampur, ukuran dan bentuk wadah yang
terlibat, kriteria yang digunakan. Untuk menentukan kapan pencampuran lengkap
dan banyak faktor lainnya. Dalam campuran dua komponen, cocok atau ideal
pencampuran dikatakan telah tercapai ketika setiappartikel dari satu bahan terletak
sedekat mungkin untuk partikel bahan lain. Dalam praktis derajat pencampuran
yang didefinisikan oleh standar deviasi yang sama dengan (xy /N) di mana x
dan y yang proporsi komponen dan N adalah jumlah partikel dalam sampel
diambil.Pencampuran farmasi bubuk dilanjutkan sampai jumlah obat aktif
yang diperlukan dalam dosis berada dalam 3 standar deviasi yang ditemukan
dengan alat tes di sejumlah wakil dari sampel dosis. Untuk ini N adalah harus
dibuat besar oleh penggilingan bahan untuk tingkat yang cukup kehalusan.
Gambar 3.E.1V-Blender
(Anonim, 2012:1)
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
28/53
III- 28 -
3.C.3 METODOLOGI PERCOBAAN
3.C.3.1 Alat dan Deskripsi Alat
Alat-alat yang digunakan shaker, stopwatch, neraca analitik, V-blender,
ayakan dan gelas ukur 100 ml.
Gambar 3. E.2Rangkaian Alat Percobaan V-blender
3.C.3.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut yaitu
pasir 1000 mikron dan 250 mikron.
3.C.3.3 Prosedur Percobaan
Gelas beker diisi dengan pasir, kemudian menghitung massa sampel.
Memadatkan sampel yang ada, jika memungkinkan tambahkan lagi sampel
sampai pada ukuran 100 ml. Berat sampel ditimbang pada gelas beker pada
keadaan akhir.Air ditambahkan pada jenis sampel yang sama sampai keadaannya
saturated, ditimbang kembali sampel.Langkah diulangi untuk jenis sampel yangberbeda.
Keterangan Alat :
1. Materials
2. Penutup
3. Speed control
4. Power Switch
Deskripsi Alat
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
29/53
III- 29 -
3.C.4 Hasil dan PEMBAHASAN
3.C.4.1 Hasil Pengamatan dan Perhitungan
Tabel 3.C.1Hasil Pengamatan dan Perhitungan
Skala
Blender
Jenis Sampel
(mikron)
Massa
awal(gram)
Massa Akhir
(gram)
Massa
mixing (gr)mixing(%)
4 Pasir 1000 138.1 145.3 7.1 0.05
4 Pasir 250 127.5 117.2 10.3 0.08
8 Pasir 1000 138.1 147.2 11.2 0.08
8 Pasir 250 127.5 110.9 16.2 0.19
3.C.4.2 Pembahasan
Pada prinsip V-blender sebuah alat pencampuran bentuk material yang
paling sederhana dengan dua atau lebih bahan untuk menghasilkan campuran
homogen. Pada percobaan ini V-blender dilakukan dengan sampel berupa
pasir 1000 mikron dan pasir 250 mikron dengan skala yang berbeda-beda.
Skala pertama yaitu skala 4 dengan massa awal 138.1 gr pada pasir 1000
mikron dan 127.5 gr pada pasir 250 mikron, sedangkan dengan skala 8 massa
awal 138.5 pada pasir 1000 mikron dan 127.5 pada pasir 250 mikron. Hal ini
terlihat jelas adanya perubahan massa dengan skala yang berbeda, yang
awalnya massa banyak menjadi berkurang, karena terjadi gaya kohesi yang
bertumbukan antar partikel sehingga sampel yang ada menjadi kecil dan
ringan. Dengan adnya pengayakan untuk mengetahui apakah sampel yang
sudah di campur tadi dapat dipisahkan sesuai sampel sebenarnya menurut
ukuran yang lolos.
Faktor yang mempengaruhi pada percobaan ini yaitu sifat bahan. Bentukmaterial, jenis bahan, gaya kohesi bahan, gaya molekul, kelembapan atau
kekeringan bahan. Karena bahan yang digunakan biasanya berbeda
kualitasnya sehingga berbeda hasil yang diperoleh pada massa mixing yaitu
07.1 gr pada pasir 1000 mikron dan 10.3 gr pada pasir 250 mikron dengan
skala 4 sedangkan skala 8 dihasilkan 11.2 gr pada pasir 1000 mikron dan 16.2
gr pada pasir 250 mikron. Persen mixingdidapat dari skala 4 sebesar 0.05%
pada pasir 1000 mikron dan 0.08% pada pasir 250 mikron. Skala 8 sebesar
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
30/53
III- 30 -
0.08% pada pasir 1000 mikron dan 0.19% pada pasir 250 mikron. Persen
mixing pada skala 4 diperoleh nilai tertinggi pada pasir sedangkan skala 8
persen mixing besar diperoleh pada pasir 1000 mikron. Hal ini karena
dipengaruhi densitas bahan yang berbeda, semakin besar kecepatan semakin
besar massa mixingyang dihasilkan pada ayakan yang lolos.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
31/53
III- 31 -
3.C.5 PENUTUP
3.C.5 1 Kesimpulan
Kesimpulan yang didapat adalah
1.
Hasil massa mixing yang diperoleh pada skala 4 terdapat sebesar 0.05%
pada pasir 1000 mikron dan 0.08% pada pasir. Skala 8 sebesar 0.08% pada
pasir 1000 mikron dan 0.19% pada pasir.
2. Faktor yang mempengaruhi pada percobaan ini yaitu sifat bahan. Bentuk
material, jenis bahan, gaya kohesi bahan, gaya molekul, kelembapan atau
kekeringan bahan.
3.C.5.2 Saran
Saran yang diberikan mengukur material atau sampel harus teliti dan
menaruh bahan pada V-blenderhati-hati agar tidak jatuh disembarang tempat.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
32/53
III- 32 -
ABSTRAK
Hopper ialah bin kecil dengan dasar agak miring, dan digunakan untuk
menumpuk sementara, sebelum zat padat diumpankan ke dalam proses. Semua
kemasan itu dimuat dari atas dengan elevator atau sejenisnya; pengeluaran
biasanya dari bawah. Bila zat padat butiran ditimbun di dalam bin atau hopper,tekanan lateral yang bekerja pada dinding lebih kecil dari yang diramalkan dari
tinggi tekan (head) bahan yang berada di atas titik itu.
Hopperdiisi dengan sampel, sampai ketinggainnya 160 mm. Orifice dibuka
yang berada pada bagian bawah hopper yang berukuran 9 mm dan menampung
sampel pada bak penampung dan mencatat waktu yang diperlukan sampai sampel
itu habis. Sampel ditimbang yang tertampung pada bak penampung dengan cara
menjalankannya pada rails menuju neraca analitik langkah 1-3 diulangi untuk
jenis orifice yang berukuran 12 mm.
Faktor-faktor yang mempengaruhi laju pengeluaran padatan dari hopper
adalah diameter orifice, jenis dan ukuran partikel, tinggi sampel dalam hopper
serta kelembaban sampel. Laju pengeluaran pada pasir 250 mikron dan 500mikron pada diameter orifice 9 mm dan 12 mm adalah sebesar 10.0805 gr/s;
22.40 gr/s; 7.2442 gr/s; 19.4065 gr/s.
Kata kunci :Hopper, Orifice
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
33/53
III- 33 -
D. LAJU PENGELUARAN PADATAN DARI HOPPER
3.D.3 PENDAHULUAN
3.D.3.1 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah mengetahui bagaimana laju pengeluaran
padatan dari hopperyang berhubungan dengan diameterorificepengeluaran dan
apakah head dari material di atas orifice mempunyai efek terhadap laju
pengeluaran material.
3.D.1.2 Latar Belakang
Bahan padat yang disimpan pada alat penyimpan adalah bahan yang harus
dipertahankan tetap kering dan bahan yang memerlukan perlindungan terhadap
atmosfer pada musim tertentu. Salah satu tempat penyimpanan bahan padat adalah
hopperyang dapat memungkinkan pengeluaran bahan dengan mengalir pada saat
diumpankan ke dalam proses. Hopper merupakan bin kecil yang mempunyai
dasar agak miring, yang digunakan untuk menyimpan dan menumpuk material
padat sementara sebelum diumpankan ke dalam proses. Hopper juga digunakan
sebagai tempat campuran bahan baku. Laju pengeluaran padatan dari hopper
tergantung besarnya bukaan diameter orifice.
Dalam industri, laju pengeluaaran padatan dari hopper digunakan untuk
tempat pencampuran dan penyimpanan pada bahan baku. Biasanya digunakan
untuk penyimpanan bahan baku semen dengan perbandingan tertentu, yang mana
isi dari masing-masing hopperdikeluarkan dengan kecepatan tertentu kemudian
ditumpahkan di dalam suatu conveyor yang sama. Oleh karena itu, mahasiswa
perlu untuk mempelajari bagian pengaruh besarnya diameter pengeluaran orifice
terhadap laju pengeluaran padatan.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
34/53
III- 34 -
3.D.2 DASAR TEORI
Hopper ialah bin kecil dengan dasar agak miring, dan digunakan untuk
menumpuk sementara, sebelum zat padat diumpankan ke dalam proses. Semua
kemasan itu dimuat dari atas dengan elevator atau sejenisnya; pengeluaran
biasanya dari bawah. Bila zat padat butiran ditimbun di dalam bin atau hopper,
tekanan lateral yang bekerja pada dinding lebih kecil dari yang diramalkan dari
tinggi tekan (head) bahan yang berada di atas titik itu. Gaya gesek pada dinding
cenderung mengimbangi bobot zat padat dan mengurangi tekanan yang diberikan
massa itu pada dasar bejana. Dalam kasus ekstremnya, gaya ini menyebabkan
massa itu melengkung, atau menjempasir 1000 mikronn, sehingga tidak dapat
jatuh, walaupun bahan yang terdapat di bawahnya sudah dikeluarkan (Mc Cabe,
1999:300).
Ketika padatan keluar dari hopper melalui orifice partikel cenderung
bergerak secara perlahan ke bagian bawah menuju tengah dimana terjadi
pengeluaran padatan yang cepat dan melewati orifice. Laju pengeluaran (Q)
tergantung dari diameter orifice(D) dengan persamaan:
Q = k . Dn ...(3.D.1)
dimana k = konstanta proporsional
n = ukuranpowder/tepung nilainya 2,53
Secara umum telah ditemukan bahwa head material di atas orifice tidak
mempunyai efek terhadap besarnya sebuah laju pengeluaran padatan
(Tim Dosen Teknik Kimia, 2011:23).
Kemasan-kemasan untuk bahan curah (bulk) yang besar-besar biasanya
berbentuk bujur sangkar atau persegi panjang, terbuat dari baja, aluminium, kayu,
atau beton. Apabila isi kemasan tidak dikosongkan secara manual, maka bisadengan cara mekanik, yaitu isi dikeluarkan melalui ujung suatu bentuk kerucut
piramida yang dikenal dengan nama corong tuang (hopper). Hopper merupakan
gabungan dari alat pegocok, saringan, dan katub tipe khusus untuk mengeluarkan
bahan kental, lembab dan sebagainya (Cook, 1986:17).
Bagian materials handlingdan penyimpan pada dekade 60-an hanya berupa
bak atau peti. Hal ini diubah secara radikal sebagai hasil riset yang dipimpin oleh
Andrew W. Jenike, yakni mengidentifikasikan hal yang mempengaruhi
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
35/53
III- 35 -
mengalirnya suatu material faktor aliran untuk beberapa bin-hopper desain dan
memberikan spesifikasi untuk menentukan karakteristik bulk material yang
mempengaruhi penyimpanan dan arus. Bersama dengan teori itu Jenike
memproduksi suatu metode yang meliputi penyamaan dan fisik pengukuran
karakteristik material. Suatu gudang penyimpanan terdiri dari bindan hopper.Bin
adalah bagian atas penyimpanan secara vertikal dan hopper sedikit diantara bin
dan vessel( Perry, 1997:21-27).
Pencampuran berbagai macam bahan baku dengan perbandingan tertentu
sering digunakan dengan menggunakan hopper. Isi dari masing-masing hopper
dikeluarkan dengan kecepatan tertentu dan kemudian seluruhnya ditumpahkan ke
dalam suatu conveyoryang sama. Bahan-bahan pengemas biasa yang digunakan
untuk zat padat dan penanganannnya secara manual dapat terbuat dari baja,
aluminium, palstik, bahan yang biasa untuk membuat drum, karton, tong, barrel
ataupun karung. Bahan-bahan berbentuk bubuk dan bahan lain yang sejenis
membutuhkan kondisi penyimpanan yang kering, untuk itu bahan tersebut
biasanya disimpan dalam silo (tangki vertikal besar). Di dalam silo ini bahan
diisap atau dihembus sehingga dengan demikian material akan tetap kering dan
bersih. Di industri kimia, penyimpanan bahan-bahan yang berbahaya diatur
khusus; sesui dengan jenis pengemasnya; jarak antara bangunan gedung dan
tempat pembuatan; ventilasi dan peralatan pengamanan serta peralatan pemadam
kebakaran. Semua bahan pengemas tersebut harus berlabel untuk dapat
mengetahui isinya dengan jelas. Bagaimanapun juga pengemas yang tidak
berlabel tidak boleh dipergunakan (Cook, 1986:18-19).
Bergantung pada sifat-sifat alirannya, zat padat butiran dibagi atas dua
kelompok, yaitu yang kohesif (cohesive) dan nonkohesif (noncohesive). Bahanyang noncohesive, seperti biji-bijian, pasir, dan suban (chip) plastik, dapat
mengalir dengan mudah dari bin atau silo. Zat padat yang cohesive, seperti
lempung basah, mempunyai ciri sulit mengalir melalui bukaan
(Mc Cabe, 1999:297).
Zat padat yang terlalu berharga atau terlalu mudah larut untuk ditumpukkan
di udara terbuka, disimpan di dalam bin, hopperatausilo. Alat ini berupa bejana
berbentuk silinder atau siku empat, terbuat dari beton atau logam. Silobiasanya
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
36/53
III- 36 -
tinggi dan diameternya relatif kecil. Bin tidak terlalu tinggi dan biasanya agak
besar. Bila zat padat butiran ditimbun di dalam bin atau hopper, tekanan lateral
yang bekerja pada dinding lebih kecil dari yang diramalkan dari tinggi tekan
(head) bahan yang berada di titik itu. Disamping itu, biasanya terdapat gesekan
antara dinding dan butir-butir zat padat itu karena adanya saling mengait antara
partikel pengaruh gesekan itu terasa di keseluruhan massa. Gaya gesek pada
dinding cenderung mengimbangi bobot zat padat dan mengurangi tekanan yang
diberikan massa itu pada dasar bejana. Dalam kasus ekstrimnya, gaya ini
menyebabkan massa itu melengkung atau menjempasir 1000 mikronn, sehingga
tidak dapat jatuh, walaupun bahan yang terdapat dibawahnya sudah dikeluarkan
(Mc Cabe, 1999:939).
Tempat penampungan sementara terbagi menjadi dua, yaitu : penyimpanan
bahan secara terbuka (outdoor) dan penyimpanan bahan secara tertutup (indoor).
Bahan yang tersimpan secara terbuka ini adalah bahan yang tidak dipengaruhi
oleh udara, hujan, panas dan lainnya. Misalnya batubara, kayu, batu dan belerang.
Tergantung dari sifat bahan, bila bahan yang disimpan dan cara penanganan
bahan. Metode penyimpanan secara terbuka ini berupa penyimpanan di bawah
traveling bridge, penampungan kiri-kanan jalan, overhead system dan drag
scrapper system. Penyimpanan bahan secara tertutup dibagi menjadi dua cara,
yakni : peyimpanan dalam bentuk timbunan dan penyimpanan dalam bin atau
bunkeratausilo(Perry, 1997:2123).
Jumlah keluaran padatan biasanya dibedakan dengan berbagai ukuran dari
orifice atau keluaran bagian bawah dari hopper, aliran akan terjadi. Jika terjadi
tegangan geser oleh material melebihi tegangan geser dari partikel di dekat bagian
pengeluaran. Aliran partikel padat melalui sebuah orifice bergantung padakemampuan dari partikel bergerak pada bagian pengeluaran (Coulson, 2002:26).
Pada penyimpanan bahan padat, bentuk penyimpanan yang paling sederhana
adalah dengan cara penumpukkan di tempat terbuka ataupun tertutup. Namun cara
ini tidak dapat ditetapkan untuk bahan-bahan yang bersifat korosif, mudah dibakar
atau mudah meledak. Kemasan-kemasan untuk bahan curah (bulk) yang besar-
besar biasanya berbentuk bujur sangkar atau persegi panjang, ternuat dari baja,
aluminium, kayu atau beton. Apabila isi kemasan tidak dikosongkan secara
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
37/53
III- 37 -
manual, maka bisa dengan cara mekanik, yaitu isi dikeluarkan melalui ujung suatu
bentuk kerucut piramida yang dikenal dengan nama corong tuang (hopper).
Hopper merupakan gabungan dari alat pengocok, saringan dan katup tipe khusus
untuk mengeluarkan bahan kental, lembab dan sebagainya (Cook, 1986:17).
Gambar 3.D.1Rangkaian kerja hopper
Gambar 3.D.2Hopper
(Anonim, 2012 :1).
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
38/53
III- 38 -
3.D.3 METODOLOGI PERCOBAAN
3.D.3.1 Alat dan Deskripsi Alat
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu neraca analitik,
Hopperdan stopwatch
Deskripsi Alat :
Keterangan:
1. Neraca analitik
2.
Rails
3. Hopper
4.
Scale showing head
5. above orifice
6. Plate with four
orifice
7.
Pan
Gambar 3.D.3 Rangkaian Alat Percobaan Laju Pengeluaran dari
Hopper
3.D.3.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu pasir 500 mikron
dan pasir 250 mikron.
3.D.3.3 Prosedur Percobaan
Hopperdiisi dengan sampel, sampai ketinggainnya 160 mm. Orifice dibukayang berada pada bagian bawah hopper yang berukuran 9 mm dan menampung
sampel pada bak penampung dan mencatat waktu yang diperlukan sampai sampel
itu habis. Sampel ditimbang yang tertampung pada bak penampung dengan cara
menjalankannya pada rails menuju neraca analitik langkah 1-3 diulangi untuk
jenis orifice yang berukuran 12 mm. Menghitung perubahan data berdasarkan
diameter orifice.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
39/53
III- 39 -
3.D.4 HASIL DAN PEMBAHASAN
3.D.4.1 Hasil Pengamatan
Tabel 3.3.DHasil Pengamatan dan perhitungan Laju Pengeluaran gula pasir
pasir
(mikron)
Diameter
Orifice
Tinggi
(m)
Waktu
(s)
Massa
(gram)
Laju pengeluaran
(g/s)
250 9 100 43.7 0.25 10.0805
250 12 100 20 0.25 22.40
500 9 100 52 0.25 7.2442
500 12 100 21.4 0.25 19.4065
3.D.4.3 Pembahasan
Kecepatan pengeluaran partikel solid dari hopper dikendalikan oleh
besarnya diameter orifice. Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana
laju pengeluaran padatan dari hooperyang berhubungan dengan diameter orifice
pengeluaran dan apakah head dari material pasir berpengaruh terhadap laju
pengeluaran padatan dan hooper.
Sampel yang digunakan pada percobaa ini pasir 500 mikron dan 250
mikron dengan diameter orifice yaitu sebesar 12 mm dan 15 mm. Tinggi sampel
di dalam hooper harus sama untuk setiap variasi sampel dan diameternya. Dari
hasil percobaan diperoleh grafik sebagai berikut.
Gambar 3.D.4 Hubungan antara Diameter orifice (mm) dan laju pengeluaran
hopper (g/s)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1 2 3 4
Lajup
e
ngeluaran
Hopper(g/detik)
Diameter Oriface (mm)
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
40/53
III- 40 -
Dari gambar 3.D.4 diatas, menunjukkan bahwa semakin besar diameter
orifice maka semakin cepat laju pengeluaran sampel pada hopper. Ini
menunjukkan bahwa laju pengeluaran berbanding lurus dengan diameter orifice
dan laju perubahannya serta berbanding terbalik terhadap waktu. Pada pasir 250
mikron dan 500 mikron dengan diameter orifice 9 adalah 10.0805 g/s dan
7.2442 g/s. Sedangkan pada orifice12 nilai yang diperoleh adalah 22.40 g/s dan
19.4065 g/s. Hal ini telah sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa semakin
besar diameter orifice dan semakin kecil ukuran partikel maka semakin besar
pula laju pengeluarannya .
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeluaran partikel padatan adalah
adanya gaya gesek pada dinding cenderung mengimbangi bobot zat padat dan
mengurangi tekanan yang diberikan massa itu pada dasar bejana (pan). Hal ini
akan menyebabkan partikel tidak dapat jatuh, walaupun bahan yang terdapat
dibawahnya sudah dikeluarkan. Ukuran dan partikel dalam bentuk partikel basah
membuat sampel tidak bisa lolos pada bukaan orificekarena terjadi pemampatan
partikel pada bukaan sehingga menghalangi pengeluaran pada hopper. Laju
pengeluaran pada hopper juga dipengaruhi oleh gaya gravitasi pada saat partikel
jatuh ke bejana. Tinggi sampel pada hopper yang besar akan membuat laju
pengeluarannya semakin kecil karena massa yang berkumpul lebih banyak
sehingga waktu yang diperlukan lebih lama.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
41/53
III- 41 -
3.D. 5 PENUTUP
3.D.5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah:
1.
Faktor-faktor yang mempengaruhi laju pengeluaran padatan dari hopper
adalah diameter orifice, jenis dan ukuran partikel, tinggi sampel dalam hopper
serta kelembaban sampel.
2. Laju pengeluaran pada pasir 250 mikron dan 500 mikron dengan diameter
orifice 9 adalah 10.0805 g/s dan 7.2442 g/s. Sedangkan pada orifice12 nilai
yang diperoleh adalah 22.40 g/s dan 19.4065 g/s
3.D.5.2 Saran
Agar praktikum berjalan dengan lancar dan data yang diperoleh lebih
akurat, maka sebelum melakukan percobaan ini sebaiknya di cek orifice
pengeluarannya, dan juga perhatikan waktu pengeluaran bahan dari orifice.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
42/53
III- 42 -
ABSTRAK
Mengecilkan ukuran padatan dapat dilakukan dengan menggunakan bola
yang terguling pada suatu wadah yang dapat memecahkan/ menghaluskan
material yang menyentuhnya. Tekanan yang tinggi pada saat tumbukan akan
memecahkan partikel-partikel yang bsar menjadi ukuran yang lebih kecil.Ball milll diisi dengan 250 gram sampel dan bola keramik.Ball milll
dinyalakan dari kecepatan paling rendah setiap 1 menit sebanyak 1 levelhingga
mencapai kecepatan tertinggi.Sampel dikeluarkan dari ball millldan dipisahkan
dari bola keramik dan mengayak dalam sieve shaker. Mencatat data yang
diperoleh.Langkah 2-4 diulangi untuk bola keramik yang berbeda ukuran. Grafik
dibuat dalam linieratau loglinierantara fraksi massa yang tertinggal (%) dengan
ukuran ayakan.
Massa sampel terbesar pada bola sedang dan bola besar sebanyak 10 buah
adalah 74.4 gr. Massa sampel terbesar pada bola sedang dan bola kecil sebanyak
10 buah adalah 43 gr. Faktor yang mempengaruhi pengecilan ukuranpartikel yaitu
jenis bahan yang digunakan, kecepatan putaran, jenis ukuran bola yangdigunakan. Gaya yang digunakan pada ball mill adalah gaya sentrifugal dan gaya
gravitasi dengan proses impak.
Kata kunci :Ball mill, sieve shaker, impak
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
43/53
III- 43 -
E. Bulk Density
3.E.1 PENDAHULUAN
3.E.1.1 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini menghitung bulk density dari berbagai macam
padatan dan menganalisis pengaruh kadar air dan derajat pemanpatan.
3.E.1.2 Latar Belakang
Bulk density sebelum digunakan untuk tahapan atau proses selanjutnya
material terlebih dahulu harus dikecilkan ukurannya sesuai dengan kebutuhan.
Dalam proses industri biasanya digunakan material yag berukuran tertentu dan
seragam, maka perlu dilakukan pengayakan. Ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan dalam pengayakan seperti jenis ayakan, cara pengayakan, kecepatan
pengayakan, ukuran ayakan, waktu pengayakan dan sifat bahan yang diayak.
Bulk density merupakan berat suatu, massa pasir per satuan volume tertentu.
Volume pasir yang dimaksud adalah volume kepadatan pasir termasuk ruang pori.
Pasir yang lebih padat mempunyai bulk density yang lebih besar dari pasir yang
sama tetapi kurang padat. Pada umumnya pasir lapisan atas pada pasir mineral
mempunyai nilai bulk density yang lebih rendah dibandingkan dengan pasir
dibawahnya. Nilai bulk density pada pasir mineral berkisar 1-1,6 gr/ cm3,
sedangkan pasir organic umumnya memiliki nilai bulk density antara 0,1-0,9 gr/
cm3.
Nilai bulk density dapat menggambarkan adanya lapisan padat pasir,
pengolahan pasirnya, kandungan bahan organik dan mineral, porositas, daya
memegang air, sifat drainase dan kemudahan pasir ditembus akar. Bulk densinty
menggambarkan keadaan struktur, tekstur dan porositas pasir dan serta untukmenghitung berat pasir dilapangan. Pengaruh sifat-sifat fisik pasir tersebut pada
pertumbuhan tanaman dapat dinilai.dari kaitan pertumbuhan tanaman dengan bulk
densinty, oleh karena itu pratikum. ini perlu dilaksanakan untuk menentukan nilai
bulk densinty pasir sehingga kita dapat melihat pengaruhnya terhadap
pertumbuhan tanaman.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
44/53
III- 44 -
3.E.2 DASAR TEORI
Kerapatan isi pasir berguna untuk menghitung berat pasir di lapangan.
Kerapatan isi ditentukan oleh porositas dan padatan pasir. Pasir yang renggang
berpori-pori mempunyai bobot yang kecil per satuan volume. Pasir yang
bertekstur halus mempunyai porositas tinggi dan berat isi yang lebih rendah
daripada pasir berpasir. Bahan organik memperkecil kerapatan isi pasir karena
bahan organik jauh lebih ringan daripada mineral, dan bahan organik
memperbesar porositas pasir (Cook 1989; 111)
Bulk density merupakan petunjuk kepadatan pasir. Makin padat suatu pasir
makin tinggi bulk density, yang berarti makin sulit meneruskan air. Pasir yang
lebih padat mempunyai bulk density yang lebih besar dari pasir yang sama tetapi
kurang padat. . Pada umumnya pasir lapisan atas pada pasir mineral mempunyai
nilai bulk density yang lebih rendah dibandingkan dengan pasir di bawahnya.
Nilai bulk densitypasir mineral berkisar 1 1,6 gr/cm3, sedangkan pasir organik
umumnya memiliki nilai bulk densityantara 0,1 0,9 gr/cm3. Nilai bulk density
dapat menggambarkan adanya lapisan pada pasir, pengolahan pasirnya,
kandungan bahan organik dan mineral, porositas, daya memegang air, sifat
drainase dan kemudahan pasir ditembus akar.Bulk density dipengaruhi oleh
tekstur, struktur, dan kandungan bahan organik (Cook 1989; 101)
Pengambilan contoh pasir tidak boleh merusak struktur asli pasir.
Terganggunya struktur pasir dapat mempengaruhi jumlah pori-pori pasir,
demikian pula berat persatuan volume. Empat atau lebih bongkah (gumpal) pasir
biasanya diambil dari tiap horizon untuk memperoleh nilai rata-rata. Gumpal-
gumpal pasir yang diambil dari lapangan untuk penetapan kerapatan isi itu dibawake laboratorium untuk dikering-ovenkan dan ditimbang (Masud,2013)
Faktor-faktor yang mempengaruhi bulk density adalah:
a. Tekstur.
Tekstur pasir dapat menentukan sifat-sifat fisik dan kimia serta mineral
pasir. Partikel-partikel pasir dapat dibagi atas kelompok-kelompok tertentu
berdasarkan ukuran partikel tanpa melihat komposisi kimia, warna, berat, dan sifat
lainnya. Analisis laboratorium yang mengisahkan hara pasir disebut analisa
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
45/53
III- 45 -
mekanis. Sebelum analisa mekanis dilaksanakan, contoh pasir yang kering udara
dihancurkan lebih dulu disaring dan dihancurkan dengan ayakan 2
mm. Sementara itu sisa pasir yang berada di atas ayakan dibuang. Metode ini
merupakan metode hidrometer yang membutuhkan ketelitian dalam
pelaksanaannya. Tekstur pasir dapat ditetapkan secara kualitatif di lapangan.
b. Struktur.
Struktur merupakan kenampakan bentuk atau susunan partikel-partikel
primer pasir (pasir, debu dan liat individual) hingga partikel-partikel sekunder
(gabungan partikel primer yang disebut ped (gumpalan) yang membentuk agregat
atau bongkah. Pasir yang partikel-partikelnya belum bergabung terutama yang
bertekstur pasir, disebut tanpa struktur atau berstruktur lepas, sedangkan pasir
bertekstur liat, yang terllihat massif (padu tanpa ruang pori, yang lembek jika
basah dank eras jika kering) atau apabila dilumat dengan air membentuk pasta
disebut juga tanpa struktur.
Struktur pasir berfungsi memodifikasi pengaruh tekstur terhadap kondisi
draenasi atau aerasi pasir, karena susunan antara ped atau agregat pasir akan
menghasilkan ruang yang lebih besar dari pada susunan antar partikel primer.
Oleh karena itu, pasir yang bertstruktur baik akan mempunyai kondisi drainase
dan aerasi yang baik pula, sehingga lebih memudahkan system perakaran tanaman
untuk berpenetrasi dan mengabsorpsi (menyerap) hara dan air, sehingga
pertumbuhan dan produksi menjadi lebih baik.
c. bahan organik
Bahan organik merupakan bahan penting dalam menciptakan kesuburan
pasir baik secara fisik, kimia maupun dari segi biologi pasir, sekitar setengah dari
kapasitas tukar kation berasal dari bahan organik. Bahan organik adalah sumberenergi dari sebagian besar organisme pasir .
Bahan organik merupakan fraksi bukan mineral yang ditemukan sebagai
bahan penyusun pasir. Kadar bahan organik yang terdapat dalam pasir berkisar
antara (0,05-5) % dan merupakan pasir yang ideal untuk lahan pertanian, dan
untuk pasir organik mendekati 60 % dan pada lapisan oleh kadar bahan organik
memperlihatkan kecenderungan yang menurun .
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
46/53
III- 46 -
Manfaat fisik dari bahan organik adalah merangsang drainase agregat dan
menetapkannya, menurunkan porositas, kohesi, dan sifat kimianya dari liat serta
kemampuan untuk menahan air meningkat. Manfaat kimia bahan organik adalah
meningkatnya daya serap dan kapasitas tukar kation meningkatkan kation yang
mudah di pertukarkan dan kelarutan sejumlah unsur dari mineral untuk asam
humus. Manfaat biologi dari bahan organik adalah meningkatkan jumlah dan
aktivitas metabolik organisme pasir dan meningkatkan kegiatan mikroorganisme
dalam membantu mempengaruhi dekomposisi bahan organik .
d. Kadar air
Air tersedia dan terdapat di dalam pasir ditahan (diserap) oleh massa pasir,
tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik.
Baik kelebihan air ataupun kekurangan air dapat mengganggu pertumbuhan
tanaman. Fungsi air pasir yaitu sebagai pembawa unsur hara dalam pasir serta
keseluruhan bagian tanaman. Kadar air selalu berubah sebagai respon terhadap
faktor-faktor lingkungan dan gaya gravitasi. Karena itu contoh pasir dengan kadar
air harus disaring, diukur, dan biasanya satu kali contoh pasir akan dianalisis
untuk penerapan suatu sifat (Masud, 2013).
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
47/53
III- 47 -
3.E.3 METODOLOGI PERCOBAAN
3.E.3.1 Alat dan Deskripsi Alat
Alat-alat yang digunakan adalah :
-
Neraca analitik
- Gelas beker 100 ml
Deskripsi alat:
Keterangan :
1.
Neraca analitik
2.Gelas ukur
Gambar 3.E.1Rangkaian Alat PercobaanBall Milll
3.E.3.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah pasir ukuran 500
mikron dan pasir 250 mikron.
3.E.3.3 Prosedur Percobaan
Gelas beker diisi dengan sampel, kemudian massa sampel dihitung. sampelyang ada dipadatkan. Air ditambahkan pada jenis sampel yang sama sampai
keadaannyasaturated, melakukan langkah 1-2.
1
2
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
48/53
III- 48 -
3.E. 4 Hasil Dan Pembahasan
3.E.4.1 Hasil Pengamatan dan Perhitungan
Tabel 3.E.1Hasil Pengamatan dan PerhitunganBulk Density
Jenis
pasir
(mikron)
Volume
(ml)
Massa sampel
(gram)
Bulk density
(g/ml)
kering basah kering basah kering basah
250 100 99 149.2 197.8 1.51 1.833
500 100 98 150.1 189 1.52 1.89
3.E.4.2 Pembahasan
Percobaan ini menggunakan sampel pasir yang berikuran 250 mikron dan
500 mikron. Pada percobaan ini dilakukan penambahan air yang bertujuan unutk
melihat tingkat kepadatan dari kedua jenis sampel yang berbeda,semakin padat
sampel tersebut semakin besar pula bulk density-nya begitu pula sebaliknya.
Setelah penambahan air terjadi pengurangan volume. Bulk density pasir 250
mikron dan 500 mikron pada kondisi kering dan basah berturut-turut adalah 1.492
gr/ml dan 1.501 gr/ml; dan 1.978 gr/ml dan 1.89 g/ml.
Besarnya ukuran partikel menyebabkan semakin banyak jumlah kadar air
yang diiperlukan untuk membasahi semua bagian partikel untuk mencapai kondisi
saturated. Kondisi ini menyebabkan nilai bulk density sampel dengan ukuran 500
mikron lebih besar dibandingkan dengan pasir 250 mikron. Hal ini ditandai
dengan mengecilnya volume akibat pemampatan dan bertambahnya massa pasir.
Semakin kecil ukuran partikel, maka volmenya akan semakin besar dibandingkan
dengan partikel yang ukurannya lebih besar karena kecilnya pemampatan,
sihingga bulk densityakan lebih kecil. Hal inis sudah sesuai dengan teori karena
ukuran partikel yang besar memiliki nilai bulk density yang lebih besar
dibandingkan dengan dengan partikel yang lebih kecil.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
49/53
III- 49 -
3.E.5 Penutup
3.5.1 Kesimpulan
Kesimpulan ynag diperoleh dari percobaan ini adalah
1.
Bulk densityuntuk pasir dengan ukuran 250 mikron pada kondisi kering dan
basah adalah 1.492 g/ml dan 1.978 g/ml.
2.
Bulk densityuntuk pasir dengan ukuran 500 mikron pada kondisi kering dan
basah adalah 1.501 g/ml dan 1.89 g/ml.
3. Pengaruh kadar air dan tingkat pemampatan adalah semakin besar kadar air,
maka derajat pemampatannya akan semakin berkurang, begitu pula
sebaliknya.
3.5.2 Saran
Saran yang dapat diambil dari percobaan ini adalah sebaiknya praktikan
mempatkan sampel dengan maksimal hingga kondisinya benar-benar jenuh.
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
50/53
III- 50 -
DAFTAR PUSTAKA
Brown, G. G. 1956. Unit Operation. John Willey & sons: New York.
Cook, T. M & Cullen. 1989.Industri Kimia Operasi. Gramedia: Jakarta.
Coulson, J. M dan J. F. Richardson. 2002. Chemical Engineering Volume 2 6th
Edition. Butterworth-heimermann: New Delhi.
Distantina, Superisa. 2009.Menentukan Ukuran Partikel.
http://distantantina.staff.uns.ac.id/files/2009/08/1-cara-mementukan-
ukuran-partikel.pdf
Diakses pada tanggal 24 November 2014
Fauzi, Syahrul. 2004.Alat Transportasi Benda Padat.
http://repository.usu.ac.id/tkimia_syahrul3.pdf
Diakses tanggal 28 Oktober 2014.
Masud, Fauziah. 2013.Penentuan Bulk Density.
http://www.academia.edu/7012872/penentuan_bulk_density.
Diakses tanggal 28 Oktober 2014.
Mc Cabe, W. L. 1999. Operasi Teknik Kimia Jilid 2. Erlangga. Jakarta.
Perry, Robert H. and Green Dan W. 1997. Perrys Chemical EngineersHandbook7th Edition. Mc Graw-Hill Book Company: New York.
http://distantantina.staff.uns.ac.id/files/2009/08/1-cara%20-mementukan-%20%20%20%20%20%20%20%20%20ukuran-partikel.pdfhttp://distantantina.staff.uns.ac.id/files/2009/08/1-cara%20-mementukan-%20%20%20%20%20%20%20%20%20ukuran-partikel.pdfhttp://www.academia.edu/7012872/PENENTUAN_BULK_DENSITYhttp://www.academia.edu/7012872/PENENTUAN_BULK_DENSITYhttp://distantantina.staff.uns.ac.id/files/2009/08/1-cara%20-mementukan-%20%20%20%20%20%20%20%20%20ukuran-partikel.pdfhttp://distantantina.staff.uns.ac.id/files/2009/08/1-cara%20-mementukan-%20%20%20%20%20%20%20%20%20ukuran-partikel.pdf -
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
51/53
III- 51 -
APPENDIKS 3
PERHITUNGAN SOLID HANDLI NG STUDY BENDS
A.
Distribusi Ukuran Campuran
Contoh perhitungan pada ayakan 2 mm pada kecepatan 40 rpm
Diketahui : massa sampel mula-mula = 300 gram
Ditanya : a. Persen massa yang tertahan
b. Persen massa cummulative oversize
c. Persen massa cummulative undersize
Jawab :
a.
Fraksi massa massa tertahanmassa mula-mula
100 %
2.3
300100 %
0.7667
b. cummulative oversie cummulative oversie
massa mula-mula100 %
2.3
300100 %
0.7667
c. cummulative unersie cummulative unersie
massa mula-mula100 %
=297.7
300100 %
= 99,23
Hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel 3.A.2
B.Sudut Respon Alami
Contoh perhitungan pada sampel gula pasir
Diketahui : protektor 1 36o
protektor 2 41o
protektor 2 43o
Ditanya : Sudut respon alami rata-rata
Jawab :
Angle of repose =1 2 3
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
52/53
III- 52 -
=36 41 43
= 40o
Hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 3.B.2
C. V-Blender
Skala 4 pada pasir 250 mikron
Massa awal = 138.1 gr
Massa akhir = 145.3 gr
M mixing = massa awal-massa akhir
= 145.3-138.1
% mixingpada pasir
= (massa mixing/massa awal) x 100%
= (7.1gr/131.8gr) x 100%
= 0.05 %
Hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 3.C.2
D.Laju Pengeluaran Padatan dariHopper
Contoh perhitungan pada sampel pasir ukuran 710 micron
Diketahui : Diameter orifice = 9 mm
Waktu = 43.7 s
Massa sampel = 551.6 gram
Ditanyakan : Laju pengeluaran
Jawab :
Laju pengeluaran
10.0801 g/s
Hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 3.D.6
-
8/10/2019 Percobaan 3 Solids Handling Study Bench PRINT
53/53
III- 53 -
E. Bulk Density
Pasir 250 mikron
Massa pasir = 183.3 gram
Tinggi pasir= 100 cc
Bulk density = massa pasir/tinggi pasir
= 183.3 g/100cc
=1.833 g/cc
Hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada 3.E.2