ii
iii KATA PENGANTAR Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT karena dengan rahmat dan ridho-NYA jualah bahan ajar Pengoperasian Peralatan Grinding dan Sizing dapat tersusun kembali untuk memenuhi kebutuhan mata diklat Grinding dan Sizing. Bahan ajar Pengoperasian Peralatan Grinding dan Sizing ini memuat materimateri pokok Mata Diklat Grinding dan Sizing. Bahan ajar ini dibuat untuk memudahkan siswa SMK SMTI Bandar Lampung Program Keahlian Kimia Industri dalam meningkatkan pemahaman dan keterampilan terhadap teknik-teknik pengoperasian peralatan Grinding dan Sizing. Akhir kata penyusun mengharapkan mudah-mudahan revisi buku ini dapat bermanfaat bagi seluruh siswa SMK SMTI Bandar Lampung khususnya Program Keahlian Kimia Industri. Bandar Lampung, September 2021 Penyusun
2 DAFTAR ISI JUDUL ............................................................................................................ i KATA PENGANTAR......................................................................................... ii DAFTAR ISI.................................................................................................... iii BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 1 A. Tujuan Umum ................................................................................. 1 B. Tujuan Khusus ................................................................................ 1 BAB II MENYIAPKAN PERALATAN............................................................... 2 A. Pengetahuan yang Diperlukan untuk Menyiapkan Peralatan ............... 2 B. Keterampilan yang Diperlukan untuk Menyiapkan Peralatan ............... 9 C. Sikap Kerja dalam Menyiapkan Pengoperasian Alat............................ 9 BAB III MELAKSANAKAN PENGOPERASIKAN PERALATAN GRINDING ... 10 A. Pengetahuan yang Diperlukan dalam Mengoperasikan peralatan ........ 10 1. Tujuan Proses Grinding.................................................................... 10 2. Faktor-faktor Pemecahan dan Penghancuran .................................... 10 3. Sifat padatan bahan kimia alam yang menentukan proses Grinding .... 13 4. Sifat-sifat pemecahan ...................................................................... 15 5. Klasifikasi dan Pemilihan Alat ........................................................... 16 B. Keterampilan yang Diperlukan dalam Menyiapkan Pengoperasian Alat ................................................................................................ 30 C. Sikap Kerja yang Diperlukan dalam Pengoperasian Alat ..................... 30 BAB IV MELAKSANAKAN PENGOPERASIKAN PERALATAN SIZING........... 31 A. Pengetahuan yang Diperlukan untuk Mengoperasikan Peralatan Sizing ............................................................................ 31 1. Pendahuluan Proses Sizing......................................................... 31 2. Definisi Pengayakan (Sizing )..................................................... 31 3. Ayakan .................................................................................... 32 4. Mesh dan Jarak Ayakan ............................................................. 32 5. Jenis-jenis Ayakan..................................................................... 34
3 B. Keterampilan yang Diperlukan untuk Mengoperasikan Peralatan Sizing ............................................................................. 39 C. Sikap Kerja yang Diperlukan untuk Mengoperasikan Peralatan Sizing ............................................................................. 40 D. Prosedur Kerja Praktikum Grinding dan Sizing ................................... 40 DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 41
1 BAB I PENDAHULUAN A. Tujuan Umum Setelah mempelajari modul ini peserta latih diharapkan mampu mengoperasikan dan merawat peralatan grinding dan sizing. B. Tujuan Khusus Adapun tujuan mempelajari unit kompetensi melalui buku informasi mengoperasikan peralatan grinding dan sizing ini guna memfasilitasi peserta latih sehingga pada akhir pelatihan diharapkan memiliki kemampuan sebagai berikut: 1) Peserta diklat dapat melaksanakan pemeriksaan sifat bahan olahan dan keamanan pra-operasional 2) Peserta diklat dapat mengoperasikan peralatan grinding dan sizing 3) Peserta diklat dapat mengatur dan memantau peralatan grinding dan sizing 4) Peserta diklat dapat mematikan dan menyimpan peralatan grinding dan sizing.
2 BAB II MENYIAPKAN PENGOPERASIAN PERALATAN GRINDING DAN SIZING A. Pengetahuan yang diperlukan untuk menyiapkan pengoperasian peralatan grinding dan sizing Sub bab ini berisi mengenai teori yang dapat digunakan dalam menyiapkan pengoperasian peralatan grinding dan sizing. 1. Kesehatan dan Keselamatan Kerja dan Lingkungan Hidup (K3LH) Salah satu aspek penting bagi suatu SMK yang mengelola sarana prasarana yang meliputi bangunan sekolah, bengkel dan laboratorium, kegiatan pembelajaran yang menggunakan alat dan mesin-mesin, adalah aspek keselamatan dan kesehatan kerja bagi segenap warga sekolah, baik itu guru, karyawan, siswa serta sarana prasarana sekolah serta masyarakat sekitar sekolah. Keselamatan kerja adalah sarana utama untuk pencegahan kecelakaan, cacat dan kematian sebagai akibat kecelakaan kerja. Keselamatan kerja yang baik adalah pintu gerbang bagi keamanan tenaga kerja. Kecelakaan selain menjadi hambatan langsung, juga merugikan secara tidak langsung yakni kerusakan mesin dan peralatan kerja, terhentinya proses produksi untuk beberapa saat, kerusakan pada lingkungan kerja, dan lain-lain. Tujuan keselamatan kerja adalah untuk: melindungi tenaga kerja atas hak keselamatannya dalam melakukan pekerjaan untuk kesejahteraan hidup dan meningkatkan produksi serta produktivitas masyarakat; menjamin keselamatan setiap orang lain yang berada ditempat kerja; dan sumber produksi dipelihara dan dipergunakan secara aman dan efisien. Hal senada juga diamanatkan oleh UU No. 1 tahun 1970 Pasal 3. a. Tata Tertib Keselamatan Kerja Aturan umum dalam tata tertib keselamatan kerja adalah sebagai berikut: 1) Dilarang mengambil atau membawa keluar alat-alat serta bahan dalam laboratorium tanpa seizin petugas laboratorium.
3 2) Orang yang tidak berkepentingan dilarang masuk ke laboratorium. Hal ini untuk mencegah hal-hal yang tidak diinginkan. 3) Gunakan alat dan bahan sesuai dengan petunjuk praktikum yang diberikan. 4) Jangan melakukan eksperimen sebelum mengetahui informasi mengenai bahaya bahan kimia, alat-alat, dan cara pemakaiannya. 5) Bertanyalah jika Anda merasa ragu atau tidak mengerti saat melakukan percobaan. 6) Mengenali semua jenis peralatan keselamatan kerja dan letaknya untuk memudahkan pertolongan saat terjadi kecelakaan kerja. 7) Pakailah jas laboratorium saat bekerja di laboratorium. 8) Harus mengetahui cara pemakaian alat darurat seperti pemadam kebakaran, eye shower, respirator, dan alat keselamatan kerja yang lainnya. 9) Jika terjadi kerusakan atau kecelakaan, sebaiknya segera melaporkannya ke petugas laboratorium. 10) Berhati-hatilah bila bekerja dengan asam kuat reagen korosif, reagenreagen yang volatil dan mudah terbakar. 11) Setiap pekerja di laboratorium harus mengetahui cara memberi pertolongan pertama pada kecelakaan (P3K). 12) Buanglah sampah pada tempatnya. 13) Usahakan untuk tidak sendirian di ruang laboratorium. Supaya bila terjadi kecelakaan dapat dibantu dengan segera. 14) Jangan bermain-main di dalam ruangan laboratorium. 15) Lakukan latihan keselamatan kerja secara periodik. 16) Dilarang merokok, makan, dan minum di laboratorium.
4 Di dalam ruang laboratorium harus sudah tersedia seluruh alat keselamatan kerja supaya saat terjadi kecelakaan atau darurat, itu bisa diatasi dengan cepat. Berikut adalah alat-alat keselamatan kerja yang ada di laboratorium. Pastikan semuanya tersedia dan Anda tahu dimana letaknya. 2. Alat Pelindung Diri a. Konsep Alat Pelindung Diri Bekerja di laboratorium kimia mempunyai resiko kerja, yaitu kemungkinan terjadinya kecelakaan atau sakit akibat kerja. Oleh karena itu diperlukan alat pelindung diri (APD) yang berfungsi mengisolasi tubuh pekerja terhadap bahaya di tempat kerja (laboratorium). Namun demikian, pemakaian APD tidak menjamin sepenuhnya pekerja laboratorium akan terhindar dari resiko bahaya tersebut. Usaha rekayasa (engeering) dan cara kerja yang aman haruslah dipilih lebih dahulu secara maksimum, kemudian usaha melindungi pekerja dilengkapi dengan penyediaan APD yang sesuai. Terdapat beberapa persayaratan dalam pemilihan APD, yaitu: (1) Enak dipakai (2) Tidak menganggu kerja (3) Memberikan perlindungan yang efektif Ada beberapa hal yang menyebabkan kemampuan perlindungan APD tidak sempurna, yaitu: (1) APD tidak sesuai (2) Pemakaian APD yang salah (3) APD tidak memenuhi syarat yang diperlukan b. Jenis Alat Pelindung Diri Terdapat beberapa jenis peralatan pelindung diri, yaitu: 1. Pakaian Kerja
5 Gambar 1. Jas lab Bagi pekerja laboratorium, pakaian kerja yang berupa Jas Lab adalah suatu keharusan. Jas lab digunakan untuk menghindari percikan zat/asam mengenai pakaian atau bagian tubuh. Sesuai kebutuhan, jas lab dapat terbuat dari katun, plastic, wool atau karet. Apabila di laboratorium terdapat radiasi mengion, maka pakaian kerja harus dilapisi dengan timbal/timah hitam yang biasanya berupa apron. 2. Sarung Tangan (Gloves) Gambar 2. Sarung Tangan Sarung tangan digunakan sebagai alat pelindung tangan pada saat membuat larutan atau menuangkan zat yang pekat sehingga tidak mengenai tangan. Sarung tangan yang dipilih dapat terbuat dari polivinilklorida, karet atau neoprene. Untuk menangani bahan yang panas diperlukan sarung tangan dari asbes/ silica atau kulit. 3. Alat perlindungan pernapasan (respirator/masker) Gambar 3. Respirator memurnikan udara
6 Salah satu jalan masuk racun ke dalam tubuh adalah saluran pernapasan/hidung. Sumber bahaya yang terdapat di udara tempat kerja antara lain adalah: a) Pencemaran oleh gas/uap b) Pencemaran oleh partikel debu, asap, kabut atau uap logam Kekurangan oksigen Oleh karena itu, diperlukan masker atau penutup hidung yang dipergunakan pada saat membuat larutan atau gas yang dapat memedihkan hidung. 4) Pelindung mata Gambar 5. Goggles Kacamata digunakan untuk melindungi mata dari rasa pedih atau iritasi yang disebabkan oleh debu-debu, butiran dan serbuk yang berterbangan selama proses pengoperasian peralatan grinding dan sizing, yang bersifat memedihkan mata atau percikan butiran padatan sehingga tidak mengenai mata. Kacamata biasa enak dipakai dan cukup melindungi mata dari bahaya tersebut, namun akan lebih aman bila mengenakan goggles yang lebih terikat kuat dan perlindungan yang lebih terikat kuat dan perlindungan yang lebih rapat. Lensa dapat terbuat dari gelas yang ditempa secara panas (bila pecah tidak menimbulkan bagian yang tajam), gelas dengan laminasi aluminium atau plastic jenis selulosa asetat, akrilik, polikarbonat atau CR-39 (allildiglikolkarbonat). Untuk menangani bahan yang eksplosif tidak cukup dengan goggles, sebaiknya mengenakan alat perisai muka (face shields).
7 5. Sepatu Gambar 6. Sepatu Lab Kemungkinan kaki terkena tumpahan bahan kimia dan agar terhindar dari sengatan listrik harus diantisipasi dengan mengenakan sepatu yang tertutup, tidak tembus cairan, tidak licin dan bertumit rendah. Sepatu boot dari karet sintetik, plastic atau kulit lebih tepat. Sebaiknya dihindari pemakaian sandal atau sepatu terbuka. 2. Peralatan Pendukung di Laboratorium a) Pemadam kebakaran (hidrant) b) Eye washer c) Water shower d) Kotak P3K (Pertolongan Pertama Pada Kecelakaan) e) Peralatan pembersih 2. Potensi Bahaya di tempat kerja Salah satu masalah yang hampir setiap hari terjadi di tempat kerja adalah kecelakaan yang menimbulkan hal-hal yang tidak kita inginkan, seperti kerusakan peralatan, cedera tubuh, kecacatan bahkan kematian. Kemungkinan terjadinya kecelakaan akibat kurang terjaganya keselamatan kerja lebih tinggi daripada yang lainnya, dua dari tiga kecelakaan terjadi akibat orang jatuh, terpeleset, tergelincir, tertimpa balok, dan kejatuhan benda di tempat kerja. Saat kecelakaan kerja terjadi akan mengakibatkan efek kerugian, karena itu sebisa mungkin dan sedini mungkin, kecelakaan/potensi kecelakaan kerja harus dicegah/dihilangkan, atau setidak-tidaknya dikurangi dampaknya.
8 Penyebab kecelakaan di tempat kerja meliputi: kelelahan, kondisi tempat kerja dan pekerjaan yang tidak aman, kurangnya penguasaan pekerja terhadap pekerjaan, ditengarai penyebab awalnya adalah kurangnya training, dan karakteristik pekerjaan itu sendiri. Penyebab kecelakaan kerja ada beberapa hal, yaitu faktor perorangan dan faktor pekerjaaan yang terdiri atas : a) faktor alat/mesin, b) faktor manusia dan faktor lingkungan, c) tidak mengetahui tata cara yang aman, d) tidak memenuhi persyaratan kerja dan e) enggan mematuhi peraturan dan persyaratan kerja. Adapun risiko bahaya yang mengancam tenaga kerja di tempat kerja terdiri dari: bahaya fisik (kebisingan, penerangan, tata udara), bahaya biologis, bahaya kimia dan bahan berbahaya lainnya serta risiko psikologis. 3. Identifikasi Potensi Bahaya Identifikasi bahaya merupakan suatu proses yang dapat dilakukan untuk mengenali seluruh situasi atau kejadian yang berpotensi sebagai penyebab terjadinya kecelakaan dan penyakit akibat kerja yang mungkin timbul di tempat kerja. Suatu bahaya di tempat kerja mungkin tampak jelas dan kelihatan, seperti: sebuah tangki berisi bahan kimia, atau mungkin juga tidak tampak dengan jelas atau tidak kelihatan, seperti: radiasi, gas pencemar di udara. Teknik identifikasi bahaya dapat dikategorikan menjadi 3 yaitu: teknik pasif, teknik semi proaktif dan teknik proaktif. Proses identifikasi bahaya dapat dilakukan dengan: a) Membuat daftar semua objek (mesin, peralatan kerja, bahan, proses kerja, sistem kerja, kondisi kerja) yang ada di tempat kerja. b) Memeriksa semua objek yang ada di tempat kerja dan sekitarnya. c) Mereview kecelakaan, catatan P3K, dan informasi lainnya. d) Mencatat seluruh hazard yang telah teridentifikasi.
9 Metode yang dapat digunakan untuk identifikasi bahaya/risiko adalah: inspeksi, check list, Hazops (Hazard and Operability Studies), What if, FMEA (Failure Mode and Effect Analysis), Audits, Critical Incident Analysis, Fault Tree Analysis, dan Event Tree Analysis. Dalam memilih metode yang digunakan tergantung pada tipe dan ukuran bahaya atau risiko. B. Keterampilan yang Diperlukan Dalam Menyiapkan Pengoperasian Alat Subbab ini berisi mengenai keterampilan yang diperlukan dalam menyiapkan analisis. Adapun keterampilan yang diperlukan dalam menyiapkan analisis adalah : 1. Menentukan APD yang tepat sesuai pengoperasian alat yang dilakukan 2. Menggunakan APD dengan benar sesuai standar 3. Menentukan metode uji yang sesuai dengan pengoperasian alat yang dilakukan 4. Menentukan peralatan baik instrumen atau gelas kimia yang digunakan untuk membuat menyiapkan bahan sebelum pengoperasian alat 5. Merangkai peralatan yang telah ditentukan 6. Melakukan pengambilan bahan sesuai dengan kebutuhan operasi alat 7. Menetapkan variabel operasi yang tepat C. Sikap Kerja Dalam Menyiapkan Pengoperasian Alat Sub bab ini berisi mengenai sikap kerja yang mesti diterapkan dalam menyiapkan pengoperasian alat, yaitu: 1. Cermat dan teliti mengidentifikasi jenis operasi, bahan yang digunakan , APD yang tepat disiapkan untuk proses grinding dan sizing 2. Taat SOP dalam mengaplikasikan cara, langkah-langkah, panduan, dan pedoman yang dilakukan 3. Berpikir analitis serta evaluatif dalam persiapan untuk pengoperasian peralatan grinding dan sizing.
10 BAB III MELAKSANAKAN PENGOPERASIAN PERALATAN GRINDING A. Pengetahuan yang diperlukan untuk p engoperasian peralatan grinding Sub bab ini berisi mengenai teori yang dapat dibutuhkan dalam pengoperasian alat grinding, seperti sifat bahan yang mempengaruhi proses grinding, pengoperasian alat, prosedur pengoperasian sesuai dengan jenis alat yang digunakan, prosedur perawatan peralatan. 1. Tujuan Proses Grinding Bahan-bahan baku industri berupa padatan sering kali memiliki ukuran terlalu besar untuk digunakan langsung, maka dari itu perlu dilakukan pengecilan ukuran. Industri-industri kimia, farmasi, makanan dan pertambangan semuanya memerlukan pengecilan ukuan bahan padatan. Tujuan pengecilan ukuran tersebut sangat penting dalam industri dengan alasan sebagai berikut: a) Memfasilitasi pengambilan bahan-bahan yang diinginkan dalam struktur padatan. b) Mendapatkan partikel-partikel yang sesuai dengan ukuran padatan yang diharapkan. c) Meningkatkan rasio luas permukaan per volume. d) Bila ukuran partikel produk yang dicampur homogen dan lebih kecil dari sebelumnya maka bahan akan lebih cepat dan lebih mudah bercampur. Penggunaannya meliputi penghancuran bahan polimer untuk digunakan kembali, memperbaiki proses ekstraksi bahan-bahan berharga dari bijih tambang, memudahkan pemisahan komponen-komponen butiran, dan menghasilkan partikelpartikel dengan ukuran sesuai yang diinginkan. 2. Faktor-Faktor Pemecahan dan Penghancuran Alat pemecah dan penghancur digunakan untuk pengecilan berbagai bahan. Untuk mempelajari alat pengecil ukuran perlu mengetahui sifat-sifat bahan yang akan diproses. Sifat bahan yang paling penting untuk mempelajari pengecilan bahan adalah kekerasan, karena hampir semua teknik pengecilan bahan meliputi bagaimana
11 menghasilkan luas permukaan baru. Ini memerlukan tambahan energi yang proporsional terhadap ikatan-ikatan yang mengikat partikel-partikel umpan. Istilah grinding banyak diterapkan dalam industri pertambangan. Teori yang membahas tentang grinding sampai sekarang belum ada yang baku, meskipun jenis dan penggunaannya sudah berkembang banyak. Peralatan grinding yang memenuhi standar banyak dijumpai dalam bidang industri pertambangan, namun untuk penerapan di bidang lain belum ada standarnya. Dalam industri pertambangan, istilah grinding hampir sama dengan crushing, hanya saja grinding banyak diterapkan untuk mendapat kan hasil yang lebih halus dari pada crushing. Grinding biasanya menggunakan aksi gesekan antar masing-masing material. Crushing diterapkan pada pada bahan kasar dengan ukuran beberapa feet sampai 1 inchi atau kurang dan biasanya menggunakan aksi kompresi secara perlahan. Secara umum kekerasan dinyatakan dengan skala Mohs, di mana talk diberi skala 1 dan berlian diberi skala 10. Urutan skala yang menunjukkan tingkat kekerasan semakin naik dari skala Mohs adalah sebagai berikut : Tabel 1. Tingkat kekerasan bahan berdasarkan skala Mohs Skala Mohs Bahan Kelas 1 Talek Lunak 2 Gipsum Lunak 3 Kalsit Lunak 4 Fluor Sedang 5 Apatit Sedang 6 Felspar Sedang 7 Kuarsa Sedang 8 Topas Keras 9 Korundum Keras 10 Berlian Keras
12 Sebagai contoh adalah: Bahan lunak: (1) talek, kueh kering filter tekanan, batuan sabun, lilin, agregat kristal garam. (2) gipsum, garam, garam kristal, batu bata lunak. (3) kalsit, marmer, batuan kapur lunak, barit, kapur, batu belerang. Bahan kekerasan sedang: (4) fluor, fosfat lunak, magnesit, batu kapur; (5) apatit, fosfat keras, batu kapur keras, kromit, bauksit. (6) felspar, ilmenit. Bahan keras: (7) kuarsa, granit. (8) topas. (9) korundum, safir, amril. (10) berlian. Sifat penting lainnya meliputi: a. Liat atau rapuh, bahan rapuh akan lebih mudah mengalami pemecahan. b. Bentuk partikel Kekuatan mekanik medium butiran padatan tergantung pada gesekan antar partikel. Umumnya partikel bersudut dengan sperisitas rendah cenderung bergerak dengan gesekan lebih besar dari pada partikel bulat. Sedangkan partikel bulat cenderung lebih efektif memadati bersama untuk membentuk sedimen yang lebih padat. c. Ukuran partikel Ukuran partikel biasanya dinyatakan sebagai diameter volumenya, yaitu diameter bola yang memiliki volume sama dari partikel tersebut. d. Abrasif Abrasif didefinisikan sebagai kekasaran bahan yang menyebabkan abrasi.
13 e. Kandungan air (moisture content) f. Alur pemecahan g. Sensitifitas suhu. 3. Sifat padatan bahan kimia yang diperoleh dari alam yang menentukan penyiapan proses grinding antara lain yaitu : a) Densitas Densitas menyatakan massa dibagi volume benda tersebut. Bahan yang memiliki density besar akan mudah bergerak ke bawah dalam unit pengolahan bahan kimia. Densitas akan menentukan jenis bahan yang dipakai dalam unit pengolahan sehingga alat tersebut tidak mudah rusak. b) Bulk density (apparent density) Bulk density menyatakan total massa butiran-butiran atau padatan-padatan dibagi total volume yang ditempati oleh kumpulan butiran atau padatan tersebut. Sebagai contoh umpama butiran-butiran bermassa total X kg dan menempati ruangan kubus yang bervolume Y m3 , maka harga bulk density nya adalah X/Y kg/m3 . jadi volume ruang kosong yang tidak ditempati oleh butrian tersebut juga dimasukkan dalam perhitungan. Butiran-butiran padatan yang memiliki bulk density tinggi akan mudah bergerak dari satu tempat ke tempat lain dalam alat unit pengolahan. Gambar 7. Bulk density volume massa
14 c) Hardness Hardness menyatakan kekerasan suatu bahan. Hardness akan menentukan kebutuhan tenaga alat pemecah yang diperlukan. Bahan dengan 4 skala Mohs kurang dari 4 bersifat lunak, sedang di atas 4 bersifat keras. d) Brittleness Brittleness menyatakan kerapuhan padatan. Bahan yang memiliki tingkat brittleness tinggi akan mudah dihancurkan dengan alat pemecah. Brittleness tergantung pada struktur dan ukuran kristal. Sebagai contoh : PbS → bentuk kubik mika → bentuk pelat magnetit → bentuk butiran e) Friction Friction menyatakan ketahanan partikel sehingga tidak tergeser. Benda yang mudah bergeser akan mudah dipecah dalam alat pemecah. f) Moisture content Moisture content menyatakan kandungan air dalam bahan. Alat penghancur kasar dan menengah disarankan moisture contentnya tidak boleh lebih dari 4 %, karena akan lengket dan menempel pada mesin. Alat penghancur halus untuk penghancuran basah dipersyaratkan moisture contentnya minimum 50 %. Moisture content dapat ditentukan dengan mengikuti prosedur di bawah ini. f.1. Prosedur penentuan moisture content 1) Prinsip Moisture content ditentukan dengan pemanasan bahan pada 100-105 oC. 2) Peralatan - Oven - Cawan Aluminium 7,5 mm
15 - Neraca analitik - Desikator 3) Prosedur a) Ditimbang teliti 3 g contoh yang telah digerus, dimasukkan dalam cawan aluminium yang telah diketahui beratnya b) Masukkan ke dalam oven pada suhu 100 – 105 oC selama 3 jam c) Dinginkan dlam eksikator, dan timbang sampai berat tetap. 4) Perhitungan Moisture content = W W1 x 100 % Di mana : W1 = berat yang hilang setelah pemanasan W = berat sampel 4. Sifat-sifat pemecahan Terjadinya pemecahan tergantung pada sifat fisik dan responnya terhadap gaya yang bekerja adanya. Proses pemecahan material dapat terjadi secara kompresi, pukulan atau gesekan. Kalau digambarkan proses tersebut adalah sebagai berikut :
16 Proses pemecahan kondisi awal kondisi akhir Kompresi Pukulan Gesekan Gambar 8. Proses Pemecahan Bahan Padatan Proses pemecahan secara kompresi dan pukulan layak untuk bahan yang bersifat keras, tidak lengket, abrasif dan pemecahannya mengarah ke bentuk kubus. Proses pemecahan secara gesekan layak untuk bahan yang bersifat tidak abrasif. 5. Klasifikasi dan Pemilihan Alat Alat pengecilan ukuran padatan banyak jenisnya. Alasan utama tidak adanya standarisasi peralatan tersebut yaitu banyaknya jenis produk yang akan dihancurkan dan kualitas produk yang diinginkan, dan terbatasnya teori tentang penghancuran padatan. Penghancur ideal yaitu : a. berkapasitas besar b. input energi yang dibutuhkan per satuan produk rendah.
17 c. produknya memiliki distribusi ukuran tunggal. Pengecilan ukuran merupakan satuan operasi di mana ukuran padatan rata-rata berkurang karena padatan mengalami pemukulan, penekanan, pemotongan (abrasi). Penekanan digunakan untuk mengecilkan ukuran padatan keras menjadi lebih kecil. Pemukulan menghasilkan padatan berukuran besar, sedang, dan halus, sedangkan gesekan atau pemotongan menghasilkan partikel halus. Alat pengecil ukuran padatan dapat dikelompokkan berdasarkan tenaga yang digunakan, sebagai berikut : 1. Antara 2 permukaan padatan (Gambar. a, penghancuran atau atrisi; Gambar. b, pemotongan; Gambar. c, penghancuran dalam tumpukan partikel. 2. Pemukulan pada salah satu permukaan padatan (Gambar. d), atau antar partikel (Gambar. e) 3. Dengan aksi pemotongan medium sekitar (Gambar. f) Gambar 9. Pengecilan ukuran padatan berdasarkan tenaga yang digunakan Alat pengecilan ukuran padatan dikelompokkan dalam crusher dan grinder. Crusher memerlukan energi yang besar untuk memecahkan bagian-bagian bahan padatan besar menjadi bongkahan kecil. Crusher primer dioperasikan pada bahan yang diperoleh di tempat pertambangan dan menghasilkan bongkahan berukuran 150 sampai
18 250 mm. Crusher sekunder memperkecil bongkahan-bongkahan dari crusher primer menjadi partikel berukuran sekitar 6 mm. Grinder berfungsi memperkecil umpan yang sudah hancur menjadi serbuk. Serbuk hasil grinder intermediet dapat lolos ayakan 40 mesh, sedangkan serbuk hasil grinder halus sebagiam besar dapat lolos ayakan 200 mesh. Alat penghancur dapat menggunakan salah satu atau lebih mekanisme fisik untuk mengecilkan padatan yaitu (i) penekanan, (ii) pukulan, (iii) friksi. Jenis mesin penghancur antara lain: a. Penghancur rahang: 1. Blake 2. Overhead eksentrik b. Penghancur Gyratory : 1. Primer 2. Sekunder 3. Kerucut c. Penggiling pukul tugas berat Penggiling pemukul d. Penghancur rol: 1. Rol halus (ganda) 2. Rol bergerigi (tunggal dan ganda) e. Penghancur dengan media Penghancur bola, penghancur kerikil, dan penghancur batangan. Pedoman pemilihan alat penghancur dapat didasarkan pada ukuran umpan dan kekerasan sebagaimana dalam table 2.
19 Tabel 2. Pedoman pemilihan crusher dan grinder Operasi pengecilan ukuran Kekerasan bahan Ukuran Ratio reduksi Jenis Kisaran alat umpan, in Kisaran hasil, in Maks. Min. Maks. Min. Pemecahan : Primer Sekunder Penghalus : Kasar Halus Keras Keras Lunak Keras Keras 60 20 5 1.5 60 0.185 0.046 12 4 1 0.25 4 0.033 0.006 20 5 1 0.185 2 0.023 0.003 4 1 0.2 0.033 0.4 0.003 0.0003 3 : 1 4 : 1 5 : 1 7 : 1 10 to 1 10 to 1 15 to 1 a s/d b a s/d d c s/d d d s/d e e 1. Pemecah Rahang (Jaw Crusher) Pemecah Rahang merupakan salah satu mesin yang banyak dipakai di industri dan pertambangan. Alat ini terutama digunakan sebagai pemecah primer dan sekunder. Pemecah rahang terdiri dari satu set rahang vertikal, yaitu satu rahang tetap dan rahang lainnya bergerak maju mundur. Rahang bagian atas terpisah lebih jauh dari pada bagian bawah, membentuk saluran lancip sehingga bahan dihancurkan semakin kecil ukurannya seiring dengan pergerakan turun melewati saluran tersebut, sampai akhirnya keluar lewat bawah ukurannya menjadi kecil. Gerakan rahang cukup sederhana, sehingga untuk menghasilkan pemecahan sempurna tidak dilakukan dalam satu langkah. Gaya yang diperlukan untuk memecah bahan dihasilkan oleh roda gila yang menggerakkan as sehingga terjadi gerakan eksentrik yang menyebabkan penutupan celah. Ukuran umpan sekitar 500 mm. Alat ini bekerja dengan menekan dan menggesek bahan.
20 Gambar. 10. Pemecah Rahang Pemecah ini dibagi menjadi 2 kelompok utama yaitu pertama Blake dengan rahang yang dapat bergerak bersumbu di atas, sehingga memberikan gerakan terbesar untuk menghasilkan bongkahan terkecil. Kelompok utama lainya overhead eksentrik, yang juga bersendi di atas tetapi melalui as yang digerakkan eksentrik yang menyebabkan rahang bergerak membentuk elips. Pemecah overhead eksentrik umumnya digunakan untuk memecah batuan-batuan dengan kekerasan yang sama atau lebih kecil dari pada batu kapur. Gambar 11. Pemecah Rahang tipe Blake (a) dan Overhead eksentrik (b) 2. Pemecah Gyratory (Gyratory Crusher) Pemecah gyratory merupakan salah satu jenis utaka pemecah primer atau sekunder dalam pertambangan atau industri pengolah bijih mineral. Pemecah gyratory layak untuk memecahkan batuan dan bijih sangat keras, agak keras, maupun lunak, seperti bijih besi, batu kapur, terak besi, marmer, kuarsa, granit, semen, klinker dan lain-lain. a b
21 Pemecah gyratoty memilkiki konsep dasar yang mirip dengan pemecah rahang, yaitu terdiri dari permukaan cekung dan puncak berbentuk kurucut. Kerucut dalam memiliki gerakan agak memutar, namun tidak berotasi, yaitu gerakan eksentrik. Celah terbuka dan tertutup karena gerakan eksentrik pada bagian bawah kerucut dalam yang menyebabkan kerucut dalam berputar. Sebagaimana pemecah rahang, bahan bergerak turun melewati antara dua permukaan dan dipaksa melewati ruangan yang semakin menyempit sambil mengalami pemecahan. Gambar 12. Pemecah Gyratory Pemecah primer memiliki sudut kerucut curam dan rasio reduksi kecil. Pemecah sekunder memiliki sudut kerucut lebih lebar, sehingga hasil yang lebih halus tersebar di atas daerah bagian yang lebih luas. Lamanya langkah pemecahan berpengaruh besar ada kapasitas dan analisis ayakan hasil pemecahan. Langkah pemecahan yang sangat singkat akan memberikan hasil pemecahan sangat rata tetapi tidak memberikan kapasitas maksimal. Langkah pemecahan sangat lambat akan memberikan kapasitas maksimal, namun hasil pemecahan akan mengandung distribusi hasil yang lebih banyak. 3. Pemecah Kerucut (Cone Crusher) Pemecah gyratory yang memiliki sudut kerucut besar disebut pemecah kerucut. Cara kerja pemecah kerucut mirip dengan pemecah giratory, bedanya ruang pemecahannya kurang curam. Alat ini cocok untuk pemecahan sekunder seperti bijih besi, bijih logam non besi, basal, granit, batu kapur, batu pasir, batu besar dan lain-lain. Karena pemecahan halus memerlukan daerah kerja yang lebih luas, maka untuk mengggiling hasil yang lebih halus bentuk kerucut memberikan daerah kerja yang lebih
22 luas dari pada pemecah primer atau pemecah rahang. Untuk pemecahan sekunder, gyratory kerucut berkecepatan tinggi sangat layak digunakan, kecuali bila bahannya lengket akan mengganggu kerjanya. Kisaran bukaan umpan dari 0,8 sampai 14,3 in, tergantung pada ukuran penggiling. Pemecah kerucut memecah batuan dengan cara menekan batuan di antara antara poros yang berputar eksentrik. Ketika batuan masuk melalui bagian atas penghancur kerucut, batuan terjeit dan tertekan di antara mantel dan cekungan. Sebagian-bagian bijih yang langsung pecah selanjutnya turun ke posisi lebih rendah (karena ukurannya berkurang) dan mengalami pemecahan lagi. Proses ini berlangsung kontinyu sampai menjadi bagian yang cukup kecil dan jatuh melalui saluran terbuka di bagia bawah alat. Sebagai penggerak bergerak secara eksentrik yang menyebabkan ujung kerucut berosilasi dalam mantel. Gambar 13. Pemecah Kerucut 4. Pemecah Benturan (Impact Crusher) Untuk memecah bahan, pemecah benturan menggunakan tenaga benturan dari pada tekanan. Bahan yang akan dihancurkan berada dalam suatu ruangan, dan lubang pengeluaran bahan yang sudah halus terdapat di bagian bawah, dasar, atau sisi ruangan, Alat pemecah ini biasanya digunakan untuk bahan-bahan lunak dan non abrasif seperti batu bara, biji-bijian, batu kapur, gipsum atau bijih logam lunak. Terdapat dua jenis pemecah benturan yaitu impactor sumbu horisontal dan vertikal.
23 5. Impactor sumbu horizontal / Hammer mill Pemecah Impactor sumbu horisontal memecah batuan dengan memukul batuan dengan pemukul yang terpasang tetap pada sisi tepi rotor yang berputar. Penggunaan pemecah ini terbatas pada bahan yang bersifat lunak dan non abrasif seperti batu kapur, fosfat, gipsum, dan lain-lain. Hammer Mill berupa ruangan berbentuk silinder yang di dalamnya ditutup dengan pelat baja berlobang, yang memiliki rotor yng dilengkapi dengan sederetan pin yang terikat pada sumbunya (disebut dengan hammer) yang berputar pada kecepatan tinggi. Tenaga pukulan digunakan untuk memukul dan mendorong bahan padatan ke pelat baja. Gambar 14. Impactor Sumbu Horisontal Ukuran lubang ayakan berpengaruh besar terhadap ukuran partikel produk. Ayakan mencegah umpan yang telah dihancurkan meninggalkan ruang penghancur sampai didapatkan ukuran yang diinginkan. Partikel-partikel hasil pemecahan dengan hammer mill umumnya akan berbentuk bulat dengan permukaan tampak halus. Distribusi ukuran partikel akan sangat bervariasi pada sekitar rata-rata geometrisnya sehingga akan terdapat partikel-partikel berukuran besar dan kecil. 6. Impactor Sumbu Vertikal Impactor Sumbu Vertical umumnya memanfaatkan rotor yang berputar dengan kecepatan tinggi pada pusat ruang pemecah. Kecepatan tersebut menghasilkan tenaga pemecahan yang mengenai permukaan batuan maupun tumpukan batuan. Batuan terlempar oleh gerakan rotor membentur dinding dalam impactor, sehingga patah dan pecah mengikuti bidang patahannya. Produk dari alat pemecah ini umumnya berbentuk
24 kubik. Bahan-bahan yang tingkat abrasifnya lebih besar dapat dipecahkan dengan alat ini. a. Pandangan atas b. pandangan depan Gambar 15. Impactor sumbu Vertikal 7. Pemecah rol (Roll Crusher) Pemecah rol dapat digunakan untuk memecah biji-biji yang bersifat sangat keras. Pemeah rol terdiri dari rol tunggal, ganda atau multi yang paralel satu dengan lainnya dan berputar konsentris menekan umpan melewati ruang antar rol. Kekuatan utama digunakan untuk menekan. Pemecah rol tunggal digunakan untuk pengecilan ukuran butiran bahan yang memiliki kekerasan rendah sampai sedang. Pemecah rol tunggal cocok untuk pemecahan batu bara, kokas, garam, terak besi, kapur, produk-produk kimia dan yang sejenisnya. Gambar 16. Pemecah rol tunggal
25 Pemecah rol tunggal mengecilkan bahan baku dalam daerah pemecahan berbentuk baji dengan menggunakan tekanan dan tegangan geser. Penghancuran terjadi oleh rol yang berputar dan pelat pemecah yang dapat diatur dan berpegas yang terletak pada sisi berlawanan. Jarak antara tempat pelat pemecah dan ujung gerigi rol pemecah membentuk lebar celah yang dapat diatur, yang dapat divariasi tergantung pada ukuran butiran yang dikehendaki. Tergantung pada bahan yang diumpankan dan butiran akhir yang diinginkan, pemecah rol dapat dilengkapi dengan gerigi atau pelapis. Pemecah rol dengan jumlah rol dua atau lebih, berputar dengan arah berlawanan. Bahan yang dipecah dijebak dan digigit di antara rol dan mengalami pemecahan saat melewati rol tersebut. Ukuran produk tergantung pada celah antara rol sepanjang rol tersebut. Dalam beberapa hal, kedua rol dapat dioperasikan dengan kecepatan sama. Rol tersebut dapat dijalankan dengan kecepatan berbeda, atau hanya satu rol saja yang diputar. Untuk memperbaiki pengecilan ukuran, salah satu rol diputar lebih cepat. Permukaan rol dapat juga dibuat beralur untuk menambah pengecilan ukuran. Alat ini banyak digunakan dalam indusri gula tebu, di mana rol digunakan untuk menghancurkan tebu. Gambar 17. Pemecah rol ganda Pemecah rol umumnya digunakan untuk pemecahan primer dan sekunder batu bara dan batuan rapuh lainnya seperti fosfat. Permukaan rol ada yang halus, bergelombang, atau bergeririgi, tergantung pada aplikasinya. Pemecah rol halus layak untuk proses pemecahan sedang dan halus, tergantung pada bagian butiran halus yang diinginkan dan kandungan debu yang rendah. Bahan baku Pemecah rol halus dapat berupa bahan
26 baku sekunder dan hasil samping seperti batu bara, batuan, pupuk, garam, dan produk sejenisnya. Rol bergelombang kasar menghasilkan ukuran lebih rendah dari pada rol bergelombang halus. Pengoperasian dengan kecepatan rendah tidak menimbulkan panas, sehigga bahan tidak banyak mengalami kehilangan kandungan air. Ukuran partikel produk cenderung berukuran seragam, sehingga kemungkinan terbentuknya produk berukuran halus sedikit. Bentuk partikel cenderung tidak beraturan, lebih cenderung berbentuk kubus atau kotak dari pada berbentuk bulat. Gambar 18. Rol bergelombang kasar Rol bergerigi masih banyak digunakan untuk menghancurkan batuan yang kandungan silikanya tidak terlalu tinggi. Rol bergerigi sering kali digunakan untuk menghancrukan batu bara dan bahan-bahan kimia. Kapasitas sebenarnya penghancur ini tergantung pada diameter rol, ketidakteraturan bentuk umpan, dan celah antar rol. Gambar 19. Rol bergerigi 8. Penggiling jatuh (Tumbling Mills) Penggiling bola, kerikil, batang, dan silinder memiliki kerangka berupa silinder atau kerucut yang berputar pada sumbu horizontalnya, dan diisi dengan media penggiling
27 seperti bola-bola baja, batu, porselen atau batangan baja. Perbedaan Penggiling bola dengan penggiling tabung yaitu penggiling bola memiiki panjang tabung lebih pendek, yaitu panjangnya hampir sama dengan diameter tabung. Gambar 20. Penggiling bola (Ball Mill ) Penggiling bola terdiri silinder baja yang setengah bagiannya diisi dengan bola-bola baja atau silinder. Pada kecepatan putar rendah dan menggunakan bola-bola ukuran kecil, penghancuran terjadi terutama karena gesekan, sedang bila menggunakan bola-bola besar dan kecepatan putar tinggi penghancuran terjadi karena pukulan. Ukuran bahan baku pemecah bola berkisar 2,5 sampai 4 cm untuk bahan sangan rapuh, meskipun ukuran maksimum umumnya 1 cm. Kebanyakan penggiling bola beroperasi dengan rasio reduksi 20 sampai 200 : 1. Diameter terbesar bola-bola penghancur sekitar 13 cm. 9. Penggiling batang (Rod Mill ) Diamater batang yang dipakai berkisar antara 10 sampai 2,5 cm ( 4 sampai 1 in). Panjang maksimum penggiling batang mencapai 20 ft, karena semakin panjang batang penggiling cenderung mengalami terpelintir dan bengkok. Penggiling batang digunakan dalam sistem basah dan kering untuk menghasilkan produk partikel kasar. Kadangkadang penggiling batang digunakan untuk penggilingan awal sebelum masuk ke penggiling bola. Hasil penggilingan biasanya berkisar 4 – 100 mesh. Contoh penggunaan lain penggiling batang yaitu penggilingan kasar sebelum masuk ke penggiling bola, penggilingan awal bahan baku semen dan klinker semen.
28 Gambar 21. Penggiling batang Klasifikasi penggiling batang 1. Tipe luapan (untuk penggilingan basah) Gambar 22. Tipe luapan Kapasitas penggilingan alat ini rendah namun sangat efektif untuk menghasikan partikel agak halus. Biasaanya umpan berukuran 15 sampai 30 mm dengan 80 % produk berukuran 0.5 sampai 1 mm. 2. tipe pengeluaran peripheral (a) (b) Gambar 23. tipe pengeluaran peripheral pusat (a) dan ujung (b)
29 Tipe pengeluaran peripheral pusat digunakan untuk menghasilkan produk kasar dengan kapasitas tinggi. Tipe ini biasa nya digunakan untuk pengiling ukuran 5 mm. Bila menggunakan sistem kering biasanya menggunakan tipe pengeluaran ujung. Penggiling silinder biasanya panjangnya melebihi diameter silinder, menggunakan bola - bola penghancur lebih kecil, dan menghasilkan poduk lebih halus. Penggiling ini memiliki ratio panjang : diameter melebihi 2 dan beroperasi dengan rasio reduksi lebih dari 600:1. Penggiling kerikil merupakan penggiling silinder dengan kerikil batu keramik sebagai media penggiling dan silinder tersebut bagian dalamnya dilapisi dengan pelapis keramik atau bahan non logam lain, karena kontaminasi besi akan merusak produk seperti pewarna putih atau semen. Gambar 24. Penggiling kerikil Densitas media silika yang lebih tinggi meningkatkan kapasitas produksi. Faktor utama yang menentukan ukuran bola-bola penggiling adalah kehalusan bahan yang akan digiling. Umpan yang kasar memerlukan bola-bola yang lebih besar dari pada umpan halus. Perbandingan penggilingan kering dan basah Pilihan antara penggilingan basah dan kering umumnya ditentukan oleh penggunaan akhir produk. Bila keberadaan cairan dalam produk akhir diinginkan atau umpannya basah, penggilingan basah biasanya lebih disenangi dari pada penggiligan kering. Faktor lain yang mempengaruhi pemilihan pengggiling basah dan kering adalah kemampuan tahap proses berikutnya untuk menangani produk basah.
30 Perawatan dan penyimpanan peralatan grinding Setiap kali anda selesai melakukan pekerjaan dalam mengoperasikan alat, semua peralatan baik alat-alat gelas ataupun peralatan proses harus dibersihkan dan disimpan sesuai dengan prosedur yang benar, demikian pula peralatan pendukung seperti botolbotol pereaksi setelah digunakan dikembalikan ketempat penyimpanan sesuai dengan jenis pereaksinya. Hal-hal yang perlu dilakukan adalah : a. Bersihkan peralatan misalnya: tabung tempat masuknya umpan, bola-bola dalam alat ball mill, dll dari kemungkinan adanya percikan pereaksi dengan cara di lap b. Lindungi alat dengan kain penutup (dust cover) untuk menghindari debu c. Letakkan peralatan instrumen pada ruangan tertutup d. Cuci semua alat-alat gelas dengan cairan bahan pencuci yang tersedia di laboratorium, gunakan air yang mengalir dari keran lalu keringkan e. Kelompokkan alat-alat gelas tersebut sesuai dengan jenisnya dan simpan di lemari peralatan B. Keterampilan yang Diperlukan Dalam Menyiapkan Pengoperasian Alat Sub bab ini berisi mengenai keterampilan yang diperlukan dalam menyiapkan analisis. Adapun keterampilan yang diperlukan dalam menyiapkan pengoperasian alat adalah: 1. Melaksanakan start up peralatan grinding 2. Mengatur kondisi operasi grinding 3. Mengoperasikan peralatan grinding 4. Melaksanakan shut down peralatan grinding C. Sikap Kerja Dalam Menyiapkan Pengoperasian Alat Subbab ini berisi mengenai sikap kerja yang mesti diterapkan dalam menyiapkan analisis, yaitu: 1. Cermat dan teliti dalam melaksanakan start up peralatan grinding sesuai prosedur kerja. 2. Taat SOP dalam mengaplikasikan cara, langkah-langkah, panduan, dan pedoman yang dilakukan. 3. Berpikir analitis serta evaluatif dalam mengoperasikan alat proses grinding.
31 BAB IV MELAKSANAKAN PENGOPERASIAN PERALATAN SIZING A. Pengetahuan yang diperlukan untuk Pengoperasian Peralatan Sizing Sub bab ini berisi mengenai teori yang dapat dibutuhkan dalam pengoperasian alat grinding, seperti sifat bahan yang mempengaruhi proses sizing, pengoperasian alat, prosedur pengoperasian sesuai dengan jenis alat yang digunakan, prosedur perawatan peralatan. 1. Pendahuluan Proses Sizing Salah satu unit operasi dalam industri kimia adalah memisahkan campuran heterogen menjadi fraksi-fraksi yang lebih uniform atau fraksi yang berbeda fasenya. Campuran heterogen dapat dipisahkan berdasarkan pada perbedaan ukuran, bentuk, ataupun densitas. Sehingga metode pemisahan campuran heterogen dapat dikelompokkan sebagai berikut : - Memisahkan dengan cara menahan sebagaian dan meneruskan sebagian yang lain (screening/filtrasion) - Memisahkan berdasarkan perbedaan kecepatan sendimentasi partikel (settling) Setelah pada kegiatan sebelumnya dibahas proses penghancuran bahan padatan maka pada kegiatan belajar ini dibahas pemisahan campuran padatan berdasarkan ukurannya. 2. Definisi Pengayakan (Sizing) Pengayakan adalah pemisahan campuran berbagai macam ukuran butiran menjadi dua bagian atau lebih dengan menggunakan permukaan ayakan. Bagian-bagian akhir terdiri dari butiran-butiran yang ukurannya lebih seragam dari pada campuran awal. Bahan yang tertinggal di atas permukaan ayakan disebut dengan bahan terlalu besar, bagian akhir atau bahan sisa, sedang bahan yang lolos permukaan ayakan disebut bahan terlalu kecil, bahan halus atau bahan lolos, dan bahan yang melewati satu permukaan ayakan dan tertahan di atas ayakan berikutnya disebut bahan intermediet.
32 3. Ayakan Permukaan ayakan dapat berupa ayakan kawat, sutera, klain plastik, pelat berlubang, atau penghalang grizzly. Kain kawat ayakan dalam stainless steel atau baja ringan yang memiliki kuat tarik tinggi digunakan untuk pemisahan akurat. Pelat berlubang dengan lubang bulat atau celah diguinakan untuk pengayakan berat dan ringan. Kawat baji stainless steel untuk penghilangan air. Batangan grizzly yang dirancang untuk tugas berat digunakan untuk tahanan benturan. Ayakan standar mempunyai ukuran mesh berkisar antara 4 inchi sampai 400 mesh. Pemisahan dalam kisaran ukurana antara 4 mesh dan 48 mesh disebut pengayakan halus, dan untuk ukuran yang lebih kecil dari 48 mesh disebut sangat halus. Meskipun pengayakan dapat digunakan pada kondisi basah maupun kering, namun pengayakan kering paling banyak digunakan dalam operasi pengolahan mineral. Kawat anyaman Pelat berlubang bulat Pelat berlubang celah Kawat baji Balok Grizzly Gambar 25. Jenis-jenis permukaan ayakan 4. Mesh dan Jarak Anyaman Anyaman kawat umumnya dinyatakan dengan mesh yaitu banyaknya lubang per inchi linear yang dihitung dari tengah tiap kawat dengan jarak 25,4 mm (1 inchi), atau bukaan yang dinyatakan dalam inchi atau milimeter,
33 yang diketahui sebagai lubang sebenarnya atau ruangan antar kawat. Mesh umumnya digunakan untuk anyaman ukuran 2 mesh atau lebih halus, dan lubang sebenarnya untuk jarak anyaman 12,7 mm atau lebih kasar. Gambar 26. Ukuran mesh 4.1. Celah Celah atau lubang ukuran ayakan, adalah ruang minimum sebenarnya antar tepi lubang dalam permukaan pengayakan dan biasanya dinyatakan dalam satuan inchi atau millimeter. Gambar 27. Ukuran lubang 4.2. Luasan Terbuka Luasan terbuka ayakan adalah prosentase lubang aktual terhadap luasan ayakan total. 4.3. Distribusi Ukuran Partikel Ini didefinisikan sebagai prosentase berat relatif butiran tiap fraksi ukuran yang berbeda yang ditunjukkan dalam sampel. Ini merupakan salah satu faktor penting dalam evaluasi operasi pengayakan. Serbuk dan butiran seringkali dikatakan mempunyai ukuran mesh
34 tertentu (misalnya pasir 30 mesh). Dengan sendirinya cara mengatakan seperti ini sedikit diragukan. Pernyataan yang lebih tepat akan menunjukkan bahwa bahan akan melewati beberapa mesh tertentu (artinya memiliki ukuran maksimal, yaitu ukuran yang lebih besar yang tidak sesuai dengan mesh ini) tetapi akan tertahan pada beberapa mesh tertentu yang lebih rapat (yaitu ukuran minimal, bagian yang lebih kecil dari yang akan melewati mesh). Cara menyatakan seperti ini menunjukkan kisaran ukuran partikel. Salah satu notasi untuk menunjukkan distribusi ukuran partikel dengan menggunakan ukuran mesh yaitu menggunakan penulisan “+” dan “-“. Tanda “+” sebelum mesh ayakan menunjukkan partikel yang tertahan ayakan, sedangkan tanda “-“ sebelum ukuran mesh menunjukkan partikel yang lolos ayakan. Sebagai contoh bila ukuran partikel bahan dinyatakan –80/+170 (atau dapat juga ditulis – 80 + 170), maka 90 % atau lebih bahan akan melewati ayakan 80 mesh dan tertahan sieve ukuran 170 mesh. 5. Jenis-Jenis Ayakan Mesin pengayakan dapat dibagi menjadi empak kelompok utama yaitu grizzly, ayakan putar, ayakan goncangan, dan ayakan getar. Grizzly terutama digunakan untuk scalping pada ukuran 0,05 m (2 in) dan lebih kasar dari 0,05 m (2 in), sedangkan ayakan putar dan goncangan umumnya digunakan untuk pemisahan si atas 0,013 m.Ayakan Getar digunakan unutk menaganikisaran ukuran kasar maupun kurang kasar menadi mesh yang lebih halus. 5.1. Ayakan Grizzly Gambar 28. Grizzly
35 Ayakan ini terdiri dari balok-balok sejajar yang terpisah oleh pemisah pada lubang yang telah ditentukan. Balok-balok biasanya terbuat dari baja mangan untuk mengurangi keausan. Grizzly banyak digunakan sebelum penghancuran primer dalam industri penghancuran batuan atau biji untuk memisahkan bagian yang halus sebelum biji atau batuan memasuki penghancur. Alat ini dapat berupa balok-balok atau ayakan yang bergetar. 5.2. Ayakan Putar (Revolving Screens) Gambar 29. Ayakan Putar Ayakan Putar atau ayakan trommel, terdiri dari kerangka silinder yang dikelilingi dengan anyaman kawat atau pelat berlubang-lubang, terbuka pada kedua ujungnya, dan miring pada sudut kecil. Bahan yang akan diayak dituangkan di bagian ujung atas, dan bahan yang tidak lolos dikeluarkan pada ujung yang lebih rendah. Hasil yang diinginkan jatuh melalui lubang anyaman kawat. Ayakan berputar pada kecepatan yang relatif rendah yaitu 15 sampai 20 rpm. Kapasitas alat ini tidak besar dan efisiensinya relatif rendah. 5.3. Ayakan Goncangan (Shaking Screen) Ayakan ini terdiri dari bingkai pesegi panjang yang menahan ayakan kawat atau pelat berlubang-lubang dan sedikit miring dan tergantung pada batangan atau kabel yang kendor atau disangga bingkai dasar dengan pegas datar. Bingkai digerakkan maju mundur. Bahan yang akan diayak diumpankan pada ujung yang lebih atas dan digerakkan cepat dengan gerakan ayakan sehingga partikel-partikel halus menerobos
36 lubang. Ayakan goncangan dapat digunakan untuk pengayakan maupun pengangkutan. Kelemahan dari jenis ini yaitu struktur yang menyangga memberikan goncangan dan kapasitasnya rendah bila dibandingikan dengan ayakan getar kecepatan tinggi. Gambar 30. Ayakan Goncangan 5.4. Ayakan Vibrasi (Vibration Screen) Ayakan divibrasi sangat cepat dengan amplitudi sangat kecil untuk mencegah penymbatan. Getaran dapat dibangkitkan secara meknik atau elektrik. Ayakan vibrai merupakan mesin pengayak yang efisien untuk klasifikasi bahan seperti batu bara, mineral,kokas dan lain-lain. Ayakan ini mempunyai lapisan ganda dan efisiensinya tigggi. Getaran as eksentrik membantu untuk mengatur amplitude, sehingga bahan bergerak turun sepanjang bidang ayakan. Gambar 31. Ayakan Vibrasi
37 5.5. Reciprocating Screens Gambar 32. Reciprocating Screens 5.5.1. Prinsip Kerja Reciprocating screens. Gerakan Reciprocating screens berangsur-angsur bertransisi di sepanjang panjang mesin, dimulai sebagai gerakan berputar murni di kepala alat, kemudian bergerak ke gerakan elips di tengah dan kembali ke reciprocating menjelang akhir. Gerakan pertama melingkar pada ujung umpan, dengan cara menyebarkan bahan di seluruh lebar permukaan layar, kemudian menyusun bahandan memindahkan bahan ke depan. Kedua, berubah menjadi gerakan elips di tengah, gerakan elips panjang untuk meningkatkan penyusunan produk, lalu membawa bahan dengan kapasitas tinggi. Ketiga, gerakan reciprocating di ujung pembuangan untuk menghilangkan partikel yang ukurannya dekat dengan meningkatkan efisiensi penyaringan. Pada tahap ini tidak ada komponen vertikal yang memastikan material selalu kontak dengan permukaan layar. 5.5.2. Keuntungan Reciprocating Screens: a. Mengurangi waktu down Kombinasi klem akses berlangsung cepat, drive eksternal, dan tidak ada koneksi yang fleksibel yang mengurangi waktu henti dengan mempermudah perawatan. b. Ketegangan Layar Konsisten Melalui penggunaan metode lampiran layar kami yang unik, layar secara otomatis dikencangkan dengan setiap pemasangan layar baru. c. Menghilangkan Kebocoran Produk Setiap fraksi sepenuhnya terkandung di dalam mesin melalui penggunaan Cam Lift-Rail kami yang telah dipatenkan dan segel internal yang disesuaikan.
38 d. Akses Ayakan bebas Desain bertumpuk, multi-dek, dan baki-akses memungkinkan akses layar individu tanpa harus menghapus semua dek. Perubahan layar dek tunggal dapat diselesaikan dalam 10 menit, dan semua 12 dek dalam dua jam. e. Awet dan Daya Tahan Lama Rotex drive dirancang untuk jangka panjang, layanan bebas masalah dengan perawatan minimal. Selain itu, 500 sampai 1.000 pon liners tahan abrasi memastikan mesin Anda akan menahan aplikasi apa pun. 6. Variabel dalam Pengoperasian Pengayakan a. Metode Pengumpanan Mesin Pengayakan harus diumpani secara tepat agar memperoleh kapasitas efisiensi maksimal. Umpan harus tersebar merata pada lebar ayakan dan mendekati permukaan ayakan dengan arah yang sejajar dengan sumbu membujur ayakan dan dengan kecepatan serendah mungkin. b. Permukaan Ayakan Umumnya hasil pengayakan paling efisien bila menggunakan sedertan ayakan dek tunggal. c. Sudut Kemiringan Untuk memisahkan bahan menjadi fraksi kasar dan halus, ketebalan tumpukan harus dibatasi sehingga getaran dapat membagi beban dan menyebabkan padatan halus melewati lubang ayakan. Meningkatnya kemiringan tentu saja akan meningkatkan kecepatan gerak, dan pada kecepatan tersebut akan mengurangi ketebalan tumpukan. d. Arah Putaran Ayakan yang berputar searah aliran bahan akan menangani kapasitas yang lebih besar dan beroperasi pada sudut yang lebih rendah. e. Amplitudo Vibrasi dan Frekuensi Kecepatan dan amplitudo sebaiknya dirancang untuk mengangkut bahan sesuai ketentuan dan untuk mencegah penutupan ayakan. Ini sedikit tergantung pada ukuran dan berat bahan yang diangkut dan berkaitan dengan sudut instalasi dan jenis permukaan ayakan. Tujuannya agar umpan dapat dipisahkan dengan baik dan pemisahan yang paling efisien.
39 f. Kebisingan dan Keamanan Kebisingan yang terjadi karena benturan bahan umpan pada permukaan ayakan. Mekanisme penggerak juga menimbulkan kebisingan. Tergantung pada bahan umpan, debu yang terjadi mungkin berbahaya karena kemungkinan emisi dan bersifat racun. 7. Perawatan dan penyimpanan peralatan sizing Setiap kali anda selesai melakukan pekerjaan dalam mengoperasikan alat, semua peralatan baik alat-alat gelas ataupun peralatan proses harus dibersihkan dan disimpan sesuai dengan prosedur yang benar, demikian pula peralatan pendukung seperti botolbotol pereaksi setelah digunakan dikembalikan ketempat penyimpanan sesuai dengan jenis pereaksinya. Hal-hal yang perlu dilakukan adalah : f. Bersihkan peralatan misalnya: tabung tempat masuknya umpan, bola-bola dalam alat ball mill, dll dari kemungkinan adanya percikan pereaksi dengan cara di lap g. Lindungi alat dengan kain penutup (dust cover) untuk menghindari debu h. Letakkan peralatan instrumen pada ruangan tertutup i. Cuci semua alat-alat gelas dengan cairan bahan pencuci yang tersedia di laboratorium, gunakan air yang mengalir dari keran lalu keringkan j. Kelompokkan alat-alat gelas tersebut sesuai dengan jenisnya dan simpan di lemari peralatan B. Keterampilan yang Diperlukan Dalam Menyiapkan Pengoperasian Alat Sub bab ini berisi mengenai keterampilan yang diperlukan dalam menyiapkan pengoperasian alatsizing. Adapun keterampilan yang diperlukan dalam menyiapkan pengoperasian alat adalah: 1. Melaksanakan start up peralatan sizing 2. Mengatur kondisi operasi sizing 3. Mengoperasikan peralatan sizing 4. Melaksanakan shut down peralatan sizing
40 C. Sikap Kerja Dalam Menyiapkan Pengoperasian Alat Subbab ini berisi mengenai sikap kerja yang mesti diterapkan dalam menyiapkan analisis, yaitu: 1. Cermat dan teliti dalam melaksanakan start up peralatan sizing sesuai prosedur kerja. 2. Taat SOP dalam mengaplikasikan cara, langkah-langkah, panduan, dan pedoman yang dilakukan. 3. Berpikir analitis serta evaluatif dalam mengoperasikan alat proses sizing. D. Prosedur Kerja Praktikum Grinding dan Sizing 1) Menyiapkan bahan padatan berupa batu bata dan pasir 2) Menimbang berat batu bata dan berat pasir (catat massa nya dalam gram) 3) Memeriksa dan mengurangi kandungan air (moisture content) dalam bahan menggunakan oven 4) Mengatur kondisi operasi oven dengan suhu 105oC selama 2 jam 5) Menimbang berat batu bata dan berat pasir setelah di kurangi kandungan airnya di dalam oven (catat massa nya dalam gram) 6) Menghitung volume (cm2 ) batu bata (panjang x lebar x tinggi) 7) Menyiapkan wadah/ alas untuk menampung hasil bahan yang telah dihancurkan 8) Melakukan proses penghancuran batu bata menggunakan alat grinder 9) Menyiapkan 4 set ayakan (ukuran mesh 25, 30, 140, 170) 10) Menyusun 4 set ayakan tersebut diatas vibration screen dimulai dari bawah 170, 140, 30 dan paling atas 25 mesh 11) Melakukan pengayakan batu bata dan pasir diatas vibration screen 12) Mimbang masing-masing fraksi lolos (undersize) dan yang tertahan (oversize) di setiap permukaan ayakan tersebut 13) Mengambil sebagian produk yang halus (undersize) 14) Menimbang picnometer kosong dan menimbang picnometer yang sudah terisi produk undersize 15) Mencatat massa nya dan bagi dengan volume picnometer (25 ml) 16) Menghitung bulk density (berat jenis butiran) batu bata dan pasir
41 DAFTAR PUSTAKA Hargiyarto, Putut. 2011. Analisis kondisi dan pengendalian bahaya di bengkel/laboratorium sekolah menengah kejuruan. Jurnal Pendidikan Teknologi dan Huisman, L. 1975. Slow Sand Filter. Netherlands: Delft University of Technology. Kejuruan, Volume 20, Nomor 2 . Jurusan Pendidikan Teknik Mesin FT, UNY Keputusan Menteri Tenaga Kerja dan Transmigrasi Republik indonesia Nomer:KEP. 250/MEN/V/2007 Kertiasa,Nyoman. 2006. Laboratorium Sekolah & Pengelolaannya.Pudak Scientific. Bandung. Pabby, A. K., Rizvi, S. S. H dan Sastre, A. M (Eds.). 2009. Handbook of Membrane Separations, CRC Press. New York. Reynolds T.D. dan P.A. 1996. Richards. Unit Operations and Process in Environmental Engineering. PWS Publishing Company. 20 Park Plaza, MA 12116. SKKNI Kategori Industri Pengolahan Golongan Pokok Tim Modul Kimia Industri SMTI. 2012. Modul SMK SMTI Pusdiklat Kementerian Perindustrian. Jakarta.