Grinding and sizing

LABORATORIUM SATUAN OPERASI
SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2012/2013
MODUL : GRINDING AND SIZING
PEMBIMBING : Dianty Rosirda, MT
Oleh :
Kelompok : V (lima)
Nama : Agi Iqbal Velayas NIM.111411032
Iffa Ma’rifatunnisa NIM.111411046
Kelas : 2B
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2013
Praktikum : 2 Mei 2013
Penyerahan : 9 Mei 2013
(Laporan)
Oleh :
Kelompok : V (lima)
Kelas : 2B
2013
(Laporan)
Oleh :
Kelompok : V (lima)
Kelas : 2B
2013
(Laporan)

GRINDING AND SIZING
I. TUJUAN PRAKTIKUM
a) Menentukan ukuran (diameter) partikel umpan (feed) yang berbentuk padatan dan
produk grinding dengan menggunakan analisis ayakan.
b) Menghitung energi kominusi yang dibutuhkan untuk mereduksi ukuran diameter
umpan (Dp awal) menjadi produk (Dp akhir)
c) Menghitung Dp rata-rata
d) Menentukan efisiensi ayakan
II. LANDASAN TEORI
Grinding adalah istilah pemecahan dan penghalusan atau penghancuran (size
reduction) meliputi semua metode yang digunakan untuk mengolah zat padat menjadi
ukuran yang lebih kecil. Di dalam industri pengolahan, zat padat diperkecil dengan
berbagai cara sesuai dengan tujuan yang berbeda-beda. Bongkah-bongkah biji mentah
dihancurkan menjadi ukuran yang mudah ditangani, bahan kimia sintesis digiling
menjadi tepung, lembaran-lembaran plastik dipotong-potong menjadi kubus atau
ketupat-ketupat kecil.
Produk-produk komersial biasanya harus memenuhi spesifikasi yang sangat
ketat dalam hal ukuran maupun bentuk partikel-partikelnya yang menyebabkan
reaktifitas zat padat itu meningkat. Pemecahan itu juga memungkinkan pemisahan
komponen yang tak dikehendaki dengan cara-cara mekanik, system ini juga dapat
digunakan memperkecil bahan-bahan berserat guna memudahkan proses
penanganannya.
Pengayakan terutaman ditujukan untuk pemisahan campuran padat-padat.
Sistem pemisahan ini berdasar atas perbedaan ukuran. Ukuran besar lubang ayak (atau
lubang kasa) dari medium ayak dipilih sedemikian rupa sehingga bagian yang kasar
tertinggal di atas ayakan dan bagian-bagian yang lebih halus jatuh melalui lubang.
Diusahakan untuk dapat melakukan pemisahan yang diinginkan secepat mungkin.
Untuk mencapai hal ini, bahan yang diayak digerakkan terhadap permukaan ayakan.
Pada umumnya, gerakan diperoleh dengan gerakan berputar, bolak-balik, atau turun
naik.

2.1 Grinding
Zat padat dapat diperkecil dengan berbagai cara, namun hanya ada empat
metode yang lazim digunakan untuk pengecilan ukuran. Metode itu adalah :
(1) Pengempaan (compression)
(2) Penumbukan (impact)
(3) Penggerusan (attrition)
(4) Pemotongan (cutting)
Contohnya, kompressi digunakan untuk pemecahan kasar zat padat keras,
dengan menghasilkan relatif sedikit halusan, pukulan menghasilkan hasil yang
berukuran kasar, sedang, dan halus. Atrisi menghasilkan hasil yang sangat halus dari
bahan yang lunak dan tak abrasif, pemotongan memberikan hasil yang ukurannya
pasti, dan kadang-kadang dengan sedikit atau sama sekali tidak ada halusan pada
bentuknya.
2.2 Kominusi
Kominusi (comminution) adalah istilah umum yang digunakan untuk operasi
penghancuran. Contoh peralatan kominusi adalah mesin penghancur (crusher) dan
mesin penggiling (grinder). Penghancuran yang ideal hendaknya :
(1) memiliki kapasitas besar
(2) memerlukan masukan daya yang rendah per satuan produk
(3) menghasilkan produk dengan distribusi ukuran seseragam mungkin atau dengan
distribusi ukuran tertentu sesuai dengan yang dikehendaki
Menghitung energi kominusi biasanya dihitung dengan menggunakan
persamaan Bond :
Rumus : W = −
W : Energi grinding kWh/ton
Wi : Work index
Dpakhir : Diameter rata-rata setelah grinding 80% kumulatif lolos (m)
Dpawal : Diameter rata-rata sebelum grinding 80% kumulatif lolos (m)

2.3 Pengayakan (Sizing/Screening)
Pengayakan merupakan salah satu metode pemisahan partikel sesuai dengan
ukuran yang dikehendaki. Metode ini dimaksudkan untuk memisahkan fraksi-fraksi
tertentu sesuai dengan keperluan dari suatu material yang baru mengalami grinding.
Ukuran yang lolos melalui saringan biasanya diesbut sebagai undersizedan partikel
yang tertahan disebut ovesrsize.
Beberapa jenis ayakan yang sering digunakan antara lain:
a) Grizzly, merupakan jenis ayakan statis, dimana material yang akan diayak
mengikuti aliran pada posisi kemiringan tertentu.
b) Vibrating screen, ayakan dinamis dengan permukaan horizontal dan miring
digerakan pada frekuensi 1000 sampai 700 Hz. Ayakan jenis ini mempunyai
kapasitas tinggi, dengan efisiensi permisahan yang baik,yang digunakan untuk
range yang luas dari ukuran partikel
c) Oscillating screen, ayakan dinamis pada frekuensi yang lebih rendah dari
vibrating screen (100-400 Hz) dengan waktu yang lebih lama
d) Reciprocating screen, ayakan dinamis dengan gerakan menggoyang. Pukulan
yang panjang (20-200 Hz). Digunakan untuk pemindahan dengan pemisahan
ukuran.
e) Shifting screen, ayakan dinamis dioperasikan dengan gerak memutar dalam
bidang permukaan ayakan. Gerakan actual dapat berupa putaran, atau getaran
memutar. Dugunakan untuk pengayakan material basah atau kering.
f) Revolving screen, ayakan dinamis dnegna posisi miring, berotasi pada
kecepatan rendah (10-20 rpm). Digunakan untuk pengayakan basah dari
material-material yang relatif kasar, tetapi memiliki pemindahan yang besar
dengan vibrating screen.
Pemutar ayak dapat terdirdi atas berbagai macam bahan, yaitu ;
a) Batang baja
Batang-batang baja berjarak sedikit satu sama lain. Batang ini digunakan
untuk mengayak bahan kasar seperti: batu, batu bara, dll
b) Pelat berlubang
Garis tengah lubang biasanya 1 cm atau lebih. Ukuran tebal pelat meningkat
sesuai dengan bertambah besarnya garis tengah lubang

c) Anyaman Kawat
Biasa dipakai kawat baja, karena kuat.
d) Sutera Tenun
Bahan ini digunakan untuk mengayak zat yang sangat halus, seperti bunga dan
tepung.
e) Rol Berputar
Permukaan ayak semacam ini terdiri atas sejumlah rol berusuk yang disusun
berdampingandan digerakkan dengan kecepatan berlainan. Pengayakan pada
permukaan ayak semacam ini adalah sangat efektif.
Untuk semua instalasi ayak berlaku bahawa, bahan ayak harus tersebar
merata di atas permukaan ayak. Selanjutnya, penting pula untuk mengatur
kecepatan takar sesuai dengan kapasitas ayakan. Dengan cara demikian dapat
dicegah pembebanan lebih atau kurang.Instalasi ayak yang paling banyak dipakai
dapat dibagi menjadi empat kelompok utama yaitu:
a) Ayakan statis
b) Ayakan tromol
c) Ayakan kocok
d) Ayakan getar.
2.4 Ayakan Peneliti
Ayakan ini tersusun atas beberapa jenis ukuran lubang ayaka yang teliti.
Ayakan ini ditempatkan dalam sebuah aparat getar secara bersusun ke atas. Makin ke
atas lubang ayak semakin besar. Di samping diberi getaran, ayakan ini sering juga
diberi ayunan. Denagn cara demikian, diperoleh fraksi-fraksi. Dari fraksi ayak dapat
disimpulkan ukuran bagian-bagian halus suatu produk tertentu dalam batas yang
ditetapkan dan memenuhi spesifikasi. Faktor-faktor yang menentukan
PemilihanAyakan, yaitu :
a) Jumlah
b) Ukuran
c) Penyebaran ukuran
d) Bentuk
e) Massa jenis (menentukan kekuatan ayakan)
f) Kekerasan (menentukan kecepatan aus)

g) Jenis zat (lembab, lengket, dll).
2.5 Efektivitas Ayakan
Pengayakan adalah satu metode yang mudah dan cepat untuk penentuan
ukuran partikel dan pemisahan. Meskipun demikian, metode ini tidak dapat disebut
sebagai metode sangat akurat. Sebab, pada bentuk partikel tak beratruran, kemudahan
lolos dari lubang ayakan tergantung pada arah gerakan partikel. Efektivitas (Ec)
ayakan menunjukkan seberapa banyak partikel yang memiliki ukuran yang
diinginkan.
Ec = (Recovey)(Rejection)
Jika yF fraksi massa material dengan ukuran yang diinginkan dalam umpan,
yP dalam produk (biasanya undersize), dan yR dalam aliran buang (reject biasanya
oversize).
Recovery =
Rejection =
Sehingga;
Ec = −
( )
( )
Rasio dalam persamaan di atas dapat dinyatakan dalam bentuk fraksi massa sehingga
berbentuk,
Ec =
( )
( )
−
( )
( )

III. PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
a) Bahan padatan : zeolit, pasir kuarsa, beras, dsb. Masing-masing 250 gram
b) Ayakan getar
c) Ball mill
d) Bola baja/keramik
e) Motor penggerak ballmil dan perlengkapannya (berupa dua silinder)
Gambar 3 Ball Mill
Gambar 1 Alat Grinding (pengayakan) Gambar 2Alat Sizing
III. PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
b) Ayakan getar
c) Ball mill
Gambar 3 Ball Mill
III. PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
b) Ayakan getar
c) Ball mill
Gambar 3 Ball Mill

3.2 Prosedur Percobaan
Penentuan energi kominusi dengan hukum bond
Letakkan ball mill diatas sikinder, setting kecepatan putaran motor. Lakukan selama 30 menit
Buka tutup ball mill dan masukkan material bersama bola keramik
Penentuan Dp awal dari kurva dengan menarik 80% kumulatif lolos
Analisa ayak dan kurva hubungan % kumulatif lolos dengan ukuran
Penimbangan masing-masing fraksi dalam ayakan sesuai ukuran
Pengayakan material dengan ayakan getar ( 15 menit)
Penimbangan material berupa zeolit 250 gram
Penentuan energi kominusi dengan hukum bond
Penentuan ukuran produk ayakan
Penimbangan produk ayakan
Pengayakan kembali selama 20 menit
Penimbangan produk ayakan
Pengayakan kembali selama 15 menit
Buka tutup ball mill dan masukkan material bersama bola keramik
Penimbangan masing-masing fraksi dalam ayakan sesuai ukuran
Pengayakan material dengan ayakan getar ( 15 menit)
Penimbangan material berupa zeolit 250 gram

IV. DATA PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATA
4.1 Sizing dan Grinding tahap I
Kondisi Sizing I
Kecepatan : 30 rpm
Waktu : 15 menit
Size Berat
Ayakan
Kosong
Berat
Ayakan
+ Isi
Berat
Lolos (gr)
%Fraksi %Kumulatif
+2 344,2 450,7 106,5 42,70 100,00
-2/+1,4 297,3 331 33,7 13,51 57,30
-1,4/+1 296,1 320,5 24,4 9,78 43,79
-1/+0,2 211 255,8 44,8 17,96 34,00
-0,2/+0,112 198,4 215,5 17,1 6,86 16,04
-0,112/+0,05 196,1 215,7 19,6 7,86 9,18
-0,05/ +0 185,4 188,7 3,3 1,32 9,54
Total 249,4
Perhitungan :
y = 41,07x + 9,432
R² = 0,920
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
0 0,5 1 1,5 2 2,5
%Kumulatif
Size (mm)
% Kumulatif vs Size
Series1
Linear (Series1)
Berat lolos = (Berat ayakan + Isi) – (Berat ayakan kosong)
% Fraksi =
Kondisi Grinding
Waktu : 30 menit

Pada grafik dapat di ketahui nilai DP 80% pada kondisi operasi I yaitu
Y = 41,07x + 9,432
80 = 41,07x + 9,432
X =
,
,
= 1,72 mm = 1720 µm
Dp awal pada pengayakan pertama adalah 1720 µm
4.2 Sizing II
Kecepatan : 30 rpm
Waktu : 15 menit
Size Berat
Ayakan
Kosong
Berat
Ayakan
+ Isi
Berat (gr) Fraksi
(%)
Kumulatif
(%)
+2 344,2 436,7 92,5 37,22 100,00
-2/+1,4 297,3 320,2 22,9 9,22 62,78
-1,4/+1 296,1 313,7 17,6 7,08 53,56
-1/+0,2 211 242,3 31,3 12,60 46,48
-0,2/+0,112 198,4 239,2 40,8 16,42 33,88
-0,112/+0,05 196,1 234,5 38,4 15,45 17,46
-0,05/ +0 185,4 190,4 5 2,01 0,25
Total 248,5
Perhitungan :
% Fraksi =

Pada grafik dapat di ketahui nilai DP 80% pada kondisi sizing II yaitu
Y = 50,66x
80 = 50,66x
X =
,
= 1,58 mm = 1580µm
Dp akhir sizing II selama 15 menit adalah1580µm
Menghitung energi grinding dengan 20 butir bola baja pada :
Asumsi: Wi = 16,46 KWH/ton (Silica sand/Zeolit)









awalakhir
i
DpDp
WW
11
10







1720
1
1580
1
)46,16(10
= 0,1720 KW/ton jam
y = 50,66x
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
0 0,5 1 1,5 2 2,5
%Kumulatif
Size (mm)
%kumulatif vs Size
%kumulatif
Linear
(%kumulatif)

4.3 Sizing III
Kecepatan : 30 rpm
Waktu : 20 menit
Size Berat
Ayakan
Kosong
(gram)
Berat
Ayakan +
Isi (gram)
Berat
Lolos
(gram)
%Fraksi %Kumulatif
+2 344,2 436,4 92,2 38,23 100,00
-2/+1,4 297,3 320,1 22,8 9,45 61,77
-1,4/+1 296,1 313,2 17,1 7,09 52,32
-1/+0,2 211 233,8 22,8 9,45 45,23
-0,2/+0,112 198,4 237,4 39 16,17 35,78
-0,112/+0,05 196,1 234,5 38,4 15,92 19,61
-0,05/ +0 185,4 194,3 8,9 3,69 3,69
Total 241,2
Perhitungan :
Pada grafik dapat di ketahui nilai DP 80% pada Sizing II yaitu
Y = 50,29x
80 = 50,29x
y = 50,29x
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
0 0,5 1 1,5 2 2,5
%Kumulatif
Size (mm)
% Kumulatif vs Size
Series1
Log. (Series1)
% Fraksi =

X =
,
= 1,59 mm = 1590 µm
Dp akhir setelah pengayakan selama 20 menit adalah 1590 µm
Menghitung energi grinding dengan 20 butir bola baja pada :
Asumsi: Wi = 16,46 KWH/ton (Silica sand/Zeolit)









awalakhir
i
DpDp
WW
11
10







1720
1
1590
1
)46,16(10
= 0,159 KW/ton jam
Menghitung nilai Dp (ukuran partikel rata-rata) :
− =
+
Dp rata-rata pada 80% =
= 1585 μ
Menghitung efektivitas/efisiensi ayakan pengayakan zeolit setelah grinding
Ukuran Lama Pengayakan Akhir
10 menit 20 menit
+2 92,5 92,2
-2/+1,4 22,9 22,8
-1,4/+1 17,6 17,1
-1/+0,2 31,3 22,8
-0,2/+ 0,112 40,8 39
-0,112/+0,05 38,4 38,4
-0,05/0 5 8,9
Total 248,5 241,2

Efisiensi Ayakan :
 Sizing I (80% yang lolos ayakan)
η =
,
,
x 100%
= 57,3 %
 Sizing II (80% yang lolos ayakan)
η =
,
x 100%
= 62,8 %
 Sizing III (80% yang lolos ayakan)
η =
,
x 100%
= 61,9 %

V. PEMBAHASAN
Pada praktikum kali ini, praktikan melakukan percobaan untuk menseleksi
suatu partikel berdasarkan diameter partikel yang lolos dari ayakan yang memiliki
lubang ayakan yang bervariasi. Praktikum ini adalah Grinding dan Sizing. Partikel
yang digunakan yaitu Zeolit. Bahan baku tersebut telah tersedia di tempat praktikum
tetapi partikel tersebut sisa praktikum dari kelompok yang sudah praktikum
sebelumnya.
Tahapan yang dikerjakan yaitu menimbang ayakan kosong secara keseluruhan
dan menimbang berat ayakan satu persatu. Setelah itu bahan baku dimasukan ke
dalam ayakan lalu praktikum dijalankan. Pada proses sizing pertama, waktu yang
digunakan yaitu 15 menit dengan kecepatan 30 rpm.
Setelah proses berhenti, lakukan penimbangan pada setiap ayakan. Dari data
tersebut, kami memperoleh untuk sizing I (pertama) yaitu diameter partikel (Dp)
awal senilai 1720 µm dan efisiensi ayakan sebesar 57,3%. Produk tersebut di-
Grinding selama 30 menit menggunakan 20 butir bola baja di dalam tabung ball-
mill. Hasil dari proses tersebut diayak kembali selama 15 menit dengan kecepatan 30
rpm. Hasil yang produk tersebut praktikan memperoleh diameter partikel (Dp)
produk senilai 1580 µm dan efisiensi ayakan sebesar 62,8 %. Proses terakhir yang
dilakukan yaitu pengayakan kembali tanpa proses grinding tetapi menggunakan
waktu proses pengayakan yang berbeda, yaitu 20 menit dengan kecepatan 30 rpm.
Hasil yang produk tersebut praktikum memperoleh diameter partikel (Dp) senilai
1590µm dan efisiensi ayakan sebesar 61,9 %. Selanjutnya praktikan menghitung
nilai diameter partikel rata-rata dimana nilai tersebut diambil dari diameter partikel
pada sizing II dan sizing III. Nilai tersebut yaitu 1585 μ .
Jumlah bahan baku yang digunakan dari sizing pertama hingga sizing terakhir
tidak stabil sehingga berbeda-beda jumlahnya. Jumlah bahan baku yang digunakan
mengalami penurunan jumlah. Faktor yang menyebabkan hal tersebut yaitu zeolit
tersangkut pada tabung ball-mill, tersangkut pada ayakan.

VI. KESIMPULAN
 Efisiensi ayakan yang dihasilkan pada sizing I= 57,3%, sizing II= 62,8 dan pada
sizing III=61,9%
 Semakin besar frekuensi dari alat maka semakin besar pula getaran yang dihasilkan
sehingga diharapkan semakin selektif pula partikel tersebut tersaring.
 Semakin lama waktu yang diperlukan diharapkan semakin jelas pula jumlah yang
tersaring pada masing – masing ayakan dengan ukuran yang berbeda.
 Kondisi ayakan yang bersih dari sumbatan akan mempermudah proses ayakan.
 Suatu zat padat mempunyai energi regangan, semakin kecil energi regangan yang
tersimpan di dalam suatu zat padat maka zat padat tersebut terholong keras, sehingga
energi (kerja) yang dibutuhkan untuk menghaluskan dan memecahkannya sangat
besar.
 Semakin besar ukuran dari partikel yang akan dihancurkan maka semakin besar pula
energi yang dikeluarkan untuk membuat partikel tersebut untuk mempunyai ukuran
yang lebih kecil.

DAFTAR PUSTAKA
Jobsheet Praktikum Lab. Teknik Kimia, Ekstraksi, PEDC, Bandung.
Robert E. Treybal, Mass Transfer Operations, Mc. Graw Hill Book
Company, 1981.
Robert H Perry, Chemical Engineering Handbook, Mc. Graw Hill USA, 4th
Edition, 1998.
Warren L. Mc. Cabe, Unit Operation of Chemical Engineering, Mc. Graw
Hill Book Company, 1985.

Grinding and sizing

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (9)

Similaire à Grinding and sizing

Similaire à Grinding and sizing (20)

Plus de Iffa M.Nisa

Plus de Iffa M.Nisa (13)

Grinding and sizing