Ayakan - Praktikum Teknik Kimia IV - Zeffa Aprilasani

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK KIMIA IV AYAKAN (SHIEVING)

Disusun Oleh : Zeffa Aprilasani NIM : 2008430039

Fakultas Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Jakarta 2011

OPERASI AYAKAN ( SHIEVING ) I.

MAKSUD DAN TUJUAN 

Memisahkan bahan atas dasar ukuran partikel, untuk memperoleh bahan dengan ukuran partikel lebih uniform.



II.

Menentukan luas permukaan spesifik bahan.

TEORI PERCOBAAN

Pengecilan bahan menjadi ukuran tertentu biasanya disesuaikan dengan tujuannya. Bahan padat dapat dipecah dengan beberapa cara, antara lain sebagai berikut : 

Copression



Impact



Attrition



Cutting

Setelah bahan itu dipec dipecah ah tentu tentunya nya bahan terseb tersebut ut mempu mempunyai nyai ukuran partikel lebih kecil. Keseragaman ukuran dapat diperoleh melalui operasi ayakan, kemudian bahan tersebut dian di anal alis isis is de deng ngan an pe perla rlaku kuan an me memi misa sahk hkan anny nyaa se seca cara ra me meka kani nis. s. Sa Salah lah sa satu tu al alat at un untu tuk k menganalisis ukuran partikel yang telah menjadi ukuran kecil-kecil adalah standar Ayakan

Tyler.

Karakteristik Partikel Zat Padat.

Partike Part ikell zat pad padat at sec secara ara ind indivi ividu du dik dikarak arakteri teristi stikan kan den dengan gan uku ukuran ran,, ben bentuk tuk dan densit den sitasn asnya. ya. Part Partike ikell zat pad padat at hom homoge ogen n mem mempun punyai yai den densit sitas as yan yang g sam samaa den dengan gan bah bahan an bongkahan bongkahan.. Partik Partikel-partik el-partikel el yang didapatkan didapatkan denga dengan n memeca memecahkan hkan zat padat campuran, misalnya bijih yang mengandung logam, mempunyai berbagai densitas, biasanya mempunyai densit den sitas as yan yang g ber berbed bedaa dar darii bah bahan an lin lindak daknya nya.. Unt Untuk uk par partik tikel el yan yang g ben bentuk tuknya nya ber beratu aturan ran,, misalnya yang berbentuk bola dan kubus, ukuran dan bentuknya dapat dinyatakan dengan mudah. Tetapi partikel yang bentuknya tidak beraturan (seperti butir-butir pasir dan serpih mika), istilah “ukuran” (size) dan “bentuk” (shape) tidak begitu jelas dan harus didefinisikan secara acak.

2

Praktikum Teknik Kimia IV – Ayakan (Shieving)

Bentuk Partikel

Bentuk setiap partikel dikarakteristikkan dengan sferisitas atau kebolaan (Sphericity)

φ

S

, yang tidak bergantung bergantung pada pada ukuran partikel. partikel. Untuk partikel partikel berbentuk berbentuk bola denga dengan n

diameter D p, ¼ = 1; untuk partikel yang tidak berbentuk bola, sferisitas didefinisikan oleh hubungan :

φ dimana :

S

=

6Vp Dp

×

Sp

……(1)

diameter ter ekivalen ekivalen atau diameter diameter nomi nominal nal partike partikell D p = diame s p

= lua luass permu permukaa kaan n ssatu ssatu par partik tikel el

v p

= vo volu lume me sa satu tu pa part rtik ikel el

Diam Di amet eter er ek ekiv ivale alen n ka kada dang ng-k -kad adan ang g di dide defi fini nisi sika kan n se seba baga gaii di diam amete eterr bo bola la ya yang ng volu vo lume meny nyaa sa sama ma de deng ngan an vo volu lume me pa part rtik ikel el it itu. u. Te Teta tapi pi,, ba baha hann-ba baha han n be berb rben entu tuk k bi biji jian an

(granular) halus, volume maupun luas permukaannya tidak mudah ditentukan secara eksak, sehingga D p biasanya diambil dari ukuran nominal atas dasar analisis ayak (screen analysis) atau melalui pemeriksaan mikroskop. Luas permukaan didapatkan dari pengukuran adsorpsi atau dari penurunan tekanan di dalam hamparan partikel, dan kemudian pers. (1) diterapkan untuk menghitung φ S. Untuk kebanyakan bahan pecahan, nilai φ

S

berkisar antara 0,6 dan

0,8, seperti terlihat pada tabel 1; tapi untuk partikel yang telah membulat karena abrasi φ

S

bisa sampai setinggi 0,95. Untuk kubus dan silinder yang panjangnya L sama dengan diameternya, diameter ekivalen itu lebih besar dasri L, dan φ

S

yang didapatkan didapatkan dari diamet diameter er ekiva ekivalen len ialah 0,61

untuk kubus dan 0,87 untuk silinder. Untuk bentuk-bentuk itu sebaiknya digunakan diameter nominal nomin al L, karena rasio permukaan permukaan terhadap volume ialah 6/ D D p, sama dengan bola, dan hal ini membuat φ

S

sama dengan 1,0. Untuk isian kolom (column packing) seperti cincin dan

pelana, juga digunakan ukuran nominal untuk menentukan φ

S.

Ukuran Partikel

Pada Pa da

umu mumn mnya ya,,

“di diam amet eter er””

dap apat at

dite di tent ntu uka kan n

unt ntu uk

set etia iap p

par arti tik kel

yan ang g

ekidim eki dimens ension ional. al. Par Partik tikel el yan yang g tid tidak ak eki ekidim dimens ension ional, al, yai yaitu tu yan yang g pan panjan jang g pad padaa sat satu u ara arah h ketimbang pada arah yang lain, partikel itu dikarakterisasi dengan dimensi utama yang kedua terpanjang. Untuk partikel berbentuk jarum, umpamanya D p akan menunjukkan tebal partikel, dan bukan pada panjangnya. 3


Ukuran partikel manurut konvensi, dinyatakan dalam berbagai satuan, bergantung pada jangkauan ukuran yang terlibat. Parikel-partikel kasar diukur dalam inci atau milimeter; partikel halus dengan ukuran ayak, partikel yang sangat halus dengan ukuran mikrometer. Partikel-partikel yang ultra halus kadang-kadang diberikan dengan luas permukaan per satuan massa, biasanya dalam meter persegi per gram.

Ukuran Partikel Campuran Dan Analisis Ukuran.

Dalam contoh yang ukurannya seragam, dengan diameter D p, volume total partikel ialah m/ρ p, diameter m dan ρ

p

masing-masing ialah massa contoh dan densitas partikel.

Oleh karena volume satu partikel adalah v p, banyaknya partikel di dalam contoh N ialah : m

N = ρ × p

……(2)

vp

Tabel 1. Sifat bola untuk bermacam-macam bahan. Sifat bentuk

Bahan

Bahan

bola

Bola, kubus, silinder pendek (L = Dp) Cincin Cin cin Ras Raschi chig g (L = Dp) L = Do, Di = 0,5 Do L = Do, Di = 0,75 Do Pelana Berl

Sifat bentuk bola

1,0

Pasir Rounded Pasir Ottawa Debu Coal

0,95 0,83 0,73

0,58 0,33 0,3

Pasir Hitam Gelas Crushed Sempih Mica

0,65 0,65 0,28

Luas permukaan partikel-partikel itu ialah, dari pers. (1) dan (2) 6m

A = N s p = φ × ρ × S p

Dp

……(3)

Agar dapat menerapkan pers. (2) dan (3) terhadap partikel yang mempunyai berbagai ukuran dan berbagai densitas, campuran itu dipilahkan menjadi fraksi-fraksinya, masingmasing mas ing den dengan gan den densit sitas as kon konsta stan n dan uku ukuran ran yan yang g men mendek dekati ati kon konsta stan. n. Set Setiap iap frak fraksi si ini ditimbang, atau partikel-partikelnya dicacah atau diukur dengan salah satu cara yang dapat digunakan. Pers. (2) dan (3) lalu dapat diterapkan terhadap setiap fraksi itu dan hasilnya kemudian dijumlahkan. Informasi dari analisis ukuran partikel didaftarkan untuk menunjukkan massa atau jumla jumlah h fra fraksi ksi yan yang g terd terdapa apatt did didala alam m set setiap iap tok tokoka okan n ata atau u per pertam tambah bahan an kec kecil il (increment) ukuran berbagai fungsi ukuran partikel rata-rata (atau jangkauan ukuran) di dalam tokokan 4


itu.. Ana itu Analis lisis is yan yang g dit ditabu abulas lasika ikan n

dengan den gan cara dem demiki ikian an din dinama amakan kan ana analis lisis is dif differe ferensi nsial al

Hasilnya ya biasa biasanya nya disaji disajikan kan dalam bentu bentuk k histo histogram, gram, seperti terlih terlihat at (differensial (differe nsial analysis). Hasiln pada gambar 1a, dengan menggunakan kurva kontinu sebagai pendekatan terhadap distribusi, seperti ditunjukkan oleh garis putus-putus pada gambar itu. Cara kedua untuk menyajikan inform inf ormasi asi itu ial ialah ah den dengan gan men menggu ggunak nakan an ana analis lisis is kum kumula ulatif tif (Cumulatif Analysis) yang didapatkan dengan menjumlahkan tokokan-tokokan itu secara berurutan, mulai dari yang mengandung partikel terkecil; lalu mendaftarkan atau memetakan jumlah kumulatif tersebut terhadap diameter maksimum dari partikel yang terdapat di dalam tokokan itu. Gambar 1b, merupakan pemetaan terhadap analisis kumulatif distribusi yang terlihat pada gambar 1a. Dalam analisis kumulatif, data itu dapat dinyatakan dengan baik dalam bentuk kurva kontinu. Perhitu Perh itunga ngan n men mengen genai ai uku ukuran ran par partik tikel el rata rata-rat -rata, a, lua luass per permuk mukaan aan par partik tikel, el, ata atau u populasi partikel itu di dalam campuran itu dapat dibuat berdasarkan analisis differensial ataupun analisis kumulatif. Pada prinsipnya, metode yang didasarkan atas analisis kumulatif lebih tepat darip daripada ada yang didasarkan didasarkan atas analis analisis is differ differensial ensial;; sebab sebab,, bila kita mengg menggunakn unakn analisis kumulatif, kita tidak perlu lagi mengandaikan bahwa semua partikel yang terdapat di dalam satu fraksi tertentu mempunyai ukuran yang sama. Namun, dilain pihak ketelitian pengu pengukur kuran an bes besar ar par partik tikel el bia biasan sanya ya tid tidak ak mem memada adaii unt untuk uk kit kitaa men menggu ggunak nakan an ana analis lisis is kumulatif, sehingga perhitungan itu hampir selalu didasarkan atas analisis differensial saja.

Permukaan Spesifik Campuran

Jika densitas partikel ρ

p

dan sferisitas φ

s

diketahui, luas permukaan partikel didalam

setiap fraksi dapat dihitung dari pers. (3). Bilaa has Bil hasiln ilnya ya unt untuk uk sem semua ua frak fraksi si dij dijuml umlahk ahkan an kit kitaa aka akan n men mendap dapatk atkan an A, yai yaitu tu permukaan spesifik (spesific surface) , artinya luas permukaan total per satuan massa partikel. Jika ρ

p

dan φ

Aw =

=

s

adalah konstan, Aw diberikan oleh : 6X1

φS × ρ p ×

5

n

6

φS × ρ p

dimana subkrip =

D p1

+

φS × ρ p ×

D p2

+ . . .+

6X n

φS × ρ p ×

D pn

………(4)

xi

∑D

i =1

6X 2

pi

masing-masing tokokan

Xi

=

fraks fra ksii mass massaa dalam dalam se seti tiap ap tok tokok okan an te tert rten entu tu

n

=

jumlah tokokan Praktikum Teknik Kimia IV – Ayakan (Shieving)

D pi

=

diameter partikel rata-rata, diambil sebagai rata-rata aritmetik dari diameter terkecil dan terbesar di dalam tokokan itu.

0,25 A A S A M I S K A R F

100 f i t n a a l r n 80 u u a k k m p u u a 60 K i r t e a t a d 40 s l i d s i a c g e n 20 M k a i s h y k i 0 b a r l e F

0,2 0,15 0,1 0,05 0 0

10 20 30 30 40 50 60 70 80 90 90

0

1 0 2 0 3 0 40 40 50 50 6 0 7 0 8 0 9 0 U K U R A N P A R T IK IK E

UKURAN PARTIKE

Gambar 1. Distribusi ukuran partikel untuk powder : o

analisis differensial

o

analisis kumulatif

Ukuran Partikel Rata-rata

Ukuran partikel rata-rat rata-rataa untuk campuran partikel didef didefinisik inisikan an menur menurut ut berbag berbagai ai cara. Barangkali yang paling lazim dipakai ialah diameter pukul-rata volume-permukaan

(volume-surface mean diameter) D diameter) D pi, yang dihubungkan dengan luas permukaan spesifik A w. Didefinisikan oleh : 6

Ds =

∑φ

S

× Aw × ρp

………(5)

Substitusikan pers. (4) ke dalam pers. (5) memberikan : 1

Ds =  xi

 

 ………(6) D pi  

Jika jumlah partikel di dalam setiap fraksi N i diketahui, dan bukan fraksi massanya. Kadang-kadan Kadang -kadang, g, digun digunakan akan rata-rata lain. Diamet Diameter er puku pukul-rata-r l-rata-rata ata aritme aritmetik tik (arith (arithmetic metic mean diameter) DN ialah :

6


n

∑ (N

D N =

i

n

× D pi )

∑ (N

i =1

=

n

i

× D pi )

i =1

………(7)

NT

∑N

i

i =1

dimana NT ialah jumlah partikel di dalam keseluruhan contoh. Diameter pukul-rata massa (massa mean diameter) Dw didapatkan dari persamaan :

Dw = ∑ xi D pi ………(8) Jika volume total contoh contoh itu dibagi dengan dengan jumlah partikel di dalam campuran (lihat di bawah) kita dapatkan volume rata-rata setiap partikel. Diameter partikel itu ialah diameter pukul-rata volume (volume mean diameter) Dv, yang didapatkan dari hubungan : 1

 3   1  ………(9) Dv =  n     xi  3   ∑ D pi pi   i =1  Untuk contoh yang terdiri dari partikel seragam, diameter rata-rata, tentu saja sama. Tetapi untuk campuran yang terdiri dari partikel berbagai ukuran, masing-masing diameter rata-rata yang ada itu mungkin sangat berlainan satu sama lain.

Jumlah Partikel Di Dalam Campuran

Untuk menghitung, dari analisa differensial, jumlah partikel yang terdapat didalam campuran, campu ran, dapat kita gunakan pers. (2), yaitu persamaan persamaan untu untuk k mengh menghitung itung jumlah partikel yang terdapat di dalam setiap fraksi. Kemudian N w, yaitu populasi total didalam suatu massa contoh, didapatkan dengan menjumlahkan senua fraksi. Untuk suatu bentuk partikel tertentu, volume setiap partikel itu sebanding dengan “diameter”nya pangkat tiga, atau v p = a D p3 ………(10) dima di mana na a ad adal alah ah fak fakto torr be bent ntuk uk vo volu lume me (vol Dari ri pe pers rs.( .(2) 2) de deng ngan an (volume ume sha shape pe fact factor) or). Da mengandaikan bahwa a tidak bergantung pada ukuran, maka Nw =

1 a

× ρp

n

∑

i= 1

xi D pi

3

=

1 a

× ρ p × Dv3

……… (11)

Luas permukaan spesifik, diameter rata-rata yang bermacam-macam itu , serta jumlah partikel partikel dapat dihitung dihitung dengan mudah dari analisis analisis ukuran partikel partikel dengan menggunaka menggunakan n program prog ram komp komputer uter yang seder sederhana. hana. Instr Instrumen-i umen-instru nstrumen men peng pengukur ukur untuk partik partikel-parti el-partikel kel

7


yang sangat halus banyak yang sudah diprogramkan sehingga dapat menyatakan besaran besaran itu secara langsung.

Analisis Ayak; Deret Ayak Ayak Standar

Ayak (screen)

stan st anda darr

digu di guna naka kan n

untu un tuk k me meng nguk ukur ur be besa sarn rnya ya pa part rtik ikel el (d (dan an

distribusinya) dalam jangkau ukuran antara 3 sampai 0,0015 in (76 mm sampai 38 µ m). Ayak-ayak uji itu terbuat dari kawat, sedang rapat anyaman (mesh) dan ukuran kawatnya diba di baku kuka kan n de deng ngan an tel telit iti. i. Bu Buka kan n ay ayak ak it itu u be berb rben entu tuk k bu buju jurr sa sang ngka kar. r. Se Seti tiap ap ay ayak ak it itu u diidentifikasi menurut mesh (rapat ayak) per inci. Bukaan sebenarnya tentulah lebih kecil dari angka meshnya, karena tebal kawat tentu harus diperhitungkan juga. Karakteristik dari suatu deret yang lazim yaitu deret ayak standar Tyler (Tyler standar screen series) . Perangkat ayak ini didasarkan atas bukaan (lubang) ayak ukuran 200 mesh, yang ditetapkan sebesar 0,074 mm. Luas bukaan pada setiap ayak tertentu adalah persis dua kalibukaan pada ayak ukuran berik berikutn utnya ya yan yang g leb lebih ih kec kecil. il. Ras Rasio io dim dimens ensii any anyama aman n yan yang g seb sebena enarny rnyaa pad padaa sua suatu tu aya ayak k terhadap ayak berikut yang lebih kecil, oleh karena itu ialah

2

= 1,41.

Untuk Unt uk men mendap dapatk atkan an pem pemisa isahan han uku ukuran ran yan yang g leb lebih ih rap rapat, at, dib dibuat uat pul pulaa aya ayak-a k-ayak yak dengan ukuran-antara yang masing-masingnya mempunyai dimensi mesh

4

2

atau 1,189 kali

ukuran uku ran aya ayak k sta standa ndarr yan yang g leb lebih ih kec kecil il ber beriku ikutny tnya. a. Nam Namun un bia biasan sanya ya aya ayak k ant antara ara ini tid tidak ak banyak dipakai. Dalam melakukan analisis, seperangkat ayak standar disusun secara deret dalam suatu tumpukan, dimana ayak denmgan anyaman paling rapat ditempatkan paling bawah, dan yang anyamannya paling besar ditempatkan paling atas. Contoh yang dianalisis lalu dimasukkan ke dalam ayak yang paling atas dan oengayak itu diguncang secara mekanis selama beberapa waktu wak tu te tert rten entu tu,, mi misa saln lnya ya se sela lama ma 20 me meni nit. t. Pa Part rtik ikel el ya yang ng te tert rtah ahan an pa pada da se seti tiap ap ay ayak ak dikumpulkan dan ditimbang, dan massa pada setiap tokokan ayak itu dikonversikan menjadi fraksi massa atau persen massa dari contoh keseluruhan. Setiap partikel yang dapat lulus dari ayak yang terhalus dikumpulkan didalam suatu panci yang ditempatkan pada dasar susunan itu. Hasil dari analisis ayak ditabulasikan untuk menunjukkan fraksi massa pada setiap tokokan ayak sebagai fungsi dari jangkau ukuran mesh pada setiap tokokan itu. Oleh karena partikel parti kel yang tertah tertahan an pada suatu ayak tertentu adalah yang lulus dari ayak yang di atasnya, maka hanya diperlukan dua angka saja untuk menentukan jangkau ukuran suatu tokokan; 8


angka ang ka yan yang g per pertam tamaa ber berdas dasark arkan an aya ayak k yan yang g mel melulu uluska skanny nnya, a, dan yan yang g ked kedua ua aya ayak k yan yang g menahannya. Jadi, notasi 14/20 berarti “lulus dari 14 mesh dan tertahan oleh 20 mesh”. Contoh analisa ayak terlihat pada tabel 2. Dua kolom pertama memberikan ukuran mesh me sh da dan n le leba barr bu buka kaan an di dida dala lam m ay ayak ak,, ko kolo lom m ke keti tiga ga ia iala lahj hj fra fraks ksii ma mass ssaa da dari ri co cont ntoh oh keselu kes eluruh ruhan an yan yang g tert tertaha ahan n pad padaa aya ayak k yan yang g ber bersan sangku gkutan tan.. Fra Fraksi ksi itu dit ditand andai ai den dengan gan

xi

dimana i ialah nomor ayak dihitung dari bawah; jadi i = 1 menunjukkan panci dan ayak i + 1 ialah ial ah ay ayak ak be berik rikut ut di at atas as ay ayak ak i. La Lamb mban ang g D pi ber berart artii dia diamete meterr par partik tikel, el, sam samaa den dengan gan besarnya bukaan anyaman pada ayak i. Dua kolom terakhir dalam tebel 2 menunjukkan diameter partikel rata-rata D pi pada setiap tokokan dan fraksi kumulatif yang lebih kecil dari masing-masing nilai D pi. Dalam analisis ayak, fraksi kumulatif ini kadang-kadang dituliskan bertolak dari ayak paling atas dan dinyatakan sebagai fraksi “lebih besar” dari ukuran tertentu. Pemetaan secara differensial data yang terdapat di dalam kolom 2 dan 3. Tabel 2 memberikan gambaran yang salah mengenai distribusi ukuran partikel karena jangkau ukuran partikel yang diliputnya berbeda dari suatu tokokan ke tokokan lain. Bahan yang terkumpul di atas satu tokokan (ayak Tertentu) lebih sedikit bila jangkau ukuran setiap jangkau itu masing-masing sama, dan data itu dapat dipetakan secara langsung. Namun, disini kita akan mendapatkan gambaran yang lebih tepat dengan memetakan x i/( D D pi+1 – D pi), dimana D pi+1 – D pi ialah ukuran partikel dalam tokokan i. Hal ini diilustrasikan oleh gambar 2a yang merupakan pemetaan langsung, dan Gambar 2b yang merupakan pemetaan yang disesuaikan untuk partikel ukuran 20/28 mesh dan lebih kecil yang didaftarkan pada table Mesh

Bukaan ayak D pi, mm

Fraksi massa yang tertahan, xi

Diameter partikel ratarata dalam tokokan, D pi, mm

Fraksi kumulatif partikel yang lebih kecil dari D pi

4 6 8 10 14 20 28 35 48 65 100 148,6 200 Pan

4,699 3,327 2,362 1,651 1,168 0,833 0,589 0,417 0,295 0,208 0,147 0,104 0,074 -

0,0000 0,0251 0,148,60 0,3207 0,2570 0,1590 0,0538 0,0210 0,0102 0,0077 0,0058 0,0041 0,0031 0,0075

4,013 2,845 2,007 1,409 1,001 0,711 0,503 0,356 0,252 0,178 0,126 0,089 0,037

1,0000 0,9749 0,8499 0,5292 0,2722 0,1132 0,0594 0,0384 0,0282 0,0205 0,0147 0,0106 0,0075 0,0000

Tabel 2. Analisis Ayak 9


Grafik kumulatif dibuat dari hasil seperti yang didalam kolom 2 dan 5 dalam tabel 2. Bila jangkau menyeluruh ukuran partikel itu besar, pemetaan itu sering dilakukan dengan menggunakan skala logaritmik untuk diameter. Pemetaan kumulatif semilogaritmik daripada analisis dari tabel 2 diberikan dalam gambar 3. Pemetaan kumulatif itu dapat pula dibuat di atas kertas probabilitas-logaritmik dimana skala absis dibagi sesuai dengan distribusi probabilitas menurut Gauss. Anal An alis isaa uk ukur uran an te terh rhad adap ap ha hasi sill da dari ri me mesi sin n pe peme meca cah h at atau au pe peng nggi gili ling ng bi bias asan anya ya menghasilkan grafik garis lurus di atas kertas itu, sedikitnya untuk sebagian besar jangkau ukurannya. Grafik seperti itu dulu digunakan untuk ekstrapolasi ke ukuran partikel yang lebih kecil dari jangkau ayak penguji, tetapi karena sekarang sudah ada metode untuk mengukur partikel yang sangat kecil, hal tersebut di atas tidak diperlukan lagi.

Penentuan Ukuran Partikel Yang Sangat Halus

Ukuran Uku ran par partik tikel el yan yang g terl terlalu alu hal halus us unt untuk uk ana analis lisis is aya ayak k dap dapat at dit ditent entuka ukan n den dengan gan berbagai berbagai metod metode, e, antara lain deng dengan an sedi sedimentas mentasii differ differensial ensial,, pengu pengukuran kuran porositas pada hamparan endapan, absorpsi cahaya di dalam suspensi, adsorpsi gas pada permukaan partikel, dan dengan mencacah secara visual di baah mikroskop. mikroskop. Dalam salah satu peranti pengukur, pengukur, yaitu yang dinamakan pencacah Coulter (Coulter Counter) , suspensi encer partikel dibuat didalam zat cair pembawa yang bersifat penghantar listrik. Suspensi itu dilewatkan secara perlahan melalui orifice yang sangat halus. Di dalam zat cair melintas orifice itu diberikan penurunan tegangan listrik; arus yang mengalir diantara hulu dan elektrode hilir lalu diukur.

III.

ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN 

Satu set ayakan dan Timbangan.

( 1)Tombol Pengatur Frekuensi ( 2 )Tombol pengatur waktu ( 3 ) Peganggan/ pengikat 

Bahan arang aktif

Gambar Ayakan

10


IV.. IV

PROS PR OSED EDUR UR PE PERC RCOB OBAA AAN N: 

Ditimbang tokokan dan pan kosong dari alat ayakan.



Alat diset sesuai gambar dengan urutan pan paling bawah dan selanjutnya

tokokan yang berurutan semakin ke atas nilai Mesh-nya makin kecil.

V.

☻



Bahan padat /arang ( coal ) ditimbang sebanyak 10 gram.



Arang dimasukkan ke dalam tokokan paling atas.



Alat ayakan dinyalakan sampai waktu dan frekuensi tertentu.



Bahan dianalisis dengan dua percobaan berat konstan dan waktu konstan.



Pan yang berisi coal ditimbang.

DATA PENGAMATAN

Massa konstan = 5 gram

Waktu konstan = 5 menit

T1= 5 menit

Massa 1 = 2.1 gram

T2= 10 menit

Massa 2 = 5.2 gram

T3 = 15 menit

Massa 3 = 7.0 gram

T4 = 20 menit

Massa 4 = 10.2 gram

Data Kalibrasi Mesh 1 inchi =

11

2.54

cm

Mesh

Berat Kosong (gr)

Φ Mesh (inchi)

Φ Mesh (cm)

# 60

235.75

0.0098

0.024892

# 80

236.32

0.0070

0.017780

# 100

225.10

0.0059

0.014986

# 120

211.45

0.0049

0.012446

# 140

225.06

0.0041

0.010414

# 170

214.88

0.0035

0.008890

Pan

260.76

-

-


Tabel Data Pengamatan : Massa Konstan =

5

gram 10 15 menit menit 3.24 3.13

Mesh

Φ Mesh (inchi)

5 menit

# 60

0.0098

3.24

# 80 # 100

0.0070 0.0059

0.33 0.09

0.22 0.15

0.29 0.12

0.26 0.12

# 120

0.0049

0.29

0.24

0.22

0.22

# 140 # 170

0.0041 0.0035

0.07 0.04

0.01 0.11

0.07 0.01

0.08 0.03

Pan

-

1.05

1.06

1.01

1.10

5.11

5.03

4.85

4.96

Total Waktu Konstan =

5

20 menit

3.15

menit

Mesh

Φ Mesh (inchi)

2.10 gram

5.20 gram

7.00 gra m

# 60

0.0098

1.27

3.51

5.05

6.36

# 80 # 100

0.0070 0.0059

0.18 0.05

0.36 0.19

0.34 0.14

0.41 0.21

# 120

0.0049

0.18

0.19

0.25

0.39

# 140

0.0041

0.04

0.13

0.1

0.12

# 170

0.0035

0

0.05

0.02

0.11

Pan

-

0.46

0.94

1.36

2.47

2.18

5.37

7.35

10.07

Total

10.02 gram

VI. PERHITUNGAN

φ s (sifat kebolaan) Coal tass parti tik kel) Coal ρ p (densita

= 0,73 = 1,47 g/cm 3

Massa konstan variabel waktu

Luas permukaan spesifik (30 Hz dalam 5 menit) No.

Mesh

1 2 3 4 5 6

60 80 100 120 140 170

Fraksi Massa yang yang tertahan, X i Differensial Kumulatif 3.24/5.11= 0.6341 0.33 0.33/5 /5.1 .11= 1= 0.064 0.0646 6 0.09 0.09/5 /5.1 .11= 1= 0.017 0.0176 6 0.29 0.29/5 /5.1 .11= 1= 0.056 0.0568 8 0.07 0.07/5 /5.1 .11= 1= 0.013 0.0137 7 0.04 0.04/5 /5.1 .11= 1= 0.00 0.0078 78

3.24/5.11= 0.6341 (3.2 (3.24+ 4+0. 0.33 33)/5 )/5.1 .11= 1= 0.698 0.6986 6 (0.3 (0.33+ 3+0. 0.09 09)/5 )/5.1 .11= 1= 0.082 0.0822 2 (0.0 (0.09+ 9+0. 0.29 29)/5 )/5.1 .11= 1= 0.074 0.0744 4 (0.2 (0.29+ 9+0. 0.07 07)/5 )/5.1 .11= 1= 0.070 0.0705 5 (0.0 (0.07+ 7+0. 0.04 04)/ )/5. 5.11 11=0 =0.0 .021 215 5

Diameter partikel ratarata dalam totokan, D pi 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446 0,010414 0,00889

Untuk Differensial: 12


Aw = 6 + 0, 0,14 144 4 + 0, 0,06 065 5 + 0, 0,0 018 + 0,014 + 0, 008 [ 0,634 0,73 x 1,4 [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446 0,012446 0,010414 0,00899 ] 2 = 52,224 cm

]

Untuk Kumulatif : Aw = 6 0,69 699 9 + 0, 0,08 082 2 + 0, 0,07 074 4 + 0, 0,07 071 1 + 0, 0,0 022 ] [ 0,634 + 0, 0,73 x 1,4 [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446 0,012446 0,010414 0,00899 ] 2 = 103.933 cm Luas permukaan spesifik (30 Hz dalam 10 menit)

No.

Fraksi Massa yang yang tertahan, X i Differensial Kumulatif

Mesh

1 2 3 4 5 6

60 80 100 120 140 170

3.24/5.03= 0.22 0.22/5. /5.03 03= = 0.15 0.15/5. /5.03 03= = 0.24 0.24/5. /5.03 03= = 0.01 0.01/5. /5.03 03= = 0.11 0.11/5. /5.03 03= =

0. 0.6441 0.0 0.043 437 7 0.0 0.029 298 8 0.0 0.047 477 7 0.0 0.001 019 9 0.0 0.021 219 9

3.24/5.03= 0. 0.6441 (3.2 (3.24+ 4+0. 0.22 22)/ )/5. 5.03 03= = 0.6 0.687 879 9 (0.2 (0.22+ 2+0. 0.15 15)/ )/5. 5.03 03= = 0.0 0.073 736 6 (0.1 (0.15+ 5+0. 0.24 24)/ )/5. 5.03 03= = 0.0 0.077 775 5 (0.2 (0.24+ 4+0. 0.01 01)/ )/5. 5.03 03= = 0.0 0.049 497 7 (0.0 (0.01+ 1+0. 0.11 11)/ )/5. 5.03 03= = 0.0 0.023 239 9

Diameter partikel rata-rata dalam totokan, D pi 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446 0,010414 0,00889

Untuk Differensial ; Aw = 6 + 0, 0,04 044 4 + 0, 0,02 029 9 + 0, 0,0 048 + 0, 0,0 002 + 0, 022 ] [ 0,644 0,73 x 1,4 [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446 0,012446 0,010414 0,00899 ] = 50,441 cm2 Untuk Kumulatif :

[ 0,644

+ 0, 0,01 018 8 + 0, 0,01 0149 49 + 0, 0,01 012 2 + 0, 0,01 010 0 + 0, 0,009 009 ] 0,012446 0,010414 0,00899 ] [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446

Aw = 6 0.73 x 1.4 = 100,751 cm 2

Luas permukaan spesifik (30 Hz dalam 15menit) 15menit)

No.

Mesh

1

60 13


3.13/4.85= 0.6454

3.13/4.85= 0.6454

Diameter partikel rata-rata dalam totokan, D pi 0,024892


2 3 4 5 6

80 100 120 140 170

0.29 0.29/4. /4.85 85= = 0.0598 0.0598 0.12 0.12/4. /4.85 85= = 0.0247 0.0247 0.22 0.22/4. /4.85 85= = 0.0454 0.0454 0.07 0.07/4. /4.85 85= = 0.0144 0.0144 0.01 0.01/4. /4.85 85= = 0.0021 0.0021

(3.1 (3.11+ 1+0. 0.29 29)/4 )/4.8 .85= 5= 0.701 0.7010 0 (0.2 (0.29+ 9+0. 0.12 12)/4 )/4.8 .85= 5= 0.084 0.0845 5 (0.1 (0.12+ 2+0. 0.22 22)/4 )/4.8 .85= 5= 0.070 0.0701 1 (0.2 (0.22+ 2+0. 0.07 07)/4 )/4.8 .85= 5= 0.597 0.5979 9 (0.0 (0.07+ 7+0. 0.01 01)/4 )/4.8 .85= 5= 0.016 0.0165 5

0,01778 0,014896 0,012446 0,010414 0,00889

Untuk Differensial ; Aw = 6 + 0, 0,05 059 9 + 0, 0,02 025 5 + 0, 0,04 045 5 + 0, 0,01 014 4 + 0, 0,002 002 ] [ 0,645 0,73 x 1,4 [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446 0,012446 0,010414 0,00899 ] = 51,906 cm2 Untuk Kumulatif :

[ 0,645

+ 0, 0,70 701 1 + 0, 0 ,08 085 5 + 0, 0,07 070 0 + 0, 0,59 598 8 + 0, 0,017 017 ] 0,012446 0,010414 0,00899 ] [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446

Aw = 6 0.73 x 1.4 = 102,593 cm 2

Luas permukaan spesifik (30 Hz dalam 20 menit)

No.


Mesh

1 2 3 4 5 6

60 80 100 120 140 170

3.15/4.96= 0.6351 0.26 0.26/4 /4.9 .96= 6= 0.05 0.0524 24 0.12 0.12/4 /4.9 .96= 6= 0.02 0.0242 42 0.22 0.22/4 /4.9 .96= 6= 0.04 0.0444 44 0.08 0.08/4 /4.9 .96= 6= 0.01 0.0161 61 0.03 0.03/4 /4.9 .96= 6= 0.00 0.0060 60

3.15/4.96= 0.6351 (3.1 (3.15+ 5+0. 0.26 26)/ )/4. 4.96 96= = 0.687 0.6875 5 (0.2 (0.26+ 6+0. 0.12 12)/ )/4. 4.96 96= = 0.076 0.0766 6 (0.1 (0.12+ 2+0. 0.22 22)/ )/4. 4.96 96= = 0.068 0.0685 5 (0.2 (0.22+ 2+0. 0.08 08)/ )/4. 4.96 96= = 0.060 0.0605 5 (0.0 (0.08+ 8+0. 0.03 03)/ )/4. 4.96 96= = 0.022 0.0221 1


Untuk Differensial ; Aw = 6 + 0, 0,05 052 2 + 0, 0,02 024 4 + 0, 0,04 044 4 + 0, 0,01 016 6 + 0, 0,006 006 ] [ 0,635 0,73 x 1,4 [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446 0,012446 0,010414 0,00899 ] = 50,755 cm2 Untuk Kumulatif : Aw = 6 0,73 x 1,4

[ 0,635

+ 0, 0,67 678 8 + 0, 0,07 077 7 + 0, 0,06 069 9 + 0, 0,06 061 1 + 0, 0,022 022 ] 0,012446 0,010414 0,00899 ] [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446

= 100,449 cm 2

Waktu konstan, variasi berat

Luas permukaan spesifik spesifik (30 Hz dalam 5 menit; 2,1 2,1 gram) No.

Mesh 14

Fraksi Massa yang yang tertahan, X i Praktikum Teknik Kimia IV – Ayakan (Shieving)

Differensial

Kumulatif

Diameter partikel ratarata dalam

1

60

2

80

3 4 5 6

100 120 140 170

1.27/2.18= 0.5826 0.18/2.18= 0.0826 0.05 0.05/2 /2.1 .18= 8= 0.0 0.022 229 9 0.18 0.18/2 /2.1 .18= 8= 0.0 0.082 826 6 0.04 0.04/2 /2.1 .18= 8= 0.0 0.018 183 3 0/2.18= 0

1.27/2.18= 0.5826

totokan, D pi 0,024892

(1.27+0.18)/ 2.18= 0.6651

0,01778

(0.1 (0.18+ 8+0. 0.05 05)/ )/ 2.1 2.18= 8= 0.1 0.105 055 5 (0.0 (0.05+ 5+0. 0.18 18)/ )/ 2.1 2.18= 8= 0.1 0.105 055 5 (0.1 (0.18+ 8+0. 0.04 04)/ )/ 2.1 2.18= 8= 0.1 0.109 092 2 (0.04+0)/ 2.18= 0.0183

0,014896 0,012446 0,010414 0,00889

Untuk Differensial ; 0,58 583 3 [ 0,

+ 0, 0,08 082 2 + 0, 0,02 023 3 + 0, 0,0 083 + 0,018 + 0 ] 0,012446 0,010414 0,00899 ] [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446

Aw = 6 0.73 x 1.4 = 51,860 cm2

Untuk Kumulatif : 0,30 309 9 [ 0,

+ 0, 0,44 446 6 + 0, 0,24 245 5 + 0, 0,213 213 + 0,144 + 0,096 0, 096 + 0, 0,199 199 ] [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446 0,010414 0,00899 0,007366 ]

Aw = 6 0.73 x 1.4 = 102,514 cm 2

Luas permukaan spesifik spesifik (30 Hz dalam 5 menit; 5,2 5,2 gram)

No.


Mesh

1 2 3 4 5 6

60 80 100 120 140 170

3.51/5.37= 0.36 0.36/5. /5.37 37= = 0.19 0.19/5. /5.37 37= = 0.19 0.19/5. /5.37 37= = 0.13 0.13/5. /5.37 37= = 0.05 0.05/5. /5.37 37= =

0. 0.6536 0.0 0.067 670 0 0.0 0.035 354 4 0.0 0.035 354 4 0.0 0.024 242 2 0.0 0.009 093 3

3.51/5.37= 0. 0.6536 (3.5 (3.51+ 1+0. 0.36 36)/ )/5. 5.37 37= = 0.7 0.720 207 7 (0.3 (0.36+ 6+0. 0.19 19)/ )/5. 5.37 37= = 0.1 0.102 024 4 (0.1 (0.19+ 9+0. 0.19 19)/ )/5. 5.37 37= = 0.0 0.070 708 8 (0.1 (0.19+ 9+0. 0.13 13)/ )/5. 5.37 37= = 0.0 0.059 596 6 (0.1 (0.13+ 3+0. 0.05 05)/ )/5. 5.37 37= = 0.0 0.033 335 5


Untuk Differensial ; Aw = 6 0,73 x 1,4

0,65 654 4 [ 0,

+ 0, 0,06 067 7 + 0, 0,03 035 5 + 0, 0,03 035 5 + 0, 0,02 024 4 + 0, 0,009 009 ] 0,012446 0,010414 0,00899 ] [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446

= 53,612 cm 2 Untuk Kumulatif : 15


0,65 654 4 [ 0,

+ 0, 0,72 721 1 + 0, 0,10 102 2 + 0, 0,07 071 1 + 0, 0,05 059 9 + 0, 0,033 033 ] 0,012446 0,010414 0,00899 ] [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446

Aw = 6 0,73 x 1,4 = 105,633 cm 2

Luas permukaan spesifik spesifik (30 Hz dalam 5 menit; 7,0 7,0 gram)

No.


Mesh

1 2 3 4 5 6

60 80 100 120 140 170

5.05/7.35= 0.6871 0.34 0.34/7 /7.3 .35= 5= 0.04 0.0462 62 0.14 0.14/7 /7.3 .35= 5= 0.01 0.0190 90 0.25 0.25/7 /7.3 .35= 5= 0.03 0.0340 40 0.1/7 .1/7.3 .35 5= 0.0 0.013 136 6 0.02 0.02/7 /7.3 .35= 5= 0.00 0.0027 27

5.05/7.35= 0.6871 (5.0 (5.05+ 5+0. 0.34 34)/ )/7. 7.35 35= = 0.733 0.7333 3 (0.3 (0.34+ 4+0. 0.14 14)/ )/7. 7.35 35= = 0.065 0.0653 3 (0.1 (0.14+ 4+0. 0.25 25)/ )/7. 7.35 35= = 0.053 0.0531 1 (0.25 0.25+0 +0.1 .1)/ )/7 7.35= .35= 0.047 .0476 6 (0.1 (0.1+0 +0.0 .02) 2)/7 /7.3 .35= 5= 0.01 0.0163 63


Untuk Differensial ; 0,68 687 7 [ 0,

Aw = 6 0,73 x 1,4

+ 0, 0,04 046 6 + 0, 0,01 019 9 + 0, 0,03 034 4 + 0, 0,03 034 4 + 0, 0,003 003 0,012446 0,010414 0,00899 ] [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446

]

= 52,763 cm2 Untuk Kumulatif : 0,68 687 7 [ 0,

+ 0, 0,73 733 3 + 0, 0,06 065 5 + 0, 0,05 053 3 + 0, 0 ,04 048 8 + 0, 0,016 016 ] [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446 0,010414 0,00899 0,007366 ]

Aw = 6 0,73 x 1,4 = 105,346 cm 2

Luas permukaan spesifik spesifik (30 Hz dalam 5 menit, 10,02 10,02 gram)

No.


Mesh

1 2 3 4 5 6

60 80 100 120 140 170

6.36/10.07= 0. 0.6316 0.41/1 0.41/10.0 0.07= 7= 0.0407 0.0407 0.21/1 0.21/10.0 0.07= 7= 0.0209 0.0209 0.39/1 0.39/10.0 0.07= 7= 0.0387 0.0387 0.12/1 0.12/10.0 0.07= 7= 0.0119 0.0119 0.11/1 0.11/10.0 0.07= 7= 0.0109 0.0109

6.36/10.07= 0. 0.6316 (6.36+ (6.36+0.4 0.41)/ 1)/10. 10.07= 07= 0.6722 0.6722 (0.41+ (0.41+0.2 0.21)/ 1)/10. 10.07= 07= 0.0616 0.0616 (0.21+ (0.21+0.3 0.39)/ 9)/10. 10.07= 07= 0.0596 0.0596 (0.39+ (0.39+0.1 0.12)/ 2)/10. 10.07= 07= 0.0506 0.0506 (0.12+ (0.12+0.1 0.11)/ 1)/10. 10.07= 07= 0.0228 0.0228


Untuk Differensial ; Aw = 6 0,73 x 1,4 16

0,63 632 2 [ 0,

+ 0, 0,04 041 1 + 0, 0,02 021 1 + 0, 0,0 039 + 0,012 + 0, 011 ] 0,012446 0,010414 0,00899 ] [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446 Praktikum Teknik Kimia IV – Ayakan (Shieving)

= 49,607 cm2 Untuk Kumulatif : Aw = 6 0,73 x 1,4

0,63 632 2 [ 0,

+ 0, 0,67 672 2 + 0, 0,06 062 2 + 0, 0,05 059 9 + 0, 0 ,05 051 1 + 0, 0,023 023 ] 0,012446 0,010414 0,00899 ] [ 0,024892 0,01778 0,014896 0,012446

= 98,497 cm2

17


VII. VI I. PE PEM MBA BAHA HASA SAN N 

Padaa pra Pad prakti ktikum kum ope operas rasii aya ayakan kan yan yang g ter terjad jadii ini ber berdas dasark arkan an pad padaa sta standa ndar r

ayakan tyler, ayakan disusun secara bertingkat dengan jumlah mesh terkecil sampai terbesar ke bawah. 

Prakti Pra ktikum kum ini mem memerlu erlukan kan ket keteli elitian tian dal dalam am pen penimb imbang angan an coa coall yan yang g aka akan n

diayak, hal ini dimaksudkan untuk akurasi percobaan agar lebih baik. 

Akurasi juga diharuskan pada penimbangan tokokan awal kosong dan bisa

dipastikan tokokan dalam kondisi bersih. 

Dalam opersionalnya didapat hasil yang telah diayak, jumlahnya tidak sesuai

pada pada per permul mulaan aan bah bahan an seb sebelu elum m dia diayak yak dik dikaren arenaka akan n ala alatt yan yang g tid tidak ak lay layak ak lag lagii (harus diganti) sehingga menyulitkan proses penimbangan. 

Waktu Wak tu dan frek frekuen uensi si yan yang g dit ditent entuka ukan n san sangat gat ber berpen pengar garuh uh aka akan n has hasil il dar darii

pengayakan tersebut.

18


VIII. KESI KESIMPUL MPULAN AN 

Dari has hasil il per perhit hitung ungan an did didapa apatka tkan n bah bahwa wa sem semaki akin n bes besar ar gun guncan cangan gan yan yang g

diberikan maka luas permukaan spesifik yang didapat semakin besar. 

Begitu Beg itupun pun jug jugaa bil bilaa sem semaki akin n lam lamaa wak waktu tu unt untuk uk men menggu ggunca ncangk ngkan an mak makaa

semakin besar pula luas permukaan spesifik yang didapat. 

Perhitungan Perhit ungan luas permu permukaan kaan spesi spesifik fik denga dengan n metod metodee Anali Analisis sis Differe Differensial nsial

lebih kecil hasilnya bila dibandingkan dengan metode Analisis Kumulatif. 

Pada percobaan operasi ayakan ini diperlukan kelihaian dan kejelian dalam

penimbangan yang didapat. 

Fakt Fa ktor or pe peny nyeb ebab ab be berk rkur uran angn gnya ya ju juml mlah ah ba baha han n

yang ya ng di diay ayak ak ha haru rusl slah ah

dihi di hind ndark arkan an se sedi dini ni mu mung ngki kin, n, se sepe pert rtii an angi gin, n, ke kesa sala laha han n pe peni nimb mban anga gan n

(bisa

diakibatkan oleh alat yang tidak layak) , atau faktor akurasi lainnya.

IX.

DAFTAR PU PUSTAKA

Anonimus. 2003. Petunjuk Praktikum Operasi Teknik Kimia, Lab. Operasi Teknik Kimia FT-UMJ. Fakultas Teknik, Jurusan. Kimia Universitas Muhammadiyah Jakarta. Cabe W.L, Mc. and Smith, J.C. 1956. Unit Operation of Chemical Engineering , Mc.Graw Hill Ltd. New York Satibi, Lukman Dr. Ir. 2003. Diktat Kuliah Operasi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Jurusan. Kimia Universitas Muhammadiyah Jakarta.

JAWABAN TUGAS

1. Seb Sebutk utkan an analis analisaa kesalah kesalahan an pada pada praktik praktikum um ? Analisa yang didapat antara lain :

•

Akurasi penimbangan yang kurang akibat alat sudah tidak layak (rusak).

•

Faktorr angin sehingga Fakto sehingga meny menyebabk ebabkan an pada saat ditim ditimbang bang kemungkinan kemungkinan akan jatuh kebawah.

19

•

Proses pembersihan ayakan sebelum dimulai yang kurang bersih.

•

Penglihatan pada waktu ayakan yang kurang ketelitian. Praktikum Teknik Kimia IV – Ayakan (Shieving)

•

Human error.

2. Ga Gamb mbar ar Ala Alatt Peme Pemeca cah! h!

Ball Mill – cara cutting

20


Ayakan - Praktikum Teknik Kimia IV - Zeffa Aprilasani

Recommend Documents