1. Pengecilan ukuran zat padat (size reduction of solid) Badger & Bachero, "Introduction to Chemical Engineering".
Dalam industry memproses bahan baku dalam keadaan padat sering dilakukan pengecilan ukuran partikel zat padat tersebut. Misal dalam produksi plester batu kapur (gypsum rock). Ukuran bahan baku kapur yang diperoleh dari galian berbentuk bongkahan yang berukuran besar, kadang-kadang diameternya 5 ft maka harus diproduksi sampai ukuran yang cukup halus agar bias melalui ayakan 100 mesh. Dengan tujuan melindungi permukaan spesifik yang cukup sehingga hidrasi lebih cepat. Ini berarti memperkecil ukuran dari 60 inchi ke 0.005 inchi. Demikian juga pigment dalam cat harus sangat halus, intuk memberikan perlindungan permukaan yang halus, bila dipakai terhadap suatu permukaan. Prinsip pengecilan ukuran zat padat : (1 dan 2 untuk pemecahan kasar/coarse crushing)(3 dan 4 untuk yang lunak dan ukuaran halus) 1. Tekanan (compression) 2. Benturan (impact) 3. Gesekan (attrition) 4. Potongan(cutting) 5. Aksi dari medium disekitarnya (colloid mill) 6. Penggunaan energy yang bukan mekanis (thermal shock dll) Tujuan pengecilan ukuran tidak hanya untuk membuat suatu yang kecil dari suatu yang besar, tetapi juga memproduksi suatu produk yang memerlukan memerlukan ukuran atau range ukuran tertentu. tertentu. Ukuran yang dibutuhkan untuk bermacam-macam produk luas sekali, oleh karena itu dipakai mesin dan cara yang berbeda. Seperti batu bara berbentuk bubuk, digunakan secara luas untuk pembakaran dapur industry. Batu bara berbentuk gumpalan, juga dimasukkan ke dalam dapur dengan stoker secara mekanik. Tetapi batu bara yang berbentuk bubuk tidak dapat dipakai dalam stoker dan batu batu bara yang berbentuk gumpalan tidak dapat dipakai dalam peralatan yang dirancangkan untuk pembakaran batu bara berbentuk bubuk. Dalam beberapa hal, dibutuhkan hasil produk yangn mempunyai batas variasi ukuran sempit. Biasanya tidak bias hanya dengan pengecilan ukuran biasa saja, tapi juga disertai pengayakan (screening) dan pembagian kelas, untuk memperoleh batas range ukuran yang diperlukan. 1a.
Tingkatan pengecilan ukuran Pengecilan ukuran zat padat secara komersial dari 1ft atau lebih (diameter) ke ukuran 200 mesh, biasanya paling sedikat dibagi dalam 3 stage/step seperti di bawah ini, dimana pembagiannya menurut tipe-tipe mesin yang paling sesuai untuk masing-masing stage/step : 1. Pengecilan ukuran kasar (course size reduction), feed dari 2-96 inchi atsu lebih. 2. Pengecilan ukuran medium (intermediate size reduction), feed dari 1 -3 inchi. 3. Pengecilan ukuran halus (fine size reduction), feed dari 0.25-0.5 inchi.
1b.
Variable operasi Variable atau factor yang mempengaruhi proses pengecilan / pemecahan : 1. Kadar air (moisture content). Kadar air zat padat akan direduksi ukurannya sangat penting. Bila lebih kecil dari 3-4% berat, tidak ada kesulitan atau gangguan tetapi bila lebih besar dari 4% berat kebanyakan bahan menjadi lengket (sticty) atau seperti
adonan (pasty) yang cenderung menyebabkan penyumbatan pada mesin. Persoalan ini terjadi dalam tingkatan pengecilan ukuran kasar atau medium. Bila kadar air diatas 50% disebut penggilingan basah (wet grinding). 2. Perbandingan reduksi (reduction ratio). Yaitu perbandingan diameter rata-rata feed terhadap diameter rata-rata produk. Makin besar reduction r atio, berarti produk makin halus dan juga tenaganya akan semakin besar. Kebanyakan mesin mempunyai harga reduction ratio 3-7 untuk penghancuran kasar dan reduction ratio bias sampai 100 untuk penghancuran halus. 3. System penghancuran. Ada 2 macam yaitu a. free crushing, dimana produk penghancuran, yang bagian halus dipindan secara cepat. Setelah melalui / berada di crushing zone yang relative pendek. Produk dapat mengalir keluar secara gravitasi, ditiup keluar dengan udara bertekanan, dicuci keluar dengan air atau dilempar keluar dengan gaya centrifugal. Cara oprasi ini untuk menhindari pembantukan ukuran halus yang berlebihan, dengan pembatasan waktu pengkontakan. b. Dalam choke crushing (kebalikan dari free crushing), penghancur dilengkapi dengan alat penampung umpan dan pengisiannya dijaga, sehingga hasil produk penghancur tidak keluar secara bebas. Hal ini untuk menaikkan proposi bagian halus dan akan menurunkan kapasitas. Dalam beberapa contoh, choke crushing dapat menghasilkan operasi ekonomis, menghilangkan satu atau lebih stage / step reduksi karena jumlah halus yang diproduksi besar. Tiap stage dalam pengecilan ukuran sering diikuti dengan suatu unit pemisahan ukuran. Bila material yang kasar (oversize) dikembalikan ke penghancur, maka operasi ini disebut closed circuit. Bila tidak ada yang dikembalikan disebut open circuit. Operasi close circuit lebih ekonomis karena menghemat tenaga penghancur dan menghasilkan material yang berukuran lebih seragam.
Kasar CRUSHER
SCREEN
Halus yang diinginkan
2. Klasifikasi dan Seleksi Alat Pengecil Ukuran A.Primary Crusher : 1. Gyratory Crusher 2. Jaw Crusher 3. Fairmount Crusher 4. Screw Crusher B. Secondary Crusher : 1. Crushing roll
2. Single roll crusher 3. Hammer mill 4. Ring crusher 5. Shredder 6. Rotary crusher 7. Squirrel cage disintegrator 8. Gyratory crusher (untuk ukuran halus) 9. Jaw crusher (untuk ukuran halus) C. Intermediate Crusher : 1. Rod mill D.Fine Grinding Mill atau Pulverizer : 1. Pebble mill 2. Ball mill 3. Tube mill 4. Compartment tube mill 5. Conical ball mill 6. Conical pebble mill 7. Ring roll mill 8. Bowl mill 9. Buhrstone mill 10. Canary pulverizer Mengenai klasifikasi alat-alat bermacam-macam, tergantung pada literature tetapi pada gari s besarnya tidak berbada banyak. Ada beberapa literature misalnya dari badger (hal 661), perry (edisi 6, table 8-4). Kekerasan dari suatu mineral, plastic dapat dapat didefinisikan sebagai katahanan terhadap goresan dan bisanya dinytakan dalam skala mo hs. Yang mana nomor kekerasan makin besar adalah semakin keras, didasarka mineral : 1. Tale 2. Gypsum 3. Calcite 4. Fluorite 5. Apatite 6. Feldspar 7. Quartz 8. Topaz 9. Corundum sapphire 10. Diamond 3. Jenis Alat Pengecil Ukuran 3a. Pemecah Rahang ( Jaw crusher) Ada 2 tipe, pemecah rahang blake ( blake jaw crusher) dan pemecah rahang dodge (dodge jaw crusher). Pemecah rahang blake lebih umum dan lebih dahulu ditemukan. Prinsip kerja Pemecah rahang blake Rangka (rectangular frame), terbuat dari besi tuang/cor atau baja. Permukaan rangka tersebut dihubungkan dangan rahang tetap yang
terpasang secara vertical atau bersudut. Rahang tetap terbuat dari basi tuang, baja mangan atau bahan yag lain yang tahan kikisan (abrasif). Permukaan pemecah rahang biasanya dibuat bergigi untuk memusatkan tekanan pada luas yang relative kecil karena pemecah rahang bekerja berdasarkan tekanan. Untuk menaikkan tekanan maka luas rahangnya diperkecil dengan membuat rahang bergigi. Karena luas rahang mejadi kecil maka tekanan manjadi besar (P=K/A), efisiensi lebih tinggi. Ketika as utama berputar, sumbu eksentrik menyebabkan pekerja (pitman) bergoyang denga arah vertical, dan tangkai (toggle bars) mengubah gerakan pekerja yang bergoyang (oscilate) itu kedalam gerakan maju mundur (reciprocating) dari rahang-rahang gerak (moveble jaw). Pemecah rahang tetap tersebut bias dilengkapi atau tidak dengan pasak pengantar (adjustable bearing) yang terdiri dari 2 blok bantalan tetap dan pasak pengatar untuk mengatur jarak antara rahang tetap dan rahang gerak sehingga dapat mengatur ukuran produk. Prisip kerja pemecah rahang dodge, mempunyai konstruksi yang ag ak mirip dengan pemecah rahang blake. Perbedaanya terletak pada rahang gerak (movable jaw), dimana rahang gerak dari pemecah rahang dodge diberi poros pada bagian bawah, secara praktis, lebar pembukaan pengeluaran pemecah ini akan tetap, karena i tu menghasilkan suatu produk yang berukuran lebih merata. Pemecah i ni memebutuhkan tangkai. Rahang beroperasi melalui pitman yang digerakkan oleh adanya sumbu eksentrik. 3b. Pemecah kerucut gyratory (Gyratory crusher) Prisip kerja pemecah ini pada dasarnya sama dengan pemecah rahang yaitu, elemen pamacah bergerak manuju plat pemecah tetap dan pergi dari plat pemecah tetap. Pemecah ini terdiri dari kerangka luar yang bagian dalam bersandar suatu permukaan yang berbentuk kerucut, dikenal sebagai concaves dan bagi an tengah concaves ada suatu kepala pemecah kerucut 3c. Pemecah Kerucut (cone crusher) 3d. Pemecah berputar ( Rotary crusher) 3e. Pemecah berputar/rotasi (rotating crusher) 3f. Pemecah Rol gigi / pemecah fairmount (toothed roll crusher / fairmount crusher ) 3g. Pemecah Pelindis (crushing roll) 3h. Pemecah Dengan Benturan (impact breaker) 3i. Penggiling Palu (hammer mill) 3j. Disitegrator Sangkar Bajing (Squirrel cage disintegrator) 3k. Penggiling System Jatuh (tumbling mill) 3l. dll
