III- 1 -
ABSTRAK Ukuran partikel yang bentuknya beraturan, misalnya berbentuk bola atau kubus, ukuran dan bentuknya dapat dinyatakan dengan mudah. Tetapi, partikel yang bentuknya tak beraturan (seperti butiran-butiran besar dan serpihan mika). Istilah ukuran ( size) size) dan bentuk ( shape) shape) tidak begitu jelas dan harus didefinisikan dengan jalas. Dirangkai alat seperti pada Gambar 3.1, diperhatikan ukuran dari ayakan dari yang paling besar (berada di atas) sampai yang paling kecil (berada di bawah) dan tempat penampung pada bagian bawah ( receiver y). y). Sejumlah sampel ditimbang dengan neraca analitik sebelum dimasukkan pada ayakan paling atas, setelah itu memastikan lid dan clamp clamp terpasang dengan sempurna. Kecepatan ayakan diatur pada kecepatan 40 rpm dan menekan power shaker , membiarkan ayakan berlangsung selama 2 menit. Sampel ditimbang yang berada di setiap ayakan dan tempat penampung. Untuk keakuratan perhitungan, berat sampel mula-mula sama dengan jumlah sampel yang dihitung pada tiap ayakan dan kolom penampung. Persentase fraksi massa tertinggi dengan kecepatan 40 rpm diperoleh pada ayakan dengan ukuran 500 mikron sebesar 40 %. Pada kecepatan 80 rpm berturut-turut pada ukuran 250 mikron dengan fraksi massa terbesar adalah 41.2667%. Persentase cumulative oversize oversize tertinggi dengan kecepatan vibrasi 40 rpm pada ukuran 710 mikron sebesar 48.2667 % dan 80 rpm terdapat pada ukuran 355 mikron sebesar 29.1667%. Persentase cumulative undersize kecepatan vibrasi 40 rpm pada ukuran 1000 mikron sebesar 87.5667 % dan 80 rpm terdapat pada ukuran 500 mikron mikron sebesar 83.467%.
Kata kunci : cumulative oversize, cumulative undersize
III- 2 -
PERCOBAAN 3 SOLI DS HANDL I NG STUDY STUDY BENCH
A. DISTRIBUSI UKURAN CAMPURAN 3.A.1 PENDAHULUAN 3.A.1.1 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah menghitung dan menganalisis distribusi ukuran dari padatan dengan d engan menggunakan sieve menggunakan sieve track dan dan vibrator shaker .
3.A.1.2 Latar Belakang
Bentuk dari berbagai macam ukuran partikel dapat dibedakan di mana partikel itu berada sesuai dengan ukuran dari ayakan yang digunakan, jika lolos dari ayakan maka ukuran yang diharapkan telah didapat, sedangkan padatan yang tertinggal pada ayakan tidak sesuai dengan ukuran padatan yang diinginkan. Untuk mempercepat proses pengayakan biasanya digunakan suatu alat yang disebut dengan vibrator shaker dengan dengan kecepatan tertentu. Dalam dunia industri, pengayakan digunakan untuk mengukur distribusi ukuran partikel sehingga diperoleh ukuran partikel yang diinginkan atau disesuaikan dengan spesifikasi alat proses selanjutnya dalam proses tersebut. Dalam proses pengayakan yang sering dilaksanakan di industri, zat padat biasanya dijatuhkan dan dilempar ke permukaan pengayak hingga ada yang lolos dan tertahan. Contohnya dalam bidang industri terdapat pada pabrik CPO ( crude palm oil ) dan pabrik semen. Oleh karena itu, percobaan ini penting dilakukan bagi praktikan agar dapat bermanfaat dalam memisahkan partikel menurut ukurannya. ukurannya.
III- 3 -
3.A.2 DASAR TEORI
Partikel zat padat secara individu dikarakteristikkan dalam bentuk, ukuran dan densitasnya. Partikel zat padat homogen mempunyai densitas yang sama dengan bahan bongkahannya. Ukuran partikel yang bentuknya beraturan, misalnya berbentuk bola atau kubus, ukuran dan bentuknya dapat dinyatakan dengan mudah. Tetapi, partikel yang bentuknya tak beraturan (seperti butiran butiran besar dan serpihan mika). Istilah ukuran ( size) size) dan bentuk ( shape) shape) tidak begitu jelas dan harus didefinisikan dengan jalas (Mc Cabe, 1999 1999 : 927). Cara-cara untuk menentukan ukuran sebuah partikel dapat disebutkan dengan beberapa istilah. Contoh : a. Partikel berbentuk bola, dimensi ukuran yang penting antara lain: Diameter, volum dan luas permukaan. b. Partikel berbentuk kubus, dimensinya berupa
panjang, volum dan
luas
permukaan. Prosedur pemisahan komponen-komponen campuran dapat dikelompokkan menjadi dua golongan. Golongan pertama meliputi perubahan fase atau perpindahan bahan dari satu fase ke fase lainnya. Golongan kedua meliputi metode-metode yang disebut separasi mekanik yang digunakan untuk campuran homogen, koloid, yang merupakan campuran golongan antar zat, biasanya tidak ditangani dengan metode ini, karena ukuran partikel lebih kecil daripada 0,1 m. Teknik-teknik didasarkan pada perbedaan fisika antara partikel-partikel itu seperti ukuran, bentuk dan densitas (Mc Cabe, 1999 : 994). Pengayakan ( screening ) ialah melewatkan bahan melalui ayakan seri ( sieve sieve shaker ) yang mempunyai ukuran lubang ayakan semakin kecil. Setiap pemisahan padatan berdasarkan ukuran diperlukan pengayakan. Standar screen mampu mengukur partikel dari 76 mm sampai dengan 38 μm. Operasi screening dilakukan dengan jalan melewatkan material pada suatu permukaan yang banyak lubang atau opening atau opening dengan dengan ukuran yang sesuai. Ditinjau dari sebuah ayakan :
III- 4 -
Operasi Screning padatan padatan Gambar 3.A.1 Operasi Screning
Fraksi oversize
= fraksi padatan yang tertahan ayakan.
Fraksi undersize
= fraksi padatan yang lolos ayakan.
Jika ayakan lebih dari 2 ayakan yang berbeda ukuran lubangnya, maka akan diperoleh fraksi-fraksi padatan dengan ukuran padatan sesuai dengan ukuran lubang ayakan (Distantina, 2009 : 1). Pengayakan ( screening ) adalah suatu metode untuk memisahkan partikel menurut ukuran semata. Dalam proses pengayakan yang digunakan dalam industri, zat padat dijatuhkan atau dilemparkan ke permukaan pengayak. Partikel yang di bawah ukuran (undersize ( undersize), ), akan lolos melewati bukaan ayak, sedang yang di atas ukuran atau yang besar (oversize ( oversize), ), atau buntut (tails ( tails)) akan tertahan. Satu ayakan tunggal hanya dapat memisahkan dua fraksi saja setiap kali pemisahan. Fraksi disebut fraksi yang belum berukuran (unsized ( unsized fraction), fraction), karena baik ukuran besar maupun kecil daripada partikel yang terkandung tidak diketahui. Pengayakan itu kadang dilakukan dalam keadaan basah, tetapi lebih lazim dalam keadaan kering (Mc Cabe, 1999 : 994-995). Ditinjau dari sejumlah campuran partikel diayak dalam suatu susunan ayakan, di laboratorium (menggunakan ( menggunakan sieve sieve shaker ) :
Gambar 3.A.2 Susuanan Ayakan
III- 5 -
1. Masing-masing padatan yang diperoleh ditimbang dan dijumlahkan. 2. Setiap ayakan ukuran tertentu dihitung fraksi massa partikel yang lolos atau fraksi massa yang tertahan dan diameter rata-ratanya. 3. Data fraksi massa dan diameter ditabulasikan, serta data di atas disajikan dalam grafik.
Keterangan:
(Distantina, 2009 : 6). Pemisahan komponen-komponen komponen-komponen dari suatu campuran menjadi fraksi-fraksi individual. Fraksi-fraksi itu mungkin berbeda satu sama lain dalam ukuran partikel, fase dan komposisi kimianya. Bahan baku mungkin harus dimurnikan dengan memisahkan impuritas yang mencemarinya. Dua produk atau lebih di dalam suatu campuran harus dipisahkan menjadi hasil-hasil yang murni. Sesuatu Yang keluar dari suatu langkah proses yang terdiri dari campuran antara produk dan bahan bahan mentah yang belum terkonversi terkonversi
harus dipisahkan, sehingga bahan
mentah yang tidak berubah dapat dialirkan kembali ke zona reaksi untuk pengolahan lebih lanjut, atau suatu zat yang berharga, seperti bijih logam yang terdispersi di dalam massa bahan yang tidak diperlukan harus dipisahkan dan dipulihkan, sedangkan bahan yang tak berguna dibuang (Mc Cabe, 1999 : 994). Ayakan yang digunakan di industri biasanya terbuat dari anyaman kawat, sutra, atau plastik, pasir 1000 mikronngan-pasir 1000 mikronngan logam atau plat-plat logam yang berlubang atau bercelah atau kawat penampangnya berbentuk biji. Logam-logam yang digunakan juga bermacam-mac am, tetapi yang lazim dipakai adalah baja tahan karat. Ayakan standar mempunyai ukuran mesh yang berkisar antara 4 in sampai 400 mesh. Sedang ayakan yang terbuat dari logam yang digunakan secara komersial ada yang mempunyai lubang sehalus 1 m (Mc Cabe, 1999 : 995).
III- 6 -
Gambar 3.A.3 Motions of screens : (a) gyrations in horizontal plate
(b) gyrations in vertical plate (c) gyrations at one end shaking at orther (d) shaking (e) mechanically vibrated (f ) electrically vibrated
Penyajian
data
distribusi
ukuran
suatu
campuran
( particle
size
distribution), distribution), dapat diperoleh dari average particle size size dengan screen aperture (lubang ayakan). Lubang pada ayakan dapat dibuat dari rangkaian anyaman kawat atau dari plat yang dilubangi.
Gambar 3.A.4 Screen aperture (lubang aperture (lubang ayakan)
(Distantina, 2009 : 4).
III- 7 -
3.A.3 METODOLOGI PERCOBAAN 3.A.3.1 Alat
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah sieve s ieve/ayakan, /ayakan, shaker, shaker, dan stopwatch dan stopwatch..
Rangkaian alat:
Lid1
Clam 3 bar
Clamp 2 nuts spring
4
Various size 5 sieves
Keterangan : 1. Lid
2,0 mm
2. Clamp nuts
1,0 mm
3. Clamp bar 4. Spring
710 mm
5. Various size sieves 500 mm
355 mm
Power switch 9 Shaker speed control at rear of 10 panel
250mm Receiver 6 shaker 7
6. Receiver 7. Shaker 8. Rubber feet 9. Power switch 10. Shaker speed control at rear of panel
Rubber8feed
Gambar 3.A.5 Rangkaian Alat Percobaan Distribusi Ukuran Campuran
3.A.3.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah pasir.
3.A.3.3 Prosedur Kerja
Di rangkai alat seperti pada Gambar 3.1, memperhatikan ukuran ukuran dari ayakan dari yang paling besar (berada di atas) sampai yang paling kecil (berada di bawah) dan tempat penampung pada bagian bawah ( receiver y). y). Sejumlah sampel ditimabng dengan neraca balance sebelum balance sebelum dimasukkan pada ayakan paling atas, setelah itu memastikan lid dan clamp clamp terpasang dengan sempurna. Kecepatan
III- 8 -
ayakan diatur pada kecepatan 40 rpm dan menekan power shaker , membiarkan ayakan berlangsung selama 2 menit. Sampel ditimbang yang berada di setiap ayakan dan tempat penampung. Untuk keakuratan perhitungan, berat sampel mula-mula sama dengan jumlah sampel yang dihitung pada tiap ayakan dan kolom penampung. Data hasil pengamatan ditulis pada tabel pengamatan. Grafik dibuat dari data yang diperoleh dalam bentuk grafik cumulative oversize oversize dan cumulative undersize undersize terhadap ukuran ayakan. Percobaan diulang dengan kecepatan ayakan 80 rpm.
III- 9 -
3.A.4 HASIL DAN PEMBAHASAN 3.A.4.1 Hasil Pengamatan Pengamatan Tabel 3.A.1 Hasil Pengamatan pada Distribusi Ukuran Campuran
Ukuran Ayakan (mikron )
Massa Sampel
Fraksi massa
40 rpm
80 rpm
40 rpm
80 rpm
2000
0.7
0.3
0.2333
0.1
1000
37.3
9
12.4333
3
710
105.8
14
35.2667
4.6667
500
120
26.6
40
8.8667
355
21.2
37.7
7.0667
12.5667
250
6
123.8
2
41.2667
Receiver
9
88.6
3
29.5333
3.A.4.2 Hasil Perhitungan Perhitungan Tabel 3.A.3 Hasil Perhitungan pada Distribusi Ukuran Campuran
Ukuran Ayakan (mikron)
Cumulative Oversize % Oversize %
Cumulative Undersize % Undersize %
40 rpm
80 rpm
40 rpm
80 rpm
2000
0.2333
0.1
100
100
1000
12.6667
3.1
87.5667
97.0
710
47.9333
7.7667
52.3
92.3333
500
87.9333
16.6333
12.3
83.4667
355
95
29.2
5.2333
70.9
250
97
70.4667
3.2333
29.6333
Receiver
100
100
0.2333
0.1
3.A.4 3 Pembahasan
Percobaan yang dilakukan dengan menggunakan kecepatan snaker sebesar 40 rpm dan 80 rpm. Ayakan yang digunakan tersebut menggunakan ukuran 2 mm samapai 250 mikron. Adanya variasi kecepatan ini bertujuan agar diperoleh perbedaan distribusi ukuran campuran yang merupakan hasil pengayakan. Distribusi ukuran campuran adalah pendistribusian atau pembagian ukuran partikel yang diayak sesuai dengan ukuran a yakan. Hasil ayakan a yakan merupakan hasil
III- 10 -
yang sesuai dengan ukuran ayakan yang tertahan diatas ayakan (oversize ( oversize)) dan partikel yang lolos melewati mele wati ayakan a yakan (undersize (undersize). ). Dari data yang diperoleh , dapat dibuat grafik hubungan fraksi massa (%) dalam berbagai ukuran ayakan.
45 40
) 35 % ( 30 a s s a25 M 20 i s k15 a r F10
40 rpm 80 rpm
5 0 0
500
1000
1500
2000
2500
Ukuran Ayakan (mikron) Gambar 3.A.6 Hubungan Ukuran Ayakan dengan Fraksi Massa
Dari gambar 3.A.2 menunjukkan bahwa grafik persentase fraksi massa sampel
pada
setiap
ayakan.
Dapat
diketahui
bahwa
kecepatan
vibrasi
mempengaruhi fraksi massa yang dihasilkan pada setiap ayakan . Pada dasarnya getaran yang keras akan menghasilkan partikel lolos ayakan yang lebih banyak, sehingga fraksi massa yang berukuran besar akan lebih kecil. Fraksi massa yang lolos ayakan dari ayakan kecil akan lebih besar karena semakin banyak partikel yang lolos ayakan dari ayakan berukuran besar seiring dengan meningkatnya kecepatan vibrasi. Naik turunnya nilai pengayakan pada grafik menunjukkan bervariasinya jumlah partikel. Fraksi massa terbesar tidak hanya terdapat pada ayakan 250 mikron ataupun receiver saja, sehingga tidak terbentuk garis lurus. Fraksi massa terbesar cenderung berada pada ayakan dengan ukuran 710 mikron, 500 mikron, 250 mikron, dan receiver . Hal ini karena pasir yang digunakan adalah berukuran acak sehingga lebih banyak mengandung partikel dengan ukuranukuran tersebut.
III- 11 -
Pada kecepatan 40 rpm fraksi massa terbesar diperoleh pada ayakan dengan ukuran 500 mikron. Pada kecepatan 80 rpm , Fraksi massa terbesar diperoleh pada ayakan dengan ukuran 250 mikron. Dari grafik ini dapat dilihat bahwa peningkatan kecepatan vibrasi dapat meningkatkan jumlah partikel yang lolos ayakan, sehingga pada kecepatan tertinggi, fraksi massa terbesar diperoleh pada ayakan dengan ukuran yang lebih kecil dari pada
ukuran ayakan yang
memiliki ukuran fraksi massa besar untuk kecepatan vibrasi yang lebih kecil aksi massa terbesar. Fraksi massa terbesar untuk ukuran ayakan 2000 mikron diperoleh dengan kecepatan vibrasi 40 rpm yaitu 0.2667%. Hal ini dikarenakan partikel pasir lumayan banyak lolos melewati ayakan akibat getaran yang sedang. Ayakan yang digetarkan dengan kecepatan kecil tidak menyebabkan semua partikel saling bertumbukan, sedangkan pada percobaan kecepatan yang dilakukan besar sehingga menyebabkan sebagian partikel saling bertumbukan secara sempurna, mengakibatkan pertikel jatuh sebagisn. Terdapat sisa ayakan 2000 mikron kesalahan lainnnya kurang lama melakukan proses ayakan. Pada ukuran ayakan 1000 mikron , dan 710 mikron , fraksi massa pada ukuran ayakan tersebut memiliki nilai yang lebih besar dari ukuran 2000 mikron pada kecepatan 40 rpm, masingmasing sebesar 12.5% dan 13.5%. Namun untuk ukuran 500 mikron dan 355 mikron , fraksi massa terbesar diperoleh 40%. Hal Ini diakibatkan kurangnya waktu pengayakan. Ukuran 250 mikron dan mikron dan receiver memiliki memiliki nilai 2.0667% dan 3%. Fraksi massa pada kecepatan 80 rpm denga ukuran 2000 mikron mikron sampai receiver yang didapat sebesar 0.1333%; 3%; 4.6%; 8.833%; 12.6%; 41.2667%; 29.5667%.. Dari hasil yang diperoleh ukuran terbesar diperoleh pada ukuran 250 mikron dan receiver. Hal ini disebabkan karena semakin banyak partikel yang lolos dari ayakan sehingga mengakibatkan kecepatan virbrasi tinggi. Kecepatan vibrasi mempengaruhi hasil ayakan dimana semakin besar kecepatan, semakin banyak lolos melewati ayakan. Pengaruh lolosnya yakan pertikel yang melewati ayakan adalah tumbukan antar partikel dengan kecepatan vibrasi yang besar, pergerakan antar partikel juga mempengaruhi yang menyebabkan partikel berada pada posisi vertikel yang akan membantu melewati ayakan, dan gaya gravitasi
III- 12 -
juga mempengaruhi karena sampel yang lolos ayakan akan jatuh kebawah sedangkan sampel yang tidak lolos akan tertahan ini dikarenakan ukuran ayakan lebih kecil dari sampel ayakan yang akan dijelaskan dalam gambar berikut: 120
) % ( 100 e z i s r 80 e v O 60 e v i t a 40 l u m u 20 C
40 rpm 80 rpm
0 0
500
1000
1500
2000
2500
Ukuran Ayakan (mikron)
Gambar 3.A.7 Hubungan Ukuran Ayakan dengan Cumulative Oversize
Gambar 3.A.7 menunjukkan bahwa besar ukuran ayakan (mikron) berbanding terbalik dengan persentase cumulative oversize. oversize. Sehingga semakin besar ukuran ayakan, massa sampel yang tertahan (cumulative oversize) oversize) akan semakin kecil. Hal ini dikarenakan partikel-partikel sampel telah banyak lolos melewati ayakan. Perhitungan cumulative oversize untuk oversize untuk suatu ukuran ayakan itu sendiri merupakan penjumlahan massa-massa sampel yang tertahan pada ayakan dan pada ayakan-ayakan sebelumnya, sehingga untuk ayakan berukuran besar massa sampel yang tertahan akan lebih sedikit dibandingkan massa sampel yang tertahan pada ayakan berukuran kecil. Nilai cumulative oversize terbesar pada kecepatan 40 rpm
dan 80 rpm
terdapat pada ayakan 355 mikron mikron sebesar
48.2667% dan receiver sebesar sebesar 29.1667%. Kecepatan vibrasi yang besar menyebabkan partikel banyak lolos melewati ayakan, sehingga massa yang tertahan semakin sedikit. Pada percobaan ini, dibuat grafik hubungan antara cumulative undersize undersize dalam berbagai ukuran ayakan (mikron) sebagai berikut :
III- 13 -
120
) % ( 100 e z i s 80 r e d n U 60 e v i t 40 a l u m 20 u C
40 rpm 80 rpm
0 0
500
1000
1500
2000
2500
Ukuran Ayakan (mikron) Gambar 3.A.8 Hubungan Ukuran Ayakan dengan Cumulative Undersize
Gambar 3.A.8 menunjukkan bahwa besar cumulative undersize berbanding lurus dengan ukuran ayakan. Di mana semakin besar ukuran ayakan, semakin besar pula persentase cumulative undersize. undersize. Hal ini juga dikarenakan semakin banyaknya partikel yang lolos melewati ayakan, sedangkan penghitungan cumulative undersize merupakan penjumlahan massa sampel yang lolos pada tiap ayakan, sehingga yang berukuran besar akan memiliki cumulative undersize besar undersize besar dan ayakan berukuran kecil memiliki cumulative undersize kecil. Faktor yang mempengaruhi besar ukuran partikel adalaah adanya tumbukan antara partikel dengan dinding screening . Selain itu, meningkatnya kecepatan vibrasi akan turut meningkatkan besarnya cumulative undersize dikarenakan getaran. Dari hasil percobaan diperolaeh cumulative undersize terbesar dengan kecepatan vibrasi 80 rpm, menyatakan paling baik proses pengayakan dalam kecepatan terbesar. Kemudian dipengaruhi pula oleh kohesi antar partikel, adhesi partikel terhadap permukaan ayak, dan ratio diameter partikel terhadap lebar bukaan ayak. Meningkatnya
kecepatan
vibrasi
(getaran)
akan
meningkatkan
gerakan
antarpartikel dan jumlah kontak antarpartikel dan permukaan ayak. Sedangkan adhesi partikel terhadap permukaan ayak, kohesi antarpartikel, interferensi oleh hamparan
terhadap
gerakan
masing-masing
partikel,
pembutaan,
dan
III- 14 -
kemencengan arah tumbukan partikel pada permukaan ayak akan mengganggu proses pengayakan.
III- 15 -
3.A.5 PENUTUP 3.5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari percobaan ini adalah : 1. Faktor-faktor yang mempengaruhi pengayakan antara lain kecepatan pengayakan, diameter partikel, diameter ayakan, danwaktu pengayakan. pengayakan. 2. Persentase fraksi massa tertinggi dengan kecepatan 40 rpm diperoleh pada ayakan dengan ukuran 500 500 mikron sebesar 40 %. Pada kecepatan 80 rpm 41.2667% pada ukuran 250 mikron. 3. Persentase cumulative oversize oversize tertinggi dengan kecepatan vibrasi 40 rpm pada ukuran 710 mikron sebesar 48.2667 % dan 80 rpm terdapat pada ukuran 355 mikron sebesar 29.5667%. 4. Persentase cumulative undersize kecepatan vibrasi 40 rpm pada ukuran 710 mikron sebesar 52.3% dan 80 rpm terdapat pada pada ukuran 250 250 mikron sebesar 29.63%.
3.5.2 Saran
Saran yang dapat diberikan untuk percobaan ini adalah sebaiknya lebih teltii dalam pemasangan lid dan dan clamp hingga ayakan tidak bergeser.
III- 16 -
ABSTRAK
Sudut respon alami adalah besarnya sudut yang dibentuk oleh suatu material terhadap bidang horizontal. Kandungan/komposisi dari material sering menjadi faktor pengontrol dalam menentukan sudut respon alami. Sudut respon alami ini tergantung dari jenis material termasuk bentuk dan kelembutan partikel dan keseragaman partikel. Angle chamber diisi dengan sampel sampai terisi setengah bagian. Chamber diputar secara perlahan sampai partikel mulai bergerak/tergelincir dan mencatat nilai protektor angka. Langkah 1-2 diulangi untuk sampel yang sama, mencatat hasil yang diperoleh dalam tabel. Repose tabel. Repose angle chamber diamati. Sudut respon alami gula dan beras sebesar 42.667o dan 40o. Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai sudut respon alami adalah bentuk, ukuran, kehalusan, kelembapan dan keseragaman partikel. Kata kunci : Repose : Repose angle chamber
III- 17 -
B. SUDUT RESPON ALAMI 3.B.1 PENDAHULUAN 3.B.1.1 Tujuan Percobaan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini untuk menghitung sudut respon alami untuk berbagai material dan mengkaji pengaruh kandungan material terhadap sudut respon alami.
3.B.1.2 Latar Belakang
Nilai sudut respon alami suatu material menunjukkan aliran material tersebut, semakin kecil nilai sudut respon alami maka aliran akan semakin baik, sebaliknya jika nilai sudut respon alami besar maka alirannya kurang baik. Sudut respon alami ini tergantung pada jenis material termasuk bentuk, kelembutan partikel dan keseragaman partikel juga kandungan/ komposisi dari material. Pada aplikasinya di dunia industri biasanya sudut respon alami berguna salah satunya adalah saat pemasukkan material ke dalam suatu bin, bin, yang mana semakin kecil nilai angle of repose maka repose maka semakin bagus aliran material tersebut. Percobaan sudut sudut respon alami dalam skala laboratorium yang dilakukan dalam praktikum dimaksudkan untuk memperkuat pemahaman tentang sudut respon alami itu sendiri, sehingga pengetahuan itu dapat diaplikasikan pada skala industri. Pada praktikum ini, percobaan dilakukan dengan menggunakan perangkat alat repose angle chamber .
III- 18 -
3.B.2 DASAR TEORI
Sudut respon alami adalah besarnya sudut yang dibentuk oleh suatu material terhadap bidang horizontal. Kandungan/komposisi dari material sering menjadi faktor pengontrol dalam menentukan sudut respon alami. Sudut respon alami ini tergantung dari jenis material termasuk bentuk dan kelembutan partikel dan keseragaman partikel.
Gambar 3.B.1 Sudut Respon Alami
(Tim Dosen Teknik Kimia, 2011: 20). Bahan lepas biasanya menunjukkan maksud dari peluncuran atau slide, slide, peluncuran ini bisa lurus atau spiral. Sudut slide horizontal harus cukup untuk mengatasi kekuatan pergeseran. Koefisien friksi berbeda- beda pada bahan yang berbeda tetapi sekitar 0,3 sampai 0,6 kebanyakan untuk padatan kering di atas slide slide baja. Bahan sering terjepit antara sisi peluncuran, menimbulkan kekuatan ekstra, sehingga pada sudut 45 derajat atau curam diperlukan untuk slide untuk slide.. Angle of slide adalah sudut dari ukuran minimum slope slope horizontal dimana material padat dapat bebas mengalir berdiri tanpa meluncur ke bawah yang besarnya kira-kira 17 0 , untuk lumpur basah, 27 0 untuk batubara antrasit, 31 0 untuk pasir, 35 0 untuk batu bara muda, 39 0 untuk pasir kering, 39-48 0 untuk kerikil (Brown, 1990 : 51) repose dengan aliran Tabel 3.B.1 Hubungan antara angle of repose dengan Angle of repose (derajat)
Aliran
<25
Sangat baik
25-30
Baik
30-40
Cukup
>40
Kurang baik
(Mc Cabe, 1999 : 298). Bergantung pada sifat-sifat alirannya, zat padat butiran dibagi atas dua kelompok, yaitu yang kohesif ( cohesive) cohesive) dan nonkohesif (noncohesive ( noncohesive). ). Bahan yang nonkohesif seperti biji-bijian dan subun (chip ( chip)) plastik, dapat mengalir
III- 19 -
dengan mudah dari bin bin atau silo. silo. Zat padat yang kohesif seperti lempung basah mempunyai ciri sulit mengalir melalui bukaan (Mc Cabe, 1999 : 297). Bahan yang dibawa atau dipindahkan dari suatu tempat ke tempat yang lain secara interval frekuensi, biasanya lebih ekonomis jika ditangani dengan instalasi permanen, ketika bahan harus melalui operasi seri, gavitasi bisa digunakan sebagai suatu keuntungan (Brown, 1990 : 51). Dalam karakteristik aliran, angle of repose repose dan kemampuan pengaliran adalah karakteristik terukur untuk test standar yang disediakan. Sebuah angle of repose (sudut repose (sudut natural alami) yang curam akan didedikasikan dengan kemampuan aliran lebih kecil. Istilah ”lubricity ”lubricity”” kadang-kadang kadang-kadang digunakan untuk padatan partikel. Untuk mengkorespondesikan secara kasar viskositas dari fluida (Perry, 1997 : 19-10). Angle of repose repose adalah sudut pada saat di mana suatu material akan berhenti pada gundukan. Hal ini digunakan untuk menentukan kapasitas dari sebuah bin atau bin atau gundukan. Sudut kerucut yang terbentuk pada puncak gundukan ketika sebuah bin sedang diisi akan menjadi lebih rata dibanding angle of repose dikarenakan adanya efek dari tumbukan t umbukan (Perry, 1997 : 21-27). Sudut α m adalah sudut gesek dalam (angle ( angle of internal friction) friction ) bahan yang bersangkutan. Tangen sudut ini adalah koefesien gesek antara kedua lapisan partikel. Bila zat padat bijian ditumpukkan pada permukaan p ermukaan datar, sisi tumpukkan itu akan membentuk sudut tertentu dengan horizontal, dan sudut ini selalu berulang. Sudut ini, αr , disebut sudut geming atau sudut geletak (angle ( angle of repose) repose) bahan yang bersangkutan. Secara ideal, jika massa itu benar- benar benar homogen, α 1 akan sama dengan αm. Dalam praktek, sudut geming selalu lebih kecil dari sudut gesekan-dalam karena butir-butir yang terdapat pada permukaan lebih longgar dari pada massa yang di dalam, dan biasanya juga lebih kering dan kurang lengket (Mc Cabe, 1999 : 299).
III- 20 -
3.B.3. METODOLOGI PERCOBAAN 3.B.1.1
Alat
Alat-alat yang digunakan adalah seperangkat alat repose angle chamber Rangaian Alat: Keterangan :
EQUIPMENT SET UP Air out
Air in
Air in
2. Cyclone
4
4 Delivery
1. Repose angel chamber
Air out
2
Delivery
3. Hopper
2
Suction Suction
4. Compressor switch
1 1
3
Orifices closed
FILLING
3
Orifices closed
EMPTYING
Gambar 3.B.2 Rangkaian Alat Percobaan Sudut Respon Alami
3.B.3.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut Beras dan gula pasir. 3.B.3.3 Prosedur percobaan
Angle chamber diisi dengan sampel sampai terisi setengah bagian. Chamber diputar secara perlahan sampai partikel mulai bergerak/tergelincir dan mencatat nilai protektor angka. Langkah 1-2 diulangi untuk sampel yang sama, mencatat hasil yang diperoleh dalam tabel. Repose angle chamber diamati. Langkah 1-3 diulangi untuk sampel jenis bereda.
III- 21 -
3.B.4 HASIL DAN PEMBAHASAN 3.B.4.1 Hasil Pengamatan Pengamatan dan Perhitungan Tabel 3.B.2 Hasil Pengamatan Sudut Respon Alami
Jenis sampel
Protektor 1
Protektor 2 Protektor 2
Protektor 3
Nilai rata-rata protektor
Gula
40
42
46
42.667
Beras
36
41
43
40
3.B.4.2Pembahasan
Sudut respon alami terjadi bila zat padat bijian ditumpukkan diatas permukaan datar, sisi tumpukan itu akan membentuk sudut tertentu dengan bidang bidang horizontal dan sudut ini selalu berulang. Sudut respon alami berhubungan dengan densitas , area permukaan dan koefisien fraksi dari material tersebut. Sudut respon alami tergantung pada jenis material termasuk bentuk dan kelembutan partikel serta keragaman partikel. Pada percobaan ini digunakan sampel gula dan beras . Bedasarkan pengamatan yang dilakukan terhadap sampel gula diperoleh sudut respon sebesar 42.667. Maka semakin halus, kecil, dan seragam ukuran dan bentuk suatu partikel maka sudut s udut responnya akan semakin besar. besar . Dari nilai sudut respon alami yang diperoleh dari 2 sampel, gula memiliki >beras . Hal ini karena karena yang ada karena bentuk partikel beras lebih halus dan seragam serta pasir ini memiliki ukuran partikel yang cenderung beraturan jika dibandingkan gula yang jatuhnya sangat licin dan cepat. Dengan kata lain, ukuran partikel berbanding terbalik terhadap aliran, maka sampel yang memiliki aliran paling buruk jika sudut alaminya semakin besar, pada contoh sampel seperti beras dibandingkan gula. Adapun hal-hal yang mempengaruhi sudut respon alami sudut partikel adalah jenis partikel, bentuk partikel, ukuran partikel, kehalusan partikel, dan keseragaman partikel. Selain itu sudut respon alami juga berpengaruh terhadap kandungan air pada material dan gaya kohesi antar partikel. Semakin besar gaya kohesi, maka partikel akan lebih sulit tergelincir.
III- 22 -
3.B.5 PENUTUP 3.B.5.1 Kesimpulan
Dari percobaan ini dapat diambil beberapa kesimpulan antara lai n : 1. Sudut respon alami gula dan beras sebesar 42.667o dan 40o. 2. Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai sudut respon alami adalah bentuk, ukuran, kehalusan, kelembapan dan keseragaman partikel.
3.B.5.2 Saran
Perlunya ketelitian pada saat pembacaan protektor angka untuk menentukan nilai respon karena sangat berpengaruh pada nilai sudut respon untuk mengetahui baik tidaknya aliran dari suatu partikel padatan.
III- 23 -
ABSTRAK
V-Blender adalah blender jatuh populer yang umumnya digunakan dalam industri farmasi dan makanan. Artikel ini menjelaskan desain, konstruksi, dan operasi standar V-Blender dan V-Blender dengan bar intensifier . Keuntungan dan kerugian dari V-Blender yang disorot. Gelas beker diisi dengan pasir, kemudian menghitung massa sampel. Memadatkan sampel yang ada, jika memungkinkan tambahkan lagi sampel sampai pada ukuran 100 ml. Berat sampel ditimbang pada gelas beker pada beker pada keadaan akhir. Air ditambahkan pada jenis sampel yang sama sampai keadaannya saturated , ditimbang kembali sampel. Langkah diulangi untuk jenis sampel yang berbeda. Hasil massa mixing yang yang diperoleh pada skala 4 terdapat sebesar 0.05% 0.05% pada pasir 1000 mikron dan 0.08% pada pasir. Skala 8 sebesar 0.08% pada pasir 1000 mikron dan 0.19% pada pasir. Faktor yang mempengaruhi pada percobaan ini yaitu sifat bahan. Bentuk material, jenis bahan, gaya kohesi bahan, gaya molekul, kelembapan atau kekeringan bahan. Kata kunci : V-blender, mixing
III- 24 -
C. V-blender 3.C.1 PENDAHULUAN 3.C.1.1 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menghitung effisiensi dari campuran material dalam v-blender.
3.C.1.2 Latar Belakang
Properti penting suatu alat v-blender digunakan dalam industri kimia. Vblender adalah alat yang sangat membantu memproses suatu bahan, apalagi bahan-bahan kimia yang berupa obat-opasir 1000 mikron, kosmetik, plastic, plastic, dan campuran sintesis. V-blender ini hampir konsisten digunakan karena campuran bahan dapat memenuhi spesifikasi produk. V-blender dapat ditemukan dalam kapasitas 0.5 kg, 1 kg, 2.0 kg, dan masih banyak lagi. V-blender ini ini mudah untuk dibersihkan , dan sangat ekonomis ekonomis untuk diaplikasikan pada laboratorium. Pada praktikum ini V-Blender digunakan terhadap pasir berukuran 1000 mikron dan 250 mikron. Agar praktikan dapat memahami awal cara kerja pada vblender ini. Pada skala industri biasanya terkenal pada bidang obat-opasir 1000 mikronn yaitu farmasi yang menghasilkan suatu produk yang konsisten, seragam, secara homogen dan baik untuk digunakan dipasaran.
III- 25 -
3.C.2 DASAR TEORI
V-Blender adalah blender jatuh populer yang umumnya digunakan dalam industri farmasi dan makanan. Artikel ini menjelaskan desain, konstruksi, dan operasi standar V-Blender dan V-Blender dengan bar intensifier . Keuntungan dan kerugian dari V-Blender yang disorot. Ada tiga bentuk populer blender jatuh: V Blender , kerucut ganda, dan kerucut miring. Blender jatuh mengandalkan aksi gravitasi menyebabkan bubuk yang berputar. The V-Blender (juga dikenal sebagai blender shell kembar) adalah salah satu blender jatuh yang paling umum digunakan. Kinerja campuran dari jenis blender telah dibayangi banyak anggota dalam keluarga blender . Mereka menawarkan kedua kali pencampuran pendek dan pencampuran yang efisien. V-Blender terbuat dari dua cangkang silinder berongga bergabung pada sudut 75 ° sampai 90 °. ° . Wadah blender dipasang dipasang pada Trunnion untuk Trunnion untuk memungkinkan untuk jatuh. Sebagai V-blender tumbang, materi terus membelah dan recombines, recombines, dengan terjadi secara pencampuran sebagai bahan bebas-jatuh secara acak di dalam kapal. Yang berulang konvergen konvergen dan divergen divergen gerak bahan dikombinasikan dengan kontak gesekan meningkat antara material dan akibat jangka kapal, lurus sisi dalam pencampuran lembut namun homogen. homogen. Gambar 1 menunjukkan V-Blender . Mekanisme utama pencampuran dalam V-Blender adalah difusi. Blending Difusi Difusi ditandai dengan gerakan acak kecil skala partikel padat. Gerakan Blender meningkatkan mobilitas mobilitas partikel individu dan dengan demikian mempromosikan blending difusi. difusi. Pencampuran Difusi terjadi di mana partikel didistribusikan melalui antarmuka baru dikembangkan. Dengan tidak adanya efek memisahkan, pencampuran difusif pada saatnya akan menyebabkan tingkat tinggi homogenitas. V-blender karena karena itu lebih disukai ketika formulasi campuran yang tepat diperlukan. Mereka juga cocok untuk aplikasi di mana beberapa bahan mungkin serendah lima persen dari ukuran campuran total. Kali campuran yang normal biasanya dalam kisaran 5 sampai 15 menit tergantung pada sifat bahan yang akan dicampur(Anonim 1, 2012:1). V-Blender adalah
mandiri
jatuh
blender
ditujukan
untuk
aplikasi
laboratorium, Pilot-pabrik dan skala-up. Sangat cocok untuk memproses berbagai bahan termasuk obat-opasir 1000 mikronn, bahan kimia, makanan, kosmetik, plastik dan serat sintetis. Sebagai "V" berbentuk blender blender berputar, aksi jatuh
III- 26 -
membawa pencampuran bahan. Hasilnya adalah hampir konsisten, seragam, campuran predicable yang dapat memenuhi spesifikasi produk. V- blender dapat dapat ditawarkan dalam kapasitas 0,5 kg, 1,0 kg, dan 2,0 kg, tersedia dalam 3316 stainless stainless masih. Alat ini
mudah berubah dan dan dibersihkan. Prinsipnya, bahan bahan
untuk diproses dimuat ke sebagian mengisi "V" berbentuk blender. Blender Blender diatur secara bergilir di sekitar 25 rpm (nominal). Materi yang jatuh sebagai ternyata blender , akhirnya menuju puncak dan kemudian menuju kaki dari "V". partikel dari pergerakan materi dalam arah baik vertikal maupun horizontal sehingga pencampuran lengkap terjadi(Anonim2, 2012;1) Sebuah aspek penting dalam pencampuran adalah untuk menentukan saat batch tertentu dicampur. Halini tergantung pada Metode yang digunakan untuk memeriksa sampel dan keakuratan, jumlah danlokasi sampel dan yang diinginkan sifat-sifat campuran. Beragam kriteria seperti listrik konduktivitas dari sampel, spesifik gravitasi dari sampel, jumlah konsikuen kunci dalam sampel, tingkat larutan daripadatan terlarut dalam sampel dan lainnya telah digunakan untuk menentukan keseragaman dari campuran batch. batch. Beberapa metode yang terakhir analisis berisi fluoresensi sinar-X, emisi spektroskopi, emisi spektroskopi, spektrometri spektrometri api, pelacak radioaktif metode, tapi kriteria ini adalah tidak semua setara. Sebagai contoh, jika dua larutan air atau dua bahan berminyak atau dua bubuk dari duaberat jenis adalah campuran, pencampuran dikatakan dicapai ketika gravitasi spesifik daricampuran adalah seragam di semua titik. Tetapi jika berat jenis ditentukan dengan menggunakanhidrometer, yang campuran mungkin tampak seragam. Tetapi jika lebih akurat piknometer digunakan,campuran dapat muncul tidak seragam. Masih campuran muncul untuk menjadi seragam dengan uji hidrometer mungkin yang memadai bagi pengguna. Oleh karena itu pertanyaan apakah batch tertentucampuran atau tidak adalah tidak mutlak tetapi hanya relatif. Adapun lokasi sampel, titik-titik ini dapatdiperbaiki poin sewenang-wenang memutuskan pada pengalaman atau titik di mana pencampurandikenal miskin. Beberapa kriteria lainnya seperti metode pengambilan sampel, lokasi, ukuran, jumlah sampel, metode analisis analis is sampel dan fraksi batch batch dihapus untuk pengambilan sampel adalah penting. Teori pencampuran juga harus dapat memprediksi waktu di mana satu kemasan adalah cukupdicampur dalam wadah tertentu dan berapa
III- 27 -
besar daya yang digunakan untuk pencampuran. Tidak banyak yang diketahui tentang
faktor
waktu
yang
sebagian
besar
merupakan
gabungan
dari
karakteristikdan proporsi bahan yang dicampur, ukuran dan bentuk wadah yang terlibat, kriteria yang digunakan. Untuk menentukan kapan pencampuran lengkap dan banyak ban yak faktor lainnya. Dalam campuran dua komponen, cocok atau ideal pencampuran dikatakan telah tercapai ketika setiappartikel dari satu bahan terletak sedekat mungkin untuk partikel bahan lain. Dalam praktis derajat pencampuran yang didefinisikan oleh standar deviasi σ yang sama dengan (xy /N) di mana x dan y yang proporsi komponen dan N adalah jumlah j umlah partikel dalam sampel s ampel diambil.Pencampuran farmasi bubuk dilanjutkan sampai jumlah obat aktif yang diperlukan dalam dosis berada dalam ± 3 standar deviasi yang ditemukan dengan alat tes di sejumlah wakil dari sampel dosis. Untuk ini N adalah harus dibuat besar oleh penggilingan bahan untuk tingkat yang cukup kehalusan.
Gambar 3.E.1 V-Blender
(Anonim, 2012:1)
III- 28 -
3.C.3 METODOLOGI PERCOBAAN 3.C.3.1Alat dan Deskripsi Alat
Alat-alat yang digunakan shaker, s haker, stopwatch, stopwatch, neraca analitik, V-blender , ayakan dan gelas ukur 100 ml.
Deskripsi Alat Keterangan Alat : 1. Materials 2. Penutup 3. Speed control 4. Power Switch
Gambar 3. E.2 Rangkaian Alat Percobaan V-blender
3.C.3.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut yaitu pasir 1000 mikron dan 250 mikron.
3.C.3.3 Prosedur Percobaan
Gelas beker diisi dengan pasir, kemudian menghitung massa sampel. Memadatkan sampel yang ada, jika memungkinkan tambahkan lagi sampel sampai pada ukuran 100 ml. Berat sampel ditimbang pada gelas beker pada keadaan akhir. Air ditambahkan pada jenis sampel yang sama sampai keadaannya saturated , ditimbang kembali sampel. Langkah diulangi untuk jenis sampel yang berbeda.
III- 29 -
3.C.4 Hasil dan PEMBAHASAN 3.C.4.1 Hasil Pengamatan dan Perhitungan Tabel 3.C.1 Hasil Pengamatan dan Perhitungan
Skala
Jenis Sampel
Massa
Massa Akhir
Massa
Blender
(mikron)
awal(gram)
(gram)
mixing (gr)
4
Pasir 1000
138.1
145.3
7.1
0.05
4
Pasir 250
127.5
117.2
10.3
0.08
8
Pasir 1000
138.1
147.2
11.2
0.08
8
Pasir 250
127.5
110.9
16.2
0.19
mixing(%)
3.C.4.2 Pembahasan
Pada prinsip V-blender sebuah alat pencampuran bentuk material yang paling sederhana s ederhana dengan dua atau lebih bahan untuk menghasilkan campuran homogen. homogen. Pada percobaan ini V-blender dilakukan dengan sampel berupa pasir 1000 mikron dan pasir 250 mikron dengan skala yang berbeda-beda. Skala pertama yaitu skala 4 dengan dengan massa awal 138.1 gr pada pasir 1000 mikron dan 127.5 gr pada pasir 250 mikron, sedangkan dengan skala 8 massa awal 138.5 pada pasir 1000 mikron dan 127.5 pada pasir 250 mikron. Hal ini terlihat jelas adanya perubahan massa dengan skala yang berbeda, yang awalnya massa banyak menjadi berkurang, karena terjadi gaya kohesi yang bertumbukan antar partikel sehingga sampel yang ada menjadi kecil dan ringan. Dengan adnya pengayakan untuk mengetahui apakah sampel yang sudah di campur tadi dapat dipisahkan sesuai sampel sebenarnya menurut ukuran yang lolos. Faktor yang mempengaruhi pada percobaan ini yaitu sifat bahan. Bentuk material, jenis bahan, gaya kohesi bahan, gaya molekul, kelembapan atau kekeringan bahan. Karena bahan yang digunakan biasanya berbeda kualitasnya sehingga berbeda hasil yang diperoleh pada massa mixing yaitu 07.1 gr pada pasir 1000 mikron dan 10.3 gr pada pasir 250 mikron dengan skala 4 sedangkan skala 8 dihasilkan 11.2 gr pada pasir 1000 mikron dan 16.2 gr pada pasir 250 mikron. Persen mixing didapat didapat dari skala 4 sebesar 0.05% pada pasir 1000 mikron dan 0.08% pada pasir 250 mikron. Skala 8 sebesar
III- 30 -
0.08% pada pasir 1000 mikron dan 0.19% pada pasir 250 mikron. Persen mixing pada skala 4 diperoleh nilai tertinggi pada pasir sedangkan skala 8 persen mixing besar diperoleh pada pasir 1000 mikron. Hal ini karena dipengaruhi densitas densitas bahan yang berbeda, semakin besar kecepatan semakin besar massa mixing yang yang dihasilkan pada ayakan yang lolos.
III- 31 -
3.C.5 PENUTUP 3.C.5 1 Kesimpulan
Kesimpulan yang didapat adalah 1. Hasil massa mixing yang diperoleh pada skala 4 terdapat sebesar 0.05% pada pasir 1000 mikron dan 0.08% pada pasir. Skala 8 sebesar 0.08% pada pasir 1000 mikron dan 0.19% pada pasir. pasir. 2. Faktor yang mempengaruhi pada percobaan ini yaitu sifat bahan. Bentuk material, jenis bahan, gaya kohesi bahan, gaya molekul, kelembapan atau kekeringan bahan.
3.C.5.2 Saran
Saran yang diberikan mengukur material atau sampel harus teliti dan menaruh bahan pada V-blender hati-hati hati-hati agar tidak jatuh disembarang tempat.
III- 32 -
ABSTRAK
Hopper ialah bin bin kecil dengan dasar agak miring, dan digunakan untuk menumpuk sementara, sebelum zat padat diumpankan ke dalam proses. Semua kemasan itu dimuat dari atas dengan elevator atau sejenisnya; pengeluaran biasanya dari bawah. Bila zat padat butiran ditimbun di dalam bin bin atau hopper , tekanan lateral yang bekerja pada dinding lebih kecil dari yang diramalkan dari tinggi tekan (head (head ) bahan yang berada di atas titik itu. Hopper diisi diisi dengan sampel, sampai ketinggainnya 160 mm. Orifice dibuka yang berada pada bagian bawah hopper yang berukuran 9 mm dan menampung sampel pada bak penampung dan mencatat waktu yang diperlukan sampai sampel itu habis. Sampel ditimbang yang tertampung pada bak penampung dengan cara menjalankannya pada rails rails menuju neraca analitik langkah 1-3 diulangi untuk jenis orifice yang berukuran 12 mm. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju pengeluaran padatan dari hopper adalah diameter orifice, orifice, jenis dan ukuran partikel, tinggi sampel dalam hopper serta kelembaban sampel. Laju pengeluaran pada pasir 250 mikron dan 500 mikron pada diameter orifice orifice 9 mm dan 12 mm mm adalah sebesar 10.0805 gr/s; 22.40 gr/s; 7.2442 gr/s; 19.4065 gr/s. Kata kunci : Hopper, : Hopper, Orifice
III- 33 -
D. LAJU PENGELUARAN PADATAN DARI HOPPER 3.D.3 PENDAHULUAN 3.D.3.1 Tujuan Percobaan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah mengetahui bagaimana laju pengeluaran padatan dari hopper yang yang berhubungan dengan diameter orifice pengeluaran orifice pengeluaran dan apakah head dari material di atas orifice orifice mempunyai efek terhadap laju pengeluaran material.
3.D.1.2 Latar Belakang
Bahan padat yang disimpan pada alat penyimpan adalah bahan yang harus dipertahankan tetap kering dan bahan yang memerlukan perlindungan terhadap atmosfer pada musim tertentu. Salah satu tempat penyimpanan bahan padat adalah hopper yang yang dapat memungkinkan pengeluaran bahan dengan mengalir pada saat diumpankan ke dalam proses. Hopper merupakan bin kecil yang mempunyai dasar agak miring, yang digunakan untuk menyimpan dan menumpuk material padat sementara sebelum diumpankan ke dalam proses. Hopper juga digunakan sebagai tempat campuran bahan baku. Laju pengeluaran padatan dari hopper tergantung besarnya bukaan diameter orifice. orifice. Dalam industri, laju pengeluaaran padatan dari hopper digunakan untuk tempat pencampuran dan penyimpanan pada bahan baku. Biasanya digunakan untuk penyimpanan bahan baku semen dengan perbandingan tertentu, yang mana isi dari masing-masing hopper dikeluarkan dengan kecepatan tertentu kemudian ditumpahkan di dalam suatu conveyor yang sama. Oleh karena itu, mahasiswa perlu untuk mempelajari bagian pengaruh besarnya diameter pengeluaran orifice terhadap laju pengeluaran padatan.
III- 34 -
3.D.2 DASAR TEORI
Hopper ialah bin bin kecil dengan dasar agak miring, dan digunakan untuk menumpuk sementara, sebelum zat padat diumpankan ke dalam proses. Semua kemasan itu dimuat dari atas dengan elevator atau sejenisnya; pengeluaran biasanya dari bawah. Bila zat padat butiran ditimbun di dalam bin bin atau hopper , tekanan lateral yang bekerja pada dinding lebih kecil dari yang diramalkan dari tinggi tekan (head ( head ) bahan yang berada di atas titik itu. Gaya gesek pada dinding cenderung mengimbangi bobot zat padat dan mengurangi tekanan yang diberikan massa itu pada dasar bejana. Dalam kasus ekstremnya, gaya ini menyebabkan massa itu melengkung, atau menjempasir 1000 mikronn, sehingga tidak dapat jatuh, walaupun bahan yang terdapat di bawahnya sudah dikeluarkan (Mc Cabe, 1999:300). Ketika padatan keluar dari hopper melalui orifice orifice partikel cenderung bergerak secara perlahan ke bagian bawah menuju tengah dimana terjadi pengeluaran padatan yang cepat dan melewati orifice. orifice. Laju pengeluaran (Q) tergantung dari diameter orifice (D) orifice (D) dengan persamaan: Q = k . Dn
……...(3.D.1) ……...(3.D.1)
dimana k = konstanta proporsional n = ukuran powder ukuran powder /tepung /tepung nilainya 2,5 – 2,5 – 3 3 Secara umum telah ditemukan bahwa head material di atas orifice tidak mempunyai
efek
terhadap
besarnya
sebuah
laju
pengeluaran
padatan
(Tim Dosen Teknik Kimia, 2011:23). Kemasan-kemasan untuk bahan curah (bulk ( bulk ) yang besar-besar biasanya berbentuk bujur sangkar atau persegi panjang, terbuat dari baja, aluminium, kayu, ka yu, atau beton. Apabila isi kemasan tidak dikosongkan dikosongkan secara manual, maka bisa dengan cara mekanik, yaitu isi dikeluarkan melalui ujung suatu bentuk kerucut piramida yang dikenal dengan nama corong tuang ( hopper ). Hopper ). Hopper merupakan gabungan dari alat pegocok, saringan, dan katub tipe khusus untuk mengeluarkan bahan kental, lembab dan sebagainya (Cook, (Cook, 1986:17). Bagian materials handling dan dan penyimpan pada dekade 60-an hanya berupa bak atau peti. Hal ini diubah secara secar a radikal sebagai hasil riset yang dipimpin oleh Andrew W. Jenike, yakni mengidentifikasikan hal yang mempengaruhi
III- 35 -
mengalirnya suatu material faktor aliran untuk beberapa bin-hopper desain dan memberikan spesifikasi untuk menentukan karakteristik bulk material yang mempengaruhi penyimpanan dan arus.
Bersama dengan teori itu Jenike
memproduksi suatu metode yang meliputi penyamaan dan fisik pengukuran karakteristik material. Suatu gudang gudang penyimpanan penyimpanan terdiri dari bin dan bin dan hopper . Bin adalah bagian atas penyimpanan secara vertikal dan hopper sedikit diantara bin dan vessel ( ( Perry, 1997:21-27). Pencampuran berbagai macam bahan baku dengan perbandingan tertentu sering digunakan dengan menggunakan hopper . Isi dari masing-masing hopper dikeluarkan dengan kecepatan tertentu dan kemudian seluruhnya ditumpahkan ke dalam suatu conveyor yang yang sama. Bahan-bahan pengemas biasa yang digunakan untuk zat padat dan penanganannnya secara manual dapat terbuat dari baja, aluminium, palstik, bahan yang biasa untuk membuat drum, karton, tong, barrel ataupun karung. Bahan-bahan berbentuk bubuk dan bahan lain yang sejenis membutuhkan kondisi penyimpanan yang kering, untuk itu bahan tersebut biasanya disimpan dalam silo silo (tangki vertikal besar). Di dalam silo silo ini bahan diisap atau dihembus sehingga dengan demikian material akan tetap kering dan bersih. Di industri kimia, penyimpanan bahan-bahan yang berbahaya diatur khusus; sesui dengan jenis pengemasnya; jarak antara bangunan gedung dan tempat pembuatan; ventilasi dan peralatan pengamanan serta peralatan pemadam kebakaran. Semua bahan pengemas tersebut harus berlabel untuk dapat mengetahui isinya dengan jelas. Bagaimanapun juga pengemas yang tidak berlabel tidak boleh dipergunakan (Cook, (Cook, 1986:18-19). Bergantung pada sifat-sifat alirannya, zat padat butiran dibagi atas dua kelompok, yaitu yang kohesif ( cohesive) cohesive) dan nonkohesif (noncohesive ( noncohesive). ). Bahan yang noncohesive, noncohesive, seperti biji-bijian, pasir, dan suban (chip (chip)) plastik, dapat mengalir dengan mudah dari bin bin atau silo. silo. Zat padat yang cohesive, cohesive, seperti lempung
basah,
mempunyai
ciri
sulit
mengalir
melalui
bukaan
(Mc Cabe, 1999:297). Zat padat yang terlalu berharga atau terlalu mudah larut untuk ditumpukkan di udara terbuka, disimpan di dalam bin, bin, hopper atau silo atau silo.. Alat ini berupa bejana berbentuk silinder atau siku empat, terbuat dari beton atau logam. Silo Silo biasanya
III- 36 -
tinggi dan diameternya relatif kecil. Bin Bin tidak terlalu tinggi dan biasanya agak besar. Bila zat padat butiran ditimbun di dalam bin bin atau hopper , tekanan lateral yang bekerja pada dinding lebih kecil dari yang diramalkan dari tinggi tekan (head ) bahan yang berada di titik itu. Disamping itu, biasanya terdapat gesekan antara dinding dan butir-butir zat padat itu karena adanya saling mengait antara partikel pengaruh gesekan itu terasa di keseluruhan massa. Gaya gesek pada dinding cenderung mengimbangi bobot zat padat dan mengurangi tekanan yang diberikan massa itu pada dasar bejana. Dalam kasus ekstrimnya, gaya ini menyebabkan massa itu melengkung atau menjempasir 1000 mikronn, sehingga tidak dapat jatuh, walaupun bahan yang terdapat dibawahnya sudah dikeluarkan (Mc Cabe, 1999:939). Tempat penampungan sementara terbagi menjadi dua, yaitu : penyimpanan bahan secara sec ara terbuka (outdoor (outdoor ) dan penyimpanan bahan secara tertutup (indoor ( indoor ). ). Bahan yang tersimpan secara terbuka ini adalah bahan yang tidak dipengaruhi oleh udara, hujan, panas dan lainnya. Misalnya batubara, kayu, batu dan belerang. Tergantung dari sifat bahan, bila bahan yang disimpan dan cara penanganan bahan. Metode penyimpanan secara terbuka ini berupa penyimpanan di bawah traveling bridge, bridge, penampungan kiri-kanan jalan, overhead system system dan drag scrapper system. system. Penyimpanan bahan secara tertutup dibagi menjadi dua cara, yakni : peyimpanan dalam bentuk timbunan dan penyimpanan dalam bin bin atau bunker atau silo atau silo (Perry, (Perry, 1997:21 – 23). 23). Jumlah keluaran padatan biasanya dibedakan dengan berbagai ukuran dari orifice orifice atau keluaran bagian bawah dari hopper , aliran akan terjadi. Jika terjadi tegangan geser oleh material melebihi tegangan geser dari partikel di dekat bagian pengeluaran. Aliran partikel padat melalui sebuah orifice orifice bergantung pada kemampuan dari partikel bergerak pada bagian pengeluaran (Coulson, 2002:26). Pada penyimpanan bahan padat, bentuk penyimpanan yang paling s ederhana adalah dengan cara penumpukkan di tempat terbuka te rbuka ataupun tertutup. Namun cara ini tidak dapat ditetapkan untuk bahan-bahan yang bersifat korosif, mudah dibakar atau mudah meledak. Kemasan-kemasan untuk bahan curah (bulk ( bulk ) yang besar besar biasanya berbentuk bujur sangkar atau persegi panjang, ternuat dari baja, aluminium, kayu atau beton. Apabila isi kemasan tidak dikosongkan secara
III- 37 -
manual, maka bisa dengan cara mekanik, yaitu isi is i dikeluarkan melalui ujung suatu bentuk kerucut piramida yang dikenal dengan nama corong tuang ( hopper ). ). Hopper merupakan gabungan dari alat pengocok, saringan dan katup tipe khusus untuk mengeluarkan bahan kental, lembab dan sebagainya se bagainya (Cook, 1986:17).
Gambar 3.D.1 Rangkaian kerja hopper
Gambar 3.D.2 Hopper
(Anonim, 2012 :1).
III- 38 -
3.D.3 METODOLOGI PERCOBAAN 3.D.3.1 Alat dan Deskripsi Alat
Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu neraca analitik, Hopper dan dan stopwatch stopwatch
Deskripsi Alat : Keterangan: 1. Neraca analitik 2. Rails 3. Hopper 4.
Scale showing head
5.
above orifice
6. Plate
with
four
orifice 7. Pan
Gambar 3.D.3 Rangkaian Alat Percobaan Laju Pengeluaran dari
Hopper
3.D.3.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu pasir 500 mikron dan pasir 250 mikron.
3.D.3.3 Prosedur Percobaan
Hopper diisi diisi dengan sampel, sampai ketinggainnya 160 mm. Orifice dibuka yang berada pada bagian bawah hopper yang berukuran 9 mm dan menampung sampel pada bak penampung dan mencatat waktu yang diperlukan sampai sampel itu habis. Sampel ditimbang yang tertampung pada bak penampung dengan cara menjalankannya pada rails rails menuju neraca analitik langkah 1-3 diulangi untuk jenis orifice yang berukuran 12 mm. Menghitung perubahan data berdasarkan diameter orifice.
III- 39 -
3.D.4 HASIL DAN PEMBAHASAN 3.D.4.1Hasil Pengamatan Pengamatan Tabel 3.3.D Hasil Pengamatan dan perhitungan Laju Pengeluaran gula pasir
pasir
Diameter
Tinggi
Waktu
Massa
Laju pengeluaran
(mikron)
Orifice
(m)
(s)
(gram)
(g/s)
250
9
100
43.7
0.25
10.0805
250
12
100
20
0.25
22.40
500
9
100
52
0.25
7.2442
500
12
100
21.4
0.25
19.4065
3.D.4.3 Pembahasan
Kecepatan pengeluaran partikel solid dari hopper dikendalikan oleh besarnya diameter orifice. orifice. Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana laju pengeluaran padatan dari hooper yang yang berhubungan dengan diameter orifice pengeluaran dan apakah head dari material pasir berpengaruh terhadap laju pengeluaran padatan dan hooper. Sampel yang digunakan pada percobaa ini pasir 500 mikron dan 250 mikron dengan diameter orifice yaitu sebesar 12 12 mm dan dan 15 mm. Tinggi sampel di dalam hooper hooper harus sama untuk setiap variasi sampel dan diameternya. Dari hasil percobaan diperoleh grafik sebagai berikut.
16 14 n ) a k 12 r i t a e u d 10 l e / g g 8 ( n r e e p p 6 u p j o 4 a L H
2 0 1
2
3
4
Diameter Oriface (mm)
orifice (mm) dan laju pengeluaran Gambar 3.D.4 Hubungan antara Diameter orifice hopper hopper (g/s)
III- 40 -
Dari gambar 3.D.4 diatas, menunjukkan bahwa semakin besar diameter orifice orifice maka semakin cepat laju pengeluaran sampel pada hopper . Ini menunjukkan bahwa laju pengeluaran berbanding lurus dengan diameter orifice dan laju perubahannya serta berbanding terbalik terhadap waktu. Pada pasir 250 mikron dan 500 mikron dengan diameter orifice 9 adalah 10.0805 g/s dan 7.2442 g/s. Sedangkan pada orifice 12 orifice 12 nilai yang diperoleh adalah 22.40 g/s dan 19.4065 g/s. Hal ini telah sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa semakin besar diameter orifice dan semakin kecil ukuran ukuran partikel maka semakin besar pula laju pengeluarannya . Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeluaran partikel padatan adalah adanya gaya gesek pada dinding cenderung mengimbangi bobot zat padat dan mengurangi tekanan yang diberikan massa itu pada dasar bejana ( pan ( pan). ). Hal ini akan menyebabkan partikel tidak dapat jatuh, walaupun bahan yang terdapat dibawahnya sudah dikeluarkan. Ukuran dan partikel dalam bentuk partikel basah membuat sampel tidak bisa lolos pada bukaan orifice karena orifice karena terjadi pemampatan partikel pada bukaan sehingga menghalangi pengeluaran pada hopper . Laju pengeluaran pada hopper juga juga dipengaruhi oleh gaya gravitasi pada saat partikel jatuh ke bejana. Tinggi sampel pada hopper yang besar akan membuat laju pengeluarannya semakin kecil karena massa yang berkumpul lebih banyak sehingga waktu yang diperlukan lebih lama.
III- 41 -
3.D. 5 PENUTUP 3.D.5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah: 1. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju pengeluaran padatan dari hopper adalah diameter orifice, orifice, jenis dan ukuran partikel, tinggi sampel dalam hopper serta kelembaban sampel. 2. Laju pengeluaran pada pada pasir 250 mikron dan 500 mikron dengan diameter orifice 9 adalah 10.0805 g/s dan 7.2442 g/s. Sedangkan pada orifice 12 orifice 12 nilai yang diperoleh adalah 22.40 g/s dan 19.4065 g/s
3.D.5.2Saran
Agar praktikum berjalan dengan lancar dan data yang diperoleh lebih akurat, maka sebelum melakukan percobaan ini sebaiknya di cek orifice pengeluarannya, dan juga perhatikan perhatikan waktu pengeluaran bahan dari orifice. orifice.
III- 42 -
ABSTRAK
Mengecilkan ukuran padatan dapat dilakukan dengan menggunakan bola yang terguling pada suatu wadah yang dapat memecahkan/ menghaluskan material yang menyentuhnya. Tekanan yang tinggi pada saat tumbukan akan memecahkan partikel-partikel yang bsar menjadi ukuran yang lebih kecil. Ball milll diisi dengan 250 gram sampel dan bola keramik. Ball milll dinyalakan dari kecepatan paling rendah setiap 1 menit sebanyak 1 level hingga hingga mencapai kecepatan tertinggi. Sampel dikeluarkan dari ball milll dan dan dipisahkan dari bola keramik dan mengayak dalam sieve s ieve shaker . Mencatat data yang diperoleh. Langkah 2-4 diulangi untuk bola keramik yang berbeda ukuran. Grafik dibuat dalam linier atau atau loglinier antara antara fraksi massa yang tertinggal (%) dengan ukuran ayakan. Massa sampel terbesar pada bola sedang dan bola besar sebanyak 10 buah adalah 74.4 gr. Massa sampel terbesar pada bola sedang dan bola kecil sebanyak 10 buah adalah 43 gr. Faktor yang mempengaruhi pengecilan ukuranpartikel yaitu jenis bahan yang digunakan, kecepatan putaran, jenis ukuran bola yang digunakan. Gaya yang digunakan pada ball mill adalah gaya sentrifugal dan gaya gravitasi dengan proses impak. Kata kunci : Ball : Ball mill, sieve shaker, impak
III- 43 -
nsity E. Bul k D ensity
3.E.1 PENDAHULUAN 3.E.1.1 Tujuan Percobaan Percobaan
Tujuan dari percobaan ini menghitung bulk density dari berbagai macam padatan dan menganalisis pengaruh kadar air dan derajat pemanpatan.
3.E.1.2 Latar Belakang
Bulk density sebelum digunakan untuk tahapan atau proses selanjutnya material terlebih dahulu harus dikecilkan ukurannya sesuai dengan kebutuhan. Dalam proses industri biasanya digunakan material yag berukuran tertentu dan seragam, maka perlu dilakukan pengayakan. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengayakan seperti jenis ayakan, cara pengayakan, kecepatan pengayakan, ukuran ayakan, ayakan, waktu pengayakan dan sifat bahan yang yang diayak. Bulk density merupakan berat suatu, massa pasir per satuan volume tertentu. Volume pasir yang dimaksud adalah volume kepadatan pasir termasuk ruang pori. Pasir yang lebih padat mempunyai bulk density yang lebih besar dari pasir yang sama tetapi kurang padat. Pada umumnya pasir lapisan atas pada pasir mineral mempunyai nilai bulk density density yang lebih rendah dibandingkan dengan pasir dibawahnya. Nilai bulk density pada pasir mineral berkisar 1-1,6 gr/ cm3, sedangkan pasir organic umumnya memiliki nilai bulk density antara 0,1-0,9 gr/ cm3. Nilai bulk density dapat menggambarkan adanya lapisan padat pasir, pengolahan pasirnya, kandungan bahan organik dan mineral, porositas, daya memegang air, sifat drainase dan kemudahan pasir ditembus akar. Bulk densinty menggambarkan keadaan struktur, tekstur dan porositas pasir dan serta untuk menghitung berat pasir dilapangan. Pengaruh sifat-sifat fisik pasir tersebut pada pertumbuhan tanaman dapat dinilai.dari kaitan pertumbuhan tanaman dengan bulk densinty, oleh karena itu pratikum. ini perlu dilaksanakan untuk menentukan nilai bulk densinty densinty pasir sehingga kita dapat melihat pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman.
III- 44 -
3.E.2 DASAR TEORI
Kerapatan isi pasir berguna untuk menghitung berat pasir di lapangan. Kerapatan isi ditentukan oleh porositas dan padatan pasir. Pasir yang renggang berpori-pori mempunyai bobot yang kecil per satuan volume. Pasir yang bertekstur halus mempunyai porositas tinggi dan berat isi yang lebih rendah daripada pasir berpasir. Bahan organik memperkecil kerapatan isi pasir karena bahan organik jauh lebih ringan daripada mineral, dan bahan organik memperbesar porositas pasir (Cook 1989; 1989; 111) Bulk density merupakan petunjuk kepadatan pasir. Makin padat suatu pasir makin tinggi bulk density, density, yang berarti makin sulit meneruskan air. Pasir yang lebih padat mempunyai bulk density yang lebih besar dari pasir yang sama tetapi kurang padat. . Pada umumnya pasir lapisan atas pada pasir mineral mempunyai nilai bulk density yang lebih rendah dibandingkan dengan pasir di bawahnya. Nilai bulk density pasir density pasir mineral berkisar 1 – 1,6 1,6 gr/cm3, sedangkan pasir organik umumnya memiliki nilai bulk density antara density antara 0,1 – 0,9 0,9 gr/cm3. Nilai bulk density dapat menggambarkan adanya lapisan pada pasir, pengolahan pasirnya, kandungan bahan organik dan mineral, porositas, daya memegang air, sifat drainase dan kemudahan pasir ditembus akar. Bulk akar. Bulk density density dipengaruhi oleh tekstur, struktur, dan kandungan bahan organik (Cook 1989; 101) 101) Pengambilan contoh pasir tidak boleh merusak struktur asli pasir. Terganggunya struktur pasir dapat mempengaruhi jumlah pori-pori pasir, demikian pula berat persatuan volume. Empat atau lebih bongkah (gumpal) pasir biasanya diambil dari tiap horizon untuk memperoleh nilai rata-rata. Gumpalgumpal pasir yang diambil dari lapangan untuk penetapan kerapatan isi itu dibawa ke laboratorium untuk dikering-ovenkan dan ditimbang (Mas’ud,2013) (Mas’ud,2013) Faktor-faktor yang mempengaruhi bulk density adalah: a. Tekstur. Tekstur pasir dapat menentukan sifat-sifat fisik dan kimia serta mineral pasir. Partikel-partikel pasir dapat dibagi atas kelompok-kelompok tertentu berdasarkan ukuran partikel tanpa melihat komposisi kimia, warna, berat, dan sifat lainnya. Analisis laboratorium yang mengisahkan hara pasir disebut analisa
III- 45 -
mekanis. Sebelum analisa mekanis dilaksanakan, contoh pasir pasir yang kering udara dihancurkan
lebih
dulu
disaring
dan
dihancurkan
dengan
ayakan
2
mm. Sementara itu sisa pasir yang berada di atas ayakan dibuang. Metode ini merupakan
metode
hidrometer
yang
membutuhkan
ketelitian
dalam
pelaksanaannya. Tekstur pasir dapat ditetapkan secara kualitatif di lapangan. b. Struktur. Struktur merupakan kenampakan bentuk atau susunan partikel-partikel primer pasir (pasir, debu dan liat individual) hingga partikel-partikel sekunder (gabungan partikel primer yang disebut ped (gumpalan) yang membentuk agregat atau bongkah. Pasir yang partikel-partikelnya belum bergabung terutama yang bertekstur pasir, disebut tanpa struktur atau berstruktur lepas, sedangkan pasir bertekstur liat, yang terllihat massif (padu tanpa ruang pori, yang lembek jika basah dank eras jika kering) atau apabila dilumat dengan air membentuk pasta disebut juga tanpa struktur. Struktur pasir berfungsi memodifikasi pengaruh tekstur terhadap kondisi draenasi atau aerasi pasir, karena susunan antara ped atau agregat pasir akan menghasilkan ruang yang lebih besar dari pada susunan antar partikel primer. Oleh karena itu, pasir yang bertstruktur baik akan mempunyai kondisi drainase dan aerasi yang baik pula, sehingga lebih memudahkan system perakaran tanaman untuk berpenetrasi dan mengabsorpsi (menyerap) hara dan air, sehingga pertumbuhan dan produksi produksi menjadi lebih baik. c. bahan organik Bahan organik merupakan bahan penting dalam menciptakan kesuburan pasir baik secara fisik, kimia maupun dari segi biologi pasir, sekitar setengah dari kapasitas tukar kation berasal dari bahan organik. Bahan organik adalah sumber energi dari sebagian besar organisme pasir . Bahan organik merupakan fraksi bukan mineral yang ditemukan sebagai bahan penyusun pasir. Kadar bahan organik yang terdapat dalam pasir berkisar antara (0,05-5) % dan merupakan pasir yang ideal untuk lahan pertanian, dan untuk pasir organik mendekati 60 % dan pada lapisan oleh kadar bahan organik memperlihatkan kecenderungan yang menurun .
III- 46 -
Manfaat fisik dari bahan organik adalah merangsang drainase agregat dan menetapkannya, menurunkan porositas, kohesi, dan sifat kimianya dari liat serta kemampuan untuk menahan air meningkat. Manfaat kimia bahan organik adalah meningkatnya daya serap dan kapasitas tukar kation meningkatkan kation yang mudah di pertukarkan dan kelarutan sejumlah unsur dari mineral untuk asam humus. Manfaat biologi dari bahan organik adalah meningkatkan jumlah dan aktivitas metabolik organisme pasir dan meningkatkan kegiatan mikroorganisme dalam membantu mempengaruhi dekomposisi bahan organik . d.
Kadar air Air tersedia dan terdapat di dalam pasir ditahan (diserap) oleh massa pasir,
tertahan oleh lapisan kedap air, atau karena keadaan drainase yang kurang baik. Baik kelebihan air ataupun kekurangan air dapat mengganggu pertumbuhan tanaman. Fungsi air pasir yaitu sebagai pembawa unsur hara dalam pasir serta keseluruhan bagian tanaman. Kadar air selalu berubah sebagai respon terhadap faktor-faktor lingkungan dan gaya gravitasi. Karena itu contoh pasir dengan kadar air harus disaring, diukur, dan biasanya satu kali contoh pasir akan dianalisis untuk penerapan suatu sifat (Mas’ud, 2013).
III- 47 -
3.E.3 METODOLOGI PERCOBAAN 3.E.3.1 Alat dan Deskripsi Deskripsi Alat
Alat-alat yang digunakan adalah : - Neraca analitik -
Gelas beker 100 ml
Deskripsi alat: Keterangan : 2
1. Neraca 1. Neraca analitik 2. Gelas ukur
1
Percobaan Ball Milll Gambar 3.E.1 Rangkaian Alat Percobaan Ball 3.E.3.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah pasir ukuran 500 mikron dan pasir 250 mikron.
3.E.3.3 Prosedur Percobaan
Gelas beker diisi dengan sampel, kemudian massa sampel dihitung. sampel yang ada ada dipadatkan. Air ditambahkan pada jenis sampel yang sama sampai keadaannya saturated, keadaannya saturated, melakukan langkah 1-2.
III- 48 -
3.E. 4 Hasil Dan Pembahasan 3.E.4.1 Hasil Pengamatan dan Perhitungan Perhitungan
Perhitungan Bulk Density Tabel 3.E.1 Hasil Pengamatan dan Perhitungan Bulk Jenis
Volume
Massa sampel
Bulk density
pasir
(ml)
(gram)
(g/ml)
(mikron)
kering
basah
kering
basah
kering
basah
250
100
99
149.2
197.8
1.51
1.833
500
100
98
150.1
189
1.52
1.89
3.E.4.2 Pembahasan
Percobaan ini menggunakan sampel pasir yang berikuran 250 mikron dan 500 mikron. Pada percobaan ini dilakukan penambahan air yang bertujuan unutk melihat tingkat kepadatan dari kedua jenis sampel yang berbeda,semakin padat sampel tersebut semakin besar pula bulk density-nya density-nya begitu pula sebaliknya. Setelah penambahan air
terjadi pengurangan volume. Bulk density density pasir 250
mikron dan 500 mikron pada kondisi kering dan basah berturut-turut adalah 1.492 gr/ml dan 1.501 gr/ml; dan 1.978 gr/ml dan 1.89 g/ml. Besarnya ukuran partikel menyebabkan semakin banyak jumlah kadar air yang diiperlukan untuk membasahi semua bagian partikel untuk mencapai kondisi saturated . Kondisi ini menyebabkan nilai bulk density sampel dengan ukuran 500 mikron lebih besar dibandingkan dengan pasir 250 mikron. Hal ini ditandai dengan mengecilnya volume akibat pemampatan dan bertambahnya massa pasir. Semakin kecil ukuran partikel, maka volmenya akan semakin besar dibandingkan dengan partikel yang ukurannya lebih besar karena kecilnya pemampatan, sihingga bulk density akan density akan lebih kecil. Hal inis sudah sesuai dengan teori karena ukuran partikel yang besar memiliki nilai bulk density yang lebih besar dibandingkan dengan dengan partikel yang lebih kecil.
III- 49 -
3.E.5 Penutup 3.5.1 Kesimpulan
Kesimpulan ynag diperoleh dari percobaan ini adalah 1. Bulk density density untuk pasir dengan ukuran 250 mikron pada kondisi kering dan basah adalah 1.492 g/ml dan 1.978 1.978 g/ml. 2. Bulk density density untuk pasir dengan ukuran 500 mikron pada kondisi kering dan basah adalah 1.501 g/ml dan 1.89 1.89 g/ml. 3. Pengaruh kadar air dan tingkat pemampatan adalah semakin besar kadar air, maka derajat pemampatannya akan semakin berkurang, begitu pula sebaliknya. 3.5.2 Saran
Saran yang dapat diambil dari percobaan ini adalah sebaiknya praktikan mempatkan sampel dengan maksimal hingga hingga kondisinya kondisinya benar-benar jenuh.
III- 50 -
DAFTAR PUSTAKA
Brown, G. G. 1956. Unit Operation. Operation. John Willey & sons: New York.
Cook, T. M & Cullen. 1989. Industri Kimia Operasi. Operasi. Gramedia: Jakarta.
Coulson, J. M dan J. F. Richardson. 2002. Chemical Engineering Volume 2 6th Edition. Edition. Butterworth-heimermann: New Delhi.
Distantina, Superisa. 2009. Menentukan 2009. Menentukan Ukuran Partikel. http://distantantina.staff.uns.ac.id/files/2009/08/1-cara-mementukanukuran-partikel.pdf Diakses pada tanggal 24 November 2014
Fauzi, Syahrul. 2004. Alat 2004. Alat Transportasi Benda Padat Padat . http://repository.usu.ac.id/tkimia_syahrul3.pdf Diakses tanggal 28 Oktober 2014.
Mas’ud, Fauziah. 2013. Penentuan 2013. Penentuan Bulk Density. http://www.academia.edu/7012872/penentuan_bulk_density. Diakses tanggal 28 Oktober 2014.
Mc Cabe, W. L. 1999. Operasi Teknik Kimia Jilid 2. 2. Erlangga. Jakarta.
Perry, Robert H. and Green Dan W. 1997. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook 7th Handbook 7th Edition. Edition. Mc Graw-Hill Book Company: New York.
III- 51 -
APPENDIKS 3 PERHITUNGAN SOLI D H ANDLI NG STUDY STUDY BENDS
A. Distribusi Ukuran Campuran Contoh perhitungan pada ayakan 2 mm pada kecepatan 40 rpm Diketahui : massa sampel mula-mula = 300 gram Ditanya
: a. Persen massa yang tertahan b. Persen massa cummulative oversize c. Persen massa cummulative undersize
Jawab
:
a. Fraksi massa
massa tertahan
×100 %
massa mulamula-mula 2.3 300
×100 %
0.7667 cummulative oversie
b. cummulative oversie
massa mulamula-mula 2.3
×100 %
×100 %
300
0.7667 c. cummulative unersie
=
cummulative unersie massa mulamula-mula 297.7 300
×100 %
×100 %
= 99,23 Hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel 3.A.2
B. Sudut Respon Alami Contoh perhitungan pada sampel gula pasir Diketahui : θ protektor 1 36o θ protektor 2 41o θ protektor 2 43 43o Ditanya
: Sudut respon alami rata-rata
Jawab
:
Angle of repose
=
θ1 θ2 θ3
III- 52 -
=
36 41 43
= 40o Hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 3.B.2
C. V-Blender Skala 4 pada pasir 250 mikron Massa awal = 138.1 gr Massa akhir = 145.3 145.3 gr M mixing = massa awal-massa akhir = 145.3-138.1 % mixing pada pada pasir = (massa mixing /massa /massa awal) x 100% = (7.1gr/131.8gr) x 100% 100% = 0.05 %
Hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 3.C.2
D. Laju Pengeluaran Padatan dari Hopper dari Hopper Contoh perhitungan pada sampel pasir ukuran 710 micron Diketahui
: Diameter orifice
= 9 mm
Waktu
= 43.7 s
Massa sampel
= 551.6 gram
Ditanyakan : Laju pengeluaran Jawab
:
Laju pengeluaran
10.0801 g/s
Hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 3.D.6
III- 53 -
E. Bulk Density Pasir 250 mikron Massa pasir = 183.3 gram Tinggi pasir= 100 cc Bulk density = massa pasir/tinggi pasir = 183.3 g/100cc =1.833 g/cc Hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada 3.E.2
