Size Reduction (Grinding)

LABORATORIUM PERLAKUAN MEKANIK

SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2013

MODUL : Size Reduction (Grinding)

PEMBIMBING : Iwan Ridwan, ST, MT.

Oleh :

Kelompok : V

Nama : 1. Haryadi Wibowo ,121424016

2. Izza Dwianti Ananta A ,121424018

3. M Iqbal Aulia A ,121424019

4. Nabilah Hasna P ,121424020

Kelas : 2A

PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH

JURUSAN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2014

Praktikum : 18 Maret 2014

Penyerahan : 20 Maret 2014

(Laporan)

I. TUJUAN PERCOBAAN

a. Melakukan proses pengecilan/pengurangan ukuran bahan padat dari ukuran

kasar/besar menjadi bentuk yang lebih halus/kecil dengan pemecahan/crushing dan

penggilingan/grinding.

b. Menentukan ukuran 80% lolos kumulatif bahan padat

c. Menentukan energi dan daya yang dibutuhkan untuk pengecilan/reduksi ukuran

dengan hukum/rumus Bond

d. Menentukan Reduction Ratio ukuran 80% lolos kumulatif

II. DASAR TEORI

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Pengecilan Ukuran

Energi yang dibutuhkan crusher/grinder digunakan untuk :

a. Mengatasi friksi mekanis

b. Menghancurkan bahan

Teori-teori atau hukum-hukum untuk memprediksi kebutuhan energi dan daya dalam reduksi

ukuran, memberikan kalkulasi hasil perhitungan mendekati sekitar 0,1-2% dari hasil pengukuran.

Energi dan daya yang dibutuhkan diturunkan dari teori-teori perubahan energi dE terhadap

perubahan ukuran dX dari partikel ukuran X berbanding terbalik, seperti pada persamaan

dibawah ini :

dEdX

=−c X−n

Dimana :

dE = perubahan energy

dX = perubahan ukuran

C, n = konstanta yang besarnya tergantung dari jenis material dan alat

Teori/Hukum Bond Untuk Menentukan Energi Kominusi

Dalam penelitiannya Bond menentukan harga n = 1,5 , maka :

dEdX

=−c X−n

∫0

E

dE=−c∫Xf

Xp

X−ndX , diintergalkan dengan batas: X1 = XF dan X2 = XP, maka :

E=C

n−1 [ 1

X Pn−1 −

1

X Fn−1 ]= C

1,5−1 [ 1

XP1,5−1 −

1

XF1,5−1 ]=2C [ X P

−0,5−XF−0,5 ]

K B=2 C, maka: E=KB [ X P−0,5−X F

−0,5 ]

E=KB [ 1

√ XP

−1

√ X F] kWh

Ton

Dimana :

KB = konstanta Bond

XF = ukuran umpan 80% lolos kumulatif (mm)

XP = ukuran produk 80% lolos kumulatif (mm)

Untuk menentukan KB, Bond melakukan percobaan dengan mereduksi ukuran dari ukurang

sangat besar (∞) menjadi ukuran 0,1 mm (80% lolos kumulatif), sehingga :

XF = ∞ dan XP = 0,1 mm

E=KB [ 1

√0,1− 1

√∞ ] E=KB [ 1

√0,1−0]

K B=E√0,1

Energi untuk reduksi ukuran dari ukuran sangat besar (∞) menjadi ukuran 0,1 mm (80% lolos)

didefinisikan sebagai indeks kerja material (Ei) (kWh/Ton), sehingga rumus Bond menjadi :

E=√0,1 E i[ 1

√ X P

−1

√ X F] kWh

Ton

Bila daya yang dibutuhkan P (kW) dan laju umpan T (Ton/jam), maka :

PT

=E=√0,1 Ei[ 1

√ XP

−1

√ XF] kWh

Ton

III. ALAT DAN BAHAN

1. Timbangan

2. Stopwatch

3. Pasir silika

IV. PROSEDUR/LANGKAH KERJA

a. Penentuan ukuran 80% lolos kumulatif

b. Proses Grinding

Pasang instalasi ayakan (ukuran paling besar diatas, paling kecil

dibawah)

Masukkan pasir kedalam ayakan

Jalankan selama 30 menit

Timbang fraksi yang tertahan dan tertampung

Jumlahkan seluruh massa pada tiap ayakan

untuk mengetahui massa total

Buat tabel penyajian/pelaporan

dari hasil analisa

Buat grafik hasil analisa ayak

Ukuran 80% lolos kumulatif

Ukuran material (mm)

% lolos kumul

V. DATA PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATA

Umpan

Ukuran mm Berat Lolos (gram) %Lolos Individu %Lolos Kumulatif

-0,112 160 19,51219512 19,51219512

-0,200+0,112 180 21,95121951 41,46341463

-1,000+0,200 220 26,82926829 68,29268293

-1,400+1,000 60 7,317073171 75,6097561

-2,000+1,400 60 7,317073171 82,92682927

2,000 140 17,07317073 -

jumlah 820 100

Produk

Ukuran mm Berat Lolos (gram) %Lolos Individu %Lolos Kumulatif

-0,112 260 31,70731707 31,70731707

-0,200+0,112 220 26,82926829 58,53658537

-1,000+0,200 180 21,95121951 80,48780488

-1,400+1,000 40 4,87804878 85,36585366

-2,000+1,400 40 4,87804878 90,24390244

2,000 80 9,756097561 -

Jumlah 820 100

Masukkan material yang telah diayak kedalam Ball Mill

Jalankan selama satu jam

Keluarkan produk Ball Mill

Ulangi prosedur penentuan ukuran 80% lolos kumulatif

Data yang didapat ialah XF (ukuran

umpan 80% lolos kumulatif)

dan XP (ukuran produk 80% lolos

kumulatif)

Grafik Hasil Analisa Ayak Umpan

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.50

10

20

30

40

50

60

70

80

90



Ukuran umpan (mm)

% lo

los K

umul

atif

ukuran umpan 80% lolos kumulatif (Xf)

1,25

Grafik Hasil Analisa Ayak Produk

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.40

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100



Ukuran material (mm)

% Lo

los K

umul

atif

0,2

ukuran produk 80% lolos

kumulatif (Xp)

Perhitungan Energi dan Daya

Material yang digunakan = Silica Sand

Indeks Kerja Material (Ei) = 16,46 Kwh/Ton

Waktu Grinding / Penghalusan = 1 jam

Massa material = 0,82 x 10-3 Ton

Ukuran 80% lolos kumulatif umpan = 1,25 mm = 1250 µm

Ukuran 80% lolos kumulatif produk = 0,20 mm = 200 µm

XF = 1250 µm

Xp = 200 µm

Energi yang dibutuhkan

E=10× Ei [ X P−0,5−X F

−0,5 ]

E=10× 16,46 [ X P−0,5−X F

−0,5 ] KwhTon

E=10× 16,46 [200−0,5−1250−0,5 ] KwhTon

E=6,9833KwhTon

Daya yang dibutuhkan

PT

=E=10 × E i [ XP−0,5−XF

−0,5 ] KwhTon

P

0,82× 10−3

hourTon

=E=10 × Ei [ X P−0,5−X F

−0,5 ] KwhourTon

P

0,82× 10−3

hourTon

=10 ×16,46 [200−0,5−1250−0,5 ]

P=5,726 × 10−3 kW

Ratio Reduction

Ratio Reduction = Ukuranumpan 80 % lolos kumulatifUkuran produk 80 % lolos kumulatif

= 1250200

=6,25

VI. PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini dilakukan proses reduksi ukuran (grinding) yang bertujuan

untuk mendapatkan ukuran yang lebih kecil dari material pasir silica (silica sand).

Alat yang dipakai untuk grinding dalam percobaan kali ini adalah ball mill. Ball

mill adalah media penggerus berupa bola-bola baja atau keramik.

Sebelum umpan (pasir silica) digrinding, umpan terlebih dahulu ditentukan

ukuran 80% lolos kumulatifnya dengan menggunakan alat analisa ayak (sieve

shaker). Dengan dilakukan analisa ayak terlebih dahulu maka akan didapatkan

data-data dari umpan yang digunakan untuk menentukan ukuran 80% lolos

kumulatif. Nilai ukuran 80% lolos kumulatif dari umpan adalah 1,25 mm.

Proses grinding dilakukan selama satu jam dengan berat material (umpan) 820

gram. Selama proses grinding dilakukan material akan bertumbukan dengan

media penggerus ball mill sehingga material akan mengalami reduksi ukuran atau

pengurangan ukuran menjadi lebih kecil. Setelah selesai digrinding lalu material

(produk) ditentukan kembali ukuran 80% lolos kumulatifnya dengan di ayak

terlebih dahulu kemudian ditentukan nilai ukuran 80% lolos kumulatifnya dari

kurva. Nilai ukuran 80% lolos kumulatif produk yang diperoleh adalah sebesar 0,2

mm.

Dari data yang telah didapatkan maka kita dapat menghitung reduction ratio

ukuran 80% lolos kumulatif dengan membagi nilai ukuran 80% lolos kumulatif

umpan dengan nilai ukuran 80% lolos kumulatif produk. Sehingga nilai reduction

ratio ukuran 80% lolos kumulatif yang didapatkan pada percobaan kali ini sebesar

6,25.

Energi dan daya yang dibutuhkan untuk pengecilan/reduksi ukuran dihitung

dengan menggunakan hukum Bond dengan rumus :

PT

=E=10 × E i [ XP−0,5−XF

−0,5 ] KwhTon

Setelah dilakukan perhitungan didapatkan bahwa energi yang dibutuhkan untuk

reduksi ukuran pasir silica pada percobaan kali ini sebesar 6,9833 kWh/ton dan

daya yang dibutuhkan sebesar 5,726 ×10−3 kW.

VII. SIMPULAN

Dari percobaan reduksi ukuran (grinding) kali ini didapatkan nilai ukuran

80% lolos kumulatif dari umpan sebesar 1,25 mm dan nilai ukuran 80% lolos

kumulatif produk yang diperoleh adalah sebesar 0,2 mm. Sehingga didapatkan

nilai reduction ratio ukuran 80% lolos kumulatif sebesar 6,25. Dengan energi yang

dibutuhkan untuk reduksi ukuran pasir silika pada percobaan kali ini sebesar

6,9833 kWh/ton dan daya yang dibutuhkan sebesar 5,726 ×10−3 kW.

VIII. DAFTAR PUSTAKA

Size Reduction (Grinding)

Documents

Transcript of Size Reduction (Grinding)