PENGHANCURAN
DAN PENGAYAKAN
I.
TUJUAN
Memisahkan
partikel-partikel berdasarkan ukuran fraksi-fraksi yang diinginkan dari suatu
material hasil proses penghancuran (grinding).
II.
ALAT
DAN BAHAN
Alat
yang digunakan :
© Hammer
mill
© Ball
Mill
© Satu set ayakan ukuran 2,0 ; 1,4; 1,0;
0,63;0,35;0,2;0,112;0,05 mm
© Gelas
Kimia 1 buah
© Kertas
Timbang 3 buah
© Neraca
Analitik 1 buah
Bahan yang digunakan :
© Batubara 250 gr
III.
DASAR
TEORI
Size
reduction (pengecilan ukuran) berarti membagi-bagi suatu bahan padat menjadi
bagian-bagian yang lebih kecil dari ukuran semula, sesuai dengan kebutuhan
dengan menggunakan gaya-gaya mekanis. Umumnya tujuan dari size reduction adalah
mempercepat pelarutan, mempercepat raksi kimia, untuk memperkecil bahan-bahan
berserat akan mudah penanganannya, mempertinggi kemampuan penyerapan, menambah
kekuatan warna, agar transportasi menjadi lebih mudah dan mempermudah proses
lanjut.
Pengayakan (sieving) merupakan salah satu metode
pemisahan sesuai dengan ukuran yang dikehendaki. Pengecilan ukuran dimaksudkan
untuk memperluas permukaan bahan sehingga kontak antara bahan dan pelarut bisa
berlangsung optimum. Pengayakan biasanya dilakukan terhadap material yang telah
mengalami proses penghancuran (grinding). Partikel yang lolos melalui ukuran
saringan tertentu disebut sebagai undersize dan partikel yang tertahan diatas
saringan disebut oversize. Bahan yang lolos melewati sederet ayakan dengan
bermacam-macam ukuran akan terpisahkan menjadi beberapa fraksi berukuran (size
fraction) yaitu fraksi-fraksi yang ukuran maksimum dan minimumnya diketahui.
Beberapa factor yang harus diperhatikan dalam
operasi pengayakan adalah :
-
Bentuk lubang ayakan
-
Celah dan interval ayakan
-
Ukuran partikel
-
Kapasitas ayakan dan keefektifan
-
Variabel dalam operasi pengayakan :
1. Metode
pengumpanan
2. Permukaan
ayakan
3. Sudut
kemiringan
4. Kecepatan
putaran
5. Frekuensi
getaran
Beberapa ayakan yang sering digunakan antara lain :
1. Grizzly,
merupakan jenis ayakan dimana material yang diayak mengikuti aliran pada posisi
kemiringan tertentu.
2. Vibrating
screen, ayakan dinamis dengan permukaan horizontal dan miring digerakkan pada
frekuensi 1000-7000 hertz. Satuan kapasitas tinggi dengan efisiensi pemisahan
yang baik yang digunakan untuk interval ukuran perikel yang luas.
3. Oscilating
screen, ayakan dinamis pada frekuensi yang lebih rendah dari vibrating screen
(100-400 hertz) dengan waktu yang lebih lama, lebih linear dan lebih tajam.
4. Reciprocating
screen, ayakan dinamis yang dioperasikan dengan gerakan menggoyangkan pukulan
yang panjang (20-200 hertz).
5. Shifting
screen, ayakan dinamis yang dioperasikan dengan gerakkan memutar dalam bidang
permukaan ayakan. Gerakan actual dapat berupa putaran atau getaran memutar.
Digunakan untuk pengayakan material basah atau kering.
6. Revolving
screen, ayakan dinamis dengan posisi miring berotasi pada kecepatan rendah
(10-20 rpm). Digunakan untuk pengayakan basah dari material-material relative
kasar.
Diameter
partikel
Diameter partikel dapat diukur dengan berbagai cara.
Untuk partikel berukuran besar (> 5 mm) dapat diukur secara langsung dengan
menggunakan mikrometer standar. Ukuran partikel yang sangat halus diukur dengan
menggunakan ukuran ayakan standar. Ukuran ayakan dapat dinyatakan dengan dua
cara, yaitu dengan ukuran mesh (jumlah lubang dalam inchi kuadrat) dan dengan
ukuran actual dari bukaan ayakan dengan ukuran partikel besar ( dalam mm atau
inchi). Ada beberapa standar dalam penggunaan ukuran ayakan tetapi yang penting
adalah memperoleh standar tertentu dalam penentuan ukuran partikel yang kita
kehendaki. Tabel dibawah ini menunjukkan daftar nomor mesh yang bersesuaian
untuk ayakan baku tyler.
Table 1. Ayakan tyler
|
Ukuran mesh
|
Inchi
|
Millimeter
|
|
3
4
6
8
10
14
20
28
35
48
65
100
150
200
270
400
|
0,263
0,185
0,131
0,093
0,065
0,046
0,0328
0,023
0,0164
0,0116
0,0082
0,0058
0,0041
0,0029
0,0021
0,0015
|
6,680
4,699
3,327
2,362
1,651
1,168
0,833
0,0589
0,417
0,295
0,208
0,147
0,104
0,074
0,053
0,083
|
Diameter rata-rata partikel antar ayakan berdasarkan
ayakan tyler, missal partikel lolos melalui ayakan 150 mesh tetapi tertahan
pada 200 mesh dituliskan -150+200 mesh. Berikut ini tabel diameter partikel
rata-rata penentuan ayakan tyler.
Tabel 2. Diameter partikel rata-rata berdasarkan
ayakan tyler.
|
Ukuran ayakan (mesh)
|
Diameter partikel Dp (inchi)
|
|
-10+14
-14+20
-20+28
-28+35
-35+48
-48+65
-65+100
-100+150
-150+200
|
0,0555
0,0394
0,0280
0,0198
0,0140
0,0099
0,0070
0,0050
0,0035
|
Diameter partikel rata-rata (Dpw) dirumuskan dengan
persamaan :
Dpw =
∑ xi. Dp mean
Dpw =
diameter rata-rata partikel
Xi =
fraksi massa
Dp mean =
diameter rata-rata antar ayakan
IV.
PROSEDUR
PERCOBAAN
1. Menyiapkan satu set ayakan dengan ukuran seperti diatas
2. Menghancurkan
material yang akan diayak
3. Melakukan
pengayakan
4. Menimbang
masing-masing fraksi yang lolos ayakan tersebut
V.
DATA
PENGAMATAN
|
No
|
Ukuran Ayakan
|
Berat Ayakan kosong
|
Berat Ayakan + Sampel (gr)
|
|
|
|
|
Percobaan 1
|
Percobaan 2
|
Percobaan 3
|
Percobaan 4
|
Percobaan 5
|
Percobaan 6
|
|
1
|
2
|
330,2
|
331,1
|
331,1
|
331
|
331,1
|
331,1
|
331,1
|
|
2
|
1,4
|
306
|
308,2
|
308,4
|
308,2
|
308,3
|
308,4
|
308,4
|
|
3
|
1
|
298,4
|
311,7
|
311,6
|
311,5
|
311,6
|
311,7
|
311,6
|
|
4
|
0,63
|
252,2
|
295
|
298,4
|
296,5
|
296,2
|
296,2
|
296,2
|
|
5
|
0,35
|
229,8
|
276
|
284,3
|
284,1
|
284
|
284,1
|
284,3
|
|
6
|
0,2
|
213,7
|
272,2
|
271
|
272,5
|
272,4
|
272,3
|
272,5
|
|
7
|
0,112
|
200,6
|
238,2
|
245,2
|
241
|
240,6
|
240,6
|
240,9
|
|
8
|
0,05
|
193,5
|
233
|
218,6
|
224,7
|
224,9
|
224,2
|
224
|
|
9
|
Nampan
|
195
|
204
|
199,7
|
199,5
|
199,8
|
199,6
|
199,2
|
|
Total
|
2219,4
|
2469,4
|
2468,3
|
2469
|
2468,9
|
2468,2
|
2468,2
|
Berat Sampel
|
No
|
Berat Sampel (gr)
|
|
|
Percobaan 1
|
Percobaan 2
|
Percobaan 3
|
Percobaan 4
|
Percobaan 5
|
Percobaan 6
|
|
1
|
0,9
|
0,9
|
0,8
|
0,9
|
0,9
|
0,9
|
|
2
|
2,2
|
2,4
|
2,2
|
2,3
|
2,4
|
2,4
|
|
3
|
13,3
|
13,2
|
13,1
|
13,2
|
13,3
|
13,2
|
|
4
|
42,8
|
46,2
|
44,3
|
44
|
44
|
44
|
|
5
|
46,2
|
54,5
|
54,3
|
54,2
|
54,3
|
54,5
|
|
6
|
58,5
|
58,2
|
58,8
|
58,7
|
58,6
|
58,8
|
|
7
|
37,6
|
44,6
|
40,4
|
40
|
40
|
40,3
|
|
8
|
39,5
|
25,1
|
31,2
|
31,4
|
30,7
|
30,5
|
|
9
|
9
|
4,7
|
4,5
|
4,8
|
4,6
|
4,2
|
|
Total
|
250
|
249,8
|
249,6
|
249,5
|
248,8
|
248,8
|
VI.
PERHITUNGAN
Percobaan
1
|
No
|
Ukuran
Ayakan
|
Massa
X (gr)
|
Fraksi
X
|
Dpi
Mean
|
Fraksi
Massa Kumulatif
|
Xi.Dpi Mean
|
|
|
(Dpi)
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
0,9
|
0,0036
|
1
|
0,0036
|
0,0036
|
|
2
|
1,4
|
2,2
|
0,0088
|
1,7
|
0,0124
|
0,01496
|
|
3
|
1
|
13,3
|
0,0532
|
1,2
|
0,062
|
0,06384
|
|
4
|
0,63
|
42,8
|
0,1712
|
0,815
|
0,2244
|
0,139528
|
|
5
|
0,35
|
46,2
|
0,1848
|
0,49
|
0,356
|
0,090552
|
|
6
|
0,2
|
58,5
|
0,234
|
0,275
|
0,4188
|
0,06435
|
|
7
|
0,112
|
37,6
|
0,1504
|
0,156
|
0,3844
|
0,0234624
|
|
8
|
0,05
|
39,5
|
0,158
|
0,081
|
0,3084
|
0,012798
|
|
9
|
Nampan
|
9
|
0,036
|
0
|
0,194
|
0
|
|
Total
|
250
|
1
|
5,717
|
1,964
|
0,4130904
|
Percobaan
2
|
No
|
Ukuran Ayakan
|
Massa X (gr)
|
Fraksi X
|
Dpi Mean
|
Fraksi Massa Kumulatif
|
Xi.Dpi Mean
|
|
|
(Dpi)
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
0,9
|
0,003602882
|
1
|
0,003602882
|
0,003602882
|
|
2
|
1,4
|
2,4
|
0,009607686
|
1,7
|
0,013210568
|
0,016333066
|
|
3
|
1
|
13,2
|
0,052842274
|
1,2
|
0,06244996
|
0,063410729
|
|
4
|
0,63
|
46,2
|
0,184947958
|
0,815
|
0,237790232
|
0,150732586
|
|
5
|
0,35
|
54,5
|
0,21817454
|
0,49
|
0,403122498
|
0,106905524
|
|
6
|
0,2
|
58,2
|
0,232986389
|
0,275
|
0,451160929
|
0,064071257
|
|
7
|
0,112
|
44,6
|
0,178542834
|
0,156
|
0,411529223
|
0,027852682
|
|
8
|
0,05
|
25,1
|
0,100480384
|
0,081
|
0,279023219
|
0,008138911
|
|
9
|
Nampan
|
4,7
|
0,018815052
|
0
|
0,119295436
|
0
|
|
Total
|
249,8
|
1
|
5,717
|
1,981184948
|
0,441047638
|
Percobaan 3
|
No
|
Ukuran Ayakan
|
Massa X (gr)
|
Fraksi X
|
Dpi Mean
|
Fraksi Massa Kumulatif
|
Xi.Dpi Mean
|
|
|
(Dpi)
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
0,8
|
0,003205128
|
1
|
0,003205128
|
0,003205128
|
|
2
|
1,4
|
2,2
|
0,008814103
|
1,7
|
0,012019231
|
0,014983974
|
|
3
|
1
|
13,1
|
0,052483974
|
1,2
|
0,061298077
|
0,062980769
|
|
4
|
0,63
|
44,3
|
0,177483974
|
0,815
|
0,229967949
|
0,144649439
|
|
5
|
0,35
|
54,3
|
0,217548077
|
0,49
|
0,395032051
|
0,106598558
|
|
6
|
0,2
|
58,8
|
0,235576923
|
0,275
|
0,453125
|
0,064783654
|
|
7
|
0,112
|
40,4
|
0,161858974
|
0,156
|
0,397435897
|
0,02525
|
|
8
|
0,05
|
31,2
|
0,125
|
0,081
|
0,286858974
|
0,010125
|
|
9
|
Nampan
|
4,5
|
0,018028846
|
0
|
0,143028846
|
0
|
|
Total
|
249,6
|
1
|
5,717
|
1,981971154
|
0,432576522
|
Percobaan 4
|
No
|
Ukuran Ayakan
|
Massa X (gr)
|
Fraksi X
|
Dpi Mean
|
Fraksi Massa Kumulatif
|
Xi.Dpi Mean
|
|
|
(Dpi)
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
0,9
|
0,003607214
|
1
|
0,003607214
|
0,003607214
|
|
2
|
1,4
|
2,3
|
0,009218437
|
1,7
|
0,012825651
|
0,015671343
|
|
3
|
1
|
13,2
|
0,052905812
|
1,2
|
0,062124248
|
0,063486974
|
|
4
|
0,63
|
44
|
0,176352705
|
0,815
|
0,229258517
|
0,143727455
|
|
5
|
0,35
|
54,2
|
0,217234469
|
0,49
|
0,393587174
|
0,10644489
|
|
6
|
0,2
|
58,7
|
0,235270541
|
0,275
|
0,45250501
|
0,064699399
|
|
7
|
0,112
|
40
|
0,160320641
|
0,156
|
0,395591182
|
0,02501002
|
|
8
|
0,05
|
31,4
|
0,125851703
|
0,081
|
0,286172345
|
0,010193988
|
|
9
|
Nampan
|
4,8
|
0,019238477
|
0
|
0,14509018
|
0
|
|
Total
|
249,5
|
1
|
5,717
|
1,980761523
|
0,432841283
|
Percobaan
5
|
No
|
Ukuran Ayakan
|
Massa X (gr)
|
Fraksi X
|
Dpi Mean
|
Fraksi Massa Kumulatif
|
Xi.Dpi Mean
|
|
|
(Dpi)
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
0,9
|
0,003617363
|
1
|
0,003617363
|
0,003617363
|
|
2
|
1,4
|
2,4
|
0,009646302
|
1,7
|
0,013263666
|
0,016398714
|
|
3
|
1
|
13,3
|
0,053456592
|
1,2
|
0,063102894
|
0,06414791
|
|
4
|
0,63
|
44
|
0,176848875
|
0,815
|
0,230305466
|
0,144131833
|
|
5
|
0,35
|
54,3
|
0,218247588
|
0,49
|
0,395096463
|
0,106941318
|
|
6
|
0,2
|
58,6
|
0,235530547
|
0,275
|
0,453778135
|
0,0647709
|
|
7
|
0,112
|
40
|
0,160771704
|
0,156
|
0,396302251
|
0,025080386
|
|
8
|
0,05
|
30,7
|
0,123392283
|
0,081
|
0,284163987
|
0,009994775
|
|
9
|
Nampan
|
4,6
|
0,018488746
|
0
|
0,141881029
|
0
|
|
Total
|
248,8
|
1
|
5,717
|
1,981511254
|
0,435083199
|
Percobaan
6
|
No
|
Ukuran Ayakan
|
Massa X (gr)
|
Fraksi X
|
Dpi Mean
|
Fraksi Massa Kumulatif
|
Xi.Dpi Mean
|
|
|
(Dpi)
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
331,1
|
0,134146341
|
1
|
0,134146341
|
0,134146341
|
|
2
|
1,4
|
308,4
|
0,124949356
|
1,7
|
0,259095697
|
0,212413905
|
|
3
|
1
|
311,6
|
0,126245847
|
1,2
|
0,251195203
|
0,151495017
|
|
4
|
0,63
|
296,2
|
0,120006482
|
0,815
|
0,24625233
|
0,097805283
|
|
5
|
0,35
|
284,3
|
0,115185155
|
0,49
|
0,235191638
|
0,056440726
|
|
6
|
0,2
|
272,5
|
0,110404343
|
0,275
|
0,225589498
|
0,030361194
|
|
7
|
0,112
|
240,9
|
0,097601491
|
0,156
|
0,208005834
|
0,015225833
|
|
8
|
0,05
|
224
|
0,090754396
|
0,081
|
0,188355887
|
0,007351106
|
|
9
|
Nampan
|
199,2
|
0,080706588
|
0
|
0,171460984
|
0
|
|
Total
|
2468,2
|
1
|
5,717
|
1,919293412
|
0,705239405
|
VII.
ANALISA
PENGAMATAN
Berdasarkan
percobaan yang telah dilakukan dapat dianalisa bahwa pengayakan adalah proses
pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Pengayakan
(screening) dipakai dalam skala industri, sedangkan penyaringan (sieving)
dipakai untuk skala laboratorium.
Sedangkan
pengecilan ukuran dapat didefinisikan sebagai penghancuran dan pemotongan
mengurangi ukuran bahan padat dengan kerja mekanis, yaitu membaginya menjadi
partikel-partikel yang lebih kecil.
Pada
percobaan kali ini bahan yang digunakanya yaitu batubara. Tahap awal yang dilakukan
ada dua proses penghancuran yaitu proses penghancuran (grinding) dan
penghancuran dengan ball mill. Selanjutnya dilakukan proses pengayakan dengan
alat vibrating screen dan dengan berbagai macam ukuran ayakan yaitu 2,0 ; 1,4 ;
1,0 ; 0,63 ;0,35; 0,2; 0,112;0,05; mm.
Batubara
yang digunakan sebanyak 250 gram. Sebelum melakukan pengayakan terlebih dahulu
mengurutkan dan menimbang ayakan dari yang berukuran besar berada diatas dan
ukuran ayakan yang paling kecil berada dibawah sementara tingkat paling bawah
yaitu nampan. Kemudian melakukan pengayakan dengan selang waktu 5 menit. Pada
proses pengayakan zat padat itu dijatuhkan
atau dilemparkan ke permukaan pengayak. Partikel yang dibawah ukuran
atau yang kecil (undersize), atau halusan (fines), lulus melewati bukaan ayak,
sedang yang diatas ukuran atau yang besar (oversize), atau buntut (tails) tidak
lulus. Pada saat pengayakan batubara yang digunakan dalam keadaan kering.
Setelah melakukan
pengayakan, mesh ditimbang ulang bersama material yang ada didalamnya,
menimbang mesh material dilakukan berulang-ulang hingga mencapai berat yang
konstan.
Beberapa hal yang perlu
diperhatikan dalam pengayakan, yaitu :
1.
Jenis ayakan
2.
Cara pengayakan
3.
Kecepatan pengayakan
4.
Ukuran ayakan
5.
Waktu pengayakan
6.
Sifat bahan yang akan diayak
Tujuan
pengayakan itu sendiri untuk memperoleh
ukuran yang seragam.
VIII.
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat
disimpulkan bahwa :
1.
Pengecilan ukuran adalah penghancuran dan pemotongan
mengurangi ukuran bahan padat dengan kerja mekanis, yaitu membaginya menjadi
partikel-partikel yang lebih kecil.
2.
Pengayakan atau penyaringan adalah
proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel.
3.
Dpm percobaan
1 : 0,4130904
Percobaan 2 : 0,4410476
Percobaan 3 : 0,4325765
Percobaan 4 : 0,4328412
Percobaan 5 : 0,4350831
Percobaan 6 : 0,7052394
IX.
DAFTAR PUSTAKA
Jobsheet.2012.”Buku Penuntun Praktikum Satuan Operasi.”POLSRI : Palembang
Sumber Internet :
