Laporan Resmi Ball Mill1

 

 

LAPORAN SEMENTARA PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA SIZE REDUCTION and ANALYSIS 2 (BALL MILL)

 NAMA

: INDAH SUKMAWATI

 NIM

: 1731410079

KELAS

: 2B/D-III T.KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI MALANG 2018

 

1.  Judul Praktikum : Size Redu Reduction ction and Analysis 2 (Ball Mill) 2.  Hari/Tanggal : Rabu, 26 September 2018 3.  Tujuan Praktikum:

  Untuk memperbesar luas permukaan agar -  Dapat mempercepat pelarutan -  Dapat mempercepat reaksi kimia



:

-  Dapat mempertinggi kemampuan penyerapan -  Dapat menambah kekuatan warna

  Pengecilan ukuran menyebabkan bahan padat menjadi -  Dapat diangkut dengan lebih mudah -  Dapat lebih mudah diproses lebih lanjut



:

4.  Dasar Teori : Size reduction adalah proses pengurangan padatan besar massa unit sayuran atau bahan kimia menjadi massa unit yang lebih kecil, partikel kasar atau  partikel halus. Size reduction  biasanya digunakan di industri farmasi. Proses  size reduction biasa reduction  biasa disebut comminution dan dan grinding.  grinding.Banyak Banyak faktor seperti kekuatan, kekerasan, keadaan lengket, keadaan terselip, kandungan uap, titik  beku atau titik didih, pengelupasan, dan lainnya (Struktur bahan, ukuran,  bentuk, aliran, bulk density) density) perbandingan ukuran umpan masuk ke ukuran  produk, mempengaruhi mempengaruhi pengurangan ukuran. (Sud (Sud Sushant, 2013).  Ball mill mil l menggunakan bola-bola penumbuk yang terangkat pada sisi tabung yang berputar dan saling tindih sehingga menyebabkan adanya gaya gesek dan tumbukan pada bahan sehingga menghasilkan tepung dengan ukuran partikel kecil. (Rizki Tika Mawarni, 2015). Prinsip mesin ball mill adalah menumbuk dan menggesek partikel secara merata akibat gaya gesek dan tumbuk. Penggunaan mesin tipe ball mill jarang mill jarang diaplikasikan untuk penepungan bahan pangan, tetapi telah lama digunakan dalam industri semen. (Fath Isandi Rozaq, 2015). Dasar-dasar size reduction 

mengecilkan ukuran padatan diperlukan gaya-gaya mekanis. Gaya  Untuk gaya ini dapat memecahkan padatan secara berbeda :  -  Pengecilan ukuran dengan penekanan diantara dua permukaan benda  padat (gaya tekan).  -  Pengecilan ukuran dengan tumbukan pada permukaan benda padat (gaya tumbuk).  -  Pengecilan ukuran dengan gaya-gaya geser (gaya geser).  

  Size reduction dibedakan menjadi 3 :



1. Size reduction kasar (coarse) 2. Size reduction intermediate 3. Size reduction halus (fine)

: umpan 2-96 in : 1-3 in : 0,25-0,5 in

  Terdapat 2 metode dalam size reduction yaitu crushing dan grinding.



  Klafisikasi dari peralatan crusher dan grinder :



 

1. Coarse crusher : - Jaw crusher : Blake, Dodge 2. Intermediates : - Rolls - Disc crushers - Edge runners - Disintergrator - Hammer mills 3. Fine grinders : - Centrifugal - Buhrstones - Roller mills - Ball mills and tube mills - Ultra fine grinders Crushers

  Crushers adalah alat yang digunakan untuk mengecilkan bahan



menjadi ukuran yang diinginkan bahan menjadi ukuran yang diinginkan menggunakan energi mekanik dalam bentuk gaya tekan dan gaya pukul.

  -  -  -  -  -  -    



Tipe crusher yang digunakan untuk proses mineral : Jaw crushers Gyratory crushers Cone crushers Hammer mill Impact breaker Roll crusher Tipe jaw dan gyratory crusher menggunakan gaya tekan sedangkan hammer mill, impact breaker dan roll crusher menggunakan gaya  pukul. Impact

  Alat ini terbuka dan kontak dengan udara luar, selanjutnya umpan



seukuran dimasukkan secara kontinyu melalui lubang pemasukkan.

  Penghancuran material secara kontinyu dan produk keluar kontinyu



secara gravitasi sesuai dengan mesh screen yang dikehendaki dan ukuran yang lebih besar tertinggal di sela-sela / dipermukaan screen.

 

  Attrisi   Sama dengan impact hanya saja pengecilan ukuran dilakukan dengan gesekan palu yang berputar pada porosnya, kemudian  produk keluar lewat penghalang screen.



  Secara praktis alat ini cocok untuk bahan yang tidak bersifat abrasif



seperti limestone. Shear

  Alat ini termasuk single roll crusher dengan kapasitas yang cukup



 besar.

  Merupakan kombinasi antara shear impact dan compressi.   Cara kerjanya berdasar gaya geser antara dinding dan roll yang





 berputar pada porosnya.

  Produk keluar pada bagian permukaan screen yang turun secara



gravitasi sedangkan yang tidak lolos tetap berada pada permukaan.

Compresi

  Cara kerja alat ini berdasarkan tekanan antara dinding yang



dilengkapi swing yang bergerak akibat pergerakan poros.

  Produk keluar melalui jaw plate yang dipasang pada bagian bawah



yang dilengkapi dengan screen.

  -  -  -  -  

Alat ini cocok untuk bahan-bahan : Material bersifat keras. Material bersifat abrasif. Material tidak lengket. Material tidak mudah pecah. Hammer Mill

  Digunakan untuk pemecah batu kapur berkualitas tinggi, dengan



kadar abrasif yang kurang dari 5%.

  Biasanya digunakan untuk pemecah sekunder dengan umpan



material sampai ukuran 20cm dan memiliki ratio pemecahan 20:1.

  Hammer mill cocok untuk material limestone, batubara, pupuk, dan



fiber resin.

  Karakteristik hammer mill : -  Material masuk bagian atas kemudian di crusher dan setelah tercapai 

ukuran yang sesuai akan keluar melalui bottom. -  Konstruksi kuat dan sederhana, dirancang dengan pemeliharaan yang mudah.

 

-

Area instalasi kecil.

 

-  Ratio crushing besar dan efisiensi tinggi. ti nggi. Ball Mill   Ball mill digunakan untuk mengecilkan ukuran mendekati ukuran koloid yaitu dibawah 1μ.  1μ. 



  Alat ini meng-grinding material oleh rotasi silinder dengan bola-



 bola baja yang menyebabkan bola-bola saling menekan dan menghasilkan material sampai ukuran yang dikehendaki.

  Perputaran silinder dengan kecepatan 4-200 rpm tergantung pada



diameter mill.

  Ball mill umumnya digunakan untuk meng-grinding material 0,25



in menjadi 20-75 20-75 μ dan beroperasi secara tertutup dengan material oversize disirkulasi secara kontinyu. 5.  Prosedur Praktikum Mengisi silinder ball mill dengan bahan yang telah diketahui beratnya

Memasukkan bola (baja atau keramik) ke dalam silinder dengan jumlah tertentu

Menyalakan ball mill grinder

Menutup silinder hingga rapat, dan menempatkan pada  pemutarnya

Mengatur kecepatan putarnya

Mengeluarkan bahan setelah waktu berakhir dan menimbang serta melakukan  pengayakan

Mengulangi percobaan untuk variasi waktu grinding, waktu grinding, bahan  bahan dan jumlah/jenis bola yang digunakan

 

 

6.  Data Pengamatan Tabel 6.1 Tanpa Perlakuan Ball Perlakuan Ball mill  

 No

Tipe screen screen (mesh) +14

1

Fraksi massa lolos

Dp.f

Tertahan (gr)

Fraksi massa tertahan

1,4

13

0,125

1

0,175

Diameter Partikel Rata-Rata (mm)

Massa

2

-14

+18

1,2

11.11

0,11

0,874

0,132

3

-18

+28

0,915

46.63

0,462

0,763

0,42273

4

-28

+45

0,635

24.04

0,238

0,301

0,15113

5

-45

+70

0,417

5.23

0,051

0,062

0,021267

6

-70

+133

0,264

0.98

0,009

0,01

0,002376

0

0.1

0,001

0

0

-133

7

TOTAL

100.78

0,904503

Tabel 6.2 Perlakuan Ball Perlakuan Ball mill  

 No

Tipe screen screen (mesh) 14

1

Fraksi massa lolos

Dp.f

Tertahan (gr)

Fraksi massa tertahan

1,4

0,03

0,000151

1

0,000211

Diameter Partikel Rata-Rata (mm)

Massa

2

-14

+18

1,2

0,31

0,001559

0,9998

0,00187

3

-18

+28

0,915

6

0,030169

0,9983

0,027605

4

-28

+45

0,635

37,72

0,189662

0,9681

0,120435

5

-45

+70

0,417

39,97

0,200975

0,7785

0,083807

6

-70

+133

0,264

30,81

0,154918

0,5775

0,040898

0

84,04

0,422566

0

0

-133

7

TOTAL

198,88

7.  Analisa Data

  Fraksi massa tertahan



Fraksi massa tertahan =

 berat bahan tertahan

Misal pada nomor ayakan 1 Tabel 6.1 Fraksi massa tertahan =

 

 jumlah total berat tertahan

13 100,78

= 0,125

 

0,274827

 

 

  Fraksi massa lolos



Fraksi massa lolos = fraksi massa lolos sebelumnya-fraksi massa tertahan sebelumnya Misal pada nomor ayakan 2 Tabel 6.1 Fraksi berat tertahan = 1-0.125 = 0,874

  Dp.f



Dp.f = diameter partikel x fraksi massa tertahan Misal pada nomor ayakan 1 Tabel 6.1 Dp.f = 1,4 x 0,125 = 0,175 

  Diameter partikel rata-rata



Dp rata-rata =

∑(   fraksi massa tertahan)  jumlah total ayakan

Misal pada Tabel 6.1 Diameter partikel rata-rata =

0,904503

7

 

= 0,129

  PSD (Fraksi Massa Terbesar)



Pada Tabel 6.1 terletak pada ayakan -18 -> +28 Tabel 6.2 terletak pada ayakan -45 -> +70

 

 

8.  Pembahasan Berdasarkan percobaan ball mill   yang dilakukan, bahan yang digunakan ialah gula pasir. Percobaan dilakukan sebanyak 2 kali dengan variabel berat gula pasir 100 gr dan 200 gr. Pada percobaan menggunakan  bahan gula pasir 100 gr tidak melalui proses ball mill  melainkan  melainkan langsung melewati tahap screening  tahap screening , sedangkan gula pasir dengan berat 200 gr melalui  proses ball mill  terlebih  terlebih dahulu sebelum proses screening. proses screening. Hal ini dilakukan untuk mengetahui besarnya pengaruh ball mill terhadap ukuran partikel dari gula pasir. Bola yang digunakan pada proses ball mill  ialah  ialah bola-bola baja,  bola ini berfungsi sebagai alat penggerus/penghalus untuk mengecilkan ukuran partikel gula pasir, proses ini disebut grinding  disebut  grinding . 1.2 1    a 0.8    s    s    a    m0.6    i    s     k    a    r

fraksi massa tertahan

    f 0.4

fraksi massa lolos

0.2 0 0

0.5

1

1.5

diameter partikel (mm)

Gambar 7.1 Hubungan diameter partikel terhadap fraksi massa tertahan dan lolos pada variabel tanpa proses ball mill Grafik diatas menunjukkan hubungan antara diameter partikel dengan fraksi massa tertahan dan fraksi massa lolos tanpa melalui proses  ball mill, proses yang digunakan hanyalah proses  screening atau ayakan yang bertujuan untuk memisahkan suatu elemen yang diinginkan dari partikel yang tidak diinginkan atau untuk menyamakan ukuran partikel (Anonim,2017).  

Berdasarkan grafik diatas diketahui bahwa fraksi massa tertahan terbesar ialah 0,46 pada diameter partikel 0,915 mm yang tertahan pada ayakan dengan ukuran 18 mesh , sedangkan fraksi massa lolos terbesar ialah 0,874  pada diameter partikel 1,2 mm yang lolos ke ayakan dengan ukuran 28 mesh. Ukuran diameter partikel rata-rata pada gula pasir seberat 100 gr tanpa proses ball mill adalah 0,129 mm yang diperoleh melalui perhitungan  jumlah diameter partikel dikali fraksi massa dibagi jumlah ayakan.

 

  1.200000 1.000000 0.800000    a    s    s 0.600000    a    m    i    s     k 0.400000    a    r     f

fraksi massa tertahan fraksi massa lolos

0.200000 0.000000 0 -0.200000

0.5

1

1.5

diameter partikel (mm)

Gambar 7.1 Hubungan diameter partikel terhadap fraksi massa tertahan te rtahan dan lolos pada variabel dengan proses ball mill Grafik diatas menunjukkan hubungan antara diameter partikel dengan fraksi massa tertahan dan fraksi massa lolos melalui proses ball mill dan  proses screening   proses  screening , bola yang digunakan yaitu bola bola baja sebanyak 15 buah,  proses ball mill ini bertujuan untuk menghancurkan partikel besar, sedang  bola baja yang kecil berada pada dekat ujung pengeluaran untuk menghancurkan partikel yang sudah halus (Teuku, 2015), proses ball mill ini i ni  berlangsung selama 30 menit, kemudian dilakukan proses  screening . Berdasarkan grafik diatas diketahui bahwa fraksi massa tertahan terbesar ialah 0,200975  pada diameter partikel 0,417 mm yang tertahan pada ayakan dengan ukuran 45 mesh , sedangkan fraksi massa lolos terbesar ialah 1 pada diameter partikel sebesar 1,4 mm yang lolos ke ayakan dengan ukuran 70 mesh. Ukuran diameter partikel rata-rata pada p ada gula pasir menggunakan proses  ball mill seberat 200 gr adalah 0,0392 mm. Dalam operasi ball mill kecepatan perputaran  shell   silinder   harus dibuat setinggi mungkin, agar muatannya tidak ikut berputar dengan bersama  shell   silinder. Pada ball mill, bola akan ikut berputar dengan tumbling mill, kemudian di suatu titik ketika kecepatannya sama dengan nol, bola akan jatuh jat uh dan menumbuk bijih di dalam mill (Teuku, 2015). Pembahasan di atas menjelaskan bahwa penggunaan ball mill sangat  berpengaruh dalam memperkecil ukuran partikel gula pasir. Hal ini karena dengan proses ball mill partikel akan mengalami tumbukan, yaitu gaya tumbuk antar partikel satu dengan lainnya dan antara partikel dengan bola  bola baja yang menyebabkan pecahnya partikel gula pasir menjadi ukuran yang lebih kecil.

 

9.  Kesimpulan Ball mill merupakan alat untuk mengurangi padatan besar massa unit menjadi massa unit yang lebih kecil, partikel kasar atau partikel halus yang disebabkan karena adanya g gaya aya tumbukan, tumbukan, Ukuran rata-rata diameter gula  pasir tanpa perlakuan ball mill sebesar 0,129 mm sedangkan menggunakan  proses ball mill mil l ukuran rata-rata diameter partikel sebesar 0,0392 mm. Dar Darii data tersebut dapat disimpulkan bahwa ukuran partikel gula pasir yang menggunakan proses ball mill jauh lebih kecil dibandingkan dengan hanya menggunakan proses screening. 10. Daftar Pustaka Muhammad teuku, (2015).  Laporan Modul 1_Kominusi (Crushing dan Grinding),, Program Studi Teknik Metalurgi Fakultas Teknik Grinding) Pertambangan dan Perminyakan, Institut Teknilogi Bandung Anonim. 2017. “Sieve” “Sieve”.. (https://en.wikipedia.org/wiki/Sieve). Diakses pada 12Maret 2017 pukul 09.15 WIB Elaila Indah, Laporan Indah,  Laporan Resmi Praktikum Operasi Teknik Kimia Pengukuran  Butiran Padatan, Universitas Pembangunan Nasional Veteran.

Malang, 24 Oktober 2018 Mengetahui,

(Anang Takwanto,ST.,MT)