Tugas Gravitasi Dan Sentrifugal

KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat tuhan yang maha esa yang telah memberi rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini. Dalam penyusunan makalah ini penulis mendapatkan bantuan dan bimbingan dari  berbagai pihak. Oleh karna itu melalui makalah ini i ni penulis menyampaikan rasa terima kasih kepada : 1. Bapak Novian Aldo, SST, MM sebagai ketua jurusan kesling. 2. Bapak sebagai dosen pengajar. 3. Bapak dan Ibu dosen yang sudah memberikan motivasi. 4. Kedua orang tua penulis yang telah mendukung baik materi maupun nonmateri.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan maupun  penulisan makalah ini. Maka dari itu kritik dan saran sangat penulis harapkan. Demikianlah atas perhatiannya penulis ucapkan terima kasih.

Tanjungpinang,

2011

Penulis,

RITA MARNITA NIM : PO 7133410 075

1

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR................................................................................................................1 DAFTAR ISI……………………………………………………………..................................2 BAB I

: PENDAHULUAN............................................................................................3 1.1 Latar Belakang Masalah…………………………………………..............3 1.2 Tujuan………………………………………………………………….....4

BAB II

: ISI ..............................................................................................................5-12.

BAB III

: PENUTUP …………………………………………………….............……13 3.1 Kesimpulan.................................................................................................13 3.2 Saran...........................................................................................................13

DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………......................14

2

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar belakang

Udara dimana di dalamnya terkandung sejumlah oksigen, merupakan komponen esensial bagi kehidupan, baik manusia maupun makhluk hidup lainnya, Sedangkan apabila terjadi penambahan gas-gas lain yang menimbulkan gangguan serta perubahan komposisi tersebut, maka dikatakan udara sudah tercemar/terpolusi.Akibat aktifitas perubahan manusia udara seringkali menurun kualitasnya. Perubahan kualitas ini dapat berupa perubahan sifatsifat fisis maupun sifat-sifat kimiawi. Perubahan kimiawi. Kegiatan manusia mengakibatkan pembebasan senyawa ke lingkungan. Alam dan kegiatan manusia serta industri membebaskan senyawa kimia ke lingkungan udara. Jika senyawa itu adalah asing untuk komposisi udara atau konsentrasi suatu jenis senyawa itu melebihi nilai ambang batas (TLV: threshold limit value), Pencemaran atmosfir memiliki  pengaruh nyata dan segera tampak pada manusia, jika masalah ini dibandingkan dengan  pencemaran untuk media yang lain. Perkembangan industri mempertinggi tingkat pengaruh ini. Pada sisi yang lain perkembangan peralatan dan teknologi pengendalian pencemaran udara makin baik dan canggih.Teknologi pengendalian pencemaran udara dalam suatu plant atau tahap proses dirancang untuk memenuhi kebutuhan proses itu atau perlindungan lingkungan. Teknologi ini dapat dipilih dengan penerapan susunan alat pengendali sehingga memenuhi persyaratan yang telah disusun dalam rancangan proses. Di dalam industri, pengendalian pencemaran udara terdiri dari dua bagian yaitu  penanggulangan emisi debu dan penanggulangan emisi senyawa pencemar. Upaya  pengendalian pencemaran udara oleh industri yang pertama kali adalah penanggulangan emisi debu, sedangkan penanggulangan emisi senyawa pencemar fasa gas sering diusahakan  pada tingkat akhir. Secara umum alat pemisah debu dapat di bedakan berdasarkan prinsip kerjanya, dimana beberapa prinsip kerja alat tersebut memanfaatkan gaya sentrifugal dan gaya gravitasi. Oleh karena itu, penulis merasa perlu membahas pengendalian pencemaran dengan pemanfaatan gaya sentrifugal dan gaya gravitasi tersebut lebih lanjut pada bab  pembahasan selanjutnya.

3

1.2. Perumusan

Untuk memberikan kejelasan makna serta menghindari meluasnya pembahasan, maka dalam makalah ini masalahnya dibatasi pada : 1. Apakah penyebab pencemaran udara ? 2. Bagaimanakah metode pengendalian pencemaran udara? 3. Bagaimanakah teknologi pengendalian pencemaran udara ? 4. Bagaimanakah teknologi pengendalian pencemaran dengan memanfaatkan gaya sentrifugal dan gravitasi ?

1.3. Tujuan

- Agar kita bisa memperehatikan keadaan lingkungan kita - Menambah pengetahuan tentang Kontrol sumber dengan kekuatan sentrifugal dan gravitasi - Mengetahui akibat dan dampak yg ditimbulkan oleh kekuatan sentrifugal dan gravitasi - Mengetahui secara umum dan khusus tentang kekuatan sentrifugal dan gravitasi

4

BAB II PEMBAHASAN 2.1 Teknologi pengendalian pencemaran dengan memanfaatkan gaya sentrifugal dan gravitasi

a. Pengertian gaya sentrifugal

gaya sentrifugal adalah gaya yang arahnya keluar dan terjadi pada benda yang  bergerak pada bidang lengkung atau benda yang melingkar beraturan. Kenyataannya gaya ini tidak ada, sehingga disebut juga dengan gaya fiktif. Gaya ini berfungsi mengimbangi gaya sentripetal, yang terjadi pada benda yang bergerak melingkar beraturan, agar benda tersebut tetap bergerak pada lintasannya. Contoh kendaraan yang bergerak membelok (pada tikungan), maka akan merasakan gaya yang menarik ke luar lingkungan.

Latar

belakang

munculnya

gagasan

sebuah benda atau partikel melakukan gerak

mengenai

gaya

melingkar, 

sentrifugal

yaitu,

ketika

pada benda atau partikel tersebut

 bekerja gaya sentripetal yang arahnya menuju pusat lingkaran.  Banyak sekali orang yang tergoda untuk menambahkan sebuah gaya yang arahnya menjahui pusat lingkaran,  di mana  peran gaya ini adalah mengimbangi  gaya sentripetal.  Besar gaya sentrifugal sama dengan  besar   gaya sentripetal, sedangkan arah gaya sentrifugal berlawanan dengan gaya sentripetal. Hal ini dimaksudkan agar benda yang melakukan  gerak melingkar berada dalam keadaan setimbang. Gaya yang arahnya menjahui pusat tersebut dinamakan gaya sentrifugal.



Pemanfaatan gaya sentrifugal

Gaya sentrifugal dimanfaatkan sebagai prinsip kerja dari alat pemisah/pengumpul debu (dust collector) yang disebut pengumpul sentrifugal . Pemisahan debu dari aliran gas didasarkan pada gaya sentrifugal yang dibangkitkan oleh bentuk saluran masuk alat. Gaya ini melemparkan partikel ke dinding dan gas berputar (vortex) sehingga debu akan menempel di

5

dinding serta terkumpul pada dasar alat. Alat yang menggunakan prinsip ini digunakan untuk  pemisahan partikel dengan rentang ukuran diameter hingga 10 mikron lebih. B. Pengertian gaya gravitasi

Gaya gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa dialam semesta. Sebagai contoh, bumi yang memiliki massa yang sangat besar menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar untuk menarik benda-benda di sekitarnya, termasuk  makhluk hidup, dan benda-benda yang ada di bumi. Gaya gravitasi ini juga menarik  benda-benda yang ada di luar angkasa, seperti bulan, meteor,  dan benda angkasa lainnya, termasuk  satelit buatan manusia. Beberapa teori yang belum dapat dibuktikan menyebutkan bahwa gaya gravitasi timbul karena adanya partikel gravitron dalam setiap atom.



Pemanfaatan gaya gravitasi

Gaya gravitasi dimanfaatkan sebagai prinsip kerja dari alat pemisah/pengumpul debu (dust collector) yang disebut pengendapan dengan gravitasi. Alat yang bekerja dengan prinsip ini memanfaatkan perbedaan gaya gravitasi dan kecepatan yang dialami oleh partikel. Alat ini akan bekerja dengan baik untuk partikel dengan ukuran yang lebih besar dari 40 mikron dan tidak digunakan sebagi pemisah debu tingkat akhir.

6

2.1 Teknologi pengendalian pencemaran udara

limbah udara merupakan salah satu jenis limbah yang dihasilkan oleh industri pertambangan. Limbah tersebut dihasilkan sebagai emisi atmosferik dari industri tersebut. Jenis komponen yang termasuk ke dalam emisi tersebut di antaranya adalah sebagai berikut : •

Debu/partikulat

• Gas yang diproduksi oleh  proses pembakaran, seperti CO, CO2, NOx, SO2 • Gas alam, seperti metan, yang banyak dihasilkan pertambangan batu bara dan sedikit  pertambangan

logam

• Coolants, seperti CFCs, yang berasal dari air -conditioners Dari sejumlah komponen tersebut, emisi debu/partikulat memiliki porsi terbesar dalam kandungan limbah udara kegiatan pertambangan. Debu, pada khususnya, memiliki ukuran  partikel 1-10000 mikrometer. Debu tersebut dihasilkan dari aktivitas mekanik pertambangan, seperti pemecahan atau penggerusan batuan, peledakan area tambang, maupun penanganan massa hasil pertambangan. Pada umumnya, sumber utama dari limbah udara tersebut adalah akses pertambangan yang tak diaspal, aktivitas penggalian, pembuangan, operasi sabuk conveyer, serta pembukaan lahan pertambangan. Adapun penanganan debu tersebut dapat dibagi menjadi dua tahap, yaitu tahap awal dan akhir, berdasarkan besar partikel debu yang dipisahkan. Alat-alat pemisah debu bertujuan untuk memisahkan debu dari alirah gas buang. Debu dapat ditemui dalam berbagai ukuran, bentuk, komposisi kimia, densitas, daya kohesi, dan sifat higroskopik yang berbeda. Maka dari itu, pemilihan alat pemisah debu yang tepat  berkaitan dengan tujuan akhir pengolahan dan juga aspek ekonomis. Secara umum alat  pemisah debu dapat diklasifikasikan menurut prinsip kerjanya: Prinsip pemisahan debu dengan teknologi pengendalian pencemaran udara dengan memanfaatkan gaya gravitasi dan sentrifugal : 1. Pemisah Brown Pemisahan jenis ini menerapkan gerakan partikel menurut Brown. Alat ini dapat memisahkan debu dengan rentang ukuran 0,01  –  0,05 mikron. Alat yang dipatenkan

7

dibentuk oleh susunan filamen gelas dengan jarak antar filamen yang lebih kecil dari lintasan bebas rata-rata partikel. 2. Penapisan Deretan penapis atau penapis kantung (filter  bag)  akan dapat menghilangkan debu hingga ukuran diameter 0,1 mikron. Penapis ini dibatasi oleh pembebanan yang rendah, karena  pembersihan membutuhkan waktu dan biaya yang tinggi, Susunan penapis yang dapat digunakan untuk gas buang yang mengandung minyak atau debu higroskopik. Temperatur gas buang dibatasi oleh komposisi bahan penapis 3. Pengendap elektrostatik tegangan yang tinggi dan dikenakan pada aliran gas yang berkecepatan rendah. Debu yang telah menempel dapat dihilangkan secara beraturan dengan cara getaran. Keuntungan yang diperoleh adalah debu yang kering dengan ukuran dalam rentang 0,2  –   0,5 mikron, tetapi secara teoritik ukuran partikel yang dapat dikumpulkan tidak memiliki batas minimum 4 Pengumpul sentrifugal Pemisahan debu dari aliran gas didasarkan atas gaya sentrifugal yang dibangkitkan oleh  bentuk saluran masuk alat. Gaya ini melemparkan partikel ke dinding dan gas berputar (vortex)  sehmgga debu akan menempel di dinding serta terkumpul di dasar alat. Alat yang menggunakan prinsip ini dapat digunakan untuk pemisahan partikel besar dengan rentang ukuran diameter hingga 10 mikron atau lebih. 5. Pemisah inersia Pemisah ini bekerja atas gaya inersia yang dimiliki oleh partikel di dalam aliran gas. Pemisah ini menggunakan susunan penyekat, sehingga partikel akan bertumbukan dengan penyekat ini dan akan dipisahkan dari aliran fasa gas. Kendala daya-guna ditentukan oleh jarak antar  penyekat. Alat yang didasarkan atas prinsip gaya inersia bekerja dengan baik untuk partikel yang memiliki ukuran diameter lebih besar daripada 20 mikron. Rancangan yang baru dapat memisahkan partikel yang berukuran hingga 5 mikron. 6. Pengendapan akibat gaya gravitasi

8

Rancangan alat ini didasarkan perbedaan gaya gravitasi dan kecepatan yang dialami oleh  partikel. Alat ini akan bekerja dengan baik untuk partikel dengan ukuran diameter yang lebih  besar daripada 40 mikron dan tidak digunakan sebagai pemisah debu tingkat akhir. 2.3 Teknologi pengendalian denagan memanfaatkan gaya sentrifugal





Alat Cyclone (siklon)

Cyclone adalah suatu jenis alat pengumpul debu mekanik yang digunakan untuk menciptakan aliran berputar (vortex) untuk mengalirkan partikel ke area dimana partikel tadi akan mengalami kehilangan energi dan terpisah dari aliran gas (Mycock, 1995). Alat ini menggunakan gaya sentrifugal sebagai driving force pemisahan debu dari gas yang akan dihasilkan kegiatan pertambangan. Input berupa gas dan partikulat dipercepat dengan gerakan spiral, dimana partikel ukuran besar terlempar ke luar gas dan bertubrukan dengan dinding cyclone oleh gaya sentrifugal dan turun ke kerucut cyclone untuk ditangkap oleh hopper.  Sedangkan gas yang  bersih mengalir keluar melalui stack (Cornwell, 1998). Cyclone memiliki efisiensi yang rendah untuk partikel berukuran kecil dan efisiensi tinggi untuk ukuran partikel berukuran  besar 5-15 µ m. Alat ini dapat dioperasikan. Siklon yang berdiameter kecil akan memberikan gaya sentrifugal sampai 2500 kali dibandingkan dengan gaya gravitasi pada settling chamber. Efisiensi siklon dapat ditingkatkan dengan pengurangan diameter, penambahan panjang siklon, dan penambahan rasio siklon terhadap diameter keluaran gas. Contoh industri yang menggunakan siklon ini adalah Ampol Lytton, industri petroleum refinery di Brisbane, Queensland, dan Alcoa, industri refinery bauksit di Kwinana, Western Australia.

9

Kelebihan cyclone (Cooper & Aley, 1986): 

Modal awal rendah.



Mampu beroperasi pada temperatur tinggi.



Biaya pemeliharaan rendah.

Kekurangan cyclone (Cooper & Aley, 1986): 

Efisiensi rendah untuk partikel berukuran kecil. Biaya operasi yang tinggi sebab terjadi kehilangan tekanan



CENTRIFUGAL COLLECTORS



Menggunakan gaya sentrifugal



Karena gaya sentrifugal relatif lebih besar dari daya gravitasi makan ukuranyang dapat disisihkan lebih kecil (5 – 25 μm)



Efisiensi dapat mencapai 50-90 %

Keuntungan 

Mudah dalam desain danpemeliharaan



Kebutuhan luas ruang kecil



Kehilangan tekanan rendah

Kerugiannya

10



Butuh ruangan yang tinggi



Rendah efisiensi untuk partikel kecil



Sensitif pada debit udara danbeban yang bervariasiDynamic Precipitator:



Gaya sentrifugal partikel dibantu oleh putaran kipas



Tidak dapat digunakan untuk partikel besar

2.4 Teknologi pengendalian dengan memanfaatkan gaya gravitasi 2.4.1 Teknologi pengendalian dengan memanfaatkan gaya gravitasi 

Settling chamber (ruang pengendapan)

Alat ini merupakan teknologi penanganan debu yang telah diterapkan sejak lama. Prinsip dari alat ini adalah pengendapan berdasarkan gaya gravitasi. Alat ini terdiri dari sebuah chamber (kamar/ruang) besar yang terintegrasi dalam aliran pipa gas pertambangan yang mengandung partikel debu yang akan dipisahkan. Keberadaan ruang tersebut akan mengurangi kecepatan gas yang melewatinya sehingga partikel debu yang cukup besar akan terendapkan di dasar chamber tersebut. Partikel debu yang dapat dipisahkan oleh alat ini  berukuran lebih besar dari 60 mm. Alat inipun kemudian difungsikan sebagai pembersih awal (preliminary cleaners) gas dari sistem penanganan debu yang ada. Alat ini dapat dipasang sejumlah tray pada tiap sisi chamber untuk mempersingkat waktu pengendapan partikel debu yang akan dipisahkan sehingga efisiensi pemisahan dan pengumpulan debu menjadi lebih besar. Settling chamber ini memiliki biaya instalasi dan operasi yang murah, namun juga memiliki efisiensi  pengumpulan debu overall yang cukup rendah. Berikut ini adalah skema operasi settling chamber yang pada umumnya digunakan oleh industri pertambangan. 11



GRAVITATIONAL SETTLER

- Memanfaatkan gaya gravitasi - Kecepatan udara masuk 0,5 –  2,5 m/s - Minimum efektif pada ukuran partikel lebih besar dari 50 μm - Effisiensi kurang dari 50 % 

Keuntungan :

1. Kehilangan tekanan rendah 2. Mudah dalam desain dan pemeliharaan 

Kerugiannya:

1. Kebutuhan Ruang Besar 2. Efisiensi rendah 

WET COLLECTOR/SCRUBBER

- Penyisihan partikel padat dengan menggunakan „tetesan‟ air/fluida dan memanfaatkan gravitasi untuk memisahkan dari udara bersih Jenis Ukuran partikel (μm) Efisiensi (%) Spray tower > 10 < 80 Cyclonic > 2,5 < 80 Impingement > 2,5 < 80 Venturi > 0,5 < 99 - Dapat digunakan untuk menghilangkan pencemar gas secara simultan

12

- Ada penambahan untuk instalasi pengolahan limbah cairnya

BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan

13

Upaya penanggulangan terhadap pencemaran udara diberitahukan tentang berbagai cara untuk penanggulangan dan pencegahan Pencemaraan udara yang tergantung pada sifat dan sumber polutan udara, seperti mengurangi polutan, mengubah polutan, melarutkan  polutan dan mendisfersikan polutan. Diharapkan agar keadaan lingkungan tetap sehat dan  bersih dari pencemaran udara.Oleh karena itu, diperlukan upaya pengendalian pencemaran udara dengan memanfaatkan peralatan dan teknologi pengendalian pencemaran udara yang saat ini semakin baik dan canggih. Upaya pengendalian pencemaran udara oleh industri yang  pertama kali adalah penanggulangan emisi debu, sedangkan penanggulangan emisi senyawa  pencemar fasa gas sering diusahakan pada tingkat akhir. Alat yang dapat digunakan adalah dust collector atau alat pemisah/pengumpul debu. Prinsip kerja dari peralatan dan teknologi  pengendalian pencemaran udara tersebut diantaranya memanfaatkan gaya sentrifugal dan gaya gravitasi, dimana cara kerja alat sangat dipengaruhi oleh gaya-gaya tersebut. Alat-alat yang memanfaatkan gaya sentrifugal dan gaya gravitasi yaitu Settling chamber (ruang  pengendapan) dan cyclone (silikon).

3.2 Saran

Sebaiknya polusi atau hasil buangan kegiatan industri lebih diperhatikan efek, dan  pencemarnya bagi lingkungan,biota, dan manusia. menggunakan

teknologi pengendalian

 pencemaran udara disetiap industri atau pun aktifitas pembakaran baik secara langsung ataupun tidak, menjaga dan memperhatikan alat-alat penyaring debu agar tidak rusak .

DAFTAR PUSTAKA

http://nunulasa.wordpress.com/2011/03/11/pencemaran-udara-oleh-industri-dan pengendaliannya/

14

http://www.google.co.id/search? : http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2111592 pengertian-gaya-sentrifugal/#ixzz1eDboMKyh

http://majarimagazine.com/2008/01/teknologi-pengolahan-limbah-gas/ http://majarimagazine.com/2010/04/penanganan-limbah-udara-industri-pertambangan-part-1/  by Saepul Rohman on 24/04/10 at 10:35 pm http://www.iec.co.id/artikel/penanganan-limbah-udara-industri-pertambangan https://arunals.wordpress.com/.../teknologi-pengolahan-limbah-gas/ http://www.sciencedirect.com http://www.natural-resources.org/environment

15

16