Ball Mill Acc++.docx

BAB II BALL MILL

2.1

Tujuan Percobaan Tujuan dari melaksanakan praktikum ini adalah menentukan diameter ratarata partikel, menentukan distribusi ukuran partikel hasil ayakan, dan menggambarkan kurva distribusi ukuran partikel.

2.2

Tinjauan Pustaka Istilah pemecahan dan penghalusan atau penghancuran (size reduction) zat padat meliputi semua cara yang digunakan untuk memotong partikel zat padat dan dipecahkan menjadi kepingan-kepingan yang lebih kecil. Industri pengolahan, zat padat diperkecil dengan berbagai cara yang sesuai dengan tujuannya. Produk komersial biasanya harus memenuhi spesifikasi yang sangat ketat dalam hal ukuran maupun bentuk partikelnya yang sangat berpengaruh terhadap reaktifitas zat padat tersebut. Pemecahan ini juga dapat memisahkan komponen yang mungkin tidak diinginkan dengan cara mekanik, serta dapat juga memperkecil bahan berserat untuk memudahkan proses penanganannya. Tujuan dari pemecahan dan penggilingan ialah untuk menghasilkan partikel-partikel kecil dari yang lebih besar. Partikel-partikel yang lebih kecil diperlukan baik oleh karena permukaannya yang besar, atau karena bentuk, ukuran dan jumlahnya (McCabe, 1989). Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam pemilihan alat size reduction adalah ukuran umpan, size reduction ratio, distribusi ukuran partikel dii arus produk kapasitas, sifat bahan, seperti hardness, abrasiveness, stickiness, densitas, flammability. kondisi basah atau kering. Jenis- jenis size reduction berdasarkan ukuran yang komersial atau umum sebagai berikut: 1. Coarse Size Reduction, yaitu size reduction untuk material-material yang kasar dengan ukuran feed antara 2 – 96 inch atau lebih. Umpan kasar: Jaw Crusher, Gyratory Crusher. 2. Intermediate Size Reduction, yaitu size reduction untuk material-material yang

18

sedang dengan ukuran feed 1 – 3 inch. Umpan sedang: Cone Crusher, Crushing Roll. 3. Fine Size Reduction, yaitu size reduction untuk material-material yang halus dengan ukuran feed 0,25 – 0,5 inch. Umpan halus : Ball Mill, Bawl Mill, Grade Mill, Rod Mill, Tube Mill, Hammer Mill (Endahwati, 2009). Zat padat dapat diperkecil dengan berbagai cara, namun hanya ada empat cara saja yang lazim digunakan dalam mesin pemecah-penghalus. Cara itu ialah kompresi (tekanan), impak (pukulan), atrisi (gesekan), dan pemotongan. Kompresi umumnya untuk pemecahan kasar zat padat keras, menghasilkan relatif sedikit halusan. Pukulan menghasilkan hasil yang berukuran kasar, sedang, dan halus. Atrisi menghasilkan hasil yang sangat halus dari bahan yang lunak dan tak abrasif. Pemotongan memberikan hasil yang ukurannya pasti, dan kadang-kadang juga bentuknya, dengan hanya sedikit, atau tidak ada halusan sama sekali (McCabe, 1989). Mesin ball mill, sejenis penggiling adalah perangkat mesin berbentuk silinder yang terbuat dari bahan keramik atau stainless steel dan digunakan saat penggilingan atau pencampuran bahan seperti bahan baku keramik, bahan kimia dan lain-lain. Mesin ball mill beroperasi di atas putaran kritis yang berarti bahwa gaya sentrifugal lebih besar dari gaya gravitasi, bola-bola penggiling akan menempel pada dinding dan tidak menjatuhi bahan yang digiling dan bola-bola tersebut berputar bersama mesin ball mill. Tumbukan yang terjadi kecil sekali dan penggilingan tentu saja tidak efisien. Mesin ball mill adalah mesin yang digunakan untuk menghaluskan atau menghancurkan suatu material menjadi partikel yang lebih kecil atau dalam bentuk serbuk halus dengan bantuan bola yang menggelinding dalam tabung mesin yang terus berputar sedangkan waktunya diatur atau ditentukan oleh orang yang mengoperasikan mesin tersebut. Cara kerja mesin ball mill adalah menghancurkan bahan baku keramik yang berupa lempung dengan cara menggilingnya bersama media (Azhari, 2017). Prinsip mesin ball mill adalah menghancurkan partikel secara merata berkat gaya gesek dan tumbuk. Faktor-faktor yang mempengaruhi hasil partikel yaitu ukuran ball mill, tingkat kekerasan bahan, berat bahan, kecepatan rotasi, lama penggilingan, dan berat bola penumbuk yang digunakan (Nandiwilastio, 2014).

19

Gambar II.1 Ball mill Mesin pemecah giratori atau gyratory crusher suatu pemecah yang mempunyai rahang bundar dimana setiap waktu selalu ada bahan yang pecah pada satu titik dalam alat itu. Alat ini mempunyai rahang bundar, pada waktu proses pemecahan berlangsung, sumbu bagian atas berfungsi sebagai engsel sedangkan sumbu bagian bawah digerakkan oleh sumbu eksentrik sehingga sumbu bagian bawah dapat berputar. Gyratory crusher bekerja berdasarkan penekanan dan pemecahan.

Gambar II.2 Gyratory crusher Hammer mill adalah sebuah alat penggiling yang mempunyai rotor yang dapat berputar dan mempunyai alat pemecah berbentuk palu dimana palu-palu

20

tersebut digantung pada suatu piringan atau silinder yang dapat berputar dengan cepat. Alat ini juga dilengkapi dengaan kisi-kisi atau ayakan yang juga berfungsi sebagai penutup lubang tempat keluarnya produk. Bagian-bagian peralatan dalam hammer mill adalah feeders dan crusher. Feeders adalah komponen dari peralatan hammer mill yang berfungsi sebagai pengatur aliran dan pemisah bahan-bahan dan penerima bahan baku. Selain itu feeders juga berfungsi untuk mengatur aliran bahan batuan yang masuk ke dalam batu pemecah. Crusher adalah komponen pada peralatan pemecah batu yang berfungsi untuk memecah dan mengurangi ukuran bahan. Hammer mill juga menggunakan prinsip gesekan pada dindingdinding bagian dalam mesin dan pemotongan yang terdapat pada ayakannya (Endahwati, 2009).

Gambar II.3 Hammer mill Pengayakan (screening) adalah suatu metode untuk memisahkan partikel menurut ukuran semata-mata. Proses pengayakan di sini yang dilaksanakan di industri, zat padat itu dijatuhkan, atau dilemparkan, ke permukaan pengayak. Partikel yang dibawah ukuran atau partikel kecil (undersize), atau halusan (fines), lulus melewati bukaan ayak, sedang yang di atas ukuran atau yang besar (oversize), atau buntut (tails) tidak lulus. Satu ayak tunggal dapat memisahkan menjadi dua fraksi saja setiap kali pemisahan. Kedua fraksi disebut fraksi yang belum berukuran (unsized fractions), karena baik ukuran terbesar maupun terkecil

21

daripada partikel yang terkandung tidak diketahui. Bahan yang lulus melalui sederet ayak dengan bermacam-macam ukuran akan terpisah menjadi beberapa fraksi berukuran (sized fractions), yaitu fraksi-fraksi yang ukuran partikel maksimum dan minimumnya diketahui (McCabe, 1989).

2.3

Metodologi Percobaan Percobaan ini dilakukan untuk mengecilkan ukuran partikel suatu bahan dengan perlakuan mekanik berupa benturan atau pukulan. Isi dari subab ini adalah uraian bahan-bahan dan alat yang digunakan selama praktikum serta diagram prosedur kerja.

2.3.1 Alat Dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini dapat dilihat pada Tabel II.1. Tabel II.1 Daftar alat dan bahan Alat

Bahan

Gula Ball Mill Beaker glass Bola baja Bola keramik kecil Bola keramik sedang Kuas Screening 2.3.2 Skema Kerja Prosedur percobaan praktikum Screening adalah sebagai berikut: Menimbang ayakan kosong Menyusun ayakan dari ukuran terbesar ke yang terkecil Memasukkan partikel kedalam ayakan paling atas Mengatur kecepatan dan waktu ayakan Mematikan alat dan menimbang tiap ayakan setelah waktu pengayakan selesai Gambar II.4 Diagram alir praktikum Screening

22

Prosedur percobaan praktikum Ball Mill adalah sebagai berikut: Menimbang bahan gula 200 gram partikel yang sudah diketahui ukurannya

Memasukkan partikel ke dalam silinder Ball Mill

Menambahkan bola-bola sebagai media penghancur sesuai variabel Menutup silinder sampai rapat Meletakkan silinder di atas roller Mengatur kecepatan roller dan waktu (10 menit) Setelah waktu tercapai, matikan alat dan keluarkan bahan ari silinder dari silinder untuk kemudian ditentukan ukuran akhirnya Gambar II.5 Diagram alir praktikum Ball Mill

2.4

Hasil dan Pembahasan Percobaan ball mill menggunakan 3 jenis bola dan diameter ukuran bola yang berbeda yaitu bola keramik kecil, bola keramik sedang, dan bola baja. Fungsi bola pada percobaan ini untuk mereduksi ukuran partikel didalam silinder. Bola akan saling menumbuk dan menekan, sehingga terjadi pengecilan ukuran partikel. Percobaan ball mill ini mendapatkan hasil pengamatan berupa grafik antara diameter partikel dengan berat bahan tertahan. Gambar II.6 menunjukkan bahwa diameter awal ukuran partikel 1 mm dengan berat bahan tertahan sebesar 88,55 gram, fraksi 0,4427 serta % lolos sebesar 27,57 %. Proses pengayakan yang pertama bertujuan untuk menentukan diameter awal sample tanpa melakukan proses penghalusan dalam ball miil.

23

Berat Bahan Tertahan (gram)

100

80 60 40

Diameter Awal

20

0 0

0,5

1

1,5

Diameter Partikel (mm)

Gambar II.6 Hubungan diameter partikel awal terhadap berat bahan tertahan Gambar II.7 menunjukkan bahwa penggunaan bola keramik kecil sebagai media peghancur dalam ball mill tidak mampu memperkecil ukuran partikel. Gambar II.7 menunjukkan diameter akhir partikel 1 mm dengan berat bahan tertahan sebesar 98,05 gram. Penyebab tidak terjadinya pengecilan pada proses ball mill disebabkan karena adanya sampel ketan yang tersangkut dalam tray yang sama. Sehingga gula yang digunakan sebagai sample tercampur dengan ketan yang digunakan oleh praktikan lain. Massa bola juga sebagai salah satu faktor pengecilan ukuran partikel yang berpengaruh pada proses ball mill sehingga tidak memecah gula secara sempurna dan juga dikarenakan waktu proses ball mill

Berat Bahan Tertahan (gram)

terlalu singkat.

100 80

60 Diameter Awal

40

Diameter Variabel 1

20

0 0

0,5 1 1,5 Diameter Partikel (mm)

Gambar II.7 Hubungan diameter partikel terhadap berat bahan tertahan pada variabel bola keramik kecil.

24

Gambar II.8 menunjukkan bahwa penggunakan bola keramik sedang sebagai media peghancur dalam ball mill mampu memperkecil ukuran partikel. Hasil dari percobaan sampel dengan menggunakan media bola keramik sedang diperoleh diameter akhir partikel 1 mm dengan berat bahan tertahan sebesar 86,5 gram. Pengecilan ukuran terlihat pada gambar II.8 bahwa ukuran diameter awal gula berukuran 1 mm sebelum dilakukan proses ball mill lebih banyak massanya dibanding setelah proses ball mill. Hasil ini menunjukan telah adanya proses penghancuran pada ball mill. Proses penghancuran dapat dipengaruhi oleh massa bola yang digunakan lebih besar daripada massa bola pada variabel 1. Hal ini menyebabkan gula mengalami tekanan dan gesekan lebih besar oleh bola keramik sedang.

Berat Bahan Tertahan (gram)

100 80 60 Diameter Awal

40 20

0 0

0,5 1 1,5 Diameter Partikel (mm)

Gambar II.8 Hubungan diameter partikel terhadap berat bahan tertahan pada variabel bola keramik sedang Gambar II.9 menunjukkan bahwa penggunakan bola baja sebagai media peghancur dalam ball mill tidak mampu memperkecil ukuran partikel. Hasil dari percobaan sampel dengan menggunakan media bola baja diperoleh diameter akhir partikel 1 mm dengan berat bahan tertahan sebesar 98,12 gram. Penyebab tidak terjadinya pengecilan pada proses ball mill variabel bola baja, disebabkan karena adanya sampel ketan yang tersangkut dalam tray yang sama. Hal ini menyebabkan gula yang digunakan sebagai sample tercampur dengan ketan yang digunakan oleh praktikan lain. Faktor lain juga disebabkan oleh waktu penggilingan pada proses ball mill yang terlalu singkat sehingga menyebabkan gula tidak memecah secara sempurna.

25

Berat Bahan Tertahan (gram)

120

100 80 60

Diameter Awal

40

Diameter Variabel 3

20

0 0

0,5

1

1,5

Diameter Partikel (mm)

Gambar II.9 Hubungan diameter partikel terhadap berat bahan tertahan pada variabel bola baja

2.5

Kesimpulan Berdasarkan hasil praktikum Ball Mill, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Diameter rata-rata partikel awal sebesar 1 mm dengan berat bahan tertahan sebesar 88,55 gram. 2. Setelah melakukan ayakan didapatkan ukuran partikel tiap variabel sebesar: -

Bola keramik kecil : 1 mm dengan fraksi berat bahan tertahan 0,4909

-

Bola keramik sedang : 1 mm dengan fraksi berat bahan tertahan sebesar 0,4325

-

Bola baja : 1 mm dengan fraksi berat bahan tertahan sebesar 0,4911.

3. Partikel tidak mengalami pengecilan ukuran pada bola keramik berukuran kecil dan bola baja. Sedangkan pada bola keramik berukuran sedang mengalami pengecilan ukuran partikel.

2.6

Referensi Azhari, C. dan Priyanto, B. 2017. Pengaruh Putaran Mesin terhadap Hasil Serbuk Lempung pada Mesin Penggiling Bahan Keramik. Endahwati, L. 2009. Alat Industri Kimia. Surabaya: UPN Press. McCabe, Warren L dkk. 1989. Unit Operations Of Engineering. Jakarta: Erlangga.

26

Nandiwilastio, dkk. 2014. Pengaruh Rasio Chips dengan Bola Penumbuk Ball Mill terhadap Rendemen dan Kemampuan Hidrasi Tepung Porang, Jurnal Pangan dan Agroindustri Vol.2 No.1 p.106-112.

27