Alat Pemisah [PDF]

Citation preview

TUGAS 2 PPK I A. Prinsip Kerja Alat Pemisah ( Separation Process ) a) Solid – Solid 1. Sorting Sorting merupakan suatu proses mengatur kumpulan objek menurut susunan atau urutan tertentu. Urutan dapat berupa ascending (Meningkat) mulai dari terkecil hingga yang terbesar atau descending (menurun) mulai dari yang terbesar hingga yang terkecil. Sorting dalam hal ini diartikan mengurutkan data yang berada dalam suatu tempat penyimpanan, dengan urutan tertentu baik urutan menaik (ascending) dari nilai terkecil sampai terbesar, atau urut menurun (descending) dari nilai terbesar sampai dengan nilai terkecil 2. Screening Pada proses pengayakan zat padat itu dijatuhkan atau



dilemparkan



ke



permukaan pengayak. Partikel yang di ba#ah ukuran atau yangkecil (undersize), atau halusan (fines), lulus melewati bukaan ayak, sedang yang di atas ukuran atau yang besar (oversize), atau buntut (tails) tidak lulus. Pengayakan lebih lazim dalam keadaan kering.



Penggunaan



screening ini,



biasanya ditempatkan setelah alat size reduction, tapi itu dikembalikan lagi pada



proses pabrik,



kapan saatnya



pabrik



membutuhkan



tahap pemisahan partikel padatan maka disitulah screening akan digunakan. Sifat bahan yang dipisahkan dengan alat ini padat. Contoh campuran bahan , dalam proses industri, biasanya digunakan material yang berukuran tertentu dan seragam. Untuk memperoleh ukuran yang seragam, maka perlu dilakukan pengayakan. 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 di atas ukuran atau yang besar (oversize), atau buntut (tails) tidak lulus



3. Hydrocyclones Prinsip kerja dari hydrocyclone adalah terdapatnya kumpulan partikel dan air yang masuk dalam arah tangensial ke dalam siklon pada bagian puncaknya. Kumpulan air dan partikel ditekan ke bawah secara spiral (primary vortex) karena bentuk dari siklon. Gaya sentrifugal menyebabkan partikel terlempar ke arah luar, membentur dinding dan kemudian bergerak turun ke dasar hydrocyclone. Dekat dengan bagian dasar hydrocyclone, air bergerak membalik dan bergerak ke atas dalam bentuk spiral yang lebih kecil (secondary vortex) partikel yang lebih ringan bergerak keluar dari bagian puncak hydrocyclone sedangkan partikel yang berat keluar dari dasar hydrocyclone. 4. Classifier Memisahkan partikel solid yang terdapat dalam campuran solid-liquid menurut ukuran partikel atau densitasnya dengan metode penyaringan. Prinsip pemisahan dengan classifier dengan metode sink dan float. Metode ini menggunakan suatu medium pemisahan liquid yang densitasnya berada diantara densitas material berat dan densitas material ringan. Secara prinsip, pemisahan tergantung pada densitas dari dua substansi dan tidak tergantung pada ukuran partikel. Sifat bahan yang digunakan padat. Contoh, umpan berupa bahan padat kering yang masuk kedalam kerucut bagian tengah dan jatuh diatas penampang plat berputar. Kipas yang berputar menyebabkan pertikel halus terdorong kebagian luar silinder terbawa oleh aliran udara. Kemudian menumbuk dinding dan jatuh. Contohnya pada pengolahan biji emas. 5. Jigs Umpan bergerak melintasi pengayak sampai meluap. Selimut dari partakel yang besar dari bahan yang tebal dibuat diatas pengayak dengan operasi yang singkat. 6. Tables Memisahkan dua material yang berbeda densitasnya dengan cara melewatkan pulp yang telah dicairkan. Air dan umpan dimasukkan kedalam



inlet feed. Table digoyangkan agar material ringan bergeser mengumpul di permukaan dan bergerak mengikuti aliran zat cair, material berat ada di bawah. 7. Centrifuges Prinsip kerja alat centrifuge adalah dengan memanfaatkan gaya sentrifugal. Gaya sentrifugal juga dipengaruhi oleh gaya gravitasi, semakin cepat putarannya maka semakin tinggi pula gaya yang dihasilkan. 8. Dense Media Merupakan alat yang digunakan untuk memisahkan partikel-partikel padat dan campuran dengan memanfaatkan perbedaan densitas. Dense medium merupakan suspense dari dense partikel didalam larutan. Campuran partikel untuk pemisahan ini dicampurkan dengan suspense. Partikel-partikel yang berbeda jenis tersebut akan mengapung ataupun tenggelam. 9. Flotation Umpan yang akan diolah berupa pulp atau lumpur dimasukkan ke dalam tangki atau sel flotasi. Tangki dilengkapi dengan agitator atau pengaduk yang terintegrasi dengan pipa untuk menginjeksikan udara, sehingga timbul gelembung udara di dalam pulp. Mineral yang bersifat hidrofobik akan menempel pada gelembung udara kemudian terangkat menuju permukaan menjadi buih (mineralised froth), sedangkan mineral hidrofilik tetap tinggal di dalam pulp. 10. Magnetic Prinsip kerja pemisahan magnet yaitu mineral-mineral yang memiliki sifat kemagnetan tinggi akan merespon ataun terpengaruh oleh medan magnet. Mineral-mineral ini akan ditarik oleh medan magnet dan dikelompokan sebagai mineral magnet. Sedangkan mineral-mineral yang tidak memiliki sifat kemagnetan, tidak akan merespon atau terpengaruh ketika dilewatkan pada medan magnet yang dikenal sebagai non-magnetic. Mineral-mineral yang masuk dalam kelompok mineral magnet misalnya : magnetite, hematite, ilmenite, siderite, monazite. Sedangkan non-magnetic misalnya: kuras, mika, corundum, gypsum, zircon, feldspar.



11. Electrostatic Partikel kecil dengan kecepatan berbeda dipisahkan berdasarkan sifat yang berbeda dalam medan magnet. Di dalam mesin pemisah konduktan suatu partikel memperoleh suatu beban untuk bersentuhan dengan suatu permukaan yang dibebankan. Metode elektrostatik tidak banyak digunakan untuk memisahkan benda padat tetapi metode ini lebih efektif dalam memisahkan partikel dari dalam gas. b) Solid – Liquid 1. Pressing Pressing di mana cairan diperas (diekspresikan) dari massa padatan oleh kompresi, digunakan untuk aplikasi khusus tertentu. Menekan sangat memakan waktu energi, dan tidak boleh digunakan kecuali tidak ada teknik pemisahan lain yang cocok. Namun, dalam beberapa aplikasi pengeringan dengan menekan dapat bersaing dengan pengeringan. Pengepres terdiri dari dua tipe dasar: pengepres batch hidrolik dan pengepres sekrup. Hidrolik press digunakan untuk mengekstraksi jus buah, dan screw press untuk bahan dewatering; seperti bubur kertas, sampah dan pupuk kandang. 2. Drying Prinsip kerja dari drying yaitu proses pemisahan atau pengurangan sejumlah zat cair dari bagian dalam padatan, sehingga mengurangi kandungan zat cair pada zat padat sampai suatu nilai rendah yang diterima. Proses pengeringan pada prinsipnya menyangkut proses pindah panas dan pindah massa yang terjadi secara bersamaan (simultan). Pertama panas harus di transfer dari medium pemanas ke bahan. Selanjutnya setelah terjadi penguapan air, uap air yang terbentuk harus dipindahkan melalui struktur bahan ke medium sekitarnya. c) Solid – Gas



1. Crushing Menghancurkan adalah langkah pertama dalam proses pengurangan ukuran, mengurangi benjolan besar potongan berukuran dikelola. Untuk beberapa proses penghancuran sudah cukup, tetapi untuk bahan kimia proses itu biasanya diikuti dengan penggilingan untuk menghasilkan bubuk berukuran halus. Prinsip kerjanya memecah material-material yang besar/ bongkahan-bongkahan besar atau keras menjadi material dengan ukuran yang lebih kecil. 2. Heating Prinsip kerja alat ini digunakan untuk memanaskan media. Untuk menghidupkan atau mengaktifkan Heating Mantle diperlukan supply arus listrik. d) Liquid – Solid 1. Thickener Thickener adalah suatu alat untuk memisahkan padatan yang tercampur dalam



larutan. Di



dalam thickener terdapat suatu pengaduk (rake) yang



berfungsi untuk mengumpulkan padatan ke bagian bawah. Pengaduk ini berputar dengan kecepatan rendah (kurang dari 1 rpm).  Thickener diterapkan untuk zat-zat yang meningkatkan viskositas larutan atau campuran cair / padat tanpa secara substansial memodifikasi sifat-sifat lainnya. Bentuk dari thickener dari luar hampir sama dengan kolam sedimentasi. Namun ketinggian biasanya lebih tinggi, karena thickener ini biasanya menampung sludge sedimentasi dan sludge dari kolam lain. Hasil keluaran dari Tickener biasanya langsung masuk pada Filter Press yang berfungsi menghilangkan air pada sludge untuk menghasilkan limbah padatan. 2. Clarrifier Menggunakan prinsip gaya sentrifugal, dimana pengendapan tidak hanya memanfaatkan gaya gravitasi dengan perbedaan massa jenis, tetapi juga karena perputaran gaya sentrifugal, sehingga membuat campuran lebih cepat memisah. 3. Hydrocyclone



Hidrosiklon digunakan untuk pemisahan padat-cair; serta untuk klasifikasi padatan, dan pemisahan cair-cair Ini adalah perangkat sentrifugal dengan dinding stasioner, gaya sentrifugal dihasilkan oleh gerakan cair. Prinsip operasi pada dasarnya sama dengan siklon gas. 4. Filtration Proses pemisahan partikel zat padat dari fluida dengan jalan melewatkan fluida tersebut melalui suatu medium penyaring dimana zat padat itu tertahan. Filter medium (medium penyaring). Bahan padat berpori yang berfungsi menahan partikel-partikel padatan berukuran lebih besar dan meloloskan partikel padat berukuran lebih kecil dari diameter porinya bersama-sama dengan cairan. 5. Centrifuges Prisip kerja dari centrifuge ini adalah dengan melawan arah gaya tarik bumi (gravitasi) dan sedimentasi. Partikel yang terlarut dalam objek akan terpental keluar dari pusat putaran berdasarkan pada perbedaan massa jenis. Dimana partikel yang kurang padat akan mengungsi dan pindah ke pusat. Dengan adanya percepatan radial, membuat partikel padat pada objek yang ditaruh dalam microtube di sentrifus akan mengendap. Dengan adanya percepatan gaya sentripetal dan kekuatan gaya sentrifugal membuat objek terbentuk sedimentasi, sehingga menghasilkan beberapa fase, diantaranya, supernatan dan pellet. 6. Crystalizers Kristalisasi merupakan teknik pemisahan kimia antara bahan padat-cair, di mana terjadi perpindahan massa ( mass transfer ) dari suatu zat terlarut (solute) dari cairan larutan ke fase kristal padat. Pemisahan secara kristalisasi dilakukan untuk memisahkan zat padat dari larutannya dengan jalan menguapkan pelarutnya. Zat padat tersebut dalam keadaan lewat jenuh akan bentuk kristal. Kristal – kristal dapat terbentuk bila uap dari partikel yang sedang mengalami sublimasi menjadi dingin. Selama proses kristalisasi, hanya partikel murni yang akan mengkristal.



7. Evaporator Evaporator adalah alat untuk mengevaporasi larutan. Prinsip kerjanya dengan penambahan kalor atau panas untuk memekatkan suatu larutan yang terdiri dari zat terlarut yang memiliki titik didih tinggi dan zat pelarut yang memiliki titik didih lebih rendah sehingga dihasilkan larutan yang lebih pekat serta memiliki konsentrasi yang tinggi. Proses evaporasi dengan skala komersial di dalam industri kimia dilakukan dengan peralatan yang namanya evaporator. Ada empat komponen dasar yang dibutuhkan dalam evaporasi yaitu, Evaporator, kondensor, injeksi uap, dan perangkap uap. e) Liquid – Liquid 1. Decanter Prinsip kerja decanter yaitu memisahkan serat-serat halus (non-oil solid) yang terkandung dalam minyak kasar (crude oil) dari crude oil tank (COT). Serat halus ini berasal dari serat atau ampas yang terputus-putus pada waktu pengepresan. Dengan berkurangnya serat halus ini, cairan minyak tidak akan terlalu kental, sehingga proses pemisahan didalam CST akan lebih sempurna. Jadi



tujuan



utama



pengoperasian



decanter



adalah



untuk



memisahkan sludge menjadi light phase, heavy phase dan solid. 2. Coalescers Prinsip kerja Coalescers yaitu menyaring padatan dan memisahkan dua cairan yang tidak bercampur. Penggunaan yang paling umum adalah filtrasi dan pemisahan air dari berbagai jenis hidrokarbon. Sebuah media dipilih yang secara istimewa dibasahi oleh fase terdispersi, kawat rajutan atau jaring plastik, lapisan bedsbrous material, atau membran khusus digunakan. 3. Solvent Extraction Prinsip kerja solvent extraction ialah pemisahan



cair-cair yang



penerapannya untuk dua komponen atau lebih, dimana jika dua komponen tersebut sangat dekat titik didihnya dan tidak bisa dipisahkan dengan distilasi. Prinsip kerjanya yaitu apabila kita menginginkan komponen A dan B kita ingin mendapatkan komponen A dan membuang B, maka perlu ditambahkan



komponen C yang mana sifatnya dapat mengikat dan dapat bereaksi dengan komponen B ehingga komponen A terlepas sendiri dan dapat dipisahkan. 4. Distillation Prinsip kerja distillation ialah memisahkan cair-uap – cair antara 2 komponen atau lebih berdasarkan perbedaan titik didih dan rentang titik didih an tara bahan tersebut agak jauh, karena jika terlalu dekat titik didihnya akan sulit untuk dipisahkan dan didapatkan distilat (fraksi yang ingin didapatkan campuran,letaknya diatas pada bagian kolom distilat). 5. Adsorption Prinsip kerja adsorpsi ialah suatu proses pemisahan dimana suatu molekul – molekul zat dalam campuran diserap oleh suatu padatan (adsorben) sehingga komponen larutan akan di adsorpsi pada permukaan dan mengubah komposisi larutan yang keluar. 6. Ion Exchange Pemisah dalam industri khususnya dalam memisahkan ion yang terdapat di air dan ditukarkan dengan ion yang berada pada resin-resin yang terdapat pada Ion Exchange, hal ini bertujuan untuk mengurangi jumlah mineral pada air. Jadi kesimpulannya adalah Ion Exchange merupakan suatu proses yang dimana terjadi pertukaran timbal balik antara ion yang terdapat dalam air dengan ion yang terdapat di resin dengan tujuan untuk mengurangi mineral pada air agar lebih jernih. f) Liquid – Gas 1. Stripping Pemisahan cair – gas, prinsipnya gas diinjeksikan dari bawah menuju keatas dan liquid dari atas ke bawah, ditengah kolom aliran dibuat diagonal sehingga terjadi kontak lebih lama antara kedua phase, gas akan mengikat salah satu komponen yang diinginkan dari komponen liquid dan dibawa ke kolom bawah sebagai Ekstrak ( gas + zatyang diinginkan dari liquid ) sedangkan komponen yang tidak diinginkan yang terdapat pada liquid akan terus keatas dan ditampung sebagai Rafinat ( gas + zat yang tidak diinginkan dari liquid ) .



g) Gas – Solid 1. Gravity Settlers Prinsip penyisihan partikulat dalam Gravity Settler, yaitu gas yang mengandung partikulat dialirkan melalui suatu ruang (chamber) dengan kecepatan rendah sehingga memberikan waktu yang cukup bagi partikulat untuk mengendap secara gravitasi ke bagian pengumpul debu (dust collecting hoppers). 2. Impingement Settlers Prinsip kerja impingement (pengontakkan) yakni memisahkan suatu campuran gas dengan partikel solid (debu) masuk dengan cepat melalui inlet lalu dikontakkan dengan cairan dengan cara dispray sehingga partikel debu akan tersangkut dalam cairan. 3. Cyclone Prinsip kerja Cyclone yaitu menggunakan prinsip gaya sentrifugal dan tekanan rendah karena adanya perputaran untuk memisahkan materi berdasarkan perbedaan massa jenis, ukuran dan bentuk. 4. Filters Prinsip kerja filters ialah memisahkan bahan secara mekanik berdasarkan perbedaan kerapatan dengan memanfaatkan pengaruh gaya berat dan gaya sentrifugal. 5. Wet Scrubber Wet scrubber adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan variasi alat yang menggunakan liquid untuk membuang polutan. Pada wet scrubber, arus gas kotor dibawa menuju kontak dengan liquid pencuci dengan cara menyemprotkan, mengalirkannya atau dengan metode kontak lainnya. Tentu saja desain dari alat kontrol polusi udara (termasuk wet scrubber) tergantung pada kondisi proses industri dan sifat alami polutan udara yang bersangkutan. Wet scrubber membuang polutan partikel dari arus gas dengan menangkap partikel tersebut dalam tetesan/butiran liquid atau lapisan scrubbing liquid (biasanya air) lalu memisahkan tetesan air tersebut dari arus gas.



6. Electrostatic Precipitators Prinsip kerja EP yaitu dengan pemisahan partikel debu dengan gas buangan terjadi karena perbedaan potensial listrik (muatan) antara debu dengan collecting plate. Collecting plate adalah pelat yang digunakan untuk menangkap debu yang masuk di EP. EP bekerja melalui 3 tahapan yaitu Ionisasi, Pengumpulan debu (dust collecting), dan Pembersihan debu (dust removal). h) Gas – Liquid 1. Separting Vessels Prinsip kerja Separator Vessels adalah penampung yang bertugas untuk memisahkan fluida (dari well, sumur) menjadi beberapa fase. Biasanya fase yang telah di pisahkan seperti oil nya, tidak serta merta di pakai sebagai hasil produksi, tapi masih di murnikan oleh separator kedua sampai ketiga, tergantung kebutuhan permurniannya. Lihat ilustrasi di bawah yang membagi separator menjadi 3 tingkatan, High pressure, intermediate pressure dan low pressure. 2. Demisting Pads Demisting pad juga dikenal sebagai eliminator kabut atau semprotan. Ini adalah jenis perangkat pemisah eifsien tinggi, digunakan di seluruh semua jenis industri proses, untuk menghapus tetesan cairan dari gas atau uap aliran. Demisting pad terutama digunakan untuk menghilangkan aliran dengan diameter lebih dari 3μm untuk 5μm. 3. Cyclones Prinsip kerja cyclone yaitu gas atau aliran fluida diinjeksikan melalui pipa input. Bentuk kerucut aliran gas atau fluida berputar menciptakan vortex. Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih besar didorong ke arah luar vortex gaya gravitasi jatuh ke tempat pengeluaran. Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih kecil keluar melalui bagian atas cyclone. 4. Wet Scrubber



Dalam wet srubbing, debu dihilangkan dengan pencucian berlawanan arus dengan



cairan,



biasanya



air,



dan



padatan



dihilangkan



sebagai



bubur. Mekanisme utama yang terlibat adalah Filter multi-kompartemen vibro bag. Dampak (pelampiasan) partikel debu dan tetesan air. Ukuran partikel turun hingga 0,5 mm dapat dihilangkan dengan scrubber yang dirancang khusus. Selain menghapus padatan, scrubber basah dapat digunakan untuk mendinginkan gas secara bersamaan dan menetralkan apapun konstituen korosif. 5. Electtrostatic Precipitator Prinsip kerja ESP yaitu dengan memberi muatan negatif kepada abu-abu tersebut melalui beberapa elektroda (biasa disebut discharge electrode). Jika abu tersebut dilewatkan lebih lanjut ke dalam sebuah kolom yang terbuat dari plat yang memiliki muatan lebih positif (biasa disebut collecting electrode), maka secara alami abu tersebut akan tertarik oleh plat-plat tersebut. Setelah abu terakumulasi pada plat tersebut, sebuah sistem rapper khusus akan membuat abu tersebut jatuh ke bawah dan keluar dari sistem ESP. i) Gas – Gas 1. Adsorption Prinsip kerja dari adsorption yaitu dapat berlangsung jika padatan atau molekul gas atau cair dikontakkan dengan molekul-molekul adsorbat, sehingga didalamnya terjadi gaya kohesif atau gaya hidrostatik dan gaya ikatan hidrogen yang bekerja diantara molekul seluruh material. Gaya-gaya yang tidak seimbang menyebabkan perubahan-perubahan konsentrasi molekul pada interface solid/fluida. Molekul fluida yang diserap tetapi tidak terakumulasi/melekat ke permukaan adsorben disebut adsorptif sedangkan yang terakumulasi/melekat disebut adsorbat. Proses adsorpsi menunjukan dimana molekul akan meninggalkan larutan dan menempel pada permukaan zat adsorben akibat rekasi kimia dan fisika. Proses adsorpsi tergantung pada sifat zat padat yang mengadsorpsi, sifat antar molekul yang diserap, konsentrasi, temperatur dan lain-lain.



2. Absorption Kolom absorbsi adalah sebuah kolom, dimana ada zat yang berbeda fase mengalir berlawanan arah yang dapat menyebabkan komponen kimia ditransfer dari satu fase cairan ke fase lainnya, terjadi hampir pada setiap reaktor kimia. Proses ini dapat berupa absorpsi gas, destilasi, pelarutan yang terjadi pada semua reaksi kimia. Campuran gas yang merupakan keluaran dari reaktor diumpankan kebawah menara absorber. Didalam absorber terjadi kontak antar dua fasa yaitu fasa gas dan fasa cair mengakibatkan perpindahan massa difusional dalam umpan gas dari bawah menara ke dalam pelarut air sprayer yang diumpankan dari bagian atas menara. Peristiwa absorbsi ini terjadi pada sebuah kolom yang berisi packing dengan dua tingkat. Keluaran dari absorber pada tingkat I mengandung larutan dari gas yang dimasukkan tadi.