BAB 3 PEMODELAN PROSES PENGGILINGAN AKHIR

BAB 3 PEMODELAN POSES PENGGILINGAN AKHI 3. Proses Produs Semen Gamar 3. Proses Produs pada Par Semen Gamar d atas merupaan suatu proses produs semen mula dar penamangan materal-materal yang dutuan untu pemuatan semen Quarryng, proses pengglnggan awal Dryng & Grndng, pemaaran Kln Burnng & Coolng, proses pengglngan ar Fns Grndng dan proses yang terar adala proses pengemas semen Pacng untu dpasaran. 3.. Batasan Pemodelan Berdasaran proses produs semen yang tela djelasan d atas, pemodelan yang am lauan datas pada proses pengglngan ar semen Fns Grndng. Proses n dmula dar alran materal yang 34

35 erasal dar clner slo yang merupaan nput untu clner n sampa materal terseut menjad semen yang suda alus yang sap dsmpan pada cement slo. 3. Alran Materal Proses Pengglngan Ar Materal semen yang tela selesa melalu proses pemaaran Kln Burnng & Coolng, aan dsmpan pada clner slo. Semen asl pemaaran terseut mas erupa materal-materal yang mas asar dan perlu dlauan pengglngan ar untu mendapatan semen yang alus dan sap untu demas. Semen yang ada pada clner slo emudan aan dsmpan dalam n dan selanjutnya aan dcampur secara proporsonal dengan gypsum dan dengan addtve. Setela proses pencampuran selesa dlauan, emudan aslnya aan dmasuan e all mll untu dglng, sepert terlat pada gamar 3.7. Setela semen selesa dglng emudan aan dterusan e separator, pada separator n aan dlauan pemsaan antara semen yang suda alus dengan semen yang mas asar. Semen yang mas asar aan demalan lag e dalam all mll untu dglng emal sepert yang terlat pada gamar 3.8 d awa, sedangan semen yang suda alus aan dmasuan edalam cyclone lalu dterusan e ag flter untu menangap deu dengan melauan penyarngan udara sengga deu dengan sampa uuran tertentu tda dapat menemus flter, output dar ag flter n adala materal semen yang suda alus. Dan terar semen yang suda alus aan dsmpan pada cement slo dan nantnya aan demas.

36 Clner Gypsum Proportonal Mng Ball Mll Separator Cyclone Bag Flter Ceroong Asap Produ Semen To Cement Slo Gamar 3. Dagram Alran Materal Proses Pengglng Ar Keseluruan proses alran materal pada pengglngan ar n dapat dlat pada gamar 3.6. 3.3 Pemodelan Proses Pengglngan Ar Proses penglngan ar PPA menggunaan eerapa alat yang dranga menjad suatu sstem untu melauan suatu proses. Alat alat terseut adala Conveyor elt, ucet elevator, all mll, separator, fan, damper, cyclone, ag flter, ar slde, clner n, gypsum n dan addtve n. Seagan esar dar alatalat terseut dgeraan ole motor. Dan untu alran materal menggunaan cara mean dan fluda.

37 3.3. Pemodelan Motor Untu omponen yang menggunaan motor seaga penggeranya sepert wegt feeder, elt conveyor, ucet elevator, all mll, fan maa sstemata penurunan persamaan motor adala seaga erut : Dengan mengacu pada persamaan 7 pada su a..4 Motor DC, dan la dmsalan awa : B K A ; τ B J J t G, Maa : K ; m C ; m D ; 0 u t E ; u t F L L L m m m ; t A B t C D t F t E ut yt G t Atau t A t B t Eu t t C t D t Fu t yt G t......3 Dar persamaan 3 d atas maa persamaan unge Kutta nya adala:

38 [ ] 0 6 6............ 4 3 4 3 3 3 4 3 3 4 3 3 y u d c u a u d c u a u d c u a u d c u a u d c u a u d c a Matrs A dan matrs B yang aan dgunaan untu memodelan persamaan motor masng-masng adala seaga erut : u 50 0 5 00 0...3- Matrs 3- d atas ddapatan dar suatu transfer functon yang mengaslan graf respon motor sepert pada gamar 3.3 d awa :

39 Gamar 3.3 Graf espon Motor Persamaan 3- d atas adala entu state space persamaan motor yang dgunaan d dalam perancangan dan pemodelan motor. Persamaan 3- terseut ddapat dar suatu transfer functon yang mengaslan graf araterst motor DC sepert pada gamar 3.3, dengan melauan espermen pada program Matla. Output dar motor terseut ddapat dengan menyelesaan solus dar matrs state space d atas dengan metode unge Kutta yang mempunya nterval 0, det. Pemodelan dengan persamaan d atas anya drancang untu alat yang menggunaan motor dengan nput yang dapat dgant-gant, dantaranya yatu wegt feeder, separator, fan dan damper. 3.3. Pemodelan Bn Clner, Gypsum, Addtve Bn merupaan tempat penampungan materal yang erasal dar slo. Untu Bn clner n, gypsum n dan addtve n, sstemata penurunannya merupaan sels antara materal yang masu e n dengan materal yang eluar dar n menuju wegt feeder.

40 Materal nput WH Clner Gypsum Lmestone WL Materal output Gamar 3.4 Materal Input dan Output Bn Q Q Qo dt dq Q Qo Q dq...3 3 Qo Q d dt Q Q Q d dt Q Q Q n u Qo dt Q Qo [ ] Q Qo Qo dt K K K K u u u u u u 3 u u 4 K K K K K 3 4 K Q Qo Qn Qn K K K3 K4 6 Qn Qn K Qn Qn Q Qo

4 Dengan : Q Qo Q n Qo y materal nput yang erasal dar elt conveyor. materal yang eluar dar n menuju wegt feeder. apastas n C.y output ecepatan atual yang erasal dar motor pada wegt feeder y y y [ 0] Qo C y Cara erjanya adala seaga erut, materal nput aan masu terus selama n elum mencapa nla apastas masmum. Apala nla apastas n terseut suda mencapa atas masmum maa materal nput tda ada yang masu e dalam n. Kapastas d dalam n aan erurang setap saat arena materal eluar dar n melalu wegt feeder. Bla apastas n mencapa nla apastas mnmum maa materal nput aan masu lag, sstem d dalam n n aan erulang terus sampa seluru sstem dmatan. Bla apastas materal yang eluar dar n le esar dar apastas materal yang masu, maa apastas d dalam n aan erurang terus sampa menjad osong. Dan la tda ada materal d dalam n maa apastas materal yang eluar aan sama dengan apastas materal yang masu e dalam n.

4 3.3.3 Pemodelan fan Fan ecepatan A Bu y C poss onstan S Cs mr Q dp Gamar 3.5 Blo Dagram Pemodelan Fan y y dp S y - c s 0 Q Gamar 3.6 Graf Fan Pemodelan fan dturunan melalu pendeatan lner, sepert terlat pada gamar 3.6 d atas. Gamar terseut menunjuan uungan antara ecepatan yang dgamaran dalam gars S dengan poss damper yang dgamaran dengan gars. Perpotongan gars S dan merupaan nla dar det yang dgamaran dalam Q dan nla dar pressure yang dgamaran dalam dp.

Dar persamaan gars d atas, gars tda mengalam peruaan graden dan onstanta. Sedangan pada gars S aan terjad peruaan onstanta dan gradennya tetap, sengga persamaannya adala : y m c s 3-4 y m c 3-5 Sengga ja persamaan 3-4 dan 3-5 delmnas aan daslan : c Q s. 3 6 dan c dp y s 3 7 43 3.3.4 Pemodelan Fan dengan Damper Damper Fan poss ecepatan A Bu y C A Bu y C S Cs mr Q dp Gamar 3.7 Blo Dagram Pemodelan Fan dan Damper

44 y y mr dp S y - c s 0 Q Gamar 3.8 Graf Fan dan Damper Dar persamaan gars d atas, pada gars S aan terjad peruaan onstanta tetap gradennya tetap, sengga persamaannya adala y m c s 3-8 Sedangan untu gars aan terjad peruaan graden tetap tda terjad peruaan pada onstantanya. y m r c..3-9 Sengga ja persamaan 3-8 dan 3-9 delmnas aan daslan : c s Q.3-0 m r dan m r c s dp y 3 - m r 3.3.5 Pemodelan Separator Materal yang tela dglng d dalam all mll aan menjad nput ag separator. Pada separator aan dlauan pemsaan seles antara

45 materal semen yang suda alus dengan materal semen yang mas asar. Materal yang suda alus aan dterusan e ag flter sedangan materal yang mas asar aan dalran emal edalam all mll untu dglng ulang. Produce Input Materal Materal Kasar Gamar 3.9 Separator Pemodelannya adala sepert gamar d awa n : m m y m Input ma m Input Bag Flter m materal alus separator m y - speed Slon m materal asar Gamar 3.0 Graf Proses Dalam Separator

46 Koordnat merupaan oordnat untu ecepatan sedangan oordnat y merupaan oordnat untu apastas materal m. Nla ergantung dar ecepatan separator. Gars m merupaan fungs dar apastas materal alus yang aan dterusan dalam ag flter, gars m merupaan fungs dar apastas materal asar yang demalan e dalam all mll, dan m nput adala materal yang masu e separator. Dengan mengaml sala pada 0 nol sampa dengan satu, dmana 0 nol adala mnmum, dan satu adala masmum, maa dar gamar 3.0. d atas ddapat persamaan seaga erut : m nput masmum adala m -...3- m.3-3 Dengan melauan suatu analsa yang mengacu pada graf 3.0 d atas, ddapatan awa pada saat ecepatan separator d set masmum, maa m apastas materal yang mengalr e ag flter adala mnmum dan m apastas materal yang demalan e all mll adala masmum, sedangan pada saat ecepatan separator d set mnmum, maa m adala masmum dan m adala mnmum. Sengga la setap tt dengan varael yang sama m masmum dengan m mnmum, m masmum dengan m mnmum duungan aan mementu persamaan gars sepert pada persamaan 3 dan 3 3. Ja persamaan 3- dan 3-3 delmnas aan daslan : m m..3 4

47 Persamaan 3 4 d atas meml art awa penjumla antara apastas materal yang dalran e ag flter m dengan apastas materal yang demalan e all mll m adala sama dengan apastas materal yang masu edalam separator. Pemutan matemats mengena alran materal, a materal yang dalran menuju ag flter m maupun materal yang demalan e all mll m erdasaran analss dar gamar 3.0 d atas adala seaga erut : Pada saat speed masmum maa : m m m m 0 Sengga dar asl d atas dapat dsmpulan awa pada saat ecepatan separator dset masmum maa semua materal yang masu e separator aan dterusan e dalam all mll. Pada saat speed 0 mnmum maa : m m m m 0 0 Sengga pada saat ecepatan separator dset mnmum maa semua materal yang masu edalam separator aan dalran menuju ag flter. Hal n dutan dar asl d atas yatu pada saat ecepatan separator 0 mnmum maa m adala masmum

48 ecepatan A Bu y C y materal dar mll m - m Q materal to all mll Q materal to ag flter Gamar 3. Blo Dagram Pemodelan Separator.3.6 Pemodelan Fan, Damper, dan Bag Flter Materal alus/semen yang erasal dar separator aan dtar ole sstem fan damper melalu ag flter untu dmasuan e dalam slo. Sstem fan dan damper n dgunaan untu mengontrol ecepatan alran materal. Kecepatan fan dan poss damper merupaan fator yang menentuan ecepatan alran materal terseut.

49 Damper Fan poss A Bu y C ecepatan A Bu y C Cs mr S Bag flter Q dp Materal alus Separator Q semen to Slo Gamar 3. Blo Dagram Pemodelan Fan, Damper dan Bag Flter Seman esar poss damper maa ean aan seman ecl, sedangan seman ecl poss damper maa ean aan seman esar. Ja poss damper dperesar maa Q aan seman esar dan dp aan seman ecl. Ja poss damper dperecl maa Q aan seman ecl dan dp aan esar. Ja ecepatan fan dperesar maa Q aan seman esar dan dp aan seman esar. Ja ecepatan fan dperecl maa Q aan seman ecl dan dp aan seman ecl. Dengan mengacu pada gamar 3.9 yang menunjuan suatu proses yang erasal dar all mll menuju ag flter dengan pengaru taran fan dan poss damper. adala jumla amatan yang dml ole setap alat, sedangan S adala ecepatan motor dar fan. Keduanya aan mempengaru ecepatan

50 materal dan teanannya. adala amatan yang terdapat dalam all mll dan adala amatan dar dust collector/ag flter, edua amatan n nlanya sangat ecl, Sedangan 3 adala amatan dar poss motor yang ada dalam damper. Dar gamar 3.9 n masng-masng nla dapat dmodelan dengan melat graf pada gamar 3.3, gamar 3.4, dan gamar 3.5 d awa. Gamar 3.3 menunjuan graf yang menguungan antara poss dan amatan. Dar poss-poss n, a poss masmum damper ua maupun poss mnmum damper tutup maa ddapatan suatu persamaan gars yang turut dpengaru ole amatan. Sedangan untu gamar 3.4 d awa menunjuan graf amatan dan graden. Pada saat 3 ernla masmum maa damper aan tutup dan pada saat 3 ernla mnmum maa damper aan ua. Dan arnya dar gamar 3.5 ddapatan persamaan 3-8 yang merupaan persamaan graden m dan nantnya graden yang ddapat n aan dgunaan pada persamaan 3-0 dan 3- pada su a 3.3.4 seaga m r. Dan sepert yang dapat dlat pada gamar 3.9, mr graden dar dan Cs onstanta dar ecepatan aan dgunaan untu mencar Q dan dp persamaan fan dan damper.

5 ran tutup 3 y -m c r -m 3 ran ua 0 mn Poss damper Ma Gamar 3.3 Graf Poss dan Hamatan m 0 ran tutup m r c 0,5 ran ua 3 0 3 ma Gamar 3.4 Graf Hamatan dan Graden

5 3ma dp m 0 y m r c S y -m c s m 0,5 3mn Q Gamar 3.5 Graf Graden Teradap dp dan Q Untu mencar m r erdasaran graf d atas adala seaga erut : persamaan gars r adala r m poss msal : maa graden m 3 poss ma, ma y sengga r 3 persamaan gars m adala: m r c 0 c 3ma 3ma 0,5 c - 9,5 3ma 9,5...3-5

53 9,5 0,5 c 3ma 9,5 c 0,5...3-6 m r c 3ma m c...3-7 3 Susttus persamaan 3 5, 3 6 dan 3 7 m c 3ma 3 9,5 9,5 m 0,5 3 3ma 9,5 m m 0,5...3-8 3 3 3ma

Gamar 3.6 Proses Pengglngan Ar pada Par Semen 54

55 Q Q Q Q 3 WH Q Q Qodt dq Q Qo Q dq Qo WL WH WH WH Q Q Qodt dq GYPSUM Q Qo Q dq Qo WL Q Q Qo dt dq Q Qo Q Q Qo dt dq Q Qo dq Q Q3 dq Q o Q o3 WL WL CLINKE LIMESTONE GYPSUM FLYASH WEIGH FEEDE MOTO A Bu C Du y E A Bu C Du y E A Bu C Du y E A Bu C Du y E Qo C.y Qo C.y Qo C.y Qo 3 C.y BALL MILL Q T Qo Qo Gamar 3.7 Blo Dagram Pemodelan Bn dan Motor

56 ecepatan A Bu y C y m - m m nput Qo SEPAATO Q materal to ag flter Qo 3 Qo WEIGH FEEDE BALL MILL Q T Qo Qo Qo Qo 3 FAN Gamar 3.8 Ball Mll

57 Dust Collector Damper Fan Ball Mll poss A Bu y C ecepatan A Bu y C 3 S 3 S Cs mr Q dp Gamar 3.9 Proses dar Ball Mll dan Bag Flter dengan Pengaru Poss dan Kecepatan

58 Gamar 3.6 d atas merupaan gamar eseluruan proses pengglngan ar Fns Grndng yang dmula dar materal yang erasal dar clner slo masu e dalam clner n sampa materal terseut eluar dar separator menjad semen yang suda alus yang sap dsmpan pada cement slo. Gamar 3.7 merupaan gamar pemodelan n dan motor. Kapastas n merupaan ntegral dar sels antara materal yang masu e n dengan materal yang eluar dar n menuju wegt feeder. Dmana laju materal yang eluar dar n dtentuan ole ecepatan motor dar wegt feeder. Gamar 3.8 merupaan gamar untu pemodelan all mll dan separator. Hasl penjumlaan materal yang eluar dar masng-masng n merupaan nput dar all Mll. D dalam all mll materal nput aan ddelay selama urang le tga ment. Output dar all mll aan menjad nput dar separator. Cara erja separator dtentuan ole ecepatan motor dar fan. Gamar 3.9 merupaan pemodelan proses dar Ball Mll dan Bag Flter dengan pengaru poss dan ecepatan. Kecepatan motor dar fan dan poss motor dar damper merupaan fator yang menentuan ecepatan alran materal terseut.