BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam teknik kimia kristalisasi dilakukan dalam alat pengkristal. Kristalisasi adalah suatu unit operasi teknik kimia dimana senyawa kimia dilarutkan dalam suatu pelarut (solvent) dan pada kondisi tertentu akan terpresipitasi dan terpisah di antara fasa. Sejak dahulu kala NaCl ditemukan pada permukaan bebatuan setelah mengalami pemanasan matahari. Contoh proses kristalisasi yang lain dalam industri meliputi produksi garam dapur, gula, sodium sulphat, urea, dan lain-lain. Teknologi kristalisasi berkembang dengan cepat akhir-akhir ini. melalui tangki sederhana dimana pendinginan, penguapan, dan mungkin melalui pengaturan ph, Kristal terbentuk pada proses kristalisasi larutan dipekatkan dan didinginkan sampai konsentrasi zat terlarut melewati kelarutannya (supersaturation) pada suhu yang bersangkutan. Zat terlarut akan keluar dari larutan dan membentuk zat padat (Kristal/hablur) dalam keadaan yang hampir murni. Proses kristalisasi adalah salah satu teknik pemisahan padat-cair yang sangat penting dalam industri, karena dapat menghasilkan kemurnian produk hingga 100%. Di dalam industri, bahan-bahan yang digunakan tidak jarang merupakan bahan berat sehingga tidak dapat dijangkau dengan tenaga manusia dan terkadang berbahaya apabila terjadi kontak langsung dengan manusia. Untuk itu diperlukan tempat penyimpanan bahan dan juga alat transportasi khusus untuk mengangkut bahan-bahan tersebut mengingat keterbatasan kemampuan tenaga manusia baik itu berupa kapasitas bahan yang akan diangkut maupun keselamatan kerja dari karyawan.selain storage dan alat transportasi zat padat, feeder juga berperan penting dalam industri. Feeder diperlukan untuk membantu proses masuk nya umpan dalam proses industri. Selain bahan berbentuk gas dan cair, padatan juga memiliki alat pengumpan (feeder) dengan spesifikasi sendiri-sendiri.oleh karena itu makalah ini dibuat untuk lebih mengetahui dan memahami proses penangan 1
zat padat dalam dunia teknik kimia. Dalam makalah ini akan dibahas beberapa hal mengenai alat-alat yang telah dijelaskan sebelumnya. Dalam industri kimia, transportasi merupakan proses pengangkutan bahan mentah dan energi dalam jumlah besar ke pabrik dan ke dalam peralatan, atau pengangkutan produk-produk dan limbah ke luar pabrik. Berdasarkan keadaan agregat dari bahan, transportasi dibedakan: transportasi bahan padat dan transportasi fluida (cair dan gas). Dalam suatu industri, pemindahan bahan baik bahan mentah (raw material), bahan setengah jadi (intermediate product), maupun bahan jadi (product) merupakan persoalan yang cukup penting untuk efisiensi dan efektifitas secara keseluruhan proses. Bermacam-macam peralatan transportasi diperlukan guna pemindahan bahan ini namun didalam bab ini hanya dibahas peralatan transportasi bahan padat, khususnya menggunakan belt conveyor, screw conveyor, dan bucket conveyor. Secara Universal di dalam industri, bahan - bahan material terdapat berbagai jenis yang terkadang sangat berat sehingga berbahaya bagi manusia. Untuk itu diperlukan alat transportasi untuk mengangkut bahan - bahan tersebut mengingat keterbatasan kemampuan tenaga manusia. Bahan yang diangkut dipengaruhi kapasitas bahan, jenis bahan dan tujuan pengangkutan. Alat pengangkut bertujuan untuk memudahkan kita dalam pemindahan suatu zat. Salah satu jenis alat pengangkut yang sering dugunakan dalam industry adalah conveyer yang berfungsi unuk mengangkut bahan-bahan padat. Pemilihan alat pengangkut (conveying equipment) material padatan bergantung pada: kapasitas material yang ditangani.jarak perpindahan material, kondisi pengangkutan : horizontal; atau vertical, ukuran (size), bentuk (shape) dan sifat material (properties), harga peralatan tersebut. 22 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah : 1. Apa yang dimaksud dengan kristalisasi? 2. Apa saja jenis-jenis dari kristalisasi? 3. Bagaimana mekanisme pembentukan kristal? 4. Apa saja syarat-syarat kristalisasi? 5. Apa saja yang mempengaruhi proses kristalisasi? 6. Apa saja jenis-jenis alat cristalyzer? 7. Bagaimana prinsip kerja alat cristalyzer? 2
8. Apa yang dimaksud dengan alat transportasi bahan padat? 9. Apa saja jenis-jenis alat transportasi bahan padat? 10. Bagaiman prinsip kerja dari alat transportasi bahan padat? 2.3 Tujuan Penulisan Tujuan utama dari penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Pengenalan Pabrik yang selanjutnya akan digunakan dalam proses belajar mengajar. Selain itu penulisan makalah ini juga dimaksudkan untuk memberikan informasi secara komprehensif kepada pembaca mengenai crystalizer dan alat transportasi bahan padat. 3
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Crystalizer 2.1.1 Kristalisasi Kristalisasi (crystallization) merupakan peristiwa pembentukan kristal-kristal padat dalam suatu fase homogen. Baik itu dalam pembuatan partikel padat didalam uap seperti dalam hal pembuatan salju atau pembuatan partikel padat didalam lelehan cair sebagai mana dalam pembuatan kristal tunggal yang besar maupun kristalisasi dari larutan cair misalnya pembuatan garam. Prinsip dari kristalisasi adalah bahwa senyawa padat akan mudah terlarut dalam pelarut panas bila dibandingkan pada pelarut yang lebih dingin. Jika suatu larutan senyawa tersebut dijenuhkan dalam keadaan panas dan kemudian didinginkan,senyawa terlarut akan berkurang kelarutannya dan mulai mengendap, membentuk kristal yang murni dan bebas dari pengotor. Kemurnian zat ini disebabkan oleh pertumbuahan kristal zat telarut, sehingga za-zat ini dapat dipisahkan dari pengotornya. Kristal dapat terbentuk karena suatu larutan dalam keadaan atau kondisi lewat jenuh (supersaturated). Kondisi tersebut terjadinya karena pelarut sudah tidak mampu melarutkan zat terlarutnya, atau jumlah zat terlarut sudah melebihi kapasitas pelarut. Sehingga kita dapat memaksa agar kristal dapat terbentuk dengan cara mengurangi jumlah pelarutnya, sehingga kondisi lewat jenuh dapat dicapai. Proses pengurangan pelarut dapat dilakukan dengan empat cara yaitu, penguapan, pendinginan, penambahan senyawa lain dan reaksi kimia. Pabrik gula juga melakukan proses kristalisasi, tebu digiling dan dihasilkan nira, nira tersebut selanjutnya dimasukkan kedalam alat vacuum evaporator, dalam alat ini dilakukan pemanasan sehingga kandungan air di dalam nira menguap, dan uap tersebut dikeluarkan dengan melalui pompa, sehingga nira kehilangan air berubah menjadi Kristal gula 4
Ketiga teknik yang lain pendinginan, penambahan senyawa lain dan reaksi kimia pada prinsipnya adalah sama yaitu mengurangi kadar pelarut didalam campuran homogen. Kristal merupakan suatu benda mati yang terorganisasi dan dibentuk oleh partikel-partikel (yang bisa berupa atom, molekul atau ion) tersusun dalam suatu susunan tiga dimensi yang beraturan. Bentuk kristal dapat berupa polyhedron yang mempunyai sudutsudut tajam dan sisi yang rata, bentuk ini dapat terbentuk jika kristal dibiarkan sehingga permukaannya tidak mendapat gangguan dari kristal lain atau benda luar. Tujuan dari proses kristalisasi adalah untuk mendapatkan produk (hasil) dengan derajat kemurnian yang tinggi, selain itu bentuk serta ukurannya juga turut menentukan kualitas kristal hasil. Ini semata-mata diperlukan untuk: 2.1.2 Kemudahan filtrasi (penyaringan) pencucian. Pelaksanaan reaksi dengan bahan kimia lain. Kemudahan dalam proses pengangkutan dan penyimpanan. Selain itu ciri suatu kristal yang baik yaitu: Kristal harus kuat Tidak menggumpal Memiliki ukuran seragam Tidak melekat dalam kemasan. Sehingga CSD (crystal size distribution) distribusi ukuran kristal harus dikendalikan dengan ketat. Jenis Kristalisasi Kristalisasi ada empat macam, yaitu : 1. Kristalisasi penguapan Kristalisasi penguapan dilakukan jika zat yang akan dipisahkan tahan terhadap panas dan titik bekunya lebih tinggi daripada titik didih pelarut. 2. Kristalisasi pendinginan. Kristalisasi pendinginan dilakukan dengan cara mendinginkan larutan. Pada saat suhu larutan turun, komponen zat yang memiliki titik beku lebih tinggi akan membeku terlebih dahulu, sementara zat lain masih larut sehingga keduanya dapat dipisahkan dengan cara penyaringan. Zat lain akan turun bersama pelarut sebagai filtrat, sedangkan zat padat tetap tinggal di atas saringan sebagai residu. 3. Pemanasan dan Pendinginan 5
Metode ini merupakan gabungan dari dua metode diatas. Larutan panas yang Jenuh dialirkan kedalam sebuah ruangan yang divakumkan. Sebagian pelarut menguap, panas penguapan diambil dari larutan itu sendiri, sehingga larutan menjadi dingin dan lewat jenuh. Metode ini disebut kristalisasi vakum. 4. Penambahan bahan (zat) lain. Untuk pemisahan bahan organic dari larutan seringkali ditambahkan suatu garam. Garam ini larut lebih baik daripada bahan padat yang dinginkan sehinga terjadi desakan dan membuat bahan padat menjadi terkristalisasi. Pembentukan kristal dapat juga terjadi bila suatu larutan telah melampaui titik jenuhnya. Titik jenuh larutan adalah suatu titik ketika penambahan partikel terlarut sudah tidak dapat menyebabkan partikel tersebut melarut, sehingga terbentuk larutan jenuh. Larutan jenuh adalah larutan yang mengandung jumlah maksimum partikel terlarut pada suatu larutan pada suhu tertentu. Contohnya adalah NaCl ketika mencapai titik jenuh maka akan terbentuk kristal. Berkurangnya air karena penguapan, menyebabkan larutan melewati titik jenuh dan 2.1.3 mempercepat terbentuknya kristal. Mekanisme Pembentukan Kristal Mekanisme pembentukan kristal terbagi menjadi dua tahapan,yaitu: 1. Pembentukan Inti Inti kristal adalah partikel-partikel kecil bahkan sangat kecil yang dapat terbentuk secara cara memperkecil kristal-kristal yang ada dalam alat kristalisasi atau dengan menambahkan benih kristal ke dalam larutan lewat jenuh. 2. Pertumbuhan Kristal Pertumbuhan kristal merupakan gabungan dari dua proses yaitu : Transportasi molekul-molekul atau (ion-ion dari bahan yang akan di kristalisasikan) dalam larutan kepermukaan kristal dengan cara difusi. Proses ini berlangsung semakin cepat jika derajat lewat jenuh dalam larutan semakin besar. Penempatan molekul-molekul atau ion-ion pada kisi kristal. Semakin luas total permukaan kristal, semakin banyak bahan yang di tempatkan pada kisi kristal persatuan waktu. 6
2.1.4 Syarat-Syarat Kristalisasi Kristalisasi dapat terjadi apabila telah memenuhi syarat-syarat berikut: 1. Larutan harus jenuh Larutan yang mengandung jumlah zat berlarut berlebihan pada suhu tertentu, sehingga kelebihan itu tidak melarut lagi. Jenuh berarti pelarut telah seimbang zat terlarut atau jika larutan tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut, artinya konsentrasinya telah maksimal jika larutan jenuh suatu zat padat didinginkan perlahan-lahan, sebagian zat terlarut akan mengkristal, dalam arti diperoleh larutan super jenuh atau lewat jenuh 2. Larutan harus homogen Partikel-partikel yang sangat kecil tetap tersebar merata biarpun didiamkan dalam waktu lama. 3. Adanya perubahan suhu Penurunan suhu secara drastis atau kenaikan suhu secara dratis 2.1.5 tergantung dari bentuk kristal yang didinginkan. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Kristalisasi 1. Kecepatan kristalisasi Kecepatan kristalisasi meliputi : a. Pembentukan inti Kristal b. Pertumbuhan Kristal Terjadinya inti kristal dapat dipertinggi dengan : pendinginan yang cepat pengadukan yang baik memakai larutan yang murni temperature yang tinggi konsentrasi yang tinggi pemberian kristal halus sebagai bibitan 2. Hasil Kristalisasi Hasil kristalisasi tergantung dari prosesnya. Apabila proses kristalisasi berjalan cepat maka kristal yang t e r j a d i h a l u s. Sebaliknya bila proses kristalisasi berjalan lambat maka kristal yang terbentuk kasar (besar). 3. Kemurnian dan Ukuran Kristal 7
Pada proses kristalisasi harus dihindarkan adanya pencucian kristal yang dihasilkan. Hal ini terutama bagi kristal yang mudah l a r u t d a n kristal yang bersifat hidroskopis. Untuk ini lebih baik larutan yang akan dikristalkan dibuat semurni mungkin sehingga pada kristalisasi akan diperoleh kristal yang lebih bersih. 4. Energi yang Diperlukan Pada kristalisasi energi diperlukan untuk penguapan sampai diperoleh larutan yang lewat jenuh. Untuk kristaliser yang bekerja secara adiabatic (tidak menggunakan memerlukan penguapan energi dari luar) disertai biasanya pendinginan atau d e n g a n memakai vacuum. 5. Uniformity (keseragaman ukuran) Kristal yang uniform dapat diperoleh dengan menambahkan kristal halus pada larutan yang telah lewat jenuh. Disini Kristal halus tersebut berfungsi sebagai inti kristal (bibitan). Kristal yang uniform akan memberikan keseragaman dalam proses berikutnya t e r h a d a p kristal tersebut. Disamping itu kristal yang uniform menunjukkan bahwa proses pembuatanyya sangat teliti sehingga akan lebih menarik. 2.1.6 Parameter yang Mempengaruhi Terbentuknya Inti Kristal a. Kondisi lewat dingin larutan Semakin dingin larutan waktu induksi (waktu yg diperlukan sampai inti kristal terbentuk) akan semakin pendek. b. Suhu Penurunan suhu akan menginduksi pembentukan kristal secara cepat. c. Sumber inti kristal Inti yang terbentuk pada pembentukan tipe heterogen memiliki kecendrungan mempercepat kristalisasi. d. Viskositas Ketika viskositas meningkat akibat menurunnya suhu dan meningkatnya konsentrasi larutan, proses pembentukan inti kristal akan terbatasi. Hal ini disebabkan berkurangnya pergerakan molekul pembentuk inti kristal dan terhambatnya pindah panas sebagai energi pembetukkan inti kristal. e. Kecepatan Pendinginan 8
Pendingingan yang cepat akan menghasilkan inti kristal yang lebih banyak dibandingkan pendinginan lambat. f. Kecepatan agitasi Proses agitasi mampu meningkatkan laju pembentukan inti kristal. Agitasi menyebabkan pindah massa dan pindah panas berjalan lebih efisien. g. Bahan tambahan dan pengotor Bahan-bahan tambahan dapat berperan untuk membantu atau menghambat pembentukan inti kristal. h. Densitas massa kristal Jumlah kristal yang terdapat dalam satu unit volume yang terdapat dalam larutan akan berpengaruh pada tingkat pertumbuhan setiap 2.1.7 kristal. Kristalisasi dalam Bentuk Pangan Salah satu unsur pembentuk struktur dalam bahan atau produk pangan adalah kristal. Berbagai produk pangan seperti permen dan cokelat mengandung struktur dalam bentuk kristal. Komponen bahan pangan yg terutama berperan membentuk kristal adalah air, gula, alkohol, lemak, dan pati. Produk pangan yang mengandung kristal 9
Prinsip pembentukan kristal adalah : Kondisi lewat jenuh untuk suatu larutan seperti larutan gula atau garam Kondisi lewat dingin untuk suatu cairan atau lelehan (melt) seperti air atau lemak. Untuk membentuk kristal, fase cairan (liquid) harus melewati kondisi kesetimbangan dan menjadi lewat jenuh (untuk larutan) atau kondisi lewat dingin (untuk lelehan). Kondisi tersebut dapat tercapai melalui pendinginan di bawah titik leleh suatu komponen (misalnya air) atau 10
melalui penambahan sehingga dicapai kondisi lewat jenuh (misalnya garam dan gula). 2.1.8 Pengertian Crystallizer Dalam proses kristalisasi disini, digunakan alat y a n g dinamakan dengan crystallizer. Crystallizer adalah alat yang digunakan untuk memperoleh atau membuat kristal dari larutannya. Dalam kristalisasi dari larutan sebagaimana yang dilakukan oleh industri, campuran dua fasa cairan induk (mother liquor) dan kristal dari segala ukuran yang mengisi crystallizer, akan dikeluarkan sebagai hasil atau disebut dengan magma. Tujuan dari kristalisasi yang utama ialah mendapatkan perolehan atau hasil yang memuaskan terutama kemurnian yang tinggi, oleh karena terdapat pertimbangan; 1. Jika kristal yang dihasilkan akan diproses lebih lanjut, maka ukuran yang wajar dan cukup seragam diperlukan untuk kemudahan filtrasi, pencucian, pelaksanaan reaksi dengan bahan kimia lain, pengangkutan, serta penyimpanan kristal. 2. Jika kristal tersebut akan dipasarkan secara langsung, untuk dapat diterima oleh konsumen, maka kristal tersebut harus kuat, tidak mengumpal, ukurannya seragam, dan tidak melekat dalam kemasan. Untuk mencapai tersebut, maka distribusi ukuran kristal (crystal size distiribusion) atau CSD, harus dikendalikan dengan benar dan itulah yang menjadi tujuan utama dalam perancangan dan operasi pada crystallizer. Kristal yang baik, terbentuk dengan baik, umumnya hampir murni, namun masih mengandung cairan induk bila dikeluarkan dari magma akhir dan jika hasil tersebut masih mengandung agregat kristal, massa zat padat itu mungkin mengandung cairan induk bersama kristal. 2.1.9 Jenis-Jenis Crystalizer A. Jenis Crystallizer dengan Circulating Magma 1. Forced Circulating Liquid Evaporator Cyrstallizer 11
Cyrstallizer jenis ini menggabungkan proses antara proses pendinginan dan penguapan (evaporasi). Hal tersebut dimaksudkan untuk mencapai keadaan yang supersaturasi (supersaturated) atau keadaan dimana larutan lewat jenuh. Gambar 1. Forced Circulating Liquid Evaporator Pada gambar diatas terlihat bahwa umpan berupa larutan induk terlebih dahulu dilewatkan melalui sebuah Heat Exchangers untuk dipanaskan. Heat exchangers tersebut berada didalam evaporator. Didalam evaporator terjadi flash evaporation yaitu, terjadi pengurangan jumlah atau kandungan pelarut dan terjadi peningkatan kosentrasi zat terlarut. Dimana pada saat itu juga, keadaan zat terlarut sudah lewat jenuh atau supersaturasi. Larutan yang sudah berada pada keadaan lewat jenuh tersebut dialirkan menuju badan crystallizer untuk diperoleh padatan berupa kristal. Dimana pada badan crystallizer terdapat mekanisme kristalisasi yaitu nukleasi dan pertumbuhan kristal. Produk kristal dapat diambil sebagai hasil pada bagian bawah crystallizer, namun tidak semua proses berjalan sempurna atau dengan kata lain tidak semua cairan induk berubah menjadi padatan kristal. Karena itu ada proses pengembalian kembali hasil pipa sirkulasi (circulating pipe) atau proses recycle hasil kristaliasi. 12
Terlihat bahwa umpan dan campuran umpan dengan hasil yang masih belum padatan, dialirkan dengan paksa atau forced circulation, serta adanya Heat Exchangers dapat membuat kenaikan titik didih yang sempurna. Kenaikan titik didih pada Heat Exchangers pada Evaporator untuk dapat membuat larutan menjadi lewat jenuh berkisar antara 3 100F untuk sekali lewat. Bila kenaikan titid didih yang diharapkan untuk mendapatkan kristal yang baik tidak sesuai, maka dapat digunakan beberapa evaporator untuk menaikan titik didih, dimana kosentrasi zat terlarut akan meningkat juga. Karena mengalir secara paksa menggunakan pompa, maka kecepatan aliran cukup tinggi, sehingga akan mengakibatkan ketinggian permukaan larutan pada crystallizer tidak tetap atau naik turun. Umumnya crystallizer jenis ini dibangun dengan diameter 2 feet atau pada skala industri sekitar 4 feet atau lebih. 2. Draft Tube Baffle (DTB) Cyrstallizer Pada crystallizer jenis ini, terdapat keunggulan dimana pada badan crytallizer terdapat pola atau sirkulasi untuk mekanisme kristalisasi. Diantaranya ialah draft tube, draft tube akan memisahkan antara cairan induk dengan kristal yang akan terbentuk, yang dilengakapi dengan pengaduk yang bergerak lambat. Pengaduk tersebut ada dimaksudkan untuk membuat cairan induk dapat bernukleasi dengan cepat, karena dengan pengadukan reaksi akan berjalan cepat. Gambar 2. Draft Tube Baffle (DTB) Cyrstallizer 13
Terlihat pada gambar diatas bahwa umpan masuk melalui Heat Exchangers untuk proses pemanasan, karena terdapat pengaduk yang diletakkan pada poros badan atau tangki crystallizer maka cairan induk akan tertarik menuju daerah pengaduk yang menuju kearah atas, lalu bersikulasi turun kebawah bila hasilnya sudah berupa kristal. Namun bila tidak akan dikembalikan menuju Heat Exchangers kembali melalui pipa sirkulasi. Karena masuk ke HE maka akan terjadi kenaikan titik didih sekitar 1-20F. Terjadi pemisahan antara cairan induk dan kristal pada draft tube ialah karena adanya perbedaan massa jenis, dimana massa jenis kristal akan lebih besar dila dibandingkan dengan cairan induk, oleh karena itu adanya gaya gravitasi mengakibatkan kristal tersebut akan turun kebawah dan diambil sebagai produk. Produk kristal memiliki ukuran sekitar 6 20 mesh untuk padatan KCl, (NH4)2SO4, dan (NH4)H2PO4 3. Draft Tube Crystallizer Jenis Crystallizer ini tidak jauh berbeda dengan DTB Crystallizer, hanya saja pada jenis ini tidak ada baffle atau penyekat antara draft tube dengan badan crystallizer. Namun kelemahan dari Crystallizer jenis ini kenaikan titik didih atau untuk dapat membuat larutan menjadi lewat jenuh agak sulit, karena jenis ini beroperasi dengan lambat dan panjang, namun akan didapatkan hasil atau magma yang cukup banyak. 4. Forced Circulation Baffle Surface Cooled Crystallizer Crystallizer jenis ini menggunkan prinsip sirkulasi cairan atau larutan induk, dimana umpan maupun hasil kristaliasi akan masuk kedalam Sheell and Tube Heat Exchangers untuk didinginkan. Perbedaan dengan jenis crystallizer lainnya ialah karena pada saat dibadan crystallizer terbentuk campuran kristal dan cairan induk, maka akan terjadi tumbukan antara cairan dengan kristal sehingga suhu campuran akan meningkat, untuk mendinginkannya diperlukan 14
medium pendingin. Crystallizer ini mneggunakan prinsip pendinginan, karena kristalisasi dapat terjadi melalui pembekuan (solidification). Gambar 3. Forced Circulation Baffle Surface Cooled Crystallizer Terlihat pada gambar diatas, umpan dan recylce kristalisasi bersama-sama masuk kedalam medium pendingin. Namun ada kelemahannya yaitu, panjang untuk pertukaran panas pada HE dan kecepatan umpan serta recycle kristalisasi sangat di perhitungkan, sebab jika terjadi kesalahan penurunan suhu untuk dapat melakukan kristalisasi pada proses pendinginan tidak berlangsung secara optimal. Oleh karena itu, pompa untuk sirkuasi sangat dikontrol dengan baik, karena pompa itulah yang menciptakan laju alir disamping bukaan valve. Adanya pompa menyebabkan cairan induk akan mengalir secara turbulen baik didalam HE maupun didalam badan Crystalizer, maka akan terjadi sering tumbukan untuk menghasilkan kristal, dimana terdapat sekat antara saluran Head HE dengan ujung keluaran cairan induk. Bila kristal sudah terbentuk pada cairan induk yang sudah lewat jenuh, maka kristal akan turun karena adanya gaya gravitasi dan perbedaan massa jenis. Kristal dari Crystallizer jenis ini berukuran besar antara 30 100 mesh. 5. OSLO Evaporative Crystallizer Crystallizer ini dirancang berdasarkan adanya perbedaan suspensi yang mulai terbentuk pada chamber of suspension. Dimana 15
terdapat HE eksternal yang bertujuan untuk membuat keadaan lewat jenuh pada suhu supersaturasinya. Gambar 4. OSLO Evaporative Crystallizer Terlihat pada gambar, bahwa umpan masuk pada G, karena dipompa umpan akan bergerak secara paksa, masuk kedalam evaporator yang terdapat HE, cairan umpan tersebut masuk kedalam B. Sebelum masuk ke B, pada bagian A cairan induk yang panas akan bercampur dengan panas penguapan pada bagian B. Laju penguapan tersebut harus dikontrol antara kerja pompa untuk mengalirkan cairan induk dengan perubahan panas campuran tersebut. Pada bagian B terjadi proses pencampuran antara keadaan supersaturasi dengan kedaan penguapan, maka sering timbul scale atau kerak garam, sehingga akan mengganggu proses sirkulasi dari aliran tersebut. Sering kali diberikan bibit kristal pada bibit kristal untuk mempercepat pembentukan kristal-kristal yang kita harapkan. 6. OSLO Surface Cooled Crystallizer Tidak jauh berbeda dengan OSLO Evaporative Crystallizer, hanya saja cairan induk didinginkan terlebih dahulu sebelum masuk 16
kedalam crystallizer. Lainnya sama dengan jenis crystallizer OSLO EC. Gambar 5. OSLO Surface Cooled Crystallizer 7. Vacuum Pan Crystallizer Jenis crystallizer ini banyak digunakan pada industri gula. Proses kristalisasi gula terjadi didalam suatu pan masak yang prosesnya kerjanya dilakukan pasa keadaan vakum (hampa udara). Disamping itu proses kristalisasi dapat dilakukan baik dengan single effect maupun multiple effect. Kondisi vakum dimaksudkan agar nira yang diperoleh tidak rusak. Nira yang digunakan ialah nira yang kental yang merupakan bahan baku proses kristalisasi. Dalam kristalisasi kadar kotoran dan air pada nira kental akan dihilangkan. Gambar 6. Vacuum Pan Crystallizer Pada nira kental masih terkandung kotoran sekitar 15-20% zat terlarut, sedangka kadar airnya sekitar 35-40% (dengan Brix 60-65). 17
Sebelum dilakukan kristalisasi dalam pan masak, nira pekat terlebih dahulu dialirkan gas SO2 untuk proses bleaching dan untuk menurunkan viskositas masakan nira. Langkah pertama dari proses kristalisasi adalah menarik masakan (nira pekat) untuk diuapkan airnya sehingga mendekati kondisi jenuhnya. Dengan pemekatan secara terus-menerus koefisien kejenuhannya akan meningkat. Pada keadaan lewat jenuh maka akan terbentuk suatu pola kristal sukrosa. Setelah itu langkah membuat bibit yaitu dengan memasukkan bibit gula kedalam gula kedalam pan masak kemudian melakukan proses pembesaran kristal. Pada proses masak ini kondisi kristal harus dijaga jangan sampai larut kembali ataupun tidak beraturan. A. Jenis Crystallizer Tanpa Circulating Magma 1. Jacketed Pipe Scraped Crystallizer Crystallizer jenis ini berbentuk balok yang panjang yang didalamnya terdapat piringan yang berlekuk-lekuk yang dapat berputar karena adanya poros atau pulley pada ujungnya. Gambar 1. Jacketed Pipe Scraped Crystallizer Umumnya dibuat dari dengan pipa dalam 6 12 inchi sebagai diameter dan panjangnya sekitar 20 40 feet, yang disusun seri dalam sambungan dengan 3 buah atau lebih. Piringan yang berlekuk tersebut dinamakan dengan Scraper Blades yang berputar dengan kecepatan 15 sampai 30 rpm. Suhu operasi yang dapat dijalankan sekitar -75 sampai 1000F. Dan dapat juga digunakan pada cairan yang memiliki viskositas lebih dari 10000 cp. Prinsip kerjanya ialah plug flow, dimana cairan induk masuk dari bagian atas samping kanan, lama kelamaan akan membentuk kristal didalam pipa tersebut dan 18
kristal akan mengendap dibawah dan menempel didinding pipa, yang nantinya scaper blades akan mengambil kristal-kristal tersebut. Ukuran kristal yang dihasilkan akan seragam, umumnya besar-besar. Namun, pertumbuhan untuk kristal sangat kecil, hal ini disebabkan jarak antar sambungan seri yang terdapat scraper blades mungkin terlalu jauh. Kapasitas yang ditentukan oleh koefisien perpindahan panas sebesar 10-25 Btu/hr ft 2 0F umunya dapat tercapai. Namun untuk mendapatkan nilai koefisien perpindahan panas yang lebih tinggi, kita dapat mengubah bentuk dari scraper blades maupun pergerakannya. 2. Scraped Surface Crystallizer Contoh crystallizer jenis ini ialah tipe Swenson-Walker cystallizer. Berupa saluran pipa yang dilapisi dengan jacket pendingin. Jenis ini berupa saluran denagn ukuran 24 inchi untuk lebar, panjang 10 feet, tinggi 26 inchi. Terdiri dari 4 atau lebih gabungan crystallizer. Seperti jenis crystallizer yang sebelumnya, bahwa kapasitasnya sangat dipengaruhi oleh koefisien perpindahan panas sekitar 10-25 Btu/hr ft2 0 F dengan luas penampang yang sediakan 3 ft2/ft panjangnya. Untuk 40 ft panjangnya dapat menghasilkan 15 ton/hari trisodium pospat dan untuk 50 ft panjangnya dapat menghasilkan 8 ton/hari garam Glaubers. Gambar 2. Scraped Surface Crystallizer Kristal yang terbentuk akan menempel didinding pipa tersebut akan diambil dengan scraper blades lalu akan dikeluarkan pada salah 19
satu ujungnya. Dimana scraper blades digerakkan oleh pulley pada salah satu ujungnya. 3. Batch Stirred Tank With Internal Cooling Coil Crystallizer jenis ini dapat divariasikan terutama pada bagian badan crystallizer yang dapat digunakan pengaduk atau tanpa pengaduk. Umumnya bila dilengkapi dengan pengaduk waktu yang diperlukan untuk menghasilkan kristal akan lebih cepat bila dibandingkan dengan tanpa pengaduk. Koefisien perpidaan panas yang terjadi sebesar 50-200 Btu/hr ft 2 0 F, namun perbedaan temperature yang diperbolehkan untuk mendapatkan keadaan lewat jenuh ialah sebesar 5 100F. Gambar 3. Batch Stirred Crystallizer Tank with Internal Cooling Jenis crystallizer ini termasuk jenis yang batch, artinya tidak ada alitan keluar setiap waktunya. Tangki crystallizer diisi lalu diambil hasilnya pada waktu tertentu. Jenis ini dapat digunakan untuk proses yang continous dengan dilengkapi pengaduk. Umumnya jenis ini memiliki tutup yang berbentuk torispherical dimana umpan atau cairan induk masuk dari atas dan masuk kedalam tangki untuk didinginkan. Medium pendingin digunakan koil yang berada didalam tangki crystallizer tersebut, sehingga efisiensi perpindahan panas cukup tinggi. Karena kontak antar cairan dengan medium pendingin cukup luas. Disamping itu, bila digunakan pengaduk pembentuk 20
kristal terutama pada secondary nucleation akan lebih besar bila dibandingkan dengan tanpa pengaduk. 4. Direct Contact Refrigeration Crystallizer Seperti pada beberapa aplikasi pendinginan air laut menjadi es pada suhu yang rendah dengan menggunakan refrigerant merupakan solusi yang ekonomis. Umunya bila kita ingin menciptakan permukaan yang dingin atau cukup dingin pada sebuah HE agak sulit karena perbedaan temperaturnya harus sangat kecil (dibawah 30F), sehingga HE didesain dengan sebaik-baiknya terutama luas permukaannya yang dapat memindahkan sejumlah panas yang kita inginkan. Apalagi bila cairannya cukup kental, agak sulit untuk mencipatkan perbedaan suhu yang sangat kecil tersebut. Untuk mengatasinya dapat digunakan bahan pendingin yaitu zat refrigerant. Gambar 4. Direct Contact Refrigeration Crystallizer Prinsip kerja dari crystallizer jenis ini ialah dengan adanya pendinginan dari refrigerant yang digunakan. Umpan berupa cairan induk dimasukkan kebadan crystallizer dengan suhu yang lebih tinggi dari suhu yang refrigerant (suhu cair refrigerant minus). Karena titik didih dari refrigerant sangat kecil atau jauh dibawah suhu cairan induk, maka ada perpindahan panas dari cairan induk menuju refrigerant, dimana akan mengakibatkan suhu refrigerant akan naik 21
dan menguap untuk mendinginkan cairan induk, sampai cairan induk berada pada keadaan lewat jenuhnya. Penggunaan refrigerant ini medium pendingin sangatlah efektif, karena apabila digunakan HE dengan media refrigerant sebagai pendingin, perbedaan suhu yang dihasilkan akan sangat kecil, ditambah dengan resiko-resiko lain dari sifat refrigerant itu sendiri. Didalam badan crystallizer antara refrigerant dan cairan induk akan berkontak, namun sifat dari refrigerant yang immiscible, tidak akan membuat mereka bercampur. Contoh dari jenis crystallizer ini pada proses pembuatan kristal Calcium Chloride dengan refrigerant freon atau propane dan pembuatan kristal p-xylene dengan refrigerant propane. 5. Twinned Crystallizer Jenis crystallizer ini sebenarnya berbentuk tangki yang didalamnya terdapat dua pengaduk yang dipisahkan oleh sekat atau baffle. Pada tiap pengaduk terdapat medium pemanas dimana yang salah satunya berkerja pada suhu saturasi, sedangkan satunya bekerja pada suhu supersaturasi atau lewat jenuh. Namun bila suhu operasi pada crystallizer ini sama pada kedua medium pemanas, umumnya akan didapatkan keseragaan ukuran. Tetapi waktu yang diperlukan akan lebih lama, walaupun terdapat dua pengaduk dalam satu tangki tersebut. Gambar 5. Twinned Crystallizer 22
Sesuai dengan namanya bahwa seolah-olah terdapat dua macam jenis crystallizer yang beroperasi pada suhu yang berbeda namun dalam satu tangki crystallizer (gambar 5). Terlihat bahwa umpan masuk dari sebelah kanan atas, karena adanya pergerakan pengaduk, cairan induk bersikulasi, disamping bersikulasi karena adanya sekat antara kedua pengaduk tersebut. Bila kita melihat jenis alirannya, sudah pasti cukup turbulen, sebab cairan bersikulasi cukup panjang didalam crystallizer tersebut. Semakin cepat gerakan pengaduk dan semakin tinggi perbedaan suhu yang ditukarkan, maka semakin cepat dan baik kristal yang didapatkan. Produk berupa kristal dapat diambil pada bagian bawah crystallizer, karena kristal akan jatuh atau mengendap dibawah adanya gaya gravitasi dan perbedaan massa jenis. 6. APV-Kestner Long Tube Vertical Evaporative Crystallizer Gambar 6. APV-Kestner Long Tube Vertical Evaporative Crystallizer Umumnya crystallizer jenis ini digunakan untuk mendapatkan butiran-butiran atau kristal yang cukup kecil, biasanya kurang dari 0.5 mm. Prinsip kerjanya hampir sama dengan crystallizer yang lain, umpan masuk dengan forced flow dengan pompa lalu melewati sebuah evaporator yang didalamnya terdapat HE. Pada saat cairan induk berada pada keadaan supersaturasi atau lewat jenuh, maka akan terbentuk kristal-kristal halus, kristal tersebut ditampung pada salt 23
box, cairan induk yang belum lewat jenuh dikeluarkan, sedangkan yang berupa kristal dikelurkan produk. Contohnya pada pembuatan kristal NaCl (garam), Na2SO4, Citric Acid. 7. Escher-Wyss Crystallizer Gambar 7. Escher-Wyss Crystallizer Crystallizer jenis ini menggunakan pengaduk yang piringannya berganda seperti paddle, turbin six blade atau yang lainnya. Karena pergerakan pengaduk yang cukup untuk menimbulkan keturbulensian antara aliran didalam draft tube dan annulus. Aliran akan mengalir kebawah melalui annulus, mengalir keatas melalui draft tube. Produk yang didapatkan berupa suspensi-suspensi yang berbentuk besar. 2.2 Alat Transportasi Fluida Padat Di dalam industri, bahan-bahan yang digunakan tidak jarang merupakan bahan yang berat maupun berbahaya bagi manusia. Untuk itu diperlukan alat transportasi khusus untuk mengangkut bahan-bahan tersebut mengingat keterbatasan kemampuan tenaga manusia baik itu berupa kapasitas bahan yang akan diangkut maupun keselamatan kerja dari karyawan. Salah satu jenis alat pengangkut yang sering digunakan adalah conveyor yang berfungsi untuk mengangkut bahan -bahan industri yang berbentuk padat. Pemilihan alat transportasi (conveyingequipment) material padatan antara lain tergantung pada : Kapasitas material yang ditangani Jarak perpindahan material Kondisi pengangkutan : horizontal, vertikal atau inklinasi Ukuran, bentuk dan sifat material 24
Harga peralatan tersebut. Pengangkutan bahan-bahan padat dalam indusri kimia menggunakan berbagai macam alat-alat yang sesuai dengan kriteria bahan padat yang akan diangkut. Alat transportasi/conveyer/elevator dalam industri kimia digolongkan atas: 1. Portable Power Driver Conveyor Alat pemindah yang bekerja secara tidak kontinyu dan dapat dikendalikan. Contohnya yaitu truk, traktor, lift, silo, dsb. 2. Mechanical Conveyor (Continue Conveyer) a. Pengangkutan dengan gaya berat b. Pengangkutan getar (vibrating conveyor) c. Pengangkutan spiral (screw conveyor) d. Pengangkut rantai (chain conveyor) e. Pengangkutan keranjang (Bucket conveyor) f. Pengangkut sabuk (belt conveyor) g. Pengangkut pelat (plate conveyor) h. Pengangkut rol (gravity roller conveyor) 3. Pengangkut pneumatik (Peneumatik conveyor) 2.2.1 Jenis-Jenis Alat Transportasi Bahan Padat 1. Pengangkutan dengan Gaya Berat Conveyer ini lebih banyak digunakan untuk mengangkut bahan berbentuk serbuk kasar maupun halus. Pada prinsipnya menggunakan gaya berat dari bahan padat akibat adanya gravitasi. Pengumpanan bahan dapat dilakukan secara manual atau langsung dipasangkan dengan alatalat lainnya. Baling-baling yang ada di dalam alat ini akan berputar ke bawah dan membawa bahan-bahan serbuk tersebut. Jumlah bahan yang diangkut dapat diatur sesuai dengan kecepatan baling-baling. Rangkaian yang sederhana sehingga pemasangan dan biaya operasionalnya lebih mudah dan murah. Jarak angkut yang pendek sehingga biasanya digabung dengan beberapa alat lain, seperti pemotong, pembentuk, ataupun dengan vibrating conveyer, dsb. Contohnya: mesin pemarut kelapa dan mesin penggiling. 2. Pengangkutan Getar (Vibrating Conveyer) Vibrating conveyor merupakan suatu alat yang mengangkut material dengan cara getaran. Material yang diangkut sangat terjamin kebersihan dan keamanannya. Material yang biasa diangkut oleh vibrating conveyor berupa bahan-bahan serbuk kasar ataupun halus dan 25
kering. Kapasitas vibrating conveyor ditentukan oleh besarnya material yang dibawa. Feed atau umpan yang dapat diangkut oleh vibrating conveyor ini bisa berskala besar tetapi hanya feeder yang mempunyai ukuran intermediate (1 3 in) sampai dengan yang berbentuk powder, kerikil, semen, pasir dan lainnya. Kapasitas dari vibrating conveyor sangat besar dari 100 ton / jam hingga gram atau ons. Jika serbuk yang akan diangkut berbentuk sangat halus (dapat menghasilkan debu), maka vibrating conveyer dilengkapi dengan penutup pada body vibrating conveyer. Jenis-jenis vibrating conveyer yaitu : 1. Unbalanced vibrator. Type ini yang paling sering digunakan, karena menghasilkan sebuah putaran yang berkekuatan tinggi. 2. Self Balancing Vibrator dan pendulum Vibratior. Type yang bergerak secara bergantian. 3. Eccentrical Vibrator. Vibrator yang menggunakan sebuah pegas yang dihubungkan dengan tongkat. 4. Electromagnetic Vibrator Vibrator digerakkan dengan suatu dynamo electrik magnet. Sehingga menghasilkan getaran yang berasal dari arus listrik. Awal feed masuk ke dalam alat vibrating conveyor yang terdiri dari pan yang dilengkapi dengan per horizontal yang digetarkan oleh lengan eksentrik yang berhubungan. Getaran tersebut menyebabkan feed bergerak kedepan dan meloncat kecil ke atas sepanjang conveyor Untuk menuju ke tempat yang lebih rendah /menuju alat lain. Keuntungan dari vibrating conveyer : Dapat mengangkut dengan kapasitas yang tinggi Mempunyai standar kebersihan yang tinggi Alat mudah dan cepat untuk dibersihkan Mudah untuk di operasikan. 3. Pengangkutan Spiral (Screw Conveyer) Alat ini pada dasarnya terbuat dari pisau yang berpilin mengelilingi suatu sumbu sehingga bentuknya mirip sekrup. Pisau berpilin ini disebut flight. Jenis konveyor ini berguna untuk mengangkut bahan padat berbentuk halus atau bubur yang kering. Alat ini terbuat dari 26
pisau yang berpilin mengelilingi suatusumbu sehingga bentuknya mirip sekrup. Pisau berpilin ini disebut flight. Macam- macam flight yaitu ; Sectional flight : Konveyor berflight section dibuat dari pisau-pisau pendek yang disatukan tiap pisau berpilin satu putaran penuh dengan cara disimpul tepat pada tiap ujung sebuah pisau dengan paku keling sehingga akhirnya akan membentuk sebuah pilinan yang panjang. Helicoid flight : Sebuah helicoid flight, bentuknya seperti pita panjang yang berpilin mengelilingi suatu poros. Untuk membentuk suatu konveyor, flight- flight itu disatukan dengan cara dilas tepat pada poros yang bersesuaian dengan pilinan berikutnya. Special flight, terbagi: cast iron flight : digunakan dimana suhu dan tingkat kerusakan tinggi ribbon flight : Untuk bahan yang lengket cut flight : Untuk mengaduk digunakan cut flight,flight pengaduk ini dibuat dari flight biasa, yaitu dengan cara memotong-motong flight biasa lalu membelokkan potongannya ke berbagai arah. Screw Conveyor :Sectional ; b. Helicoid; c. Cast Iron; d. Riboon ; e. Cut Flight 27
Gambar 2.7 Screw Conveyor Coupling Gambar 2.8. Screw conveyor secara keseluruhan Untuk mendapatkan konveyor panjang yang lebih sederhana dan murah, biasanya konveyor tersebut itu disusun dari konveyor-konveyor pendek. Sepasang konveyor pendek disatukan dengan sebuah penahan yang disebut hanger dan disesuaikan pasangan pilinannya. Tiap konveyor pendek mempunyai standar tertentu sehingga dapat dipasang dengan konveyor pendek lainnya, yaitu dengan cara memasukkan salah satu poros sebuah konveyor ke lubang yang terdapat pada poros konveyor yang satunya lagi. Wadah konveyer ini biasanya terbuat dari baja. Tipre wadah yang paling sederhana adalah wadah yang dasarnya berbentuk setengah lingkaran yang terbuat dari baja. Sedangkan bagian sisi-sisi lurusnya terbuat dari kayu. Panjang satu wadah yaitu 8, 10, dan 12 ft. Jika inigin membuat wadah yang panjang, maka wadah-wadah akan disusun atau disambung satu sama lain sehingga sesuai dengan panjang conveyer. Perlu diketahui bahwa poros konveyor harus digantung pada persambungan yang tetap sejajar. Dua buah persambungan dibuat pada ujung wadah, dan sepanjang wadah harus tetap ada hanger atau penahan, Biasanya ada sebuah hanger untuk tiap bagian. Cara kerja : Feed yang berupa serbuk halus dimasukkan ke dalam lubang. Flight yang digerakkan oleh motor pada pangkal akan bergerak dan mendorong feed bergeser ke arah tujuan. 28
Jika bahan yang diangkut konveyor bersentuhan dengan persambungan hanger, seringkali minyak atau pelumas tidak dapat dipakai karena akan mencemari bahan tersebut, dan wadah kayu akan basah oleh minyak. 0leh karena itu, wadah dalam hanger dibuat dari besi putih cor sehingga tempat bergerak dapat digunakan walaupun tanpa pelumas. Ujung dari wadah konveyor disebut box ends. Umumnya box ends awal berbeda konstruksinya dengan box nds akhir. Box ends awal memiliki roda gigi (gears) bevel untuk memutar poros konveyor. Jarak yang biasa dapat dicapai dari pengangkutan screw conveyer adalah sekitar 10-15 meter dengan arah horizontal ataupun sedikit kemiringan yang dapat bolak balik. Alat ini juga berfungsi sebagai alat penakar, pengeluaran dari penyimpanan dan pengumpanan. 4. Alat Pengangkut Keranjang (Bucket elevator/bucket Conveyer) Secara umum bucket conveyer merupakan alat pengangkut yang berbentuk keranjang yang dibawa oleh rantai ataupun sabuk. Alat ini dapat dioperasikan pada kemiringan tertentu bahkan dengan posisi yang vertical. Bahan yang dapat diangkut dengan alat ini juga dapat berpotongan kecil maupun potongan yang besar serta mampu mengangkut secara kontinyu dengan kapassitas hingga 12000 m3 per jam. Bucket conveyer dapat digunakan untuk jarak yang jauh dan segala arah. Biasanya conveyor ini digunakan dalam pertambangan. Bahkan mesin terbesar jenis ini seberat 1000 ton dan berdiri setinggi 100 m dengan panjang kira-kira 200 m. Bentuk-bentuk dari timba (bucket) yaitu : 29
a. Minneapolis Type : Bentuk ini hampir dipakai di seluruh dunia. Dipergunakan untuk mengangkut butiran dan material kering yang b. sudah lumat. Buckets for Wet or Sticky Materials : Bucket yang lebih datar. Dipergunakan untuk mengangkut material yang cenderung lengket. Salah satu contoh bucket for wet or sticky materials yang biasa digunakan dalam industry makanan. c. Stamped Steel Bucket for Crushed Rock Dipergunakan untuk mengangkut bongkahan bongkahan besar dan material yang berat. Penggunaan Bucket Conveyer yaitu mengisi bahan, mentransfer bahan dengan jarak dan bobot yang jauh, sebagai alat penakar. Elevator vertical tergantung sepenuhnya pada gaya sentrifugal untuk mendapatkan bahan di saluran pelepasan dan harus dengan kecepatan tinggi. Antar bucket diatur jarak sedemikian rupa, sehingga saat pelepasan bahan ke saluran tidak menimbulkan tubrukan antarbucket. Cara Kerja bucket elevator yaitu bucket akan menyendok atau menyarup bahan dari feed spout (corong feed) digerakkan oleh pulley. Bahan diangkut ke head pulley dan didorong ke corong pemisah diman terdapat saringan-saringan sesuai dengan ukuran feed. Kemudian feed akan begerak telungkup untuk mengambil feed selanjutnya. Dalam indutri pertambangan, bucket conveyer biasanya digabungkan dengan belt conveyer untuk pengankutan selanjutnya. 5. Alat Pengangkut Rantai (Chain Conveyer) Pada dasarnya, chain conveyer merupakan alat pengangkut yang 30
digerakkan oleh rantai. Di atas, telah diketahui bahwa bucket elevator dan bucket conveyer digerakkan oleh rantai, tapi dilengkapi dengan keranjang. Sedangkan chain conveyer yang lainnya yaitu ; a. Scraper Conveyer Scraper conveyor merupakan konveyor yang sederhana dan paling murah diantara jenis -jenis conveyor lainnya. Conveyor jenis ini dapat digunakan dengan kemiringan yang besar. Conveyor jenis ini digunakan untuk mengangkut material - material ringan yang tidak mudah rusak, seperti : abu, kayu dan kepingan. Karakteristik dan performance dari scaper conveyor: Dapat beroperasi dengan kemiringan sampat 45. Mempunyai kecepatan maksimum 150 ft/m. Kapasitas pengangkutan hingga 360 ton/jam. Harganya murah. Kelemahan - kelemahan pada scraper conveyor: Mempunyai jarak yang pendek. Tenaganya tidak konstan. Biaya perawatan yang besar seperti service secara teratur. Mengangkut beban yang ringan dan tidak tetap. b. Apron Conveyer Apron Conveyor digunakan untuk variasi yang lebih luas dan untuk beban yang lebih berat dengan jarak yang pendek. Apron Conveyor yang sederhana terdiri dari dua rantai yang dibuat dari mata rantai yang dapat ditempa dan ditanggalkan dengan alat tambahan A. Palang kayu dipasang pada alat tambahan A diantara rantai dengan seluruh tumpuan dari tarikan conveyor. Untuk bahan yang berat dan pengangkutan yang lama dapat ditambahkan roda (roller) pada alat 31
tambahan A. Selain digunakan roller, palang kayu dapat juga digantikan dengan plat baja untuk mengangkut bahan yang berat. Karakteristik dan performance dan apron conveyor: Dapat beroperasi dengan kemiringan hingga 25. Kapasitas pcngangkutan hingga 100 ton/jam. Kecepatan maksimum 100 ft/m. Dapat digunakan untuk bahan yang kasar, berminyak maupun yang besar. Perawatan murah. Kelemahan -kelemahan apron konveyor : Kecepatan yang relatif rendah. Kapasitas pengangkutan yang kecil Hanya satu arah gerakan 6. Alat Pengangkut Sabuk (Belt Conveyer) Belt Conveyer merupakan salah satu alat pengangkut yang mudah dan sederhana dalam mengangkut material-material padat. Material yang digunakan dapat berbentuk serbuk, butiran, potongan halus/kasar, maupun benda. Butiran ataupun potongan halus harus diangkut pada belt dengan tumpukan sudut kurang dari sudut tumpukan standar. Komponen utama dalam belt conveyer yakni belt, penyokong (idler), dan drive (motor). Penyokong digunakan di atas belt agar tidak terjadi kenduran akibat gaya gesekan dengan material bahan. Idler diletakkan pada jarak tertentu di bawah belt, pada saat belt bergerak idler juga ikut bergerak berputar tapi tetap pada tempatnya. 32
Jarak yang dapat ditempuh dari belt conveyer adalah jarak jauh dengan arah horizontal ataupun dengan sedikit kemiringan. Belt conveyer yang terpanjang ada di Gurun Sahara dengan kepanjangan 100 km dari tambang fosfa Bu Chara. Belt tunggal terpanjang terdapat di Meghlaya, India yang mengangkut serpihan batu gamping dan serpihan batu. Aplikasi Kerja Belt di pertambangan Fosfat di BuCraa. Belt conveyor dapat dioperasikan dengan perjalanan yang berjarak bermil mil pada kecepatan (speed) belt mencapai 1000 ft/menit dengan suatu berat beban material yang diangkut mencapai 5000 tons/jam. Belt conveyor dapat juga dioperasikan pada jarak yang cukup pendek dengan kapasitas beban yang diangkut hanya beberapa pon/jam dan pengoperasian dilakukan pada saat saat tertentu. Ukuran ukuran belt dapat meliputi : 1. Pendek < 50 ft 2. Medium 50 100 ft 3. Panjang ± 1000 ft Pada umumnya belt terbuat dari karet, tapi ada juga yang terbuat dari polimer ataupun kanvas. Perbedaan bahan dasar suatu belt sangat menentukan berat beban yang akan dipakai serta jenis bahan material yang akan diangkut, sehingga sangat mempengaruhi kinerja dalam suatu industri. Beberapa hal yang dapat mempengaruhi kondisi belt yakni : 1. Lingkungan Kemiringan suatu belt dapat ditentukan melalui lingkungan tempat belt akan ditempatkan. 2. Material Beberapa material yang berbentuk serbuk ataupun potongan dapat mempengaruhi jenis belt. 3. Temperature Suhu dapat mempengaruhi kekenduran dari belt dan juga kinerja dari idler bahkan motor. 33
4. Kelembaban. Udara dengan kelembaban yang tinggi dapat mempercepat kerusakan pada mesin motor. 5. Pengontrolan kerja dan penservisan Semua alat-alat pengangkut wajib dikontrol setiap beberapa periode dan diservis untuk mengurangi kerusakan pada alat. Cara Kerja : Feed dimasukkan ke dalam corong tuang yang memiliki kemirngan tertentu agar material tidak jatuh atau tumpah. Melaui corong tuang, feed dijatukan ke atas belt dapat pula dengan pengabungan alat. Belt akan bergerak sesuai dengan arah tertentu, idler akan membantu menentukan kemiringan dan juga belokan-belokan pada belt. Bentuk Belt : 1. Flat Belt (Sabuk datar) Belt yang berbentuk horizontal dari awal sampai akhir pengangkutan. 2. Troughed Belt (Sabuk Lengkung) Belt yang digunakan pada ketinggian dan kemiringan tertentu dan mempunyai banyak lengkungan dengan arah tertentu pula. Pengeluaran material material dari belt dilakukan dengan tiga cara yaitu : a. Gaya berat Suatu metode yang dipakai pada proses pengeluaran alat melalui ujung belt tanpa menggunaka alat (memanfaatkan gaya gravitasi). b. Penggaruk (Scraper) Suatu metode pengeluaran material yang terletak pada sisi ujung kiri maupun kanan belt. Scrapper terbuat dari lempengan logam yang diletakkan diagonal dengan belt dan pada sisi atas. Bila bahan yang diangkut menyentuh logam, maka benda akan bergerak ke sisi tepi dan jatuh. c. Idler Miring Idler yang diletakkan pada bawah belt dengan posisi miring, sehingga material yang ada di atas belt. 7. Plate Conveyer Pada prinsipnya, plate conveyer memiliki cara kaerja yang sama dengan belt conveyer. Tetapi pada plate conveyer tidak dilapisi dengan sabuk, jadi material langsung bersentuhan dengan idler dengan jarak antar idler yang lumayan besar. Sehingga alat ini lebih cocok untuk 34
material padatan yang cukup besar. Jarak yang mampu untuk ditempuh oleh plate conveyer ckup panjang dengan arah sedikit miring atau horizontal dan dapt dipindahpindahkan sesuai dengan kebutuhan industri. 8. Roller Conveyer Roller conveyer merupakan alat pengangkut dengan logam yang berbentuk silindir di susun secara berdekatan. Material bergerak atau berpindah karena rol-rol yang berputar. Karena memiliki jarak antar rol, conveyer ini tidak cocok untuk digunakan untuk serbuk atau butiranbutiran. Roller conveyer ini dapat digunakan untuk jarak jauh dengan arah horizontal atau pun sedikit miring. Roller conveyer terdiri atas dua macam, yakni : a. Gravity Roller Conveyer, Roller conveyer ini menggunakan gaya grafitasi untuk mnggerakkan rol-rolnya dan digunakan untuk benda-benda yang berat. b. Live (Powered) Roller conveyer Conveyer ini digerakkan oleh belt atau pun rantai pada ujung-ujung rol. Biasa digunakan pada saat memisah-misahkan barang. Jarak untuk conveyer ini relative terbatas. 9. Pneumatic Conveyer Konveyor yang digunakan unluk mcngangkul bahan yang ringan atau berbentuk bongkahan kecil adalah konvenyor aliran udara (pneumatic conveyor).pada jenis konveyor ini bahan dalam bentuk suspensi diangkut oleh aliran udara. 35