TUGAS PERANCANGAN ALAT PROSES “Hydrocyclone for solid Clasification” KELOMPOK 3 KELAS C AHMAD ZAKI (1207121266) BENNY AHMADI (1207121320) CHARISMAYANI (1207121300) DEWI KUSUMA N (1207121308) NURHASANAH (1207121306) DOSEN PEMBIMBING : ZULFANSYAH, ST. MT
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
TUGAS PERANCANGAN ALAT PROSES
“Hydrocyclone for solid Clasification”
KELOMPOK 3
KELAS C
AHMAD ZAKI (1207121266)
BENNY AHMADI (1207121320)
CHARISMAYANI (1207121300)
DEWI KUSUMA N (1207121308)
NURHASANAH (1207121306)
DOSEN PEMBIMBING :
ZULFANSYAH, ST. MT
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS RIAU
2015
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa
karena atas berkat dan rahmat karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah
yang berjudul “Hydrocyclone for solid Clasification” tepat pada waktunya. Tugas
ini ditujukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Perancangan Alat Proses.
Pada kesempatan ini tidak lupa penulis sampaikan terima kasih kepada
Bapak Zulfansyah, ST. MT yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam
penulisan makalah ini.
Kami menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan dan
kelemahannya, baik dalam isi maupun sistematika penulisannya. Hal ini
disebabkan oleh keterbatasan pengetahuan dan wawasan kami. Oleh sebab itu,
kami sangat mengharapkan kritik dan saran yang dapat menyempurnakan makalah
ini.
Akhirnya, kami mengharapkan semoga makalah ini dapat memberikan
manfaat, khususnya bagi kami dan umumnya bagi pembaca.
Pekanbaru, 27 Mei 2015
Penyusun
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam perekonomian Indonesia, komoditas kelapa sawit memegang
peranan yang cukup strategis karena komoditas ini mempunyai prospek yang
cerah sebagai sumber devisa. Di samping itu, minyak sawit merupakan bahan
baku utama minyak goreng yang banyak dipakai di seluruh dunia, sehingga
perusahaan minyak kelapa sawit ini mampu menciptakan kesempatan kerja yang
luas dan meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Indonesia bukan satu-satu
negara yang memiliki industri pengolahan kelapa sawit, negara Malasyia juga
merupakan negara yang juga memiliki industri pengolahan kelapa sawit dan juga
merupakan saingan dari Indonesia. Oleh sebab itu perkembangan teknologi pada
industri pengolahan kelapa sawit mutlak harus dilakukan secara berkala di
Indonesia untuk dapat menghasilkan hasil olahan yang lebih baik lagi dan dapat
menghasilkan kapasitas olahan yang lebih banyak lagi. Langkah sederhana yang
dapat dilakukan ialah peningkatan efisiensi kerja dari mesin-mesin produksi yang
ada di pabrik-pabrik pengolahan.
Hydrocyclone merupakan salah satu mesin produksi CPO (Crude Palm
Oil) pada stasiun pengolahan biji. Hydrocyclone berfungsi untuk memisahkan inti
dengan cangkang. Prinsip kerjanya dengan menggunakan gaya sentrifugal,
terjadinya pemisahan berdasarkan atas adanya perbedaan densitas. Hydrocyclone
banyak digunakan sebagai alat pemisah karena konstruksi dari hydrocyclone yang
sederhana, cara pemakaian yang mudah, biaya perawatan yang minim. Seiring
perkembangan teknologi maka diperlukan perbaikan ataupun pengembangan lebih
lanjut mengenai hydrocyclone tersebut.
Dengan demikian, dibutuhkan pembelajaran lebih lanjut mengenai
hydrocyclone ini agar kerja yang dihasilkan oleh hydrocyclone ini dapat berjalan
maksimal.
1.2 Tujuan
1. Untuk mengetahui mekanisme pemisahan padatan dengan menggunakan
hydrocyclone ( Dense Medium Hydrocyclone )
2. Untuk mengetahui spesifikasi hydrocylone yang digunakan dalam pemisahan
padatan.
3. Untuk memberikan penjelasan tentang bagaimana cara merancanga
hydrocyclone yang digunakan dalam khusus pemisahan padatan
BAB II
ISI
3.1 Pengertian Hydrocyclone
Pada dasarnya hydrocyclone merupakan gabungan dari dua kata yaitu
hydro dan cyclone. Hydro dapat diartikan air ataupun cairan, sedangkan cyclone
dapat diartikan sebagai pusaran. Sehingga hydrocyclone diartikan sebagai pusaran
air.
Dalam penggunaanya secara nyata hydrocyclone dapat diartikan sebagai
suatu alat yang dapat memisahkan material ataupun partikel dari suatu komposisi
campuran baik berbentuk padatan dengan cairan ataupun cairan dengan cairan.
2.2 Prinsip kerja Hydrocyclone
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.
Gambar 2.1 Prinsip kerja Hydrocycl
Ada beberapa alasan mengapa hydrocyclone dipakai sebagai alat pemisah,
yaitu:
1. Biaya operaional yang relatif murah
2. Prosesnya dapat dilakukan pada satu tempat
3. Desain ataupun modelnya sederhana, berupa kombinasi konstruksi silinder
dan kerucut
4. Tidak memiliki bagian yang bergerak
5. Minim biaya perawatan
2.3 Jenis Hydrocyclone
2.3.1 Hydrocyclone tipe konvensional
Pada Hydrocyclone tipe konvensional memiliki bagian berbentuk
silinder dan bagian berbentuk kerucut. Memiliki dua jenis tipe yang berbeda
yang berdasarkan sudut kemiringannya. Tipe yang pertama memiliki sudut
kemiringan 20o – 25O, sedangkan jenis yang lain memiliki sudut > 25o
hingga 180o. Fluida dialirkan melalui dari lubang inlet bagian atas pada
silinder dan aliran tersebut menghasilkan gerakan berbentuk pusaran yang
kuat pada dinding Hydrocyclone.
Gambar 2.2 Hydrocyclone tipe konvensional
Konstruksi pada multicyclone
Pada proses klarifikasi ataupun pada proses klasifikasi untuk ukuran partikel
yang sangat kecil biasanya dipergunakan hydrocylone dalam jumlah yang banyak.
Tetapi ukuran dari hydrocyclone yang digunakan tidak sebesar hydrocyclone pada
umumnya. Hal ini dimaksudkan karena diperlukannya proses pemisahan yang
berulang-ulang dan kualitas hasil pemisahan yang sangat baik sehingga dibuatlah
konstruksi multicyclone.
Secara umum dapat dilihat terdapat 2 jenis konstruksi multicyclone yang
dapat dijumpai, yaitu : konstruksi linear dan konstruksi circular. Kedua jenis
konstruksi tersebut memiliki fungsinya masing-masing, seperti pada konstruksi
circular yang memungkinkan tiap hydrocyclone dapat terhubung dalam jumlah
banyak dimana mengelilingi satu pipa atau lubang utama sehingga panjang pipa
penghubung tiap hydrocyclone tetap sama.
2.3.2 Round Desilter Hydrocyclone
Terdiri dari 10 hingga 20 Hydrocyclone yang digabungkan secara melingkar
menjadi satu bagian. Pada Hydrocyclone ini dilengkapi dengan Shut-off
valves pada setiap konstruksinya. Sehingga memungkinkan untuk
memindahkan atau mengganti salah satu Hydrocyclone jika rusak tanpa
menganggu kinerja Hydrocyclone lainnya dan juga memudahkan operator
untuk mengawasi kinerja disetiap Hydrocyclone.
Gambar 2.3 Round Desilter Hydrocyclone
2.3.3 Inline Desilter Hydrocyclone
Terdiri dari 10 – 20 Hydrocyclone yang disusun secara pararel. Inline
Desilter Hydrocyclone biasanya digunakan pada tempat yang tidak memiliki
area yang cukup luas untuk menampung banyak konstruksi instalasi mesin.
Sehingga dapat menghemat pemakaian tempat.
Gambar 2.4 Inline Desilter Hydrocyclone
2.3.4 Hydrocyclone aliran aksial
Pada umumnya digunakan pada industri pengolahan air bersih. Berfungsi
memisahkan sisi minyak dari campuran air kemudian sisa minyak tersebut
ditampung dan dibuang.
Karateristik dari Hydrocyclone aliran aksial :
a.) Konsentrasi penyerapan minyak hingga 10.000 ppm
b.) Besar penurunan tekanan balik 2 - 3,5 bar
c.) Besar penurunan tekanan buang 4 – 7,5 bar
d.) Penurunan tekanan dapat diminimalkan dengan menambah jumlah pipa didalam
Hydrocyclone
Gambar 2.5 Hydrocyclone aliran aksial
2.4 Bagian-bagian dari Hydrocyclone
Secara umum bagian-bagian dari Hydrocyclone dapat dilihat dari gambar
berikut :
Lubang Keluar
Feed Chamber
Lubang Masuk Vortex Finder
Cone Section (Bagian Kerucut)
Tail Pipe Apex Valve (Katup keluar) (Pipa
bawah)
Lubang Keluar
Gambar 2.6 Bagian-bagian Hydrocyclone
Keterangan:
1. Lubang masuk
2. Cylindrical section
3. Vortex finder
4. Cone section
5. Lubang keluar
2.4.1 Lubang masuk (Inlet area)
Ada beberapa tipe dari lubang masuk (Inlet area), yaitu : lubang masuk tipe
involute, lubang masuk tipe ramp dan lubang masuk tipe scroll. Berbagai tipe
tersebut dimaksudkan untuk lebih memaksimalkan kinerja dari Hydrocyclone.
Dengan konstruksi lubang masuk dengan tipe involute, lubang masuk tipe ramp
dan lubang masuk tipe scroll dapat mengurangi efek dari turbulensi yang terjadi
disekitar dinding lubang masuk dan daerah antara lubang masuk dengan cylinder
section.
Gambar 2.7 Beberapa tipe dari lubang masuk (Inlet area)
2.4.2 Cylindrical section
Pada dasarnya diameter dari cylindrical section memilki diameter
sebesar diameter dari Hydrocyclone . Konstruksi dari cylindrical section
yang panjang dimaksudkan untuk memperbesar kapasitas dan juga
mengurangi dari kecepatan tangensial. Besar kecilnya dari konstruksi
dari cylindrical section dapat mempengaruhi besarnya tekanan.
Gambar 2.8 Beberapa tipe dari cylindrical section
2.4.3 Vortex finder
Pada umumnya besar dari vortex finder 20 - 45 % dari diameter
Hydrocyclone. Besar dari vortex finder dapat kualitas pemisahan yang
dihisap.
2.4.4 Cone section
Besar sudut pada cone section didasarkan pada jenis pemakaiannya. Pada
cone section besudut 20° merupakan standar pemakaian pada industri
pertambangan mineral. Sedangkan untuk Hydrocyclone yang memiliki
bagian bawah datar diperuntukan untuk pemisahan material-material
berstruktur kasar.
Gambar 2.9 Beberapa tipe dari cone section
2.5 Hydrocyclone pada industri kelapa sawit
Digunakan pada stasiun pengolahan inti. Hydrocyclone berfungsi
untuk memisahkan antara inti dengan cangkang. Adapun proses
pengolahan dari kelapa sawit hingga mencapai pada proses pemisahan
menggunakan hydrocyclone terdiri dari beberapa tahapan yaitu:
Fresh FriutBunch
Sterilization
Digestion
Pressing Depericarper
Silo Drier
NutCracker
CrackedNut Blower
Hydrocyclone
KernelDrier
KernelStorage
Gambar 2.10 Tahapan proses pengolahan hingga mencapai hydrocyclone
2.5.1 Proses kerja unit Hydrocyclone
Campuran cangkang dan inti yang keluar dari separating coloum
dimasukan kedalam bak 1, lalu oleh pompa hydrocyclone (P1) dipompakan
kedalam hydrocyclone (H1), campuran ini akan diputar oleh gaya sentrifugal,
inti yang mempunyai berat jenis lebih kecil berkumpul ditengah cyclone lalu
melalui vortex finder keluar ke sebelah atas.
Inti yang bercampur dengan air ini kemudian masuk ke dewatering
screen untuk memisahkan air, selanjutnya inti secara teratur banyaknya (atau
diatur water lock) masuk ke kernel transport fan untuk dimasukan ke
pemeraman inti (kernel bin) melalui saringan kernel sterilizer. Sedangkan
cangkang yang mempunyai berat jenis besar akan berkumpul dibagian pinggir
cyclone lalu keluar dari bawah bersama air ke bak 2.
Produk pada bak 2 masih terdapat inti bercampur cangkang. Campuran
ini dipompakan oleh pompa hydrocyclone (P2) dipompakan ke hydrocyclone
(H2) proses pemisahan disini sama dengan pada hydrocyclone (H1). Inti
keluar sebelah atas pipa melalui vortex finder masuk kembali ke bak 3.
Proses pada bak 3 mengandung sedikit inti. Campuran ini dipompakan
oleh pompa hydrocyclone (P3) dipompakan ke hydrocyclone (H3), proses
pemisahan disini sama dengan pada hydrocyclone (H1) dimana cangkang akan
keluar ke shall dewatering screen, selanjutnya secara teratur (diatur water
lock) masuk ke shall transport fan untuk direbus ke
Gambar 2.11 Skema kerja unit hydrocylone
shall hopper sebagai bahan bakar ketel. Inti akan keluar melalui pipa dari
atas dan masuk ke bak 2. Inti kemudian dibawa ke kernel dryer untuk
dikeringkan dan disimpan di kernel storage[4].
2.5.2 Bagian-bagian unit Hydrocyclone
Alat ini terdiri dari :
a. Tabung pemisah (Hydrocyclone) yang dilengkapi dengan pompa
pengutip (vortex Finder) dan konus dibawahnya.
b. Bak penampung
a. Tabung pemisah (Hydrocyclone)
Alat ini bekerja bersarkan karena gaya senrtifugal yang di timbulkan oleh
aliran air yang membentuk pusaran (vortex). Akibat gaya sentrifugal yang
di timbulkan oleh aliran vortex maka Inti kelapa sawit yang memiliki
massa jenis 1080 kg/ akan berada pada pusat pusaran sedangkan
cangkang kelapa sawit yang memiliki massa jenis 1300 kg/ akan
terlempar hingga ke dinding hydrocyclone.
Gambar 2.12 Proses pemisahan di dalam tabung
Kapasitas aliran masuk pada saluran inlet:
Q =v
( 2.5.2-1)A
dimana: Q = kapasitas aliran (kg/s)
v = kecepatan aliran (m/s)
A = luas penampang (m2)
Dimana kecepatan aliran dapat diperoleh dari :
v = 4Q
π ⋅ds 2
di= diameter pipa inlet (m)
sedangkan laju aliran massa dapat ditentukan dari:
m = ρ ⋅Q
Gaya-gaya yang terjadi (Coulson,1986):
FC = m ⋅aC
atau dapat di tulis
FC = m ⋅r
⋅ω2 dimana: FC = gaya sentrifugal
m = massa benda yang mengalami gaya sentrifugal
= kecepatan sudut
aC = percepatan sudut
Jika :
ω =
v
r
v = kecepatan tangensial (m/s)
Jika kecepatan rotasi dinyatakan dalam N rpm:
ω = 2 ⋅ π ⋅ N60
( 2.5.2-2)
( 2.5.2-3)
(2.5.2-4)
(2.5.2-5)
(2.5.2-6)
Perbandingan gaya gravitasi dan gaya sentrifugal (Coulson,1986):
Gaya gravitasi: F = m ⋅ g (2.5.2-7)
F r ⋅ω2 r 2 ⋅ π ⋅ N 2Perbandingan: C = = = 0,001118rN 2
Fg g 60g
aC= 0,001118rN
2
g
Maka gaya sentrifugal yang di alami oleh inti adalah :
F = m ⋅r ⋅ω2 (2.5.2-8)C1 1 1
dimana : FC1 = gaya sentrifugal yang dialami oleh inti
m1 = massa dari inti
r1 = jarak terlemparnya inti dari pusat pusaran
Dan gaya yang dialami oleh cangkang adalah :
F= m
2
⋅r ⋅ω2 (2.5.2-9)C 2 2
dimana : FC 2
m2
r2
= gaya sentrifugal yang dialami oleh cangkang
= massa dari cangkang
= jarak terlemparnya cangkang dari pusat pusaran
b. Bak penampung
Bak penampung campuran hasil pemisahan yang dilakukan oleh
tabung pemisah (hydrocylone), yang dilengkapi dengan dewatering
drum. Hasil pemisahan yang dikeluarkan hydrocylone melalui pipa
bawah akan masuk ke dalam bak ini yang selanjutnya akan dibawa
keluar oleh shall transport fan untuk dibawa ke proses selanjutnya
untuk direbus ke shall hopper sebagai bahan bakar ketel[4].
Gambar 2.13 Jalur distribusi inti dan cangkang
2.6 Kecepatan settling sentrifugal
Kecepatan settling sentrifugal atau kecepatan pengendapan sentrifugal
ditinjau dari sebuah sebuah partikel berdiamater Dp, berotasi pada jari-jari = r,
maka gaya sentrifugal seperti perilaku gerak partikel dalam fluida, tetapi gaya
gravitasi diganti dengan gaya sentrifugal[1]. Adapun kecepatan settling
sentrifugal dapat dilihat pada persamaan 2.6-1 (Coulson,1986).
v = vv 2 (2.6-1)t
grgt T
vgt = gravitational terminal velocity (m/s)
vt = kecepatan tangensial (m/s)
Gambar 2.14 Variasi kecepatan tangensial dan kecepatan
radial [Ter linden, Inst.page165.(1949)]
Maka, v = vr ⋅ g ⋅dout (2.6-2)v 2gt
t
Dimana: v = v (2.6-3)r 2 ⋅π ⋅r
v = kecepatan air volumetrik [massa/waktu] (m3/s)
Jika dinyatakan dalam luas penampang masuk (Ain):
v =A 2 ⋅d
out⋅ g
(2.6-4)in
π ⋅din ⋅vgt
2.7 Aliran Vortex
Vortex adalah massa fluida yang partikel-partikelnya bergerak berputar
dengan garis arus (streamline) membentuk lingkaran konsentris[7]. Gerakan
vortex berputar disebabkan oleh adanya perbedaan kecepatan antar lapisan
fluida yang berdekatan. Dapat diartikan juga sebagai gerak alamiah fluida
yang diakibatkan oleh parameter kecepatan dan tekanan. Vortex sebagai
pusaran yang merupakan efek dari putaran rotasional dimana viskositas
berpengaruh didalamnya. Sebuah vortex mewakili sebuah aliran yang garis-
garis arusnya adalah lingkaran-lingkaran sepusat (konsentris). Aliran vortex
awalnya dianggap sebagai kerugian dalam suatu aliran fluida. Belakangan ini
prinsip aliran vortex digunakan untuk pengembangan teknologi penegeboran
minyak, pemisahan partikel ataupun material padatan dengan cairan, industri
kimia dan lain sebagainya.
Pergerakan aliran fluida dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu:
1. Translasi murni atau translasi irrotasional
2. Rotasi murni atau translasi rotasional
3. Distorsi atau deformasi murni, baik angular ataupun linier
Aliran irrotasional terjadi apabila elemen fluida di setiap titik tidak
mempunyai kecepatan sudut netto terhadap titik tersebut. Sebaliknya aliran
rotasional terjadi apabila elemen fluida mempunyai kecepatan sudut netto.
Gerak vortex dapat dikategorikan sebagai dalam aliran rotasional. Vortex
digambarkan sebagai aliran yang bergerak dan berputar terhadap sumbu
vertikal sehingga terjadi perbedaan tekanan antara bagian sumbu dan
sekelilingnya.
Tetapi pada beberapa kondisi vortex juga dapat dikategorikan sebagai
aliran irrotasional. Kelihatannya agak mengherankan bahwa gerakan vortex
irrotasional. Namun demikian harus diingat kembali bahwa rotasi mengacu
pada orientasi pada elemen fluida bukan lintasan yang diikuti oleh elemen
tersebut. Jadi, untuk sebuah vortex irrotasional, jika sebuah tongkat pendek
ditempatkan di dalam medan aliran pada lokasi A, seperti pada gambar 2.16,
tongkat-tongkat itu kan berotasi selagi bergerak ke lokasi B. Salah satu
tongkat yang sesuai garis-garis akan mengikuti sebuah lintasan yang
melingkar dan berputar dengan arah berlawanan dengan arah jarum jam.
Tongkat yang lain akan berotasi searah putaran jarum jam karena sifat alamiah
dari medan aliran, di mana bagian tongkat yang terdekat dengan titik asal
bergerak cepat dari pada ujung lainya.
Gambar 2.15 Pola garis arus untuk sebuah vortex
Berdasarkan klasifikasi aliran berputar yang terjadi dalam kehidupan
sehari-hari maka aliran vortex dapat dibedakan menjadi tiga bagian, yaitu :
2.7.1 Aliran vortex Bebas
Aliran vortex terjadi walaupun tidak adanya gaya yang dilakukan pada
fluida tersebut. Karateristik dari vortex bebas adalah kecepatan tangensial dari
partikel fluida yang berputar pada jarak tertentu dari pusat vortex . Hubungan
kecepatan partikel fluida v terhadap jaraknya dari pusat putaran r dapat dilihat
pada persamaan 2.7.1-1 (Munson et al,2003).
v = Γ (2.7.1-1)2πr
dimana :
v = kecepatan tangensial fluida (m s-1)
r = jari-jari putaran partikel fluida dari titik pusat (m)
Γ = sirkulasi
Gambar 2.16 Gerakan elemen fluida dari A ke B : vortex bebas
Pada aliran vortex bebas dengan menganggap elemen air memiliki :
l = panjang elemen air
dr = ketebalan elemen air
v = kecepatan tangensial
dP = beda tekanan dari elemen air
dan aliran bebas mempunyai gaya, tekanan yang sebanding dengan aksi gaya
sentrifugal air.
dp ⋅ xl = (wl ⋅dr)v2 gr
dp = v 2 dr w gr
Dan diketahui energi keseluruhan elemen air :
E = P + v2 w gh
(2.7.1-2)
(2.7.1-3)
Didefenisikan maka:
dE = dP
+ vdv
w g
= v
2dr + vdv = v
2 drdP
gr dr w gr
dE v v dv(2.7.1-4)= + +
dr g r dr
Dalam vortex bebas, tidak ada perubahan energi melintas pada aliran lurus,
jadi persamaan diatas sama dengan nol.
v v dv= 0+ +
g r dr
v + dv = 0r dr
dv + dr
= 0
v r
Setelah diintegralkan persamaan diatas menjadi:
loge v + loge r = C (2.7.1-5)
vr = C (identik dengan teori kinematik fluida)
Jika digeneralisasikan, maka:
v = C (2.7.1-6)r
Jika C sama dengan konstan maka dapat diketahui kekuatan dari vortex,
nampak jelas bahwa kecepatan partikel berbanding terbalik dengan jarak dari
pusat vortex.
2.7.2 Aliran Vortex Paks
Apabila suatu gaya diberikan pada suatu fluida dengan maksud membuat
aliran fluida berputar. Hubungan kecepatan partikel fluida v terhadap jaraknya
dari pusat putaran r dapat dilihat pada persamaan 2.7.2-1 (Munson et al,2003).
v =ω ⋅r (2.7.2-1)
dimana :
ω = kecepatan sudut
r = jari-jari putaran (m)
Gambar 2.17 Gerakan elemen fluida dari A ke B : Vortex paksa
Air dalam tabung diputar dengan gaya torsi, partikel P pada permukaan
air, berjarak x pada sumbu putaran, bekerja gaya-gaya:
1. Berat partikel, arah ke bawah (W)
2. Gaya sentrifugal dengan arah menjauhi pusat putaran (FC)
3. Gaya reaksi zat cair yang mendesak partikel (R)
Bekerjanya gaya selain gaya gravitasi pada air dalam tabung menghasilkan
gaya vortex yang dikenal sebagai aliran vortex paksa. Pada putaran silinder, N
dan kecepatan sudut ψ , partikel P mempunyai sudut tangen ψ , berat partikel
W dan gaya sentrifugal FC.
Gaya sentrifugal didefenisikan sebagai berikut (Ridwan dan Siswantara,2002):
FC
= W ω
X
2
)(2.7.2-2)
g (
dimana:
ω = kecepatan sudut (rad/s)
W = berat partikel (kg)
g = gaya gravitasi (m/s2) X
= jarak dari sumbu (m)
2.7.3 Aliran Vortex Kombinasi
Aliran Vortex Kombinasi adalah vortex dengan vortex paksa pada inti
pusatnya dan distribusi kecepatan yang sesuai dengan vortex bebas pada luar
intinya. Jadi untuk sebuah votex kombinasi dapat dilihat pada persamaan
berikut (Munson et al ,2003)
vθ =ωr
dan
vθ = K
r
dimana K dan ω adalah konstanta dan r0 adalah jari-jari inti pusat.
Sebuah konsep matematika yang biasanya berhubungan dengan gerakan
vortex adalah sirkulasi. Sirkulasi didefenisikan sebagai sebuah integral garis
dari komponen tangensial kecepatan yang diambil dari sekeliling kurva
tertutup di medan aliran. Konsep sirkulasi sering digunakan untuk
mengevaluasi gaya-gaya pada terbentuk pada benda-benda yang terendam
dalam fluida yang bergerak.
Gambar 2.18 Tipe-tipe Vortex
(2.7.3-2)r > r0
(2.7.3-1)r ≤ r0
Tipe vortex 1 merupakan awal aliran air berputar di permukaan. Tipe 2
putaran air mulai menunjukkan adanya cekungan kedalam di bagian tengah
pusaran. Tipe 3 pusaran air mulai membentuk kolom udara (vortex) yang
bergerak menuju oulet. Tipe 4 kekuatan vortex mampu menarik material
apung masuk ke dalam pusaran. Tipe 5 adalah vortex dimana gelembung-
gelembung udara pecah di ujung pusat pusaran yang masuk konstruksi
silinder. Tipe 6 vortex dengan lubang udara penuh menuju outlet.
2.8 Aliran berputar dalam tabung
Sebuah tulisan yang dibuat oleh F.Chang dan V.K Dhir mengemukakan
sebuah penelitian eksperimental untuk memahami karateristik daerah turbulen
pada aliran berpusar secara tangensial dalam tabung. Profil kecepatan aksial
menunjukkan terjadinya aliran balik dibagaian tengah tabung yang mengecil
ukurannya sesuai berkurangnya intensitas putaran, kecepatan aksial minimum
didekat dinding juga berkurang sesuai berkurangnya intensitas pusaran. Profil
kecepatan tangensial menunjukkan bahwa daerah kecepatan tangensial
maksimum akan bergerak secara radial menuju tengah putaran, sesuai denagn
penambahan jarak aksial putaran dari fluida yang masuk. Aliran yang berputar
dapat dibagi dua bagian tengahnya terbentuk vortex paksa dan pada bagian
tepinya merupakan vortex bebas dengan daerah transisi diantaranya. Maka
aliran yang terbentu dalam tabung tersebut merupakan aliran vortex Rankine.
Parameter yang paling penting pada Hydrocyclone sebagai alat pemisah
adalah efisiensi pengumpulannya dan titik tekan antar unit. Efisiensi
pengumpulan Hydrocyclone ditentukan oleh kemampuannya menangkap dan
menyimpan partikel atau material dimana titik tekanan sejumlah dengan
kekuatan yang dibutuhkan unit untuk melakukan hal tersebut.
V 4
2 2W
R+1
Gaya pemisah : F = g (2.8-1)S 2
Faktor pemisah : S =
FC
= V 2(2.8-2)
W gR
dimana : W = Berat partikel (kg)
V = Kecepatan aliran (m/s) R
= Jari-jari rotasi (m)
g = Gaya gravitasi (m/s2)
Distribusi kecepatan tangensial tidak bervariasi secara signifikan terhadap
arah aksial. Perbedaan antara kecepatan tangensial dalam silinder bagian atas
dan kerucut bagian bawah tidak terjadi. Hal ini menunjukkan bahwa tidak
terjadi percepatan kecepatan dalam kerucut akibat penurunan luas penampang
kerucut. Bagaimanapun, terjadi perbedaan kecepatan tangensial pada
ketinggian yang berbeda. Kecepatan tangensial secara signifikan turun ketika
ketinggian hydrocyclone meningkat dan ini bertanggung jawab pada
rendahnya efisiensi pemisahan. Fenomena ini terjadi pada kerucut yang
panjang. Satu perkecualian adalah bahwa jika hydrocyclonenya sangat pendek
sehingga menyebabkan pipa keluar menonjol ke bagian kerucut sehingga
efisiensi dari siklon akan turun akibat aliran pintas ke pipa keluar.
Menurut Kim dan Lee lapisan batas kecepatan yang terbentuk pada
permukaan dinding siklon memegang peranan penting sebagai penghalang
deposisi partikel karena terjadinya penurunan gaya sentrifugal yang tajam di
daerah dekat dinding. Pemodelan turbulen perlu memperhitungkan difusi
turbulen dalam daerah inti aliran dan gerakan partikel di dalam lapisan batas
ini.Turbulen merupakan bentuk aliran yang berfluktuasi terhadap ruang dan
waktu. Turbulen merupakan proses yang kompleks.Aliran turbulen adalah
bagian dari disiplin ilmu mekanika fluida. Dalam analisanya, mekanika fluida
selalu menggunakan pendekatan bahwa fluida sebagai kontinum, suatu ukuran
fluida yang jauh lebih besar dari ukuran molekul, tetapi lebih kecil dari ukuran
partikel. Karakter aliran turbulen tidak ditentukan oleh jenis fluida tetapi oleh
karakter aliran itu sendiri. Turbulensi aliran pada fluida air dengan udara akan
memiliki karakter yang sama jika memiliki bilangan Reynolds yang sama.
Tegangan geser yang terjadi pada lapisan batas turbulen berasal dari viskositas
fluida/viskositas molekuler (sifat molekuler fluida) dan viskositas turbulensi
(sifat aliran).
Turbulen akan terjadi ketika gaya inersia dalam fluida menjadi sangat
dominan dibandingkan gaya viskos (dicirikan dengan tingginya Reynolds,
(Re). Nilai absolut dari bilangan Reynolds untuk turbulen selalu relatif
terhadap konfigurasi aliran. Misalnya aliran eksternal akan memiliki bilangan
Reynolds yang lebih tinggi daripada aliran internal. Tetapi nilai relatif
bilangan Reynolds aliran turbulen selalu lebih tinggi daripada aliran laminer.
Karena bilangan Reynolds merupakan rasio antara gaya inersia aliran dan gaya
gesek, pengaruh gaya inersi pada aliran turbulen jauh lebih dominan
dibandingkan dengan pengaruh gaya gesek.
2.9 Dense Media Hydrcyclone
Prinsip dan dasar dari perancangan hidrosiklon konvensional pertama
kali dipatenkan pada tahun 1891 tetapi hanya sebatas aplikasi yang signifikan
ditemukan dalam industri setelah Perang Dunia Kedua (Svarovsky, 1984).
Hidrosiklon yang sering disebut sebagai siklon (Arterburn, 1982), telah
menjadi suatu metode standar untuk mendegradasi sludge di industri mineral
sejak pertengahan 1950-an (Plitt, 1976).
Dense Media Hydrocyclone (DMH ) memisahkan partikel padat atas
dasar ukuran. Prosesnya adalah dengan menggunakan air sebagai pembawa
dan memisahkan partikel yang tidak diinginkan dengan menggunakan
magnetit atau ferosilikon dicampur dengan air sebagai pembawa.
Gambar 2.19 Dense Material Hydrocyclone
2.9.1 Test Work Procedure
Proses media padat didasarkan pada prinsip-prinsip mengapung dan
tenggelam . Percobaan pertama untuk menggunakan prinsip mengapung dengan
menggunakan westafle pada skala industri adalah Sir HenryBesssemer yang
dipatenkan sebagai proses media padat pertama pada tahun 1858 (England et al,
2002). Dalam laboratorium, batubara bersih dipisahkan dari pengotor dengan cara
merendam batubara mentah dalam cairan memiliki densitas diantara batubara
bersih dan gangue bahan (England et al, 2002).
Untuk wastafel batu bara dan analisis float, cairan organik seperti
Certigrav, atau campuran karbon tetraklorida, petroleum eter dan bromoform, atau
larutan seng klorida dalam air, bisa digunakan untuk mendapatkan pemisahan
yang hampir sempurna dari batubara dari kotoran berdasarkan densitas relatifnya.
Pengaruh ukuran dan bentuk untuk partikel yang lebih besar dari 0.5mm dapat
diabaikan (England et al, 2002).
Teknik Mengapung dan tenggelam atau HLS (Heavy Liquid Separation )
ini dilakukan karena tiga alasan utama (England etal, 2002):
Penentuan karakteristik pencucian batubara atau mineral. Evaluasi efisiensi pemisah. Untuk pengontrolan Industri
Gambar 2.20 Prinsip pemisahan pada “Dense Medium “
Kemudian, parameter yang digunakan pada analisa HLS ini adalah (England et al, 2002) :
Densitas Pemisah : titik di mana kurva melewati faktor partisi 50% danbiasanya didefinisikan sebagai densitas partisi (d50). Hal ini juga dikenal sebagai titik Cut Tromp
Ecart Probable (moyen) (EPM): didefinisikan sebagai salah satu setengah dari perbedaan antara relatif density yang sesuai dengan 75% dan 25% koordinat seperti yang ditunjukkan dalam kurva partisi ((D75 - D25) / 2).
2.9.2 Media Pemisah ( Separation Media )
Media pemisah dalam proses media yang padat merupakan media yang
ideal karena biayanya murah, bercampur dengan air, mampu penyesuaian atas
berbagai kepadatan relatif, stabil, tidak beracun, non - korosif dan rendah
viskositas (England et al, 2002). Meskipun cairan yang digunakan dalam biasanya
pada pengujian dilaboratorium, namun terlalu mahal untuk skala industri (England
et al, 2002) dan sering beracun (Wills, 1997). Medium yang digunakan sekarang
dalam semua proses sedang padat komersial seluruh dunia adalah suspensi dalam
air dari partikel padat tidak larut dari kepadatan relatif tinggi. Bubuk padat yang
biasa digunkan adalah ferosilikon atau magnetit dalam air. Ferrosilicon, juga
dikenalsebagaiFeSi,adalah digunakan untuk aplikasi kepadatan tinggi (medium
density 3.2-4.2t / m3) (Grobler et al, 2002).
Sebuah FeSi suspensi harus memiliki sebagian besar padatan dalam air
untuk mencapai kepadatan yang tinggi. Sebagai contoh, untuk mencapai
kepadatan media 4t / m3, 7 ton FeSi (kerapatan padat 7t / m3) harus ditambahkan
untuk 1m3 air untuk membuat 2m3 media berat (Grobler et al, 2002). Demikian
pula, 1 ton magnetit (density padat 5t / m3), dicampur dengan 2m3 air, akan
memberikan 2.2m3 medium heavy dengan kepadatan pulp 1.36t / m3. England et
al (2002) mencatat bahwa magnetit sekarang satu-satunya yang solid digunakan
dalam industri batubara Afrika Selatan, meskipun pasir telah digunakan di masa
lalu. Pabrik batu bara Afrika Selatan beroperasi antara 1.3t / m3 dan 2.0T / m3 cut
poin (England et al, 2002). Magnetit relatif murah dan digunakan untuk
mempertahankan densitas campuran hingga 2.5T / m3(Wills, 1997).
Ukuran partikel medium berperan penting dalam berbagai sifat media.
Semakin kasar suatu partikel, maka semakin besar risiko keluar dari padatan.
Sebuah media dari mana padatan menetap cepat dikatakan stabil. Oleh karena itu,
partikel kasar menciptakan kondisi yang tidak stabil, sedangkan partikel halus
menciptakan kondisi yang stabil (Inggris et al, 2002). Bentuk media partikel (FeSi
dan magnetit) tergantung pada proses manufaktur (milling atau atomisasi)(Grobler
et al,2002).
Stabilitas medium adalah suspensi dan dianggap sebagai non homogen
dua sistem fase - itu adalah reologi dari fase padat dalam lingkungan dibentuk
oleh fase cair. Gerakan relatif dari padatan dalam fase cair di bawah massa dan
permukaan gaya menentukan tingkat homogenitas suspensi, dan properti
menengah penting pada DMS (Grobler et al, 2002). Dengan kata lain stabilitas
suspensi media dapa tdiukur dengan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk media
padatan untuk menyelesaikan suatu proses (England et al, 2002). Grobler et al
(2002) lebih lanjut mencatat bahwa stabilitas media menentukan gradien densitas
menengah di zona pemisahan dan dengan demikian secara langsung
mempengaruhi ketajaman pemisahan . Ukuran padatan yang halus dalam medium,
merupakan suspensi yang lebih stabil. Dan semakin rendah kepadatan relatif
dari suatu padatan, maka suspensinya lebih stabil (England et al, 2002). Sebuah
media yang ideal memiliki tinggi stabilitas yang menghasilkan kepadatan
menengah tinggi, partikel menengah halus dan kontaminasi padatan yang rendah
dari bijih slimes (Grobler etal,2002).
Reologi media (tebal dan cepat suspensi menetap) dapat digambarkan oleh
viskositas dan stabilitas. Viskositas adalah ukuran ketahanan media cairan
sementara aliran stabilitas adalah ukuran dari kecenderungan media untuk
menyelesaikan. Kedua sifat yang sangat dipengaruhi oleh parameter seperti
densitas sedang, bentuk partikel, distribusi ukuran partikel dan tingkat
kontaminasi dengan slimes. Karakteristik kental dari medium padat yang
umumnya non Newtonian (viskositas adalah fungsi dari laju geser) dan viskositas
jelas jangka (Pada tingkat geser didefinisikan) lebih disukai (Grobler et al, 2002).
Suspensi tanah halus dari konsentrasi di bawah 30% volume air
berperilaku cairan Newtonian dasarnya yang sederhana. Di atas konsentrasi ini,
bagaimanapun, suspensi menjadi non-Newtonian dan tertentu stres minimum, atau
stres hasil, harus diterapkan sebelum geser akan terjadi dan pergerakan partikel
dapat dimulai (Wills, 1997). Lebih lanjut dicatat oleh Grobler et al (2002) media
yang ideal memiliki viskositas rendah untuk memaksimalkan pemisahan dan
memompa efisiensi. Sebuah viskositas tinggi tidak diinginkan karena mengurangi
kecepatan partikel mineral yang dipisahkan, meningkatkan kemungkinan salah
penempatan dan mengurangi efisiensi pemisahan. Sebuah viskositas rendah
biasanya diperoleh untuk densitas rendah menengah, partikel kasar, partikel bulat
halus dan bersih media tidak terkontaminasi. Faktor mengendalikan viskositas
dirangkum oleh Napier-Munn dan Scott (1990):
Medium density - viskositas meningkat dengan konsentrasi padatan dan
dengan demikian dengan media density, dengan cara non linear,
peningkatan menjadi cepat di atas konsentrasi kritis tertentu.
Densitas Padatan - ini mengendalikan konsentrasi padatan yang diperlukan
untuk mencapai media tertentu massa jenis; kepadatan tinggi padatan
memerlukan konsentrasi yang lebih rendah (viskositas rendah) untuk
mencapai media tertentu.
Ukuran partikel distribusi - partikel bulat atau halus menghasilkan
viskositas rendah dari sudut atau kasar partikel.
Kontaminasi baik - kontaminan, seperti slimes dari bijih atau batubara,
biasanya meningkatkan viskositas, baik untuk padatan rendah kepadatan
dan ukuran partikel halus.
Demagnetisation - media komersial umumnya magnetik (FeSi dan
magnetit) untuk memungkinkan pemulihan dan regenerasi proses
sederhana. Perjalanan melalui magnetik pemisahan di sirkuit pemulihan
media menginduksi magnet sisa yang menyebabkan flokulasi atau
aglomerasi partikel magnetised. Efek ini umumnya meningkat viskositas.
Efeknya dapat diminimalkan dengan demagnetising atau depolarisasi
medium setelah pemulihan media.
2.9.3 Dense Media Separator ( Media pemisahan padatan )
Ada banyak varian dari DM ( Dense Media ) dan lembar aliran tetapi
prinsip tetap sama. Seperti yang telah disebutkan, campuran padat dan pemisah
sentrifugal adalah DM yang paling umum dari proses pemisahan yang digunakan.
Hanya beberapa desain DM yang sekarang digunakan secara komersial. Mandi
DM bath diklasifikasikan ke dalam kelas dua utama, bath dalam dan bath
dangkal. Bath dalam berisi lebih menengah dari bath dangkal dengan kapasitas
dinilai sama tetapi kurang rentan untuk dipengaruhi oleh selain disengaja air untuk
media (England et al, 2002). Mendalam mandi termasuk Kesempatan pasir
kerucut, Barvoys dan Tromp bath dalam. Mandi dangkal termasuk drum Wemco,
Drewboy, Teska, dan Norwalt bath.
Media pemisah padatan kini menjadi banyak digunakan dalam perlakuan
bijih dan batubara. Siklon DM memberikan gaya sentrifugal yang tinggi dan
viskositas rendah dalam medium memungkinkan banyak pemisahan halus yang
akan dicapai dibandingkan pemisah gravitasi (Wills, 1997). England et al (2002)
merangkum sejarah siklon DM sebagai berikut: Pada saat treatment pemisahan
batu bara pada media padat di Eropa loess digunakan sebagai medium padat.
Kemudian barulah dikembangkan siklon yang digunakan untuk merebut kembali
dan mengentalkan suspensi loess. Pada kesempatan ketika siklon pengental di
tambang Maurits di Belanda tersumbat, overflow ditemukan diisi dengan batu
bara yang bersih dari kotoran. Pengamatan ini menyebabkan perkembangan topan
sebagai perangkat pembersih. Selama periode 1950-1980, penggunaan siklon DM
secara bertahap menjadi luas di seluruh dunia dan, selama bertahun-tahun terakhir
ini, beberapa mesin pemisah sentrifugal lain dikembangkan.
Prinsip operasi dari siklon DM dikembangkan oleh tambang negara
Belanda (DSM) yang sangat mirip dengan yang dari hidrosiklon konvensional di
mana kedua bijih dan menengah dengan prinsip gaya sentrifugal, meskipun siklon
DM memisahkan berdasarkan kepadatan (densitas) dan tidak ukuran (Bosman dan
Engelbrecht, 1997).
Umpan ke siklon DM, yang merupakan campuran bubur media padat dan
batubara / bijih, memasuki tangensial dekat bagian atas bagian silinder di bawah
tekanan, sehingga meningkatkan kuat aliran berputar-putar. Kotoran atau abu
tinggi partikel bergerak ke arah dinding di mana kecepatan aksial vektor
menunjuk ke bawah, dan dibuang melalui keran. Batubara bersih ringan (atau
mineral gangue) bergerak ke arah sumbu longitudinal dari pusat aliran di mana
biasanya ada inti udara aksial hadir dan kecepatan vektor aksial poin aliran lumpur
ke atas dan melewati melalui pusaran finder (Wang et al, 2009).
Aliran dalam siklon DM sangat rumit dengan adanya putaran turbulensi,
inti udara dan pemisahan partikel dan melibatkan beberapa fase: gas, cair,
batubara dan magnetik / non partikel magnetik dari berbagai ukuran dan
kepadatan. Biasanya, bubur termasuk air, magnetit dan konten non magnetik
disebut media (Wang et al, 2009).
Dengan kata lain, siklon DM yang menggunakan gaya sentrifugal untuk
mendapatkan kekuatan yang lebih besar yang dapat beroperasi pada partikel. Hal
ini menyebabkan "lebih berat" partikel bergerak cepat menuju dinding siklon dan
"ringan" partikel bergerak cepat menuju pusat siklon (England et al, 2002).
Besarnya gaya gravitasi dan apung yang memisahkan partikel adalah
pertimbangan utama karena mengatur kecepatan dengan mana partikel-partikel
terpisah, yang pada gilirannya menentukan kapasitas pabrik (England et al, 2002).
Dalam bath statis gaya gravitasi bersih dikurangi gaya apung dapat diberikan
Simulasi numerik lanjut menggunakan software CFD Fluent dilakukan oleh
Shen et al (2009) disiklon DM kecil. Hal ini diikuti oleh model matematika untuk
menggambarkan sistem aliran di DM siklon dengan cara menggabungkan Metode
Discrete Element (DEM) dengan CFD (Chu et al, 2009a). Hal ini diikuti oleh penelitian
numerik lanjut pada 1000mm DM siklon oleh Wang et al (2009) dan kepadatan partikel
studi distribusi memanfaatkan CFD-DEM pada siklon 1000mm DM oleh Chu et al
(2009b). Analisis CFD pada siklon DM besar akan membuat perbaikan DM
Siklon mungkin tanpa data eksperimen dan juga memungkinkan pengembangan besar
diameter DM siklon untuk pengobatan benefisiasi batubara halus seperti yang diminta
oleh van der Walt
(2002).
Gambar 2.21 Desander Hydrocyclone
2.10.2 Specification
3
Sebagai acuan, efisiensi pemisahan meningkatkan sebagai penurunan diameter
Hydrocyclone dan meningkat kerugian head. Miniatur Hidrosiklon dapat digunakan
untuk memudahkan pengambilan sampel cairan, untuk menentukan penyaring
(termasuk Hidrosiklon lebih besar) operasi dan efisiensi dan untuk menguji kelayakan
operasi untuk masalah yang dihadapi. Setiap filter dirancang dan diproduksi untuk
mencapai standar kualitas tertinggi dan selesai.
kerugian head Direkomendasikan untuk operasi yang efektif: 3-8 psi Maksimum direkomendasikan tekanan kerja: 120 psi Tekanan Maksimum: 150 psi inlet dan outlet Air: horizontal dan vertikal Sisipan: standar pada semua ukuran kecuali 3 "dan 4" Pelindung lapisan: polyester pada lapisan seng-fosfat katup Tekanan: harus dimasukkan sebelum instalasi penyaringan jika tekanan
Berdasarkan prinsip centrifuge, partikel yang berputar di dinding luar Hydrocyclone dan tertarik pada bagian bawah ke dalam Sedimentasi Tank. Kecepatan di mana air mengalir melalui Hydrocyclone menentukan efisiensi di mana partikel dipisahkan dari air.
kondisi kerja normal dicapai ketika headloss pada Hydrocyclone tidak kurang dari 3 psi dengan berbagai direkomendasikan 3-8 psi.- Sebuah headloss kurang dari 3 psi akan mengurangi efisiensi pemisahan dan headloss lebih dari8 psi mungkin menyebabkan erosi meningkat.
Hydrocyclone ini dirancang untuk maksimum direkomendasikan tekanan kerja 120 psi dan tidak boleh melebihi 150 psi.
2.10.4 Installation
Menginstal dan menghubungkan Hydrocyclone vertikal dengan Sedimentasi
Tank bawah Hydrocyclone.
Perhatian khusus harus diberikan terhadap arah aliran yang benar: inlet dan outlet horisontal vertikal atas jelas ditandai dengan panah.
Pasang bola katup manual ke port siram dari Sedimentasi Tank. Periksa bahwa laju alir aktual melalui Hydrocyclone adalah dalam kisaran yang
direkomendasikan. Laju aliran yang tidak memadai akan menghasilkan kinerja berkurang.
Jika lebih dari satu Hydrocyclone diinstal, meninggalkan ruang yang cukup antara unit untuk memudahkan pemeliharaan.
manifold dirancang khusus tersedia untuk pemasangan beberapa filter. Sebuah katup tekanan harus dipasang hulu Hydrocyclone jika tekanan tidak
dikendalikan
2.10.5 Installation With Optional Automatic Flushing Kit
Menginstal katup ric terpilih pada pembukaan outlet Sedimentasi Tank.
Hubungkan controller untuk katup listrik. Masukkan baterai di dalam controller (atau plug in untuk AC) dan menutup
penutup erat. Sesuaikan controller sebagai berikut:
- Waktu Flushing untuk Tank Sedimentasi dengan 1,3-16 galon: 15-20 detik
- Waktu Flushing untuk Tank Sedimentasi dengan 32-85 galon: 30-40 detik
- Waktu antara flushings: 30-120 menit
5
- Jika air mengandung beban tinggi dari kotoran, mempersingkat waktu antara
flushings.
Gambar 2.22 Multiple Hydrocylone and Sedimentation Tank Installation
2.10.6 Sedimentation Tank Flushing
Tangki Sedimentasi dapat digunakan secara manual atau otomatis dengan pengendali irigasi atau komputer secara berkala.
Ketika katup manual diinstal, menguras Tangki Sedimentasi secara periodik sesuai dengan rekomendasi.
Tangki sedimentasi harus dikeringkan ketika 1/3 penuh Jangan biarkan Tangki sedimentasi diisi lebih dari ½ dari volume, jika pasir
tidak akan flush dengan benar. Akibatnya, pasir akan berputar, tidak memiliki tempat untuk menguras, dan menyebabkan lubang pin di leher Hydrocyclone.
2.10.7 Sedimentation Tank Periodic Cleaning
Periksa insert karet tidak dipakai atau rusak dan ganti jika perlu. Ketika memisahkan pasir, insert karet mungkin perlu diganti setiap 2-3 tahun. Ketika memisahkan lumpur, insert karet mungkin perlu diganti setiap tahun.
Tutup katup pada saluran masuk dari Hydrocyclone. Buka katup pembuangan yang terletak di bagian bawah Sedimentasi Tank untuk
melepaskan tekanan dan tiriskan. Lepaskan penutup. Hapus semua sedimen dikumpulkan di Sedimentasi Tank. Benar-benar bilas bagian dalam kosong Sedimentasi Tank. Pasang kembali penutup pada Sedimentasi Tank sehingga gasket penutup cocok
di atasnya. Gunung pengetatan braket dan mengencangkan pegangan benar.
6
2.10. 8 Maintenance
Oleskan lapisan lemak untuk menangani benang setahun sekali. Segera memperbaiki kerusakan lapisan pelindung tangki.
Gambar 2.23 Contoh Perancangan “ Desander Hydrocyclone”
2.11 Contoh Perhitungan Perancangan Dense Medium Hydrocyclone
1. Soal 1
Padatan dari slurry encer harus dipisahkan menggunakan hidrosiklon. Dimana
Densitas padatan adalah 2900 kg / m3, dan cairannya adalah air. Efisiensi pemisahan 95
persen untuk partikel yang lebih besar dari 100 um diperlukan. Suhu operasi minimum
adalah 10 oC dan maksimal 30 oC. Flow rate nya sebesar 1200 Liter / menit
Penyelesaian :
Densitas padatan = 2900 kg/m3
Pada Suhu 10 oC :
Densitas Cairan = 999,73 kg/m3
Viskositas Cairan = 1,3077 cp
Pada Suhu 30 0C :
Densitas Cairan = 995,68 kg/m3
Viskositas Cairan = 0,8007 cp
Sehingga,
Pada Suhu 10 oC (minimum ) :
7
Dari gambar 10.22 (Coulson and Richardsons, 1999), untuk efisiensi 95 % pada ukuran
partikel diatas 100 um , d50 = 64 um
Dan pada gambar 10.23 (Coulson and Richardsons, 1999) pada viskositas cairan 1,3077
cp , Dc = 110 cm
Pada Suhu 30 oC ( maksimum ) :
Pada Gambar 10.23 ( Coulson and Richardsons, 1999 ) pada viskositas cairan 0,8007
cp, Dc = 150 cm
Sehingga nilai Dc untuk perancangan Hydrocyclone ini berada antara 110 cm – 150 cm
Yang diambil, Dc = 120 cm
Dc/ 2 = 60 cm
Dc/3 = 40 cm
Dc/5 = 24 cm
Dc/7 = 17,142 cm
Dc/10 = 12 cm
Sehingga, Gambar Rancangannya adalah :
8
DAFTAR PUSTAKA
Arterburn, R A. 1982, The sizing and selection of hydrocyclones, Krebs Engineers,
MenloPark, CA, p1-19.
Bosman, J. and Engelbrecht, J. 1998, Size really counts, Multotec Process Equipment
PTY Ltd. Johannesburg
Bruce R. Munson, Donald F. Young, Theodore H. Okiishi. (2003). Mekanika Fluida
jilid II. PT. Erlangga. Jakarta.
Chu, K. W. Wang, B. Yu, A. B. Vince, A. 2009a, CFD-DEM modelling of multiphase
flow in dense medium cyclones, Powder Technology 193, 2009, p235-247.
Chu, K. W. Wang, B. Yu, A. B. Vince, A. Barnett, G. D. Barnett, P. J. 2009b,CFDDEM
study of the effect of particle density distribution on the multiphase flow and
performance of dense medium cyclone, Minerals Engineering 22, 2009,
p893- 909.
Cilliers, J. J. 2000, Hydrocyclones for particle size separation, Academic press, p1819 –
1825, Manchester, UK.
Coulson & Richardson's. (1999). Chemical Enginnering Design, vol 6, 3st, New York:
R.K. Sinnott.
England, T. Hand, P. E. Michael, D, C. Falcon, L. M. Yell, A. D. 2002. Coal
Preparation in South Africa, 4th Edition, South African Coal Processing
Society.
Grobler, J. D. Sandenbergh, R. F. Pistorius, P. C. 2002, The stability of ferrosilicon
dense medium suspensions, The Journal of the South African Institute of
Mining and Metallurgy, March 2002, Volume 102, nr 02, p83.
Hu, S. Firth, B. Vince, A. Lees, G. 2001, Prediction of dense medium cyclone
performance from large size density tracer test, Minerals Engineering, Vol.
14, No. 7, pp 741-751.
Mackay, L. Hoffman, D. Clarkson, C. Mitchell, K. 2009, The use of large diameter
cyclones, SACPS International Conference Secunda, Coal, Powering the
Future, 2009
9
Napier-Munn, T. J. Scott, I. A. 1990, The effect of demagnetisation and ore
contamination on the viscosity of the medium in a dense medium cyclone