BAB I. SIFAT-SIFAT PADATAN Beberapa sifat padatan yang 1. Bentuk padatan (morfo 2. Ukuran partikel padata • Partikel tunggal • Campuran partikel 3. Rapat massa 4. Kekerasan 1. BENTUK PADATAN Secara umum dan istilah sphericity, s , ya Sphericity tidak tergantun luas bola yang mempuny luas permukaan partikel te p p p s S D v 6 = Φ dimana: v p = volume sa s p = luas perm D p = diameter volume sa Untuk partikel berbentuk b Kebanyakan pada sphericity antara 0.6 sam cara abrasi/gesekan, sphe Tabel dibawah me padatan *): penting dalam pemrosesan padatan diantarany ologi, particle shape). an, meliputi: l dengan berbagai ukuran n yang paling mudah, bentuk padatan dinyata aitu kemiripan bentuk partikel terhadap ben ng dari ukuran partikel. Sphericity didefinisika yai volume sama dengan volume partikel diba ersebut, atu partikel mukaan satu partikel ekivalen partikel, yaitu diameter bola yang m ama dengan partikel tersebut. bola dengan diameter D p , maka s = 1. atan hasil pemecahan/kominusi (crushing) m mpai 0.8. Untuk partikel-partikel yang dikecilka ericity-nya dapat mencapai 0.95. enunjukkan nilai sphericitydari berbagai bentuk ya adalah: akan dalam ntuk bola. an sebagai agi dengan mempunyai mempunyai an dengan k dan jenis
Terinspirasi dari susahnya bahan bakar gas LPG didapat, harga yang semakin meningkat secara berkelanjutan, dan kelangkaan di daerah-daerah yang sulit dijangkau. Maka ide penelitian ini muncul yang berjudul BIORECAB (Biobriket Rekayasa Campuran dan Bentuk) Solusi Energi Memasak Rumah Tangga. Bahan baku utama BIOBRIKET ini adalah sampah organik kering dari limbah pertanian yang sudah diarangkan yaitu sekam padi. RECAB disini adalah REKAYASA CAMPURAN yang dikonsentrasikan pada perlakuan pemberian tepung kanji sebagai perekat pada arang sekam padi yang bertujuan untuk memaksimalkan rekatan tepung kanji sebagai perekat dengan komposisi yang minimal. Sedangkan REKAYASA BENTUK disini adalah BIORECAB dicetak menggunakan cetakan kue manual dengan tekanan rendah yang bertujuan agar mudah untuk dibakar dan agar terlihat familiar oleh rumah tangga karena bentuknya yang seperti kue coklat, bentuk persegi panjang, dan seukuran ruas jari. Metode pelaksanaan dalam penelitian BIORECAB ini melalui beberapa tahap yaitu pengumpulan bahan baku, pengeringan bahan baku, karbonisasi, penggerusan dan penyaringan, pencampuran bahan perekat, pencetakan, pengempaan, pengeringan, dan penentuan mutu briket. Tujuan dari penelitian BIORECAB ini adalah menghasilkan biobriket bermutu tinggi dan beragam dengan kualitas bagus melebihi standar BRIKET dunia saat ini, dan juga agar biobriket ini mampu bersaing dengan perusahaan berbasis EKSPOR dan digunakan oleh masyarakat secara luas khususnya di INDONESIA.
Welcome message from author
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
BAB I.
SIFAT-SIFAT PADATAN
Beberapa sifat padatan yang penting dalam pemrosesan padatan diantaranya adalah:
1. Bentuk padatan (morfologi, particle shape).
2. Ukuran partikel padatan, meliputi:
• Partikel tunggal
• Campuran partikel dengan berbagai ukuran
3. Rapat massa
4. Kekerasan
1. BENTUK PADATAN
Secara umum dan yang paling mudah, bentuk padatan dinya
istilah sphericity, �s, yaitu kemiripan bentuk partikel terhadap bentuk bola.
Sphericity tidak tergantung da
luas bola yang mempunyai volume sama dengan volume partikel dibagi dengan
luas permukaan partikel tersebut,
pp
ps SD
v6=Φ
dimana: vp = volume satu partikel
sp = luas permukaan satu partikel
Dp = diameter ekivalen partikel, yaitu diameter bola yang mempunyai
volume sama dengan partikel tersebut.
Untuk partikel berbentuk bola dengan diameter
Kebanyakan padatan hasil pemecahan/kominusi (crushing) mempunyai
sphericity antara 0.6 sampai 0.8. Untuk partikel
cara abrasi/gesekan, sphericity
Tabel dibawah menunjukkan nilai sphericitydari berbag
padatan *):
Beberapa sifat padatan yang penting dalam pemrosesan padatan diantaranya adalah:
Bentuk padatan (morfologi, particle shape).
Ukuran partikel padatan, meliputi:
Campuran partikel dengan berbagai ukuran
Secara umum dan yang paling mudah, bentuk padatan dinyatakan dalam
yaitu kemiripan bentuk partikel terhadap bentuk bola.
tidak tergantung dari ukuran partikel. Sphericity didefinisikan sebagai
luas bola yang mempunyai volume sama dengan volume partikel dibagi dengan
luas permukaan partikel tersebut,
volume satu partikel
permukaan satu partikel
diameter ekivalen partikel, yaitu diameter bola yang mempunyai
volume sama dengan partikel tersebut.
Untuk partikel berbentuk bola dengan diameter Dp, maka �s = 1.
Kebanyakan padatan hasil pemecahan/kominusi (crushing) mempunyai
ntara 0.6 sampai 0.8. Untuk partikel-partikel yang dikecilkan dengan
cara abrasi/gesekan, sphericity-nya dapat mencapai 0.95.
Tabel dibawah menunjukkan nilai sphericitydari berbagai bentuk dan jenis
Beberapa sifat padatan yang penting dalam pemrosesan padatan diantaranya adalah:
takan dalam
yaitu kemiripan bentuk partikel terhadap bentuk bola.
ukuran partikel. Sphericity didefinisikan sebagai
luas bola yang mempunyai volume sama dengan volume partikel dibagi dengan
diameter ekivalen partikel, yaitu diameter bola yang mempunyai
Kebanyakan padatan hasil pemecahan/kominusi (crushing) mempunyai
partikel yang dikecilkan dengan
ai bentuk dan jenis
Universitas Gadjah Mada
2. UKURAN PARTIKEL
2.1. Partikel Tunggal.
Pada umumnya, ‘diameter’ merupakan istilah umum untuk menyatakan
ukuran sebuah partikel yang berukuran serbasama (equidimensional). Untuk
partikel yang tidak equidimensional (misalnya panjang pada satu sisinya tidak
sama dengan sisi yang lainnya), umumnya digunakan istilah ‘diameter ekivalen’
atau ‘diameter nominal’, yaitu diameter bola yang mempunyai volume sama
dengan volume partikel tersebut.
Jika volume suatu partikel bentuk tertentu = vp,, maka diameter bola dengan
volume sama (= diameter ekivalen dan partikel tersebut) adalah:
36
��
���
�= pp vDπ
Untuk partikel-partikel halus, biasanya sulit untuk menentukan volume
maupun luas permukaan satu partikel. Untuk kasus-kasus seperti ini, Dp biasanya
diestimasi dari hasil analisa ayak atau analisa mikroskopis.
2.2. Campuran partikel dengan berbagal ukuran
Dalam sebuah sampel partikel bermassa m, berukuran sama (Dp), tidak
ada permasalahan dengan ukuran partikel yang dapat mewakili sampel tersebut.
Jumlah partikel dalam sampel tersebut dengan mudah dapat dihitung sebagai,
ppvm
Nρ
= ; dimana vp, = volume masing-masing partikel berukuran Dp.
Luas permukaan partikel dalam sample adalah:
A = N.sp = spp D
mΦρ
.6dimana sp,= luas permukaan masing-masing partikel
berukuran Dp.
Bagaimana jika campuran partikel yang ada memiliki ukuran yang berbeda?
Bagaimana cara menghitung ukuran yang paling mewakili, serta menghitung
jumlah partikel dan luas permukaannya?
Untuk kasus semacam ini, campuran partikel biasanya dikelompokkan
kedalam fraksifraksi rentang ukuran tertentu (dengan asumsi rapat massa partikel
tetap). Pengelompokan kedalam rentang ukuran tertentu biasanya dilakukan
dengan pengayakan (untuk padatan kering), mikroskopis, atau pengambilan
gambar secara elektronik (particle imaging) dan teknik-teknik klasifikasi ukuran
Universitas Gadjah Mada
partikel lain. Setiap kelompok ukuran partikel kemudian dianalisis massa atau
jumlahnya (tergantung dan data yang diperoleh).
Untuk analisis dengan pengayakan (akan dibahas tersendiri), data yang
umumnya diperoleh biasanya dalam bentuk hubungan antara fraksi massa dengan
rentang ukuran partikel.
Luas permukaan spesifik suatu campuran padatan.
Luas muka spesifik didefinisikan sebagai luas permukaan partikel persatuan
massa. Jika hasil analisa tiap kelompok ukuran partikel sudah diketahui, maka luas
spesifik campuran padatan adalah:
pnps
n
ppsppsppsw D
xD
xD
xD
xA
ρρρρ Φ+
Φ+
Φ+
Φ= .6.6.6.6
3
3
2
2
1
1
dimana:
Dpi = diameter rata-rata partikel dalam kelompok-i, biasanya diambil harga rata-
rata aritmatik antara diamater terkecil dan diamater terbesar DALAM
kelompok tersebut.
xi = fraksi massa partikel ukuran i.
n = jumlah kelompok partikel = jumlah inkremen partikel.
Adakalanya, sphericitydan rapat massa suatu partikel tergantung dan
ukurannya (misal: jika ukuran berubah, maka bentuk partikel juga ikut berubah;
ukuran berubah, porositas partikel berubah). Untuk kasus seperti ini, maka
perhitungan Aw, harus dikoreksi sebagai berikut:
�= Φ
=n
i pisipi
iw D
xA
1
6ρ
dimana �pi dan �si masing-masing adalah rapat massa dan sphericity partikel
dalam kelompok ukuran i. Untuk kasus diatas, data Iangsung antara ukuran partikel
dengan luas spesifiknya Iebih bermanfaat dan Iebih akurat.
Untuk beberapa jenis partikel mineral, hubungan antara ukuran partikel
rata-rata (ukuran berdasarkan hasil ayakan) dengan luas spesifiknya tersedia (lihat
gambar dibawah).
Dalam beberapa kasus, mungkin suatu bentuk partikel diketahul mirip
dengan partikelpartikel mineral yang ada pada gambar diatas, tetapi mempunyal
rapat massa yang berbeda. Dalam hal mi, luas spesifik partikel tersebut dapat
dihitung berdasarkan nilai
bola bola berdiameter sama
dihitung dengan,
(�= ��
�
�
��
××=
n
iavgsiw DnA
1
2
/ππ
avgi
sip D
xin�
=
=1
6ρ
Dalam beberapa kasus, mungkin suatu bentuk partikel diketahul mirip
dengan partikelpartikel mineral yang ada pada gambar diatas, tetapi mempunyal
berbeda. Dalam hal mi, luas spesifik partikel tersebut dapat
dihitung berdasarkan nilai ns, yaitu rasio luas spesifik partikel tersebut dengan luas
bola bola berdiameter sama (surface shape facto). Luas spesifik partikel dapat
) ��
�
�
���
pavg
i
Dx
36/ ρ
Dalam beberapa kasus, mungkin suatu bentuk partikel diketahul mirip
dengan partikelpartikel mineral yang ada pada gambar diatas, tetapi mempunyal
berbeda. Dalam hal mi, luas spesifik partikel tersebut dapat
yaitu rasio luas spesifik partikel tersebut dengan luas
. Luas spesifik partikel dapat
Gambar menunjukkan ni
mineral.
Diameter partikel rata-rata.
Ada beberapa definisi diameter rata
pengukuran kelompok partikel dalam campuran.
(a). Diameter rata-rata luas muka
Volume-surface mean diameter
dalam perhitungan luas spesifik campuran partikel,
sspw D
AΦ
=ρ
6
Dari persamaan diatas, A
Penyamaan kedua persamaan diatas menghasilkan:
( )�=
= n
ipii
s
DxD
1
/
1
(b). Diameter rata-rata aritmatik (arithmatic mean diameter
Didefinisikan sebagai diameter rata
partikel:
( ) (T
n
ii
n
ii
n
ipii
N N
DN
N
DND
�
�
�=
=
= == 1
1
1
)(
Gambar menunjukkan nilai ns pada berbagai ukuran partikel untuk beberapa
rata.
Ada beberapa definisi diameter rata-rata yang dapat dibuat berdasarkan
kelompok partikel dalam campuran.
rata luas muka-volume (volume-surface mean diameter
surface mean diameter didefinisikan sebagai diameter partikel mewakili
dalam perhitungan luas spesifik campuran partikel,
�=Φ
=n
i pi
i
sspw D
xD
A1
6ρ
Penyamaan kedua persamaan diatas menghasilkan:
tmatik (arithmatic mean diameter).
diameter rata-rata statistik berdasarkan jumlah (ban
)piD
pada berbagai ukuran partikel untuk beberapa
rata yang dapat dibuat berdasarkan hasil
surface mean diameter).
didefinisikan sebagai diameter partikel mewakili
rata statistik berdasarkan jumlah (banyaknya)
Universitas Gadjah Mada
Dimana :
Ni = jumlah partikel dalam kelompok ukuran i, 3. pipv
ii Da
xN
ρ=
av = volume shape factor, untuk bentuk bola, av = (�/6)
NT = jumlah partikel total dalam sampel.
Jika data yang ada dalam bentuk fraksi massa tiap kelompok ukuran partikel, maka
diameter rata-rata aritmatik dapat dihitung dengan mensubstitusikan persamaan-
persamaan diatas. Deidak dengan asumsi av tidak tergantung ukuran, maka:
( )�
�
=
== n
ipii
n
ipii
N
Dx
DxD
1
3
1
2
/
)/(
(c). Diameter rata-rata massa (mass mean diameter)