�ݺ�ߣ

BAB II
PENGAYAKAN (SCREENING) DAN ANALISIS AYAK
Pengayakan merupakan metode pemisahan dan klasifikasi partikel semata-mata hanya
berdasarkan ukurannya. Untuk pengayakan menggunakan ayakan ukuran tunggal,
dikenal dua macam produk yaitu: (a). Undersize atau fine, yaitu produk yang lolos
lubang ayakan, dan (b). Oversize atau tails, yaitu produk yang tertahan oleh ayakan.
Untuk pengayakan menggunakan dua jenis ayakan, akan diperoleh dua tiga macam
ukuran produk, yaitu: (a). Undersize; (b). On-size, dan (c). Oversize.
Gambar dibawah menjelaskan kedua hal diatas.
Satu set ayakan biasanya tersusun atas ayakan-ayakan tunggal dengan berbagai
ukuran lubang (standar Tyler mesh).
Analisis Screen:
Pengertian Mesh:
o Mesh dalam pengayak halus adalah jumlah lubang setiap panjang pengayak 1 inci.
Pengayakan (Screening)
Umpan
Undersize
Oversize
Ayakan tunggal On-size
Umpan
Undersize
Oversize
Ayakan kasar
Ayakan halus
Ayakan ganda
1

o Mesh dalam pengertian pengayak kasar adalah jarak antara dua kawat yang
berdekatan
Lubang screen yang satu tingkat lebih kasar mepunyai luas dua kali tingkat
sebelumnya. Contoh : Tyler Standart screen scale
2
1
2
=
δ
δ
;
22
1
2
2
=
A
A
12 2AA =
Misal : A1 = 0,0029 inci
A2 = 2 x 0,0029 = 0,0041 inci
Dimana δ = Luas
A= Jarak antara dua kawat
Apertune ( screen Size ) adalah ukuran linier bebes minimum dari lubang
screen.
Perbandingan apertune 2 atau 4
2
a a Ket:
c a: Tebal kawat
b b:.Apertune
c: Mesh
Contoh:
Filter dengan 200 mesh dengan tebal kawat 0,0021 inci, akan memberi clear opening =
0,0029 inci Atau:
Filter dengan 80 mesh berarti satu lubang 1/80 inci = 0,0125 inci, tebal kawat = 0,0056
inci
Apertune ( celah ) =( 0,0125 – 0,0056) = 0,0069 inci
Analisis Screen:
Pengertian Mesh:
o Mesh dalam pengayak halus adalah jumlah lubang setiap panjang
pengayak 1 inci.
Pengayakan (Screening) 2

o Mesh dalam pengertian pengayak kasar adalah jarak antara dua kawat
yang berdekatan
Lubang screen yang satu tingkat lebih kasar mepunyai luas dua kali tingkat
sebelumnya. Contoh : Tyler Standart screen scale
2
1
2
=
δ
δ
;
22
1
2
2
=
A
A
12 2AA =
Misal : A1 = 0,0029 inci
A2 = 2 x 0,0029 = 0,0041 inci
Dimana δ = Luas
A= Jarak antara dua kawat
Apertune ( screen Size ) adalah ukuran linier bebes minimum dari lubang
screen.
Perbandingan apertune 2 atau 4
2
a a Ket:
c a: Tebal kawat
b b:.Apertune
c: Mesh
Contoh:
Filter dengan 200 mesh dengan tebal kawat 0,0021 inci, akan memberi clear opening =
0,0029 inci Atau:
Filter dengan 80 mesh berarti satu lubang 1/80 inci = 0,0125 inci, tebal kawat = 0,0056
inci
Apertune ( celah ) =( 0,0125 – 0,0056) = 0,0069 inci
Ukuran celah (apertune) berubah- ubah dengan suatu perbandingan sebesar 2 atau
4
2
Luas lubang total = Luas pengayak – luas yang ditempati kawat
= panjang pengayak – panjang yang ditempati kawat
Dimana:

MD A: Apertune
D: Diameter kawat
M: Mesh
(1- MD)
MD
(1-MD)
P= ( 1- M D)2
…………………………………… I. 1)
Luas lubang total = ( Bilangan mesh x apertune ) 2
= (MA)2
……………………… I. 2)
Dari definisi mesh :
D
1= M( A+D)
A
DA
M
+
=
1
………………… I. 3)
Dari persamaan 1, 2 dan 3 didapat:
Open area
2
2
2
)1(
)(
MD
DA
A
P −=
+
=
Misal: ukuran 10 mesh
Berdasarkan table 4 Brown didapat D kawat = 0,035 inci
A A A
(luas Lubang Total)1 inci = ( panjang pengayak ) 1 inci – ( jumlah tebal kawat ) 1 inci
P= (1 – MD)2
= ( 1- (10) ( 0,035) )2
=0,4225 inc2

Analisis Ayak (Standard)
Ayakan standar digunakan untuk mengukur ukuran partikel (dan distribusi ukurannya)
pada rentang ukuran tertentu, antara sekitar 3 in sampai 0.0015 in (78 mm sampai 38
µm). Ruang terbuka (lubang) antara kawat ayakan disebut aperture ayakan. Ukuran
mesh didefinikan sebagai yaitu jumlah/banyaknya aperture per inch linier. Contoh:
ayakan 20 mesh, artinya ayakan tersebut mempunyai aperture berjumlah 20 setiap inch.
Ukuran lubang sesungguhnya akan lebih kecil dari (1/20 inch), karena ketebalan kawat
ayakan.
Salah satu seri ayakan standard yang sering dijumpai adalah Tyler mesh standard
screen. Set dari ayakan ini berdasarkan ukuran lubang ayakan 200-mesh. Luas lubang
dari suatu ayakan adalah dua kali luas lubang dari ayakan yang satu tingkat lebih kecil
(dibawahnya). Rasio ukuran dari dua ayakan standard Tyler yang berurutan adalah √2 =
1.41. Misalnya, ukuran lubang ayakan 14 mesh = √2x ukuran lubang ayakan 20 mesh.
Seringkali, jika diinginkan pengelompokan ukuran yang lebih rapat, dalam sebuah
ayakan standard Tyler disisipi ayakan lain yang berukuran diantaranya. Misal: standar
Tyler antara 14 dan 20 mesh (dengan ukuran lubang antara 1.168 mm dan 0.833 mm),
disisipi ayakan 16 mesh (dengan ukuran lubang 0.991 mm). Perhatikan bahwa ukuran
lubang ayakan 16 mesh adalah √2x(√2x0.833 mm) = ×4
2 0.833 mm = 1.189 x 0.833
mm = 0.991 mm.
Tabel dibawah menunjukkan set ukuran ayakan standar Tyler.

Pelaporan Hasil Analisis Ayakan
Adakalanya, untuk mengetahui rentang ukuran partikel padatan serta jumlah/massa dari
masing-masing kelompok ukuran, diambil sejumlah sampel dan diayak menggunakan
satu set ayakan standar. Dibawah ini adalah contoh cara pelaporan hasil analisa ayak
sampel padatan menggunakan set ayakan berukuran 0.25 in, 0.125 in dan 0.0625 in:
Cara-1 Cara-2 Cara-3 Fraksi massa
Oversize 0.25 in + 0.25 in +0.25 in 0.250
Lolos 0.25 in, tertahan 0.125 in - 0.25 + 0.125 in 0.25/0.125 in 0.300
Lolos 0.125 in, tertahan 0.0625 in - 0.125 + 0.0625 in 0.125/0.0625 in 0.200
Undersize - 0.0625 in 0.0625/0 in 0.250

Disini, yang digunakan adalah adalah cara pelaporan yang kedua. Diameter rata-rata
partikel pada umumnya diukur berdasarkan rata-rata aritmatik ukuran aperture/lubang
ayakan.
Misal:
Diameter rata-rata partikel -0.25 +0.125 in adalah ½(0.25+0.125) in = 0.1875 in.
Misal:
Fraksi massa yang lolos ayakan 10 mesh tetapi tertahan ayakan 14 mesh adalah 0.425.
Penulisan yang lengkap akan berbentuk:
Tyler Mesh Diameter partikel rata-rata Fraksi massa
in mm
- 10 + 14 0.0555 1.4095 0.425
Pada umumnya, hasil analisa ayak dilaporkan dalam bentuk histogram atau kurva
distribusi frekuensi antara fraksi massa versus ukuran rata-rata partikel. Seringkali, data
analisa ayak digambarkan dalam kurva distribusi kumulatif (baik kumulatif undersize
ataupun oversize). Pada umumnya, ordinat dari kurva (yaitu ukuran rata-rata partikel)
dinyatakan dalam skala logaritmik. Hal ini disebabkan perubahan ukuran partikel
(misalnya hasil crushing) pada umumnya tidak linier (mengikuti deret hitung) tetapi
kelipatan (mengikuti deret ukur).
Cara menganilisis dengan screening:
Screen dari yang terkasar sampai yang paling halus dibersihkan dulu dengan
cara menyikat kawat – kawat screen, lalu yang satu ditempatkan diatas yang lain, yang
kasar diletakkan diatas yang lebih halus. Penampung ( bottom pan) dan tutup atas
dipasang setelah sampel atau contoh yang telah diletakkan pada screen yang terkasar.
Selanjutnya pengayak – pengayak yang telah tersusun itu digerakkan (bisa secara manual
atau mekanik) selama 15 – 20 menit. Butir – butir yang lebih kecil dari 200 mesh
ditimbang. Kemudian diayak lagi untuk melihat apakah masih ada finest (partikel
terhalus) yang melewati ayakan. Pekerjaan selesai (dianggap selesai) bila suda tidak
ada lagi padatan yang lolos lagi kedalam screen.

Reporting Screen Analysis.
Setelah pekerjaan menganalisis selesai, selanjutnya membuat laporan hasil
analisis tersebut (reporting screen analysis)
Gambar dibawah adalah contoh kurva distribusi frekuensi dan kumulatif dari suatu
analisa ayak yang ditabelkan dibawah ini.
Tabel hasil analisa ayak dan kurva distribusi frekuensinya.
Mesh
Avg. size.
(mikron) % Massa
0
5
10
15
20
25
100.00 1000.00 10000.00
Size, micron
Massfraction,%
-3+4 5689.5 2.28
-4+6 4013.0 8.72
-6+8 2844.5 10.78
-8+10 2006.5 16.25
-10+14 1409.5 13.98
-14+20 1000.5 23.15
-20+28 711.0 10.96
-28+35 503.0 6.89
-35+48 356.0 5.2
-48+100 221.0 1.79
Jumlah 100

Tabel hasil analisa dalam bentuk distribusi kumulatif oversize beserta kurva
distribusinya:
Mesh Aperture
Size, mm
Log(Aper
ture)
Kumulatif
Oversize
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
-1.000 -0.800 -0.600 -0.400 -0.200 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000
LOG(Size), mm
CummulativeFraction,%
+3 6.68 0.8248 0
+4 4.699 0.6720 2.28
+8 2.362 0.3733 21.78
+10 1.651 0.2177 38.03
+14 1.168 0.0674 52.00
+20 0.833 -0.0794 75.15
+28 0.589 -0.2299 86.11
+48 0.295 -0.5302 98.22
+100 0.147 -0.8327 100.00
Catatan:
Penggambaran distribusi frekuensi dalam bentuk kurva fraksi massa vs ukuran partikel
seringkali misleading, karena rentang ukuran partikel antara 2 ayakan standar (Tyler
mesh) tidaklah sama, karena mengikuti deret ukur. Yang seringkali dipakai, dan juga
sesuai dengan pengertian statistik tentang distribusi frekuensi, adalah dengan
menggantikan fraksi massa dengan fraksi massa per atu satuan ukuran partikel,
sehingga sumbu vertikal dari kurva distribusi dinyatakan dalam: fraksi_massa/(Di-Di+1),
dimana Di = aperture ayakan ke-i, Di+1 = aperture ayakan dibawahnya (aperture lebih
kecil).
Kurva distribusi seringkali tidak hanya dinyatakan dalam fraksi massa, tetapi juga dalam
bentuk fraksi jumlah dan fraksi luas permukaan. Fraksi jumlah didefinisikan sebagai
rasio jumlah partikel ukuran tertentu terhadap jumlah total partikel yang ada. Fraksi luas
permukaan sebagai rasio total luas permukaan partikel ukuran tertentu terhadap luas
permukaan total dari partikel yang ada.

Kurva distribusi seringkali digambarkan juga dalam bentuk diagram batang (bar-chart).
Gambar dibawah adalah contoh kurva distribusi dinyatakan dalam fraksi massa, fraksi
luas muka dan fraksi jumlah, dalam diagram batang.
Alat-Alat Pengayak
Ada berbagai jenis alat pengayak yang digunakan dalam industri. Hampir semua ayakan
industri memerlukan mesin penggerak untuk menggetarkan, menggoncang ataupun
memutar (gyration) ayakan. Gambar dibawah adalah jenis ayakan dengan berbagai
mode gerakan.

(a). Ayakan stasioner dan Grizzlies.
Grizzlies sering digunakan untuk mengayak partikel berukuran besar, umumnya diatas 1
in (biasanya hasil dari primary crusher). Grizzlies tersusun atas batangan-batangan
logam yang disusun paralel dengan jarak antar batangan tertentu, antara 2 sampai 8 in.
Batangan-batangan logam tersusun miring dengan sudut tertentu (20
o
sampai 50
o
terhadap sumbu horisontal), untuk memudahkan padatan bergerak. Kapasitas grizzlies
dapat mencapai 100 sampai 150 ton/ft
2
per 24 jam, dengan ukuran aperture sekitar 1 in.
Gambar dibawah adalah contoh grizzlies.

Ayakan stasioner hampir sama dengan grizzlies, tetapi media pengayaknya berupa
anyaman kawat (mesh) atau plat logam yang berlubang-lubang. Sudut kemiringan
ayakan stasioner dapat sampai sekitar 60o terhadap sumbu horisontalnya. Ayakan
stasioner digunakan untuk mengayak padatan dengan ukuran lebih kecil, yaitu antara ¼
sampai 4 in.
Kedua jenis ayakan ini hanya efektif digunakan untuk partikel padatan berukuran besar
dan dapat bergerak bebas (free flowing, tidak lengket).
(b). Ayakan Girasi (Gyrating Screens) atau Reciprocating Screens.
Mesin pengayak ini biasanya tersusun atas beberapa dek ayakan dengan berbagai
ukuran aperture, satu diatas yang lainnya dalam sebuah kotak atau casing. Ayakan dan
casingnya digetarkan memutar untuk meloloskan partikel dari satu dek ke dek lain, dan
memindahkannya dari tempat masuk sampai tempat keluarnya partikel. Sudut
kemiringan ayakan antara 16
o
sampai 30
o
terhadap sumbu horisontal. Ayakan pada
umumnya berbentuk persegi panjang dengan ukuran (1.5 x 4 ft) sampai (5 x 14 ft).

Kecepatan girasi dan amplitudonya biasanya dapat diatur sesuai kebutuhan. Kecepatan
girasi dapat mencapai 600 sampai 1800 rpm.
Gambar dibawah adalah contoh gyrating screen yang digerakkan vertikal dan yang
digerakkan horisontal (reciprocating screen).
Reciprocating screen merupakan jenis ayakan girasi dengan sudut kemiringan lebih
kecil (sekitar 5
o
). Mesin diputar-getarkan pada sumbu mendatarnya. Adakalanya
diantara dua dek ayakan diisi bola-bola karet untuk meningkatkan efisiensi pengayakan,
sekaligus membersihkan aperture ayakan dari padatan-padatan yang menyumbat.
Gambar dibawah adalah contoh reciprocating screen yang dilebgkapi dengan bola-bola
karet.

(c). Ayakan Getar (Vibrating Screens)
Ayakan getar biasanya digunakan untuk pengayakan dengan kapasitas besar. Getaran
dapat dibangkitkan secara elektrik maupun mekanis. Getaran mekanis pada casing
ayakan biasanya ditimbulkan oleh sumbu esentrik yang berputar dengan kecepatan
sangat tinggi. Biasanya tidak lebih dari 3 dek ayakan yang terpasang dalam casing
sebuah ayakan getar. Kecepatan getar antara 1800 sampai 3600 getaran per menit.
Sudut kemiringan terhadap sumbu horisontal dapat diatur sesuai dengan keperluan,
bervariasi antara 0
o
sampai 45
o
. Gambar dibawah adalah contoh dari ayakan getar tripel
dek.

Ayakan getar banyak digunakan untuk partikel-partikel kering berukuran antara 1 in
sampai 35 mesh (0.0164 in), dengan sudut kemiringan 20
o
. Untuk partikel-partikel basah
(wet-screening) sudut kemiringan biasanya diset lebih kecil, antara 5
o
sampai 10
o
.
(d). Trommels
Trommels merupakan jenis ayakan yang berputar cepat pada sumbu horisontalnya.
Berbentuk silindris atau konis dan biasanya tersusun atas beberapa ayakan secara
konsentris. Gambar dibawah adalah contoh trommel.

Kapasitas Ayakan dan Pemilihan Jenis Ayakan.
Kapasitas beberapa jenis ayakan industri dapat dilihat pada tabel dibawah ini:
(Asumsi: ayakan digunakan untuk padatan berat, misalnya bijih logam).
Jenis Ayakan Kisaran kapasitas (ton/ft
2
/mm-
aperture/24 jam)
Grizzlies 1 - 6
Ayakan stasioner (stationary screen) 1 - 5
Ayakan getar (vibrating screen) 5 - 20
Gyrating atau Reciprocating Screen 2 - 8
Trommels 0.3 - 2
Dalam memilih ayakan, ada beberapa parameter yang perlu dipertimbangkan. Diagram
dibawah memberikan guideline dalam memilih ayakan yang cocok berdasarkan ukuran
partikel yang akan diayak.

Neraca Massa pada Ayakan dan Efisiensi Ayakan
Gambar dibawah menjelaskan neraca partikel pada sebuah ayakan tunggal.
Keterangan:
F = mass flow rate umpan
D = mass flow rate oversize
B = mass flow rate undersize
xF = fraksi massa bahan A (ukuran
yang tidak diinginkan) pada
umpan.
xD = fraksi massa bahan A pada
oversize stream
xB = fraksi massa bahan A pada

undersize stream.
Fraksi massa bahan B (yaitu bahan dengan ukuran yang diinginkan/undersize product)
pada umpan, oversize dan undersize streams masing-masing adalah: (1- xF), (1- xD) dan
(1- xB).
Neraca massa padatan total : BDF +=
Neraca massa bahan A : BDF BxDxFx +=
Kombinasi dua persamaan diatas dan substitusikan dengan persamaan neraca bahan B
memberikan:
BD
BF
xx
xx
F
D
−
−
=
dengan cara yang sama dapat diperoleh:
BD
FD
xx
xx
F
B
−
−
=
Efisiensi ayakan (atau sering disebut sebagai efektivitas ayakan) merupakan ukuran
kesuksesan ayakan dalam memisahkan bahan berukuran A dengan bahan berukuran B.
Jika ayakan bekerja sempurna, maka semua bahan A akan berada pada oversize,
sedangkan semua B ada dalam undersize (clear-cut separation).
Efisiensi ayakan didefinisikan sebagai perbandingan bahan A yang ada pada overflow
terhadap bahan A pada umpan. Jumlah ini masing-masing adalah DxD dan FxF.
Sehingga,
F
D
A
Fx
Dx
E =

dimana EA adalah efisiensi ayakan berdasarkan pada produk oversize. Dengan cara
yang sama dapat didefinisikan efisiensi berbasis B:
)1(
)1(
F
B
B
xF
xB
E
−
−
=
Efisiensi keseluruhan (overall effectiveness) dari ayakan didefinisikan sebagai kombinasi
dari dua efisiensi diatas:
)1(
)1(
2
FF
BD
BA
xxF
xDBx
EEE
−
−
==
Substitusi rasio (D/F) dan (B/F) dengan persamaan diatas, memberikan:
)1()(
)1())((
2
FFFD
BDFDBF
xxxx
xxxxxx
E
−−
−−−
=

�ݺ�ߣ

Bab screening

Recommended

More Related Content

What's hot (20)

Recently uploaded (13)

Bab screening