Makalah Cyclone Separator i

MAKALAH REKAYASA LINGKUNGAN CYCLONE SEPARATOR 

BAB I PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

Salah satu indikator pencemaran udara untuk menunjukkan tingkat bahaya  baik terhadap lingkungan maupun terhadap kesehatan dan keselamatan kerja adalah polusi udara. Partikel polusi berada di udara dalam waktu yang relatif lama dalam keadaan melayang layang di udara kemudian masuk ke dalam tubuh manusia melalui pernafasan sehingga membahayakan kesehatan. Kegiatankegiatan industri juga salah satu penyebab dari pencemaran udara. Salah satu industri yang banyak menghasilkan debu dari proses produksinya yaitu industri semen dan industri batu bara. Dari fenomena yang terjadi tersebut maka diperlukan alat untuk  mengatasinya. Salah satunya yaitu cyclone separator . Alat ini diharapkan dapat mengurangi polutan dengan cara mengendapkan debu dengan prinsip kerja gaya sentrifugal. Debu merupakan partikel yang melayang di udara dengan ukuran 1 mikron sampai dengan !! mikron.  "amun cyclone separator juga digunakan sebagai alat untuk produksi di industri # industri seperti$ industri semen dan batu bara. Cyclone separator  ini terbagi menjadi beberapa jenis berdasarkan cara penggunaannya. %leh karena itu$ maka dalam tulisan ini akan dibahas mengenai cyclone separator   sebagai alat untuk mengatasi pencemaran udara dan juga alat industri.

2

Tuuan

1

&engetahui prinsip kerja dari cyclone separator sebagai alat untuk  mengatasi pencemaran udara.

'

&engetahui jenis-jenis cyclone separator yang dapat digunakan sebagai alat untuk mengatasi pencemaran udara.

(

&engetahui persamaan-persamaan yang digunakan untuk merancang alat cyclone separator.

BAB II ISI 2!1!

Pengert"an C#$l%ne Se&arat%r

)yclone separator adalah alat yang menggunakan prinsip gaya sentrifugal dan tekanan rendah karena adanya perputaran untuk memisahkan materi  berdasarkan perbedaan massa jenis dan ukuran. )yclone biasa digunakan sebagai alat penghisap debu$ yaitu dengan cara memisahkan gas dengan debu yang dikandungnya.

Ga'(ar 2!1 )yclone 2!2!

Pr"n)"& Kera C#$l%ne Se&arat%r

Adapun prinsip kerja dari cycone ini sebagai berikut*  

+as atau aliran fluida diinjeksikan melalui pipa input. ,antu kerucut cyclone menginduksikan aliran gas atau fluida untuk 



 berputar$ menciptakan orte. Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih besar didorong



kearah luar orte. +aya graitasi menyebabkan partikel-partikel tersebut jatuh ke sisi



kerucut menuju tempat pengeluaran. Partikel dengan ukuran atau kerapatan yang lebih kecil keluar melalui  bagian atas dari cyclone melalui pusat yang bertekanan rendah.



)yclone membuat suatu gaya sentrifugal yang berfungsi untuk 



memisahkan partikulat dari udara kotor. +aya sentrifugal timbul saat partikulat di dalam udara masuk ke  puncak kolektor silindris pada suatu sudut dan diputar dengan cepat mengarah ke bawah seperti pusaran air. Aliran udara mengalir secara melingkar dan partikulat yang lebih berat mengarah ke bawah setelah menabrak kearah dinding cyclone dan meluncur ke bawah.

2!*!

K%'&%nen+k%'&%nen $#$l%ne

)yclone

atau

centrifugal

separator

adalah

dust

collector

yang

komponennya terdiri dari* 1. Silinder ertical dengan bagian bawah berbentuk corong /conical0. '. Pipa outlet pada bawah untuk mengeluar partikulat. (. Pipa outlet gas pada bagian atas. 2!,!

Bentuk+(entuk $#$l%ne

Adapun bentuk-bentuk cyclone antara lain*   

Dua bentuk utama dari cyclone adalah aial dan tangensial cyclone. Pada dasarnya$ keduanya beroperasi dengan prinsip kerja yang sama.  "amun$ pada aial flow cyclone materi masuk melalui bagian atas cyclone dan dipaksa untuk bergerak membentuk sudut pada bagian





atas. Pada tangensial cyclone$ materi masuk dari celah pada sisi yang  berada pada posisi menyudut dengan badan cyclone. Aial flow ciclone lenih banyak digunakan.

Ga'(ar 2!2 ,entuk-bentuk )yclone 2!-!

Para'eter+&ara'eter .ar" $#$l%ne

Ada ( parameter terpenting dari sebuah cyclone dalam pemisahan  berbagai jenis materi yakni* •

)ut diameter /d pc0 d pc  234,c5'6"i/7 p-708!$ dimana* 4  iskositas /lb5ft.s.Pa.s0  "  efectie number of turn /-1! untuk cyclone pada umumnya0 i  inlet gas elocity /ft5s atau m5s0 7 p particles density /lb5ft( atau kg5m(0 7  gas density /lb5ft ( atau kg5m(0 ,c inlet width /ft atau m0

•

Pressure drop /9P0 9P  !$!!':; ' 5 2kcDc',cc5Dc015(8 Dimana* ;  olumetric flow rate kc  a dimensionless factor descriptie of cyclone inlet anes

•

%erall collection efficiency ?i  1-e2-'/c@015/'nB'08 Dimana* c  cyclone dimension factor  @  impaction parameter  n  orte eponent

StokeCs law *

2!/!

E0")"en)" C#$l%ne

?fisiensi )yclone tergantung pada* 1. kuran partikel Semakin besar ukuran partikel$ maka efisiensi cyclone akan semakin meningkat

karena

berdasarkan

hokum

stokes$

diameter

partikel

 berbanding lurus dengan terminal settling elocity. '. Diameter dari cyclone ,erdasarkan gaya sentrifugal$ diameter cyclone berbanding terbalik  dengan gayanya$ sehingga semakin kecil diameter cyclone maka semakin  besar efisiensinya. (. Eiskositas dari gas ,erdasarkan hokum stokes$ semakin besar iskositas maka efisiensi cyclone semakin kecil. F. Gemperature gas buang Gemperature gas buang akan mempengaruhi sifat dari fluida. . Densitas partikel Semakin besar densitas partikel maka akan semakin besar efisiensi cyclone. H. Dust loading Semakin banyak dust loading maka akan semakin baik efisiensi karena memungkinkan terjadinya tumbukan antar partikel se makin besar. :. Inlet elocity Semakin besar inlet elocity maka akan semakin besar efisiensi cyclone. 2!!

akt%r+0akt%r #ang .a&at 'engurang" &er0%r'a $#$l%ne

Adapun faktor-faktor yang dapat mengurangi perorma antara lain* 1. Kerusakan mekanik dari cyclone$ '. Penyumbatan unit disebabkan endapan debu$

(. Penggunaan yang berlebihan$ biasanya disebabkan oleh abrasi. 2!3!

4en")+4en") .ar" $#$l%ne

Adapun beberapa jenis cyclone diantarnya adalah* 1.
Ga'(ar 2!*
)ara kerja hydrocyclone* hydrocyclone bekerja dengan cara me mutar Jat yang dimasukan di dalam ruang dalam yang berkontur. &aterial yang lebih berat dialirkan ke  bawah melalui jalur spilar di sepanjang dinding ruangan$ sementara material yang lebih ringan diarahkan ke ruang penampung di bagian atas.

Ga'(ar 2!, )ara kerja
Keunggulan dari hydrocyclone*  ,iaya yang dikeluarkan relatif lebih murah.  Gidak memerlukan sumber energy yang terpisah.  ,iaya perawatan yang murah.  &udah diterapkan dalam berbagai dunia industri.  Pemasangan yang cepat.  Kemungkinan kesalahan dalam pemasangan relatif kecil. '. &ulticyclone Ketika harus menangani olume gas dalam jumlah besar dan efisiensi tinggi maka diguanak beberapa cyclone dengan diameter kecil yang niasanya dipasang bersama membentuk multycyclone. Keuntungan &ulticyclone adalah lebih efisien daripada single-cyclone separator /3!30. Sedangkan kelemahan dari multicyclone adalah cendrung terjadi  penyumbatan karna diameternya kecil dan memakai tempat yang lebih  besar dibandingkan dengan single-cyclone.

Ga'(ar 2!- &ulticyclone

2!5 A&l"ka)" C#$l%ne Se&arat%r

Industri yang banyak menggunakan cyclone sebagai alat industrinya yaitu* 1. Industri agrikultural Kegunaan cyclone separator dalam industri ini adalah untuk memisahkan  partikel debu emisi dari pengolahan kapas$ pembersihan tepung$ traktor$  pencampuran tepung$ dan mesin-mesin agrikultural lainnya.

Selain itu juga digunakan dalam pemisahan endapan lumpur dari air  sumur$ dan pemisahan lumpur pada minyak tanah serta dalam pengumpulan karbon '. Industri makanan )yclone separator digunakan untuk memisahkan gumpalanpartikel$ memisahkan protein dan Jat tepung$ memisahkan butiran pasir dari gula dalam jus kaleng$ pemurnian air yang digunakan untuk membersihkan kentang dalam industri keripik kentang. Adapun industri-industri di Indonesia yang menggunakan cyclone separator adalah * 1. Industri &armer /)E. Kurnia &armer$ Padalarang0 '. Industri Semen /PG. Petrokimia +resik $ PG Indocement Gunggal Prakarsa$ dan PG Semen Padang0 (. Industri Agrikultural * memisahkan partikel debu emisi dari pengolahan kapas. ,erikut ini adalah gambar dari cyclone separator yang digunakan dalam industri *

Ga'(ar 2!/! Aplikasi )yclone Separator dalam Industri

BAB III PENUTUP

1. )yclone separator adalah alat yang menggunakan prinsip gaya sentrifugal dan tekanan rendah karena adanya perputaran untuk memisahkan materi  berdasarkan perbedaan massa jenis dan ukuran. '. )yclone separator terdiri dari tiga komponen yaitu silinder ertikal$ pipa outlet partikulat$ dan pipa outlet gas. (. Dalam perancangan cyclone separaor ada ( parameter yang harus diperhatikan yaitu cut diameter $  pressure drop$ d an overall collection efficiency. F. )yclone separator banyak diaplikasikan dalam industri yaitu seperti industri agrikultural dan industri makanan.

DATAR PUSTAKA

)oulson and LichardsonCs. '!!. )hemical ?ngineering Design. ?lsefier * %ford. Midjaja$ G. '!1!. )yclone Pengendalian Pencemaran dara. Geknik Kimia * Institut Geknologi Sepuluh "oember. Malas$ S.&. 133N. )hemical Process ?;uiment. ,utterworth *