Dalam beberapa industri, kerapatan suatu material, contohnya produk granulasi / ruahan pada industri farmasi, raw material pada industri bahan baku, industri semen, dll merupakan parameter yang sangat penting, sehingga perlu dilakukan analisa untuk mengetahui nilainya. Alat yang digunakan untuk melakukan analisa kerapatan tersebut disebut dengan tapped density tester. Pada artikel kali ini, Kita akan membahas cara pemakaian, bagian-bagian alat serta kalibrasi tapped density tester.
Daftar Isi
Pengertian Bulk Density
Bulk density adalah perbandingan antara massa sampel yang dalam kondisi belum dimampatkan dengan volumenya. Satuan bulk density adalah gram / ml, meskipun dalam satuan internasional adalah kg / m3 karena pengukuran dilakukan menggunakan gelas ukur yang tentunya sampel yang terdapat di dalam gelas ukur tersebut dapat diukur volumenya. Terkadang satuannya juga dinyatakan dalam gram / cm3.
Kondisi dari sampel yang akan diukur bulk densitynya tersebut tentunya tergantung pada tahapan persiapan, perlakuan, dan penyimpan sampel itu sendiri, contoh disimpan dalam kondisi yang sudah dimampatkan, dsb. Hal tersebut menyebabkan bulk density memiliki nilai reproducibility yang kurang bagus ketika dilakukan pengulangan analisa.
Cara Mengukur Bulk Density Dengan Gelas Ukur
Prosedur :
- Lewatkan sampel melalui ayakan laboratorium dengan ukuran lebih besar atau sama dengan 1.00 mm, Jika perlu, untuk memecah gumpalan yang mungkin terjadi terbentuk selama penyimpanan, gerus dengan lembut untuk menghindari perubahan sifat bahan.
- Timbang 100 gram sampel dengan timbangan yang mempunyai akurasi 0.1 % ke dalam gelas ukur 350 ml yang mempunyai daya baca 2 ml tanpa dimampatkan. Ratakan sampel dengan hati-hati tanpa memadatkan, Hitung bulk density dalam satuan gram / ml.
- Jika kepadatan sampel terlalu rendah atau terlalu tinggi, sehingga sampel yang belum dimanmpatkan volumenya terlihat lebih dari 250 ml atau kurang dari 150 ml, maka tidak mungkin menggunakan sampel 100 gr, Oleh karena itu, jumlah sampel dengan berat yang lain bisa digunakan sedemikian rupa sehingga volume yang belum dimanpatkan adalah adalah antara 150 ml hingga 250 ml (volume nyata lebih besar dari atau sama dengan 60% dari total gelas ukur).
Catatan : Jika sampel terlihat mempunyai volume di dalam gelas ukur antara 50 ml s/d 100 ml, maka penggunaan gelas ukur dengan volume 100 ml dengan daya baca 1 ml dapat digunakan.
Berikut ini adalah salah satu contoh COA (Cerficate of Analysis) dari suatu bahan baku “soda ash dense” dimana salah satu parameter spesifikasinya adalah bulk density
Dapat dilihat bahwa hasil analisa bulk density dari “soda ash dense” tersebut diatas adalah 0.96 g/cm3. Jika kita sebagai industri yang menggunakan bahan “soda ash dense” tersebut, maka pada saat kedatangan bahan perlu dilakukan verifikasi terhadap hasil analisa bahan tersebut, salah satunya adalah bulk density.
Pengertian Tapped Density
Untuk tapped density hampir sama dengan bulk density, hanya saja volume yang digunakan dalam perhitungan adalah volume yang sudah dimanpatkan.
Pemampatan tersebut didapatkan dari gerakan naik turun gelas ukur melalui sistem alat tapped density tester. Prinsip kerja pemampatan sampel ini dapat dilihat dari gambar dibawah ini :
Sampel pada berat tertentu dimasukkan ke dalam gelas ukur 250 ml. Perputaran cam menyebabkan cylinder support bergerak naik turun, dan tentunya hal ini juga menyebabkan gelas ukur yang telah diisi sampel bergerak naik turun.
Setelah analisa selesai maka kondisi sampel tersebut merupakan kondisi sampel yang telah dimampatkan dan nilai tapped density bisa dihitung dari berat sampel dibagi dengan volume sampel yang telah dimampatkan.
Cara Mengukur Tapped Density Dengan Gelas Ukur
Peralatan
- Unit alat tapped density tester
- Gelas ukur 250 ml dengan daya baca 2 ml dan massa 220 gr dengan nilai toleransi 44 gram.
Prosedur
- Lakukan pengaturan pada alat sehingga analisa berjalan selama 1 menit, dengan nilai jumlah ketukan 250 kali (dengan toleransi 15 ketukan), sedangkan untuk tinggi ketukan 3 mm (dengan nilai toleransi 0.2 mm). Untuk massa gelas ukur dengan holdernya tersebut adalah 450 gram (dengan toleransi 10 gram)
- Lakukan proses ketukan / jalankan alat dengan jumlah ketukan 500 dan 1250 pada sampel yang sama.
- Baca pembacaaan sampel yang sudah dimampatkan di dalam gelas ukur tersebut.
- Jika perbedaan volume yang didapatkan pada jumlah ketukan 500 dan 1250 kurang dari 2 ml, maka gunakan jumlah ketukan 1250 untuk proses analisa.
- Jika perbedaan volume yang didapatkan pada jumlah ketukan 500 dan 1250 lebih dari 2 ml, makanaikkan jumlah ketukan menjadi 1250 sampai selisih volume sampel yang sudah dimampatkan kurang dari 2 ml.
- Lakukan validasi terhadap proses pengujian tersebut, rumus yang dipakai untuk menghitung tapped density (gr/ml) adalah Massa / Volume yang sudah dimampatkan.
Catatan : Jika tidak memungkinkan menggunakan sampel dengan berat 100 gr di dalam gelas ukur 250 ml seperti kasus pada bulk density diatas maka kita bisa menggunakan gelas ukur dengan ukuran 100 ml yang mempunyai daya baca 1 ml dengan berat 130 gr (toleransi 16 gr) dan berat total gelas ukur dan holder adalah 240 gr (dengan toleransi 12 gr).
Contoh Analisa Tapped Denisty Dengan Sotax TD1
Jika pada uraian diatas kita menggambarkan prinsip kerja dari bulk density dan tapped density, maka berikut adalah contoh aplikasi analisa tapped density tersebut menggunakan unit alat SOTAX TD1
Sebelum ke prosedur kerja alangkah baiknya kita mengenal bagian-bagian dari tapped density tester sotax TD 1 tersebut.
Nama Bagian Alat Tapped Density Tester
1. Gelas Ukur
2. Cylinder holder
3. Display
4. Tombol Turning – / Press Button
Peralatan
Tapped Density Tester Sotax TD 1
Precision Ballance
Gelas Ukur 100 ml
Bahan
Sampel powder
Prosedur
- Hidupkan alat dengan cara menghubungkan stop kontak dengan sumber arus listrik.
- Hidupkan alat dengan menekan tombol ON/OFF yang terletak dibelakang alat sehingga display menunjukkan tampilan seperti gambar berikut :
- Tekan tombol Turning – / Press Button (No. 3) sehingga display (No. 4) menunjukkan tampilan menu utama seperti pada gambar berikut :
- Untuk melakukan pengaturan parameter, putar tombol turning – / press button (No. 3) searah jarum jam sehingga method (user) (No. 6) tersorot kemudian tekan tombol turning – / press button (No. 3) sehingga display menunjukkan tampilan gambar sebagai berikut :
- Pastikan tulisan –user (No. 7) tersorot, jika tulisan – user (No. 7) tidak tersorot maka putar tombol turning – / press button (No. 3) sehingga tulisan – user (No. 7) tersorot kemudian tekan tombol turning – / press button (No. 3) sehingga display menunjukkan tampilan gambar berikut :
- Pastikan tap count 1 (No. 8) menunjukkan angka 250, jika tap count 1 tidak menunjukkan angka 250 maka tekan tombol turning – / press button (No. 3) dan putar turning – / press button (No. 3) sehingga tap count 1 (No. 8) menunjukkan angka 250 kemudian tekan kembali tombol turning – / press button (No. 3)
- Putar kembali turning – / press button (No. 3) searah jarum jam sehingga tulisan taps / min (No. 9) tersorot.
- Pastikan taps / min (No. 9) menunjukkan angka 250, jika taps / min (No. 9) tidak menunjukkan angka 250 maka tekan tombol turning – / press button (No. 3) dan putar tombol turning – / press button (No. 3) sehingga taps / min (No. 9) menunjukkan angka 250 kemudian tekan kembali tombol turning – / press button (No. 3)
- Putar tombol turning – / press button (No. 3) searah jarum jam sampai dengan tulisan save & Exit (No. 10) tersorot kemudian tekan kembali turning – / press button (No. 3) sehingga display(4) kembali ke tampilan menu utama.
- Untuk melakukan analisa tapped density, Tuang sampel yang akan dianalisa ke dalam gelas ukur 100 ml sampai dengan volume sampel 100 ml dan timbang massa dari sampel tersebut.
- Pastikan tulisan start (No. 5) tersorot, dan tekan tombol turning – / press button (No. 3) sehingga display menunjukkan tampilan seperti gambar berikut
- Pastikan tulisan enter weight (g) beserta angkanya (No. 11) tersorot kemudian tekan tombol turning – / press button (No. 3) dan rubah angkanya sesuai dengan berat sampel yang telah ditimbang dengan cara memutar tombol turning – / press button (No. 3) kemudian tekan tombol turning – / press button (No. 3)
- Pastikan angka pada enter volume (Vo) (ml) (No. 12) adalah 100 sesuai dengan volume sampel yang ditimbang.
- Putar tombol turning – / press button (No. 3) searah jarum jam sehingga tulisan Countinue (No. 13) tersorot dan tekan kembali tombol turning – / press button (No. 3) sehingga display menunjukkan gambar berikut
- Letakkan gelas ukur (No. 1) ke dalam cylinder holder (No. 2) dan pastikan tulisan start test (No. 14) tersorot kemudian tekan tombol tombol turning – / press button (No, 3) sehingga analisa tap density berjalan dengan ditunjukkannya display seperti contoh dibawah ini :
- Jika proses tap sudah selesai maka display akan menunjukkan tampilan seperti berikut
- Baca nilai akhir dari penurunan sampel pada gelas ukur setelah dilakukan proses tap. Kemudian putar turning – / press button (No. 3) hingga nilai menunjukkan volume sampel yang dihasilkan kemudian tekan kembali tombol turning – / press button (No. 3) sehingga display menunjukkan tampilan seperti pada gambar dibawah ini, Pada contoh gambar diberikan contoh untuk volume akhir dari hasil analisa adalah 90 ml.
- Tulisan Stop Test (No. 15) akan tersorot dan tekan tombol turning – / press button (No. 3) sehingga display menunjukkan nilai tap density (No. 16) seperti tampilan gambar berikut
- Baca nilai tap density (No. 16), Putar tombol turning – / press button (No. 3) sehingga tulisan exit (No. 17) tersorot, kemudian tekan tombol turning – / press button (No. 3) sehingga display (No. 4) kembali ke tampilan menu utama.
Prinsip Kalibrasi Tapped Density Tester & Toleransinya
Alat tapped density tester bekerja dengan 2 parameter utama, yaitu jumlah ketukan serta tinggi loncatan dari cylinder holder dimana gelas ukur yang berisi sampel ditempatkan. Sehingga dalam melakukan kalibrasi tapped density tester maka kedua parameter tersebut (jumlah ketukan serta tinggi loncatan) harus diperiksa dengan membandingkan standar yang tertelusur.
Toleransi alat ukur untuk tapped density tester adalah :
Jumlah ketukan : 250 kali (Toleransi 15 ketukan)
TInggi ketukan : 3 mm (Toleransi 0.2 mm)
Untuk melakukan kalibrasi tapped density tester, teman-teman bisa menggunakan laboratorium kalibrasi yang biasa teman-teman gunakan, atau juga bisa menggunakan layanan kalibrasi kami disini.
Semoga bermanfaat, jika ada yang ingin ditambahkan silakan dikirimkan melalui kolom komentar.
Referensi :
https://www.usp.org/sites/default/files/usp/document/harmonization/gen-chapter/bulk_density.pdf