Penggunaan Metode Free Settler Pada Proses Perhitungan Ukuran Butiran Magnesium Karbonat Menggunakan Persamaan Stokes [Study of Magnesium Carbonate Particle Size Measurement from Carbonation Process with Free Settler Method]

Abstract

Particle size measurement with the free settler method is the most practical and straightforward method. The principle of this method is the presence of gravity that is opposite with buoyancy due to the pressure between liquid and solid. This paper explains the use of the free settler method as a reference in the magnesium carbonate particle size measurement method. In this research, nano magnesium carbonate was made by heating magnesium bicarbonate solution using ultrasonic wave and hot plate. The optimum result of nano magnesium carbonate using ultrasonic heating process with 30% amplitude for 35 minutes by stokes method is 0.491 µm – 1.072 µm, while using the PSA (particle size analysis) is 0.451 µm – 2.617 µm. It shows that although the particle size measurement with those analysis methods has different results, they still have intersecting size range. It also can be seen that the grain size will be reduced when an ultrasonic wave is added. In this work, the free settler method can be used as a preliminary method to predict the particle size of nanomaterial should a particle size analyzer (PSA) is not available.

Abstrak

Metode penghitungan ukuran butiran dengan proses pengendapan suspensi (Free Settler) merupakan metode pengukuran yang paling praktis dan sederhana. Prinsip dari metode Free Settler adalah adanya gaya gravitasi yang berlawanan dengan gaya apung akibat dari tekanan fluida cair terhadap padatan. Pada tulisan ini dibahas mengenai penggunaan metode Free Settler sebagai rujukan dalam proses pengukuran ukuran butiran magnesium karbonat. Magnesium karbonat berukuran nano pada percobaan ini dibuat dengan cara pemanasan larutan magnesium bikarbonat menggunakan gelombang ultrasonik dan pemanasan biasa menggunakan hot plate dan stirrer. Hasil optimum dari pengukuran ukuran butiran pada proses pemanasan ultrasonik dengan amplitudo 30% selama 35 menit dengan metode Stokes yaitu berada pada rentang 491  nm – 1.072 nm, namun ketika dilakukan analisis PSA Nano (particle size analyses) ukuran butiran yang dihasilkan berada pada rentang  451  nm  – 2.617 nm. Meskipun hasil pengukuran ukuran butiran dengan kedua metode analisis tersebut memberikan hasil yang berbeda, namun tren yang dihasilkan kedua metode tersebut memiliki kecenderungan yang sama yaitu ukuran butiran akan berkurang ketika dilakukan penambahan gelombang ultrasonik. Selain itu ukuran butiran yang dihasilkan dari metode stokes masih berada dalam rentang ukuran butiran yang dihasilkan dari analisis PSA. Sehingga dapat disimpulkan bahwa metode Free Settler dapat digunakan sebagai metode awal dalam pengukuran ukuran butiran material tanpa menggunakan instrument analisis.