Hopper ialah bin kecil dengan dasar agak miring, dan digunakan untuk menumpuk sementara, sebelum zat padat diumpankan ke dalam proses. Semua kemasan itu dimuat dari atas dengan elevator atau sejenisnya; pengeluaran biasanya dari bawah. Bila zat padat butiran ditimbun di dalam bin atau hopper, tekanan lateral yang bekerja pada dinding lebih kecil dari yang diramalkan dari tinggi tekan (head) bahan yang berada di atas titik itu. Gaya gesek pada dinding cenderung mengimbangi bobot zat padat dan mengurangi tekanan yang diberikan massa itu pada dasar bejana. Dalam kasus ekstremnya, gaya ini menyebabkan massa itu melengkung, atau menjempasir 1000 mikronn, sehingga tidak dapat jatuh, walaupun bahan yang terdapat di bawahnya sudah dikeluarkan (Mc Cabe, 1999:300).
Ketika padatan keluar dari hopper melalui orifice partikel cenderung bergerak secara perlahan ke bagian bawah menuju tengah dimana terjadi pengeluaran padatan yang cepat dan melewati orifice. Laju pengeluaran (Q) tergantung dari diameter orifice (D) dengan persamaan:
Q = k . Dn ……...(3.D.1)
dimana k = konstanta proporsional
n = ukuran powder/tepung nilainya 2,5 – 3
Secara umum telah ditemukan bahwa head material di atas orifice tidak mempunyai efek terhadap besarnya sebuah laju pengeluaran padatan (Tim Dosen Teknik Kimia, 2011:23).
Kemasan-kemasan untuk bahan curah (bulk) yang besar-besar biasanya berbentuk bujur sangkar atau persegi panjang, terbuat dari baja, aluminium, kayu, atau beton. Apabila isi kemasan tidak dikosongkan secara manual, maka bisa dengan cara mekanik, yaitu isi dikeluarkan melalui ujung suatu bentuk kerucut piramida yang dikenal dengan nama corong tuang (hopper). Hopper merupakan gabungan dari alat pegocok, saringan, dan katub tipe khusus untuk mengeluarkan bahan kental, lembab dan sebagainya (Cook, 1986:17).
Bagian materials handling dan penyimpan pada dekade 60-an hanya berupa bak atau peti. Hal ini diubah secara radikal sebagai hasil riset yang dipimpin oleh Andrew W. Jenike, yakni mengidentifikasikan hal yang mempengaruhi
mengalirnya suatu material faktor aliran untuk beberapa bin-hopper desain dan memberikan spesifikasi untuk menentukan karakteristik bulk material yang mempengaruhi penyimpanan dan arus. Bersama dengan teori itu Jenike memproduksi suatu metode yang meliputi penyamaan dan fisik pengukuran karakteristik material. Suatu gudang penyimpanan terdiri dari bin dan hopper. Bin adalah bagian atas penyimpanan secara vertikal dan hopper sedikit diantara bin dan vessel ( Perry, 1997:21-27).
Pencampuran berbagai macam bahan baku dengan perbandingan tertentu sering digunakan dengan menggunakan hopper. Isi dari masing-masing hopper dikeluarkan dengan kecepatan tertentu dan kemudian seluruhnya ditumpahkan ke dalam suatu conveyor yang sama. Bahan-bahan pengemas biasa yang digunakan untuk zat padat dan penanganannnya secara manual dapat terbuat dari baja, aluminium, palstik, bahan yang biasa untuk membuat drum, karton, tong, barrel ataupun karung. Bahan-bahan berbentuk bubuk dan bahan lain yang sejenis membutuhkan kondisi penyimpanan yang kering, untuk itu bahan tersebut biasanya disimpan dalam silo (tangki vertikal besar). Di dalam silo ini bahan diisap atau dihembus sehingga dengan demikian material akan tetap kering dan bersih. Di industri kimia, penyimpanan bahan-bahan yang berbahaya diatur khusus; sesui dengan jenis pengemasnya; jarak antara bangunan gedung dan tempat pembuatan; ventilasi dan peralatan pengamanan serta peralatan pemadam kebakaran. Semua bahan pengemas tersebut harus berlabel untuk dapat mengetahui isinya dengan jelas. Bagaimanapun juga pengemas yang tidak berlabel tidak boleh dipergunakan (Cook, 1986:18-19).
Bergantung pada sifat-sifat alirannya, zat padat butiran dibagi atas dua kelompok, yaitu yang kohesif (cohesive) dan nonkohesif (noncohesive). Bahan yang noncohesive, seperti biji-bijian, pasir, dan suban (chip) plastik, dapat mengalir dengan mudah dari bin atau silo. Zat padat yang cohesive, seperti lempung basah, mempunyai ciri sulit mengalir melalui bukaan (Mc Cabe, 1999:297).
Zat padat yang terlalu berharga atau terlalu mudah larut untuk ditumpukkan di udara terbuka, disimpan di dalam bin, hopper atau silo. Alat ini berupa bejana berbentuk silinder atau siku empat, terbuat dari beton atau logam. Silo biasanya
tinggi dan diameternya relatif kecil. Bin tidak terlalu tinggi dan biasanya agak besar. Bila zat padat butiran ditimbun di dalam bin atau hopper, tekanan lateral yang bekerja pada dinding lebih kecil dari yang diramalkan dari tinggi tekan (head) bahan yang berada di titik itu. Disamping itu, biasanya terdapat gesekan antara dinding dan butir-butir zat padat itu karena adanya saling mengait antara partikel pengaruh gesekan itu terasa di keseluruhan massa. Gaya gesek pada dinding cenderung mengimbangi bobot zat padat dan mengurangi tekanan yang diberikan massa itu pada dasar bejana. Dalam kasus ekstrimnya, gaya ini menyebabkan massa itu melengkung atau menjempasir 1000 mikronn, sehingga tidak dapat jatuh, walaupun bahan yang terdapat dibawahnya sudah dikeluarkan (Mc Cabe, 1999:939).
Tempat penampungan sementara terbagi menjadi dua, yaitu : penyimpanan bahan secara terbuka (outdoor) dan penyimpanan bahan secara tertutup (indoor). Bahan yang tersimpan secara terbuka ini adalah bahan yang tidak dipengaruhi oleh udara, hujan, panas dan lainnya. Misalnya batubara, kayu, batu dan belerang. Tergantung dari sifat bahan, bila bahan yang disimpan dan cara penanganan bahan. Metode penyimpanan secara terbuka ini berupa penyimpanan di bawah traveling bridge, penampungan kiri-kanan jalan, overhead system dan drag scrapper system. Penyimpanan bahan secara tertutup dibagi menjadi dua cara, yakni : peyimpanan dalam bentuk timbunan dan penyimpanan dalam bin atau bunker atau silo (Perry, 1997:21–23).
Jumlah keluaran padatan biasanya dibedakan dengan berbagai ukuran dari orifice atau keluaran bagian bawah dari hopper, aliran akan terjadi. Jika terjadi tegangan geser oleh material melebihi tegangan geser dari partikel di dekat bagian pengeluaran. Aliran partikel padat melalui sebuah orifice bergantung pada kemampuan dari partikel bergerak pada bagian pengeluaran (Coulson, 2002:26).
Pada penyimpanan bahan padat, bentuk penyimpanan yang paling sederhana adalah dengan cara penumpukkan di tempat terbuka ataupun tertutup. Namun cara ini tidak dapat ditetapkan untuk bahan-bahan yang bersifat korosif, mudah dibakar atau mudah meledak. Kemasan-kemasan untuk bahan curah (bulk) yang besar-besar biasanya berbentuk bujur sangkar atau persegi panjang, ternuat dari baja, aluminium, kayu atau beton. Apabila isi kemasan tidak dikosongkan secara
manual, maka bisa dengan cara mekanik, yaitu isi dikeluarkan melalui ujung suatu bentuk kerucut piramida yang dikenal dengan nama corong tuang (hopper). Hopper merupakan gabungan dari alat pengocok, saringan dan katup tipe khusus untuk mengeluarkan bahan kental, lembab dan sebagainya (Cook, 1986:17).
Gambar 3.D.1 Rangkaian kerja hopper
Gambar 3.D.2 Hopper (Anonim, 2012 :1).
3.D.3 METODOLOGI PERCOBAAN