KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa yang telah member petunjuk dan kekuatan sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini yang berjudul “MAKALAH MIXING”
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa susunan dan materi yang terkandung di dalam makalah ini belumlah sempurna. Untuk itu saran dan kritik yang sifatnya membangun selalu penulis harapkan dengan senang hati dari semua pihak demi kesempurnaan makalah ini.
Insya Allah makalah ini dapat membawa pemahaman dan pengetahuan bagi kita semua tetang proses mixing dalam bidang pengolahan pangan sebagai modal dalam mata kuliah mesin dan peralatan industri pangan.
Bandung, Juni 2016
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... ii
BAB I... 1
PENDAHULUAN... 1
BAB II... 3
TINJAUAN PUSTAKA... 3
BAB III... 12
SPESIFIKASI DAN PRINSIP KERJA MESIN...12
BAB IV... 28
KESIMPULAN... 28
BAB V... 29
DAFTAR PUSTAKA... 29
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Suatu industri yang memproduksi suatu produk pasti melakukan proses pencampuran dari satu bahan dengan bahan lain, baik bahan padat dengan padat.
Padat dengan cair. Proses pencampuran merupakan suatu proses yang penting dilakukan dalam industri, bahkan mesin pencampur ditemukan di hampir semua industri pengolahan pangan maupun non pangan mulai dari pencampuran yang sederhana sampai pencampuran yang rumit seperti pada industri farmasi. Mesin pencampur dapat digolongkan dalam kategori mesin pengolah dalam suatu industri yang menunjang proses pengolahan bahan menjadi produk.
Pencampuran adalah suatu operasi yang menggabungkan dua macam atau lebih komponen bahan yang berbeda hingga tercapai suatu keseragaman. Tujuan dari pencampuran adalah bergabungnya bahan menjadi suatu campuran yang sedapat mungkin memiliki penyebaran yang sempurna atau sama. Tujuan operasi pencampuran adalah bergabungnya bahan menjadi suatu campuran homogen yang sedapat mungkin memiliki kesamaan penyebaran yang sempurna.
Tujuan operasi pencampuran adalah bergabungnya bahan mrnjadi suatu campuran yang sedapat mungkin memiliki kesamaan penyebaran yang semurna. Berhubung secara fisik bahan-bahan yang ada di alam tersedia dalam berbagai bentuk fasa,
maka secara teoritis banyak sekali variasi pencampuran bahan yang mungkin timbul. Peralatan pencampuran mempunyai pemanfaatan yang bermacam-macam.
Untuk menentukan jenis dari alat pencampur tergantung pada jenis bahan yang akan di campurkan (cairan, padatan, atau gas), kecepatan alat yang diinginkan serta kekentalan dari suatu bahan tersebut. Oleh karena itu, perlu dipelajari macam-macam peralatan pencampuran yang ada pada laboratorium , antara lain molen mixer dan ribbon mixer. Sehingga dalam melakukan proses pencampuran dapat menggunakan peralatan pencampuran yang sesuai dengan bahan yang digunakan.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas maka dapat diajukan beberapa rumusan masalah, antara lain :
1. Apa yang dimaksud dengan proses mixing atau pencampuran?
2. Bagaimana tujuan dari proses mixing tersebut?
3. Bagaimana mekanisme proses mixing tersebut terjadi?
4. Apa saja jenis-jenis metode pencampuran?
5. Faktor-faktor apa saja yang berkaitan dengan proses mixing dari suatu bahan
pangan?
6. Apa saja contoh mesin dari peralatan mixing dan bagaimana spesifikasi dan
prinsip kerjanya?
7. Apa saja contoh aplikasi peralatan mixing dalam proses pengolahan pada industri pangan ?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan yang diperoleh dari rumusan masalah tersebut adalah :
1. Untuk mengetahui pengertian dari proses mixing
2. Untuk mengetahui tujuan dari proses mixing
3. Untuk mengetahui mekanisme proses mixing
4. Untuk mengetahui jenis-jenis metode dalam proses pencampuran
5. Untuk mengetahui faktor-faktor yang berkaitan dalam proses mixing dari
suatu bahan pangan
6. Untuk mengetahui contoh mesin dari peralatan mixing dan spesifikasi beserta prinsip kerjanya
7. Untuk mengetahui contoh aplikasi peralatan mixing dalam proses pengolahan pada industri pangan
1.4 Manfaat
Manfaat yang dapat kita petik dari makalah ini adalah agar kita dapat mengetahui bagaimana proses dan prinsip kerja dari mesin peralatan yang berkaitan dengan mixing sehingga kita dapat mengaplikasikannya di industri- industri yang berkaitan dengan pengolahan pangan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Mixing
Mixer merupakan salah satu alat pencampuran dalam sistem emulsi sehingga menghasilkan suatu dispersi yang seragam atau homogen. Terdapat dua jenis mixer yang berdasarkan jumlah propelernya (turbin), yaitu mixer dengan satu propeller dan mixer dengan dua propeller. Mixer dengan satu propeller adalah mixer yang biasanya digunakan untuk cairan dengan viskositas rendah.
Sedangkan mixer dengan dua popiller umumnya digunakan pada cairan dengan viskositas tinggi. Hal ini karena satu propeller tidak mampu mensirkulasikan keseluruhan massa dari bahan pencampur(emulsi), selain itu ketinggian emulsi bervariasi dari waktu ke waktu. (Suryani, dkk.,2002).
Mixer adalah operasi unit dimana campuran yang seragam diperoleh dari dua atau lebih campuran komponen dengan mendispersikan satu dengan yang lainnya.
Komponen yang lebih besar biasanya disebut fase kontinue dan komponen yang lebih kecil disebut fase terdispersi dengan analogi emulsi, tetapi hal ini tidak berarti emulsifikasi dapat digunakan dalam konteks ini. Mixing atau pencampuran tidak memiliki efek pegawet, namun mixing ini dimaksudkan semata-mata sebagai alat bantu pengolahan atau untuk mengubah kualitas makanan. Mixing ini memiliki aplikasi yang sangat luas dibanyak industri makanan dimana mixing ini
digunakana untuk menggabungkan bahan-bahan untuk mencapai sifat fungsional yang berbeda atau karakteristik sensorik. (Fellows, 2000).
Mixer merupakan proses mencampurkan satu atau lebih bahan dengan menambahkan satu bahan ke bahan lainnya sehingga membuat suatu bentuk yang seragam dari beberapa konstituen baik cair-padat, padat-padat, maupun cair-gas.
Komponen yang jumlahnya lebih banyak disebut fasa kontinue dan yang lebih sedikit disebut disebut fase disperse. (Fellows, 1988).
2.2 Tujuan Pencampuran
• Menghasilkan campuran bahan dengan komposisi tertentu dan homogen
• Mempertahankan kondisi campuran selama proses kimia dan fisika agar tetap homogen, mempunyai luar permukaan kontak antar komponen yang besar, menghilangkan perbedaan konsentrasi dan perbedaan suhu, mempertukarkan panas, mengeluarkan secara merata gas-gas dan uap-uap yang timbul
• Menghasilkan bahan setengah jadi agar mudah diolah pada proses elanjutnya atau menghasilkan produk akhir yang baik.
Tujuan lain dari pencampuran adalah mengurangi ketidaksamaan atau ketidakrataan dalam komposisi, temperatur atau sifat-sifat lain yang terdapat dalam suatu bahan atau terjadinya homogenisasi, kebersamaan dalam setiap titik dalam pencampuran.
2.3 Proses Pencampuran
Proses pencampuran dalam fase cair dilandasi oleh mekanisme perpindahan momentum didalam aliran turbulen. Pada aliran turbulen, pencampuran terjadi pada 3 skala yang berbeda, yaitu :
1. Pencampuran sebagai akibat aliran cairan secara keseluruhan (bulk flow) yang disebut mekanisme konvektif.
2. Pencampuran karena adanya gumpalan-gumpalan fluida yang terbentuk dan tercampakkan didalam medan aliran yang dikenal sebagai eddies, sehingga mekanisme pencampuran ini disebut eddy diffusion.
3. Pencampuran karena gerak molekuler yang merupakan mekanisme pencampuran difusi.
Ketiga mekanisme terjadi secara bersama-sama, tetapi yang paling menentukan adalah eddy diffusion. Mekanisme ini membedakan pencampuran dalam keadaan turbulen dari pada pencampuran dalam medan alir laminer. Sifat fisik fluida yang berpengaruh pada proses pengadukan adalah densitas dan viskositas.
Ketika makanan dicampur, ada beberapa aspek yang berbeda untuk aplikasi industri pencampuran lainnya, yaitu :
• Pencampuran digunakan terutama untuk mengembangkan karakteristik produk yang diinginkan bukan sekedar memastikan homogenitas
• Multi komponen yang melibatkan bahan-bahan dari sifat fisik yang berbeda dan jumlah
• Melibatkan viskositas tinggi atau cairan non newtonian
• Beberapa komponen rapuh dan russak karena pencampuran yang berlebihan
• Hubungan yang kompleks antara pla pencampuran dan karakteristik produk. (Fellows, 2000)
2.4 Jenis-jenis Pencampuran
a. Pencampuran bahan padat-padat
Pencampuran dua atau lebih dari bahna padat banyak dijumpai yang akan menghasilkan produk komersial industri kimia. Contohnya pencampuran bahan pewarna dengan bahan pewarna lainnya atau dengan bahan penolong untuk menghasilkan nuansa warna tertentu atau warna yang cemerlang. Alat yang digunakan berupa bejana yang berputar atau berkedudukan tetap tapi mempunyai perlengkapan pencampur yang berputar, atau pneumatik.
b. Pencampuran bahan cair-gas
Untuk proses kimia dan fisika tertentu gas harus dimasukkan kedalam cairan, artinya cairan dicampur secara sempurna dengan bahan-bahan berbentuk gas.
Contohnya proses hidrogenasi, khorinasi, dan fosfogenasi.
c. Pencampuran bahan cair-padat
Pencampuran cairan dengan padatan akan menghasilkan suspensi, tetapi bila kelarutan padatan dalam cairan tersebut cukup besar akan terbentuk larutan.
Pelarutan adalah suatu proses mencampurkan bahan padat kedalam cairan.
d. Pencampuran cair-cair
Tujuan pencampuran cair-cair untuk mempersiapkan atau melangsungkan proses- proses kimia dan fisika serta juga untuk membuat produk akhir yang komersial.
Contohnya dalam pembuatan sirup, obat tetes dan larutan injeksi.
e. Pencampuran gas-padat
Proses pencampuran gas-padat biasanya digunakan misal pada pengangkutan puing secara pneumatic, pada pembakaran serbuk pemadam api. Pada pencampuran ini akan terbentuk debu maupun asap.
f. Pencampuran gas-gas
Pencampuran gas dengan gas lain terutama dilakukan pada pembuatan campuran bahan bakar yang berbentuk gas dalma alat pembakar dengan gas. Misalnya campuran bahan bakar- udara.
g. Pencampuran padat-gas
Pencampuran bahan padat dengan gas terjadi misalnya pada proses pengeringan, pemanggangan, ataupun pembakaran bahan-bahan padat. Permukaan kontak bahan padat dengan gas selalu diusahakan seluas mungkin dengan maksud ini bahan padat dialiri, ditembus atau dihanyutkan oleh gas, disemprotkan atau difluidasikan. (Husni Lubis, Ahmad, 2012)
Selain yang telah disebutkan diatas, ada beberapa lagi jenis pencampuran yang dimana suatu campuran bahan kimia dapat mengikuti jenis-jenis berikut :
- Campuran heterogen
- Koloid
- Suspensi
- Larutan sejati atau campuran homogen
2.5 Faktor-faktor yang mempengaruhi pencampuran
Aliran
Aliran yang turbulen dan laju alir bahan yang tinggi biasanya menguntungkan proses pencampuran. Sebaliknya aliran yang laminer dapat mengagalkan pencampuran.
Ukuran partikel
Semakin luas permukaan kontak bahan-bahan yang harus dicampur, yang berarti semakin kecil partikel dan semakin mudah gerakannya didalam campursn, maka proses pencampuran akan semakin baik. Perbedaan ukuran yang besar dalam
proses pencampuran akan menyulitkan dalam terciptanya derajat pencampuran yang tinggi.
Kelarutan
Semakin besar kelarutan bahan-bhan yang akan dicampur pada pencampuran maka akan semakin baik pencampurannya. Pada saat pelarutan terjadi, terjadi pula peristiwa difusi, laju difusi dipercepat oleh adanya aliran.kelarutan sebanding denagn suhu sehingga dapat dikatakan bahwa dengan naiknya suhu derajat pencampuran akan semakin baik pula.
Viskositas campuran
Jenis bahan yang dicampur
Urutan pencampuran
Suhu dan tekanan (pada gas)
Bahan tambahan pada pencampuran seperti emulgator.
2.6 Faktor-faktor yang tidak menguntungkan pada proses pencampuran
• Kadar kelembaban yang tinggi di dalam bahan atau yang sangat berbeda diantara bahan dapat nmengakibatkan penggumpalan. Bahan tidak lagi dapat ditabur tetapi melekat pada dinding bejana atau pada bagian pencampur lainnya, atau juga membentuk gumpalan-gumpalan yang ikut berputar.
• Muatan elektrostatik pada bahan juga dapat menyebabkan penggumpalan, khususnya pada partikel-partikel yang amat kecil (< 20µm).
• Perbedaan mencolok dalam ukuran butir atau kerapatan bahan mempersulit pencampuran. Pola aliran yang kurang menguntungkan akan menyebabkan campuran terpisah kembali.
• Ukuran butir yang sangat kecil mengakibatkan tahanan gesek yang tinggi sehingga waktu pencampuran semakin lama.
• Fraksi volume terisi yang terlalu besar (>2/3 volume bejana) tidak memungkinkan pengguliran bahan secara intensif.
• Frekuensi putaran bejana atau alat campur yang terlalu tinggi mengakibatkan bahan hanya berputar dalam bentuk lingkaran saja. Gerakan yang diinginkan seperti gerakan jatuh tidak tercapai.
2.7 Derajat Pencampuran yang dicapai tergantung pada
Ukuran relatif partikel, bentuk dan kepadatan masing-masing komponen,
Kadar air, karakteristik permukaan, dan aliran karakteristik masing-masing komponen
Kecenderungan komponen untuk membentuk agregat,
Efisiensi mixer/ alat pencampur tertent untuk komponen-komponen yang dicampur.
2.8 Macam-macam alat pencampuran
Alat-alat pencampuran ada beberapa macam, diantaranya :
a) Alat pencampur bahan cair/liquid, bahan cair diaduk untuk mencapai beberapa maksud diantaranya :
- Mensuspensikan partikel padatan,
- Menggabungkan bahan cair yang dapat saling bercampur, - Mendispersikan gas dalam bentuk gelembung halus,
- Mendispersikan bahan cair lain yang tidak dapat bercampur, - Meningkatkan pindah panas antara bahan cair dan sumber panas.
Pengadukan bahan cair umumnya dilakukan dalam suatu bejana, biasanya berbentuk silinder, yang memiliki sumbu vertikal.
b) Alat pencampur bahan padat
Pada umumnya untuk mencampur bahan-bahan berpartikel padat digunakan mesin pencampuran yang lebih ringan dari pada bahan viscous. Dalam hal ini digunakan ribbon blender dan double cone mixers.
c) Alat pencampur bahan pasta/viscous
Dibandingkan dengan pencampuran pada bahan cair, proses pencampuran pada bahan viscous memerlukan tenaga yang lebih banyak. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa pada bahan viscous dan juga pada bahan padat tidak mungkin terbentuk aliran yang dapat memindahkan bagian yang belum tercampur ke daerah pencampuran disekitar impeller seperti pada pengadukan bahan cair.
Pada pencampuran bahan viscous seluruh bahan yang akan dicampur harus dibawa ke pengaduk atau pengaduknya sendiri yang mendatangi seluruh bagian campuran.
2.9 Pengadukan
Pengadukan dan pencampuran merupakan operasi unit yang penting dalam industri kimia. Salah satu peralatan yang menunjang keberhasilan pencampuran
ialah pengaduk. Hal yang penting dari tangki pengaduk dalam penggunaannya antara lain :
1. Bentuk : pada umumnya digunakan bentuk silindris dan bagian bawahnya cekung.
2. Ukuran : yaitu diameter dan tinggi tangki 3. Kelengkapannya
a. Ada tidaknya baffle, yang berpengaruh pada pola aliran di dalam tangki b. Jacket atau coil pendingin/pemanas yang berfungsi sebagai pengendali suhu
c. Letak lubang pemasukan dan pengeluaran untuk proses kontinu d. Kelengkapan lainnya seperti tutup tangki, dan sebagainya.
Jenis Pengaduk (Impeller)
Pengaduk dalam tangki memiliki fungsi sebagai pompa yang menghasilkan laju volumetrik tertentu pada tiap kecepatan putaran dan input daya. Input daya dipengaruhi oleh geometri peralatan dan fluida yang digunakan. Profil aliran dan derajat turbulensi merupakan aspek penting yang mempengaruhi kualitas pencampuran. Rancangan pengaduk sangat dipengaruhi oleh jenis aliran, laminer dan turbulen. Aliran laminer biasanya membutuhkan pengaduk yang ukurannya hampir sebesar tangki itu sendiri. Hal ini disebabkan karena aliran laminer tidak memindahkan momentum sebaik aliran turbulen. (Walas, 1988)
Pencampuran didalam tangki pengaduk terjadi karena adanya gerak rotasi dar pengaduk dalam fluida. Gerak pengaduk ini memotong fluida tersebut dan dapat menimbulkan arus yang bergerak keseluruhan sistem fluida tersebut. Menurut aliran yang dihasilkan, pengaduk dapat dibagi menjadi tiga golongan :
1. Pengaduk aliran aksial yang akan menimbulkan aliran yang sejajar dengan sumbu putaran.
2. Pengaduk aliran radial yang akan menimbulkan aliran yang berarah tangensial dan radial terhadap bidang rotasi pengaduk. Komponen aliran tangensial menyebabkan timbulnya vortex dan terjadinya pusaran dan dapat dihilangkan dengan pemasangan baffle atau cruciform baffle.
