III.alat Pencampuran Bahan (Mixing)

33 

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Teks penuh

(1)

C

C

ALAT

ALAT

PENCAMPURAN

PENCAMPURAN

BAHAN (MIXING)

BAHAN (MIXING)

Agitasi(pengadukan) dan Mixing (Pencampuran)

Agitasi(pengadukan) dan Mixing (Pencampuran)

(2)
(3)

Agitasi dan mixing

Agitasi dan mixing

Pengaduka

Pengaduka

n

n

(agitation)

(agitation)

adalah pemberian gerakan tertentu

adalah pemberian gerakan tertentu

sehingga menimbulkan reduksi gerakan pada bahan, biasanya

sehingga menimbulkan reduksi gerakan pada bahan, biasanya

terjadi pada suatu tempat seperti bejana. Gerakan hasil reduksi

terjadi pada suatu tempat seperti bejana. Gerakan hasil reduksi

tersebut mempunyai pola sirkulasi. Akibat yang ditimbulkan dari

tersebut mempunyai pola sirkulasi. Akibat yang ditimbulkan dari

operasi pengadukan adalah terjadinya pencampuran (mixing)

operasi pengadukan adalah terjadinya pencampuran (mixing)

dari satu atau lebih komponen yang teraduk.

dari satu atau lebih komponen yang teraduk.

Pencampuran

Pencampuran

diartikan sebaga

diartikan sebaga

i suatu

i suatu

proses menghimpun dan

proses menghimpun dan

membaurkan bahan-bahan. Dalam hal ini diperlukan gaya

membaurkan bahan-bahan. Dalam hal ini diperlukan gaya

mekanik untuk menggerakkan alat pencampur supaya

mekanik untuk menggerakkan alat pencampur supaya

pencampuran dapat berlangsung dengan baik 

(4)

Proses pencampuran (mixing) secara umum merupakan berbagai

Proses pencampuran (mixing) secara umum merupakan berbagai

kombinasi dari fasa yaitu sebagai berikut :

kombinasi dari fasa yaitu sebagai berikut :

Gas dengan gas

Gas dengan gas

Gas ke cairan ; dispersi

Gas ke cairan ; dispersi

Gas dengan padatan granular : fluidisasi, pneumatic conveying,

Gas dengan padatan granular : fluidisasi, pneumatic conveying,

pengeringan

pengeringan

Cairan ke gas : spraying dan atomization

Cairan ke gas : spraying dan atomization

Cairan dengan cairan : pelarutan, emulsifikasi, dispersi

Cairan dengan cairan : pelarutan, emulsifikasi, dispersi

Cairan dengan padatan granular : suspensi

Cairan dengan padatan granular : suspensi

Pastes satu dan lainnya dengan padatan

Pastes satu dan lainnya dengan padatan

(5)

Tujuan pencampuran

Ada beberapa tujuan yang ingin diperoleh dari komponen yang dicampurkan,

yaitu membuat

suspensi, blending

,

dispersi

dan

mendorong terjadinya transfer

panas

dari bahan ke dinding tangki.

Menghasilkan campuran bahan dengan komposisi tertentu dan homogen

Mempertahankan kondisi campuran selama proses kimia dan fisika agar tetap

homogen, mempunyai luas 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

(6)

Faktor-faktor yang mempengaruhi pencampuran

Derajat pencampuran dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain :

Aliran

Aliran yang turbulen dan laju alir bahan yang tinggi basanya

menguntungkan proses pencampuran. Sebalikanya aliran yang

laminer dapat menggagalkan pencampuran

Ukuran Partikel

Semakin luas permukaan kontak bahan-bahan yang harus dicampur,

yang berarti semakin kecil partikel dan semakin mudah gerakannya

didalam campuran, maka proses pencampuran akan semakin baik.

Perbedaan ukuran yang besar dalam proses pencampuran akan

menyulitkan dalam terciptanya derajat pencampuran yang tinggi.

(7)

Kelarutan

Semakin besar kelarutan bahan-bahan yang akan dicampur pada

pencampuran, maka akan semakin baik pencampurannya. Pada saat

pelarutan terjadi, terjadi pula perstiwa difusi laju difusi dipercepat oleh

adanya aliran. Kelarutan sebanding dengan kenaikan 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.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pencampuran

(lanjutan)

(8)

tugas

Jelaskan masing-masing faktor2 tersebut yang

mempengaruhi proses pencampuran

(9)

Tangki pencampuran

Sebuah tangki pencampuran sederhana

memiliki beberapa faktor yang

mempengaruhi jumlah energi yang

diperlukan untuk tercapainya jumlah

agitasi yang diperlukan atau kualitas

mixing yaitu :

Dimensi vessel yang mengandung

cairan

Dimensi serta pengaturan impeller,

(10)

Agitated vessel standard geometry showing impeller,

baffles, and heat transfer surfaces.

a

‘‘typical’’ geometry for an agitated vessel

.

‘‘Typical’’

geometrical ratios are: D=T ¼ 1=3; B=T ¼ 1=12 (B=T¼ 1=10

in Europe); C=D ¼ 1 and Z=T ¼ 1.

(11)

Lanjutan

Alat pencampur fasa padat ke fasa cair jenis ini diperuntukkan

untuk memperoleh campuran dengan viskositas rendah, biasanya

berupa tangki pencampur beserta perlengkapannya. Dimensi

tangki/vessels, jenis pengaduk/impeller, kecepatan putar 

pengaduk, jenis pengaduk, jumlah penyekat/buffle, letak impeller 

beserta dimensinya bergantung dari kapasitas dan jenis dari

(12)

INTERNAL HEAT TRANSFER SURFACES

Permukaaan perpindahan panas -

helical coils,

harp coils, atau platecoils

 — 

umumnya dipasang

di dalam tangki dan jaket (dikedu sisi dinding dan

bagian bawah tangki) sehingga dinding tangki

dan alas tangki dapat digunakan sebagai

(13)

IMPELLER SPEEDS

Kecepatan standar impeller (Paul et al., 2004, p.

352) dengan menggunakan pengerak motor 

listrik 1750 rpm yaitu 4, 5, 6, 7.5, 9, 11, 13.5, 16.5,

20, 25, 30, 37, 45, 56, 68, 84, 100, 125, 155, 190, 230,

280, 350, and 1750. sebagai tambahan, tersedia

 juga motor listrik dengan kecepatan 1200 rpm.

(14)

Bagian-Bagian Alat Pencampur 

1. Tangki/vessel

, merupakan wadah untuk pencampuran

berbentuk silinder dengan bagian bawah melengkung/dome

atau datar 

2. Penyekat/baffles

, Berbentuk batang yang diletakkan dipinggir 

tangki berguna untuk menghindari vortex dan digunakan untuk 

mempoloakan aliran menjadi turbulen. Jumlah baffle biasanya

3, 4 atau 6 buah dengan ukuran 1/12 diameter tangki.

3. Pengaduk/impeller

, digunakan untuk mengaduk campuran,

 jenis dari impellerberagam disesuaikan pada sifat dari zat yang

(15)

Jenis-jenis impeller 

a. Tree-blades/ marine impeller digunakan untuk pencampuran dengan bahn dengan

viscositas rendah dengan putaran yang tinggi,

b. Turbine with flat vertical blades impeller digunakan untuk cairan kental dengan

viscositas tinggi

c. horizontal plate impeller digunakan untuk zat berserat dengan sedikit terjadinya

pemotongan

d. Turbine with blades are inclined impeller paling cocok digunakan untuk tangki yang

dilengkapi jaket pemanas

e. curve bade Turbines impeller efektif untuk bahan berserat tanpa pemotongan

dengan viskositas rendah

f. flate plate impeller digunakan untuk pencampuran emulsi

g. cage beaters impart impeller cocok digunakan untuk pemotongan dan penyobekan

h. anchore paddle impeller digunakan campuran dengan viscositas sangat tinggi

(16)
(17)

i. Anchor paddles yang muat dalam

container, untuk mencegah pelengketan dari

bahan pasta dan memberikan transfer panas

yang baik dengan dinding

 j. Gate paddles digunakan secara luas yang

merupakan tangki yang tidak dalam

digunakan untuk bahan dengan viskositas

tinggi jika low shear is adequate. Shaft speeds

are low. Beberapa desainnya

mengikutsertakan hinged scrapers untuk 

membersihkan bagian sisi dan bawah tangki

k.

Hollow shaft dan hollow impeller 

dioperasikan pada high tip speeds untuk 

resirkulasi gas. Gas masuk melalui lubang

diatas level cairan dan dikeluarkan secara

sentrifugal pada impeller. Laju sirkulasi relatif

rendah

l. shrouded screw impeller dan koil penukar 

panas untuk viscous liquids mungkin disajikan

dengan berbagai desain yang memberikan

aplikasi tertentu untuk proses kimia.

(18)

Ukuran dan letak ( impeller)

Ukuran impeller biasanya berkisar antara 0,3-0,6 kali diameter tangki sedangkan letak 

impeller tergantung pada dimensi vessel viscositas campuran yang diaduk.

Tabel. 1 Tata Letak Impeller dalam Vessel

(19)

Letak impeller untuk tangki dengan menggunakan buffle

biasanya di tengah/center, karena pola turbulensi yang

dikehendaki akan terbentuk dengan adanya buffle.

Untuk tangki tanpa menggunakan baffle letak 

pengaduk sangat mempengaruhi pola aliran yang

dihasilkan. Biasanya untuk menghindari adanya vortek 

aliran fluida karena pengadukan tangki tanpa buffle

meletakkan pengaduk tidak tepat ditengah/tidak senter 

dengan tangki.

(20)
(21)

tugas

Jelaskan kelemahan dan kelebihan dari

berbagai perbedaan peletakan impeller dalam

tangki pada gambar diatas serta apakah

(22)

Agitator power 

requirement

NP vs. NRe for 4BP and HE3

impellers as a function of

(D/T) at (C/T) ¼ 1/3. (D/T

dependence: sequentially,

from top curve going down

to bottom curve: 4BP

 — 

0.5,

0.2, 0.3, 0.4; HE-3

 — 

0.2, 0.3,

0.4. 0.5) (Chem. Eng., August

1984, p. 112).

(23)

Beberapa persamaan umum yang sering

digunakan untuk perhitungan dalam mixing

(24)

• Power number, NP ¼ Pgc=N3D5,

against Reynolds number, NRe ¼ ND2=m, for several kinds of impellers: (a) helical shape Oldshue, 1983); (b) anchor shape (Oldshue, 1983); (c) several shapes: (1) propeller, pitch equalling

diameter, without baffles; (2) propeller, s ¼ d, four baffles; (3) propeller, s ¼ 2d, without baffles; (4) propeller, s ¼ 2d, four baffles; (5) turbine impeller, six straight blades, without baffles; (6) turbine impeller, six blades, four baffles; (7) turbine impeller, six curved blades, four baffles; (8) arrowhead turbine, four baffles; (9) turbine impeller, inclined curved blades, four  baffles; (10) two-blade paddle, four baffles; (11) turbine impeller, six blades, four baffles; (12) turbine impeller with stator ring; (13) paddle without baffles (data of Miller and Mann); (14) paddle without baffles (data of White and Summerford). All baffles are of width 0.1D [after Rushton, Costich, and Everett, Chem. Eng. Prog. 46(9), 467 (1950)].

(25)
(26)
(27)

tugas

Cari jenis-jenis alat pencampur 

(28)

Mixing of Powders and Pastes

Dalam industri makanan, kosmetik, farmasi, plastik, karet

dan lainnya, proses pencampuran dari cairan atau

pasta dengan viskositas tinggi dimana serbuk dan pasta

dicampurkan. Kebanyakan prosesnya dilakukan secara

batch.

(29)

Beberapa contoh mixer dan blender untuk serbuk 

dan pasta

(a) Ribbon blender for powders. (b) Flow pattern in a double cone blender rotating on a

horizontal axis. (c) Twin shell (Vee-type); agglomerate breaking and liquid injection are

shown on the broken line.

(30)

(d) Twin rotor; available with jacket and hollow screws for heat transfer. (e) Batch muller.

(f)

Twin mullers operated continuously. (g) Double-arm mixer and kneader 

(Baker-Perkins

Znc.).

(h)

Some types of blades for the double-arm kneader 

(Baker-Perkins

Znc.).

Beberapa contoh mixer dan blender untuk serbuk 

dan pasta (lanjutan)

(31)

Aglomerasi

Definisi umum : penyatuan partikel-partikel kecil yag

berbentuk padat atau cair menjadi bagian-bagian

yang lebih besar (aglomerat).

Mengaglomerisasikan berarti memperbesar, jadi proses

ini akan berlawanan dengan proses grinding.

(32)

Tujuan aglomerisasi diantaranya adalah

menghasilkan aglomerat yg lebih baik 

dalam hal :

- Lebih mudah untuk diolah, ditakar dan

diangkat

- Lebih mudah digunakan pada produk 

akhir 

- Lebih mudah untuk digunakan dalam

pengolahan selanjutnya

(33)

Pembentukan Aglomerat pada dasarnya terbentuk dari

tiga cara yakni :

- Pembentukan bagian yang lebih besar (misalnya

granula,pellet) dengan bantuan cairan ataupun zat-zat

pengikat

- Pemampatan dengan tekanan untuk menghasilkan

bongkahan yang mempunyai bentuk (misalnya briket,

tablet). Pemampatan dilakukan dengan atau tanpa zat

pengikat.

- Sintering (peleburan butiran padat, misalnya keramik 

atau logam yang berpori) dengan proses thermal.

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...

Related subjects :