PENENTUAN DISTRIBUSI UKURAN GELEMBUNG
KEROSIN DALAM AIR DENGAN METODE
PENGAPUNGAN BATANG
(BOUYANCY WEIGHING-BAR METHOD)
SKRIPSI
Oleh
PENENTUAN DISTRIBUSI UKURAN GELEMBUNG
KEROSIN DALAM AIR DENGAN METODE
PENGAPUNGAN BATANG
(BOUYANCY WEIGHING-BAR METHOD)
SKRIPSI
Oleh
BRIGITTA ALPHANTARIA
120405086
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
PEMBUATAN PENENTUAN DISTRIBUSI UKURAN GELEMBUNG
KEROSIN DALAM AIR DENGAN METODE PENGAPUNGAN BATANG
(BOUYANCY WEIGHING-BAR METHOD)
yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sebelumnya.
Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.
Medan, April 2017
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul :
PENENTUAN DISTRIBUSI UKURAN GELEMBUNG KEROSIN DALAM AIR DENGAN METODE PENGAPUNGAN BATANG (BOUYANCY
WEIGHING-BAR METHOD)
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diajukan pada sidang ujian skripsi pada April 2017 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui, Medan, April 2017
Koordinator Skripsi Dosen Pembimbing
Ir. Bambang Trisakti, M.Si Dr.Eng. Rondang Tambun, ST, MT NIP. 19660925 199103 1 003 NIP. 19720412 200012 1 004
Dosen Penguji I Dosen Penguji II
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi dengan judul “Penentuan Distribusi Ukuran Gelembung Kerosin Dalam Air Dengan Metode Pengapungan Batang (Bouyancy Weighing-Bar Method)”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik
Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi kepada dunia industry yang berhubungan dengan penentuan distribusi ukuran gelembung dan memberikan suatu metode untuk menentukan distribusi ukuran gelembung dengan biaya yang murah.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, April 2017 Penulis
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1. Orang tua tercinta, bapak Indera Sembiring dan ibu Kristina Jenda Ukur Sitepu atas kasih sayang, dukungan, dan doa yang tiada hentinya bagi penulis.
2. Bapak Dr.Eng Rondang Tambun ST, MT selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan ilmu dan arahan dalam pelaksanaan penelitian serta penyelesaian skripsi ini.
3. Ibu Ir. Renita Manurung, MT selaku Koordinator Penelitian Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4. Ibu Ir. Maya Sarah, ST, MT, Ph.D selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Dr. Ir. Taslim, M.Si selaku Dosen Penguji I yang yang turut memberikan arahan dan saran untuk kemajuan penelitian serta penyelesaian skripsi.
6. Bapak Bode Haryanto, ST, MT, Ph.D selaku Dosen Penguji II yang turut memberikan arahan dan saran untuk kemajuan penelitian serta penyelesaian skripsi.
7. Seluruh staf pengajar dan pegawai Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
8. Piety Sibagariang, selaku rekan penelitian yang telah bekerja keras bersama penulis dalam penyelesaian penelitian ini.
9. Adik-adik tersayang Fr. Chandra Dwi Putra Meliala, Triasta Marcelina Meliala, Cerellius Maximilano Meliala yang selalu mendukung yang dilakukan kakaknya. 10.Srikandi STECE (Maya, Erma, Munthe, Indah, Echa, Nebo, Siska, Ori, Aya, Itik,
Ipel, Dita, Onnie, Ines, Bhian, Agatha, Mellisa, Fanfat) yang selalu memberikan semangat dan mengingatkan penulis untuk menyelesaikan penulisan skripsi ini. Terimakasih untuk selalu ada dan untuk hiburan di group chat.
12.Teman- teman seperjuangan Geng C (Piety, Nike, Meilia, Ulfa, Bundo, Mulik dan Debbie) yang selalu memberikan motivasi dan semangat dalam pengerjaan penelitian ini.
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Brigitta Alphantaria
NIM : 120405086
Tempat, tanggal lahir : Bekasi, 23 Juli 1994
Nama orang tua : Indera Sembiring dan Kristina Jenda Ukur Sitepu Alamat orang tua :
Jl. Narogong Indah Blok A.19 No.12, Bekasi Asal Sekolah:
• SD Marsudirini Bekasi tahun 2000-2006
• SMP Marsudirini Bekasi tahun 2006-2009
• SMA Stella Duce 1 Yogyakarta tahun 2009-2012 Pengalaman Kerja dan Organisasi:
1. Sekretaris Bidang Dana dan Usaha – Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia USU tahun 2015-2016
2. Keluarga Mahasiswa Katolik St. Yoseph Engineering Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Metode Pengapungan Batang (Buoyancy Wighing-Bar Method) telah berhasil mengukur partikel pada sistem padat-cair baik yang mengendap atau pun partikel yang mengapung. Metode ini mampu memberikan hasil pengukuran distribusi ukuran partikel yang akurat
dengan pengoperasian yang mudah dan harga yang murah. Metode
pengapungan batang mengukur distribusi ukuran gelembung dengan menggunakan sebuah batang logam yang digantungkan pada cairan yang berbeda densitas. Prinsip dari metode ini adalah perubahan densitas larutan yang terjadi karena perpindahan massa gelembung yang diukur dari perubahan massa batang yang digantung di dalam suspensi. Pada penelitian ini dilakukan pengembangan metode pengapungan batang untuk mengukur distribusi ukuran gelembung
pada sistem cair-cair yaitu kerosin dalam air dan juga menentukan
waktu pemisahan terbaik antara air dan kerosin, dengan variasi perbandingan konsentrasi air : kerosin sebesar 99% : 1%, 98% : 2 %, 97% : 3%, 96% : 4%, 95% : 5% dan variasi batang yaitu 5 mm,
10mm, 15 mm dan 20 mm. Kemurnian dari pemisahan ini diuji
dengan menggunakan Gas Chromathography. Berdasarkan data yang diperoleh, waktu pemisahan air-kerosin dapat ditentukan dengan metode pengapungan batang. Kemurnian air pada perbandingan 99% Air : 1% Kerosin yang diperoleh pada detik ke-100 sebesar 94,9496 % dan pada detik ke-680 sebesar 97,1326 %. Distribusi ukuran gelembung dihitung dengan menggunakan persamaan Stokes dan persamaan Allen. Hasil yang diperoleh akan dibandingkan dengan metode Coulter Counter. Berdasarkan hasil yang diperoleh, distribusi ukuran gelembung yang dihitung dengan persamaan Allen pada konsentrasi perbandingan air : kerosin sebesar 99% : 1%, 98% :2 % dan 95% : 5% menghasilkan data yang sebanding dengan metode Coulter Counter.
ABSTRACT
Buoyancy Weighing-Bar Method is a new method to measure particle size distribution of the settling particles and floating particles. This method can produce the high accuracy result in particle size distributions measurement with a simple operation and low-cost of equipment. In this method, Weighing-bar is hung in the suspension
with different density to measure droplet size distribution. The
principle of this experiment that measurement the density change in a suspension due to particle migration is measured by weighing buoyancy against a weighing bar hung in the suspension. In this experiment we focused to develop the buoyancy weighing-bar method for measure droplet size distribution in the liquid-liquid systems
which is kerosene in water and we also investigate the separation time of kerosene and water with the variation of concentration between kerosene and water = 99% : 1%, 98% : 2 %, 97% : 3%, 96% : 4%, 95% : 5% and variation of rod diameter = 5mm, 10 mm, 15 mm and
20 mm. The result data obtained by the buoyancy weighing-bar
method were compared with gas chromatography. The purity of water from the concentration 99% water : 1 % kerosene at 100 second is 94,9496% and at 680 second is 97,1326%. The droplet size distribution is calculated by Stokes law and Allen law. The result data obtained by the buoyancy weighing-bar method were compared with Coulter Counter method. Based on the result data obtained, the droplet size distribution which is calculated by Allen law in the concentration of water : kerosene = 99% : 1%, 98% :2 % and 95% : 5% were comparable with Coulter Counter method.
DAFTAR ISI
Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI
LEMBAR BUKTI SEMINAR HASIL PENELITIAN PRAKATA
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4
2.1 PRINSIP METODE PENGAPUNGAN BATANG
(BUOYANCY WEIGHING-BAR METHOD) 4
2.2 PENELITIAN YANG SUDAH DILAKUKAN 10
2.3 METODE – METODE PENGUKURAN DISTRIBUSI
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 16
3.1 BAHAN YANG DIGUNAKAN 16
3.3 PERALATAN YANG DIGUNAKAN 16
3.4 RANCANGAN PENELITIAN 17
3.5 FLOWCHART PENELITIAN BAB IV PEMBAHASAN
4.1 APLIKASI METODE PENGAPUNGAN BATANG
TERHADAP WAKTU PEMISAHAN DENGAN
PENGARUH DIAMETER BATANG
4.1.1 Pengaruh Diameter Batang Pada Konsentrasi 99% Air : 1% Kerosin
4.1.2 Pengaruh Diameter Batang Pada Konsentrasi 98% Air : 2% Kerosin
4.1.3 Pengaruh Diameter Batang Pada Konsentrasi 97% Air : 3% Kerosin
4.1.4 Pengaruh Diameter Batang Pada Konsentrasi 96% Air : 4% Kerosin
4.1.5 Pengaruh Diameter Batang Pada Konsentrasi 95% Air : 5% Kerosin
4.2 APLIKASI METODE PENGAPUNGAN BATANG TERHADAP ESTIMASI DISTRIBUSI UKURAN
GELEMBUNG DENGAN PENGARUH UKURAN
DIAMETER BATANG
4.2.1 Estimasi Ukuran Gelembung Pada Perbandingan Konsentrasi 99% Air : 1% Kerosin dengan Pengaruh Ukuran Diameter Batang
4.2.2 Estimasi Ukuran Gelembung Pada Perbandingan Konsentrasi 98% Air : 2% Kerosin dengan Pengaruh Ukuran Diameter Batang
4.2.3 Estimasi Ukuran Gelembung Pada Perbandingan Konsentrasi 95% Air : 5% Kerosin dengan Pengaruh Ukuran Diameter Batang
4.3 APLIKASI METODE PENGAPUNGAN BATANG TERHADAP ESTIMASI DISTRIBUSI UKURAN
GELEMBUNG DENGAN PENGARUH UKURAN
DIAMETER TANGKI BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
32 35 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN 1 CONTOH PERHITUNGAN
L.1.1 MENENTUKAN ESTIMASI DISTRIBUSI UKURAN GELEMBUNG
L.1.2 MENENTUKAN KUMULATIF MASSA PARTIKEL
LAMPIRAN 2 FOTO PERCOBAAN
L.2.1 BATANG ALUMINIUM L.2.2 BATANG PENGADUK L.2.3 RANGKAIAN PERALATAN
36 L1-1
L1-2
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Grafik Penentuan Distribusi Ukuran Gelembung Pada
Fluidisasi 4
Gambar 2.2 Skematik Diagram Pengapungan Gelembung 5 Gambar 2.3 Grafik Penentuan Distribusi Gelembung dengan BWM 9 Gambar 2.4
Gambar 2.5 Gambar 2.6
Pengukuran DSD dengan Mikroskop Metode Coulter Counter
Penggunaan Metode Light Scattering untuk Mengukur DSD
Skematik dari Peralatan Penelitian
Flowchart Percobaan Metode Pengapungan Batang Grafik Pengaruh Massa Batang Terhadap Waktu Pada Konsentrasi 99% Air : 1% Kerosin dengan Pengaruh Diameter Batang
Grafik Pengaruh Massa Batang Terhadap Waktu Pada Konsentrasi 98% Air : 2% Kerosin dengan Pengaruh Diameter Batang
Grafik Pengaruh Massa Batang Terhadap Waktu Pada Konsentrasi 97% Air : 3% Kerosin dengan Pengaruh Diameter Batang
Grafik Pengaruh Massa Batang Terhadap Waktu Pada Konsentrasi 96% Air : 4% Kerosin dengan Pengaruh Diameter Batang
Grafik Pengaruh Massa Batang Terhadap Waktu Pada Konsentrasi 95% Air : 5% Kerosin dengan Pengaruh Diameter Batang
Grafik Distribusi Ukuran Gelembung dengan Perbandingan Konsentrasi 99% Air : 1% Kerosin dengan (a) Metode Hukum Stokes dan (b) Metode Allen
Grafik Distribusi Ukuran Gelembung dengan
Gambar 4.8
Gambar L2.1 Gambar L2.2 Gambar L2.3
Perbandingan Konsentrasi 98% Air: 2% Kerosin dengan (a) Metode Hukum Stokes dan (b) Metode Allen
Grafik Distribusi Ukuran Gelembung dengan Perbandingan Konsentrasi 95% Air: 5% Kerosin dengan (a) Metode Hukum Stokes dan (b) Metode Allen
Grafik Distribusi Ukuran Gelembung dengan Perbandingan Konsentrasi 99% Air : 1% Kerosin dengan Pengaruh Diameter Tangki
Batang Alumunium Batang Pengaduk Rangkaian Peralatan
30
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 3.1
Tabel 4.1
Tabel Rancangan Percobaan
Ukuran Diameter Batang dan Ukuran Gelembung pada Konsentrasi 99 % Air : 1 % Kerosin
Ukuran Diameter Batang dan Ukuran Gelembung pada Konsentrasi 98 % Air : 2 % Kerosin
Ukuran Diameter Batang dan Ukuran Gelembung pada Konsentrasi 95 % Air : 5 % Kerosin
Ukuran Diameter Tangki dan Ukuran Gelembung
31
Data Massa Batang Dengan Rasio Perbandingan Konsentrasi 99% Air : 1% Kerosin Dengan Metode Pengapungan Batang
Data Besaran Untuk 99% Air – 1% Kerosin
Data Untuk 99% Air – 1% Kerosin Pada Waktu 500 detik Estimasi Distribusi Ukuran Gelembung
Estimasi Distribusi Ukuran Gelembung Data Besaran Untuk 99% Air - !% Kerosin
