Mixing and Agitation

(1)

BAB I BAB I

PENDAHULUAN PENDAHULUAN 1.1

1.1 LatLatar Belakar Belakangang

Pengadukan dan pencampuran merupakan operasi yang penting dalam Pengadukan dan pencampuran merupakan operasi yang penting dalam industri kimia. Pencampuran

industri kimia. Pencampuran (mixing) (mixing) merupakan proses yang dilakukan untuk merupakan proses yang dilakukan untuk me

mengunguranrangi ketigi ketidadakk serseragaagaman suman suatu sisatu sistemtem sepseperterti i kokonsensentrntrasasi, viskoi, viskositsitas,as, temperatur dan lain-lain.

temperatur dan lain-lain. PencampuraPencampuran dilakukan dengan mendistribusikan secaran dilakukan dengan mendistribusikan secara acak dua fasa atau lebih yang mula-mula heterogen sehingga menjadi campuran acak dua fasa atau lebih yang mula-mula heterogen sehingga menjadi campuran homogen. Peralatan proses pencampuran merupakan hal yang sangat penting, homogen. Peralatan proses pencampuran merupakan hal yang sangat penting, tidak hanya menentukan derajat homogenitas yang dapat dicapai, tapi juga tidak hanya menentukan derajat homogenitas yang dapat dicapai, tapi juga mempengaru

mempengaruhi perpindahan pahi perpindahan panas yang tenas yang terjadi. Penggunaarjadi. Penggunaan peralatan yangn peralatan yang tidak tidak tepat dapat menyebabkan konsumsi energi berlebihan dan merusak produk yang tepat dapat menyebabkan konsumsi energi berlebihan dan merusak produk yang dihasilkan. Salah satu peralatan yang menunjang keberhasilan pencampuran ialah dihasilkan. Salah satu peralatan yang menunjang keberhasilan pencampuran ialah pengaduk.

pengaduk. Pada

Pada peralatan peralatan proses proses pencampuranpencampuran yang yang diteliti adaladiteliti adalah penh pengadukan gadukan cairancairan dalam tan

dalam tangki, sehinggki, sehingga perluga perlu dibahas dibahas proses peproses pencampuran ncampuran fasa cafasa cair. Sebagaiir. Sebagai baha

bahan pen petimbatimbangan ungan untuk mntuk mengkengkaji leaji lebihbih jauh jauh prosproses pees pengadngadukan ukan dandan pe

pencncamampupurarann mamaka ka haharurus ms memempepelalajarjari di danan memembmbanandidingngkakan sn sifaifat dt danan karakteristik,

karakteristik, fluida cair fluida cair terhadap terhadap fluida viscous fluida viscous lainnya lainnya sepertiseperti lelehan, palelehan, pasta,sta, slurry.

slurry. Sifat fisik Sifat fisik dan dan viskositas viskositas ini saini sangat ngat mempengamempengaruhi karuhi karakterrakter pencampuranpencampuran sep

sepertierti daya pdaya pengaengadukandukan, waktu p, waktu pencaencampurampuran, tipe pen, tipe pengadngaduk yanuk yang sesuag sesuaii dandan sebagainya.

(2)

M

Maakkaallaah h SSeemmiinnaar r MMiixxiinng g aannd d AAggiittaattiioonn PPaaggee 22 2.2 Rumusan Masalah

2.2 Rumusan Masalah Adapun

Adapun beberapa beberapa masalah masalah dalam dalam makalahmakalah iniini diantaranya diantaranya yaitu yaitu :: 1.

1. Apa Apa itu itu mixmixing ing dadan an agitgitatiation on ?? 2.

2. Apa Apa sasaja ja tujutujuan an penpengadgadukaukan ?n ? 3.

3. Apa Apa saja saja jenis jenis dandan karekarekteriskteristik btik berbaerbagai pgai pengaengaduk ( duk ( AgitaAgitation ) tion ) ?? 4.

4. BagaBagaimanimana pengaa pengaruh putarruh putaran pengan pengaduk teraduk terhadahadap waktu penp waktu pencampcampuranuran?? 5.

5. BagaBagaimanimana pola aa pola aliran yaliran yang terbng terbentuk dentuk dari berbari berbagai jeagai jenis penis pengadngaduk ?uk ? 6.

6. BeraBerapa bespa besarnyarnya kebua kebutuhan dtuhan daya peaya pengadngadukan paukan pada prada praktikuktikum ?m ?

1.3

1.3 Tujuan Tujuan dan dan ManfaatManfaat Adapun bebe

Adapun beberapa tujuan dan manfaarapa tujuan dan manfaat dalam makalah init dalam makalah ini diantaranya yadiantaranya yaitu:itu: 1.

1. MengMengetahetahui ui perbeperbedaan daan mixinmixing dg dan an agitaagitationtion 2.

2. MenMengegetahtahui tui tujuujuan an penpengadgadukaukann 3.

3. MengMengetahetahuiui jenis jenis dan dan karekkarekteristeristik betik berbagrbagai peai pengadngaduk ( uk ( AgitaAgitation tion ).). 4.

4. DapaDapat met menjelanjelaskan skan pengapengaruh ruh putaputaranran pengpengaduk aduk terhaterhadap dap waktuwaktu pencampuran.

pencampuran. 5.

5. DapaDapat menjet menjelaskalaskan pola alin pola aliran yaran yang terbng terbentuentuk pada bk pada berbaerbagai jengai jenisis pengaduk

pengaduk 6.

(3)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pencampuran

Pencampuran (mixing) adalah peristiwa menyebarnya bahan-bahan secara acak, di mana bahan satu menyebar ke dalam bahan yang lain dan sebaliknya.sedangkan bahan-bahan itu sebelumnya terpisah dalam dua fasa atau lebih.

Proses pencampuran dalam fasa cair dilandasi oleh mekanisme perpindahan mementum di dalam 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 di dalam medan aliran yang dikenal sebagai eddies, sehingga mekanisme pencampuran ini disebut eddy diffusion

3. pencampuran karena gerak molekular 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 daripada pencampuran dalam medan aliran laminer.Sifat fisik fluida yang berpengaruh pada proses pengadukan adalah densitas dan viskositas.

2.2 Pengadukan

Pengadukan (agitation) menunjukan gerakan yang terinduksi menurut cara tertentu pada suatu bahan didalam bejana, dimana gerakan itu biasanya mempunyai semacam pola sirkulasi.

(4)

Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 4 Pengadukan zat cair dilakukan untuk berbagai maksud bergantung dari tujuan langkah pengolahan itu sendiri. Beberapa tujuan pengadukan antara lain adalah :

1. Untuk membuat suspense partikel zat padat

2. Untuk meramu zat cair yang mampu campur (miscrible), umpamanya metil alkohol dengan air.

3. Untuk menyebarkan (disperse) gas di dalam zat cair dalam bentuk gelembung-gelembung kecil.

4. Untuk menyebarkan zat cair yang tidak dapat bercampur dengan zat cair yang lain sehingga membentuk emulsi atau suspensi butiran-butiran halus. 5. Untuk mempercepat perpindahan kalor antara zat cair dengan kumparan

atau mantel kalor.

6. Membuat campuran homogen.

7. Melarutkan partikel-partikel padat dalam cairan.

8. Memelihara reaksi yang mungkin terjadi dengan adanya perpindahan momentum dari pengadukan.

2.3 Alat Pengaduk

Peralatan proses pencampuran merupakan hal yang sangat penting, tidak hanya menentukan derajat homogenitas yang dapat dicapai, tapi juga mempengaruhi perpindahan panas yang terjadi. Penggunaan peralatan yang tidak tepat dapat menyebabkan konsumsi energi berlebihan dan merusak produk yang dihasilkan.

Zat cair biasanya diaduk di dalam suatu tangki atau bejana, biasanya yang berbentuk silinder dengan sumbu terpasang vertikal. Bagian atas bejana itu mungkin terbuka saja ke udara, atau dapat pula tertutup. Ukuran dan proporsi tangki bermacam-macam, bergantung pada masalah pengadukan itu sendiri. Ujung bawah tangki itu biasanya agak membulat, jadi tidak datar, maksudnya agar tidak terdapat terlalu banyak sudut-sudut tajam atau daerah yang sulit di tembus arus zat cair.

(5)

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.

Skema lengkap dari sebuah tangki berpengaduk sederhana ditunjukkan pada Gambar 2.1 di bawah ini :

Gambar 2.1 Sketsa dan Dimensi Tangki Pengaduk Terbuka dan Bertutup

(6)

Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 6 2.4 Jenis Pengaduk

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, laminar atau turbulen. Aliran laminar biasanya membutuhkan pengaduk yang ukurannya hampir sebesar tangki itu sendiri. Hal ini disebabkan karena aliran laminar tidak memindahkan momentum sebaik aliran turbulen [Walas, 1988]. Pencampuran di dalam tangki pengaduk terjadi larena adanya gerak rotasi dari pengaduk dalam fluida. Gerak pengaduk ini memotong fluida tersebut dan dapat menimbulkan arus eddy yang bergerak keseluruhan sistem fluida tersebut. Oleh sebab itu, pengaduk merupakan bagian yang paling penting dalam suatu operasi pencampuran fasa cair dengan tangki pengaduk.

Pencampuran yang baik akan diperoleh bila diperhatikan bentuk dan dimensi pengaduk yang digunakan, karena akan mempengaruhi keefektifan proses pencampuran, serta daya yang diperlukan.

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

3. Pengaduk aliran campuran yang merupakan gabungan dari kedua jenis pengaduk di atas.

(7)

Menurut bentuknya, pengaduk dapat dibagi menjadi 3 golongan: 1. Propeller

Kelompok ini biasa digunakan untuk kecepatan pengadukan tinggi dengan arah aliran aksial. Pengaduk ini dapat digunakan untuk cairan yang memiliki

viskositas rendah dan tidak bergantung pada ukuran serta bentuk tangki. Kapasitas sirkulasi yang dihasilkan besar dan sensitif terhadap beban head. Dalam

perancangan propeller , luas sudu biasa dinyatakan dalam perbandingan luas area yang terbentuk dengan luas daerah disk. Nilai nisbah ini berada pada rentang 0.45 sampai dengan 0.55. Pengaduk propeler terutama menimbulkan aliran arah aksial, arus aliran meninggalkan pengaduk secara kontinu melewati fluida ke satu arah tertentu sampai dibelokkan oleh dinding atau dasar tangki.

2. Turbine

Istilah turbine ini diberikan bagi berbagai macam jenis pengaduk tanpa memandang rancangan, arah discharge ataupun karakteristik aliran. Turbine merupakan pengaduk dengan sudu tegak datar dan bersudut konstan. Pengaduk jenis ini digunakan pada viskositas fluida rendah seperti halnya pengaduk jenis propeller [Uhl & Gray, 1966]. Pengaduk turbin menimbulkan aliran arah radial dan tengensial. Di sekitar turbin terjadi daerah turbulensi yang kuat, arus dan geseran yang kuat antar fluida.

Salah satu jenis pengaduk turbine adalah pitched blade. Pengaduk jenis ini memiliki sudut sudu konstan. Aliran terjadi pada arah aksial, meski demikian terdapat pule aliran pada arah radial. Aliran ini akan mendominasi jika sudu berada dekat dengan dasar tangki.

3. Paddles

Pengaduk jenis ini sering memegang peranan penting pada proses pencampuran dalam industri. Bentuk pengaduk ini memiliki minimum 2 sudu, horizontal atau vertikal, dengan nilai D/T yang tinggi. Paddle digunakan pada aliran fluida laminar, transisi atau turbulen tanpa baffle.

(8)

Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 8 Pengaduk padel menimbulkan aliran arah radial dan tangensial dan hamper tannpa gerak vertikal sama sekali. Arus yang bergerak ke arah horisontal setelah mencapai dinding akan dibelokkan ke atas atau ke bawah. Bila digunakan pada kecepatan tinggi akan terjadi pusaran saja tanpa terjadi agitasi.

Gambar 2.2 Bentuk-bentuk Pengaduk

(a) Pengaduk paddle, (b) Pengaduk propeller , (c) Pengaduk turbine Disamping itu, masih ada bentuk-bentuk pengaduk lain yang biasanya merupakan modifikasi dari ketiga bentuk di atas.

Gambar 2.3 Tipe-tipe Pengaduk Jenis Turbin (a) Flate Blade, (b) Curved Blade, (c) Pitched Blade

Gambar 2.4 Tipe-tipe Pengaduk Jenis Propeller (a) Standard three baldes, (b) Weedless (c) Guarded

(9)

Gambar 2.5 Tipe-tipe Pengaduk Jenis Padel (a) Basic, (b) Anchor, (c) Glassed

Gambar 2.6 Pola Aliran Pada Pengaduk Jenis Propeler 2.5 Kecepatan Pengaduk

Kecepatan pengaduk yang umumnya digunakan pada operasi industri kimia adalah sebagai berikut.

1. Kecepatan tinggi, berkisar pada kecepatan 1750 rpm.

Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk fluida dengan viskositas rendah misalnya air.

2. Kecepatan sedang, berkisar pada kecepatan 1150 rpm.

Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk larutan sirup kental dan minyak pernis.

3. Kecepatan rendah, berkisar pada kecepatan 400 rpm.

Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk minyak kental, lumpur di mana terdapat serat atau pada cairan yang dapat menimbulkan busa.

(10)

Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 10 Untuk menjamin keamanan proses, pengaduk dengan kecepatan lebih tinggi dari 400 rpm sebaiknya tidak digunakan untuk cairan dengan viskositas lebih besar dari 200 cP, atau volume cairan lebih besar dari 2000 L. Pengaduk dengan kecepatan lebih besar dari 1150 rpm sebaiknya tidak digunakan untuk cairan dengan viskositas lebih besar dari 50 cP atau volume cairan lebih besar dari 500 L. Kecepatan pengaduk ditentukan oleh viskositas fluida dan ukuran geometri sistem pengadukan.

2.6 Jumlah Pengaduk

Jumlah pengaduk yang digunakan ditentukan oleh viskositas fluida, diameter pengaduk dan kedalaman fluida yang akan diaduk. Jumlah pengaduk yang umumnya digunakan adalah 1 atau 2 buah pengaduk. Panduan dalam menentukan jumlah pengaduk yang akan digunakan diperlihatkan pada Tabel 2.1

Tabel 2.1 Kriteria penentuan jumlah pengaduk (Weber, 1963)

Satu Pengaduk Dua Pengaduk

fluida dengan viskositas rendah dapat menyapu dasar tangki kecepatan balik aliran tinggi ketinggian permukaan cairan bervariasi

fluida dengan viskositas sedang dan tinggi

untuk tangki yang dalam gaya gesek aliran lebih besar dapat meminimalkan ukuran mounting nozzle

2.7 Pola Aliran dalam Tangki Berpengaduk

Pada tangki berpengaduk, pola aliran yang dihasilkan bergantung pada beberapa faktor antara lain geometri tangki, sifat fisik fluida dan jenis pengaduk itu sendiri. Pengaduk jenis turbine akan cenderung membentuk pola aliran radial sedangkan propeller cenderung membentuk aliran aksial. Pengaduk jenis helical screw dapat membentuk aliran aksial dari bawah tangki menuju ke atas permukaan cairan. Pola aliran yang dihasilkan oleh tiap-tiap pengaduk tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.7

(11)

Gambar 2.7 Pola Aliran Fluida di dalam Tangki Berpengaduk (a) flat-blade turbine, (b) marine propeller , (c) helical screw

Pada dasarnya terdapat 3 komponen yang hadir dalam tangki berpengaduk yaitu: a. komponen radial pada arah tegak lurus terhadap tangkai pengaduk

b. komponen aksial pada arah sejajar (paralel) terhadap tangkai pengaduk c. komponen tangensial atau rotasional pada arah melingkar mengikuti

putaran sekitar tangkai pengaduk.

Komponen radial dan tangensial terletak pada daerah horizontal dan komponen longitudinal pada daerah vertikal untuk kasus tangkai tegak (vertical shaft). Komponen radial dan longitudinal sangat berguna untuk penentuan pola aliran yang diperlukan untuk aksi pencampuran (mixing action).

Pengadukan pada kecepatan tinggi ada kalanya mengakibatkan pola aliran melingkar di sekitar pengaduk. Gerakan melingkar tersebut dinamakan vorteks. Vorteks dapat terbentuk di sekitar pengaduk ataupun di pusat tangki yang tidak menggunakan baffle. Fenomena ini tidak diinginkan dalam industri karena beberapa alasan. Pertama kualitas pencampuran buruk meski fluida berputar dalam tangki. Hal ini disebabkan oleh kecepatan sudut pengaduk dan fluida sama. Kedua udara dapat masuk dengan mudahnya ke dalam fluida karena tinggi fluida di pusat tangki jatuh hingga mencapai bagian atas pengaduk. Ketiga, adanya vorteks akan mengakibatkan naiknya permukaan fluida pada tepi tangki secara signifikan sehingga fluida tumpah. Upaya berikut ini dapat dilakukan untuk menghindari vorteks, yaitu:

(12)

Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 12 1. menempatkan tangkai pengaduk lebih ke tepi (off-center)

2. menempatkan tangkai pengaduk dengan posisi miring 3. menambahkan baffle pada dinding tangki

2.8 Draft Tube (Deddy, 2001)

Draft tube merupakan silinder ramping yang mengelilingi pengaduk dengan diameter lebih besar dari diameter pengaduk. Alat ini digunakan untuk mengendalikan arah dan kecepatan aliran serta sangat berguna untuk menghasilkan nilai shear pengaduk yang tinggi. Penggunaan draft tube dengan pola aliran down-pumping menghasilkan pola aliran kuat yang akan menyapu semua padatan dan menurunkan tingkat deposisi. Dengan draft tube diharapkan partikel-partikel fluida mencapai path length yang sama. Penggunaan draft tube menghasilkan peningkatan yang sangat signifikan dari keseragaman aliran, terutama pada daerah dekat permukaan cairan. Tetapi, daya yang dibutuhkan pada sistem pengadukan dengan draft tube lebih besar daripada sistem open impeller . Walaupun demikian, jika sistem pengadukan dengan draft tube ternyata menghasilkan pencampuran yang lebih baik, maka penggunaan draft tube tetap menjadi pilihan utama.

Posisi pengaduk dalam draft tube ditentukan oleh jenis pengaduk yang digunakan. Untuk pengaduk jenis turbine, pengaduk diletakkan di bawah draft tube. Tapi untuk pengaduk jenis propeller , pengaduk diletakkan di dalam draft tube. Gambar 2.8 merupakan sketsa sederhana tangki berpengaduk dengan draft tube.

Gambar 2.8 Tangki Berpengaduk dengan Draft tube (a) pengaduk turbine, (b) pengaduk propeller

(13)

2.9 Laju dan Waktu Pencampuran ( Rate & Time for Mixing)

Waktu pencampuran (mixing time) adalah waktu yang dibutuhkan sehingga diperoleh keadaan yang serba sama untuk menghasilkan campuran atau produk dengan kualitas yang telah ditentukan. Sedangkan laju pencampuran (rate of mixing) adalah laju di mana proses pencampuran berlangsung hingga mencapai kondisi akhir (Coulson and Richardson, 1999). Pada operasi pencampuran dengan tangki pengaduk, waktu pencampuran ini dipengaruhi oleh beberapa hal,

1. Yang berkaitan dengan alat, seperti:

a. ada tidalnya baffle atau cruciform baffle

b. bentuk atau jenis pengaduk (turbin, propeler, padel) c. ukuran pengaduk (diameter, tinggi)

d. laju putaran pengaduk

e. kedudukan pengaduk pada tangki, seperti 1. jarak terhadap dasar tangki

2. pola pemasangannya: center, vertikal off center, vertikal

miring (inciclined ) dari atas horisontal

f. jumlah daun pengaduk

g. jumlah pengaduk yang terpasang pada poros pengaduk 2. Yang berhubungan dengan cairan yang diaduk:

a. perbandingan kerapatan/ densitas cairan yang diaduk b. perbandingan viskositas cairan yang diaduk

c. jumlah kedua cairan yang diaduk

d. jenis cairan yang diaduk (miscible, immiscible)

Untuk selanjutnya faktor-faktor tersebut dapat dijadikan variabel yang dapat dimanipulasi untuk mengamati pengaruh setiap faktor terhadap karakteristik pengadukan, terutama terhadap waktu pencampuran.

(14)

Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 14 Beberapa teknik yang dapat digunakan untuk menentukan waktu dan laju pencampuran, antara lain:

1. Menambahkan pewarna dan mengukur waktu yang dibutuhkan untuk mencapai keseragaman warna

2. Menambahkan larutan garam dan mengukur konduktivitas elektrik saat komposisi seragam

3. Menambahkan asam atau basa serta mendeteksi perubahan warna indicator ketika proses netralisasi sudah selesai

4. Metoda distribusi waktu tinggal (residence time distribution) yang diukur dengan memantau konsentrasi output

5. Mengukur temperatur serta waktu yang dibutuhkan untuk mencapai keseragaman.

Waktu pencampuran ditentukan oleh beberapa variable proses dan operasi yang ditunjukkan oleh hubungan berikut ini.

θm= f ( ρ, µ, N, D, g. dimensi geometri sistem) dengan θm = waktu pencampuran

ρ = densitas fluida µ = viskositas fluida

N = kecepatan putaran pengaduk D = diameter pengaduk

g = percepatan gravitasi

Jika faktor dimensi geometri dan bilangan Froude (DN /g)2 diabaikan, maka hubungan dapat disederhanakan menjadi:

(15)

2.10 Kebutuhan Daya

Suatu pertimbangan yang sangat penting dalam merancang bejana aduk adalah kebutuhan daya untuk menggerakan (mendorong) impeller . Formula-formula penting yang berhubungan dengan proses pengadukan adalah sebagai berikut :

1. Angka Daya (Power Number), Np

Np = Pg

n Da (2)

2. Bilangan Reynold (Reynold Num ber), NRe suatu bilangan untuk menyatakan pengaruh kekentalan (viskositas) fluida.

NRe = n Da (3)

3. Perhitungan Kebutuhan Daya, P dapat dihitung dengan bantuan kurva hubungan antara bilangan Reynold dengan Bilangan daya sehingga diperoleh

P = Np n Da

g (4)

Dimana : n = Putaran Pengaduk Da = Diameter propeller

= Densitas cairan

µ = Kekentalan (viscositas) cairan gc = Konstanta gravitasi

(16)

Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 16 BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

Adapun beberapa alat yang digunakan dalam praktikum mixing and agitation diantaranya yaitu :

1. Seperangkat tangki berpengaduk 2. Stopwatch

3. Selang 3.1.2 Bahan

Adapun beberapa bahan yang digunakan dalam praktikum mixing and agitation diantaranya yaitu :

1. Indikator warna 2. Air

3.2 Langkah Kerja

Adapun langkah kerja pada praktikum mixing and agitation diantaranya yaitu :

1. Diisi air kedalam tangki pengaduk (mixing) sesuai uraian tugas. 2. Diatur kecepatan pengaduk sesuai uraian tugas.

3. Ditambahkan pewarna secukupnya. 4. Digambarkan pola aliran yang terbentuk.

5. Dicatat waktu untuk terjadi pencapuran sempurna. 6. Ditentukan kebutuhan daya untuk setiap uraian tugas.

(17)

BAB IV

DATA PENGAMATAN

4.1 Hasil Pengamatan dan Perhitungan Tabel 4.1 Hasil Pengamatan dan Perhitungan

Stroke Kecepatan Pengadukan (rpm) Volume Cairan (Liter) Waktu Pengadukan Sempurna (s) Besar daya Pengadukan (ft.lb /det)f 20% 19 5 50 1,05 × 10-5 7 63 9 75 11 85 40% 23 5 36 1,64 × 10-5 7 53 9 55 11 64 60% 34 5 25 2,25 × 10-5 7 29 9 33 11 40 80% 44 5 10 4,98 ×10-5 7 13 9 16 11 20

(18)

Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 18 4.2 Pola Aliran yang Terbentuk pada Jenis Pengaduk Propeller

Gambar 4.1 Pola Aliran Pada Pengaduk Propeller

Pengaduk propeller akan menghasilkan pola aliran aksial yang akan menimbulkan aliran yang sejajar dengan sumbu putaran.

4.3 Kurva Putaran Pengaduk (rpm) Vs Waktu Pencampuran (detik)

Gambar 4.2 Kurva Putaran Pengaduk (rpm) Vs Waktu Pencampuran (detik)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 20 40 60 80 100 r p m ( r o t a t i o n / m e n i t )

Waktu Pengadukan Sempurna

19 rpm Series2 Series3 Series4

(19)

4.4 Contoh Perhitungan Da = 15 cm × 1 m 100 cm × 3,2802 ft 1 m = 0,5 ft W = 3 cm × 1 m 100 cm × 3,2802 ft 1 m = 0,098 ft Dt = 45 cm × 1 m 100 cm × 3,2802 ft 1 m = 1,5 ft

µ

air pada suhu 300C = 0,8 Cp × , / . = 5,4 × 10-4 lbm/ft.det

= 1 kg/m3= 2,2 1

×

0,03 3 1 3 = 0,066 lbm/ft Stroke 20 %  n1= × 60 = 19 rpm = 19 put/min × = 0,32 / Stroke 40 %  n2= , × 60 = 23 rpm = 23 put/min × = 0,4 / Stroke 60 %  n3= × 60 = 34 rpm = 34 put/min × = 0,56 / Stroke 80 %  n4= × 60 = 44 rpm = 44 put/min × = 0,73 /

(20)

Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 20 4.4.1 Daya Pada Kecepatan 19 rpm

= . . =

(0,33 / det)( 0,066 )(0,5 )

5,4 × 10 .

= 9,77

Np = 5 (dari grafik Np Vs NRe Mc Cabe jilid 1 hal 243)

= . . . =

(5) 0,066 (0,32 /det ) (0,5 ) 32,17 . /

= 1,05 × 10 . /

4.4.2 Daya Pada Kecepatan 23 rpm

= . . =