fluidisasi

(1)

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang I.1. Latar Belakang

Flu

Fluidiidisasi sasi adaadalah lah proproses ses dimdimana ana ungunggun gun parpartiktikel el solsolid id berberperperilailakuku

seperti fluida melalui kontak dengan gas solid, salah satu jenis unggun ini seperti fluida melalui kontak dengan gas solid, salah satu jenis unggun ini

adalah liquid fluid bed. Mengacu pada tujuan percobaan pada kali ini kita adalah liquid fluid bed. Mengacu pada tujuan percobaan pada kali ini kita

ak

akan an memempmpelelajaajari ri pepengngaruaruh h kekececepapatatan n alaliriran an teterhrhadadap ap kakarakrakterterisistitik k

hid

hidrodrodinainamikmika a ungunggun gun terfterfluiluidisdisasi asi liqliquiduid-sol-solid id padpada a berberbagbagai ai keckecepaepatantan

liquid antara lain: karaktristik presssure drop, fluidisaisi awal, porositas, dan liquid antara lain: karaktristik presssure drop, fluidisaisi awal, porositas, dan

tinggi

tinggi unggun unggun terekspansi.terekspansi.

Unggun fluidisasi merupakan suatu sistem dimana partikel solid tidak Unggun fluidisasi merupakan suatu sistem dimana partikel solid tidak

berada

berada dalam dalam kondisi kondisi diam diam didalam didalam aliran aliran fasa fasa gas gas atau atau liquid, liquid, sehinggasehingga

partikel

partikel solid solid tersebut tersebut berperilaku berperilaku seperti seperti aliran aliran fluida. fluida. Sistem Sistem fluidisasi fluidisasi iniini

mulana dikembangkan untuk proses pencairan atau hidrogenasi batubara. mulana dikembangkan untuk proses pencairan atau hidrogenasi batubara.

Selanju

Selanjutntna a dalam skala dalam skala komkomersial ersial dikemdikembangbangkan kan untuuntuk k indusindustri tri lainnlainna,a,

baik ang melibatkan proses fisika, kimia, petrokimia, elektrokimia, biokimia baik ang melibatkan proses fisika, kimia, petrokimia, elektrokimia, biokimia

dan pada unit instalasi pengolahan limbah. dan pada unit instalasi pengolahan limbah.

!le

!leh h karkarena ena penpentintingngna a karkaraktakterieristik stik hidhidrodrodinainamikmika, a, perperpinpindahdahanan

mas

massa sa dan dan panpanas as diddidalaalam m kolkolom om ungunggun fluidgun fluidisasisasi, i, makmaka a penpenelielitiatian n iniini

mempelajari pengaruh ratio antara kecepatan superfisial fasa gas dan cair mempelajari pengaruh ratio antara kecepatan superfisial fasa gas dan cair

ter

terhahadadap p hihidrdrododininamamikika a dadan n kokoefefisiisien en peperprpinindadahahan n mamassassa. . "a"ari ri hahasisill

penelitian

(2)

koefis

koefisien ien perpiperpindahandahan n massa sangat massa sangat dipendipengaruhgaruhi i oleh faktor oleh faktor bentubentuk k partikpartikelel

sol

solid, id, ratiratio o keckecepaepatan tan supsuperferfisiaisial l liqliquid uid dan dan gasgas. . SemSemakiakin n disdisperpersi si alialiranran

gel

gelembembung ung mamaka ka semsemakiakin n menmeningingkat kat pulpula a nilnilai ai koekoefisfisien ien perperpinpindahdahanan

massana. massana.

#ada laju alir fluida ang sedikit diperbesar maka akan terlihat bahwa #ada laju alir fluida ang sedikit diperbesar maka akan terlihat bahwa

seluruh partikel tersuspensi ke dalam aliran fluida dan bergetar pada daerah seluruh partikel tersuspensi ke dalam aliran fluida dan bergetar pada daerah

ang terbatas, peristiwa semacam ini disebut

ang terbatas, peristiwa semacam ini disebut Fluidisasi Minimum Fluidisasi Minimum

$etika suatu fluid

$etika suatu fluida mengalir ke a mengalir ke atas melalui suatu atas melalui suatu partikel packed bedpartikel packed bed

pada kecepatan re

pada kecepatan rendah, partikel tersebut ndah, partikel tersebut tetap diam, Seiring tetap diam, Seiring dengan kenaikandengan kenaikan

kecepa

kecepatan tan fluidfluida a ang mengalirang mengalir, , penurpenurunan tekanan unan tekanan meninmeningkat, Semakingkat, Semakin

lama peningkatan kecepatan berlangsung maka kondisi akhir akan terjadi lama peningkatan kecepatan berlangsung maka kondisi akhir akan terjadi

ke

ketitika ka akakibibat at dadari ri adadanana a pepenunururunanan n tetekakananan n didikakalilikakan n dedengngan an luluasas

permukaan

permukaan setara setara dengan dengan gaa gaa gra%itasi gra%itasi ang ang bekerja bekerja pada pada massa massa partikelpartikel,,

partikel

partikel tersebut tersebut akan akan mulai mulai bergerak bergerak dan dan ini ini adalah adalah awal awal dari dari prosesproses

fluidisasi atau fluidisasi minimum. fluidisasi atau fluidisasi minimum.

#or

#orositositas as dardari i bed bed ketketika ika proproses ses flufluidiidisasi sasi aang ng berberlanlangsugsung ng adaadalahlah

porositas

porositas minimum minimum untuk untuk fluidisasi, fluidisasi, &ed &ed mengalami mengalami perubahan perubahan ke ke kondisikondisi

porositas

porositas atau atau %oid %oid age age tersebut tersebut sebelum sebelum terjadina terjadina gerakan gerakan dan dan partikel,partikel,

#orosi

#orositas tas minimminimum um ini ini ditenditentukan besarntukan besarna a dengadengan n cara cara mengmengalirkan liquidalirkan liquid

ke dalam bed dan menghitung ketinggian bed '

ke dalam bed dan menghitung ketinggian bed 'mf mf dalam satuan m. dalam satuan m.

I.2. Tujuan Percobaan I.2. Tujuan Percobaan

(ujuan dari percobaan hidrodinamika kolom unggun fluidisai (ujuan dari percobaan hidrodinamika kolom unggun fluidisai

liquid-so

(3)

karakteristik hidrodinamika kolom unggun terfluidisasi liquid-solid pada

berbagai kecepatan liquid, antara lain : $arakteristik #ressure "rop, dan

tinggi unggun terfluidisasi.

I.3. Perumuan !aala"

&agaimanakah pengaruh kecepatan aliran terhadap karakteristik

(4)

BAB II

TIN#AUAN PU$TA%A

Fluidisasi adalah suatu operasi dimana unggun operasi partikel solid

berubah menjadi fluida melalui kontak dengan gas atau liquida. "alam sistem

solid-liquid peningkatan laju diatas fluidisasi minimum menghasilkan ekspansi

bed ang progresif dan halus, $etidakstabilan aliran terendam dan tetap kecil dan

pembentukan gelembung berskala besar atau tidak keseragaman tidak ditemui

pada kondisi normal, Unggun dalam keadaan seperti itu disebut Liquid Fluidized

bed.

(erjadina fluidisasi dipengaruhi oleh beberapa faktor ang dapat terjadi

beberapa gangguan. *angguan-gangguan ang terjadi pada fluidisasi antara lain :

+. slugging, adalah timbulna gelembung-gelembung udara ang melalui

timbunan )at padat.

. hanneling, adalah peristiwa dimana fluida hana melalui bagian tertentu

dari timbunan )at padat.

Faktor-faktor ang mempengaruhi fluidisasi agar tidak terjadi gangguan tersebut

diatas adalah :

+. $ecepatan alir fluida

&erpengaruh terhadap terjadina fluidisasi ang baik, terutama akibat

ukuran )at padat.

(5)

#erbandingan 'dt dapat digunakan untuk menentukan perbandingan

berapa akan terjadi slugging sehingga operasi fluidisasi berada dibawah

harga tersebut.

/. Sifat fisika dan butiran )at padat

0ang dimaksud sift fisika disini adalah densitas, kebulatan, bentuk

permukaan butiran, dll.

1. "istribusi butiran

#ada unggun terekspansi, partikel bergerak bebas mengikuti aliran liquida

ke atas, lalu partikel turun tersusun dengan ukuranna.

2. (ipe distributor

&entuk-bentuk geometris sangat menentukan distribusi fluida pada kolom

fluidisasi.

Aliran Di Dalam Fluidized Bed

1. Kecepatan dan porositas minimum untuk fluidisasi

Fluida mengalir keatas melalui suatu partikel packed bed pada kecepatan

rendah, partikel tersebut tetap diam. "engan adana kenaikan fluida ang

mengalir, penurunan tekanan meningkat aitu semakin lama peningkatan

kecepatan berlangsung, maka kondisi akhir akan terjadi ketika akibat dari

adana penurunan tekanan dikalikan dengan luas permukaan setara dengan

gaa gra%itasi ang bekerja pada massa partikel, #artikel tersebut mulai

bergerak dan ini merupakan awal dari proses Fluidisasi atau Fluidisasi

(6)

fluidisasi minimum 3%

mf 4 dalam satuan ms berdasarkan luas permukaan

kosong dari menara 3kecepatan superficial4,

(

)

( )

(

)

/ /   / . + 52 , + . + +26 ε ε ν ε ε µν Dp L p Dp L p l − ∆ + − ∆ = ∆ ... 3+.+4 (pers,3,1-20,Geankoplis)

#orositas dari bed ketika proses fluidisasi ang sebenarna berlangsung adalah

porositas minimum untuk fluidisasi 37mf 4. &ed mengalami perubahan ke

kondisi porositas atau %oidage tersebut sebelum terjadina gerakan dari

partikel. #orositas minimum ini ke dalam bed dan menghitung ketinggian bed

3'mf 4 dalam satuan m.

Seperti telah disebutkan sebelumna, penurunan tekanan akan meningkat

seiring dengan peningkatan kecepatan alir liquida ang berlangsung hingga

kondisi fluidisasi minimum tercapai sehingga dengan semakin meningkatna

kecepatan, penurunan tekanan akan menurun dengan sangat kecil dan akan

tidak berubah lagi seiring dengan meningkatna porositas bed atau

bergerakna partikel dengan adana kenaikan kecepatan. &ed akan terlihat

menerupai liquid ang sedang mendidih. Saat bed bergerak dengan adana

peningkatan kecepatan, bed akan tetap mempertahankan permukaan hori)ontal

atasna. "an ketika kecepatan semakin meningkat keluarna partikel dari

kondisi bed fluidisasi akan terjadi.

8ubungan antara ketinggian bed (I) dengan porositas (ε) untuk bed dengan

luas permukaan ang sama aitu , dan karena %olume L!!(1"ε) adalah setara

(7)

L1 !!(1"ε) # L$ !!(1"ε) ... 3+.4 (pers,3,1-29,Geankoplis) +   + + + ε ε − − = L L ...3+./4 ( pers,3,1-30,Geankoplis) "imana :

• L1 9 ketinggian bed ang memiliki porositas ε1

• L$ 9 ketinggian bed ang memiliki porositas ε$

$. %enurunan &ekanan dan Kecepatan Fluidisasi Minimum

*aa ang terjadi akibat penurunan tekanan dikalikan dengan luas permukaan

harus setara dengan gaa gra%itasi ang dihasilkan oleh massa dari partikel

dikurangi dengan gaa buant dari fluid ang digunakan,

'  L p= mf −ε mf ρ p − ρ ∆ + _...3+.14 (pers,3,1-31,Geankoplis) Sehingga,

(

)(

)

' L p p mf mf ρ ρ ε − − = ∆ + _{... 3+.24 dalam S} (pers,3,1-31,Geankoplis)

(

)(

)

c p mf mf ' ' L p ρ ρ ε − − = ∆ + _{...3+.24 dalam &ritish}

Seringkali kita mempunai partikel dengan bentuk ang tidak teratur didalam

bed, sehingga akan lebih meakinkan jika kita menggunakan uikuran partikel

(8)

efektif rata-rata Dp dengan ;<, Dp dalam persamaan. "imana kini Dp adalah

ukuran partikel ang sebenarna sehiungga persamaan 3+.14 menjadi :

(

)

( )

(

)

/ /    / . + 52 , + . + +26 ε ε ν ε ε µν Dp p Dp p s l s Φ − + Φ − = ∆ ...3+.=4 (pers,3,1-33,Geankoplis)

"imana : L adalah ketinggian bed dalam m

Sekarang persamaan 3+.24 dapat digunakan dengan ekstrapolasi untuk packed

bed sehingga dapat dihitung kecepatan gas minimum l

mf pada saat fluidisasi

mulai terjadi dengan mensubstitusi l

mf untuk  ! εl mf untuk ε dan Lmf untuk L

dan menggabungkan hasilna dengan persamaan 3+.24

(

)

( )(

)

(

)(

)

' Dp Dp _s _mf mf p mf l mf s mf l ρ ρ ε ε ε ν ρ ε ε µν − − − Φ − + Φ − =+26 + +,52 + + 6 _ _ _/ _/

$emudian dikalikan dengan Dp*_{, sehingga menjadi}

(

)

( )

(

)

(

)(

)

/ /  /   + + 52 , + + +26 6 'Dp Dp Dp Dp _s _mf mf p mf l mf s mf l ρ ρ ε ε ε ν ρ ε ε µν − − − Φ − + Φ − =

"an dibagi dengan +$_{, sehingga}

(

)

( )

(

) (

)(

)

 / /   /  + + 52 , + + +26 6 µ ρ ρ ε ε µ ε ν ρ ε µ ε µν Dp mf p 'Dp mf s mf l mf s mf l − − − Φ − + Φ − =

Selanjutna dibagi dengan (1" εmf ), menjadi

( )

(

)

(

)

6 + +26 52 , +  / /  /    

=

−

Φ

−

+

Φ

_µ ρ ρ ρ ε µ ε ν ρ ε µ ρ ν Dp Dp ' Dp _p mf s mf l mf s l mf ....3+.54 (pers,3,1-34 Geankoplis)

(9)

"an untuk menentukan >enold ?umber adalah µ ρ l mf mf Dp , >e = ...3+.<4 (pers,3,1-35 Geankoplis)

Sehingga persamaan 3+.54 menjadi :

(

)

(

)(

)

(

)

6 + +26 52 , +  / /  >e / >e = − − − + µ ρ ρ ρ ε µ φ ε ε φ ' Dp , , _p mf s mf mf mf s mf ...3+.@4 (pers,3,1-36 Geankoplis)

Aadi ketika , -e mf lebih kecil dari 6 3partikel kecil4, maka term pertama dari

persamaan 3+@4 dapat ditanggalkan, dan jadi ketika , -e mf lebih besar dari

+666 3partikel besar4, maka term kedua dari persamaan 3+@4 dapat

ditanggalkan. Aika term εmf dan I atau  s tidak diketahui, maka Bien dan 0u

menemukan sifat dari sistem, aitu :

1 + / ₌ mf sε φ ++  = − mf mf ε φ ε ...3+.+64 (pers,3,1-37 Geankoplis)

Substitusi ke dalam persamaan 3+.@4 menjadi :

, -e mf 9

(

)

(

)

5 , // 616< , 6 5 , //  +    ₋         − + µ ρ ρ ν ' Dp _p ...3+.++4 (pers,3,1-38 Geankoplis)

?amun persamaan ini hana biasa digunakan untuk fluidisasi dengan >enold

(10)

hasil perhitungan ang paling akurat adalah dengan menggunakan persamaan

3+.@4.

*. /kspansi dari 0ed Fluidisasi

Untuk kejadian dimana digunakan partikel dengan ukuran ang kecil dan

dimana , _>e Dp 16 l mf mf µ ρ ν

= _{, maka kita dapat memperkirakan perubahan}

dari porositas atau ketinggian bed, $ita mengasumsikan bahwa persamaan

3+.<4 berlaku untuk semua range dari kecepatan fluid dengan menghilangkan

term pertama, $emudian tentukan besar l _:

l ₉

(

)

(

)

/ / + / /  + + +26 ε ε ε µ ε ρ ρ − = − − K Dp p ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3+,+4 (pers,3,1-38 Geankoplis)

"ari persamaan diatas dapat kita lihat bahwa semua term kecuali ε adalah

konstan untuk sistem tertentu tergantung l _{. #ersamaan ini dapat digunakan}

dengan liquid untuk menentukan ε dengan

ε

D 6,<+. ?amun bagaimanapun juga karena clumping atau faktor-faktor lain, kesalahan dapat terjadi jika

digunakan untuk gas.

Flow rate didalam fluidi)ed bed dibatasi oleh kecepatan minimum dan juga

oleh entrainment solid dari bed proper. $ecepatan maksimum ang masih

dapat digunakan adalah diperkirakan sebagai terminal settling %elocit dari

partikel. Untuk solid dengan ang kecil dan untuk 6,1 D >e D266 sehingga l

(11)

l ₉

(

)

' _dp f f f p         − µ ρ ρ ρ 2 1   ...3+.+/4

Untuk menghitung porositas dari fluidi)ed bed untuk sistem silod-liquid dapat

digunakan persamaan >ichardson-Eaki :

n l l ε ν ν = ...3+.+14 "imana :

l _{: kecepatan liquid dalam fluidisasi}

t : kecepatan terminal solidpartikel

n 9 suatu harga ang ditetapkan secara impiris dengan fungsi dpdt dan ?rep

dp 9 diameter partikel

dt 9 diameter kolom

n 9 G1,/2 H +5,2 dpdtI >e6_p,6/ _{untuk 6, D ?rep D +}

n 9 G1,12 H +< dpdtI >e6_p,+ _{untuk + D ?rep D 66}

n 9 1,12 >e6_p,+ _{untuk 66 D ?rep D266}

n 9 ,/@ untuk ?rep J 266

Distributor

"alam sistem fluidisasi liquid-solid, gaa friksi antara partikel solid dan

(12)

friksi antara partikel solid dan liquid bergantung pada kecepatan relatif dari

partikel solid dengan liquid sekitarna. *aa friksi ang merupakan gaa pada

partikel solid akan meningkat seiring dengan peningkatan kecepatan super%isial

liquid. 8al ini sesuai dengan liquid ang dilewatkan pada unggun partikel solid,

maka akan terjadi pressure drop.

#ressure drop ang dirumuskan pada persamaan menatakan dua faktor,

aitu kehilangan karena %iskositas, dan kehilangan karena energi kinetik pada

fluida dengan bilangan >enolds rendah, maka kehilangan karena %iskositas jauh

lebih besar, Sedangkan untuk fluida dengan bilangan >enolds cukup tinggi maka

kehilangan karena energi kinetik ang jauh lebih besar.

"alam unggun sistem terfluidisasi, partikel solid akan terfluidisasi jika

kecepetan fluida ang melewati partikel lebih besar dari pada kecepatan

pengendapan partikel. &eberapa %ariasi kecepatan liquid menebabkan pula

adana dinamika pressure drop dan menebabkan awal. #ada kondisi ini gaa

friksi antara partikel dengan fluida ang mengalir berkeseimbangan dengan berat

partikelunggun, pada arah %ertikal gaa tekan antara partikel ang berdekatan

menghilang dan perubahan tekanan ang melewati bagian dari unggun sama

dengan berat fluida dan unggun.

Kntrainment partikel dari permukaan suatu bed terfluidisasi hampir sama

denga entrainment butir-butir air ang jatuh dari suatu liquid ang sedangan

mendidih atau bubbling pool dari liquid ang mengalir di dalam suatu tra

distilasi. #artilkel solid tidak dapat bersifat seperti butir-butir air ang jatuh, maka

(13)

semakin menurun seiring dengan kenaikan tinggi bed, dan tak dapat dielakkan

pada saat tercapaina rate konstan akan menunjukkan bahwa kecepatan jatuh

bebas dari partikel akan lebih kecil dibandingkan dengan kecepatan super%isial

operasi. *aa dorong dari keluaran liquid merupakan fungsi dari ukuran partikel

dan frekuensi timbulna bubble diatas permukaan bed fluidisasi. &ubble ang

timbul menunjukkan bahwa periode timbulna bubble lebih berpengaruh jika

dibandingkan dengan profil kecepatan superficial operasi, ang menebabkan

terjadina jarak atau bias disebut tinggi perangkatna partikel diatas suatu bed

terfluidisasi atau biasa disebut (ransport "isengaging 8eight suaru reaktor

dengan tinggi diatas ("8 akan menebabkan tidak berpengaruhna penurunan

(14)

BAB III

!ET&D&L&'I PE()&BAAN

III.1. Proe*ur Percobaaan

+. Membuat kalibrasi !riface meter:

Mengalirkan air dari tangki penampung 354 dengan pompa 3=4

kemudian menutup kran buangan ke tangki penampung dan membuka

kran ke kolom unggun  oriface dengan melihat manometer raksa dengan

L8 3selisih kektinggian di manometer raksa4 ang telah ditentukan

sehingga air akan mengalir melalui oriface nilai meter 3tedapat manometer

raksa 324 sebagai petunjuk laju alir fluida4 kemudian air akan mengalir ke

kolom unggun setelah air melalui distributor 314 maka kran no @ dibuka

kemudian menampung air ang keluar dari kran dengan waktu ang telah

ditentukan.

. "engan susunan peralatan seperti ditunjukkan pada gambar, memasukkan

sejumlah partikel solid pasir kuarsa ke dalam kolom, dengan tinggi ungun

diam tertentu.

/. Mengalirkan air melalui bagian bawah kolom secara perlahan-lahan

sampai o%erflow, untuk menghilangkan udara ang terjebak di dalam pipa.

1. Mengatur kecepatan laju air liquid pada kecepatan tertentu melalui bacaan

pada orifice meter, dan mengamati tinggi unggun dan gerakan partikel.

2. Meningkatkan laju alir liquid sambil mengamati bacaan pada oriface

(15)

=. Melakuakan langkah +-2 dengan menggunakan tinggi unggun diam ang

berbeda.

III.2. Ba"an +ang *gunakan

+. ir

. #asir $uarsa

III.3. Alat +ang *gunakan

+. $olom fluidisasi berserta kelengkapanna.

. &eaker glass

/. Stop watch.

III.-. arabel Percobaan

ariabel tetap jenis

+. Aenis pasir.

. (inggi pasir diam

ariabel &erubah

(16)

III.5. Gambar Peralatan

Susunan Peralatan Hidrodinamika

$eterangan *ambar

:

BAB I

+. $olom. =. #ompa.

. Screen 3kasa4. 5. (angki #enampung.

/. #ressure (ab. <. &ak #enampung !%erflow.

1. "istributor. @. al%e &uangan ir.

(17)

HA$IL PE()&BAAN DAN PE!BAHA$AN

I.1 HA$IL PE()&BAAN

Tabel I.1.1 Data %albra

N8 3cm4  3ml4 t 3dtk4 + +22 2  +5/ 2 / +</ 2 1 +@< 2 2 6 2 = 6/ 2 5 65 2 < +< 2 @ 2 2 +6 26 2

Tabel I.1.2 Hal Pengukuran Nla P untuk Nla Lo / 13cm

N8 ' 3cm4 #3mm8!4 +  / 1 2 = 5 < @ +6  +1,< +=,1 +2,2+5,++2,1+=,=+=, +2,@ += +2,=+2,2 1 +2 +=,5 +2,=+5,+2,1+=,5+=,/ +=,+ +=,+ +2,=+2,= = +2, +5 +2,=+5,+2,2+=,5+=,/ += +=,++2,=+2,= < +2,1 +5,/ +2,= +5, +2,= +=,5 +=,/ +=,+ +=,+ +2,= +2,= +6 +2,2 +5,5 +2,= +5,/ +2,= +=,5 +=,/ +=,+ +=,+ +2,= +2,5 . #er

Tabel I.2.3 %ece0atan *alam %albra

N8 t 3detik4 olume rata-rata 3ml4  3cm₄ _{% 3cmdtk4}

+ 2 +22 +@,=2 +,2<6  2 +5/ +@,=2 +,5=/ / 2 +</ +@,=2 +,<=2 1 2 +@< +@,=2 ,6+< 2 2 6 +@,=2 ,62@ = 2 6/ +@,=2 ,6=@

(18)

5 2 65 +@,=2 ,++6

< 2 +< +@,=2 ,

@ 2 2 +@,=2 ,@/

+6 2 26 +@,=2 ,21<

Tabel I.2.- Preure Dro0 Untuk Lo / 13 cm

8 ' 3cm4 7 N# percobaan 3cm 8!4 N# perhitungan 3 cm 8!4  +2,< 6,<< ++1,/ @1,@22+ 1 += 6,<+2 ++/,/2 @1,@/55 = +=. 6,<62 ++/,1 @1,@5/@ < +< 6,5 ++/,= @1,@6<= +6 6 6,=2 ++/,== @1,@5/@

Tabel I.2. lu*a !nmum

'o3cm4 'mf 7mf N#3cm8!4 mf 3cmdt4 ?>emf

+/ +2 6,+// @1,@5/@ 6,66=6= 6,6+2+

I.3 Pemba"aan

$ecepatan fluida ang menebabkan terjadina gejala pressure drop dan

mencapai kondisi awal biasana dinamakan $ecepatan Fluidisasi minimum

"alam sstem solid-liquid peningkatan laju alir diatas fluidisasi minimum

menghasilkan ekspansi unggun ang progressif dan halus.

I.3.1 Hubungan antara %ece0atan lner 456 *engan 7P 40reure *ro06

(ekanan ang diberikan ke fluida 3#4 berbanding lurus dengan kecepatan

alir fluida seperti tampak pada grafik bahwa kecepatan alir fluida meningkat jika

(19)

dipengaruhi oleh tekanan ,dimana tekanan ang semakin besar menebabkan laju

massa fluida bertambah pula. #ressure drop pada aliran fluida melalui unggun

dipengaruhi oleh tinggi unggun,ukuran partikel,bentuk partikel,kecepatan

fluida,sifat fluida dan factor gesekan.

"ari grafik ./. dapat dilihat bahwa apabila kecepatan superfacial liquid

dinaikan secara bertahap,maka pressure drop pada hamparan tersebut akan

sebanding dengan kecepatan superfacial liquid.8al ini terjadi karena ukuran

partikel ang cukup kecil sehingga aliran dalam hamparan tersebut bersifat

(20)

berubah ,keadaan ini menunjukan bahwa kondisi fluidisasi belum terjadi sehingga

partikel-partikel tersebut masih tetap tidak bergerak atau belum

terfluidisasi.$emudian pada saat kecepatan superfacialterus ditingkatkan

partikelpartikel bergerak dan berjauhan satu dengan ang lain,keadaan ini menunjukan

bahwa fluidisas mulai terjadi.

pabila kecepatan dinaikkan secara bertahap maka karakteristik kolom

unggun aitu ketinggian partikel akan berubah secara bertahap. pabila kecepatan

diperbesar maka pressure drop ang terjadi akan mencapai kondisi maksimum.

Semakin besar kecepatan fluida maka semakin besar tekanan di dalam unggun

sehingga pressure drop ang terjadi juga semakin besar.

I.3.2 Hubungan antara %ece0atan lner 456 *engan 8 49rak rongga6

(Geankoplis, ChristieJ., ransport !ro"esses an# $nit %perations hir# &#ition, !renti"e 'all o n#ia *i+ite#, e elhi, 1997, hala+an 123)

(21)

I.3.3 Hubungan antara %ece0atan lner 456 *engan L 4 Tngg unggun

ter9lu*a6

"alam unggun terfluidisasi, partikel solid akan terfluidisasi jika kecepatan

ang melewati partikel lebih besar daripada kecepatan pengendapan partikel. #ada

grafik ././ terlihat bahwa semakin besar kecepatan fluida maka akan

menebabkan semakin besar tinggi unggun terfluidisasi.8al ini disebabkan karena

adana friksi antara partikel dan liquid ang secara umum dipengaruhi oleh

tingkat kebulatan dan kekerasan permukaan partikel ang digunakan.3Barren

'.Mc abe O !perasi (eknik $imia OAilid +,hal +=24

4'eanko0l, )"rte#., Tran0ort Procee an* Unt &0eraton T"r* E*ton, Prentce Hall o9 In*a Lmte*, Ne: Del", 1;;<, "alaman 12-6

APPENDI%$

 %on* &0era 0a*a aat 0ercobaan *lakukan 4arabel Teta06 $onstanta *ra%itasi 3g4 9 @<6,==2 cmdetik 

Suhu ruangan 9 /6 o_

(22)

- _{"ensitas 3P} l4 9 6,@@2=< grcm/ - _{iskositas 3Q} l4 9 6,66<665 grcm/ #roperti solid:  'o 9 +/ cm

 "iameter partikel solid 9 6,6 cm

Massa piknometer kosong 3B+4 9 +/,1=5+ gram

Massa piknometer berisi padatan 3B4 9 +,1/1/ gram

Massa piknometer berisi padatan H air 3B/4 9 =,@=2 gram

"ensitas solid 3Ps49 l 2 2 3 2 2 ρ  4  / 3 +  − − − /  6=@5 , + @@2=< , 6  4 1/1/ , + @=2 , = 3 +/ 1=5+ , +/ 1/1/ , + cm 'r = − − − =

#roperti alat fluidisasi:

- _{"iameter kolom} ₉ _{2 cm}

- _{(inggi kolom} ₉ _{++6 cm}

 %on* &0era 0a*a aat 0ercobaan *lakukan 4arabel T*ak Teta06

(inggi unggun diam 3'o4 9 +/ cm

(inggi minimum fluidisasi ::

'o 9+/cm 'mf 9 +2 cm

(23)

 9

.



1 +

_π

_D

9 36,24 3/,+14 32 cm4 9 +@,=2 cm t  3 4 .

=

_{dimana  9 +@,=2 cm}/

"ari data kalibrasi :

#ada t 9 2 detik dan N8 9 + cm diperoleh %olume 9 +22 ml

2<6 , + 2 =2 , +@ +22 . × = = = t  3olume 4 _cmdetik

 !eng"tung Porota 9lu*a makmum 48m9 6 #ers./.+-@ *eankoplis hal.+1

'+. 3+-7+4 9 '. 3+-74 • Untuk 'o 9 +/ cm "imana 76 9 6, 'mf 9 < cm 'o 3+-764 9 'mf 3+-7mf 4 +/ 3+-64 9 +2 3+-7mf 4 7mf 9 6,+// cm

 #orositas Fluida #ada (inggi Unggun (erekspansi

• 'o 9 +/ cm

'o 3+-764 9 '+ 3+-7+4

+/ 3+-64 9 +2,< 3+- 7+4

(24)

 !encar P 0a*a aat terja* lu*a !nmum

• Untuk '₆ 9 +/ cm

"ari tabel /.+-/+ 3*eankoplis, hal +14 untuk ;s 9 6,<= dan 7mf9 6,=

N# 9 'mf . 3+ - 7mf 4 3P p R P4 g N#mf 9+2 3+ R 6,+//4 3+,6=@5R 6,@@2=<4 @<6,==2 9 @1/,1/= grcm.dtk  9 @1/,1/= _ det . ik cm 'r   det . 6+1/ , 6 + ik cm 'r psia  psia atm + =@= , +1  atm s m , /2 . +6+  +      + 6=1 , @< s m , 5 cm6 9 @1,@5/@ cm8!

• N# pada saat percobaan

N# 9 # Fluidisasi >ata-rata +6 2 , +2 = , +2 += @ , +2  , += = , += 1 , +2 + , +5 2 , +2 1 , += + + + + + + + + + = 9++1,/ cm8!

• N# perhitungan pada saat fluidisasi

'9+2,<

N# 9 ' 3+-74 3P p R P4 g

(25)

9 @1/,1< grcm.detik 9 @1/,1+5+ _ det . ik cm 'r   det . 6+1/ , 6 + ik cm 'r psia +1,₊=@=_psiaatm  atm s m , /2 . +6+  +   _  + 6=1 , @< s m , 5 cm6 9 @1,@22+ cm8!

 !eng"tung lu*a Laju Alr !nmum 45=m96

 / /   /    ₊₂₆₃₊ ₄ _. _T ₃ ₄ 4 T 3 52 , + µ ρ ρ ρ µ ε ρ ε µ ε ρ Dp4 mf D ' mf 4 Dp p p mf s mf mf s − − Φ − + Φ 9 6

#ersamaan /.+-/1 *eankoplis, hal +1

• Untuk 'o 9 +/ cm 6 66<665 , 6 4 ==2 , @<6 43 @@2=< , 6 6=@5 , + 43 @@2=< , 6 3 4 6 , 6 3 66<665 , 6 4 +// , 6 3 <= , 6 4 @@2=< , 6 .3 T 4 6 , 6 43 +// , 6 + 3 +26 4 66<665 , 6 3 4 +// , 6 3 <= , 6 4 @@2=< , 6 3 4 T 3 4 6 , 6 3 52 , +  / /   /    = − − − + s mf 4 mf 4 2/1@,<<= %mf _{H +<2<<,2 %mf R ++=,/1+ 9 6} %mf 9 6,66=6= cmdtk

 !eng"tung "arga N(em9

?re,mf 9 µ ρ . .4Tmf Dp • Untuk '6 9 +/ cm ?>e mf 9 66<665 , 6 4 @@2=< , 6 43 66=6= , 6 43 6 , 6 3 9 6,6+2+