agitasi

5/17/2018 agitasi - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/agitasi-55b07b73328a7 1/29

AGITASI A. PENDAHULUAN

B. SISTEM PENGADUKAN

C. JENIS PENGADUK D. POLA ALIRAN

E. ANGKA ALIRAN

F. KEBUTUHAN DAYAG. KORELASI DAYA

H. PENCAMPURAN

I. CONTOH SOAL



Bangga sebagaiinsinyur teknik kimia



D e f i n i s i

• Agitasi atau pengadukan adalah perlakuan dengan gerakan terinduksithd suatu bahan di dalam bejana; gerakan tersebut biasanyamempunyai pola tertentu.

Perputaran daun pengaduk

Sirkulasi dengan pompa

Menggelembungkan udara/gas dalam cairan

• Pencampuran (mixing) adalah peristiwa menyebarnya bahan-bahansecara acak; bahan yang satu menyebar ke dalam bahan yang laindan sebaliknya yang mana bahan-bahan tersebut sebelumnyaterpisah dalam dua fasa atau lebih

Pengadukan dengan perputaran daun pengaduk

dalam sistem zat cair



Tujuan Agitasi

MEMBUAT SUSPENSI DENGAN PARTIKEL ZAT PADATTepung Pati – Air

MERAMU ZAT CAIR YANG MAMPU CAMPUR (MISCIBLE)

Etanol – Air

MENDISPERSIKAN GAS DALAM ZAT CAIR BERUPAGELEMBUNG-GELEMBUNG KECIL

Udara – Air

MENDISPERSIKAN ZAT CAIR YANG TIDAK MAMPUCAMPUR (IMMISCIBLE) SEHINGGA MEMBENTUK EMULSI

Minyak – Air

MEMPERCEPAT PERPINDAHAN KALOR ANTARA ZAT CAIR DENGAN MEDIA PENDINGIN ATAU PEMANAS

Cairan reaksi – Air Pendingin

PERTUMBUHAN KRISTAL

Gula - Air



SISTEM AGITASI



Agitator Selection

• The type of mixing required

• The capacity of

the vessel• The properties

of fluid(viscosity)



Kebutuhan Daya

• The type of mixing required

• The capacity of

the vessel• The properties

of fluid(viscosity)

GEOMETRI

• Dimensi tangki

• Penempatanpengaduk



SISTEM AGITASI

Motor

Daun Pengaduk (Impeller)

Tangki / Bejana

Baffle

Da

W

E

H

Motor

Dt

Hand holeBelt

J

JIKA KEDALAMANCAIRAN CUKUP TINGGIDAPAT DIPASANG DUAIMPELLER



JENIS PENGADUK

ALIRAN

Impeler aliran aksial, yaitu membangkitkan arus yangarahnya sejajar dengan sumbu impeler

Impeler aliran radial, yaitu membangkitkan arus yang

arahnya radial atau tangensial dengan sumbu impeler

BENTUK

Propeler

Dayung (paddle)

Turbin



Bentuk Impeller



Bentuk Impeller

Three-bladedmixing propeller turbine with flat

vertical blades

Horizontal plate to which theimpeller blades of this turbineare attached

Turbine with blades areinclined 45o Curved blade

turbinesShrouded turbines



Bentuk Impeller

Flat plate impellers withsaw tooth edges

Cage beaters

Anchor paddles

Gate paddlesHollow shaft and

hollow impeller

shrouded screw impeller and

heat exchange coil



P R O P E L E R

Merupakan impeler aliran aksial berkecepatan tinggi

Untuk zat cair dengan viskositas rendah

Rpm : 1150 – 1750 (ukuran kecil); 400 – 800 (ukuran besar)

Arus cairan meninggalkan propeler secara aksial sampaidibelokkan oleh lantai atau dinding bejana

Berputar membuat pola heliks di dalam cairan

Rasio jarak zat cair yang dipindahkan terhadap diameterpropeler disebut jarak-bagi (pitch); jarak bagi = 1 disebut

square pitch

Paling banyak : marine propeller berdaun tiga dan squarepitch

Diameter propeler biasanya 18 in



P A D D L E

Perputaran paddle mendorong zat cair secara radial dantangensial, hampir tanpa adanya gerakan vertikal

Arus bergerak menjauhi pengaduk ke arah dinding, lalumembelok ke atas atau ke bawah

Dapat disesuaikan dengan bentuk dasar bejana

Rpm : 20 - 150

Panjang paddle : 50 – 80% dari diameter bejana

Lebar paddle : 0,10 – 0,25 dari panjangnya

Biasanya perlu baffle



T U R B I N

Kebanyakan menyerupai agitator paddle berdaun banyak yang agak pendek dan berputar pada kecepatan tinggi

Bentuk daun: lurus atau melengkung, dipasang vertikal

atau bersudut

Diameter: 30 – 50% dari diameter bejana

Efektif untuk rentang viskositas yang cukup lebar

Arus utama bersifat radial dan tangensial yang akanmenimbulkan vorteks dan arus putar, yang biasanyadicegah dengan memasang sekat atau difuser



POLA ALIRAN

Jenis impeller

Sifat fluida

Ukuran impeller

Ukuran tangki

Ukuran baffle

Posisi impeller

Kecepatan putar



POLA ALIRAN

Tiga komponen aliran: radial pada arah tegak lurus poros;longitudinal atau aksial pada arah pararel poros; tangensialatau rotasional pada arah singgung terhadap lintasan lingkar disekeliling poros

Dalam posisi poros vertikal, komponen radial dan tangensial

berada pada satu bidang horisontal, sedangkan komponenlongitudinal adalah vertikal

Komponen radial dan longitudinal sangat aktif dalammemberikan aliran yang diperlukan untuk melakukanpencampuran

Terjadinya arus lingkar atau arus putar dapat dicegah dengansalah satu cara berikut:

Pergeseran posisi poros pengaduk

Pemasangan poros pada sisi tangki

Pemasangan baffle



? ? ? ? ? ?

Menghitung

Power Pengaduk



ANGKA ALIRAN

Impeller yang berputar akan menyebabkan terjadinya aliran fluida denganberbagai arah:

U2

Vu’2

Vr’2

V’2

U2 = kecepatan pada ujung daun

Vu’ 2 = kecepatan tangensial zat cair

Vr’ 2 = kecepatan radial zat cair

V’ 2 = kecepatan total zat cair

U2 = .Da.n

Vu’ 2 = k.U2

Vu’ 2 = k..Da.n



ANGKA ALIRAN (cont)

Laju aliran volumetrik melalui impeller (q) adalah:

U2

Vu’2

Vr’2

V’2

q = Vr’ 2.Ap

Ap = .Da.W

Ap = luas silinder yang dibuat oleh sapuan

ujung daun impeller

Da = diameter impeller

W = lebar daun impeller

Vr’ 2 = (U2 – Vu’ 2) tan

= .Da.n.(1-k) tan

q = 2.Da2.n.W.(1-k) tan



ANGKA ALIRAN (cont)

Angka aliran (NQ) didefinisikan:

• Propeller kapal (jarak bagi bujur sangkar) : NQ = 0,5

• Turbin 4 daun 45o (W/Da = 1/6) : NQ = 0,87

• Turbin rata 6 daun (W/Da = 1/5): NQ

= 1,3

• Pada turbin daun rata terdapat hubungan empiris:

q = 0,92.n.Da3.(Dt/Da)

3QDa.n

qN



KEBUTUHAN DAYA

Bila aliran cairan di dalam tangki adalah turbulen, kebutuhan dayapengaduk dapat diperkirakan dari perkalian aliran yang didapatkandari impeller (q) dan energi kinetik per satuan volume fluida (Ek):

k E.qP

Q3N.Da.nq

c

22

k g2

)'V.(E

Jika rasio V’ 2 /U2 ditandai dengan maka V’2 = ..n.Da, sehingga kebutuhandaya adalah:

23 )...(2 / .. Dang N DanP cQ

Q

22

c

53

N2g

Da.n.P



KEBUTUHAN DAYA (cont)

Dalam bentuk tidak berdimensi:

Q

22

53

c N2

.

Da.n

g.P

Ruas kiri dinamakan angka daya (power number), Np:

.Da.n

g.PN 53

cP



KORELASI DAYA

Variabel yang berpengaruh terhadap daya pengaduk adalah:

Sifat pengaduk : n, Da, W, L

Sifat cairan : ,

Percepatan gravitasi : g

Faktor geometri : H, E, J, Dt, m

Bila faktor bentuk diabaikan dan zat cairnya termasuk fluidaNewtonian, maka:

P = (n, Da, , , g)



KORELASI DAYA (cont)

Dengan metode analisis dimensi, diperoleh:

g

Da.n.Da.n

.Da.n

g.P 22

33

c

n21

22

33

cS...,,.........S,S,

g

Da.n.Da.n

.Da.n

g.P

Jika memperhitungkan faktor bentuk, diperoleh:

)S...,,.........S,S,N,N(N n21FrReP

S1 = Da / Dt S2 = E / Da S3 = L / Da

S4

= W / Dt S5

= J / Dt S6

= H / Dt




)S...,,.........S,S,N,N(Nn21FrReP

S1 = Da / Dt

S2 = E / Da

S3 = L / Da

S4 = W / Dt

S5 = J / Dt

S6 = H / Da

Da

W

E

H

Motor

Dt

Hand holeBelt

J

L




Eksponen m secara empirik dengan angka NRe:

b

Nlogam Re

grafik

t

nkanyangdiingi

t

Da

H

Da

D

Da

H

Da

D

c

53P

g

Da.n.NP

Daya yang diberikan kepada zat cair dihitung dari NP:

Bila ukuran geometris pengaduk yang dirancang tidak sama dengan

grafik yang ada, maka dipilih grafik untuk jenis pengaduk yangsesuai dan ukuran geometris yang mendekati. Hasil yang diperolehsecara grafis dikoreksi sbb:



Korelasi Empirik

(1) propeller, pitch equalling diameter, without baffles;

(2) propeller, s = d, four baffles;

(3) propeller, s =2d, without baffles;

(4) propeller, s =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;

(14) paddle without baffles



Contoh Soal

Pengadukan bahan emulsi dirancang menggunakan jenispaddle 2 daun yang dipasang vertikal di pusat tangki.Diameter tangki (Dt) 10 ft, tinggi tangki 12 ft, diameterpengaduk (Da) 3 ft, posisi pengaduk (E) 1 meter di atas

dasar tangki, dengan putaran (n) 120 rpm. Operasiberlangsung pada suku kamar. Tinggi larutan (H) 10 ft,rapat jenis larutan () 1,66 g/ml dan viskositas (µ) 32 cp.Berapa Hp daya pengaduk teoritis yang dibutuhkan bilatangki berbuffle 4 buah dengan tebal (J) 1 ft ?

1 m = 3,2808 ft1 g/ml = 62,43 lbm /ft

3

1 cp = 6,7197 x 10-4 lbm /ft.sgc = 32,174 ft/s2

agitasi

Documents

Transcript of agitasi