Bab II Mixing Apparatus

BAB II

MIXING APARATUS

2.1. Tujuan Percobaan

- Mengetahui pengaruh jenis pengaduk dan baffle terhadap angka Frounde pada

air dan minyak kelapa

- Mengetahui hubungan antara bilangan Reynold (NRe) terhadap faktor

pencampuran NaOH dan air

- Mengetahui hubungan antara daya (P) dan jenis liquida terhadap bilangan

Reynold (NRe).

2.2. Tinjauan Pustaka

Pencampuran merupakan suatu operasi yang dilakukan dengan tujuan untuk

mengurangi ketidaksamaan komposisi, suhu atau sifat lain yang terdapat dalam suatu

bahan. Selain itu pencampuran juga digunakan untuk berbagai ragam operasi, dimana

derajat homogenitas bahan bercampur itu sangat berbeda-beda. Pencampuran dapat

terjadi karena adanya gerakan dari bahan tersebut. Agar bahan tersebut dapat bergerak

diperlukan suatu pengadukan dimana pengadukan tersebut akan memberikan suatu

gerakan tertentu pada suatu bahan didalm bejana. Pemilihan pengaduk sangat

ditentukan oleh jenis pencampuran yang diinginkan serta keadaan bahan yang akan

dicampur (Anonim, 2015). Sedangkan pengadukan adalah operasi yang menciptakan

terjadinya gerakan di dalam bahan yang diaduk (Teknik Kimia ITB, 2015).

Pengadukan zat cair dilakukan berbagai tujuan, antara lain:

a. Membuat suspense partikel zat padat

b. Untuk meramu zat cair yang mampu campur (miscible), sebagai contoh metal

alkohol dengan air

c. Untuk mendispersikan (menyebarkan) gas dalam zat cair dalam bentuk gelembung-

gelembug kecil

d. Untuk menyebabkan zat cair yang tidak dapat bercampur sehingga membentuk

emulsi atau suspensi partikel halus pada kedua zat cair inmiscible tersebut

e. Untuk mempercepat perpindahan kalor antara zat cair baik sesame bahan dengan

menyuplai panas yang ada dalam tangki pencampuran tersebut.

21

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi pencampuran, yaitu:

- Aliran

Aliran yang turbulen dan laju alir bahan yang tinggi biasanya menguntungkan proses

pencampuran. Sebaliknya, aliran yang laminar dapat mengagalkan pencampuran.

- Ukuran partikel/luas permukaan

Semakin luas permukaan kontak bahan-bahan yang harus dicampur, yang berarti

semakin kecil partikel dan semakin mudah gerakannya di dalam campuran, maka

proses pencampuran semakin baik.

- Kelarutan

Semakin besar kelarutan bahan-bahan yang akan dicampur satu terhadap lainnya,

semakin baik pencampurannya (Anonim, 2015).

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.

Pencampuran di dalam tangki pengaduk terjadi karena 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 3 golongan:

- Pengaduk aliran aksial yang akan menimbulkan aliran yang sejajar dengan sumbu

putaran

- Pengaduk aliran radial yang akan menimbulkan aliran berarah tangensial dan radial

terhadap bidang rotasi pengaduk. Komponen aliran tangensial menyebabkan

timbulnya vortex da terjadinya pusaran, dan dapat dihilangakan dengan pemanasan

baffle atau cruciform baffle

- Pengaduk aliran campuran yang merupakan gabungan dari kedua jenis pengaduk di

atas.

21

Menurut bentuknya, pengaduk dapat dibagi menjadi 3 golongan yaitu:

1. Propeller

Kelompok ini bisa 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 sensitive terhadap bebab head.

Gambar 2.1. Jenis pengaduk propeller

2. Turbine

Istilah turbine ini diberikan bagi berbagai macam jenis pengaduk tanpa memandang

rancangan, arah discharge atau karakteristik aliran. Turbine merupakan pengaduk

dengan sudut tegak datar dan bersudut konstan. Pengaduk jenis ini digunakan pada

viskositas fluida rendah seperti halnya pengaduk jenis propeller. Pengaduk turbin

menimbulkan aliran arah radial dan tengensial. disekitar 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-sudut konstan. Aliran terjadi pada arah aksial, meski demikian terdapat pola

aliran pada arah radial. aliran ini akan mendominasi jika sudut berada dekat dengan

dasar tangki.

Gambar 2.2. Jenis pengaduk turbine

21

3. Paddles

Pengaduk jenis ini sering memegang peranan penting pada proses pencampuran

dalam industry. Bentuk pengaduk ini memiliki minimum 2 sudut, horizontal atau

vertical dengan nilai D/T yang tinggi. Paddle digunakan pada aliran fluida laminar,

transisi atau turbulen tanpa baffle.

Gambar 2.3. Jenis pengaduk paddle

Disampaing itu masih ada bentuk-bentuk pengaduk yang lain yang biasanya

merupakan modifikasi dari ketiga bentuk diatas.

Gambar 2.4. Tipe-tipe pengaduk jenis turbin

(a) Flate Blade (b) Curved Blad (c) Pitchet Blade

Gambar 2.5. Tipe-tipe pengaduk jenis propeller

(a) Standart three blades (b) Wedless (c) Guarded

Gambar 2.6. Tipe-tipe pengaduk jenis pedal

21

(a) Basic (b) Anchor (c) Blassed

Pengadukan pada kecepatan tinggi ada kalanya mengakibatkan pola aliran

melingkar disekitar pengaduk. Gerakan melingkar tersebut dinamakan vorteks. Vorteks

dapat terbentuk disekitar pengaduk ataupun dipusat tangki yang tidak menggunakan

baffle (Teknik Kimia ITB, 2015).

Agar bejana proses bekerja efektif pada setiap masalah pengadukan yang

dihadapi, volume fluida yang disirkulasi oleh impeller harus cukup besar agar

dapat menyapu keseluruhan bejana dalam waktu singkat. Demikian pula,

kecepatan harus meninggalkan impeller itu harus cukup tinggi agar dapat

mencapai semua sudut tangki. Dalam operasi pencampuran dan penyebaran

(dispersi) laju sirkulasi bukanlah merupakan satu–satunya faktor dan bukan pula

merupakan faktor yang penting. Keturbulenan adalah akibat dari arus yang

terarah baik serta gradien kecepatan yang cukup besar didalam zat cair. Sirkulasi

dan pembangkitan keturbulenan, keduanya memerlukan energi.

Daya sangat dibutuhkan dalam operasi pencampuran untuk menggerakkan

motor pengaduk agar terjadinya proses pencampuran. Faktor–faktor yang

mempengaruhi kebutuhan daya ialah :

- Diameter pengaduk (D)

- Viskositas cairan (µ)

- Densitas fluida (ρ)

- Medan gravitasi (gc)

- Kecepatan putaran pengaduk (n)

- Jumlah pengaduk pada poros

- Bentuk dan jenis pengaduk

- Perbandingan tinggi cairan pada tangki dengan diameter tangki. (Anonim, 2015)

Persamaan-persamaan yang digunakan dalam perhitungan percobaan

mixing aparatus antara lain:

- Daya (P)

Persamaan yang digunakan untuk menghitung daya adalah :

P = V ¿ I..................................................................................(2.1)

Dimana : P = daya (Watt)

V = beda potensial (Volt)

21

I = kuat arus (Ampere)

- Angka Daya (NP)

Persamaan yang digunakan untuk menghitung angka daya adalah :

Np =

Pρ × N 3 × Da5

...............................................................(2.2)

Dimana : Np = angka daya

P = daya (Watt)

ρ = massa jenis fluida (kg/m3)

N = kecepatan pengadukan (rps)

Da = diameter pengaduk (m)

- Kecepatan Pengadukan (N)

Persamaan yang digunakan untuk menghitung kecepatan pengadukan adalah :

P = N P × ρ × N 3 × Da5

gc (1)

H =

N P × N2 × Da2

NQ × g (2)

N2 =

N Q × H × g

NP × Da2 (3)

Mensubstitusi persamaan (3) ke persamaan (1)

P = N P × ρ × N 3 ×

NQ × H × g

N P × Da2 × Da5

gc , menjadi :

N =

P × gc

ρ × H × g × NQ × Da3

......................................................(2.3)

Dimana :

Np = angka daya

P = daya (Watt)

ρ = massa jenis fluida (g/cm3)

N = kecepatan rotasi (rps)

21

Da = diameter pengaduk (cm)

H = panjang pengaduk (cm)

gc = konstanta dimensional (bernilai 1 dalam satuan SI)

NQ = discharge coefficient

g = gravitasi (cm/s2)

- Bilangan Reynold (NRe)

Persamaan yang digunakan untuk menghitung bilangan Reynold adalah :

NRe =

Da2 × N × P

μ................................................................(2.4)

Dimana: NRe = bilangan Reynold

N = kecepatan pengadukan (rps)

ρ = densitas fluida (kg/m3)

Da = diameter pengaduk (m)

μ = viskositas fluida (Pa.s)

- Angka Frounde

Persamaan yang digunakan untuk menghitung angka Frounde adalah :

Fr =

N√g × LwL

......................................................................(2.5)

Dimana: NFr = angka Froude



LwL = panjang garis gelombang (cm)

- Faktor Pencampuran (ft)

Persamaan yang digunakan untuk menghitung faktor pencampuran adalah :

f t = tT( N ×Da 2)2/3

× g1/6 × Da1/2

H1/2 × Dt3/2

...................................................(2.6)

21

Dimana: ft = faktor pencampuran

tT = waktu pencampuran (s)


Da = diameter pengaduk (cm)


H = panjang pengaduk (cm)

Dt = diameter tangki (cm) (Geankoplis, 1997).

2.3. Variabel Percobaan

A. Variabel Tetap

- Volume air : 1500 mL

- Volume minyak kelapa : 1500 mL

- Massa NaOH : 10 gram

- Kuat arus : 10 ampere

B. Variabel Berubah

- Jenis pengaduk : Paddle, berdaun tiga, berdaun empat

- Jumlah baffle : Tanpa, dua, tiga, empat

- Beda potensial : 6; 7,5; 9 volt

- Jenis liquida : Air dan minyak kelapa

2.4. Alat dan Bahan

A. Alat-alat yang digunakan: B. Bahan-bahan yang digunakan:

- batang pengaduk - air (H2O)

- baffle dua, tiga dan empat - natrium hidroksida (NaOH)

- Beakerglass - minyak kelapa (C12H24O2)

- kaca arloji

- klem

- motor pengaduk

- neraca ohauss

- pengaduk jenis paddle, berdaun tiga, dan berdaun empat

- penggaris

- statif

- stopwatch

- transformator

21

2.5. Prosedur Percobaan

A. Menentukan Angka Frounde pada air

- Menyiapkan beakerglass 2000 mL yang diisi air sebanyak 1500 Ml kemudian

memasang pengaduk dengan jenis paddle

- Mengatur stop kontak pada transformator ke posisi on sehingga mixer berputar

pada beda potensial 6 Volt

- Mengukur panjang garis gelombang yang terbentuk

- Mengulangi percobaan diatas untuk jenis pengaduk, baffle dan beda potensial

yang berbeda.

B. Menentukan Angka Frounde pada minyak kelapa

- Menyiapkan beakerglass 2000 mL yang diisi minyak kelapa sebanyak 1500

mL kemudian pasang pengaduk dengan jenis paddle


pada beda potensial 6 Volt

- Mengukur panjang garis gelombang yang terbentuk

- Mengulangi percobaan diatas untuk jenis pengaduk, baffle dan bedapotensial

yang berbeda.

C. Menentukan faktor pencampuran antara air dengan NaOH

- Menyiapkan beakerglass 2000 mL yang diisi air sebanyak 1500 mL kemudian

pasang pengaduk dengan jenis paddle

- Menimbang NaOH sebanyak 10 gram dan mengatur beda potensial sebesar 6

Volt


bersamaan dengan masuknya NaOH dan stopwatch menyala

- Mencatat waktu yang diperlukan untuk NaOH tersebut bercampur dengan air

- Mengulangi percobaan diatas untuk jenis pengaduk, baffle dan bedapotensial

yang berbeda.

21

2.6. Gambar Peralatan

Gambar 2.7. Instrumen Mixing Aparatus

Keterangan gambar :

1. Terminal arus listrik

2. Kabel stop kontak transformator

3. Pengatur voltase

4. Lampu indikator voltase

5. Transformator

6. Saklar transformator

7. Kabel penghubung antara transformator dengan motor listrik

8. Motor pengaduk

9. Batang pengaduk

21

10. Klem

11. Statif

12. Baffle

2.7. Data Pengamatan

Tabel 2.1. Data Pengamatan Panjang Garis Gelombang pada Air

Beda Potensial

(Volt)Jumlah Baffle Jenis Pengaduk

Panjang Garis

Gelombang (cm)

6

Tanpa

Paddle 4,5

Berdaun Tiga 2,5

Berdaun Empat 4

Dua

Paddle 0,5

Berdaun Tiga 2

Berdaun Empat 0,5

Tiga

Paddle 0,1

Berdaun Tiga 0,2

Berdaun Empat 0,1

Empat

Paddle 0,1

Berdaun Tiga 0,1

Berdaun Empat 0,1

7,5

Tanpa

Paddle 8

Berdaun Tiga 5

Berdaun Empat 5

DuaPaddle 1

Berdaun Tiga 2,5

21

Berdaun Empat 1

Tiga

Paddle 0,5

Berdaun Tiga 0,1

Berdaun Empat 0,2

Empat

Paddle 0,1

Berdaun Tiga 0,1

Berdaun Empat 0,1

9

Tanpa

Paddle 13

Berdaun Tiga 11,5

Berdaun Empat 8,5

Dua

Paddle 0,1

Berdaun Tiga 0,5

Berdaun Empat 0,1

Tiga

Paddle 0,1

Berdaun Tiga 0,5

Berdaun Empat 0,1

Empat

Paddle 0,1

Berdaun Tiga 0,1

Berdaun Empat 0,1

Tabel 2.2. Data Pengamatan Panjang Garis Gelombang pada Minyak

Beda Potensial


Panjang Garis

Gelombang (cm)

6Tanpa

Paddle 0,1

Berdaun Tiga 0,8

Berdaun Empat 1

Dua Paddle 0,1

21

Berdaun Tiga 0,3

Berdaun Empat 0,7

Tiga

Paddle 0,1

Berdaun Tiga 0,2

Berdaun Empat 0,4

Empat

Paddle 0,1

Berdaun Tiga 0,2

Berdaun Empat 0,6

7,5

Tanpa

Paddle 1

Berdaun Tiga 1,3

Berdaun Empat 1,7

Dua

Paddle 0,4

Berdaun Tiga 0,6

Berdaun Empat 0,8

Tiga

Paddle 0,1

Berdaun Tiga 0,1

Berdaun Empat 0,2

Empat

Paddle 0,2

Berdaun Tiga 0,3

Berdaun Empat 0,5

9

Tanpa

Paddle 3

Berdaun Tiga 3,2

Berdaun Empat 3,5

Dua

Paddle 2,5

Berdaun Tiga 2,8

Berdaun Empat 3

21

Tiga

Paddle 0,2

Berdaun Tiga 0,4

Berdaun Empat 0,5

Empat

Paddle 1

Berdaun Tiga 1,1

Berdaun Empat 1,5

Tabel 2.3. Data Pengamatan Waktu Pencampuran antara Air dengan NaOH

Beda Potensial


Waktu Pencampuran

(detik)

6

Tanpa

Paddle 60

Berdaun Tiga 77

Berdaun Empat 111

Dua

Paddle 100

Berdaun Tiga 119

Berdaun Empat 138

Tiga

Paddle 111

Berdaun Tiga 140

Berdaun Empat 147

Empat

Paddle 134

Berdaun Tiga 140

Berdaun Empat 146

7,5

Tanpa

Paddle 52

Berdaun Tiga 64

Berdaun Empat 82

DuaPaddle 108

Berdaun Tiga 210

21

Berdaun Empat 218

Tiga

Paddle 107

Berdaun Tiga 191

Berdaun Empat 198

Empat

Paddle 131

Berdaun Tiga 147

Berdaun Empat 155

9

Tanpa

Paddle 47

Berdaun Tiga 58

Berdaun Empat 70

Dua

Paddle 57

Berdaun Tiga 67

Berdaun Empat 73

Tiga

Paddle 49

Berdaun Tiga 53

Berdaun Empat 55

Empat

Paddle 74

Berdaun Tiga 98

Berdaun Empat 117

21

36

2.8. Tabel Perhitungan

Tabel 2.4. Perhitungan Kecepatan Pengadukan, bilangan Reynold, dan Angka Frounde pada Air untuk Pengaduk Jenis Paddle

Beda PotensialJumlah

Baffle

Panjang Garis

GelombangDaya

Kecepatan

PengadukanNRe NFr

6

tanpa 4,5 60 3,27265E+02 9,13E+05 4,926434388

dua 0,5 60 3,27265E+02 912804,0398 14,77930316

tiga 0 60 3,27265E+02 912804,0398 0

empat 0 60 3,27265E+02 912804,0398 0

7,5

tanpa 8 75 409,08100171141005,049

84,618532238

dua 1 75 409,08100171141005,049

813,06318186

tiga 0,5 75 409,08100171141005,049

818,47412895

empat 0 75 409,08100171141005,049

80

9tanpa 13 90 490,8972021

1369206,059

74,347689725

dua 0 90 490,8972021 1369206,059 0

36

7

tiga 0 90 490,89720211369206,059

70

empat 0,1 90 490,89720211369206,059

749,5712898

Tabel 2.5. Perhitungan Kecepatan Pengadukan, bilangan Reynold, dan Angka Frounde pada Air untuk Pengaduk Berdaun Tiga


Baffle

Panjang Garis

GelombangDaya

Kecepatan

PengadukanNRe NFr

6

tanpa 2,5 60 3,27265E+02 912804,0398 6,609505307

dua 2 60 3,27265E+02 912804,0398 7,389651582

tiga 0,2 60 3,27265E+02 912804,0398 23,36813011

empat 0 60 3,27265E+02 912804,0398 0

7,5

tanpa 5 75 409,0810017 1141005,0498 5,842032528

dua 2,5 75 409,0810017 1141005,0498 8,261881633

tiga 0,1 75 409,0810017 1141005,0498 41,30940817

empat 0 75 409,0810017 1141005,0498 0

36

9

tanpa 11,5 90 490,8972021 1369206,0597 4,622546609

dua 0,5 90 490,8972021 1369206,0597 22,16895474

tiga 0,5 90 490,8972021 1369206,0597 22,16895474

empat 0,1 90 490,8972021 1369206,0597 49,5712898

Tabel 2.6. Perhitungan Kecepatan Pengadukan, bilangan Reynold, dan Angka Frounde pada Air untuk Pengaduk Berdaun Empat


Baffle

Panjang Garis

GelombangDaya

Kecepatan

PengadukanNRe NFr

6

tanpa 4 60 3,27265E+02 912804,0398 5,225272744

dua 0,5 60 3,27265E+02 912804,0398 14,77930316

tiga 0 60 3,27265E+02 912804,0398 0

empat 0 60 3,27265E+02 912804,0398 0

7,5

tanpa 5 75 409,0810017 1141005,0498 5,842032528

dua 1 75 409,0810017 1141005,0498 13,06318186

tiga 0,2 75 409,0810017 1141005,0498 29,21016264

empat 0 75 409,0810017 1141005,0498 0

36

9

tanpa 8,5 90 490,8972021 1369206,0597 5,376761295

dua 0 90 490,8972021 1369206,0597 0

tiga 0 90 490,8972021 1369206,0597 0

empat 0 90 490,8972021 1369206,0597 0

Tabel 2.7. Perhitungan Kecepatan Pengadukan, bilangan Reynold, dan Angka Frounde pada MinyakKelapa untuk Pengaduk Jenis Paddle


Baffle

Panjang Garis

GelombangDaya Kecepatan Pengadukan NRe NFr

6

tanpa 0 60 3,67672E+02 10568,37635 0

dua 0 60 3,67672E+02 10568,37635 0

tiga 0 60 3,67672E+02 10568,37635 0

empat 0 60 3,67672E+02 10568,37635 0

7,5

tanpa 1 75 459,5904058 13210,4704 14,67609844

dua 0,4 75 459,5904058 13210,4704 23,20494912

tiga 0 75 459,5904058 13210,4704 0

empat 0,2 75 459,5904058 13210,4704 32,81675376

36

9

tanpa 3 90 551,508487 15852,5645 10,16789926

dua 2,5 90 551,508487 15852,5645 11,13837558

tiga 0,2 90 551,508487 15852,5645 39,38010452

empat 1 90 551,508487 15852,5645 17,61131813

Tabel 2.8. Perhitungan Kecepatan Pengadukan, bilangan Reynold, dan Angka Frounde pada MinyakKelapa untuk Pengaduk Berdaun Tiga


Baffle

Panjang Garis

GelombangDaya Kecepatan Pengadukan NRe NFr

6

tanpa 0,8 60 3,67672E+02 10568,37635 13,12670151

dua 0,3 60 3,67672E+02 10568,37635 21,4358138

tiga 0,2 60 3,67672E+02 10568,37635 26,25340301

empat 0,2 60 3,67672E+02 10568,37635 26,25340301

7,5

tanpa 1,3 75 459,5904058 13210,4704 12,87178983

dua 0,6 75 459,5904058 13210,4704 18,94676162

tiga 0,1 75 459,5904058 13210,4704 46,40989825

empat 0,3 75 459,5904058 13210,4704 26,79476725

36

9

tanpa 3,2 90 551,508487 15852,5645 9,845026129

dua 2,8 90 551,508487 15852,5645 10,52477564

tiga 0,4 90 551,508487 15852,5645 27,84593895

empat 1,1 90 551,508487 15852,5645 16,79173299

Tabel 2.9. Perhitungan Kecepatan Pengadukan, bilangan Reynold, dan Angka Frounde pada MinyakKelapa untuk Pengaduk Berdaun

Empat

Beda Potensial Jumlah BafflePanjang Garis

GelombangDaya

Kecepatan

PengadukanNRe NFr

6

tanpa 1 60 3,67672E+02 10568,37635 11,74087875

dua 0,7 60 3,67672E+02 10568,37635 14,03303419

tiga 0,4 60 3,67672E+02 10568,37635 14,03303419

empat 0,6 60 3,67672E+02 10568,37635 14,03303419

7,5

tanpa 1,7 75 459,5904058 13210,4704 11,25605368

dua 0,8 75 459,5904058 13210,4704 16,40837688

tiga 0,2 75 459,5904058 13210,4704 32,81675376

36

empat 0,5 75 459,5904058 13210,4704 20,75513746

9

tanpa 3,5 90 551,508487 15852,5645 9,413645512

dua 3 90 551,508487 15852,5645 10,16789926

tiga 0,5 90 551,508487 15852,5645 24,90616495

empat 1,5 90 551,508487 15852,5645 14,37958104

Tabel 2.10. Perhitungan Kecepatan Pengadukan, Faktor Pencampuran, dan Angka Daya pada Air dengan NaOH untuk Pengaduk Jenis

Paddle

Beda Potensial Jumlah Baffle Waktu Daya Kecepatan Pengadukan Faktor Pencampuran Angka Daya

6

tanpa 60 60 3,27265E+02 11066377,15 0,005493806

dua 100 60 3,27265E+02 55331885,8 0,005493806

tiga 111 60 3,27265E+02 61418393,2 0,005493806

empat 134 60 3,27265E+02 1197658667 0,005493806

7,5

tanpa 52 75 409,0810017 44957157,1821 0,003516036

dua 168 75 409,0810017 145246200,1269 0,003516036

tiga 107 75 409,0810017 92507996,5094 0,003516036

36

empat 131 75 409,0810017 1990613005,7108 0,003516036

9

tanpa 47 90 490,8972021 58513469,1940 0,002441692

dua 57 90 490,8972021 70963143,4906 0,002441692

tiga 49 90 490,8972021 61003404,0533 0,002441692

empat 74 90 490,8972021 92127589,7948 0,002441692

Tabel 2.11. Perhitungan Kecepatan Pengadukan, Faktor Pencampuran, dan Angka Daya pada Air dengan NaOH untuk Pengaduk Berdaun

Tiga


6

tanpa 77 60 3,27265E+02 42605552,04 0,005493806

dua 119 60 3,27265E+02 65844944,06 0,005493806

tiga 140 60 3,27265E+02 77464640,07 0,005493806

empat 140 60 3,27265E+02 77464640,07 0,005493806

7,5

tanpa 64 75 409,0810017 55331885,7626 0,003516036

dua 210 75 409,0810017 181557750,1586 0,003516036

tiga 191 75 409,0810017 165131096,5729 0,003516036

36

empat 147 75 409,0810017 127090425,1110 0,003516036

9

tanpa 58 90 490,8972021 72208110,9202 0,002441692

dua 67 90 490,8972021 83412817,7872 0,002441692

tiga 53 90 490,8972021 65983273,7719 0,002441692

empat 98 90 490,8972021 122006808,1066 0,002441692

Tabel 2.12. Perhitungan Kecepatan Pengadukan, Faktor Pencampuran, dan Angka Daya pada Air dengan NaOH untuk Pengaduk Berdaun

Empat


6

tanpa 111 60 3,27265E+02 61418393,2 0,005493806

dua 138 60 3,27265E+02 76358002,35 0,005493806

tiga 147 60 3,27265E+02 81337872,07 0,005493806

empat 146 60 3,27265E+02 80784553,21 0,005493806

7,5

tanpa 82 75 409,0810017 70893978,6334 0,003516036

dua 218 75 409,0810017 188474235,8790 0,003516036

tiga 198 75 409,0810017 171183021,5781 0,003516036

36

empat 155 75 409,0810017 134006910,8314 0,003516036

9

tanpa 70 90 490,8972021 87147720,0761 0,002441692

dua 73 90 490,8972021 90882622,3651 0,002441692

tiga 55 90 490,8972021 68473208,6313 0,002441692

empat 117 90 490,8972021 145661189,2701 0,002441692

45

2.9. Grafik

5 7 90

5

10

15

20

25

30

35

40

AirLinear (Air)Linear (Air)Minyak

Beda Potensial (Volt)

Ang

ka F

roun

d (N

Fr)

Grafik 2.1. Perhitungan antara Angka Frounde pada t angki tanpa baffle dengan jenis pengaduk

paddle pada air dan minyak

5 7 90

2

4

6

8

10

12

14

AirMinyak


Ang

ka F

roun

d (N

Fr)

Grafik 2.2. Perhitungan antara Angka Frounde pada tangki tanpa baffle dengan jenis pengaduk

berdaun tiga pada air dan minyak

45

5 7 90

2

4

6

8

10

12

14

AirMinyak


Ang

ka F

roun

d (N

Fr)

Grafik 2.3. Perhitungan antara Angka Frounde pada tangki tanpa baffle dengan jenis pengaduk

berdaun empat pada air dan minyak

5 7 90

10

20

30

40

50

60

AirMinyak


Ang

ka F

roun

d (N

Fr)

Grafik 2.4. Perhitungan antara Angka Frounde pada tangki dua baffle dengan jenis pengaduk


45

5 7 90

5

10

15

20

25

AirMinyak


Ang

ka F

roun

d (N

Fr)



5 7 90

10

20

30

40

50

60

AirMinyak


Ang

ka F

roun

d (N

Fr)



45

5 7 90

10

20

30

40

50

60

AirMnyak


Ang

ka F

roun

d (N

Fr)

Grafik 2.7. Perhitungan antara Angka Frounde pada tangki tiga baffle dengan jenis pengaduk


5 7 905

101520253035404550

AirMinyak


Ang

ka F

roun

d (N

Fr)



45

5 7 90

10

20

30

40

50

60

AirMinyak


Ang

ka F

roun

d (N

Fr)



5 7 90

10

20

30

40

50

60

AirMinyak


Ang

ka F

roun

d (N

Fr)

Grafik 2.10. Perhitungan antara Angka Frounde pada tangki empat baffle dengan jenis pengaduk


45

5 7 90

10

20

30

40

50

60

AirMinyak


Ang

ka F

roun

d (N

Fr)

Grafik 2.11. Perhitungan antara Angka Frounde pada tangki tempat baffle dengan jenis pengaduk


5 7 90

10

20

30

40

50

60

AirMinyak


Ang

ka F

roun

d (N

Fr)

Grafik 2.12. Perhitungan antara Angka Frounde pada tangki empat baffle dengan jenis pengaduk


45

5 7 90.0000

200.0000

400.0000

600.0000

800.0000

1000.0000

1200.0000

1400.0000

paddleberdaun tigaberdaun empat


Fakt

or P

enca

mpu

ran

Grafik 2.13. Perhitungan antara faktor pencampuran antara air dengan NaOH pada tangki

dengan tanpa baffle dengan berbagai jenis pengaduk

5 7 90

500

1000

1500

2000

2500

3000



Fakt

or P

enca

mpu

ran


dengan dua buah baffle dengan berbagai jenis pengaduk

45

5 7 90

500

1000

1500

2000

2500

3000



Fakt

or P

enca

mpu

ran


dengan tiga buah baffle dengan berbagai jenis pengaduk

5 7 90

500

1000

1500

2000

2500

Paddleberdaun tigaberdaun empat


Fakt

or P

enca

mpu

ran

Grafik 2.16. Perhitungan antara faktor pencampuran antara air dengan NaOH pada tangki dengan

empat buah baffle dengan berbagai jenis pengaduk

45

60 70 80 900

200000

400000

600000

800000

1000000

1200000

1400000

1600000

Daya (P).107 g.cm2/s3

Bila

ngan

Ren

old

(NR

e)

Grafik 2.17. Hubungan antara bilangan Reynold dengan daya pada air dengan berbagai

jenis pengaduk

60 70 80 900

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

Daya (P).107 g.cm2/s3

Bila

ngan

Ren

old

(NR

e)

Grafik 2.18. Hubungan antara bilangan Reynold dengan daya pada minyak dengan berbagai

jenis pengaduk

45

2.10. Pembahasan

1. Mengetahui pengaruh jenis pengaduk terhadap angka Frounde pada air

dan minyak kelapa.

- Jenis pengaduk mempengaruhi besarnya angka Frounde pada air

dan minyak kelapa. Pada jenis pengaduk, semakin banyak daun maka

vorteks yang terbentuk semakin besar dan angka Froundenya semakin

kecil. Hal ini dapat diketahui dari rumus sebagai berikut:

NFr=N

√g×LWL

Dilihat dari grafik (2.3) praktikum ini sesuai dengan teori. Sedangkan

untuk grafik (2.1.), (2.2.), (2.4), sampai (2.12) tidak sesuai dengan teori

karena kurangnya kalibrasi alat sebelum melakukan percobaan sehingga

hasil yang didapatkan tidak sesuai dengan teori.

- Jenis baffle mempengaruhi besarnya angka Frounde pada air dan

minyak kelapa. Semakin banyak jenis baffle yang dipakai, maka vorteks

yang terbentuk akan semakin kecil dan angka Froundenya semakin

besar. Hal ini dapat diketahui dari rumus sebagai berikut:

NFr=N

√g×LWL

Dilihat dari grafik (2.3) praktikum ini sesuai dengan teori. Sedangkan

untuk grafik (2.1.), (2.2.), (2.4), sampai (2.12) tidak sesuai dengan teori



2. Hubungan antara bilangan Reynold (NRe) dengan faktor pencampuran

NaOH dengan air ialah berbanding terbalik. Semakin besar bilangan

Reynold, maka alirannya semakin turbulen, sehingga faktor pencampuran

semakin kecil dan larutan tersebut semakin homogen. Apabila faktor

pencampurannya semakin kecil dan beda potensialnya semakin besar, maka

waktu yang dibutuhkan juga semakin sedikit. Hal ini dapat diketahui dari

rumus sebagai berikut:

f t = t T( N×Da2)2/3

× g1/6 × Da1/2

H1/2 × Dt3/2

45

Dilihat dari grafik (2.13) sampai (2.15) pada praktikum ini sesuai

dengan teori. Sedangkan untuk grafik (2.16) tidak sesuai dengan teori



3. Mengetahui hubungan daya (P) dan pengaruh jenis liquida terhadap

bilangan Reynold (NRe).

- Hubungan antara daya dan bilangan Reynold ialah berbanding

lurus. Semakin besar daya maka bilangan Reynoldnya semakin besar. Hal

tersebut dapat diketahui dari persamaan-persamaan sebagai berikut:

P = V × I

N =

Pρ × H × g × NQ × D

a3

NRe =

Da2 × N × P

μ

Apabila daya (P) semakin besar maka kecepatan pengaduk (N)

akan semakin besar dan bilangan Reynold (NRe) yang didapatkan juga

semakin besar. Dilihat dari grafik (2.17) dan (2.18) pada praktikum ini

sesuai dengan teori.

- Viskositas dari jenis liquida mempengaruhi bilangan Reynold fluida itu

sendiri. Semakin tinggi nilai viskositas dari fluida, maka semakin kecil

bilangan Reynoldnya. Hal ini dapat diketahui dari persamaan:

NRe =

Da2 × N × P

μ

Dilihat dari grafik (2.17) dan (2.18) pada praktikum ini sesuai dengan teori.

Pada fluida yang berupa air dengan viskositas yang lebih rendah, bilangan

Reynoldnya lebih besar dari minyak yang mempunyai viskositas lebih

tinggi.

2.11. Kesimpulan

- Jenis pengaduk dan ada tidaknya baffle mempengaruhi besarnya Angka

Frounde pada air dan minyak kelapa. Pada jenis pengaduk yang daunnya

45

semakin banyak, maka vorteks yang terbentuk semakin besar dan angka

Froundenya semakin kecil. Sedangkan pada jenis baffle yang semain

banyak, maka vorteks yang terbentuk akan semakin kecil dan angka

Froundenya semakin besar.

- Hubungan antara bilangan Reynold (NRe) dengan faktor pencampuran

NaOH dengan air ialah berbanding terbalik. Semakin besar bilangan

Reynold, maka semakin turbulen alirannya, sehingga faktor pencampuran

semakin kecil dan larutan tersebut semakin homogen.

- Hubungan antara bilangan Reynold dengan daya ialah berbanding lurus.

Semakin besar daya maka semakin besar bilangan Reynoldnya. Jenis liquida

juga mempengaruhi bilangan Reynold fluida itu sendiri. Semakin tinggi nilai

viskositas dari fluida, maka semakin kecil bilangan Reynoldnya.

Bab II Mixing Apparatus

Documents

Transcript of Bab II Mixing Apparatus