Fluid Mixing

57
1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Keberhasilan proses operasi kimia tergantung pada efektivitas pencampuran dan pengadukan dari fluida. Pengadukan yang dilakukan akan menyebabkan suatu material akan bergerak secara spesifik (tertentu), sedangkan pencampuran adalah pendistribusian yang acak dan melalui satu atau yang lainnya dari dua atau lebih fase. Suatu material yang homogen, seperti air dingin dalam tangki yang penuh dalam tangki dapat diaduk tetapi tidak dapat dilakukan pencampuran sebelum ditambahkan material lain ke dalam tangki. Jadi jelaslah bahwa pengadukan (agitasi) tidaklah sama dengan pencampuran (mixing). Tidak seperti unit pengoperasian yang lainnya, proses pencampuran dibutuhkan untuk melakukan beberapa tugas seperti pemompaan, perpindahan panas dan perpindahan massa secara cepat. Peralatan pencampuran yang digunakan untuk kepentingan komersial sangatlah banyak, misalnya pencampuran yang digunakan untuk memproduksi bahan kimia, makanan, obat-obatan dan lain sebagainya. Tugas dari mixer (pencampur) itu sendiri adalah : 1. Mengontakkan cairan-cairan yang tidak dapat bercampur, misalnya proses ekstraksi solven 2. Proses emulsi untuk menghasilkan produk yang stabil

description

aaaaaaaa

Transcript of Fluid Mixing

Page 1: Fluid Mixing

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Keberhasilan proses operasi kimia tergantung pada efektivitas

pencampuran dan pengadukan dari fluida. Pengadukan yang dilakukan akan

menyebabkan suatu material akan bergerak secara spesifik (tertentu), sedangkan

pencampuran adalah pendistribusian yang acak dan melalui satu atau yang lainnya

dari dua atau lebih fase. Suatu material yang homogen, seperti air dingin dalam

tangki yang penuh dalam tangki dapat diaduk tetapi tidak dapat dilakukan

pencampuran sebelum ditambahkan material lain ke dalam tangki. Jadi jelaslah

bahwa pengadukan (agitasi) tidaklah sama dengan pencampuran (mixing).

Tidak seperti unit pengoperasian yang lainnya, proses pencampuran

dibutuhkan untuk melakukan beberapa tugas seperti pemompaan, perpindahan

panas dan perpindahan massa secara cepat. Peralatan pencampuran yang

digunakan untuk kepentingan komersial sangatlah banyak, misalnya pencampuran

yang digunakan untuk memproduksi bahan kimia, makanan, obat-obatan dan lain

sebagainya. Tugas dari mixer (pencampur) itu sendiri adalah :

1. Mengontakkan cairan-cairan yang tidak dapat bercampur, misalnya proses

ekstraksi solven

2. Proses emulsi untuk menghasilkan produk yang stabil

3. Melarutkan padatan kasar pada cairan dengan viskositas rendah

4. Dispersi padatan halus dalam cairan dengan viskositas tinggi

5. Dispersi padatan halus dalam cairan, misalnya proses fermentasi

6. Mengontakkan gas/padatan/cairan pada reaksi katalitik

7. Mencampur cairan yang dapat bercampur (misible)

Tetapi yang menjadi masalah bahwa tidak satupun alat yang dapat

melakukan fungsi dari pencampuran secara menyeluruh dan efisien karena

disebabkan biaya pengoperasian yang sangat tinggi. Sehubungan dengan hal

tersebut, maka sangatlah perlu untuk mengetahui proses pencampuran ataupun

pengadukan secara lebih dalam, tentang alat yang digunakan ataupun cara yang

Page 2: Fluid Mixing

2

tepat sehingga nantinya akan diperoleh hasil yang optimal serta dapat menekan

biaya yang digunakan seminimal mungkin.

Pada banyak operasi pengaduk sangat diperlukan untuk mencampurkan

larutan, seperti pencampuran petroleum. Peralatan campuran dikarakteristikkan

oleh kemampuannya untuk membangkitkan kapasitas ke dalam tangki yang dapat

dijelaskan dalam jumlah aliran yang dihasilkan, dan dapat dibaca secara visual.

Dengan hal ini gradien velositas dalam tangki dirancang berdasarkan pergeseran

angka.

Pada umumnya semua tenaga masuk ke dalam vessel secara proporsional

untuk menghasilkan kapasitas pumping (Q) dan waktu kecepatan utama (H).

Kecepatan utama secara konsep berhubungan dengan perubahan angka aliran dan

pada umumnya lebih tinggi dari kecepatan utama rata-rata. Pada aliran turbulen,

ditipekan oleh angka Reynolds Impeller. Tenaga masukan ini ditransfer antara

variasi skala besar (secara umum disebut skala makro). Pergeseran angka pada

kondisi 1000 atau lebih besar dari yang rendah sebagai kecepatan fluktuasi skala

kecil ini cukup kecil pada ukuran fisika (biasanya kurang dari 100).

1.2. Permasalahan

1. Bagaimanakah pengaruh penggunaan dari dua impeller yang berbeda (tipe

propeller & padle) terhadap kualitas campuran yang dihasilkan.

2. Bagaimanakah pengaruh penggunaan baffle dalam proses pencampuran.

3. Bagaimanakah pengaruh kecepatan putaran impeller yang berbeda dalam

proses pencampuran.

4. Bagaimanakah pengaruhi penggunaan bahan dalam proses pencampuran.

5. Faktor-faktor yang mempengaruhi pola aliran dan kualitas campuran dalam

proses pencampuran.

6. Pengaruh kecepatan putaran impeller terhadap konduktivitas larutan garam.

1.3. Tujuan

1. Mengetahui prinsip dan cara kerja Fluid Mixing Apparatus

2. Mengetahui faktor yang mempengaruhi perbedaan pola aliran

3. Mengetahui pengaruh dari penggunaan baffle pada proses pencampuran

Page 3: Fluid Mixing

3

4. Mengetahui bentuk-bentuk impeller

5. Mengetahui perhitungan Fluid Mixing

6. Mengetahui aplikasi dari Fluid Mixing Apparatus

1.4. Hipotesa

1. Semakin besar kecepatan putaran impeller maka semakin cepat pula terjadinya

homogenitas dalam campuran.

2. Dengan penggunaan buffle maka aliran yang terjadi adalah turbulen sehingga

proses pencampuran akan terjadi lebih cepat.

3. Semakin kecil ukuran padatan yang akan dicampur atau dilarutkan maka

semakin cepat pula terjadinya homogenitas.

4. Semakin kecil viskositas cairan yang digunakan semakin cepat terjadinya

homogenitas.

1.5. Manfaat

1. Dapat mengetahui prinsip dasar dari percobaan fluid mixing apparatus.

2. Dapat mengetahui perbedaan pola aliran yang ditimbulkan oleh dua buah

impeller (Propeller & turbin).

3. Dapat mengetahui faktor-faktor yang menyebabkan pola aliran yang berbeda,

seperti padatan yang digunakan, viskositas cairan, kecepatan putaran impeller

dan lain sebagainya.

4. Dapat mengetahui besarnya daya hantar listrik yang ditimbulkan sebagai

pengaruh dari kecepatan putaran.

5. Dapat mengetahui perbedaan yang terjadi pada pencampuran liquid yang

menggunakan baffle dan tidak menggunakan baffle (tidak terbentuk vortex dan

terbentuk vortex).

Page 4: Fluid Mixing

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Mixing

Pengadukan zat cair dilakukan untuk berbagai maksud, tergantung dari

tujuan langkah itu sendiri. Tujuan pengadukan antara lain adalah :

1. Untuk memilih suspensi partikel zat padat.

2. Untuk meramu zat cair yang mampu larut, misalnya metil alkohol dan air.

3. Untuk menyebarkan gas di dalam zat cair dalam bentuk gelembung kecil.

4. Untuk menyebarkan zat cair yang tidak dapat bercampur dengan zat cair lain,

sehingga membentuk emulsi atau suspensi butiran-butiran halus.

5. Untuk mempercepat perpindahan kalor antara zat cair dengan kumparan atau

mantel kalor.

Kadang-kadang pengaduk digunakan untuk beberapa tujuan sekaligus,

misalnya dalam hidrogenasi katalitik dan zat cair. Dalam bejana hidrogenasi

didispersikan melalui zat cair dimana terdapat partikel-partikel katalis padat dalam

keadaan suspensi, sementara kalor reaksi diangkut keluar melalui kumparan atau

mantel.

Pengadukan menunjukkan gerakan yang terinduksi menurut cara tertentu

pada suatu bahan di dalam bejana, dimana gerakan itu biasanya mempunyai

semacam sirkulasi.

2.2. Mechanically Agitated Vessel

2.2.1. Vessel

Vessel biasanya berbentuk tangki silinder vertikal dimana di dalamnya

akan diisikan fluida dengan kedalaman yang sama dengan diameter tangki. Tetapi

pada beberapa sistem pengontakan gas atau cairan dengan kedalaman cairan

sekitar 3 kali diameter tangki maka akan digunakan banyak impeller. Diameter

vessel berkisar antara 0,1 meter untuk unit yang kecil hingga 10 meter ataupun

lebih untuk instalasi industri besar.

Bagian dasar tangki dapat berbentuk datar, lengkungan atau lancip

(kerucut) tergantung pada faktor kemudahan pada saat pengurasan atau pada zat

Page 5: Fluid Mixing

5

padat yang terlarut. Bentuk yang sering digunakan adalah bentuk lengkungan

karena sudut yang ada sangat minimalis sehingga zat padat tidak ada yang terselip

dan akan rata tercampur. Sedangkan jika bentuk kerucut (cone) yang digunakan,

maka harus dipastikan bahwa pencampuran dapat dilakukan dengan sempurna

dengan cara menurunkan posisi impeller. Tetapi hal ini akan sangat berbahaya

jika impeller terlalu dekat dengan permukaan dinding vessel terutama jika sampai

bersentuhan akan mengakibatkan alat menjadi rusak.

Dalam kasus lainnya sering pula digunakan 2 buah impeller pada bagian

atas. Walaupun bawah vessel untuk memperoleh pencampuran yang sempurna.

Pada design mixer atau settler untuk solvent extraction biasanya digunakan tangki

segi empat karena pertimbangan harga yang lebih murah untuk kapasitas yang

besar dan juga lebih mudah mengkombinasikannya dengan settler.

2.2.2. Baffle

Untuk mencegah terjadinya pembentukan ruang udara (vortex) pada saat

cairan-cairan dengan viskositas rendah diaduk dalam tangki silinder vertikal

dengan impeller yang berada pada pusatnya, maka digunakanlah baffle yang

dipasang pada dinding vessel. Baffle yang digunakan biasanya memiliki jarak

yang sama sekitar 1 - 10 dari diameter tangki.

Baffle biasanya tidak menempel pada dinding vessel sehingga secara

kebetulan akan terdapat celah antara baffle dengan dinding vessel. Baffle

umumnya tidak digunakan pada cairan dengan viskositas tinggi dimana

pembentukan vortex bukanlah menjadi masalah yang penting. Baffle dipasang

pada mixing vessel untuk menambah turbulensi. Walaupun penggunaan baffle

menaikkan jumlah tenaga atau energi, tetapi di sisi lain memiliki keuntungan yaitu

terjadinya perpindahan panas secara terus menerus dan waktu yang dibutuhkan

untuk mencampur lebih cepat. Ketika waktu yang digunakan pada proses

pencampuran sangatlah sedikit, pencampur yang terbaik adalah pencampur

dengan jumlah tenaga yang terkecil dan waktu yang sangat pendek. Begitu pula

sebaliknya, ketika waktu yang digunakan pada proses pencampuran lama maka

pencampur yang terbaik adalah pencampur dengan jumlah tenaga yang terkecil

dan waktu yang sangat lama.

Page 6: Fluid Mixing

6

2.2.3. Impeller

Impeller inilah yang akan membangkitkan pola aliran di dalam sistem,

yang menyebabkan zat cair bersikulasi di dalam bejana untuk akhirnya kembali ke

impeller. Dari segi bentuknya, ada tiga jenis impeller yaitu propeller (baling-

baling), dayung (padle), dan turbin (turbine). Masing-masing jenis terdiri lagi atas

berbagai variasi dan sub-jenis. Ada lagi jenis-jenis impeller lain yang

dimaksudkan untuk situasi-situasi tertentu, namun ketiga jenis itu agaknya dapat

digunakan untuk menyelesaikan 95% dari semua masalah agitasi zat cair.

Jenis-jenis impeller yang lain :

1. The marine type propeller

2. Flat – blade turbine

3. The disk flat – blade turbine

4. The curved – blade turbine

5. The pitched – blade turbine

6. The shrouded turbine

Beberapa tipe impeller, yaitu : propeller, turbin, paddle, anchor, helical

ribbbon, helical screw. Penggunaan impeller di atas tergantung pada geometri

vessel (tangki), visikositas cairan.

1. Untuk viskositas yang lebih kecil dari 2000 cP, maka digunakan impeller

dengan tipe propeller.

2. Untuk viskositas antara 2000 cP - 50000 cP, maka digunakan impeller dengan

tipe turbin.

3. Untuk viskositas antara 10000 cP - 1000000 cP, maka digunakan impeller

tope anchor, helical ribon dan paddle

4. Untuk viskositas diatas 1 juta cP, digunakan pencampuran khusus, seperti

banburg mixer, kneaders, extrudes, sigma mixer dan beberapa tipe lainya.

Ada dua macam impeller pengaduk yaitu

1. Impeller aliran aksial yang membangkitkan arus sejajar dengan sumbu poros

impeller

2. Impeller aliran radial yang membangkitkan arus pada arah tangensial atau

radial

Page 7: Fluid Mixing

7

Ukuran impeller tergantung pada jenis impeller dan kondisi operasi seperti

yang dijelaskan oleh Reynolds, Froude dan Power sebagai suatu karakteristik

yang saling mempengaruhi. Kecepatan impeller standar yang digunakan untuk

kepentingan komersil (industri) adalah 34, 45, 56, 68, 84, 100, 125, 155, 190, dan

320 rpm. Tenaga yang dibutuhkan biasanya tidak cukup untuk digunakan secara

kontinyu untuk mengatur gerakan steam turbin. Dua kecepatan driver mungkin

dibutuhkan pada saat torques awal sangat tinggi.

Jenis aliran di dalam bejana yang sedang diaduk bergantung pada :

a. Jenis impeller

b. Karakteristik fluida

c. Ukuran serta perbandingan (proporsi) tangki, sekat, dan agitator.

Kecepatan fluida dalam setiap titik dalam tangki mempunyai tiga

komponen, dan pola aliran keseluruhan di dalam tangki itu bergantung pada

variasi dari ketiga komponen itu dari satu lokasi ke lokasi lain. Ketiga komponen

itu yaitu :

1. Komponen radial yang bekerja pada arah tegak lurus terhadap poros impeller.

2. Komponen longitudinal, yang bekerja pada arah paralel dengan poros.

3. Komponen tangensial, atau rotasional, yang bekerja pada arah singgung

terhadap lintasan lingkar di sekeliling poros.

2.2.3.1. Propeller

Propeller merupakan impeller aliran aksial berkecepatan tinggi untuk zat

cair berviskositas rendah. Propeller kecil biasanya berputar pada kecepatan motor

penuh, yaitu 1.150 atau 1.750 rpm, sedangkan propeller besar berputar pada 400

sampai 800 rpm. Arus yang meninggalkan propeller mengalir melalui zat cair

menurut arah tertentu samapi dibelokkan oleh lantai atau dinding bejana. Kolom

zat cair yang berputar dengan sangat turbulennya itu meninggalkan impeller

dengan membawa ikut zat cair stagnan yang dijumpainya dalam perjalanannya itu,

dan zat cair stagnan yang terbawa ikut itu mungkin lebih banyak dari yang dibawa

kolom arus sebesar itu kalau berasal dari nosel stasioner. Daun-daun propeller

merobekkan menyeret zat cair itu. Oleh karena arus aliran ini sangat gigih,

agitator propeller sangat efektif dalam bejana besar.

Page 8: Fluid Mixing

8

Propeller yang berputar membuat pola heliks di dalam zat cair, dan jika

tidak tergelincir antara zat cair dan propeller itu, satu putaran penuh propeller

akan memindahkan zat cair secara longitudinal pada jarak tertentu, bergantung

dari sudut kemiringan daun propeller. Rasio jarak ini terhadap diameter

dinamakan jarak-bagi (pitch) propeller itu. Propeller yang mempunyai jarak bagi

1,0 disebut mempunyai jarak-bagi bujur-sangkar (square pitch).

Gambar 1. Pola Aliran Fluida untuk Propeller di Tengah Vessel Tanpa

Baffle

Gambar 2. Pola Aliran Fluida untuk Propeller di Tengah Vessel dengan

Baffle, Pola Aliran Aksial

Gambar 3. Pola Aliran Fluida untuk Propeller di Tengah Vessel dengan Baffle, Pola Aliran Radial

Page 9: Fluid Mixing

9

2.3.3.2. Paddle

Untuk tugas-tugas sederhana, agitator yang terdiri dari satu dayung datar

yang berputar pada poros vertikal merupakan pengaduk yang cukup efektif.

Kadang-kadang daun-daunnya dibuat miring, tetapi biasanya vertikal saja.

Dayung (paddle) ini berputar di tengah bejana dengan kecepatan rendah sampai

sedang, dan mendorong zat cair secara radial dan tangensial, hampir tanpa adanya

gerakan vertikal pada impeller, kecuali bila daunnya agak miring. Arus yang

terjadi bergerak ke luar ke arah dinding, lalu membelok ke atas atau ke bawah.

Dalam tangki-tangki yang dalam, kadang-kadang dipasang beberapa dayung pada

satu poros, dayung yang satu di atas yang lain. Dalam beberapa rancang, daunnya

disesuaikan dengan bentuk dasar bejana, yang mungkin bulat atau cekung, piring,

sehingga dapat mengikis atau menyapu permukaan pada jarak sangat dekat.

Dayung (padle) jenis tersebut dinamakan agitator jangkar (anchor agitator).

Jangkar ini sangat efektif untuk mencegah terbentuknya endapan atau kerak pada

permukaan penukar kalor, seperti umpamanya, dalam bejana proses bermantel,

tetapi tidak terlalu efektif sebagai alat pencampur. Jangkar ini biasanya

dioperasikan bersama dengan dayung berkecepatan tinggi atau agitator lain, yang

biasanya berputar menurut arah yang berlawanan.

Agitator dayung yang digunakan di industri biasanya berputar dengan

kecepatan antara 20 dan 150 rpm. Panjang total impeller dayung biasanya antara

50 sampai 80 persen dari diameter-dalam bejana. Lebar daunnya seperenam

sampai sepersepuluh panjangnya. Pada kecepatan yang sangat rendah, dayung

dapat memberikan pengadukan sedang di dalam bejana tanpa-sekat, pada

kecepatan yang lebih tinggi diperlukan pemakaian sekat, sebab jika tidak, zat cair

itu akan berputar-putar saja mengelilingi bejana itu dengan kecepatan tinggi,

tetapi tanpa adanya pencampuran.

Adapun kelebihan dari penggunaan paddle adalah sebagai berikut :

1. Sirkulasi berbentuk aliran radial, tetapi tidak pada sirkulasi vertikal kecuali

digunakan baffle

2. Dapat digunakan pada seluruh range viskositas

3. Tidak mudah rusak dalam pengoperasiannya

Page 10: Fluid Mixing

10

4. Tidak mudah kotor

5. Flow capacity bisa tinggi dengan menggunakan multiple blade

6. Baiaya relatif rendah

Gambar 4. Pola Aliran Fluida untuk Propeller di Tengah Vessel

2.3.3.3. Turbin

Turbin biasanya efektif untuk jangkau viskositas yang cukup luas. Pada

cair berviskositas rendah, turbin itu menimbulkan arus yang sangat deras yang

berlangsung di keseluruhan bejana, menabrak kantong-kantong yang stagnan dan

merusaknya. Di dekat impeller itu terdapat zona arus deras yang sangat turbulen

dengan geseran yang kuat. Arus utamanya bersifat radial dan tangensial.

Komponen tangensialnya menimbulkan vorteks dan arus putar, yang harus

dihentikan dengan menggunakan sekat (baffle) atau difuser agar impeller itu

menjadi sangat efektif. Beberapa di antara berbagai ragam bentuk rancang turbin

adalah turbin daun-lurus terbuka, turbin piring berdaun dan turbin piring lengkung

vertikal. Kebanyakan turbin itu menyerupai agitator-dayung berdaun banyak

dengan daun-daunnya yang agak pendek, dan berputar pada kecepatan tinggi pada

suatu poros yang dipasang di pusat bejana. Daun-daunnya boleh lurus dan boleh

pula lengkung, boleh bersudut, dan boleh pula vertikal. Impellernya mungkin

terbuka, setengah terbuka, atau terselubung. Diameter impeller biasanya lebih

kecil dari diameter dayung, yaitu berkisar antara 30 sampai 50 persen dari

diameter bejana.

Dalam keadaan biasa, di mana poros itu vertikal, komponen radial dan

tangensial berada dalam satu bidang horisontal, dan komponen longitudinalnya

vertikal. Komponen radial dan komponen longitudinal sangat aktif dalam

memberikan aliran yang diperlukan untuk melakukan pencampuran. Bila poros itu

Page 11: Fluid Mixing

11

vertikal dan terletak persis di pusat tangki, komponen tangensial biasanya kurang

menguntungkan. Arus tangensial itu mengikuti suatu lintasan berbentuk lingkaran

di sekitar poros, dan menimbulkan vorteks pada permukaan zat cair, dan karena

adanya sirkulasi aliran laminar, cenderung membentuk stratifikasi pada berbagai

lapisan tanpa adanya aliran longitudinal antara lapisan-lapisan itu.

Jika di dalam sistem itu terdapat pula partikel zat padat, arus sirkulasi itu

cenderung melemparkan partikel-partikel itu, dengan gaya sentrifugal, ke arah

luar, dan dari situ bergerak ke bawah, dan sesampai di dasar tangki, lalu ke pusat.

Karena itu, bukannya pencampuran yang berlangsung di sini, tetapi sebaliknya

pengumpulanlah yang terjadi. Jadi, karena dalam aliran sirkulasi zat cair begerak

menurut arah gerakan daun impeller, kecepatan relatif antara daun dan zat cair itu

berkurang, dan daya yang dapat diserap zat cair itu menjadi terbatas.

Dalam bejana yang tak bersekat, alir putaran itu dapat dibangkitkan oleh

segala jenis impeller, baik aliran aksial maupun yang radial. Jadi, jika putaran zat

cair itu cukup kuat, pola aliran di dalam tangki itu dapat dikatakan tetap,

bagaimanapun bentuk rancangan impeller. Pada kecepatan impeller tinggi vorteks

yang terbentuk mungkin sedemikian dalamnya, sehingga mencapai impeller; dan

gas dari atas permukaan zat cair akan tersedot ke dalam zat cair itu. Makanya hal

demikian tidaklah dikehendaki. Aliran tingkat (circulatory flow) dan arus putar

(swirling) dapat dicegah dengan menggunakan salah satu dari tiga cara di bawah

ini. Dalam tangki-tangki kecil impeller dipasang di luar sumbu tangki (eksentrik).

Porosnya digeser sedikit dari garis pusat tangki, lalu dimiringkan dalam suatu

bidang yang tegak lurus terhadap pergeseran itu. Dalam tangki-tangki yang lebih

besar, agitatornya dipasang di sisi tangki, dengan porosnya pada bidang

horisontal, tetapi membuat sudut dengan jari-jari tangki.

2.3. Jet Mixer

Pencampuran dalam sebuah vessel dilakukan untuk viskositas rendah

dengan menggunakan jet nozzle yang dimasukkan dalam vessel dimana cairan

dengan viskositas tinggi dialirkan kedalam jet nozzle. Pompa digunakan untuk

mengeluarkan sebagian liquid dari vessel dan dikembalikan melalui nozzle melalui

Page 12: Fluid Mixing

12

vessel. Transfer momentum dari jet viskositas tinggi menuju liquid dalam vessel

menyebabkan aksi pencampuran sirkulasi dalam tangki.

2.4. In-line Static Mixer

In-line static mixers digunakan untuk operasi pencampuran dan pelarutan

dalam jumlah yang besar. Sebuah unit tetap diletakkan dalam sebuah pipa dan

pencampur dimasukkan oleh sistem pemompaan. Untuk kasus pencmpuran liquid

kental secara laminer, pencampuran dilakukan dengan mekanisme slicing dan

folding. Proses pencampuran ini memberikan peningkatan dalam produk

campuran sebagai jumlah dari elemen pencampuran yang diulang meningkat.

Dalam kasus pelarutan liquid-liquid dan gas-liquid seperti mekanisme di atas

tidak berpengaruh dan biasanya operasi terjadi secara turbulen.

2.5. In-Line Dynamic Mixer

Untuk operasi pencampuran dimana membutuhkan produksi kontinyu dari

solid yang dilarutkan dan emulsi, In-Line Dynamic Mixers adalah salah satu

bentuk mixer yang dapat digunakan. Alat ini terdiri dari sebuah rotor dimana spin

adalah kecepatan tinggi di dalam sebuah casing dan umpan material dipompakan

secara kontinyu menuju unit. Di dalam casing, shear force fluida yang tinggi

digunakan pada operasi pelarut.

2.6. Mills

Beberapa kegiatan kimia termasuk pelarutan solid dan pengemulsian tidak

dapat dilakukan di dalam vessel yang dicampur secara mekanik karena tidak

mungkin dapat menurunkan tegangan tinggi untuk memecah partikel agregat

dalam memperoleh kualitas pelarutan atau menciptakan emulsi yang stabil. Mills

dapat digunakan dalam operasi pelarutan dimana pelarutan partikel dilakukan

dengan crushing atau shearing.

2.7. Unit Pelarutan dengan Kecepatan Tinggi

Tipe peralatan ini serupa dengan In-Line Dynamic Mixer, tetapi dalam

kasus ini alat digunakan dalam sebuah vessel. Alat pencampur ini terdiri dari rotor

kecepatan tinggi di dalam vessel dimana fluida dimasukkan ke aksi shearing

intensif.

Page 13: Fluid Mixing

13

2.8. Valve Homogenizers

Unit ini mempunyai bagian pemompaan untuk menyuplai material yang

akan dilarutkan melalui sebuah orifice terkecil. Tekanan tinggi akan diturunkan

mendekati tekanan fluida melalui sebuah orifice sehingga menghasilkan shear

force tinggi dimana emulsi dan suspensi koloid akan dihasilkan secara kontinyu.

2.9. Ultrasonic Homogenizers

Material yang akan diproses dipompakan pada tekanan tinggi (diatas 150

bar) melalui orifice yang didesain secara khusus untuk menghasilkan aliran

dengan kecepatan tinggi melalui sebuah blade yang digoyangkan atau digetarkan

pada frekuensi ultrasonik.

2.10. Extruders

Pelarutan dalam industri plasit biasanya dilakukan dalam extruders. Feed

yang biasanya mengandung polimer utama dalam bentuk granular atau bubuk,

bersama-sama dengan aditif seperti stabilizer, plastizer, pigmen berwarna dan

lain-lain. Selama proses dalam extruders dikeluarkan pada tekanan tinggi dan laju

kontrol dari extruders untuk pembentukan.

Parameter yang mempengaruhi klasifikasi agitator:

1. Parameter Proses

a. viskositas rendah

b. kelarutan zat terlarut

c. konduktivitas termal fluida dan zat terlarut jika terjadi perpindahan panas

d. densitas fluida

e. ukuran partikel solid

2. Parameter Mekanik

a. diameter impeller

b. rotasi impeller per menit

c. bentuk impeller

d. volume vessel

e. bentuk vessel

f. letak agitator terhadap vessel

Page 14: Fluid Mixing

14

Keberhasilan operasi suatu proses pengolahan tergantung pada efektivitas

pengadukan dan pencampuran zat dalam proses. Pengadukan diartikan sebagai

gerakan terinduksi menurut cara tertentu pada suatu bahan didalam bejana dimana

gerakan terinduksi menurut cara tertentu menurut bahan didalam bejana, dimana

gerakan mempunyai pola sirkulasi. Sedangkan pencampuran adalah peristiwa

menyebarnya bahan-bahan secara acak dimana bahan yang satu menyebar

kedalam bahan yang lain, sedangkan kedua bahan tersebut tadinya terpisah dalam

dua fase yang berbeda.

2.11. Pencampuran Solid - Liquid

Bila zat padat disuspensikan dalam tangki yang diaduk, ada beberapa cara

untuk mendifinisikan kondisi suspensi itu. Proses yang berbeda akan memerlukan

derajat suspensi yang berlainan pula, dan karena itu kita perlu menggunakan

definisi yang tepat dan korelasi yang semestinya didalam merancang atau dalam

penerapan ke skala besar.

1. Mendekati suspensi penuh

yaitu suspensi dimana masih terdapat sebagian kecil kelompok-kelompok zat

padat yang terkumpul didasar tangki agak kepinggir atau ditempat lain.

2. Partikel bergerak penuh

yaitu seluru partikel berada dalam suspensi atau bergerak disepanjang dasar

tangki

3. Suspensi penuh atau Suspensi diluar dasar

yaitu seluruh partikel berada dalam keadaan suspensi dan tidak ada didasar

tangki atau tidak berada didasar tangki selama leih dari 1 atau 2 detik.

2.12. Pencampuran Liquid - Liquid

Pencampuran zat cair-cair (misible) di dalam tangki merupakan proses

yang berlangsung cepat dalam daerah turbulen. Impeller akan menghasilkan arus

kecepatan tinggi, dan fluida itu mungkin dapat bercampur baik di sekitar impeller

karena adanya keterbulenan yang hebat.

Pada waktu arus itu melambat karena membawa ikut zat cair lain dan

mengalir di sepanjang dinding, terjadi juga penpencampuran radial. Sedangkan

Page 15: Fluid Mixing

15

pusaran-pusaran besar pecah menjadi kecil, tetapi tidak banyak terjadi

pencampuran pada arah aliran.

2.13. Pencampuran Gas - Liquid

Dalam proses pencampuran gas dengan liquid, gas akan tersuspensi dalam

bentuk gelembung-gelembung kecil dengan tekanan tertentu.

Page 16: Fluid Mixing

16

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat

1. Satu unit Fluid Mixing Apparatus yang dilengkapi dengan impeller berbeda

dengan baffle dan tanpa baffle

2. Ohmmeter

3.2. Bahan

1. Air

2. Pasir

3. Garam

3.3. Prosedur Percobaan

1. Siapkan Fluid Mixing Apparatus tanpa baffle sehingga dapat digunakan

sebagaimana mestinya

2. Ukurlah diameter vessel, diameter impeller, jarak impeller dari dasar vessel,

lebar bilah impeller.

3. Masukkan air, pasir, dan garam ke dalam Fluid Mixing Apparatus, kemudian

pasang impeller yang dikehendaki.

4. Hidupkan Fluid Mixing Apparatus dan aturlah kecepatan putaran impeller 50

rpm, 100 rpm, 200 rpm, 300 rpm, lakukan secara bergantian

5. Amati dan gambarlah pola aliran yang terjadi setiap kenaikan keceaptan

perputaran impeller dan hitung daya dari pengadukan tersebut.

6. Ulangi percobaan di atas untuk impeller yang berbeda dan Fluid Mixing

Apparatus dengan baffle.

Page 17: Fluid Mixing

17

BAB IV

DATA HASIL PENGAMATAN

4.1 Data Hasil Pengamatan

A.

Ukuran

Fluid

MixingB

affle

Jenis

Impellerrpm Df Da H W E

Jenis Pola

Aliran

Tidak

Propeler

100 29 12 30 4.1 13 RADIAL

200 29 12 30 4.1 13 RADIAL

300 29 12 30 4.1 13 RADIAL

Ada

100 29 12 30 4.1 13 AKSIAL

200 29 12 30 4.1 13 AKSIAL

300 29 12 30 4.1 13 AKSIAL

BaffleJenis

Impellerrpm Df Da H W E

Jenis Pola

Aliran

Tidak

Turbine

100 29 12 30 4.1 13 RADIAL

200 29 12 30 4.1 13 RADIAL

300 29 12 30 4.1 13 RADIAL

Ada

100 29 12 30 4.1 13 RADIAL

200 29 12 30 4.1 13 RADIAL

300 29 12 30 4.1 13 RADIAL

4.2 Gambar Pola Aliran yang Terlihat

Page 18: Fluid Mixing

18

Impeller Baffle 100 rpm 200 rpm 300 rpm

PropelerTidak

PropelerAda

Tidak

Page 19: Fluid Mixing

19

Turbine

Turbine Ada

4.3 Perhitungan

1. Konversikan satuan masing-masing ukuran ke konversi yang sesuai

Da ( diameter impeller ) = 12 cm = 0,3937 ft

n ( kecepatan putaran impeller ) = 100 rpm = 1,67 rps

= 200 rpm = 3,33 rps

= 300 rpm = 5 rps

Dt ( diameter tabung ) = 29 cm = 0,9514 ft

w ( lebar daun impeller ) = 4,1 cm = 0,1345 ft

E ( jarak dasar tabung ke impeller ) = 13 cm = 0,4265 ft

H ( tinggi larutan dari dasar tabung ke permukaan ) = 30 cm = 0,9842 ft

L ( panjang daun impeller ) = 5 cm = 0,164 ft

Page 20: Fluid Mixing

20

2. Tentukan jenis impeller yang digunakan ?

Jenis Impeller yang digunakan Propeller bersekat ( ada baffle ).

3. Hitung perbandingan Da/Dt, E/Da, L/Da, W/Da

4. Hitung Reynold Number, NRe setelah itu cari nilai daya Np dari grafik (9-13

atau 9-14) buku OTK jilid 1 sesuaikan dengan pengamatan grafik

Da = 0,12 m

n = 1,67 rps

n = 3,33 rps

n = 5 rps

ρ dicari dengan cara :

Beker kosong = 271 gr

Beker berisi sampel = 710 gr

Massa sampel = 439 gr

Volume beker = (11,5)2 . 5 / 4 cm3

= 1097,5 kg/m3

, asumsi suhu 25 oC, = 8,9 . 10-4 kg/m

( sumber buku Mass- Transfer Operation Bab 6 bagian contoh soal 6.2 hal.

157, Treyball R.E)

a. Untuk propeler tanpa baffle

Page 21: Fluid Mixing

21

n = 1,67 rps

NRe = 29654,7

Plot data pada Figure 6.5 buku Mass- Transfer Operation Bab 6;

Treyball R.E , diperoleh nilai daya Np;

Np = 0,378

n = 3,33 rps

NRe = 59131,82

Plot data pada Figure 6.5 buku Mass- Transfer Operation Bab 6;

Treyball R.E , diperoleh nilai daya Np;

Np = 0,376

n = 5 rps

NRe = 88786,5

Plot data pada Figure 6.5 buku Mass- Transfer Operation Bab 6;

Treyball R.E , diperoleh nilai daya Np;

Np = 0,374

b. Untuk propeler dengan baffle

n = 1,67 rps

Page 22: Fluid Mixing

22

NRe = 29654,7

Plot data pada Figure 6.5 buku Mass- Transfer Operation Bab 6; Treyball R.E

, diperoleh nilai daya Np;

Np = 0,378

n = 3,33 rps

NRe = 59131,82

Plot data pada Figure 6.5 buku Mass- Transfer Operation Bab 6; Treyball R.E

, diperoleh nilai daya Np;

Np = 0,376

n = 5 rps

NRe = 88786,5

Plot data pada Figure 6.5 buku Mass- Transfer Operation Bab 6; Treyball R.E

, diperoleh nilai daya Np;

Np = 0,374

c. Untuk turbin tanpa baffle

n = 1,67 rps

NRe = 29654,7

Plot data pada Figure 6.5 buku Mass- Transfer Operation Bab 6; Treyball R.E

, diperoleh nilai daya Np;

Np = 0,378

n = 3,33 rps

Page 23: Fluid Mixing

23

NRe = 59131,82

Plot data pada Figure 6.5 buku Mass- Transfer Operation Bab 6; Treyball R.E

, diperoleh nilai daya Np;

Np = 0,376

n = 5 rps

NRe = 88786,5

Plot data pada Figure 6.5 buku Mass- Transfer Operation Bab 6; Treyball R.E

, diperoleh nilai daya Np;

Np = 0,374

d. Untuk turbin dengan baffle

n = 1,67 rps

NRe = 29654,7

Plot data pada Figure 6.5 buku Mass- Transfer Operation Bab 6; Treyball R.E

, diperoleh nilai daya Np;

Np = 0,378

n = 3,33 rps

NRe = 59131,82

Plot data pada Figure 6.5 buku Mass- Transfer Operation Bab 6; Treyball R.E

, diperoleh nilai daya Np;

Np = 0,376

Page 24: Fluid Mixing

24

n = 5 rps

NRe = 88786,5

Plot data pada Figure 6.5 buku Mass- Transfer Operation Bab 6; Treyball R.E

, diperoleh nilai daya Np;

Np = 0,374

5. Masukkan ke rumus daya

a. Untuk propeler tanpa baffle

n = 1,67 rps, Np = 0,378

P = 0,048 watt

n = 3,33 rps, Np = 0,376

P = 0,379 watt

n = 5 rps, Np = 0,374

P = 1,276 watt

b. Untuk propeler dengan baffle

n = 1,67 rps, Np = 0,378

Page 25: Fluid Mixing

25

P = 0,048 watt

n = 3,33 rps, Np = 0,376

P = 0,379 watt

n = 5 rps, Np = 0,374

P = 1,276 watt

c. Untuk turbine tanpa baffle

n = 1,67 rps, Np = 0,378

P = 0,048 watt

n = 3,33 rps, Np = 0,376

P = 0,379 watt

n = 5 rps, Np = 0,374

P = 1,276 watt

d. Untuk turbine dengan baffle

n = 1,67 rps, Np = 0,378

P = 0,048 watt

Page 26: Fluid Mixing

26

n = 3,33 rps, Np = 0,376

P = 0,379 watt

n = 5 rps, Np = 0,374

P = 1,276 watt

BAB V

PEMBAHASAN

Page 27: Fluid Mixing

27

Pada percoban Fluid Mixing Apparatus ini, kita ingin mengetahui pola

aliran dari suatu fluida dengan menggunakan tipe impeller yang berbeda-beda.

Pada percobaan kali ini digunakan impeller. Impeller inilah yang akan

membangkitkan pola aliran di dalam sistem, yang menyebabkan zat cair

bersikulasi di dalam bejana untuk akhirnya kembali ke impeller. Ada dua macam

impeller pengaduk, yaitu impeller aliran-aksial (axial-flow impeller) dan impeller

aliran-radial (radial-flow impeller). Impeller jenis pertama membangkitkan arus

sejajar dengan sumbu poros impeller, dan yang kedua membangkitkan arus pada

arah tengensial atau radial.

Prinsip dari percobaan ini adalah dengan mencampurkan dua jenis atau

lebih senyawa yang berbeda dapat diperoleh campuran yang homogen. Pada

proses pencampuran tersebut kita mengunakan baffle dengan tujuan untuk

mengurangi pembentukan vorteks akibat dari perputaran impeller yang berputar

dengan kecepatan tinggi. Pembentukan vorteks ini dapat menghambat atau

mengurangi efisiensi dari pencampuran karena dengan adanya vorteks ini, maka

partikel - partikel yang ada dalam larutan tidak dapat terdistribusi secara merata

ke seluruh sistem sehingga akan memperlambat proses atau laju homogenitas dari

pencampuran tersebut dan bisa jadi pencampuran tersebut tidak sempurna.

Baffle biasanya tidak menempel pada dinding vessel sehingga secara

kebetulan akan terdapat celah antara baffle dengan dinding vessel. Baffle

umumnya tidak digunakan pada cairan dengan viskositas tinggi dimana

pembentukan vortex bukanlah menjadi masalah yang penting. Baffle dipasang

pada mixing vessel untuk menambah turbulensi. Walaupun penggunaan baffle

menaikkan jumlah tenaga atau energi, tetapi di sisi lain memilki keuntungan yaitu

terjadinya perpindahan panas secara terus menerus dan waktu yang dibutuhkan

untuk mencampur lebih cepat.

Pemakaian baffle dapat mengurangi pembentukan vorteks karena keempat

sisi baffle yang mempunyai ukuran yang seragam dapat menghambat pola aliran

yang bergejolak yang cenderung akan membentuk vorteks. Pada dasarnya,

vorteks terjadi karena adanya gaya sentripetal yang ditimbulkan oleh perputaran

poros impeller pada kecepatan tinggi yang cenderung mengarah ke pusat poros.

Page 28: Fluid Mixing

28

Dengan adanya baffle ini, maka gaya sentripetal yang ditimbulkan oleh aliran

fluida tersebut dapat dikurangi.

Perbedaan jenis bahan yang digunakan dalam pencampuran juga dapat

mempengaruhi kehomogenan yang baik. Semakin kecil viskositas fluida yng

dihandle maka semakin homogenlah proses pencampuran tersebut. Dalam

percobaan ini, kita menggunakan pasir sebagai parameter untuk melihat pola

aliran yang terjadi. Jumlah pasir yang digunakan akan berpengaruh pada hasil

pengamatan (secara kasat mata) terhadap bentuk dan pola aliran yang sedang

diaduk. Jika pasir yang digunakan terlalu sedikit, maka pola aliran yang terbentuk

tidak terlihat secara jelas.

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

VI.1. Kesimpulan

1. Tujuan dari pencampuran adalah mencampurkan dua jenis zat yang berbeda

agar mempunyai homogenitas yang baik. Baiknya proses pencampuran yang

dilakukan dilihat dari dapat tidaknya dicapai pencampuran yang sempurna.

2. Ada beberapa jenis impeller yaitu antara lain jenis propeller, turbin, dan

paddle. Masing-masing tipe impeller ini digunakan untuk jenis fluida yang

Page 29: Fluid Mixing

29

berbeda-beda. Tipe aliran yang ditimbulkan juaga berbeda-beda tergantung

pada jenis impellernya.

3. Dalam proses pencampuran sebaiknya dihindari terbentuknya vorteks, karena

dapat mengurangi efisiensi dari proses pencampuran tersebut. Pemakaian jenis

impeller yang tepat untuk jenis fluida tertentu juga menentukan efisiensi dari

proses.

VI.2 Saran

Sebaiknya pasir pada tangki ditambahkan agar praktikan dapat lebih jelas

melihat pola aliran yang terbentuk dan praktikan dapat mengetahui dengan pasti

bagaimana bentuk aliran yang terbentuk.

DAFTAR PUSTAKA

Treyball,Robert. 1987. Mass Transfer Operation. New York : Mc. Graw Hill Book Company.

J.R, Welty, Wicks, C.E, Wilson, R.E.1984. Fundamental of Momentum, Heat, and

Mass Transfer. New York : John Wiley & Sons Inc.

RH, Perry, CH, Chiton. 1984. Chemical Engineering Hand Book 7 th edition. Tokyo : Mc. Graw Hill

Kogakusha Ltd.

C. Mc.L.Warren, Smith, Julian & Harriot, Peter. 1993. Operasi Teknik Kimia. Jakarta : Erlangga.

Page 30: Fluid Mixing

30

GAMBAR ALAT

Page 31: Fluid Mixing

31

Keterangan:

1. Controler

2. Penyangga Tabung

3. Tabung Air

4. Impeller

Page 32: Fluid Mixing

32

5. Pompa

BAB IV

HASIL PENGAMATAN

4.1 Hasil Pengamatan

4.1.1 Tanpa Buffle dan Agitator Turbine

Pada 100 rpm Pada 150 rpm Pada 200 rpm

(a) (b) (c)

Pada 250 rpm Pada 300 rpm Pada 350 rpm

(d) (e) (f)

(a) * Pasir sedikit bergerak (mengendap di tengah-tengah dasar tabung).

Page 33: Fluid Mixing

33

* Aliran mengikuti arah perputaran impeller (aliran laminar).

* Terbentuk vortex.

(b) * Pasir lebih banyak yang bergerak di sekitar tumpukan pasir dan

ditengah- tengah tumpukannya membentuk kawah kecil.

* Aliran sama tetapi kecepatannya bertambah.

* Cekungan vortex semakin dalam.

© * Pasir lebih banyak bergerak daripada tumpukan pasir tidak ada kawah

lagi.

*Aliran tetap searah dengan perputaran impeller dan kecepatannya

bertambah.

* Cekungan vortex semakin dalam.

(d) * Pasir mulai bergerak ke atas tabung tetapi di bagian pinggirnya.

* Aliran fluidanya sama dengan kecepatannya bertambah.

* Cekungan vortex semakin dalam.

(e) * Pasir semakin banyak bergerak ke arah atas dan benda di atas tumpukan

pasir.

* Aliran tetap dan kecepatannya semakin bertambah.

* Cekungan vortex semakin ke dalam.

(f) * Pasir yang tertumpuk di dasar tabung semakin sedikit dan sisanya

bergerak ke arah atas tetapi masih dibawah impeller.

* Alirannya sama (tetap aliran laminer) dan kecepatannya semakin tinggi.

* Vortexnya membentuk cekungan yang dalam dan hampir menyerupai

kerucut.

4.1.2 Menggunakan Buffle dan Agitator Turbin

Page 34: Fluid Mixing

34

Pada 100 rpm Pada 150 rpm Pada 200 rpm

(a) (b) (c)

Pada 250 rpm Pada 300 rpm Pada 350 rpm

(d) (e) (f)

(a) * Pasir tetap berada di tengah-tengah dasar tabung dan menumpuk.

* Alirannya turbulen.

* Tidak terbentuk vortex.

(b) * Pasir tetap berada di tengah dasar tabung dan menumpuk.

* Alirannya turbulen dan kecepatannya bertambah.

* Tidak terbentuk vortex.

(c) * Pasir mulai bergerak ke arah atas diatas tumpukan pasir tersebut.

* Alirannya turbulen dan kecepatannnya bertambah.

Page 35: Fluid Mixing

35

* Terbentuk vortex yang lebih lambat.

(d) * Tumpukan pasir berbentuk bukit menyerupai limas dengan alas segi

empat, pasir lebih banyak naik dan berada dibawah impeller.

* Alirannya turbulen dan kecepatannya bertambah.

* Terbentuk vortex yang lebih dalam.

(e) * Tumpukan pasir berbentuk bukit menyerupai limas dengan alas segi

empat. Pasir lebih banyak naik dan berada di bawah impeller.

* Alirannya turbulen dan semakin cepat.

* Terbentuk vortex yang lebih dalam.

(f) * Tumpukan pasir berbentuk bukit menyerupai limas dengan alas

segiempat. Pasir lebih banyak naik dan berada di bawah impeller.

* Alirannya turbulen dan lebih cepat.

* Terbentuk vortex dan lebih dalam tetapi masih jauh dari impeller.

BAB V

PEMBAHASAN

Hasil pengamatan pada percobaan ini memperlihatkan adanya perbedaan-

perbedaan pola aliran yang ditunjukkan oleh alat fluida mixing apparatus, dimana

Page 36: Fluid Mixing

36

pengadukan dilakukan dengan kecepatan yang bervariasi, dengan menggunakan

baffle dan tidak menggunakan baffle.

Pada saat tidak menggunakan baffle semakin besar kecepatan, semakin

besar vortex yang terbentuk baik dengan impeller paddle maupun dengan impeller

turbin. Gerak pasir ke arah atas cenderung membentuk kerucut.

Pada fluida mixing apparatus tidak menggunakan baffle terdapat vortex

dalam aliran dimana vortex ini sangat merugikan karena menghambat proses

pencampuran. Hal ini disebabkan karena propeller terletak vertikal dan persis

berada dipusat tangki sehingga komponen tangensial biasanya kurang

menguntungkan. Arus tangensial mengikuti suatu lintasan berbentuk lingkaran di

sekeliling poros dan menimbulkan vortex pada permukaan zat cair, dan karena

adanya sirkulasi aliran laminer cendrung membentuk stratifikasi pada berbagai

lapisan tanpa adanya longitudinal antara lapisan-lapisan itu. Pada percobaan ini

digunakan pasir dan garam sebagai partikal padat pada fluid mixing apparatus,

dan arus sirkulasi cendrung melemparkan partikel-partikel itu dengan gaya

sentifugal keluar dan dari situ bergerak kebawah dan sampai kedasar tangki, lalu

ke pusat. Karena itu disini bukanlah pencampuran yang berlangsung, tetapi

terjadinya pengumpulan. Jadi karena dalam aliran sirkulasi zat cair bergerak

menurut arah gerakan daun impeller. Kecepatan relatif antara daun dan zat cair

berkurang, dan daya yang dapat diserap zat cair menjadi terbatas. Dalam bejana

yang tidak bersekat aliran putaran itu dapat dibangkitkan oleh segala jenis

impeller, baik aliran aksial maupun yang radial. Jadi jika putaran zat cait itu cukup

kuat pola aliran didalam tangki itu dapat dikatakan tetap, bagaimanapun bentuk

rancang impeller. Pada kecepatan impeller tinggi, vortex yang terbentuk

sedemikian dalamnya sehingga mencapai impeller dan gas dari atas permukaan

zat cair akan tersedot kedalam zat cair itu. Biasanya hal demikian tidak

dikehendaki.

Pada saat menggunakan baffle pola aliran tampak tidak membentuk

vortex, sehingga pengadukan dan pencampuran lebih merata atau homogen.

Karena tidak ada vortex aliran tampak lebih membesar daripada menggunakan

baffle. Jadi pada fluid mixing apparatus dimana mempunyai agitator vertikal cara

Page 37: Fluid Mixing

37

yang baik untuk mengurangi vortex yang tidak dikehendaki yaitu dengan

memasang sekat-sekat(baffle) yang berfungsi menghalangi rotasi tanpa

mengganggu aliran radial fluida atau aliran longitudinal. Sekat yang sederhana

namun efektif dapat dibuat dengan memasang bilah-bilah vertikal terhadap

dinding tangki.

Pada impeller turbin dan flate paddle yang menggunakan baffle didapatkan

hubungan antara kecepatan perputaran pengaduk dan konduktivitas larutan

dengan waktu yang berbeda-beda. Sebagai indikator untuk konduktivitas maka

digunakan garam dapur (NaCl), karena NaCl didalam air akan melepaskan ikatan

ionnya dan berpisah menjadi ion-ion, sehingga larutan dapat dihitung

konduktivitasnya.

Zat cair yang digunakan adalah air yang memiliki viskositas rendah. Zat

cair berviskositas rendah partikel-partikelnya menjalani lintasan-lintasan kecil di

dalam bejana dan mungkin tidak bercampur sama sekali. Hanya sedikit energi

yang diberikan untuk pencampuran. Tetapi jika dipasang baffle, pencampuran

menjadi lebih cepat, karena lebih banyak energi yang digunakan untuk

pencampuran. Disamping itu pencampuran juga jauh lebih cepat homogen bila

dipasang baffle.

Dari hasil pengamatan didapatkan bahwa dengan semakin naiknya

kecepatan putaran pengadukan dan waktu, maka harga konduktivitas akan

semakin naik. Hal ini disebabkan dengan kecepatan yang tinggi akan semakin

mempermudah NaCl melepaskan ikatan ionnya karena gangguan yang besar dari

pengaduknya. Setelah melepaskan ikatan ionya ion-ion ini akan berikatan dengan

molekul air. Jadi dengan semakin besarnya kecepatan maka kemungkinan NaCl

larut semakin besar. Hal yang sama terjadi pada impeller paddle dan turbin tanpa

menggunakan baffle, konduktivitas akan semakin naik seiring dengan naiknya

kecepatan pengadukan.

Page 38: Fluid Mixing

38

BAB VI

KESIMPULAN & SARAN

Page 39: Fluid Mixing

39

6.1 Kesimpulan

Istilah pengadukan dan pencampuran sebenarnya tidaklah sinonim satu

sama lain. Pengadukan menujukkan gerakan tereduksi menurut cara tertentu

dalam suatu bejana, dimana gerakan tersebut membentuk pola sirkulasi.

Pencampuran adalah peristiwa penyebaran bahan-bahan secara acak, dimana

bahan yang satu menyebar dalam bahan yang lain, sedangkan sebelumnya

keduanya terpisah dalam dua fase atau lebih.

Dari percobaan dapat diambil beberapa kesimpulan :

1. Konduktivitas larutan garam yang diaduk dengan paddle lebih besar daripada

konduktivitas larutan garam yang diaduk dengan paddle.

2. Dengan baffle dapat menghindari adanya vortex dan proses pencampuran

akan berlangsung lebih cepat.

3. Bila zat cair berviskositas rendah didalam bejana tidak bersekat (baffle),

partikel-partikelnya mungkin menjalani lintasan kecil-kecil selamanya dan

mungkin tidak bercampur sama sekali. Hanya sedikit energi yang diberikan

untuk pencampuran tetapi jika pada bejana dipasang sekat (baffle) maka

energi yang dibutuhkan lebih besar.

4. Gerak pasir pada alat fluid mixing apparatus cenderung membentuk kerucut

jika tak digunakan baffle dan cenderung menyebar jika menggunakan baffle.

5. Pencampuran menjadi lebih cepat homogen bila digunakan baffle.

6. Semakin besar kecepatan semakin besar konduktivitas larutan yang dicapai.

6.2 Saran

Adapun saran yang diberikan dari hasil percobaan ini bahwa untuk

memperoleh kehomogenan yang merata dan cepat tercapai yang merata dan cepat

tercapai, maka alat pencampuran atau fluid mixing apparatus lebih baik

menggunakan baffle dan dipakai pada kecepatan yang tinggi.

Percobaan hendaknya menggunakan paling sedikit dua bahan solid dan

dua macam liquid sehingga dapat dibuat perbandingan hasil. Selain itu hendaknya

Page 40: Fluid Mixing

40

alat-alat yang digunakan untuk percobaan ini benar-benar dapat berfungsi dengan

baik.

DAFTAR PUSTAKA

Page 41: Fluid Mixing

41

McCabe, Warren l, dkk, Operasi Teknik Kimia, Jilid 1, PT. Gelora Aksara

Pratama, Jakarta, 1991.

Treybal, Robert E, Mass Transfer Operations, Third Edition, McGraw-Hill Book

Company, New York, 1976.

LAMPIRAN

- Gambar Alat

Page 42: Fluid Mixing

42

Keterangan : 1 = Penyangga tabung

2 = Tabung air3 = Stirred4 = Pompa5 = Katup pembuang

- Laporan Sementara