KARAKTERISTIK PESAWAT PEN GADUKUNTUK PENELITIAN

234

SATU STAGEEMULSI

ISSN 0216 - 3128 Moc". Setyadji

PENGENAPPEMBENTUKAN

ABSTRACT

Moch SetyadjiPllslitballg Tekllologi Majll BATAN. Yogyakarta

ABSTRAK

KARAKTERISTIK PESAWAT PENGADUK PENGENAP SATU STAGE UNTUK PENELITIAN

PEMBENTUKAN EMULSJ. Tela" dilakllkall perancangan. pembllatan dan IIjicoba pesawat pengadllk

pengenap satu stage. Pembuatan dan penentuan karakteristik alat ini per/u seka/i unluk keper/uan penyiapanperalatan berkaitan dengan pene/itian-pene/itian ekstraksi pelamt, klllIsusnya pene/itian pembentukanemlilsi (crlld) pada ekstraksi pe/amt. sehingga terbentuknya emlilsi pada ekstraksi pelamt dapat diamatidengan jelas yang selanjutnya di/akukan pencegahan sedini ml/llgkin. Dari perhill/llgall diperoleh spesifikasisebagai berikul:Ukllran tangki pengaduk. DI = 5.75 cm (2.264 in). Ht = 6.125 cm (2,4114 in), Vt = 160 cm3 Ukuran tangki

pengenap. Ds = 8 cm (3,/49 in). Hs = 16.5 cm. Ukuran impeler. Di = 2 cm (0.7875 in). Wi = 13/32 cm.Nmin =2570 rpm. P = 1.3123 W. Ukuran pipa pengllllbl/llg antara pengaduk dan pengenap. rp pipa atas 0,5

cm. rp pipa lellgah 1.5 cm. rp pipa bawah I cm. Jarak alllara mang pengaduk dan pengenap 2 cmSetelah dilakukan pembualan alaI dilanjlltkan dengan IIji coba (penentuan karakteristik) alat terancang.Dari hasil uji coba. dikelalllli bahwa pesawat dapat beroperasi sesuai dengan disain dan pada pengujianmriabe/ operasi (waktu kontak dan putaran pengadukan) diperoleh kisaran harga batas untllk waklu konwkdan kecepatan pUlaran pengaduk masing-masing 90 - 150 menit dan 1600 - 2000 rpm.

~TIlE CHARACTERISTIC OF ONE STAGE MIXER SETTLER FOR CRUD FORMATION INVESTIGA TION.

Design. manuj(lcturing alld Irial run of one stage mixer set/ler have been done. 71le one stage mixer settlermanufacl/lring and charaClerislic determination are vel)' important for preparing Ihe apparatus of solvenlespecially extraclion research.\·, especiaa(1' the crud formation research ill the solvenl eXtraclion. By doingcrud formalion'-Fesearch. it could be done prevention immediately. The one stage mixer settler specificationasfollows:The measure of mixer .. /)1 = 5.75 cm (2.264 in), HI = 6.125 cm (2.4114 in). Vt = 160 CII/. The measure ofset/ler, Ds = 8 cm 0.149 in). /Is = 16.5 cm. The measure of impeler Di = 2 cm (0.7875 in). Wi = 13/32 cm.

Nmill =2570 rpm. P = 1.3123 W. The measure of pipe belween mixer and seltler, rp top pipe 0.5 cm. rp

middle pipa 1.5 cm. rp bot/om pipe 1 cm, the distance of mixer and set/IeI' 2 cm. The reslilt of experiment(trial run) showed thallhe mixer set/ler was operable. The illlerval values of contact lime and rpm were 90 -

150 menil dall 1600 - 2000 rpm.

PENDAHULUAN

P esawat pengaduk pengenap (mixer settlers)adalah salah satu ekstraktor disampingekstraktor lain seperti kolom pulsa dan ekstraktorsentrifugal. Aliran bahan biasanya dengan arus arahberlawanan. Pesawat pengaduk pengenap seringdigunakan untuk ekstraksi pelarut (ekstraksi fasacair-cair), seperti ekstraksi pelarut pada pemurnianuranium dari yellow cake untuk mendapatkanserbuk uranium dioksida murni nuklir. ekstraksi

pelarut pad a pemungutan kembali uranium,plutonium dan torium dari bahan bakar bekas danekstraksi pada proses lainnya. [I] Dari beberapamacam ekstraktor untuk ekstraksi fasa cair-cair

yang saling tidak campur (immiscible), alatpengaduk pengenap (mixer settler) termasuk tipeyang sederhana. Dua aliran secara kontinyudikontakkan dalam pencampur (mixer) yang

berpengaduk dan keluar pada bagian pengenap(settler) dimana kedua fasa tersebut akan terpisah.Ekstraktor yang paling sederhana adalah terdiri darisebuah tangki dengan atau tanpa penyekat (baffle)yang dilengkapi dengan sistem pengadukan. Dalampemakaian untuk operasi kontinyu dibuat duatangki secara seri yaitu untuk bagian pengadukandan pengenapan. Untuk operasi denganmenggunakan lebih dari satu stage (multistage),alat tersebut dipasang secara seri (battery) denganaliran mendatar (horisontal). Bagian cairan yangterpisah pada pengenap kemudian dipindahkanuntuk dicampur kembali pada stage berikutnyayang berlangsung secara lawan arah(countercurrent). Pada bagian pengaduk terjadipencampuran dari dua fasa akibat dari pengadukan.Pada bagian ini yang perlu diketahui antara lainadalah kecepatan luapan (dicharge rate), ukurangelembung (drop size) dari fasa dispersi dan waktu

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, B Juli 2003

Moch. Setyadji ISSN 0216 - 3128 235

..... (2)

PERHITUNGAN PERANCANGAN ALA T

Q = NQ n Di3 dan NQ = 0,93 DtlDi ( I )

dengan :Nmin : kecepatan putaran pengaduk minimum

Kecepatan putaran mmlmum yangdiperlukan untuk proses ekstraksi pelarutmenggunakan pesawat pengaduk pengenap dengan6 bladed turbine & haffle I'essel adalah :

dengann = jumlah "blade"NQ = "flow number"Dt,Di adalah diameter tangki, diameter impelerQ = kecepatan aliran volumetrik

Pcrsamaan empiris untuk kecepatanvolumetrik akibat pengadukan cairan menggunakanpengaduk turbin dengan n buah blade adalah : [8]

====== ==.==== -===== =============== .pisah (coalescence time). Makin kecil ukuran (interface) fasa air dan organik.[7] Emulsi inigelembung, luas kontak perpindahan massa makin disebut crud (Iumpur). Terbentuknya crudbesar. Kondisi tersebut dipengaruhi oleh kecepatan disebabkan adanya bahan pengotor (hasil belah) diputar dari pengaduk. Oleh karena itu kecepatan dalam bahan bakar bekas dan hasil degradasi TBP.putar pengaduk dipilih sedemikian rupa sehingga Sebagai penyebab terjadinya degradasi TBPdiperoleh efisiensi yang tinggi dengan tidak terutama disebabkan oleh radiolisis dan hidrolisisterbentuk emulsi yang stabil dan kecepatan luapan karena keasaman yang tinggi. [1,7] Hasil degradasitidak melebihi kecepatan pengumpanan. Waktu TBP adalah monobutil fosfat (MBP), dibutil fosfatpisah akan mempengaruhi sistem dispersi. Pada (DBP) dan asam fosfat. Pengaruh utama DBP padakecepatan pengadukan tinggi, ukuran gelembung hasil belah adalah membentuk senyawa komplekmakin kecil. Untuk ukuran gelembung lebih kecil yang kuat dengan zirkon dan niobium, sehinggadari 1,0 11m akan terbentuk emulsi yang stabil.[2] membuat komponen-komponen itu sukarPemisahan campuran cairan banyak tergantung dipisahkan (naik ke fasa organik) dan komponen-sifat fisis dari masing-masing cairan. Kecepatan komponen itu sering disebut dengan surfaktanpemisahan sangat penting dalam perancangan alat (bahan pengemulsi)/ZrO (DBPh [1,7]. Emulsi akanpengaduk pengenap karena menentukan ukuran alat terbentuk bila ada koloid yang diselubungi oleh(bagian pengenap). Terbentuknya fasa emulsi surfaktan tersebut. Koloid yang timbul adalah jugamenyebabkan waktu pisah lama, semakin banyak merupakan kompleks ZrO(H2P04h- Terbentuknyaterbentuk emulsi dalam pengenap, pada kecepatan crud pada proses purex/thorex tersebutalir tertentu akan mengakibatkan banjir (flooding) mengganggu pemisahan fasa air dan fasapada bagian pengenap, dalam hal ini satu fasa organik.[8] Disamping itu adanya crud tentu akanterikut fasa lainnya. membawa sebagian logam berat (U, Th dan Pu),

hal ini sangat merugikan. Sedangkan pengaruhDalam ban yak ~al sis~em pengadukan akan terbentuknya emulsi terhadap pesawat pengaduk

mempengaruhl kondlsl bag Ian pengenap, antara pengenap akan merusak operasi ekstraksi karenalain ukuran gelembung, kecepatan putar pengaduk, t t b t b . d k 't I'pesawa erse u eroperasl pa a ecepa an a Irsifat fisis dari cairan dan perbandingan volume fasa I ff d h d ktu k I [7]... re a I ren a engan wa yang cu up ama.air dan orga.l1lk (proses ?atch) atau perb.andmgan Karena emulsi menganggu proses ekstraksi, makakeccpatan ahr fasa orgal1lk dengan fasa air (proses I d'lak kan pen l'fan b tuk I .. per u I u e I I pem en an emu Sl.kontmyu). Alat pengaduk pe~genap ban yak Agar pengamatan terbentuknya emulsi mudahdlgunakan untuk proses ekstraksl pelarut karena dilakukan, maka penelitian dilakukan dalammcmpunyai bcberapa ke~ntu~gan yaitu. tu~bulel.1.si ekstraktor satu stage.[8] Pada makalah ini akanyal~g dllngmkan .cu~up tmggl tanpa terjadl b.anJlr, diuraikan perhitunganJperancangan, pembuatan dansetlap stage terJadl pengadukan memungkmkan uji coba pesawat pengaduk pengenap (ekstraktor)kontak lebih baik dan efisiensi stage tinggi (75- satu stage.100%) [3]. Selain dari itu ada kelemahannya antara'lain terjadi emulsi pada kecepatan pengadukantinggi, dengan adanya sistem pengadukan untuksetiap stage dibutuhkan biaya mahal dan terbentukzat pengotor (interfacial crud) pada lapisan batas(interface).

Proses purex (plutonium uranium recoveryby extraction) dan thorex (thorium recovery byextraction) adalah suatu prosedur yang biasadigunakan untuk pemrosesan kembali (olah ulang)bahan bakar bekas. Pada proses purex/thorex siklusI, uranium, torium dan plutonium dalam nitrat akanterekstrak dari fasa air ke fasa organik. Sebagaipelarut selektif digunakan TBP (tributil posfat)30% dalam pengencer parafin, seperti n dodecane,kerosin atau lainnya . Aliran fasa air meninggalkanproses dengan membawa bahan-bahan pengotor(hasil bclah). Uranium, torium dan plutoniumdalam fasa organik yang telah bebas dari pengotor,dikcmbalikan lagi ke fasa air (re-ekstraksi)menggunakan asam nitrat encer. [4,5,6]

Ekstraksi pelarut pengo!ahan bahan bakarbekas dengan proses purex/thorex sering didapatgangguan proses, yang disebabkan olehterbentuknya emulsi stabil pada bidang batas

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

236 ISSN 0216 - 3128 Moch. Setyadji

pm : 4IdPd+ (l-4Id) Pc : densitas rata-ratacp : fraksi volumL\p : Pc - PdP : densitascr : tegangan muka antara fasae, d adalah fasa kontinyu dan fasa dispersi

Apabila dianggap putaran turbin yangmenyebabkan terdorongnya eairan ke ruangpengenap sarna dengan aliran fasa air dan fasaorganik yang menuju kembali ke ruang pengaduk,rnaka ukuran pipa penghubung antara ruang

pengaduk dan ruang pengenap dapat dihitung

Daya (power) pengadukan yang diperlukandapat dihitung dengan rumus : [4]

P = K/ge (pN3Dis) (3)

P adalah daya dalam ft.lb/detik dan K merupakantetapan yang besarnya = 3,3 untuk NRe>103•

Power minimum yang dibutuhkan untukpeneampuran dapat pula dihitung denganpendekatan grafik. [9] Dari korelasi NRe impellerterhadap grafik akan didapatkan Npo (PowerNumber), Npo = P gjm N3• Waktu waktu tinggaldapat dihitung dengan pendekatan rumus:

.................. (4)

dengan e = waktu tinggalV = volume pencampur

Interfacial area dihitung berdasarkanpendekatan rumus empiris yang diajukan olehRODGER.

a = (55/01) NweO.2S(l1dPc/l1c Pd)O.2exp(3,6L\p/pc)exp(O,7/O,) (5)

Nw• = DeN2pjcr

Dengan menganggaphukum Stoke berlakuuntuk butiran hasil mixer, rnaka diameter butirancairan dispers :

Dp = 6CPd/a (6)

dengan a = luas permukaan dispersi ("interfacialarea ")

Efisiensi ekstraksi dihitung menggunakanpendekatan Murphree efficiency dengan persarnaansebagai berikut :

11 = I - exp( -m kca e/cpd ) (7)

atau dengan pendekatan dari grafik 10-12 Treybal.Ukuran ruang pengenap ditentukan denganmengekstrapolasi grafik percobaan Ryon cs.Seperti yang tersedia pada grafik 10-33 Treybal.

Dengan menggunakan rumus-rumus di atas,diperoleh hitungan sebagai berikut : Data sifat-sifatfisis cairan diambil dari percobaan yang dilakukanoleh WEBSTER pada suhu 25°C.

Cairan U02 + + dalam 30% TBP

Tegangan muka antar fasa (cr) =1 t~7dyne/cm2

V iskositas (11) = 2,15 cpm=22

Densitas (p) = 0,86 g/em3

Koefisien difusivitas (D) = 1,4 . 10-6em 2/ detik

Cairan UO/ + dalam HN03 2,5 MTegangan muka antar fasa (cr) =11,7dyne/em2

Viskositas (11) = 0,95 epm=22

Densitas (p) = 1,12 g/em3

Koefisien difusivitas (D) = 7,5 . 10,6em2/detik

Ukuran tangki pencampur (mixer) :Diameter, Dt = 5,75 em (2,264 in)Tinggi, Ht = 6,125 em (2,4114 in)

Ukuran tangki pengenap (settling) :Diameter, Ds = 8 cmTinggi, Hs = 16, 19 em

Ukuran impeller:Diameter, Di = 2 cm (0,7875 in)Lebar, Wi = 13/32 cm (0,16 in)

Jumlah blade impeller 6 buah, fraksi volum dispers0,5

Kecepatan volumetrik fasa campuran :Dari Q = NQ n Di3 dan NQ = 0,93 Dt/DiNQ = 0,93 x 5,75/2 = 2,67375Q = 2,67375 x 6 x 23 = 128,34 cm3/detik

Jika diambil penurunan keeepatan 25 %, rnaka Q =128,34 x 0,75 = 96 em3/detik, sehingga kecepatanarus keluar ruang peneampur (mixer) terdiri dari 48cm3/detik fasa air dan 48 cm3/detik fasa organik.

Menghitung kecepatan putaran pengaduk :Nmin =

(3,2~{98Q0,3~1,12-0,8G0,38(2,1~0,08(1\7)0,08(1+2,5.\{),5)0,9(2)0,77(0,99)

= 43 rps (2570 rpm)

(2)2 (43 )(0,99)NRe = 2 0633 /1 00 8253,

Dari grafik 10-11 Treybal didapatkan Npo = 5,2

p = (5,2)(61,875)( 43)J(O,065625/ = 096775 ft./bf I de! ik(32,174) ,

= 1,3123 watt

Waktu tinggal, e = 160 x 0,5 148 = 1,667 detikMenghitung efisiensi ekstraksi

Proslding Pertemuan dan Presentasi IImlah Penelitlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Moch. Setyadji ISSN 0216 - 3128 237

mk cd" _---2Dd

Dari persamaan log kc = 0,85 VO.03(log NRe'3.504)­

(0,55VO·33+ 0,7605), diperoleh :kc = 0,277Nw• = 1089,4a= 163791 ft2/ft

dp = 6 x 0,5/163791 = 1,83 .10,5 ft =5,58 . 10""emm = 22 (data)Diambil Dd'= Dd = 2 x 7,5.10-6 em2/detik

= 5,8117.10.5 ft2fhr

22 xO,277 xl,83.10 ·s = 0962x5,8117.1O's '

2x22 xO,277 xl,667 = 3001,83 . 10 . S

Dari fig 10-12 Treybal, diperoleh efisiensi 100%Efisiensi dapat pula dihitung dari rumus :

T] = I - exp(-m Ke a HNd)

dengan m Ke a HNd = m Ke a 8/<j>d= m kca 8/<j>dT] = 1 - exp(-22xO,277xxI63791xl,667/(3600xO,5)

= I - exp(-924) = 100 %Pipa penghubung antara tangki mixing dan tangkisettling:

Diameter pipa atas 0,5 emDiameter pipa tengah 1,5 emDiameter pipa bawah 1,0 em

Jarak antara tangki mixing dan tangki settling 2 em.

Spesifikasi dan keterangan gambar 1:

A = diameter mixer (ruang pengaduk) = 5 31. emB = tinggi/panjang mixer (ruang pengaduk) = 9 Y2

em

C = diameter settler (ruang pengenap) = 8 emD = tinggi/panjang settler (ruang pengenap) = 16 Y2

em

E = lebar baffie (penghalang) = Y2 emF = jarak ruang pengaduk dan ruang pengenap = 2

em

G = diameter pipa penghubung ruang pengadukdan ruang pengenap (aliran fasa organik)

= :y. em

H = diameter pipa penghubung ruangdan ruang pengenap (aliran eampuran fasa airdan fasa organik) = 1 Y2 em

= diameter pipa penghubung ruang pengadukdan ruang pengenap (aliran fasa air) = 1 em

J = diameter pipa pengeluaran = I Yz emK = tinggi/panjang pipa pengeluaran 8 emL = tinggi/panjang ruang di atas aliran fasa

organik= 3 Yz em

M = tinggi/panjang ruang di atas aliran fasaeampuran = 6 em

...

B:

A

t .· . ,

J~ . .;· r ., .· II •i I! i, .i !

III

D

E

,..•.

i~!

: :

; i: :: :

Gambar 1. Pesawat pellgaduk pellgellap satustage

~__.i..••.A~ : '.... ' .' .' ~: - . t3.l

Gambar 2. Pengaduk turbin

Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelitlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

238 ISSN 0216 - 3128 Moch. Setyadji

Spesifikasi clan keterangan gambar 2A = jarak kipas (flat blade) bagian dalam = I emB = jarak kipas (flat blade) bagian luar = 2 emC = diameter penumpu batang pengaduk = Y, emo = diameter piringan = I emE = tebal kipas (flat blade) = 13/32 emF = tebal piringan = 0,2 emG = diameter batang pengaduk = 5/ 16 emH = panjang batang pengaduk = 20 em

UJI COBA ALAT

Uji eoba alat dilakukan dengan maksudsebagai berikut :

I. Untuk mengetahui unjuk kerja alat, apakahpesawat pengaduk pengenap satu stage yangtelah dibuat dapat beropeasi (aliran antar fasaantar ruang peneampur dan pengenap) sesuaidengan disain.

2. Untuk mempelajari dua variabel tunggal(variabel operasi) yaitu \Vaktu kontak dankeeepatan putaran pengaduk. Uji eoba inidilakukan dengan mengekstraksi larutan uranilnitrat atau eampuran antara larutan uranil nitratdan torium nitrat dengan kadar dan keasamantertentu menggunakan pelarut TBP-30% dalampelarut organik tanpa diberi pengotor. Untukvariabel \Vaktu kontak. diambil keeepatanputaran pengaduk tertentu (2000 rpm) danwaktu kontak divariasi. Pada setiap selang\Vaktu tertentu diambil euplikan fasa organik(ekstrak) untuk dianalisis kadar elemenberatnya. Operasi dihentikan setelah diperolehkadar clemen berat konstan. Sedangkan untukvariabel keeepatan putaran pengaduk, diambilwaktu kontak tertentu (tetap) dan keeepatanputara pengaduk divariasi.

3. Untuk mengamati variabel-variabel yangberpengaruh terhadap terbentuknya emulsi,antara lain MBP/DBP, asam posfat, n-butanol,Zr dan benton it. Pada pereobaan ini ekstraksi

pelarut dilakukan dengan menambah bahan(senyawa) pembentuk emulsi satu per satu(variabel tunggal) seeara perlahan-Iahan sampaiterbentuk emulsi. Dari pereobaan ini akandiperoleh harga batas masing-masing variabel.

I-IASII~ DAN PEMBAHASAN

Dari perhitungan yang dilakukan dengan

menggunakan teori peraneangan pesawat pengadukpengenap sebagaimana tersebut di atas, diperolehhasil prhitungan sebagai berikut :

Ukuran tangki peneampur (mixer) :Diameter, Dt = 5,75 em (2,264 in)Tinggi, Ht = 6,125 em (2,4114 in)

Ukuran tangki pengenap (settling) :Diameter, Os = 8 em

Tinggi, Hs = 16, 19 em

Ukuran impeller:

Diameter, Di = 2 em (0,7875 in)Lebar, Wi = 13/32 em (0,16 in)

Jumlah blade impeller 6 buahKeeepatan putaran pengaduk = 43 rps (2570 rpm)Daya motor pengaduk = 1,3123 wattWaktu tinggal = 1,667 detik,Efisiensi ekstraksi = 100 %

Pipa penghubung antara tangki mixing dan tangkisettling :

Diameter pipa atas 0,5 emDiameter pipa tengah 1,5 emDiameter pipa bawah 1,0 em

Jarak antara tangki mixing dan tangkisettling 2 em.

Dari hasil uji eoba alat teraneang terlihat

bahwa pesawat pengaduk pengenap satu stagedapat beroperasi sesuai dengan disain yaitu bahwaaliran fasa eampuran dari mixer ke settler melaluipipa penghubung tengah, sedangkan aliran fasa airdan fasa organik dari settler ke mixer melalui pipapenghubung bagian bawah dan atas. Data hasil ujieoba alat teraneang dapat dilihat pada tabel I. Daritabel I 'terlihat bahwa waktu kontak sangatberpengaruh terhadap perpindahan massa solutedari fase air ke dalam fase organik. Pada waktukontak di atas 75 men it, kadar solute dalam fase

organik relatip tetap artinya tidak terjadiperpindahan massa antar fase, dengan demikiandapat ditetapkan bahwa waktu kesetimbangannyaadalah 90 menit. Dari pengamatan itu pula dapatdisimpulkan bahwa pesawat pengaduk pengenapsatu stage terse but dapat digunakan untukpenelitian ekstraksi pelarut terutama untukpenelitian pengamatan terbentuknya emulsi padaekstraksi pelarut. Disamping itu hasil uji eoba alatteraneang dapat dilihat pada tabel 2, Dari tabel 2terlihat bahwa untuk ekstraksi pelarutmenggunakan umpan uranil nitrat dan ekstrantantributil posfat dalam diluen dodekan. diperolehkisaran harga variabel tunggalul1luk \Vaktu kontak,rpm, MBPIDBP, asam posfat, n-butanol, Zr danbenton it adalah sebagai berikut :

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Mocll. Setyadji ISSN 0216 - 3128 239

Tabel 1. Data Kesetimbangan campuran torium dan uranium. Kadar torium dan uranium da/am umpan220,321 g/l dan 23,502 g/l. Keasaman umpan 3 N. Ekstraktan TBP 30 % da/am di/uen dodekan.

dan ve/arut 1: 1-----r--r-.- .. _._u __ or _". ____ pur ____ • Up" _________ u __ u_

Waktu,Kadar ThKadar ThKadar UKadar U

No.menitdalam FA, g/Idalam FO, g/Idalam FA, g/Idalam FO, g/I

KdThKdU

1

0 220,321 023,502000

2

15 176,23444,0877,14016,3620,2502,291

3

30 153,30367,0186,24717,2550,4372,762

4

45 129,82690,4955,35518,1470,6973,388

5

60 125,18595,1363,92119,5810,7594,449

6

75 120,54499,7772,48721,0150,8278,449

7

90 120,54499,7772,48721,0150,8278,449

8

105 120,54499,7772,48721,0150,8278,449

Tabel 2. Hasi/ uji coba pesawat pengaduk pengenap satu stage untuk umpan urani/ nitrat dan ekstrantantributil po!>fatdalam diluen dodekan.

No. Variabel proses/operasi SatuanHargaHargabatas bawah (-)

batas atas (+)1

Waktu kontak menit90150

2Keeepatan putaran pe ngaduk rpm16002000

3

MBP/DBPyangditambahkanppm

8301300pervolume rase organik

4

H3P04yangditamQahkanppm170240

pervolume rase organik5

n-butanolyangditambahkanppm

7251210pervolume rase organik

6

Zr yang ditambahkan per kg pelarut g1,187,0

7

Bentonit yang ditambahkan per kg g0,53,4pelarut

KESIMPULAN

Dari hasil peraneangan, pembuatan dan ujieoba pesawat pengaduk pengenap satu stage dapatditarik kesimpulan sebagai berikut :

Ukuran tangki pengaduk, Dt = 5,75 em (2,264 in),Ht = 6,125 em (2,4114 in), Vt = 160 em3. Ukurantangki pengenap, Ds = 8 em (3,149 in), Hs = 16,5em. Ukuran impeler, Di = 2 em (0,7875 in), Wi =13/32 em, Nmin =2570 rpm, P = 1,3123 W, Ukuranpipa penghubung antara pengaduk dan pengenap, cj>

pipa atas 0,5 em, cj> pipa tengah 1,5 em, cj> pipabawah 1 em, jarak antara ruang pengaduk danpengenap 2 em. Dari hasil uji coba, diketahuibahwa pesawat dapat beroperasi sesllai dcngandisain dan pada pengujian variabel operasi danproses diperoleh kisaran harga batas untuk waktukontak dan keeepatan putaran pengaduk masing­masing 90 - 150 menit dan 1600 - 2000 rpm.Untuk MBP/DBP, Asam posfat, n-butanol, Zr danbenton it masing-masing 830 - 1300 ppm

pervolume rasa organik, 170 - 240 ppm pervolumefasa organik, 725 - 1210 ppm pervoillme fasaorganik, 1,18 -7,0 g per kg U terlarut dan 0,5 - 3,4g per kg U terlarut.

UCAP AN TERIMAKASIH

Pada kesempatan ini penulis menyampaikanueapan terimakasih yang sebesar-besamya kepadaSdr. Budy Septiady, Sukiman, Bambang Roehmat,Tukiman dan Sdr. Isa Anshori yang telah banyakmembantu melakukan peraneangan, pembuatanalat, uji eoba alat hingga penulisan makalah ini.

DAFT AR PUST AKA

1. BENEDICT, M., PIGFORD, H., •• NuclearChemical Engineering", Me Graw Hill Book,New York, 1981.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta. 8 Juli 2003

240 ISSN 0216 - 3128 Moch. Setyadji

2. PERRY, R.H., " Chemical EngineeringHandbook", 3th edition, International StudentEdition, Mc Graw Hill Book, New York, 1979.

3. LADDH G.S. and DEGALEESAN, T.E.,"Transport Phenomena in Liquid Extraction",New Delhi, 1976.

4. FLAGG, J.F., "Chemical Processing of ReactorFuels", Academic Press Inc., New York, 1961.

5. GALKIN, N.P. et ai, "Technology of Uranium",Oak Ridge USAEC & Israel Program forScientific Translation, Yerusalem, 1966.

6. LONG, J.T., "Engineering for Nuclear FuelReprocessing", American Nuclear Society,USA, 1978.

7. ZIMMER, E., "Crud Formation in the Purexand Thorex Process", Institut fur ChemicheTechnologie der Nuclearen Entsorgung derKernforschungsanlage Julich, West Germany.

8. TREYBAL, R.E., "Liquid Extraction', McGraw Hill, New York, 1963.

TANYAJAWAB

Sigit

Mohon dijelaskan apa yang disebut emulsi.

Mengapa emulsi dapat menyebabkangangguan proses, padahal emulsi tertentumempertinggi Kd.

M.Setyadji

Emu/si adalah fase ketiga pada bidangbatas (intelface) fase air dan organik.disebut juga "Crud". Dalam hal initerbentuk karena adanya pengotor (hasilbelah) di dalam bahan bakar bekas danhasil degradasi TBP.

Emu/si menyebabkan gangguan proseskarena adanya fase ketiga pada bidangbatas (intelface) menyebabkanterganggunya pelpindahan massa (solute)dari satu face ke face yang lain.Disamping itu adanya emulsi dapatmenyebabkan pesawat bekelja pmlakecepatan aliI' rendah dan l1'aktu tinggalyang'l'elatip lall/a.

Ghaib Widodo

Bagaimana dalam pemisahan apabila dariuranium diperkaya, karena mesti hamsmepertimbangkan kritikalitas disampingkapasitas.

Apa harapan anda untuk prototipe yang andakerjakan ? Untuk aplikasi

M.Setyadji

Da/all/ perancangan tidak mell/per­timbangkan kritikalitas. karena alat inidiral/cal/g IIntllk penelitiillli pel/gall/atanpembel/tukan ell/ulsi II/engglll/akan III1//mnsimulasi. Nail/WI demikian alat ini dap{/(dipakai liIltllk ekstraksi pelarllf secaraUII/Illn dengan efisiensi ekstraksi(recovel)') agak renda/Z di bawa/z 90%karel/a hanya saW stage.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003