Laporan Mixing

BAB II

LIQUID-LIQUID MIXING

I. TUJUAN

1. Mengetahui jenis pola alir dari proses mixing.

2. Menentukan bilangan Reynold, viskositas, dan densitas campuran yang

dimixing dalam tangki berpengaduk.

3. Menentukan mixing time dari campuran tersebut

4. Membandingkan pengaruh ukuran impeller terhadap mixing time yang

dihasilkan

5. Membandingkan densitas teoritis dan pengukuran (eksperimen)

II. DASAR TEORI

Pengadukan (agitation) adalah gerakan yang terinduksi menurut

cara tertentu pada suatu bahan di dalam bejana, dimana gerakan itu

biasanya mepunyai semacam pola aliran sirkulasi. Sedangkan

pencampuran (mixing) adalah peristiwa menyebarnya bahan-bahan secara

acak dimana bahan yang satu menyebar ke dalam bahan yang lain dan

sebaliknya, sedang bahan-bahan tersebut sebelumnya terpisah dalam dua

fase atau lebih. (Christie Geankoplis, Transport Procesess and Unit

Operations, halaman 140)

Tujuan pengadukan antara lain adalah :

1) Membuat partikel padat tersuspensi.

2) Mencampurkan liquid yang saliang larut (miscible), misalnya metil

alkohol dan air.

3) Mendispersikan gas ke dalam zat cair dalam bentuk gelembung kecil.

4) Mendispersikan zat cair yang tidak dapat bercampur dengan zat cair

lain, sehingga membentuk emulsi atau suspensi butiran-butiran halus.

5) Mempercepat perpindahan kalor antara zat cair dengan kumparan atau

mantel kalor.

(McCabe, Unit Operation of Chemical Engineering, halaman 236)

Biasanya zat cair diaduk di dalam tangki atau bejana berbentuk

silinder yang dapat tertutup maupun terbuka. Tinggizat cair yang

diigunakan adalah 2/3 dari tinggi tangki. Ada dua macam jenis impeller ,

yaitu yang menghasilkan arus sejajar (axial) dengan sumbu poros impeller

dan yang menghasilkan arus dalam arah tangensial (radial). Terdapat tiga

jenis utama dari impeller yaitu propeller, paddle, dan turbin. (McCabe,

Unit Operation of Chemical Engineering, halaman 236 – 237)

Macam-macam jenis impeller pencampuran :

1. Propeller

Merupakan contoh impeller aliran aksial, dengan kecepatan tinggi

untuk cairan viskositas rendah. Propeller berukuran kecil berputar pada

kecepatan penuh, baik 1150 atau 1750 r/min. Sedangkan propeller yang

berukuran besar berputar pada 400 hingga 800 r/min.

2. Paddles

Untuk masalah sederhana agitator yang efektif digunakan adalah

paddles datar yang berputar pada poros vertikal. Paddle yang umum

adalah paddle dengan dua bilah dan empat bilah. Paddle berputar

dengan kecepatan lambat di tengah vessel mendorong cairan secara

radial dan tangensial dengan hampir tidak ada gerak vertikal diimpeller.

Dalam industri paddle berputar pada kecepatan antara 20 dan 150 r/min.

3. Turbine

Bentuknya menyerupai paddle bilah banyak dengan pisau pendek, yang

berputar pada kecepatan tinggi diporos pusat vessel. Diameter impeller

lebih kecil dari paddle, mulai 30 sampai 50 persen dari diameter vessel.

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

zone 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. (McCabe, Unit Operation of Chemical Engineering, page

237-238)

Gambar II.1 Jenis – jenis Impeller (a) three-blade marine propeller;

(b) open straight-blade turbine; (c) bladed disk turbine; (d) vertical

curved-bladeturbine; (e) pitched-blade turbine.

Dalam desain agitator vessel, faktor yang penting adalah daya yang

diperlukan untuk menggerakan impeller. Karena daya yang diperlukan

untuk sistem tertentu tidak dapat diprediksi secara teoritis, dapat

dikorelasikan dengan impeller bilangan Reynolds (NRe).

............................................ (1)

Keterangan : N 'ℜ = Bilangan Reynold

D20 = Diameter pengaduk (m)

N = Kecepatan putar Pengaduk (rpm)

⍴ = Densitas Campuran (kg/m3)

µ = Viskositas Campuran (kg/m.s)

(Geankoplis, 1983)

Berdasarkan nilai Bilangan Reynolds diperoleh tiga pola aliran,

yaitu :

1) Aliran Laminer ( viscous flow ), pada N Re < 10 (aliran didominasi oleh

tingginya kekentalan cairan).

2) Aliran transisi ( transient ) pada N Re 10- 104

3) Aliran turbulen ( turbulent flow ) pada N Re > 104 (pencampuran terjadi

lebih cepat) (Galletti et al., 2004).

Dalam tangki aliran laminar untuk NRe < 10 dan aliran turbulen untuk

NRe > 104, dan untuk range antara 10 sampai 104 alirannya adalah transisi.

(Christie J. Geankoplis, Transport Process and Unit Operation, halaman

144).

Sedangkan untuk mencari viskositas campuran dari viscometer

ostwald, menggunaan persamaan :

µair

µcampuran❑=

t air .⍴air

t campuran .⍴campuran.................................... (2)

(Salzberg, Hugh W. dkk, A Modern Laboratory Course, halaman 116)

Mixing Time

Waktu pencampuran (mixing time) adalah waktu yang

dibutuhkan sehingga diperoleh keadaan yang homogen untuk

menghasilkan campuran atau produk dengan kualitas yang telah

ditentukan.Sedangkan laju pencampuran (rate of mixing) adalah laju

dimana proses pencampuran berlangsung hingga mencapai kondisi akhir.

Pada operasi pencampuran dalam tangki berpengaduk, waktu

pencampuran ini dipengaruhi oleh beberapa hal :

1. Yang berkaitan dengan alat, seperti :

Bentuk atau jenis pengaduk (turbin, propele, paddle).

Ukuran pengaduk (diameter, tinggi).

Laju putaran pengaduk.

Kedudukan pengaduk pada tangki, seperti :

a. Jarak pengaduk terhadap dasar tangki.

b. Pola pemasangan :

- Center, vertikal.

- Miring (inclined) dari atas.

- Horizontal.

c. Jumlah daun pengaduk.

d. Jumlah pengaduk yang terpasang pada poros pengaduk.

2. Yang berhubungan dengan cairan yang diaduk :

Perbandingan kerapatan atau densitas cairan yang diaduk.

Perbandingan viskositas cairan yang diaduk.

Jumlah kedua cairan yang diaduk.

Jenis cairan yang diaduk (miscible, immiscible).

Waktu pencampuran dapat diperkirakan dari korelasi mengenai aliran

total yang dihasilkan dari berbagai jenis impeller. Untuk turbin :

q=0,92 n Da3( DtDa

)…………………………………………………..(4)

tT ≈ 5 Vq

=5 π Dt2 H4

10.92 n Da2 Dt

………….

……………………………………….(5)

Atau ntT (DaDt

¿2 ( DtH

)=konstan=4,3

…………………………………………………..(6)

Waktu pencampuran akan jauh lebih besar bila angka Reynolds berkisar

antara 10 sampai 1.000 walaupun konsumsi daya tidak banyak berbeda

daripada keadaan turbulen. Faktor waktu pencampuran dapat disusun

kembali untuk menunjukkan bagaimana perbedaannya dari yang

diramalkan untuk turbulen.

ft=tT (n Da2)

23 g

16

H12 Dt

=ntT (DaDt )

32 ( Dt

H )12 (

gn2 Da

)32……………………………

(7)

(Ali,Fachruddin)

Bilangan Reynold

Bilangan Reynolds merupakan bilangan tak berdimensi yang dapat

membedakan suatu aliran itu dinamakan laminar, transisi atau turbulen.

Pada tangki berpengaduk bilangan Reynold dinyatakan sebagai berikut:

NRe = Da2.N.ρ

μ

Dengan

Da : diameter impeller (m)

N : kecepatan pengadukan (rps)

ρ : densitas cairan (kg/m3)

μ : viskositas cairan ( kg/m.s)

Aliran laminer jika Nre < 10 , dan turbulen jika > 104 (Geankoplis, 1983)

Densitas

Densitas fluida merupakan hubungan antara massa fluida dan volume

yang ditempatinya. Pengukuran densitas dapat menggunakan piknometer,

yaitu dengan menimbang berat piknometer yang telah berisi cairan yang

dicari densitasnya, lalu mengurangkannya dengan berat kosong piknometer,

selanjutnya dibagi dengan volume piknometer yang digunakan.

Persamaannya adalah sebagai berikut:

ρ = ∆ mV

Dengan: Δm: berat isi piknometer – berat kosong piknometer

V : volume piknometer

Viskositas

Pengukuran viskositas suatu fluida dapat menggunakan berbagai alat,

salah satunya adalah dengan Viscometer Ostwald. Pada Ostwald yang

diukur adalah waktu yang dibutuhkan oleh sejumlah cairan tertentu

untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh

berat cairan itu sendiri, jadi waktu yang dibutuhkan oleh cairan untuk

melalui batas kedua batas pada viskometer dapat diukur menggunakan stop

watch. Biasanya digunakan pembanding yaitu air.

Persamaan yang dapat digunakan untuk mencari viskositas cairan adalah

sebagai berikut:

μ 1μ 2 =

t 1 x γ 1t 2 x γ 2

Dengan:

μ 1 = viskositas air

μ 1 = viskositas zat cair

t 1 = waktu penurunan air

t 1 = waktu penurunan zat cair

γ 1 = densitas air

III. ALAT DAN BAHAN

1. Alat

Beaker glass 2000 mL

Pengaduk jenis impeller

Piknometer 5 mL

Viscometer Ostwald

Stopwatch

Neraca analitik

Pipet ukur

Gelas arloji

Ball filler

Suntikan

2. Bahan

Air

Gula jawa

3. Gambar alat

Beaker glass 2000 mL Piknometer 10 ml Gelas arloji

Gambar II.2 Alat-alat praktikum liquid-liquid mixing

4. SKEMA KERJA

Gula jawa + air

1:7

Neraca analitik viskometer Pipet ukur

Ball filler Suntikan Stopwatch

Setiap

Gambar II. 3 Skema kerja praktikum liquid-liquid mixing

IV. DATA PENGAMATAN

Tabel II. 1 Data berat isi piknometer dan waktu penurunan

Campuran air dan gula jawa yang telah disisir

Campuran

Gula jawa dan air dimasukkan dalam beaker glass

Mixing dengan impeller 5 cm dan 9 cm

Diambil sampel 30 detik pertama dan 7 kali dengan interval 10 menit

Dimasukkan dalam piknometer

Dimasukkan dalam viskometer oswald

Campuran di dalam piknometer

Campuran di dalam viskometer

Ditimbang berat kosong dan berat isi, hitung densitas

Densitas campuran

Viskositas

Menghitung viskositas campuran

Densitas

campuran air dan gula jawa (menggunakan impeller 5cm)

Tabel II. 2 Data berat isi piknometer dan waktu penurunan campuran air

dan gula jawa (menggunakan impeller 9 cm)

Waktu Berat isi piknometer (gr) Waktu penurunan (s)

30 detik 19,88 9,68

10 menit 20,01 9,7

20 menit 20,02 9,72

30 menit 20,03 9,75

40 menit 20,06 9,77

50 menit 20,06 9,81

60 menit 20,06 9,86

70 menit 20,06 9,9

Waktu Berat isi piknometer (gr) Waktu penurunan (s)

30 detik 19,83 9,49

10 menit 19,94 9,54

20 menit 20,97 9,6

30 menit 20,01 9,67

40 menit 20,03 9,73

50 menit 20,07 9,76

60 menit 20,07 9,79

70 menit 20,07 9,8

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada praktikum mixing kali ini bertujuan untuk mengetahui

tentang pengaruh ukuran (diameter impeller) terhadap viskositas dan

densitas suatu larutan. Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis

dari pompa menjadi energi kecepatan pada bahan yang dipompakan secara

kontinyu, sehingga bahan pada sisi isap secara terus menerus akan masuk

mengisi kekosongan akibat perpindahan dari bahan yang masuk

sebelumnya. Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah air dan

gula jawa yang akan digunakan sebagai bahan campurannya. Ukuran

impeller yang digunakan adalah impeller dengan diameter 5 cm dan 9 cm

yang diletakkan pada posisi ditengah larutan tersebut.

Langkah pertama yang akan dilakukan adalah dengan menghitung

densitas gula, dengan melakukan eksperimen menimbang gula sebanyak

19 gram, kemudian gula tersebut dimasukkan ke dalam gelas ukur 100 ml,

dan ditambahkan air sebanyak 20 ml menggunakan pipet volume, hingga

volume dalam gelas ukur menjadi 40 ml. Sehingga diperoleh volume gula:

40 ml – 25 ml = 15 ml

Setelah diketahui densitas gula kemudian proses mixing dilakukan,

yaitu dengan menggunakan gula jawa sebanyak 100 gram yang telah

terlarut di dalam air 1600 ml, sehingga air yang dibutuhkan dalam beaker

glass sebanyak 1600 ml - 79,36 ml = 1520,64 ml, setelah itu gula jawa

sebanyak 100 gram tersebut dapat langsung dimasukkan dalam beaker

glass. Jadi, campuran yang harus dibuat pada eksperimen ini adalah air

sebanyak 1520,64 ml dan gula jawa 100 gram. Serutan gula jawa + air

dimasukkan kedalam beker glass 2000 ml. Proses mixing menggunakan

vessel berupa beker glass 2000 ml dengan menggunakan impeller.

Setelah itu proses selanjutnya adalah memasang impeller dengan

diameter 5 cm berada di tengah tengah beaker glass, dan diamati alirannya.

Ternyata aliran yang dihasilkan selama 20 detik adalah aliran laminer

dengan Rpm = 209.

Pada variabel pertama yaitu menggunakan impeller dengan ukuran

5cm dengan posisi berada di tengah bejana. Air (1520,64 ml ) dan serutan

gula jawa (100 gram) dimasukkan ke dalam bejana lalu peralatan mixing

dipasang. Pada 30 detik pertama diamati pola aliran pada campuran di dalam

bejana.

Gambar II.4 Pola aliran yang terjadi dalam campuran

Berdasarkan gambar tersebut dapat diketahui bahwa aliran dalam

campuran adalah turbulen Campuran diukur densitasnya dengan

menggunakan piknometer dan dicari viskositasnya dengan menggunakan

viskometer Ostwald. Kedua parameter tersebut digunakan untuk mencari

bilangan Reynold dari campuran saat 30 detik. Hasilnya adalah bilangan

Reynoldnya sebesar 270460,2273 sehingga dapat disimpulkan bahwa aliran

dalam bejana adalah aliran turbulen.

Untuk menentukan mixing time perlu diketahui parameter-parameter

yaitu densitas dan viskositas. Maka dari itu setiap interval 10 menit campuran

diukur densitas dan viskositasnya. Data densitas dan viskositas campuran

dapat dilihat pada Appendix 1. Pengambilan sampel dilakukan sebanyak 7

kali 10 sepuluh menit, karena diperkirakan mixing time terjadi saat 70 menit.

Dari data densitas dan viskositas dapat diketahui bahwa sebelum mixing time

terjadi campuran akan memiliki densitas dan viskositas yang berubah-ubah

selama pengukuran. Hal ini disebabkan campuran belum homogen sehingga

sisiran gula jawa belum terdistribusi secara merata di dalam air, sehingga

konsentrasi gula di tiap titik masih berbeda. Akibatnya densitas dan viskositas

campuran pun masih belum stabil. Saat menit ke 50 densitas dan viskositas

campuran sudah mulai stabil, sehingga dapat disimpulkan bahwa mixing time

untuk campuran pertama dengan perbandingan air dan gula jawa dengan

menggunakan impeller 5 cm adalah 50 menit.

Dengan densitas campuran sebesar 1134 kg/m3 dan viskositasnya adalah

0,00116 9kg/m.s. Hal ini dapat diterima karena densitas campuran lebih besar

daripada air yaitu 1000 kg/m3 karena sudah bercampur dengan serbuk batu

bata sehingga berat jenisnya bertambah. Sedangkan viskositasnya pun lebih

besar dari viskositas air yaitu 0,0008 kg/m.s yang mana menunjukkan bahwa

campuran tersebut lebih memiliki kekentalan yang lebih besar daripada air.

Tabel V.I Hasil mixing dengan ukuran impeller 5 cm

Waktu ρ (gr/cm-3) Visk.camp V V rps

Berat

kosong

Berat

isi t Re

0,5 1,086 0,001089444 209 3,483333 14,4 19,83 9,49 86808,04355

10 1,108 0,00111737 205 3,416667 14,4 19,94 9,54 84700,38435

20 1,314 0,001333446 206 3,433333 14,4 20,97 9,6 84581,59722

30 1,122 0,001146907 208 3,466667 14,4 20,01 9,67 84784,55705

40 1,126 0,001158137 209 3,483333 14,4 20,03 9,73 84666,83796

50 1,134 0,001169962 208 3,466667 14,4 20,07 9,76 84002,73224

60 1,134 0,001173558 208 3,466667 14,4 20,07 9,79 83745,31835

70 1,134 0,001174757 208 3,466667 14,4 20,07 9,8 83659,86395

Pada variabel kedua yaitu dengan menggunakan ukuran diameter impeller

9 cm. Air dan gula jawa dimasukkan dalam beaker glass. campuran diukur

densitasnya dengan menggunakan piknometer dan dicari viskositasnya dengan

menggunakan viskometer Ostwald. Kedua parameter tersebut digunaan untuk

mencari bilangan Reynold dari campuran saat 30 detik.

Untuk menentukan mixing time perlu diketahui parameter-parameter yaitu

densitas dan viskositas. Maka dari itu setiap interval 10 menit campuran diukur

densitas dan viskositasnya. Data densitas dan viskositas campuran dapat dilihat

pada Appendix 1. Pengambilan sampel dilakukan sebanyak 7 kali 10 sepuluh

menit, karena diperkirakan mixing time terjadi saat 70 menit. Dari data densitas

dan viskositas dapat diketahui bahwa sebelum mixing time terjadi campuran akan

memiliki densitas dan viskositas yang berubah-ubah selama pengukuran. Hal ini

disebabkan campuran belum homogen sehingga sisiran gula jawa belum

terdistribusi secara merata di dalam air, sehingga konsentrasi gula di tiap titik

masih berbeda. Akibatnya densitas dan viskositas campuran pun masih belum

stabil. Saat menit ke 40 densitas dan viskositas campuran sudah mulai stabil,

sehingga dapat disimpulkan bahwa mixing time untuk campuran pertama dengan

perbandingan air dan gula jawa dengan menggunakan impeller 9 cm adalah 40

menit.

Dengan densitas campuran sebesar 1132 kg/m3 dan viskositasnya adalah

0,001169 kg/m.s. Hal ini dapat diterima karena densitas campuran lebih besar

daripada air yaitu 1000 kg/m3 karena sudah bercampur dengan serbuk batu bata

sehingga berat jenisnya bertambah. Sedangkan viskositasnya pun lebih besar dari

viskositas air yaitu 0,0008 kg/m.s yang mana menunjukkan bahwa campuran

tersebut lebih memiliki kekentalan yang lebih besar daripada air.

Tabel V.2 Hasil mixing dengan ukuran impeller 9 cm

Waktu

ρ(gr/

cm-3) Visk.camp V V rps

Berat

kosong

Berat

isi t Re

0,5 1,096 0,001121488 205 3,416666667 14,4 19,88 9,68 270460,2273

10 1,122 0,001150465 206 3,433333333 14,4 20,01 9,7 271219,1753

20 1,124 0,001154892 206 3,433333333 14,4 20,02 9,72 270661,1111

30 1,126 0,001160518 206 3,433333333 14,4 20,03 9,75 269828,3077

40 1,132 0,001169095 206 3,433333333 14,4 20,06 9,77 269275,9468

50 1,132 0,001173882 206 3,433333333 14,4 20,06 9,81 268177,9817

60 1,132 0,001179865 206 3,433333333 14,4 20,06 9,86 266818,0527

70 1,132 0,001184651 206 3,433333333 14,4 20,06 9,9 265740

Pada praktikum pertama dengan varabel impeller 5 cm tidak terdapat

vorteks, tetapi saat menggunakan impeller 9 cm terdapat vorteks dengan jelas. Hal

ini dapat terjadi akibat perbedaan ukuran impeller yang dilakukan dalam

praktikum. Vorteks ini akan semakin besar seiring dengan peningkatan ukuran

impeller ataupun peningkatan kecepatan putaran yang juga dapat meningkatkan

turbulensi dari fluida yang diaduk

Perbandingan densitas hasil eksperimen dan densitas ideal

a. Densitas hasil percobaan Massa piknometer rata-rata = 5,723 gramVolume = 5 ml

Densitas = mV

= 5,723

5= 1,4475 gr/ml

b. Densitas ideal (asumsi ⍴air = 1gr/ml)Massa (massa air+massa solid) = 1520,64 gr + 100 grVolume = 1600 ml

Densitas = mV

= 1620,641600

= 1,012 gr/ml

Perbedaan densitas tersebut diakibatkan karena adanya perbedaan jumlah padatan yang terlarut di dalam sistem, dimana pada percobaan tidak semua padatan teraduk.

Semakin lama waktu pengadukan mempengaruhi tekstur dan penampilan bahan yang dicampurkan. Hal itu dapat dilihat pada sampel yang semakin lama diaduk maka akan semakin homogen campurannya. Partikel-partikel gula jagung akan semakin banyak yang bertumbukan akibat kontak langsung dengan impeller pengaduk sehingga semakin lama teksturnya semakin homogen. Hal-hal itu sesuai dengan apa yang disampaikan Fellows (1988) dalam Rizkiana dan Putra (2012) bahwa derajat pencampuran yang dicapai tergantung pada :

1. Ukuran relative partikel

2. Efesiensi alat pencampur untuk komponen yang dicampur

3. Kecenderungan komponen untuk membentuk agrerat

4. Kadar air, sifat permukaan dan aliran dari masing-masing komponen.

VI. SIMPULAN DAN SARAN

a. Simpulan

1. Pola aliran dalam campuran gula jawa dengan air menggunakan

impeller adalah axial

2. Bilangan Reynold kedua campuran menunjukkan bahwa alirannya

adalah turbulen, dengan densitas dan viskositas campuran

menggunakan impeller 5 cm lebih kecil dari campuran dengan

impeller 9 cm

3. Mixing time campuran 1 adalah 50 menit sedangkan campuran 2

mixing time nya 40 menit.

4. Semakin besar ukuran impeller dalam campuran maka semakain

cepat pula waktu penvampuran dan mixing timenya.

b. Saran

1. Pastikan pengaduk berada ditengah bejana agar saat pengaduk

berputar tidak mengenai dinding bejana.

2. Karena larutan tersebut merupakan larutan suspensi, maka saat

ingin mengukur densitas dan viskositas jangan biarkan larutan

mengendap terlalu lama karena akan mempengaruhi hasil densitas

dan viskositasnya.

3. Pengambilan sampel untuk pengukuran densitas dan viskositas

menggunakan piknometer dan voiskometer Ostwald dilakukan

dalam waktu yang bersamaan.

DAFTAR PUSTAKA

Geankoplis, J. C. 1993. Transport Processes and Unit Operation (3rd Edition).

Prentice-Hall. Inc: USA

Mc.Cabe, W. L. 1985. Unit Operation of Chemical Engineering . Tioon Well

Finishing Co. Ltd. Singapura

Rowe, Raymond C. dkk. 2009. Handbook of Parmacheutical Exipients (6th

Edition). Pharmacheutical Press. Chicago. London

Coulson and Richardson’s. 2002. CHEMICAL ENGINEERING: Particle

Technology and Separation Processes (5thEdition ). Bath Press: Great

Britanian

APENDIX

Menghitung densitas gula ρ = massa gulavolume gula

= 19 gram

15 ml = 1, 26 gram/ml

Volume gula jawa : ρ = massa gulavolume gula

V = massa gula

ρ

V = 100 gram

1,26 gram /ml = 79,36 ml

A. Perhitungan bilangan reynold, densitas dan viskositas campiran 1

dengan ukuran impeller 5cm

Viskositas air = 0,001 Pa.s atau Viskositas air (μ 1 )= 0,0008 kg/m.s (Rowe,

Raymond C. dkk. 2009)

Densitas air = 1 gram/cm-3 s

t air (waktu penurunan = 9,46 s

Berat piknometer kosong = 14,4 gram

Visko air 0,001 Pa.sRho air 1 gr/cm^3

t air 9,46 sWakt

uRho

camp Visk.camp V V rpsBerat

kosong Berat isi t Re

0,5 1,086 0,001089444 2093,48333

3 14,4 19,83 9,4986808,0435

5

10 1,108 0,00111737 2053,41666

7 14,4 19,94 9,5484700,3843

520 1,314 0,001333446 206 3,43333 14,4 20,97 9,6 84581,5972

3 2

30 1,122 0,001146907 2083,46666

7 14,4 20,01 9,6784784,5570

5

40 1,126 0,001158137 2093,48333

3 14,4 20,03 9,7384666,8379

6

50 1,134 0,001169962 2083,46666

7 14,4 20,07 9,7684002,7322

4

60 1,134 0,001173558 2083,46666

7 14,4 20,07 9,7983745,3183

5

70 1,134 0,001174757 2083,46666

7 14,4 20,07 9,883659,8639

5

a) 30 detik

Densitas: Viskositas:ρ = ∆ m

Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s

=berat isi-berat kosongVolume piknometer

µ = 9,49 s x 1,086 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(19,83-14,4) gr 5 mL

µ = 0,00108944 gr/cm3

ρ = 1,086 g/mL= 1086 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (0,1086 m)2 x 52 x 3,4833 0,00108944 gr/cm3

= 86808,04 (turbulen)

a) 10 menit

Densitas: Viskositas:

ρ = ∆ mV

µ=¿ t 1x ρt 2x ρ x 0,001 Pa.s

berat isi-berat kosongVolume piknometer

µ = 9,54 s x 1,108 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(19,94-14,4) gr 5 mL

µ = 0,00111737 gr/cm3

ρ = 1,108 g/mL= 1108 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (0,108 m)2 x 52x 3,41667 0,00111737 gr/cm3

= 84700,38435 (turbulen)

b) 20 menit


Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s


µ = 9,6 s x 1,314 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(20,97-14,4) gr 5 mL

µ = 0,001333446 gr/cm3

ρ = 1,314 g/mL= 1314 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (1,314 m)2 x 52 x 3,4333 0,001333446 gr/cm3

= 84700 (turbulen)

c) 30 menit


Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s


µ = 9,67 s x 1,122 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(20,01-14,4) gr 5 mL

µ = 0,001146907 gr/cm3

ρ = 1,22 g/mL= 1122 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (0,314 m)2 x 52 x 3,4667 0,001146907 gr/cm3

= 84784 (turbulen)

d) 40 menit


Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s


µ = 9,73 s x 1,126 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(20,03-14,4) gr 5 mL

µ = 0,001158137 gr/cm3

ρ = 1,126 g/mL= 1126 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (1,122 m)2 x 52 x 3,4833 0,001158137 gr/cm3

= 84666, 832 (turbulen)

e) 50 menit


Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s


µ = 9,76 s x 1,134 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(20,07-14,4) gr 5 mL

µ = 0,001169962 gr/cm3

ρ = 1,134 g/mL= 1134 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (1,134 m)2 x 52 x 3,4667 0,001169962 gr/cm3

= 84666, 832 (turbulen)

f) 60 menit


Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s


µ = 9,79 s x 1,134 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(20,07-14,4) gr 5 mL

µ = 0,001173558 gr/cm3

ρ = 1,134 g/mL= 1134 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (1,134 m)2 x 52 x 3,4667 0,001173558 gr/cm3

= 83745, 318 (turbulen)

g) 70 menit


Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s


µ = 9,8 s x 1,134 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(20,07-14,4) gr 5 mL

µ = 0,001174757 gr/cm3

ρ = 1,134 g/mL= 1134 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (1,134 m)2 x 52 x 3,4667 0,001174757 gr/cm3

= 83659,8639 (turbulen)

B. Perhitungan bilangan reynold, densitas dan viskositas campiran 1

dengan ukuran impeller 9 cm

Viskositas air = 0,001 Pa.s atau Viskositas air (μ 1 )= 0,0008 kg/m.s (Rowe,

Raymond C. dkk. 2009)

Densitas air = 1 gram/cm-3 s

t air (waktu penurunan = 9,46 s

Berat piknometer kosong = 14,4 gram

WaktuRho

camp Visk.camp V V rpsBerat

kosongBerat

isi t Re

Visko air 0,001 Pa.sRho air 1 gr/cm^3

t air 9,46 s

0,5 1,096 0,001121488 205 3,416666667 14,4 19,88 9,68 270460,227310 1,122 0,001150465 206 3,433333333 14,4 20,01 9,7 271219,175320 1,124 0,001154892 206 3,433333333 14,4 20,02 9,72 270661,111130 1,126 0,001160518 206 3,433333333 14,4 20,03 9,75 269828,307740 1,132 0,001169095 206 3,433333333 14,4 20,06 9,77 269275,946850 1,132 0,001173882 206 3,433333333 14,4 20,06 9,81 268177,981760 1,132 0,001179865 206 3,433333333 14,4 20,06 9,86 266818,052770 1,132 0,001184651 206 3,433333333 14,4 20,06 9,9 265740

a) 30 detik


Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s


µ = 9,68 s x 1096 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(19,88-14,4) gr 5 mL

µ = 0,001121488 gr/cm3

ρ = 1,096 g/mL= 1096 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (1,096 m)2 x 52 x 3,41666 0,001121488 gr/cm3

= 270460 (turbulen)

b) 10 menit


Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s


µ = 9,7 s x 1122 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(20,1-14,4) gr 5 mL

µ = 0,001150465 gr/cm3

ρ = 1,122 g/mL= 1122 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (1,096 m)2 x 52 x 3,41666 0,001150465 gr/cm3

= 271219 (turbulen)

c) 20 menit


Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s


µ = 9,72 s x 1124 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(20,02-14,4) gr 5 mL

µ = 0,001154892 gr/cm3

ρ = 1,124 g/mL= 1124 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (1,096 m)2 x 52 x 3,41666 0,001154892 gr/cm3

= 270661 (turbulen)

d) 30 menit


Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s


µ = 9,75 s x 1126 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(20,03-14,4) gr 5 mL

µ = 0,001160518 gr/cm3

ρ = 1,126 g/mL= 1126 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (1,096 m)2 x 52 x 3,41666 0,001160518 gr/cm3

= 269828 (turbulen)

e) 40 menit


Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s


µ = 9,77 s x 1132 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(20,06-14,4) gr 5 mL

µ = 0,001169095 gr/cm3

ρ = 1,132 g/mL= 1132 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (1,096 m)2 x 52 x 3,41666 0,001169095 gr/cm3

= 269275 (turbulen)

f) Menit 50


Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s


µ = 9,81 s x 1132 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(20,06-14,4) gr µ = 0,001173883 gr/cm3

5 mLρ = 1,132 g/mL

= 1132 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (1,096 m)2 x 52 x 3,41666 0,001173883 gr/cm3

= 268177 (turbulen)

g) 60 menit


Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s


µ = 9,86 s x 1132 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(20,06-14,4) gr 5 mL

µ = 0,001179865 gr/cm3

ρ = 1,132 g/mL= 1132 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (1,096 m)2 x 52 x 3,41666 0,001179865 gr/cm3

= 266818 (turbulen)

h) 70 menit


Vµ=¿ t 1x ρ

t 2x ρ x 0,001 Pa.s


µ = 9,9 s x 1132 gr/cm3

9,46 s x 1 gr/cm3

=(20,06-14,4) gr 5 mL

µ = 0,001184651 gr/cm3

ρ = 1,132 g/mL= 1132 kg/m3

Bilangan Reynold:

NRe = Da

2.N.ρ μ

= (1,096 m)2 x 52 x 3,41666 0,001184651 gr/cm3

= 265740 (turbulen)

Perbandingan densitas hasil eksperimen dan densitas ideala. Densitas hasil percobaan

Massa piknometer rata-rata = 5,723 gramVolume = 5 ml

Densitas = mV

= 5,723

5= 1,4475 gr/ml

b. Densitas ideal (asumsi ⍴air = 1gr/ml)Massa (massa air+massa solid) = 1520,64 gr + 100 grVolume = 1600 ml

Densitas = mV

= 1620,641600

= 1,012 gr/ml

Lampiran gambar hasil praktikum

Laporan Mixing

Documents

Transcript of Laporan Mixing