Laporan Mixing and Blending

LABORATORIUM TEKNIK KIMIA

SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2014/2015

MODUL : Pengadukan dan Pencampuran

PEMBIMBING : Ir. Rintis Manfaati, MT.

Oleh :

Kelompok : I

Nama : Amanda Putri 131411032

Lulu Fauziyyah Arisa 131411041

Teguh Nugraha 131411053

Kelas : 2B

PROGRAM STUDI D3-TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2015

Tanggal Praktikum : 6 Mei 2015

Tanggal Penyerahan : 18 Mei 2015

Laporan

BAB 1

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Pengadukan (agitation) adalah pemberian gerakan tertentu sehingga

menimbulkan reduksi gerakan pada bahan, biasanya terjadi pada suatu

tempat seperti bejana. Gerakam hasil reduksi tersebut mempunyai pola

sirkulasi. Akibat yang ditimbulkan dari operasi pengadukan adalah terjadinya

pencampuran (mixing) dari satu atau lebih komponen yang dicampurkan,

yaitu membuat suspense, blending, disperse dan mendorong terjadinya

transfer panas dari bahan ke dinding tangki

Pada industry kimia seperti proses katalis dari hidrogenasi, pengadukan

mempunyai beberapa tujuan sekaligus. Pada bejana hidrogenasi gas

hydrogen disebarkan melewati fasa cair dimana partikel padat dari katalis

tersuspensi. Pengadukan juga dimaksudkan untuk menyebarkan panas dari

reaksi yang dipindahkan melalui cooling coil dan jaket

Contoh lain pemakaian operasi pengadukan dalam industry adalah

pencampuran pulp dalam air untuk memperoleh “larutan” pulp. Larutan pulp

yang sudah homogeny disebarkan ke mesin pembuat kertas menjadi lebaran

kertas setelah proses filtrasi vakum dan dikeringkan.

I.2 Tujuan

1. Menggambarkan pola aliran yang dibentuk oleh pengaduk dalam tangki

2. Menggambarkan pola aliran dalam berbagai kecepatan putaran pengaduk

3. Membuat grafik bilangan Reynolds terhadap waktu yang diperlukan dalam

pencampuran sampai homogen.

4. Menentukan daerah rezim aliran dalam operasi pengadukan

BAB 2

LANDASAN TEORI

I.3 Tangki Pancampuran (Mixing)

Alat pencampur fasa padat ke fasa cair jenis ini diperuntukkan untuk

memperoleh campuran dengan viskositas rendah, biasanya berupa tangki

pencampur beserta perlengkapannya. Dimensi tangki/vessels, jenis

pengaduk/impeller, kecepatan putar pengaduk, jenis pengaduk, jumlah

penyekat/buffle, letak impeller beserta dimensinya bergantung dari kapasitas

dan jenis dari bahan yang dicampurkan.

I.4 Bagian-bagian Alat Pencampuran

Bagian-bagian dari unit alat pencampur ini terdiri dari:

Tangki/vessel, merupakan wadah untuk pencampuran berbentuk silinder

dengan bagian bawah melengkung/dome atau datar

Penyekat/buffle, berbentuk batang yang diletakkan dipinggir tangki

berguna untuk meghindari vortex dan digunakan untuk mempoloakan

aliran menjadi turbulen. Jumlah baffle biasanya 3, 4 atau 6 buah dengan

ukuran 1/12 diameter tangki.

Pengaduk/impeller, digunakan untuk mengaduk campuran, jenis dari

impeller beragam disesuaikan pada sifat dari zat yang akan dicampurkan.

Jenis-jenis impeller yang umumnya adalah digunakan adalah:

- Tree-blades/ marine impeller digunakan untuk pencampuran dengan

bahan dengan viskositas rendah dengan putaran yang tinggi,

- Turbine with flat vertical blades impeller digunakan untuk cairan kental

dengan viskositas tinggi,

- Horizontal plate impeller digunakan untuk zat berserat dengan sedikit

terjadinya pemotongan,

- Turbine with blades are inclined impeller paling cocok digunakan untuk

tangki yang dilengkapi jaket pemanas,

- Curve bade Turbines impeller efektif untuk bahan berserat tanpa

pemotongan emulsi,

- Cage beaters impart impeller cocok digunakan untuk pemotongan dan

penyobekan

- Anchore paddle impeller digunakan campuran dengan viskositas

sangat tinggi berupa pasta.

I.5 Ukuran dan letak (impeller)

Ukuran impeller biasanya berkisar antara 0,3-06 kali diameter tangki

sedangkan letak impeller tergantung pada dimensi vessel vskosias campuran

yang diaduk. Tata letak dari impeller seperti pada tabel.1 dibawah ini:

Tabel.1 Tata Letak Impeller dalam Vessel

Viscosity

CP

Max Level

H/dt

Jumlah

Impeller

Letak Impeller

Bawah Atas

<25.000 1,4 1 H/3 -

<25.000 2,1 2 Dt/3 2/3 h

>25.000 0,8 1 H/3 -

>25.000 1,6 2 Dt/3 2/3 h

Ket: h = tinggi vessel; Dt = diameter vessel

Letak impeller untuk tangki dengan menggunakan buffle biasanya di tengah/center, karena

pola turbulensi yang dikehendaki akan terbentuk dengan adanya buffle. Untuk tangki tanpa

menggunakan buffle, letak pengaduk sangat mempengaruhi pola aliran yang dihasilkan. Biasanya

untuk menghindari adanya vortex aliran fluida karena pengadukan tangki tanpa buffle meletakkan

pengaduk tidak tepat ditengah/tidak senter dengan tangki.

I.6 Pola Aliran dan Bentuk Pengaduk

Pola letak dari pengaduk dari tangki tanpa menggunakan buffle dapat

diperlihatkan gambar di bawah:

Gambar 1. Tangki Dengan Posisi Pengaduk Tidak Senter

Gambar 2. Macam-Macam Pola Aliran Dalam Tangki

Gambar 3. Macam-macam Bentuk Pengaduk

Keterangan :

Atas : Tree Blade / marine Propeller, Glassed steel Impeller, Curved blade Turbine

Bawah: Turbine with blade incline 450, Horizontal plate with impeller blade Turbine,

Ancorimpeller

I.7 Waktu Pencampuran

Impeller yang berputar akan menghasilkan efek pencampuran, biasanya putaran tinggi

menghasilkan aliran lebih bergolak sehingga menghasilkan efek pencampuran lebih efektif.

Adanya buffle akan mengakibatkan aliran berbelok arah dari tepi dinding menuju pusat tangki,

sehingga menyebabkan efek pencampuran bertambah efektif. Waktu pencampuran secara umum,

diberikan oleh Norwood dan Metzner adalah:

f t=tT (n D a

2)2/3 g1 /6

H 1 /2 Dt

= n tT [ D a

Dt ]2

[ Dt

H ]1 /2

[ gn2 Da

]1 /6

Untuk pengaduk propeler,

f t=tT (n D a

2)2/3 g1 /6

H 1 /2 Dt

= n tT [ Da

Dt ]3 /2

[ Dt

H ]1 /2

[ gn2 Da

]1 /6

Dimana:

Da = diameter pengaduk (m)

Dt = diameter tangki (m)

H =tinggi tangki (m)

ntT =mixing time factor

g =percepatan gravitasi (m/s2)

n =kecepatan putar (rpm)

ft = blending time factor

Mixing time factor dapat diperkirakan dari gambar grafik dibawah

BAB 3

METODOLOGI

3.1 Susunan Alat yang Dipergunakan

Gambar 4. SusunanReaktorPengaduk

Alat Ukuran / kuantitas

Tangkiberpengaduk 1 buah

Stopwatch 1 buah

Tachometer 1 buah

Viscotester 1 buah

Piknometer 1 buah

Gelaskimia 250 ml /2 buah

Gelasukur 50 Ml

Bahan Ukuran / kuantitas

Tepung kanji

Aquadest

NaOH M

Indicator pp

H2SO4 M

Air keran

3.2 Prosedur Percobaan

3.2.1 Pola Aliran Dari Pengadukan

a. Masukkan ± 15 liter air kedalam bejana/ tangki.

b. Masukkan cengkeh/ kacang hijau secukupnya (sedikit) dalam tangki

c. Nyalakan pengaduk dengan kecepatan putar pada skala 1.

d. Gambar pola aliran yang terjadi dalam tangki.

e. Ulangi langkah c dan d untuk kecepatan putaran lain sebanyak 7 variasi.

3.2.2 Waktu Pengadukan

a. Timbang 500 gram tepung kanji, kemudian larutkan dalam 2 liter air panas/ mendidih ke

dalam ember.

b. Masukkan ± 15 liter air kedalam ember yang telah berisi larutan kanji.

c. Saring larutan kanji dan tambahkan indicator p.p. 5 ml

d. Tentukan massa jenis (ρ), suhu (T) dan viskositas larutan(μ)

e. Tambahkan 30 ml NaOH 2M dan atur kecepatan motor bersamaan dengan pengaduk pada

80 rpm.

f. Catat waktu bila perubahan warna campuran telah merata.

g. Netralkan campuran dengan menambahkan 30 ml larutan H2SO4 2M dan bersamaan

dengan start stopwatch dihidupkan, catat waktu penetralan.

h. Setelah itu tentukan harga massa jenis (ρ), suhu (T) dan viskositas larutan(μ).

i. Ulangi percobaan a-h dengan kecepatan pengadukan 100, 120, 140, 160 rpm.

3.3 Keselamatan Kerja

a. NaOH dan H2SO4 bersifat korosif dan dapat mengiritasi. Apabila mengenai kulit dapat

menyebabkan luka dan bila terhisap dapat mengganggu pernapasan.

b. Gunakan jas praktikum, sarung tangan, masker yang dapat melindungi dari bahan kimia.

c. Apabila terkena bahan tersebut harus segera dicuci dengan air sampai bersih.

BAB 4

HASIL PERCOBAAN

4.1. Data Pengamatan

A. Pola aliran hasil pengadukan Tipe pengaduk yang digunakan : Tree Blade/Marinne Propeller Diameter pengaduk (Da) : 11 cm = 0,11 m Diameter tangki (Dt) : 30 cm = 0,3 m

Kalibrasi Kecepatan Putar Propeller

Skala Rpm1,5 97,42 121,4

2,5 149,63 174,9

3,5 199,1

B. Waktu pengadukan Data Pengamatan Kecepatan 1: Larutan Encer

Kecepatan putaran (rpm)

t1 (t NaOH,detik)

t2 (t H2SO4,detik)

Temperature (oC)

Densitas (gr/ml)

97,4 70 52 26,8 1,016121,4 52 40 26,2 1,035149,6 45 37 26,2 1,030174,9 30 26 26 1,036199,1 10 12 26 1,030

Data pengamatan Kecepatan 2 : Larutan Encer


t1 7(t

NaOH,detik)

t2 (t H2SO4,detik)

Temperature (oC)

Densitas (gr/ml)

97,4 57 54 26,8 1,016121,4 48 44 26,2 1,035149,6 46 38 26,2 1,030174,9 33 22 26 1,036199,1 11 9 26 1,030

Data Kecepatan Pengadukan Rata-rata : Larutan encer


t1 (t NaOH,detik)

t2 (t H2SO4,detik)

Temperature (oC)

Densitas (gr/ml)

97,4 63,5 53 26,8 1,016121,4 50 42 26,2 1,035149,6 45,5 37,5 26,2 1,030174,9 31,5 24 26 1,036199,1 10,5 10,5 26 1,030

Data Pengamatan Kecepatan 1: Larutan Pekat (Kanji)


t1 (t NaOH,detik)

t2 (t H2SO4,detik)

Temperature (oC)

Densitas (gr/ml)

97,4 76 55 28,8 1,840121,4 59 47 28,4 1,840149,6 50 41 28,3 1,840174,9 38 33 28 1,840199,1 16 11 28 1,840

Data pengamatan Kecepatan 2 : Larutan Pekat (Kanji)


t1 7(t

NaOH,detik)

t2 (t H2SO4,detik)

Temperature (oC)

Densitas (gr/ml)

97,4 60 56 28,8 1,840121,4 53 49 28,4 1,840149,6 50 42 28,3 1,840174,9 39 31 28 1,840199,1 10 13 28 1,840

Data Kecepatan Pengadukan Rata-rata : Larutan Pekat (Kanji)


t1 (t NaOH,detik)

t2 (t H2SO4,detik)

Temperature (oC)

Densitas (gr/ml)

97,4 68 55,5 28,8 1,840121,4 56 48 28,4 1,840149,6 50 41,5 28,3 1,840174,9 38,5 32 28 1,840199,1 13 12 28 1,840

4.2 PENGOLAHAN DATA4.2.1 Tabel Hasil Perhitungan Pada Larutan Encer

Kecepatan

putar (rpm)

Reynold Number Blending time t1(t NaOH,detik)

t2(t H2SO4,detik)

t 1 t 2 t 1 t 297,4 750,61 1118,77 146,92 99,39 63,5 53

121,4 935,57 1394,45 130,50 87,85 50 42149,6 1152,89 1718,36 82,40 59,92 45,5 37,5174,9 1347,87 2008,97 71,10 49,72 31,5 24199,1 1534,36 2286,94 61,29 38,82 10,5 10,5

0 10 20 30 40 50 60 700

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

f(x) = − 15.0965318808469 x + 1751.14058161004R² = 0.94411098061747

Waktu Pengadukan (s)

Bila

ngan

Rey

nold

(NRe

)

Grafik 1. Grafik Reynold Number terhadap waktu pengadukan NaOH encer

0 10 20 30 40 50 600

500

1000

1500

2000

2500

f(x) = − 27.8475737795348 x + 2635.60696423646R² = 0.968050810171518


Bila

ngan

Rey

nold

(NRe

)

Grafik 2. Grafik Reynold Number terhadap waktu pengadukan Asam Sulfat encer

0 10 20 30 40 50 60 700

20

40

60

80

100

120

140

160

f(x) = 1.66172636632201 x + 31.6406000738552R² = 0.778516415412921


Blen

ding

Tim

e

Grafik 3. Grafik Blending Time terhadap waktu pengadukan NaOH encer

0 10 20 30 40 50 600

20

40

60

80

100

120

f(x) = 1.46444791762435 x + 18.2274395513469R² = 0.888111272192492


Blen

ding

Tim

e

Grafik 4. Grafik Blending Time terhadap waktu pengadukan H2SO4 encer

4.2.2 Tabel Hasil Perhitungan Pada Larutan Pekat

Kecepatan

putar (rpm)


t2(t H2SO4,detik)

t 1 t 2 t 1 t 297,4 232,33 346,29 22,182 16,645 68 55,5121,4 289,58 431,62 14,44 10,314 56 48149,6 356,85 531,87 9,361 6,552 50 41,5174,9 417,20 621,82 6,327 4,049 38,5 32199,1 474,92 707,86 4,4676 2,9784 13 12

Grafik 1. Grafik Reynold Number terhadap waktu pengadukan NaOH (larutan pekat)

0 10 20 30 40 50 600.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

f(x) = − 8.28959754047595 x + 841.23918702999

Waktu Pengadukan

Nre

10 20 30 40 50 60 70 800.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

400.00

450.00

500.00f(x) = − 4.46422226051 x + 555.512023949001


Nre

Grafik 2. Grafik Reynold Number terhadap waktu pengadukan Asam Sulfat(larutan pekat)

10 20 30 40 50 60 70 800

2

4

6

8

10

12f(x) = NaN x + NaNR² = 0

Waktu Pengadukan

Blen

ding

Tim

e

Grafik 3. Grafik Blending Time Factor terhadap waktu pengadukan NaOH (larutan pekat)

0 10 20 30 40 50 600.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

18.00

f(x) = 0.286414916393878 x − 2.71880383968858R² = 0.754109647492061

Waktu pengadukan

Blen

ding

Tim

e

Grafik 4. Grafik Blending Time Factor terhadap waktu pengadukan Asam Sulfat (larutan pekat)

Lampiran

1) SLURRY ENCER

μencer : 2,6 x 10-3kg/ms

ρ encer : 1,2345 kg/L

1. Menghitung bilangan Reynold ( ENCER ) t 1 (t NaOH)

kecepatan putaran 97,4 rpm

Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 ( 97,4 rpm )(1,2345

kgm3

)

2,6 x10−3 kg

ms

¿750,61 kecepatan putaran 121,4 rpm

Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (121,4 rpm )(1,2345

kgm 3

)

2,6 x10−3 kg

ms


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (149,6 rpm )(1,2345

kgm3

)

2,6 x 10−3 kg

ms


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (174,9 rpm )(1,2345

kgm3

)

2,6 x 10−3 kg

ms


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (199,1 rpm )(1,2345

kgm3

)

2,6 x 10−3 kg

ms

¿1534,36

t 2 (t H2SO4) kecepatan putaran 97,4rpm

Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 ( 97,4 rpm )(1,84

kgm3

)

2,6 x10−3 kg

ms


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (121,4 rpm )(1,84

kgm3

)

2,6 x10−3 kg

ms


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (149,6 rpm )(1,84

kgm 3

)

2,6 x10−3 kg

ms


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (174,9 rpm )(1,84

kgm 3

)

2,6 x 10−3 kg

ms


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (199,1 rpm )(1,84

kgm3

)

2,6 x 10−3 kg

ms

¿2286,94

2. Menghitung Blending time factor t 1 (t NaOH)


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 1700 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

97 , 42 x0 , 11 ]1/6

= 146,920


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 1625 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

121, 42 x 0 ,11 ]1/6

= 130,497


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 1100 [ 0 ,110,3 ]3 /2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

149 , 62 x 0 ,11 ]1/6

= 82,395


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 1000 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

174 , 92 x 0 ,11 ]1/6

= 71,103


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 900 [ 0 , 110,3 ]3 /2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

199 ,12 x 0 ,11 ]1 /6

= 61,287

t 2 (H2SO4) kecepatan putaran 97,4 rpm

f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 1150 [ 0 ,110,3 ]3 /2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

97 , 42 x 0 ,11 ]1/6

= 99,387


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 1094 [ 0 ,110,3 ]

3 /2

[ 0,30,9 ]

1/2

[ 9,8

121 , 42 x 0 ,11 ]1 /6

= 87,854


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 800 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1 /2

[ 9,8

149 , 62 x0 ,11 ]1/6

= 59,924


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 700 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

174 , 92 x 0 ,11 ]1/6

= 49,772


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 570 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

199 ,12 x 0 ,11 ]1/6

= 38,815

2) SLURRY PEKAT

μpekat : 8,4 x 10-3kg/ms

ρ pekat : 1,2345 kg/L

1. Menghitung bilangan Reynold (PEKAT) t 1 (t NaOH)


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 ( 97,4 rpm )(1,2345

kgm3

)

8,4 x10−3 kg

ms


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (121,4 rpm )(1,2345

kgm 3

)

8,4 x10−3 kg

ms

¿289,581


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (149,6 rpm )(1,2345

kgm3

)

8,4 x10−3 kg

ms


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (174,9 rpm )(1,2345

kgm3

)

8,4 x 10−3 kg

ms


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (199,1 rpm )(1,2345

kgm3

)

8,4 x 10−3 kg

ms

¿474,922

t 2 (t H2SO4) kecepatan putaran 97,4rpm

Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 ( 97,4 rpm )(1,84

kgm3

)

8,4 x10−3 kg

ms


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (121,4 rpm )(1,84

kgm3

)

8,4 x10−3 kg

ms


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (149,6 rpm )(1,84

kgm 3

)

8,4 x10−3 kg

ms

¿531,874


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (174,9 rpm )(1,84

kgm 3

)

8,4 x10−3 kg

ms


Nre= D2 Nρμ

¿(0,1274 m )2 (199,1 rpm )(1,84

kgm3

)

8,4 x10−3 kg

ms

¿707,862

3. Menghitung Blending time factor t 1 (t NaOH)


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 4000 [ 0 ,110,3 ]3 /2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

97 , 42 x 0 ,11 ]1/6

= 22,182


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 3500 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

121, 42 x 0 ,11 ]1/6

= 14,44


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 3000 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

149 ,62 x0 , 11 ]1/6

= 9,361


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 2500 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

174 , 92 x 0 ,11 ]1/6

= 6,327


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 2100 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

199 ,12 x 0 , 11 ]1/6

= 4,4676

t 2 (H2SO4) kecepatan putaran 97,4 rpm

= 3000 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

97 , 42 x0 , 11 ]1/6

= 16,645


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 2500 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

121, 42 x 0 ,11 ]1/6

= 10,314

f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 2100 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

149 ,62 x0 , 11 ]1/6

= 6,552


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 1600 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

174 , 92 x 0 ,11 ]1/6

= 4,049


f t=tT (nDa2 )2/3 g1/6

H1/2 Dt= ntT [ Da

Dt ]3/2

[ DtH ]

1/2

[ g

n2 Da ]1/6

= 1400 [ 0 , 110,3 ]3/2 [ 0,3

0,9 ]1/2

[ 9,8

199 ,12 x 0 ,11 ]1/6

= 2,9784

BAB 5

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

5.1 Pembahasan Oleh Amanda Putri (131411032)

Pada praktikum kali ini dilakukan pengadukan dan pencampuran terhadap dua larutan, yaitu larutan encer dan larutan pekat yang sudah ditambahkan tepung kanji ke dalamnya. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk menentukan daerah rezim aliran serta

waktu yang diperlukan dalam pencampuran sampai homogen dengan membuat grafik bilangan Reynolds terhadap waktu.

Hal yang pertama kali dilakukan adalah mengkalibrasi kecepatan putaran(rpm) dengan menggunakan larutan encer (air keran). Hal ini bertujuan untuk memperoleh nilai kecepatan putaran berdasarkan skala yang telah ditetapkan. Setelah itu dilakukan percobaan pengadukan dan perncampuran pertama terhadap larutan encer dan kemudian percobaan kedua dengan menggunakan larutan pekat.

Pada percobaan pertama digunakan larutan encer yang terdiri dari air keran sajayang dimasukkan ke dalam tangki berpengaduk, kemudian ditambahkan 15ml asam sulfat dengan konsentrasi 2M dan ditambahkan indikator phenolphtalein sebagai penanda perubahan warna. Kecepatan putaran di atur pada skala1 dengan nilai kecepatan putaran sebesar 97,4. Kondisi awal larutan adalah tidak berwarna kemudian ketika ditambahkan 30 ml larutan NaOH dengan konsentrasi 2M warna larutan berubah menjadi merah muda dan dibutuhkan waktu selama 70 detik untuk membuat warna larutan menjadi homogen. Densitas larutan di ukur dengan menggunakan piknometer dan diperoleh densitas awal sebesar 1,016gram/ml. Kemudian ke dalam larutan yang telah diukur densitasnya ditambahkan kembali 15ml larutan asam sulfat dengan konsentrasi sebesar 2M sehingga warna larutan berubah kembali menjadi tidak berwarna. Waktu yang diperlukan untuk mengubah warna larutan menjadi tidak berwarna adalah sebesar 52 detik. Suhu yang terukur pada data pertama adalah sebesar 26,8 oC. Hal yang sama dilakukan dengan variasi nilai kecepatan putaran sebesar 121,4; 149,6; 174,9; 199,1rpm. Semakin besar nilai kecepatan putaran yang ditetapkan dalam pengadukan dan pencampuran maka semakin sedikit waktu yang diperlukan untuk membuat larutan tersebut menjadi homogen.

Percobaan kedua dilakukan dengan menggunakan larutan pekat(kanji). Persiapan larutan kanji dilakukan dengan menimbang padatan kanji sebanyak 500 gram yang kemudian dilarutkan dengan 3 liter air panas dan 12 liter air dingin. Penambahan air panas bertujuan agar kanji mudah larut dan tidak menggumpal. Larutan kanji yang telah disiapkan kemudian dimasukkan ke dalam tangki berpengaduk, ditambahkan 15ml larutan asam sulfat 2M dan ditambahkan indikator phenolphtalein sebagai penanda perubahan warna. Kecepatan putaran di atur pada skala1 dengan nilai kecepatan putaran sebesar 97,4. Kondisi awal larutan adalah tidak berwarna kemudian ketika ditambahkan 30 ml larutan NaOH dengan konsentrasi 2M warna larutan berubah menjadi merah muda dan dibutuhkan waktu selama 76 detik untuk membuat warna larutan menjadi homogen. Densitas larutan di ukur dengan menggunakan piknometer dan diperoleh densitas awal sebesar 1,016gram/ml. Kemudian ke dalam larutan yang telah diukur densitasnya ditambahkan kembali 15ml larutan asam sulfat dengan konsentrasi sebesar 2M sehingga warna larutan berubah kembali menjadi tidak berwarna. Waktu yang diperlukan untuk mengubah warna larutan menjadi tidak berwarna adalah sebesar 55 detik. Suhu yang terukur pada data pertama adalah sebesar 28,8 oC. Hal yang sama dilakukan dengan variasi nilai kecepatan putaran sebesar 121,4; 149,6; 174,9; 199,1rpm. Semakin besar nilai kecepatan putaran yang ditetapkan dalam pengadukan dan pencampuran maka

semakin sedikit waktu yang diperlukan untuk membuat larutan tersebut menjadi homogen.

Semakin sedikit waktu yang diperlukan untuk membuat larutan menjadi homogen maka nilai bilangan Reynold semakin besar sedangkan blending time semakin kecil.

Pembahasan oleh Lulu Fauziyyah Arisa (131411041)

Praktikum kali ini adalah pengadukan dan pencampuran dengan menggunakan reaksi asam dan basa. Untuk mengetahui larutan sudah tercampur secara homogen digunakan indikator phenophtalein, hal ini juga sekaligus untuk mengetahui waktu pencampuran. Variabel yang divariasikan yaitu larutan (air dan kanji) serta kecepatan pengadukan (rpm).

Pertama, kalibrasi terlebih dahulu skala pengadukan (rpm) menggunakan air keran. Sampel larutan beruap air dan kanji, kita menggunakan air keran dahulu sebagai larutan encer setelah itu menggunakan larutan kanji sebagai larutan pekat. Masing-masing ditambahkan larutan NaOH 2M sebanyak 30 ml sebelum diberi indikator phenophtalein kemudian dinetralkan dengan larutan H2SO4 2M sebanyak 15 ml. Percobaan ini dilakukan secara duplo, data yang diambil akan di rata-ratakan sebagai akhir hasilnya. Skala pengadukan divariasikan pada 97.4, 121.4, 149.6, 174.9, 199.1 rpm.

Campuran dianggap homogen ketika warna merah muda yang merupakan reaksi dari indikator PP dan NaOH sudah merata sedangkan penetralan adalah sebaliknya yaitu membuat warna merah muda akan memudar dan kembali seperti semula. Air keran yang digunakan sebanyak 15 liter dengan suhu sekitar 26°C dan densitasnya 1,016 gr/ml. Homogenisasi campuran pada air dan larutan kanji berbeda. Larutan kanji yang densitasnya lebih besar dibandingkan air akan memperbesar nilai bilangan Reynold yang tentunya akan memperbesar blending time factor (waktu pencampuran), hal tersebut membuktikan bahwa semakin berat densitas suatu larutan (pekat) maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk homogenisasi. Pada praktikum kali ini, kanji yang digunakan sebanyak 500 gram yang dilarutkan terlebih dahulu dalam 3 liter air panas lalu ditambahkan 12 liter air dingin sehingga suhunya pun lebih panas sekitar 28°C dan densitasnya sebesar 1,84 gr/ml.

Skala pengadukan yang divariasikan membuktikan bahwa semakin cepat putaran pengaduk maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk menghomogenkan campuran tersebut. Hal tersebut yang menyebabkan bilangan reynold menjadi lebih besar. Pada larutan encer maupun pekat (kanji), bilangan reynold yang didapat dibawah 2100, kecuali pada duplo 199.1 rpm sebesar 2286,94. Jadi rata-rata proses pengadukan dalam rejim laminer. Hal ini menandakan bahwa proses pengadukan berjalan dengan baik karena larutan tidak bergejolak.

Jadi semakin cepat skala pengadukan akan mempercepat waktu pencampuran, maka semakin besar bilangan reynoldnya dan semakin besar blending timenya.

Pembahasan oleh Teguh Nugraha (131411054)

`Praktikum kali ini merupakan Agitasi dan Mixing. Tujuan dari praktikum kali adalah

menggambarkan pola aliran yang dibentuk oleh pengaduk dalam tangki, menggambarkan

pola aliran dalam berbagai kecepatan putaran pengaduk, Mengamati pengaruh

visikositas dan densitas larutan terhadap pengadukan dan pencampuran. Pengadukan

merupakan pemberian gerakan kinetik pada suatu bahan dalam reaktor untuk

mempercepat laju reaksi, artinya dengan pemberian pengaduk akan mengakibatkan

tumbukan antar partikel reaktan akan lebih sering terjadi. Frekuensi tumbukan yang

tinggi mengakibatkan energi aktivasi untuk batas terjadinya reaksi akan mudah tercapai.

Pada praktikum diharapkan praktikan dapat memahami pula pengaruh faktor-faktor

yang dapat mempengaruhi pengadukan dan pencampuran. Faktor- faktor yang

mempengaruhi diantaranya :

a. jenis impeller

b. letak impeller

c. bentuk reaktor,

d. viskositas dan densitas larutan.

Namun dikarenakan ketersedian alat praktikum yang terbatas praktikan hanya bisa

mengamati pengaruh visikositas dan densitas larutan. Pengaduk yang digunakan

merupakan jenis baling baling dengan blade tiga, serta letak pengaduk berada ditengah

berdiri tegak lurus terhadap reaktor. Pengaduk yang diamati telah memiliki Baffle. Baffle

merupakan alat yang digunakan untuk mencgah terbentuknya Vortek. Vortex merupakan

pola yang dihasilakan dari energi sentrifugal yang dapat meningkatkan ketinggian fluida

pada dinding dan memperendah ketinggian fluida pada pusat putaran.

Pengamatan pengaruh visikositas dan densitas dapat diamati dengan melakukan

pengadukan pada dua jenis fluida yang berbeda, larutan yang digunakan adalah air

keran(larutan 1) dan larutan kanji (larutan 2). Penambahan kanji akan meningkatkan nilai

visikositas dan densitas dari larutan tersebut.

Larutan 1 (densitas = 1000 kg/m3)

Kecepatan Reynold Number Blending time

t1(t NaOH,detik)

t2(t H2SO4,detik)

putar (rpm) t 1 t 2 t 1 t 297.4 750,61 1118,77 146,92 99,39 63,5 53121.4 935,57 1394,45 130,50 87,85 50 42149.6 1152,89 1718,36 82,40 59,92 45,5 37,5174.9 1347,87 2008,97 71,10 49,72 31,5 24199.1 1534,36 2286,94 61,29 38,82 10,5 10,5

Larutan Kanji

Dari data diatas, menunjukan bahwa pada skala alat pengaduk yang sama, terjadi

perbedaan RPM pada dua larutan yang berbeda, sehingga jelas terbukti bahwa benar

viskositas dan densitas mempengaruhi proses pengadukan. Semakin besar nilai

visikositas cairan akan menyebabkan penurunan nilai Reynold. Penurunan nilai Reynold

akan memperlambat waktu pengadukan dan waktu pencampuran. Sehingga dapat

disimpulkan bahwa pengadukan berlangsung lebih cepat pada larutan yang memiliki

visikotas rendah yaitu pada larutan 1. Pengadukan yang lebih cepat mempercepat proses

pencampuran dari larutan tersebut sehingga waktu yang dibutuhkan larutan air keran

untuk mencapai keadaan yang homogen untuk menghasilkan produk akan berlangsung

lebih cepat dibandingkan dengan larutan kanji.

Kecepatan

putar (rpm)


t2(t H2SO4,detik)

t 1 t 2 t 1 t 297.4 232,33 346,29 22,182 16,645 68 55,5121.4 289,58 431,62 14,44 10,314 56 48

149.6 356,85 531,87 9,361 6,552 50 41,5174.9 417,20 621,82 6,327 4,049 38,5 32199.1 474,92 707,86 4,4676 2,9784 13 12

0 5 10 15 20 250

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Larutan Kanji

Blending Time (Ft)

Nre

40 60 80 100 120 140 1600

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Air Keran

Blending Time (Ft)

Nre

semakin tinggi maka waktu pengadukan semakin cepat sehingga nilai mixing time

factor akan semakin kecil. Nilai mixing time factor akan berbanding lurus dengan nilai

blending time factor sehingga akan berbanding terbalik dengan Reynold Number.

5.4 KESIMPULAN

Dari hasil praktikum pengadukan dan pencampuran, mahasiswa mampu :

Membuat grafik bilangan Reynolds terhadap waktu yang diperlukan dalam pencampuran sampai homogen.

Menentukan daerah rezim aliran dalam operasi pengadukan. Rezim aliran dalam operasi pengadukan berada pad rezim laminer.

Laporan Mixing and Blending

Education

Transcript of Laporan Mixing and Blending