Mixing and Agitation

21
Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pengadukan dan pencampuran merupakan operasi yang penting dalam industri kimia. Pencampuran (mixing) merupakan proses yang dilakukan untuk mengurangi ketidak seragaman suatu sistem seperti konsentrasi, viskositas, temperatur dan lain-lain. Pencampuran dilakukan dengan mendistribusikan secara acak dua fasa atau lebih yang mula-mula heterogen sehingga menjadi campuran homogen. Peralatan proses pencampuran merupakan hal yang sangat penting, tidak hanya menentukan derajat homogenitas yang dapat dicapai, tapi juga mempengaruhi perpindahan panas yang terjadi. Penggunaan peralatan yang tidak tepat dapat menyebabkan konsumsi energi berlebihan dan merusak produk yang dihasilkan. Salah satu peralatan yang menunjang keberhasilan pencampuran ialah pengaduk. Pada peralatan proses pencampuran yang diteliti adalah pengadukan cairan dalam tangki, sehingga perlu dibahas proses pencampuran fasa cair. Sebagai bahan petimbangan untuk mengkaji lebih jauh proses pengadukan dan pencampuran maka harus mempelajari dan membandingkan sifat dan karakteristik, fluida cair terhadap fluida viscous lainnya seperti lelehan, pasta, slurry. Sifat fisik dan viskositas ini sangat mempengaruhi karakter pencampuran seperti daya pengadukan, waktu pencampuran, tipe pengaduk yang sesuai dan sebagainya.

description

my file

Transcript of Mixing and Agitation

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 1

    BAB IPENDAHULUAN

    1.1 Latar Belakang

    Pengadukan dan pencampuran merupakan operasi yang penting dalamindustri kimia. Pencampuran (mixing) merupakan proses yang dilakukan untukmengurangi ketidak seragaman suatu sistem seperti konsentrasi, viskositas,temperatur dan lain-lain. Pencampuran dilakukan dengan mendistribusikan secaraacak dua fasa atau lebih yang mula-mula heterogen sehingga menjadi campuranhomogen. Peralatan proses pencampuran merupakan hal yang sangat penting,

    tidak hanya menentukan derajat homogenitas yang dapat dicapai, tapi jugamempengaruhi perpindahan panas yang terjadi. Penggunaan peralatan yang tidaktepat dapat menyebabkan konsumsi energi berlebihan dan merusak produk yangdihasilkan. Salah satu peralatan yang menunjang keberhasilan pencampuran ialahpengaduk.

    Pada peralatan proses pencampuran yang diteliti adalah pengadukan cairandalam tangki, sehingga perlu dibahas proses pencampuran fasa cair. Sebagaibahan petimbangan untuk mengkaji lebih jauh proses pengadukan danpencampuran maka harus mempelajari dan membandingkan sifat dankarakteristik, fluida cair terhadap fluida viscous lainnya seperti lelehan, pasta,slurry. Sifat fisik dan viskositas ini sangat mempengaruhi karakter pencampuranseperti daya pengadukan, waktu pencampuran, tipe pengaduk yang sesuai dansebagainya.

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 2

    2.2 Rumusan MasalahAdapun beberapa masalah dalam makalah ini diantaranya yaitu :

    1. Apa itu mixing dan agitation ?2. Apa saja tujuan pengadukan ?3. Apa saja jenis dan karekteristik berbagai pengaduk ( Agitation ) ?4. Bagaimana pengaruh putaran pengaduk terhadap waktu pencampuran?5. Bagaimana pola aliran yang terbentuk dari berbagai jenis pengaduk ?6. Berapa besarnya kebutuhan daya pengadukan pada praktikum ?

    1.3 Tujuan dan ManfaatAdapun beberapa tujuan dan manfaat dalam makalah ini diantaranya yaitu:

    1. Mengetahui perbedaan mixing dan agitation2. Mengetahui tujuan pengadukan3. Mengetahui jenis dan karekteristik berbagai pengaduk ( Agitation ).4. Dapat menjelaskan pengaruh putaran pengaduk terhadap waktu

    pencampuran.

    5. Dapat menjelaskan pola aliran yang terbentuk pada berbagai jenispengaduk

    6. Dapat menentukan besarnya kebutuhan daya pengadukan

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 3

    BAB IITINJAUAN PUSTAKA

    2.1 PencampuranPencampuran (mixing) adalah peristiwa menyebarnya bahan-bahan secara

    acak, di mana bahan satu menyebar ke dalam bahan yang lain dansebaliknya.sedangkan bahan-bahan itu sebelumnya terpisah dalam dua fasa ataulebih.

    Proses pencampuran dalam fasa cair dilandasi oleh mekanismeperpindahan mementum di dalam aliran turbulen. Pada aliran turbulen,pencampuran terjadi pada 3 skala yang berbeda, yaitu:

    1. pencampuran sebagai akibat aliran cairan secara keseluruhan (bulk flow)yang disebut mekanisme konvektif

    2. pencampuran karena adanya gumpalan-gumpalan fluida yang terbentukdan tercampakkan di dalam medan aliran yang dikenal sebagai eddies,sehingga mekanisme pencampuran ini disebut eddy diffusion

    3. pencampuran karena gerak molekular yang merupakan mekanisme

    pencampuran difusi.

    Ketiga mekanisme terjadi secara bersama-sama, tetapi yang palingmenentukan adalah eddy diffusion. Mekanisme ini membedakan pencampurandalam keadaan turbulen daripada pencampuran dalam medan aliran laminer.Sifatfisik fluida yang berpengaruh pada proses pengadukan adalah densitas danviskositas.

    2.2 PengadukanPengadukan (agitation) menunjukan gerakan yang terinduksi menurut cara

    tertentu pada suatu bahan didalam bejana, dimana gerakan itu biasanyamempunyai semacam pola sirkulasi.

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 4

    Pengadukan zat cair dilakukan untuk berbagai maksud bergantung daritujuan langkah pengolahan itu sendiri. Beberapa tujuan pengadukan antara lainadalah :

    1. Untuk membuat suspense partikel zat padat2. Untuk meramu zat cair yang mampu campur (miscrible), umpamanya

    metil alkohol dengan air.3. Untuk menyebarkan (disperse) gas di dalam zat cair dalam bentuk

    gelembung-gelembung kecil.4. Untuk menyebarkan zat cair yang tidak dapat bercampur dengan zat cair

    yang lain sehingga membentuk emulsi atau suspensi butiran-butiran halus.5. Untuk mempercepat perpindahan kalor antara zat cair dengan kumparan

    atau mantel kalor.

    6. Membuat campuran homogen.7. Melarutkan partikel-partikel padat dalam cairan.8. Memelihara reaksi yang mungkin terjadi dengan adanya perpindahan

    momentum dari pengadukan.

    2.3 Alat PengadukPeralatan proses pencampuran merupakan hal yang sangat penting, tidak

    hanya menentukan derajat homogenitas yang dapat dicapai, tapi jugamempengaruhi perpindahan panas yang terjadi. Penggunaan peralatan yang tidaktepat dapat menyebabkan konsumsi energi berlebihan dan merusak produk yangdihasilkan.

    Zat cair biasanya diaduk di dalam suatu tangki atau bejana, biasanya yangberbentuk silinder dengan sumbu terpasang vertikal. Bagian atas bejana itumungkin terbuka saja ke udara, atau dapat pula tertutup. Ukuran dan proporsitangki bermacam-macam, bergantung pada masalah pengadukan itu sendiri.Ujung bawah tangki itu biasanya agak membulat, jadi tidak datar, maksudnya agartidak terdapat terlalu banyak sudut-sudut tajam atau daerah yang sulit di tembusarus zat cair.

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 5

    Hal yang penting dari tangki pengaduk dalam penggunaannya antara lain:

    1. Bentuk : pada umumnya digunakan bentuk silindris dan bagian bawahnyacekung

    2. Ukuran: yaitu diameter dan tinggi tangki3. Kelengkapannya:

    a. Ada tidaknya baffle, yang berpengaruh pada pola aliran di dalamtangki

    b. Jacket atau coil pendingin/pemanas yang berfungsi sebagai pengendalisuhu

    c. Letak lubang pemasukan dan pengeluaran untuk proses kontinud. Kelengkapan lainnya seperti tutup tangki, dan sebagainya.

    Skema lengkap dari sebuah tangki berpengaduk sederhana ditunjukkanpada Gambar 2.1 di bawah ini :

    Gambar 2.1 Sketsa dan Dimensi Tangki Pengaduk Terbuka danBertutup

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 6

    2.4 Jenis PengadukPengaduk dalam tangki memiliki fungsi sebagai pompa yang

    menghasilkan laju volumetrik tertentu pada tiap kecepatan putaran dan input daya.Input daya dipengaruhi oleh geometri peralatan dan fluida yang digunakan. Profilaliran dan derajat turbulensi merupakan aspek penting yang mempengaruhikualitas pencampuran. Rancangan pengaduk sangat dipengaruhi oleh jenis aliran,laminar atau turbulen. Aliran laminar biasanya membutuhkan pengaduk yangukurannya hampir sebesar tangki itu sendiri. Hal ini disebabkan karena aliranlaminar tidak memindahkan momentum sebaik aliran turbulen [Walas, 1988].Pencampuran di dalam tangki pengaduk terjadi larena adanya gerak rotasi daripengaduk dalam fluida. Gerak pengaduk ini memotong fluida tersebut dan dapatmenimbulkan arus eddy yang bergerak keseluruhan sistem fluida tersebut. Olehsebab itu, pengaduk merupakan bagian yang paling penting dalam suatu operasipencampuran fasa cair dengan tangki pengaduk.

    Pencampuran yang baik akan diperoleh bila diperhatikan bentuk dandimensi pengaduk yang digunakan, karena akan mempengaruhi keefektifan prosespencampuran, serta daya yang diperlukan.Menurut aliran yang dihasilkan, pengaduk dapat dibagi menjadi tiga golongan:

    1. Pengaduk aliran aksial yang akan menimbulkan aliran yang sejajar dengansumbu putaran

    2. Pengaduk aliran radial yang akan menimbulkan aliran yang berarahtangensial dan radial terhadap bidang rotasi pengaduk. Komponen alirantangensial menyebabkan timbulnya vortex dan terjadinya pusaran, dandapat dihilangkan dengan pemasangan baffle atau cruciform baffle

    3. Pengaduk aliran campuran yang merupakan gabungan dari kedua jenispengaduk di atas.

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 7

    Menurut bentuknya, pengaduk dapat dibagi menjadi 3 golongan:1. Propeller

    Kelompok ini biasa digunakan untuk kecepatan pengadukan tinggi denganarah aliran aksial. Pengaduk ini dapat digunakan untuk cairan yang memilikiviskositas rendah dan tidak bergantung pada ukuran serta bentuk tangki. Kapasitassirkulasi yang dihasilkan besar dan sensitif terhadap beban head. Dalamperancangan propeller, luas sudu biasa dinyatakan dalam perbandingan luas areayang terbentuk dengan luas daerah disk. Nilai nisbah ini berada pada rentang 0.45sampai dengan 0.55. Pengaduk propeler terutama menimbulkan aliran arah aksial,arus aliran meninggalkan pengaduk secara kontinu melewati fluida ke satu arahtertentu sampai dibelokkan oleh dinding atau dasar tangki.

    2. TurbineIstilah turbine ini diberikan bagi berbagai macam jenis pengaduk tanpa

    memandang rancangan, arah discharge ataupun karakteristik aliran. Turbinemerupakan pengaduk dengan sudu tegak datar dan bersudut konstan. Pengadukjenis ini digunakan pada viskositas fluida rendah seperti halnya pengaduk jenispropeller [Uhl & Gray, 1966]. Pengaduk turbin menimbulkan aliran arah radialdan tengensial. Di sekitar turbin terjadi daerah turbulensi yang kuat, arus dangeseran yang kuat antar fluida.

    Salah satu jenis pengaduk turbine adalah pitched blade. Pengaduk jenis inimemiliki sudut sudu konstan. Aliran terjadi pada arah aksial, meski demikianterdapat pule aliran pada arah radial. Aliran ini akan mendominasi jika suduberada dekat dengan dasar tangki.

    3. PaddlesPengaduk jenis ini sering memegang peranan penting pada proses

    pencampuran dalam industri. Bentuk pengaduk ini memiliki minimum 2 sudu,horizontal atau vertikal, dengan nilai D/T yang tinggi. Paddle digunakan padaaliran fluida laminar, transisi atau turbulen tanpa baffle.

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 8

    Pengaduk padel menimbulkan aliran arah radial dan tangensial dan hampertannpa gerak vertikal sama sekali. Arus yang bergerak ke arah horisontal setelahmencapai dinding akan dibelokkan ke atas atau ke bawah. Bila digunakan padakecepatan tinggi akan terjadi pusaran saja tanpa terjadi agitasi.

    Gambar 2.2 Bentuk-bentuk Pengaduk(a) Pengaduk paddle, (b) Pengaduk propeller, (c) Pengaduk turbine

    Disamping itu, masih ada bentuk-bentuk pengaduk lain yang biasanyamerupakan modifikasi dari ketiga bentuk di atas.

    Gambar 2.3 Tipe-tipe Pengaduk Jenis Turbin

    (a) Flate Blade, (b) Curved Blade, (c) Pitched Blade

    Gambar 2.4 Tipe-tipe Pengaduk Jenis Propeller(a) Standard three baldes, (b) Weedless (c) Guarded

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 9

    Gambar 2.5 Tipe-tipe Pengaduk Jenis Padel(a) Basic, (b) Anchor, (c) Glassed

    Gambar 2.6 Pola Aliran Pada Pengaduk Jenis Propeler

    2.5 Kecepatan PengadukKecepatan pengaduk yang umumnya digunakan pada operasi industri

    kimia adalah sebagai berikut.1. Kecepatan tinggi, berkisar pada kecepatan 1750 rpm.

    Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk fluida denganviskositas rendah misalnya air.

    2. Kecepatan sedang, berkisar pada kecepatan 1150 rpm.Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk larutan sirup

    kental dan minyak pernis.

    3. Kecepatan rendah, berkisar pada kecepatan 400 rpm.Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk minyak kental,

    lumpur di mana terdapat serat atau pada cairan yang dapat menimbulkan busa.

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 10

    Untuk menjamin keamanan proses, pengaduk dengan kecepatan lebihtinggi dari 400 rpm sebaiknya tidak digunakan untuk cairan dengan viskositaslebih besar dari 200 cP, atau volume cairan lebih besar dari 2000 L. Pengadukdengan kecepatan lebih besar dari 1150 rpm sebaiknya tidak digunakan untukcairan dengan viskositas lebih besar dari 50 cP atau volume cairan lebih besar dari500 L. Kecepatan pengaduk ditentukan oleh viskositas fluida dan ukuran geometrisistem pengadukan.

    2.6 Jumlah PengadukJumlah pengaduk yang digunakan ditentukan oleh viskositas fluida,

    diameter pengaduk dan kedalaman fluida yang akan diaduk. Jumlah pengadukyang umumnya digunakan adalah 1 atau 2 buah pengaduk. Panduan dalammenentukan jumlah pengaduk yang akan digunakan diperlihatkan pada Tabel 2.1

    Tabel 2.1 Kriteria penentuan jumlah pengaduk (Weber, 1963)Satu Pengaduk Dua Pengaduk

    fluida dengan viskositas rendahdapat menyapu dasar tangkikecepatan balik aliran tinggiketinggian permukaan cairan

    bervariasi

    fluida dengan viskositas sedangdan tinggiuntuk tangki yang dalamgaya gesek aliran lebih besardapat meminimalkan ukuranmounting nozzle

    2.7 Pola Aliran dalam Tangki BerpengadukPada tangki berpengaduk, pola aliran yang dihasilkan bergantung pada

    beberapa faktor antara lain geometri tangki, sifat fisik fluida dan jenis pengadukitu sendiri. Pengaduk jenis turbine akan cenderung membentuk pola aliran radialsedangkan propeller cenderung membentuk aliran aksial. Pengaduk jenis helicalscrew dapat membentuk aliran aksial dari bawah tangki menuju ke ataspermukaan cairan. Pola aliran yang dihasilkan oleh tiap-tiap pengaduk tersebutdapat dilihat pada Gambar 2.7

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 11

    Gambar 2.7 Pola Aliran Fluida di dalam Tangki Berpengaduk(a) flat-blade turbine, (b) marine propeller, (c) helical screw

    Pada dasarnya terdapat 3 komponen yang hadir dalam tangki berpengaduk yaitu:a. komponen radial pada arah tegak lurus terhadap tangkai pengadukb. komponen aksial pada arah sejajar (paralel) terhadap tangkai pengadukc. komponen tangensial atau rotasional pada arah melingkar mengikuti

    putaran sekitar tangkai pengaduk.

    Komponen radial dan tangensial terletak pada daerah horizontal dankomponen longitudinal pada daerah vertikal untuk kasus tangkai tegak (verticalshaft). Komponen radial dan longitudinal sangat berguna untuk penentuan polaaliran yang diperlukan untuk aksi pencampuran (mixing action).

    Pengadukan pada kecepatan tinggi ada kalanya mengakibatkan pola aliranmelingkar di sekitar pengaduk. Gerakan melingkar tersebut dinamakan vorteks.Vorteks dapat terbentuk di sekitar pengaduk ataupun di pusat tangki yang tidakmenggunakan baffle. Fenomena ini tidak diinginkan dalam industri karenabeberapa alasan. Pertama kualitas pencampuran buruk meski fluida berputardalam tangki. Hal ini disebabkan oleh kecepatan sudut pengaduk dan fluida sama.Kedua udara dapat masuk dengan mudahnya ke dalam fluida karena tinggi fluidadi pusat tangki jatuh hingga mencapai bagian atas pengaduk. Ketiga, adanyavorteks akan mengakibatkan naiknya permukaan fluida pada tepi tangki secarasignifikan sehingga fluida tumpah. Upaya berikut ini dapat dilakukan untukmenghindari vorteks, yaitu:

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 12

    1. menempatkan tangkai pengaduk lebih ke tepi (off-center)2. menempatkan tangkai pengaduk dengan posisi miring3. menambahkan baffle pada dinding tangki

    2.8 Draft Tube (Deddy, 2001)Draft tube merupakan silinder ramping yang mengelilingi pengaduk

    dengan diameter lebih besar dari diameter pengaduk. Alat ini digunakan untukmengendalikan arah dan kecepatan aliran serta sangat berguna untukmenghasilkan nilai shear pengaduk yang tinggi. Penggunaan draft tube denganpola aliran down-pumping menghasilkan pola aliran kuat yang akan menyapusemua padatan dan menurunkan tingkat deposisi. Dengan draft tube diharapkanpartikel-partikel fluida mencapai path length yang sama. Penggunaan draft tubemenghasilkan peningkatan yang sangat signifikan dari keseragaman aliran,terutama pada daerah dekat permukaan cairan. Tetapi, daya yang dibutuhkan padasistem pengadukan dengan draft tube lebih besar daripada sistem open impeller.Walaupun demikian, jika sistem pengadukan dengan draft tube ternyatamenghasilkan pencampuran yang lebih baik, maka penggunaan draft tube tetapmenjadi pilihan utama.

    Posisi pengaduk dalam draft tube ditentukan oleh jenis pengaduk yangdigunakan. Untuk pengaduk jenis turbine, pengaduk diletakkan di bawah drafttube. Tapi untuk pengaduk jenis propeller, pengaduk diletakkan di dalam drafttube. Gambar 2.8 merupakan sketsa sederhana tangki berpengaduk dengan drafttube.

    Gambar 2.8 Tangki Berpengaduk dengan Draft tube(a) pengaduk turbine, (b) pengaduk propeller

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 13

    2.9 Laju dan Waktu Pencampuran (Rate & Time for Mixing)Waktu pencampuran (mixing time) adalah waktu yang dibutuhkan

    sehingga diperoleh keadaan yang serba sama untuk menghasilkan campuran atauproduk dengan kualitas yang telah ditentukan. Sedangkan laju pencampuran (rateof mixing) adalah laju di mana proses pencampuran berlangsung hingga mencapaikondisi akhir (Coulson and Richardson, 1999). Pada operasi pencampuran dengantangki pengaduk, waktu pencampuran ini dipengaruhi oleh beberapa hal,

    1. Yang berkaitan dengan alat, seperti:a. ada tidalnya baffle atau cruciform baffleb. bentuk atau jenis pengaduk (turbin, propeler, padel)c. ukuran pengaduk (diameter, tinggi)d. laju putaran pengaduke. kedudukan pengaduk pada tangki, seperti

    1. jarak terhadap dasar tangki2. pola pemasangannya:

    center, vertikal

    off center, vertikal

    miring (inciclined) dari atashorisontal

    f. jumlah daun pengadukg. jumlah pengaduk yang terpasang pada poros pengaduk

    2. Yang berhubungan dengan cairan yang diaduk:a. perbandingan kerapatan/ densitas cairan yang diadukb. perbandingan viskositas cairan yang diadukc. jumlah kedua cairan yang diadukd. jenis cairan yang diaduk (miscible, immiscible)

    Untuk selanjutnya faktor-faktor tersebut dapat dijadikan variabel yangdapat dimanipulasi untuk mengamati pengaruh setiap faktor terhadap karakteristikpengadukan, terutama terhadap waktu pencampuran.

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 14

    Beberapa teknik yang dapat digunakan untuk menentukan waktu dan lajupencampuran, antara lain:

    1. Menambahkan pewarna dan mengukur waktu yang dibutuhkan untukmencapai keseragaman warna

    2. Menambahkan larutan garam dan mengukur konduktivitas elektrik saatkomposisi seragam

    3. Menambahkan asam atau basa serta mendeteksi perubahan warna indicatorketika proses netralisasi sudah selesai

    4. Metoda distribusi waktu tinggal (residence time distribution) yang diukurdengan memantau konsentrasi output

    5. Mengukur temperatur serta waktu yang dibutuhkan untuk mencapaikeseragaman.

    Waktu pencampuran ditentukan oleh beberapa variable proses dan operasiyang ditunjukkan oleh hubungan berikut ini.m = f ( , , N, D, g. dimensi geometri sistem)

    dengan m = waktu pencampuran

    = densitas fluida = viskositas fluidaN = kecepatan putaran pengadukD = diameter pengadukg = percepatan gravitasi

    Jika faktor dimensi geometri dan bilangan Froude (DN /g)2 diabaikan,maka hubungan dapat disederhanakan menjadi:

    = = (Re) (1)

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 15

    2.10 Kebutuhan Daya

    Suatu pertimbangan yang sangat penting dalam merancang bejana adukadalah kebutuhan daya untuk menggerakan (mendorong) impeller. Formula-formula penting yang berhubungan dengan proses pengadukan adalah sebagaiberikut :

    1. Angka Daya (Power Number), Np

    Np = Pgn Da (2)2. Bilangan Reynold (Reynold Num ber), NRe suatu bilangan untuk

    menyatakan pengaruh kekentalan (viskositas) fluida.

    NRe = n Da (3)3. Perhitungan Kebutuhan Daya, P dapat dihitung dengan bantuan kurva

    hubungan antara bilangan Reynold dengan Bilangan daya sehinggadiperoleh P = Np n Dag (4)Dimana : n = Putaran Pengaduk

    Da = Diameter propeller

    = Densitas cairan

    = Kekentalan (viscositas) cairangc = Konstanta gravitasi

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 16

    BAB IIIMETODOLOGI PERCOBAAN

    3.1 Alat dan Bahan3.1.1 Alat

    Adapun beberapa alat yang digunakan dalam praktikum mixing andagitation diantaranya yaitu :

    1. Seperangkat tangki berpengaduk2. Stopwatch3. Selang

    3.1.2 BahanAdapun beberapa bahan yang digunakan dalam praktikum mixing and

    agitation diantaranya yaitu :1. Indikator warna2. Air

    3.2 Langkah KerjaAdapun langkah kerja pada praktikum mixing and agitation diantaranya

    yaitu :

    1. Diisi air kedalam tangki pengaduk (mixing) sesuai uraian tugas.2. Diatur kecepatan pengaduk sesuai uraian tugas.3. Ditambahkan pewarna secukupnya.4. Digambarkan pola aliran yang terbentuk.5. Dicatat waktu untuk terjadi pencapuran sempurna.6. Ditentukan kebutuhan daya untuk setiap uraian tugas.

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 17

    BAB IVDATA PENGAMATAN

    4.1 Hasil Pengamatan dan PerhitunganTabel 4.1 Hasil Pengamatan dan Perhitungan

    StrokeKecepatan

    Pengadukan(rpm)

    Volume Cairan(Liter)

    WaktuPengadukanSempurna

    (s)

    Besar dayaPengadukan

    (ft.lbf/det)

    20% 19

    5 50

    1,05 10-57 63

    9 75

    11 85

    40% 23

    5 36

    1,64 10-57 53

    9 55

    11 64

    60% 34

    5 25

    2,25 10-57 29

    9 33

    11 40

    80% 44

    5 10

    4,98 10-57 13

    9 16

    11 20

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 18

    4.2 Pola Aliran yang Terbentuk pada Jenis Pengaduk Propeller

    Gambar 4.1 Pola Aliran Pada Pengaduk Propeller

    Pengaduk propeller akan menghasilkan pola aliran aksial yang akanmenimbulkan aliran yang sejajar dengan sumbu putaran.

    4.3 Kurva Putaran Pengaduk (rpm) Vs Waktu Pencampuran (detik)

    Gambar 4.2 Kurva Putaran Pengaduk (rpm) Vs Waktu Pencampuran (detik)

    05

    101520253035404550

    0 20 40 60 80 100

    rpm

    (ro

    tatio

    n/m

    enit)

    Waktu Pengadukan Sempurna

    19 rpmSeries2Series3Series4

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 19

    4.4 Contoh PerhitunganDa = 15 cm 1 m100 cm 3,2802 ft1 m = 0,5 ftW = 3 cm 1 m100 cm 3,2802 ft1 m = 0,098 ftDt = 45 cm 1 m100 cm 3,2802 ft1 m = 1,5 ft air pada suhu 300C = 0,8 Cp , / . = 5,4 10-4 lbm/ft.det

    = 1 kg/m3 = 2,21 0,03 31 3 = 0,066 lbm/ftStroke 20 % n1 = 60 = 19 rpm = 19 put/min = 0,32 /Stroke 40 % n2 = , 60 = 23 rpm = 23 put/min = 0,4 /Stroke 60 % n3 = 60 = 34 rpm = 34 put/min = 0,56 /Stroke 80 % n4 = 60 = 44 rpm = 44 put/min = 0,73 /

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 20

    4.4.1 Daya Pada Kecepatan 19 rpm

    = . . = (0,33 / det)( 0,066 )(0,5 )5,4 10 . = 9,77Np = 5 (dari grafik Np Vs NRe Mc Cabe jilid 1 hal 243)

    = . . . = (5) 0,066 (0,32 /det ) (0,5 )32,17 . /= 1,05 10 . /4.4.2 Daya Pada Kecepatan 23 rpm

    = . . = (0,4 / det)( 0,066 )(0,5 )5,4 10 . = 12Np = 4 (dari grafik Np Vs NRe Mc Cabe jilid 1 hal 243)

    = . . . = (4) 0,066 (0,4 /det ) (0,5 )32,17 . /= 1,64 10 . /

  • Makalah Seminar Mixing and Agitation Page 21

    4.4.3 Daya Pada Kecepatan 34 rpm

    = . . = (0,56 / det)( 0,066 )(0,5 )5,4 10 . = 17Np = 2 (dari grafik Np Vs NRe Mc Cabe jilid 1 hal 243)

    = . . . = (2) 0,066 (0,56 /det ) (0,5 )32,17 . /= 2,25 10 . /4.4.4 Daya Pada Kecepatan 44 rpm

    = . . = (0,73 / det)( 0,066 )(0,5 )5,4 10 . = 22Np = 2 (dari grafik Np Vs NRe Mc Cabe jilid 1 hal 243)

    = . . . = (2) 0,066 (0,73 /det ) (0,5 )32,17 . /= 4,98 10 . /