PERCOBAAN Solid-Solid Mixing
4
Page 1 of 4 PERCOBAAN: SOLID-SOLID MIXING 1. Tujuan: Mempelajari penggunaan tracer untuk menilai kualitas percampuran solid-solid. Mengevaluasi prestasi (performance) alat pencampur solid-solid. 2. Teori: Mixing Index Andaikan suatu tracer telah ditambahkan ketika melakukan pencampuran padatan. Rata-rata proporsi keseluruhan (overall average fraction) dari tracer dalam campuran adalah ¹ = T otal hitungan tracer T otal hitungan campuran ¹ = T otal hitungan tracer T otal hitungan campuran (1) Ambil N buah sample dari berbagai bagian dalam mixer, hitunglah proporsi tracer ( p i p i ) dari setiap sample tersebut. Rata-rata seluruh sample adalah ¹ p = N X i=1 p i ¹ p = N X i=1 p i (2) Bila sample banyak sekali maka ¹ p ¹ p akan dekat dengan ¹, tetapi bila N sedikit maka keduanya akan berbeda. Bila percampuran sempurna dan pengambilan sample teliti maka setiap p i p i akan sama dengan ¹ p ¹ p tetapi bila tidak maka akan berbeda. Perbedaan terhadap rata-rata seluruh sample tersebut diukur dengan standard deviasi (s) dan dipakai sebagai indikator kesempurnaan percampuran (mixing). s = s P N i=1 (p i ¡ ¹ p) 2 N ¡ 1 = s P N i=1 p 2 i ¡ ¹ p P N i=1 p i N ¡ 1 s = s P N i=1 (p i ¡ ¹ p) 2 N ¡ 1 = s P N i=1 p 2 i ¡ ¹ p P N i=1 p i N ¡ 1 (3) Standard deviasi, s, adalah ukuran percampuran yang relatif. Nilainya tergantung dengan jumlah tracer yang ditambahkan, material yang dicampur, dan peralatan pencampurnya. Nilai s juga berubah dengan bertambah lamanya pencampuran, makin lama akan bergerak kearah nol. Maka nilai yang rendah menandakan percampuran yang baik. Stadard deviasi campuran yang terpisah sepenuhnya (completely segregated), yaitu saat awal percampuran adalah ¾ 0 = p ¹(1 ¡ ¹) ¾ 0 = p ¹(1 ¡ ¹) (4) Ukuran percampuran (mixing index) yang meningkat dengan semakin sempurnanya percampuran dapat diperoleh sebagai berikut: I p = ¾ 0 s I p = ¾ 0 s (5) Pada campuran solid-solid berupa partikel (butiran), p i p i dihitung berdasar banyaknya partikel (butiran), n, yang diambil pada setiap pengambilan sample. Pada n yang kecil (100
-
Upload
esmunaldo-kevin -
Category
Documents
-
view
31 -
download
3
Transcript of PERCOBAAN Solid-Solid Mixing
Page 1 of 4
PERCOBAAN:SOLID-SOLID MIXING
1. Tujuan: Mempelajari penggunaan tracer untuk menilai kualitas percampuran solid-solid. Mengevaluasi prestasi (performance) alat pencampur solid-solid.
2. Teori:
Mixing IndexAndaikan suatu tracer telah ditambahkan ketika melakukan pencampuran padatan.
Rata-rata proporsi keseluruhan (overall average fraction) dari tracer dalam campuran adalah
¹ =Total hitungan tracer
Total hitungan campuran¹ =
Total hitungan tracer
Total hitungan campuran(1)
Ambil N buah sample dari berbagai bagian dalam mixer, hitunglah proporsi tracer (pipi) darisetiap sample tersebut. Rata-rata seluruh sample adalah
¹p =NXi=1
pi¹p =NXi=1
pi (2)
Bila sample banyak sekali maka ¹p¹p akan dekat dengan ¹¹, tetapi bila N sedikit maka keduanyaakan berbeda.
Bila percampuran sempurna dan pengambilan sample teliti maka setiap pipi akan samadengan ¹p¹p tetapi bila tidak maka akan berbeda. Perbedaan terhadap rata-rata seluruh sampletersebut diukur dengan standard deviasi (s) dan dipakai sebagai indikator kesempurnaanpercampuran (mixing).
s =
sPNi=1(pi ¡ ¹p)2N ¡ 1 =
sPNi=1 p
2i ¡ ¹p
PNi=1 pi
N ¡ 1s =
sPNi=1(pi ¡ ¹p)2N ¡ 1 =
sPNi=1 p
2i ¡ ¹p
PNi=1 pi
N ¡ 1 (3)
Standard deviasi, s, adalah ukuran percampuran yang relatif. Nilainya tergantungdengan jumlah tracer yang ditambahkan, material yang dicampur, dan peralatanpencampurnya. Nilai s juga berubah dengan bertambah lamanya pencampuran, makin lamaakan bergerak kearah nol. Maka nilai yang rendah menandakan percampuran yang baik.
Stadard deviasi campuran yang terpisah sepenuhnya (completely segregated), yaitu saat awalpercampuran adalah
¾0 =p¹(1¡ ¹)¾0 =
p¹(1¡ ¹) (4)
Ukuran percampuran (mixing index) yang meningkat dengan semakin sempurnanyapercampuran dapat diperoleh sebagai berikut:
Ip =¾0s
Ip =¾0s
(5)
Pada campuran solid-solid berupa partikel (butiran), pipi dihitung berdasar banyaknyapartikel (butiran), n, yang diambil pada setiap pengambilan sample. Pada n yang kecil (100
Page 2 of 4
biji atau kurang) biasanya pipi berubah-ubah walaupun campuran telah sempurna. Untukpengambilan sample yang acak (random), standard deviasi random adalah
¾R =
r¹(1¡ ¹)n
¾R =
r¹(1¡ ¹)n
(6)
Nilai standard yang sebenarnya berada diantara ¾0¾0 dan ¾R¾R.
Terdapat banyak macam index mixing, antara lain adalah sebagai berikut:
o Reciprocal standard deviation mixing index:Is =
¾Rs
Is =¾Rs
(7)
o Lacey mixing index:
M =¾20 ¡ s2¾20 ¡ ¾2R
M =¾20 ¡ s2¾20 ¡ ¾2R
(8)
Lacey mixing index berkisar antara 0 dan 1. Nilai 0 untuk yang terpisah sepenuhnyadan 1 untuk yang tercampur sempurna secara acak. Untuk percampuran partikel padatan yangbaik umumnya nilainya antara 0.75 dan 1.0.
Contoh perubahan mixing index selama proses pencampuran.
3. Skema alat:
0 100Mixing time
Is
0 100Mixing time
M
0
1
Page 3 of 4
4. Persiapan dan Pengamatan(a) Siapkan beras dan kacang hijau. Gunakan perbandingan antara volume beras dan
volume kacang hijau bervariasi antara 4:1 sampai 2:1. Total volume sekitar 1 L.
(b) Hitung proposi awal kacang hijau dalam campuran (¹¹) dan hitung standarddeviasi campuran terpisah (segregated)
¾0 =p¹(1¡ ¹)¾0 =
p¹(1¡ ¹)
(c) Isikan muatan kedalam tangki secara terpisah.
(d) Hidupkan pemutar. Hentikan pemutar setiap interval percampuran tertentu (misal5 menit) dan buka tutupnya.
(e) Ambil sebanyak 5 sample dari tempat yang berbeda dalam drum. Hitung jumlahbutir dalam sample (n). Usahakan jumlah ini sama pada setiap sample.
(f) Amati proporsi kacang hijau dalam setiap sample (pi).
(g) Kembalikan sample kedalam drum dan teruskan pemutaran sampai sekitar 25menit pencampuran.
5. Perhitungan
(a) Hitung rata-rata proporsi, standard deviasi sample dan standard deviasi sampleacak penuh
¹p =i=5Xi=1
pi¹p =i=5Xi=1
pi
s =
sP5i=1 p
2i ¡ ¹p
P5i=1 pi
4s =
sP5i=1 p
2i ¡ ¹p
P5i=1 pi
4
¾R =
r¹(1¡ ¹)n
¾R =
r¹(1¡ ¹)n
(b) Hitung index mixing reciprocal dan Lacey
Ip =¾Rs
Ip =¾Rs
M =¾20 ¡ s2¾20 ¡ ¾2R
M =¾20 ¡ s2¾20 ¡ ¾2R
(c) Plot index mixing terhadap waktu pencampuran.
6. Diskusi
Page 4 of 4
(a) Perkirakan waktu pencampuran tercepat (mixing time) yang diperlukan untukmencapai percampuran yang baik.
(b) Apakah drum merupakan alat pencampur butiran free flowing yang baik.
Table 1 Pengamatan proporsi.
Bahan 1: Bahan 2:
Jumlah: L Jumlah: L
¹ =¹ =
Waktu,menit ¹p1¹p1 ¹p2¹p2 ¹p3¹p3 ¹p4¹p4 ¹p5¹p5
