FUNGSI PROPALLER SELAIN UNTUK MENGADUK DAN

MENCAMPURKAN

1. Penjelasan Propeller

Pemilihan pengaduk yang tepat menjadi salah satu faktor penting dalam

menghasilkan proses dan pencampuran yang efektif. Pengadukan adalah operasi

yang menciptakan terjadinya gerakan dari bahan yang diaduk seperti molekul-

molekul, zat-zat yang bergerak atau komponennya menyebar (terdispersi). Proses

pencampuran bisa dilakukan dalam sebuah. Hal ini dikarenakan faktor-faktor

penting yang berkaitan dengan proses ini, dalam aplikasi nyata bisa dipelajari

dengan seksama dalam alat ini. Faktor-faktor yang mempengaruhi  proses

pengadukan dan pencampuran diantaranya adalah perbandingan antara geometri

tangki dengan geometri pengaduk, bentuk dan jumlah pengaduk, posisi sumbu

pengaduk, kecepatan putaran pengaduk, penggunaan sekat dalam tangki dan juga

properti fisik fluida yang diaduk yaitu dan. Oleh karena itu, perlu tersedia

seperangkat alat tangki berpengaduk yang bisa digunakan untuk mempelajari

operasi dari pengadukan dan pencampuran tersebut. Pada umumnya proses

pengadukan dan pencampuran dilakukan dengan menempatkan pengaduk pada pusat

diameter tangki. Posisi ini memiliki pola aliran yang khas. Pada tangki tidak bersekat

dengan pengaduk yang berputar ditengah, energi sentrifugal yang bekerja pada fluida

meningkatkan ketinggian fluidapada dinding dan memperendah ketinggian fluida pada pusat

putaran. Pola  ini biasa disebut dengan pusaran dengan pusat pada sumbu pengaduk. Pusaran

ini akan menjadi semakin besar seiring dengan peningkatan kecepatan putaran yang juga

meningkatkan turbulensi dari fluida yang diaduk. Pada sebuah proses dispersi gas-cair,

terbentuknya pusaran tidak diinginkan. Hal ini disebabkan pusaran tersebut

bisa menghasilkan dispersi udara yang menghambat dispersi gas ke cairan dan sebaliknya.

Salah satu upaya untuk menghilangkan pusaran ini adalah dengan merubah posisi sumbu

pengaduk. Posisi tersebut berupa posisi sumbu pengaduk tetap tegak lurus namun berjarak

dekat dengan dinding tangki (off center) dan posisi sumbu berada pada arah diagonal (incline).

Perubahan posisi ini menjadi salah satu variasi dalam penelitian yang dilakukan. Pengaduk

jenis baling-baling (propeller) dengan aliran aksial dan pengaduk jenis turbin

dengan aliran radial menjadi pilihan yang lazim dalam pengadukan dan

pencampuran.

1) Jenis-jenis Pengaduk

Secara umum, terdapat tiga jenis pengaduk yang biasa digunakan

secara umum, yaitu pengaduk baling – baling (propeller), pengaduk turbin (turbine),

dan pengaduk dayung (paddle). Pengaduk yang paling cocok untuk aplikasi

tertentu akan tergantung pada jenis pencampuran diperlukan, kapasitas tempat,

dan sifat cairan, terutama viskositas. Tiga jenis dasar impeller yang digunakan

pada bilangan Reynolds yang tinggi (rendah viskositas) dapat diklasifikasikan

menurut arah dominan aliran meninggalkan impeller. Pengaduk jenis baling-

baling (propeller) digunakan  pada kecepatan berkisar antara 400 hingga 1750

rpm (revolutions per minute) dan digunakan untuk cairan dengan viskositas

rendah.Pengaduk Dayung (Paddle) digunakan pada kesepatan rendah diantaranya

20 hingga 200 rpm. Dayung datar berdaun dua atau empat biasa digunakan dalam

sebuah proses pengadukan. Panjang total dari pengadukan dayung biasanya 60 -

80% dari diameter tangki dan lebar dari daunnya 1/6 - 1/10 dari panjangnya.

Pengaduk dayung menjadi tidak efektif untuk suspensi padatan, karena aliran

radial bisa terbentuk namun aliran aksial dan vertikal menjadi kecil. Sebuah

dayung jangkar atau pagar, yang terlihat pada gambar 6 biasa digunakan dalam

pengadukan. Jenis ini menyapu dan mengeruk dinding tangki dan kadang-kadang

bagian bawah tangki. Jenis ini digunakan pada cairan kental dimana endapan pada

dinding dapat terbentuk dan juga digunakan untuk meningkatkan transfer panas

dari dan ke dinding tangki. Bagaimanapun jenis ini adalah pencampuran yang

buruk. Pengaduk dayung sering digunakan untuk proses pembuatan pasn kanji,

cat, bahan perekat dan kosmetik. Pengaduk turbin adalah pengaduk dayung yang

memiliki banyak daun pengaduk dan berukuran lebih pendek, digunakan pada

kecepatan tinggi untuk cairan dengan rentang kekentalan yang sangat luas.

Diameter dari sebuah turbin biasanya antara 30 - 50% dari diamter tangki. Turbin

biasanya memiliki empat atau enam daun pengaduk. Turbin dengan daun yang

datar memberikan aliran yang radial. Jenis ini juga berguna untuk dispersi gas

yang baik, gas akan dialirkan dari bagian bawah pengadukdan akan menuju ke

bagian daun pengaduk lalu tepotong-potong menjadi gelembung gas. Pada turbin

dengan daun yang dibuat miring sebesar 45o, seperti yang terlihat pada gambar 8,

beberapa aliran aksial akan terbentuk sehingga sebuah kombinasi dari aliran aksial

dan radial akan terbentuk. Jenis ini berguna dalam suspensi padatan kerena aliran

langsung ke bawah dan akan menyapu padatan ke atas. Terkadang sebuah turbin

dengan hanya empat daun miring digunakan dalam suspensi padat. Pengaduk

dengan aliran aksial menghasilkan pergerakan fluida yang lebih besar dan

pencampuran per satuan daya dan sangat berguna dalam suspensi padatan.

2. Fungsi lain Propeller

1) Mempercepat Reaksi Kimia

Reaksi kimia adalah perubahan unsur-unsur atau senyawaan kimia

sehingga terjadi senyawaan lain karena adanya unsur yang lepas. Reaksi kimia

adalah transformasi/perubahan dalam struktur molekul. Reaksi ini bisa

menghasilkan penggabungan molekul membentuk molekul yang lebih besar,

pembelahan molekul menjadi dua atau lebih molekul yang lebih kecil, atau

penataulangan atom-atom dalam molekul. Reaksi kimia selalu melibatkan

terbentuk atau terputusnya ikatan kimia. Reaksi kimia juga merupakan suatu

proses alam yang selalu menghasilkan bahan senyawa kimia. Senyawa ataupun

senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut sebagai reaktan. Reaksi

kimia biasanya dikarakterisasikan dengan perubahan kimiawi, dan akan

menghasilkan satu atau lebih produk yang biasanya memiliki ciri-ciri yang

berbeda dari reaktan. Secara klasik, reaksi kimia melibatkan perubahan yang

melibatkan pergerakan elektron dalam pembentukan dan pemutusan ikatan kimia,

walaupun pada dasarnya konsep umum reaksi kimia juga dapat diterapkan pada

transformasi partikel-partikel elementer seperti pada reaksi nuklir. Reaksi-reaksi

kimia yang berbeda digunakan bersama dalam sintesis kimia untuk menghasilkan

produk senyawa yang diinginkan. Dalam biokimia, sederet reaksi kimia yang

dikatalisis oleh enzim membentuk lintasan metabolisme, di mana sintesis dan

dekomposisi yang biasanya tidak mungkin terjadi di dalam sel dilakukan. Reaksi

kimia termasuk proses hasil konversi senyawa kimia. Senyawa yang awalnya

terlibat dengan reaksi kimia disebut bahan reaksi. Bahan reaksi kimia umumnya

dicirikan melalui perubahan kimia, dan menghasilkan satu atau lebih hasil yang

secara umum berbeda dari bahan reaksi. Dari sebelumnya, reaksi kimia

melibatkan pergerakan elektron dalam membentuk dan memecahkan ikatan kimia,

walaupun konsep umum untuk reaksi kimia, dalam bentuk persamaan kimia, bisa

digunakan untuk transisi partikel keunsuran, begitu juga reaksi nuklir. Reaksi

kimia yang berbeda digunakan dalam sintesis kimia untuk mendapatkan hasil

yang diinginkan. Dalam biokimia, sederet reaksi kimia dikatalisis oleh enzim

yang membentuk jalur metabolik, dan sintesis dan penguraiannya biasanya

mustahil dalam kondisi di dalam sel yang bertindak.

Berikut adalah beberapa contoh istilah yang sering digunakan dalam

menyatakan beberapa jenis reaksi: Pengisomeran, yaitu ketika senyawa kimia

menjalani penataan kembali struktur tanpa perubahan komposisi atom

(stereoisomerisme). Adapun perubahan kimia merupakan perubahan materi yang

disertai terbentuknya materi baru. Perubahan kimia disebut dengan istilah reaksi

kimia. Reaksi kimia dapat terjadi secara alami, tanpa campur tangan manusia. Hal

ini terlihat pada pembentukan stalaktit dan stalakmit di dalam gua yang

merupakan timbunan kalsium karbonat yang berasal dari tetesan air tanah selama

ribuan dan jutaan tahun. Reaksi kimia terjadi jika antara zat-zat yang bercampur

memben¬tuk zat baru dengan suatu ikatan kimia. Adanya ikatan kimia

menyebabkan zat yang terbentuk memiliki sifat yang jauh berbeda dengan materi

pemben-tuknya. Beberapa contoh reaksi kimia yang sering kita temui dalam

kehidupan sehari-hari adalah pembusukan sampah, terbakarnya kertas, kayu yang

terbakar, perkaratan besi karena udara lembap, terurainya air menjadi gas oksigen

dan gas hidrogen pada peristiwa elektrolisis, dan sebagainya. Reaksi kimia

merupakan perubahan kimia dari satu bentuk materi menjadi bentuk materi yang

lain. Zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia, dapat dibedakan menjadi zat-zat

yang bereaksi dengan zat- zat hasil reaksi. Zat-zat yang bereaksi disebut juga

sebagai pereaksi atau reaktan, sedangkan zat-zat hasil reaksi disebut dengan istilah

produk. Zat-zat pereaksi dan zat-zat hasil reaksi dipisahkan oleh tanda anak

panah. Penulisan pereaksi dan hasil reaksi yang dipisahkan oleh tanda anak panah

tersebut dinamakan dengan persamaan reaksi kimia. Timbulnya Gelembung Gas,

Terbentuknya Endapan, Terjadinya Perubahan Warna, Terjadinya Perubahan

Suhu merupakan ciri-ciri reaksi kimia. Sedangkan kecepatan reaksi dapat

didefinisikan sebagai kecepatan berkurangnya reaktan tiap satuan waktu. Atau

jika ditinjau dari produk kecepatan reaksi dapat didefinisikan sebagai kecepatan

bertambahnya produk tiap satuan waktu. Pada umumnya dalam reaksi kimia yang

disengaja atau diinginkan, yakni cepat membentuk produk. Untuk itu harus

dilakukan perlakuan yang dapat mempercepat terjadinya reaksi seperti yang

diinginkan. Beberapa perlakuan yang dapat mempengaruhi kecepatan terjadinya

produk dinamakan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kecepatan reaksi.

Banyak faktor yang dapat berperan dalam proses antara lain: ukuran materi, suhu,

pencernaan makanan dalam pengadukan, tekanan gas, konsentrasi, dan

katalisator.

Pengadukan dapat mempercepat terjadinya reaksi karena mempercepat

tumbukan antar partikel. Tumbukan antarpartikel zat tersebut menyebabkan

adanya transfer energi. Transfer energi inilah yang menimbulkan terjadinya reaksi

kimia .Pengaduk jenis baling-baling (Propeller), merupakan impeller aliran aksial

berkecepatan tinggi untuk zat cair berviskositas rendah. Propeller kecil biasanya

berputar pada kecepatan motor penuh. Arus yang meninggalkan propeller

mengalir melalu zat menurut arah tertentu dan sampai di belokkan oleh lantai

dinding bejana. Propeller biasanya digunakan bila kita menghendaki adanya arus

yang kuat, umpamanya kita hendak menjaga agar partikel-partikel zat padat yang

berada dalam suspensi. Konstanta kecepatan reaksi menyatakan seberapa cepat

suatu reaksi berjalan. Pengadukan mempengaruhi laju reaksi dari suatu reaksi.

Semakin cepat kecepatan propeller, maka laju reaksi juga akan meningkat. Oleh

karena itu, semakin cepat kecepatan propeller maka konstanta kecepatan reaksi

juga akan semakin besar kecepatan pengaduk, kecepatan pengaduk dapat

mempengaruhi kecepatan proses reaksi kiimia Salah satu variasi dasar dalam

proses pengadukan dan pencampuran adalah kecepatan putaran pengaduk yang

digunakan. Variasi kecepatan putaran pengaduk bisa memberikan gambaran

mengenai pola aliran yang dihasilkan dan daya listrik yang dibutuhkan dalam

proses pengadukan dan pencampuran. Secara umum klasifikasi kecepatan putaran

pengaduk dibagi tiga, yaitu : kecepatan putaran rendah, sedang dan tinggi.

Misalkan pada kecepatan putaran rendah. Kecepatan rendah yang digunakan

berkisar pada kecepatan 400 rpm. Pengadukan dengan kecepatan ini umumnya

digunakan untuk minyak kental, lumpur dimana terdapat serat atau pada cairan

yang dapat menimbulkan busa. Jenis pengaduk ini meghasilkan pergerakan batch

yang empurna dengan sebuah permukaan fluida yang datar untuk menjaga

temperatur atau mencampur larutan dengan viskositas dan gravitasi spesifik yang

sama. Kemudian, kecepatan putaran sedang, kecepatan sedang yang digunakan

berkisar pada kecepatan 1150 rpm. Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya

digunakan untuk larutan sirup kental dan minyak pernis. Jenis ini paling sering

digunakan untuk meriakkan permukaan pada viskositas yang rendah, mengurangi

waktu pencampuan, mencampuran larutan dengan viskositas yang berbeda dan

bertujuan untuk memanaskan atau mendinginkan. Dan kecepatan putaran tinggi,

kecepatan tinggi yang digunakan berkisar pada kecepatan 1750 rpm. Pengaduk

dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk fluida dengan viskositas rendah

misalnya air.Tingkat pengadukan ini menghasilkan permukaan yang cekung pada

viskositas yang rendah dan dibutuhkan ketika waktu pencampuran sangat lama

atau perbedaan viskositas sangat besar. Penambahan jumlah pengaduk yang

digunakan pada dasarnya untuk tetap menjaga efektifitas pengadukan pada

kondisi yang berubah. Ketinggian fluida yang lebih besar dari diameter tangki,

disertai dengan viskositas fluida yang lebih besar dann diameter pengaduk yang

lebih kecil dari dimensi yang biasa digunakan, merupakan kondisi dimana

pengaduk yang digunakan lebih dari satu buah, dengan jarak antar pengaduk sama

dengan jarak pengaduk paling bawah ke dasar tangki. Kecepatan reaksi ialah

kecepatan perubahan konsentrasi pereaksi terhadap waktu. Menurut hukum

kegiatan massa, kecepatan reaksi pada temperatur tetap, berbanding lurus dengan

konsentrasi pengikut-pengikutnya dan masing-masing berpangkat sebanyak

molekul dalam persamaan reaksi. Molekularitas dan tingkat reaksi tidak selalu

sama, sebab tingkat reaksi tergantung dari mekanismereaksinya. Disamping itu

perlu diketahui bahwa molekularitas selalu merupakan bilangan bulat, sedangkan

tingkat reaksi dapat pecahan bahkan nol. Selain dengan pengadukan kecepatan

reaksi juga dapat dilakukan dengan dipengaruh ukuran materi terhadap kecepatan

reaksi. Dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam industri, sering dilakukan

kegiatan untuk mengatur kecepatan reaksi. Semakin kecil ukuran partikel maka

reaksi akan berjalan semakin cepat. Dari berbagai percobaan terlihat bahwa reaksi

dari materi yang mempunyai ukuran lebih kecil akan berjalan lebih cepat. Hal

tersebut dapat diterangkan, dengan semakin kecil ukuran suatu materi, maka

mengandung arti memperluas permukaan sentuh materi tersebut.

Semakin kecil ukuran partikel suatu benda, maka akan semakin banyak jumlah

total permukaan benda tersebut (dalam massa yang sama). Oleh karena luas

permukaan semakin banyak, maka kemungkinan terjadinya tumbukan

antarpermukaan partikel akan semakin sering terjadi. Suhu juga dapat

mempengaruhi kecepatan reaksi. Pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi.

Minyak bila dipanaskan suhunya akan lebih tinggi dibandingkan air yang

mendidih. Hal itu mengakibatkan telur yang digoreng lebih cepat matang bila

dibandingkan dengan yang direbus. Begitu juga dengan reaksi kimia. Reaksi

kimia cenderung berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Namun kita

juga bisa mempercepat reaksi dengan menurunkan suhu, misalnya memperlambat

proses pembusukan makanan/buah-buahan dengan mendinginkannya di lemari es.

2) Mempercepat Perpindahan Panas

Cepat tidaknya perpindahan panas suatu zat juga tergantung dengan fluida

yang digunakan. Fluida yang digunakan juga dengan Viskositas Rendah. Fluida

merupakan zat yang dapat mengalami perubahan bentuk secara kontinu bila

terkena tegangan geser walaupun relatif kecil. Gaya geser adalah komponen gaya

yang menyinggung permukaan dan jika dibagi dengan luas permukaan tersebut

menjadi tegangan geser rata-rata pada permukaan itu. Atau zat yang secara

permanen tidak dapat menahan gaya geser yang dikenakan terhadap zat tersebut.

Dalam keadaan diam atau dalam keadaan keseimbangan, fluida tidak mampu

menahan gaya geser yang bekerja padanya, dan oleh sebab itu fluida mudah

berubah bentuk tanpa pemisahan massa. Fluida dapat terbagi menjadi dua macam,

yaitu gas dan cairan yang mempunyai perbedaan sifat. Gas tidak mempunyai

permukaan bebas dan massanya selalu berkembang mengisi seluruh ruangan, serta

mampu dimampatkan (compressible),  mempunyai permukaan bebas, massanya

akan mengisi volume ruangan tertentu sesuai dengan volumenya, serta tidak

mampu dimampatkan (incompressibel). Penyebab timbulnya tegangan permukaan

adalah gaya tarik antar molekul dalam zat cair. Tegangan permukaan untuk suatu

permukaan air-udara adalah 0,073 N/m pada temperatur ruangan. Adanya

tegangan permukaan tersebut menaikkan tekanan di dalam suatu tetesan cairan.

Untuk suatu tetesan cairan dengan diameter , tekanan interbal diperlukan untuk

mengimbangi gaya tarik karena tegangan permukaan , dihitung berdasarkan gaya

yang bekerja pada suatu belahan tetesan cairan. Pengadukan fluida berfungsi

untuk menaikkan transfer panas diantara fluida dan suatu coil atau jacket dalam

dinding tangki. Selain itu juga berfungsi untuk Mencampur dua cairan yang

miscible, seperti etil alkohol dan air. Melarutkan padatan dalam cairan, seperti

oksalat dan air.  Mendispersikan gas dalam cairan dalam bentuk gelembung-

gelembung kecil. Seperti oksigen dari udara dalam suatu suspensi

mikroorganisme untuk fermentasi pada saat proses pengolahan lumpur buangan.

gambaran tentang konduktivitas thermal bahan metal semakin tinggi nilai

konduktivitas maka semakin cepat proses perpindahan panas maka akan semakin.

Terdapat juga Propeller Shaft yang merupakan poros propeller berfungsi untuk

memindahkan atau meneruskan tenaga dari transmisi ke difrential. Transmisi

umumnya terpasang pada chassis frame, sedangkan differential dan sumbu

belakang atau rear axle disangga oleh suspensi sejajar dengan roda belakang. Oleh

sebap itu posisi diferential terhadap transmisi selalu berubah ubah pada saat

kendaraan berjalan, sesuai dengan permukaan jalan dan ukuran beban, Propeller

shaft dibuat sedemikian rupa agar dapat memindahkan tenaga dari transmisi ke

difrensial dengan lembut tanpa dipengaruhi kondisi permukaan jalan dan ukuran

beban kendaraan. Untuk tujuan ini universal joint dipasang pada setiap ujung

propeller  shaft, fungsinya untuk menyerap perubahan sudut dari suspensi. Selain

itu sleeve yoke bersatu untuk menyerap perubahan anatara transmisi dan

diferential. Biasanya propeller shaft dibuat dari tabung pipa baja yang memiliki

ketahanan terhadap gaya puntiran atau bengkok. Bandul pengimbang atau balance

weight dipasang pada bagian luar pipa dengan tujuan untuk keseimbangan pada

waktu berputar. Dengan keseimbangan ini diharapkan poros propeller dapat

berputar tanpa menghasilkan getaran yang besar atau dengan kata lain dengan

lembut. Pada umumnya propeller shaft terdiri dari satu pipa yang mempunyai dua

penghubung yang terpasang pada kedua ujung berbentuk universal joint.

Didalam poros propeller ada komponen utama yang bernama universal joint yang

memiliki fungsi untuk meredam perubahan sudut dan untuk melembutkan

perpindahan tenaga. Ada juga slip yoke yang berfungsi untuk menghubungkan

poros keluaran transmisi ke sambungan universal (universal joint) depan.