Mixing and Agitation

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Latar Belakang Belakang

Pengadukan dan pencampuran merupakan operasi yang penting dalam industri kimia. Pencampuran   (mixing) merupakan proses yang dilakukan untuk  mengu menguran rangi gi ketida ketidak k seraga seragaman man suatu suatu sistem sistem sepert sepertii konse konsentr ntras asi, i, viskosit viskositas, as, temperatur dan lain-lain. Pencampuran 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 mempengaruhi perpindahan panas panas yang terjadi. terjadi. Penggunaan 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 adalah pengadukan pengadukan cairan dalam tangki, tangki, sehingga sehingga perlu dibahas proses pencampuran pencampuran fasa cair. cair. Sebagai bahan bahan petimba petimbangan ngan untuk untuk mengk mengkaji aji lebih lebih jauh proses proses pengad pengadukan ukan dan penc pencam ampu pura ran n

maka maka

haru haruss

mem mempe pela lajar jarii

dan dan

memb memban andi ding ngka kan n

sifa sifatt

dan dan

karakteristik, fluida cair terhadap fluida viscous lainnya seperti lelehan, pasta, pasta, slurry. Sifat fisik dan viskositas ini sangat sangat mempengaruhi mempengaruhi karakter karakter pencampuran seperti seperti daya penga pengadukan dukan,, waktu penca pencampura mpuran, n, tipe pengad pengaduk uk yang yang sesuai sesuai dan sebagainya.

Makalah Seminar Mixing and Agitation

Page 1

2.2 Rumusan Masalah

Adapun beberapa masalah dalam makalah ini diantaranya yaitu : 1. Apa itu mixing mixing dan dan agit agitati ation on ? 2. Apa saja saja tujuan tujuan pengad pengaduka ukan n? 3. Apa saja jenis dan karekteris karekteristik tik berba berbagai gai penga pengaduk duk ( Agitation Agitation ) ? 4. Bagaiman Bagaimanaa pengaruh pengaruh putaran putaran pengaduk pengaduk terhada terhadap p waktu pencamp pencampuran uran?? 5. Bagaiman Bagaimanaa pola aliran aliran yang yang terbentuk terbentuk dari dari berbagai berbagai jenis jenis pengad pengaduk uk ? 6. Berapa Berapa besarny besarnyaa kebutuhan kebutuhan daya daya pengad pengadukan ukan pada pada praktiku praktikum m?

1.3 Tujuan dan Manfaat

Adapun beberapa beberapa tujuan dan manfaat manfaat dalam makalah ini diantaranya yaitu: yaitu: 1. Mengetah Mengetahui ui perbedaan perbedaan mixing mixing dan dan agitation agitation 2. Menge Mengetah tahui ui tuju tujuan an pengad pengaduka ukan n 3. Mengetah Mengetahui ui jenis dan karekteris karekteristik tik berbag berbagai ai pengad pengaduk uk ( Agitation Agitation ). 4. Dapat Dapat menjela menjelaskan skan pengaruh pengaruh putaran putaran pengaduk pengaduk terhadap terhadap waktu pencampuran. 5. Dapat Dapat menjelaska menjelaskan n pola aliran aliran yang yang terbentu terbentuk k pada berba berbagai gai jenis jenis pengaduk  6. Dapat Dapat menentuka menentukan n besarnya besarnya kebut kebutuhan uhan daya daya penga pengaduka dukan n

Makalah Seminar Mixing and Agitation

Page 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pencampuran

Pencampuran  (mixing) adalah peristiwa menyebarnya bahan-bahan secara acak, di mana bahan satu menyebar

ke dalam bahan yang lain dan

sebaliknya.sedangkan bahan-bahan itu sebelumnya terpisah dalam dua fasa atau lebih. Proses pencampuran dalam fasa cair dilandasi oleh mekanisme perpindahan 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 terbentuk  dan 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 paling menentukan adalah eddy diffusion. Mekanisme ini membedakan pencampuran dalam keadaan turbulen daripada pencampuran dalam medan aliran laminer.Sifat fisik fluida yang berpengaruh pada proses pengadukan adalah densitas dan viskositas. 2.2 Pengadukan

Pengadukan  (agitation) menunjukan gerakan yang terinduksi menurut cara tertentu pada suatu bahan didalam bejana, dimana gerakan itu biasanya mempunyai semacam pola sirkulasi.

Makalah Seminar Mixing and Agitation

Page 3

Pengadukan zat cair dilakukan untuk berbagai maksud bergantung dari tujuan langkah pengolahan itu sendiri. Beberapa tujuan pengadukan antara lain adalah : 1. Untuk membuat suspense partikel zat padat 2. 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 Pengaduk

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

Makalah Seminar Mixing and Agitation

Page 4

Hal yang penting dari tangki pengaduk dalam penggunaannya antara lain: 1. Bentuk : pada umumnya digunakan bentuk silindris dan bagian bawahnya cekung 2. Ukuran: yaitu diameter dan tinggi tangki 3. Kelengkapannya: a. Ada tidaknya   baffle, yang berpengaruh pada pola aliran di dalam tangki b.   Jacket atau  coil pendingin/pemanas yang berfungsi sebagai pengendali suhu c. Letak lubang pemasukan dan pengeluaran untuk proses kontinu d. Kelengkapan lainnya seperti tutup tangki, dan sebagainya.

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

Gambar 2.1 Sketsa dan Dimensi Tangki Pengaduk Terbuka dan Bertutup

Makalah Seminar Mixing and Agitation

Page 5

2.4 Jenis Pengaduk

Pengaduk

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. Profil aliran dan derajat turbulensi merupakan aspek penting yang mempengaruhi kualitas pencampuran. Rancangan pengaduk sangat dipengaruhi oleh jenis aliran, laminar atau turbulen. Aliran laminar biasanya membutuhkan pengaduk yang ukurannya hampir sebesar tangki itu sendiri. Hal ini disebabkan karena aliran laminar tidak memindahkan momentum sebaik aliran turbulen [Walas, 1988]. Pencampuran di dalam tangki pengaduk terjadi larena adanya gerak rotasi dari pengaduk dalam fluida. Gerak pengaduk ini memotong fluida tersebut dan dapat menimbulkan arus eddy yang bergerak keseluruhan sistem fluida tersebut. Oleh sebab itu, pengaduk merupakan bagian yang paling penting dalam suatu operasi pencampuran fasa cair dengan tangki pengaduk. Pencampuran yang baik akan diperoleh bila diperhatikan bentuk dan dimensi pengaduk yang digunakan, karena akan mempengaruhi keefektifan proses pencampuran, serta daya yang diperlukan. Menurut aliran yang dihasilkan, pengaduk dapat dibagi menjadi tiga golongan: 1. Pengaduk aliran aksial yang akan menimbulkan aliran yang sejajar dengan sumbu putaran 2. Pengaduk aliran radial yang akan menimbulkan aliran yang berarah tangensial dan radial terhadap bidang rotasi pengaduk. Komponen aliran tangensial menyebabkan timbulnya vortex dan terjadinya pusaran, dan dapat dihilangkan dengan pemasangan baffle atau cruciform baffle 3. Pengaduk aliran campuran yang merupakan gabungan dari kedua jenis pengaduk di atas.

Makalah Seminar Mixing and Agitation

Page 6

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

Kelompok ini biasa digunakan untuk kecepatan pengadukan tinggi dengan arah aliran aksial. Pengaduk ini dapat digunakan untuk cairan yang memiliki viskositas rendah dan tidak bergantung pada ukuran serta bentuk tangki. Kapasitas sirkulasi yang dihasilkan besar dan sensitif terhadap beban head. Dalam perancangan  propeller , luas sudu biasa dinyatakan dalam perbandingan luas area yang terbentuk dengan luas daerah disk. Nilai nisbah ini berada pada rentang 0.45 sampai dengan 0.55. Pengaduk propeler terutama menimbulkan aliran arah aksial, arus aliran meninggalkan pengaduk secara kontinu melewati fluida ke satu arah tertentu sampai dibelokkan oleh dinding atau dasar tangki. 2. Turbine

Istilah   turbine ini diberikan bagi berbagai macam jenis pengaduk tanpa memandang rancangan, arah discharge

ataupun karakteristik aliran.   Turbine

merupakan pengaduk dengan sudu tegak datar dan bersudut konstan. Pengaduk   jenis ini digunakan pada viskositas fluida rendah seperti halnya pengaduk jenis  propeller  [Uhl & Gray, 1966]. Pengaduk turbin menimbulkan aliran arah radial

dan tengensial. Di sekitar turbin terjadi daerah turbulensi yang kuat, arus dan geseran yang kuat antar fluida. Salah satu jenis pengaduk  turbine adalah pitched blade. Pengaduk jenis ini memiliki sudut sudu konstan. Aliran terjadi pada arah aksial, meski demikian terdapat pule aliran pada arah radial. Aliran ini akan mendominasi jika sudu berada dekat dengan dasar tangki. 3. Paddles

Pengaduk 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 pada aliran fluida laminar, transisi atau turbulen tanpa baffle.

Makalah Seminar Mixing and Agitation

Page 7

Pengaduk padel menimbulkan aliran arah radial dan tangensial dan hamper tannpa gerak vertikal sama sekali. Arus yang bergerak ke arah horisontal setelah mencapai dinding akan dibelokkan ke atas atau ke bawah. Bila digunakan pada kecepatan 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 biasanya merupakan 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 8

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 Pengaduk

Kecepatan 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 dengan viskositas 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 9

Untuk menjamin keamanan proses, pengaduk dengan kecepatan lebih tinggi dari 400 rpm sebaiknya tidak digunakan untuk cairan dengan viskositas lebih besar dari 200 cP, atau volume cairan lebih besar dari 2000 L. Pengaduk  dengan kecepatan lebih besar dari 1150 rpm sebaiknya tidak digunakan untuk  cairan dengan viskositas lebih besar dari 50 cP atau volume cairan lebih besar dari 500 L. Kecepatan pengaduk ditentukan oleh viskositas fluida dan ukuran geometri sistem pengadukan. 2.6 Jumlah Pengaduk

Jumlah pengaduk yang digunakan ditentukan oleh viskositas fluida, diameter pengaduk dan kedalaman fluida yang akan diaduk. Jumlah pengaduk  yang umumnya digunakan adalah 1 atau 2 buah pengaduk. Panduan dalam menentukan 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 rendah

fluida dengan viskositas sedang

dapat menyapu dasar tangki

dan tinggi

kecepatan balik aliran tinggi

untuk tangki yang dalam

ketinggian

gaya gesek aliran lebih besar

permukaan

cairan

bervariasi

dapat

meminimalkan

ukuran

mounting nozzle

2.7 Pola Aliran dalam Tangki Berpengaduk

Pada tangki berpengaduk, pola aliran yang dihasilkan bergantung pada beberapa faktor antara lain geometri tangki, sifat fisik fluida dan jenis pengaduk  itu sendiri. Pengaduk jenis turbine akan cenderung membentuk pola aliran radial sedangkan  propeller  cenderung membentuk aliran aksial. Pengaduk jenis  helical screw dapat membentuk aliran aksial dari bawah tangki menuju ke atas

permukaan cairan. Pola aliran yang dihasilkan oleh tiap-tiap pengaduk tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.7

Makalah Seminar Mixing and Agitation

Page 10

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 pengaduk  b. komponen aksial pada arah sejajar (paralel) terhadap tangkai pengaduk  c. komponen tangensial atau rotasional pada arah melingkar mengikuti putaran sekitar tangkai pengaduk.

Komponen radial dan tangensial terletak pada daerah horizontal dan komponen longitudinal pada daerah vertikal untuk kasus tangkai tegak ( vertical shaft). Komponen radial dan longitudinal sangat berguna untuk penentuan pola

aliran yang diperlukan untuk aksi pencampuran ( mixing action). Pengadukan pada kecepatan tinggi ada kalanya mengakibatkan pola aliran melingkar di sekitar pengaduk. Gerakan melingkar tersebut dinamakan vorteks. Vorteks dapat terbentuk di sekitar pengaduk ataupun di pusat tangki yang tidak  menggunakan   baffle. Fenomena ini tidak diinginkan dalam industri karena beberapa alasan. Pertama kualitas pencampuran buruk meski fluida berputar dalam tangki. Hal ini disebabkan oleh kecepatan sudut pengaduk dan fluida sama. Kedua udara dapat masuk dengan mudahnya ke dalam fluida karena tinggi fluida di pusat tangki jatuh hingga mencapai bagian atas pengaduk. Ketiga, adanya vorteks akan mengakibatkan naiknya permukaan fluida pada tepi tangki secara signifikan sehingga fluida tumpah. Upaya berikut ini dapat dilakukan untuk  menghindari vorteks, yaitu:

Makalah Seminar Mixing and Agitation

Page 11

1. menempatkan tangkai pengaduk lebih ke tepi (off-center) 2. menempatkan tangkai pengaduk dengan posisi miring 3. 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 untuk  mengendalikan arah dan

kecepatan

aliran

serta

sangat

berguna

untuk 

menghasilkan nilai  shear  pengaduk yang tinggi. Penggunaan   draft tube dengan pola aliran   down-pumping menghasilkan pola aliran kuat yang akan menyapu semua padatan dan menurunkan tingkat deposisi. Dengan draft tube diharapkan partikel-partikel fluida mencapai   path length yang sama. Penggunaan   draft tube menghasilkan peningkatan yang sangat signifikan dari keseragaman aliran, terutama pada daerah dekat permukaan cairan. Tetapi, daya yang dibutuhkan pada sistem pengadukan dengan  draft tube lebih besar daripada sistem open  impeller . Walaupun demikian, jika sistem pengadukan dengan draft tube ternyata menghasilkan pencampuran yang lebih baik, maka penggunaan  draft tube tetap menjadi pilihan utama. Posisi pengaduk dalam   draft tube ditentukan oleh jenis pengaduk yang digunakan. Untuk pengaduk jenis   turbine, pengaduk diletakkan di bawah  draft  tube. Tapi untuk pengaduk jenis   propeller , pengaduk diletakkan di dalam  draft  tube. Gambar 2.8 merupakan sketsa sederhana tangki berpengaduk dengan  draft  tube.

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

Makalah Seminar Mixing and Agitation

Page 12

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 atau produk dengan kualitas yang telah ditentukan. Sedangkan laju pencampuran  (rate of mixing) adalah laju di mana proses pencampuran berlangsung hingga mencapai

kondisi akhir (Coulson and Richardson, 1999). Pada operasi pencampuran dengan tangki pengaduk, waktu pencampuran ini dipengaruhi oleh beberapa hal, 1. Yang berkaitan dengan alat, seperti: a. ada tidalnya baffle atau cruciform baffle b. bentuk atau jenis pengaduk (turbin, propeler, padel) c. ukuran pengaduk (diameter, tinggi) d. laju putaran pengaduk  e. kedudukan pengaduk pada tangki, seperti 1. jarak terhadap dasar tangki 2. pola pemasangannya: center, vertikal off center, vertikal miring (inciclined ) dari atas horisontal f. jumlah daun pengaduk  g. jumlah pengaduk yang terpasang pada poros pengaduk  2. Yang berhubungan dengan cairan yang diaduk: a. perbandingan kerapatan/ densitas cairan yang diaduk  b. perbandingan viskositas cairan yang diaduk  c. jumlah kedua cairan yang diaduk  d. jenis cairan yang diaduk (miscible, immiscible)

Untuk selanjutnya faktor-faktor tersebut dapat dijadikan variabel yang dapat dimanipulasi untuk mengamati pengaruh setiap faktor terhadap karakteristik  pengadukan, terutama terhadap waktu pencampuran.

Makalah Seminar Mixing and Agitation

Page 13

Beberapa teknik yang dapat digunakan untuk menentukan waktu dan laju pencampuran, antara lain: 1. Menambahkan pewarna dan mengukur waktu yang dibutuhkan untuk  mencapai keseragaman warna 2. Menambahkan larutan garam dan mengukur konduktivitas elektrik saat komposisi seragam 3. Menambahkan asam atau basa serta mendeteksi perubahan warna indicator ketika proses netralisasi sudah selesai 4. Metoda distribusi waktu tinggal   (residence time distribution) yang diukur dengan memantau konsentrasi output 5. Mengukur temperatur serta waktu yang dibutuhkan untuk mencapai keseragaman. Waktu pencampuran ditentukan oleh beberapa variable proses dan operasi yang ditunjukkan oleh hubungan berikut ini. θm = f ( ρ, µ, N, D, g. dimensi geometri sistem) dengan θm = waktu pencampuran ρ = densitas fluida µ = viskositas fluida N = kecepatan putaran pengaduk  D = diameter pengaduk  g = percepatan gravitasi 2

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

=

Makalah Seminar Mixing and Agitation

=

(Re)

(1)

Page 14

2.10 Kebutuhan Daya

Suatu pertimbangan yang sangat penting dalam merancang bejana aduk  adalah kebutuhan daya untuk menggerakan (mendorong)   impeller . Formulaformula penting yang berhubungan dengan proses pengadukan adalah sebagai berikut : 1. Angka Daya (Power Number), Np

Np =

Pg n 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 sehingga diperoleh

P=

Dimana : n

Np

n Da g

(4)

= Putaran Pengaduk 

Da = Diameter propeller = Densitas cairan µ

= Kekentalan (viscositas) cairan

gc = Konstanta gravitasi

Makalah Seminar Mixing and Agitation

Page 15

BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat

Adapun beberapa alat yang digunakan dalam praktikum  mixing and  agitation diantaranya yaitu :

1. Seperangkat tangki berpengaduk  2. Stopwatch 3. Selang 3.1.2 Bahan

Adapun beberapa bahan yang digunakan dalam praktikum  mixing and  agitation diantaranya yaitu :

1. Indikator warna 2. Air 3.2 Langkah Kerja

Adapun 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 16

BAB IV DATA PENGAMATAN

4.1 Hasil Pengamatan dan Perhitungan

Tabel 4.1 Hasil Pengamatan dan Perhitungan

Stroke

20%

40%

60%

80%

Kecepatan Pengadukan (rpm)

19

23

34

44

Volume Cairan (Liter)

Waktu Pengadukan Sempurna (s)

5

50

7

63

9

75

11

85

5

36

7

53

9

55

11

64

5

25

7

29

9

33

11

40

5

10

7

13

9

16

11

20

Makalah Seminar Mixing and Agitation

Besar daya Pengadukan (ft.lb /det) f 

1,05 × 10

-5

1,64 × 10

-5

2,25 × 10

-5

4,98 ×10

-5

Page 17

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 akan menimbulkan aliran yang sejajar dengan sumbu putaran. 4.3 Kurva Putaran Pengaduk (rpm) Vs Waktu Pencampuran (detik) 50 45    )    t    i 40   n   e 35   m    /   n 30   o    i    t 25   a    t   o 20   r    ( 15   m   p 10   r 5 0

19 rpm Series2 Series3 Series4

0

20

40

60

80

100

Waktu Pengadukan Sempurna

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

Makalah Seminar Mixing and Agitation

Page 18

4.4 Contoh Perhitungan

Da = 15 cm ×

W = 3 cm ×

1m 100 cm

1m

×

100 cm

Dt = 45 cm ×

×

1m 100 cm

3,2802 ft  1m

3,2802 ft  1m

×

3

= 1 kg/m =

2,2 1

×

Stroke 20 %  n1 =

= 0,098 ft 

3,2802 ft  1m

,

µ air pada suhu 30 0C = 0,8 Cp ×

3

0,03 1

3

= 0,5 ft 

= 1,5 ft 

/

.

-4

= 5,4 × 10 lbm/ft.det

= 0,066 lbm/ft

× 60 = 19 rpm = 19 put/min ×

= 0,32

× 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

/

Stroke 40 %  n2 =

,

Makalah Seminar Mixing and Agitation

/

Page 19

4.4.1 Daya Pada Kecepatan 19 rpm

=

(0,33

. .

/ det)( 0,066

)(0,5

)

=

= 9,77 5,4 × 10

.

Np = 5 (dari grafik Np Vs NRe Mc Cabe jilid 1 hal 243)

. .

=

(5) 0,066

.

=

(0,32 32,17

= 1,05 × 10

.

/det ) (0,5 .

)

/

/

4.4.2 Daya Pada Kecepatan 23 rpm

=

(0,4

. .

/ det)( 0,066

)(0,5

=

) = 12

5,4 × 10

.

Np = 4 (dari grafik Np Vs NRe Mc Cabe jilid 1 hal 243)

=

. .

.

(4) 0,066 =

(0,4 32,17

= 1,64 × 10

Makalah Seminar Mixing and Agitation

.

/det ) (0,5 .

)

/

/

Page 20

4.4.3 Daya Pada Kecepatan 34 rpm

=

(0,56

. .

/ det)( 0,066

)(0,5

)

=

= 17 5,4 × 10

.

Np = 2 (dari grafik Np Vs NRe Mc Cabe jilid 1 hal 243)

. .

=

(2) 0,066

.

=

(0,56 32,17

= 2,25 × 10

.

/det ) (0,5 .

)

/

/

4.4.4 Daya Pada Kecepatan 44 rpm

=

(0,73

. .

/ det)( 0,066

)(0,5

)

=

= 22 5,4 × 10

.

Np = 2 (dari grafik Np Vs NRe Mc Cabe jilid 1 hal 243)

=

. .

.

(2) 0,066 =

(0,73 32,17

= 4,98 × 10

Makalah Seminar Mixing and Agitation

.

/det ) (0,5 .

)

/

/

Page 21