kelompok 1 - fluidisasi

7/24/2019 KELOMPOK 1 - FLUIDISASI

1/34

LAPORAN RESMI

MATERI : FLUIDISASI

KELOMPOK : 1 / SENIN

ANGGOTA : 1. AMBARSARI (21030112130120)

2. PUTI SETYO PURWOKO (21030112130149)

3. ZAIDIR SYAH MAULANA (21030112120002)

LABORATORIUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2014


2/34

ii

Semarang, 15 Desember 2014

Mengesahkan,

Dosen Pembimbing

Dr. I Nyoman Widiasa, ST., MT.

NIP. 19700423 199512 1 001

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN RESMI



Materi : Fluidisasi

Kelompok : 1 / Senin

Anggota : 1. Ambarsari

2. Puti Setyo Purwoko

3. Zaidir Syah Maulana


3/34

iii

INTISARI

Fluidisasi merupakan cara untuk mengontakkan butiran padat dengan fluida gas.

Tujuan percobaan ini adalah dapat menentukan parameter dalam peristiwa fluidisasi yaitu

densitas partikel, porositas, dan tinggi unggun, dapat menentukan kurva karakteristikfluidisasi dan hubungan antara pressure drop dengan laju alir, serta dapat menjelaskan

fenomena dalam operasi fluidisasi.

Fluidisasi merupakan cara untuk mengontakkan butiran padat dengan dluida gas

sebagai media dengan laju alir tertentu dari bawah ke atas. Pada laju alir yang rendah

partikel padat akan diam (Fixed Bed). Jika laju alir dinaikkan ,maka akan sampai pada suatu

keadaan dimana unggun padatan tersuspensi dalam aliran gas yang disebut Fluidized Bed.

Pada percobaan ini menggunakan rangkaian alat fluidisasi lengkap dengan kolom,

kompressor, flow meter, dan manometer. Pada awal percobaan dilakukan pengukuran tinggi

partikel awal dalam kolom, setelah itu mengukur dan mengisi udara pada kompressor dengan

cara menghidupkannya. Mengukur P dan tinggi unggun dalam kolom pada laju alir yang

divariasi dari nol sampai laju alir maksimum dan tidak ada beda tinggi pada manometerraksa. Kemudian laju alir fluida diturunkan perlahan sampai unggun diam.

Dari hasil percobaan dapat diketahui bahwa hubungan laju alir (U) terhadap pressure

drop (P), tinggi unggun serta nilai P/Ladalah berbanding lurus . Hal ini terjadi karena

pada kecepatan superficial fluida (U) yang semakin besar maka friksi antara fluida dengan

partikel akan semakin besar (P semakin besar)sehingga gaya seret terhadap padatan akan

meningkat (unggun terfluidisasi semakin tinggi), P/L semakin tinggi pula.

Dari hasil percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa hubungan antara kecepatan

superficial (U) terhadap P ,tinggi unggun dan P/L memiliki hubungaan yang berbanding

lurus dimana semakin besar kecepatan superficial (U) maka P, tinggi unggun dan P/L

semakin besar pula. Saran untuk percobaan ini adalah amati dengan saksama tinggi unggun

dan beda tinggi pada manometer raksa, atur laju alir udara setelah kompressor terisi penuh,serta periksa adanya kebocoran pada alat.


4/34

iv

SUMMARY

Fluidization is a way of contacting the granules with a dense gas fluid. The purpose of

this experiment is to determine the parameters in the event that fluidized particle density,

porosity, and height of bed, fluidization characteristic curves to determine the relationshipbetween the pressure drop and the flow rate, as well as to explain the phenomenon in

fluidized operation. Fluidization is a way of contacting the dense granules with dluida gas

as a medium with a specific flow rate from the bottom up. At a low flow rate of solid particles

will be silent (Fixed Bed). If the flow rate is increased, it will come to a situation where the

bed of solids suspended in a gas stream called Fluidized Bed.

In a series of experiments using fluidized tool complete with columns, compressors,

flow meters and manometers. In early experiments measured initial particle height in the

column, after the measure and fill the air in the compressor by way of turn. Measuring P

and high bed in the column at a flow rate that varied from zero to maximum flow rate and

there is no height difference in the mercury manometer. Then the fluid flow rates lowered

slowly until the stationary bed.From the experimental results it can be concluded that the relationship between the

superficial velocity (U) to P, height of bed and P / L have comparable hubungaan where

the greater superficial velocity (U) then the friction between fluid and particles are greater

(Pincreases), so pulling force to the particles increases (height of bed increases) and P / L

greater anyway.

From the experimental results it can be seen that the relationship flow rate (U) of the

pressure drop (P), height of bed and the value of P / Lis proportional where increasing in

the value of superficial velocity (U), the value of P, height of bed, andP/L increases also.

Suggestions for this experiment is take a good look at height of bed and difference of height in

mercury manometer, set the flowrate after the compressor fully charged, check for leakage in

the equipment.


5/34

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang dengan rahmat-Nya penulis

dapat menyelesaikan Laporan Resmi Praktikum Unit Operasi Teknik Kimia materi Fluidisasi

ini.

Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Kepala Laboratorium Unit Operasi Teknik Kimia.

2. Koordinator Asisten Laboratorium Unit Operasi Teknik Kimia.

3.

Dr. I Nyoman Widiasa, ST., MT. sebagai Dosen Pembimbing Laboratorium Unit Operasi

Teknik Kimia materi Fluidisasi yang telah membimbing penulis dari awal praktikum

perpindahan panas hingga selesainya laporan ini.

4.

Seluruh Asisten Laboratorium Unit Operasi Teknik Kimia.

5. Teman-teman 2012 serta semua pihak yang telah membantu penyusunan laporan ini.

Penulis meyakini bahwa laporan ini jauh dari kesempurnaan. Mohon maaf apabila

terdapat kekurangan bahkan kesalahan. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang

membangun dari semua pihak berkaitan dengan laporan ini. Akhir kata, semoga laporan ini

dapat bermanfaat bagi semua pihak dan dapat berguna sebagai bahan penambah ilmu

pengetahuan.

Semarang, 17 Desember 2014

Penyusun


6/34

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................................................ ii

INTISARI .................................................................................................................................. iii

SUMMARY .............................................................................................................................. iv

KATA PENGANTAR ................................................................................................................ v

DAFTAR ISI ............................................................................................................................. vi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ..................................................................................................................... ix

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ............................................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................................ 1

1.3 Tujuan Percobaan ........................................................................................................ 1

1.4 Manfaat Percobaan....................................................................................................... 1

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Fluidisasi .................................................................................................... 3

2.2 Kehilangan Tekanan (Pressure drop)........................................................................... 3

2.3 Unggun Terfluidakan (Fluidized Bed) ....................................................................... ..4

2.4 Kecepatan Minimum Fluidisasi....................................................................................5

2.5 Karakteristik Unggun Tidak Terfluidakan................................................................... 5

2.6 Fluidisasi Heterogen (Agregative Fluidization)........................................................... 6

BAB 3 METODE PERCOBAAN

3.1 Bahan dan Alat............................................................................................................ . 8

3.2 Variabel........................................................................................................................ 8

3.3 Gambar Alat Utama ..................................................................................................... 8

3.4 Respon ......................................................................................................................... 9

3.5 Data yang Dibutuhkan ................................................................................................. 9

3.6 Prosedur Percobaan ...................................................................................................... 9

BAB 4 HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Percobaan .........................................................................................................10

4.2 Pembahasan ............................................................................................................... 12


7/34

vii

BAB 5 PENUTUP .................................................................................................................... 16

5.1 Kesimpulan ................................................................................................................16

5.2 Saran ..........................................................................................................................16

DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................................17

LAMPIRAN


8/34

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kurva karakteristik fluidisasi ideal ....................................................................... 6

Gambar 2.2 Tiga jenis fluidisasi heterogen .............................................................................. 7

Gambar 3.1 Rangkaian alat fluidisasi ....................................................................................... 8

Gambar 4.1 Grafik hubungan kecepatan superficial (U) terhadap pressure drop (P) pada

skala perubahan flowrate 5 l/menit ....................................................................... 12


skala perubahan flowrate 10 l/menit ..................................................................... 12


skala perubahan flowrate 15 l/menit ..................................................................... 12

Gambar 4.4 Grafik hubungan kecepatan superficial (U) terhadap tinggi unggun pada skala

perubahan flowrate 5 l/menit ................................................................................ 13


perubahan flowrate 10 l/menit .............................................................................. 13


perubahan flowrate 15 l/menit ............................................................................. 14

Gambar 4.7 Grafik hubungan kecepatan superficial (U) terhadap P/L pada skala

perubahan flowrate 5 l/menit ................................................................................ 14






9/34

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data hasil percobaan pada skala flowrate 5 l/menit ................................................. 10

Tabel 4.2 Data hasil percobaan pada skala flowrate 10 l/menit ............................................... 11

Tabel 4.3 Data hasIl percobaan pada skala flowrate 15 l/menit ............................................... 11


10/34

FLUIDISASI

LABORATORIUM OPERASI TEKNIK KIMIA 2014 1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Fluidisasi merupakan salah satu cara mengontakkan butiran-butiran padat dengan

fluida (gas atau cair). Ilustrasi fluidisasi ini dapat kita tinjau dari suatu bejana dimana

ditempatkan sebuah partikel padat berbentuk bola melalui unggun, padatan ini kemudian

dialirkan gas dengan arah aliran dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah

partikel akan diam, disebut sebagai unggun diam atau fixed bed. Ketika laju alir

dinaikkan, padatan dalam unggun lama-kelamaan akan tersuspensi. Pada kondisi

tersuspensi inilah sifat unggun akan menyerupai sifat cairan yang memiliki viskositastinggi (memiliki kecenderungan mengalir dan mempunyai sifat hidrostatik, keadaan

demikian disebut fluidized bed).

1.2. Rumusan Masalah

Pada percobaan ini akan diselidiki mengenai pengaruh perubahan kecepatan

superficial fluida terhadap perubahan tekanan serta terhadap perubahan tinggi unggun.

1.3. Tujuan Percobaan

1. Dapat merakit alat-alat percobaan fluidisasi.

2.

Dapat menentukan dan mengukur parameter-parameter dalam peristiwa fluidisasi

yaitu densitas partikel, porositas, tinggi unggun fluida.

3. Dapat mengoperasikan alat percobaan fluidisasi.

4.

Dapat menentukan kurva karakteristik fluidisasi dan hubungan antara pressure drop

dengan laju alir.

5.

Dapat menjelaskan fenomena-fenomena yang terjadi selama operasi fluidisasi

berlangsung.

6. Mampu membuat laporan praktikum secara tertulis.

1.4. Manfaat Percobaan

1. Mahasiswa mampu merakit alat-alat percobaan fluidisasi.

2. Mahasiswa mampu menentukan dan mengukur parameter-parameter dalam peristiwa

fluidisasi yaitu densitas partikel, porositas, tinggi unggun fluida.


11/34

FLUIDISASI


3. Mahasiswa mampu mengoperasikan alat percobaan fluidisasi.

4.

Mahasiswa mampu menentukan kurva karakteristik fluidisasi dan hubungan antara

pressure drop dengan laju alir.

5. Mahasiswa mampu menjelaskan fenomena-fenomena yang terjadi selama operasi

fluidisasi berlangsung.

6. Mahasiswa mampu membuat laporan praktikum secara tertulis.


12/34

FLUIDISASI


BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Fluidisasi

Fluidisasi dipakai untuk menerangkan atau menggambarkan salah satu cara

mengontakkan butiran-butiran padat dengan fluida (gas atau cair). Sebagai ilustrasi

dengan apa yang dinamakan fluidisasi ini, kita tinjau suatu bejana dalam air di dalam

mana ditempatkan sejumlah partikel padat berbentuk bola, melalui unggun padatan ini

kemudian dialirkan gas dengan arah aliran dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup

rendah partikel padat akan diam. Keadaan yang demikian disebut sebagai unggun diam

atau fixedbed. Kalau laju alir gas dinaikkan, maka akan sampai pada suatu keadaandimana unggun padatan tadi tersuspensi di dalam aliran gas yang melaluinya. Pada

kondisi partikel yang mobil ini, sifat unggun akan menyerupai sifat-sifat suatu cairan

dengan viskositas tinggi, misalnya ada kecenderungan untuk mengalir, mempunyai sifat

hidrostatik. Keadaan demikian disebut fluidized bed.

2.2 KehilanganTekanan (Pressure Drop)

Aspek utama yang akan ditinjau di dalam percobaan ini adalah untuk mengetahui

besarnya kehilangan tekanan di dalam unggun padatan yang cukup penting karena selain

erat sekali hubungannya dengan banyaknya energi yang diperlukan, juga bisa

memberikan indikasi tentang kelakuan unggun selama operasi berlangsung. Korelasi-

korelasi matematik yang menggambarkan hubungan antara kehilangan tekanan dengan

laju alir fluida di dalam suatu sistem unggun diperoleh melalui metode-metode yang

bersifat semi empiris dengan menggunakan bilangan-bilangan tak berdimensi.

Untuk aliran laminer dimana kehilangan energi terutama disebabkan oleh viscous

loses, Blake memberikan hubungan sebagai berikut :

. =

..

......................................................................................... (1)

dP/L : Kehilangan tekanan per satuan panjang atau tinggi ukuran

gc : Faktor konversi

: Viskosita fluida

: Porositas unggun yang didefinisikan sebagai perbandingan volume ruang kosong

di dalam unggun dengan volume unggunnya


13/34

FLUIDISASI


V : Kecepatan alir superficial fluida

s : Luas permukaan spesifik partikel

Luas permukaan spesifik partikel (luas permukaan per satuan volume unggun)

dihitung berdasarkan korelasi berikut:

= () ..................................................................................................... (2)

sehingga persamaan (1) menjadi :

. =

..()

. . ............................................................................... (3)

atau:

. =

..()

. . .................................................................................. (4)

Persamaan (4) ini kemudian diturunkan lagi oleh kozeny dengan mengasumsikan

bahwa unggun zat padat tersebut adalah ekuivalent dengan satu kumpulan saluran-saluran

lurus yang partikelnya mempunyai luas permukaan dalam total dan volume total masing-

masing sama dengan luas permukaan luar partikel dan volume ruang kosongnya. Harga

konstanta k yang diperoleh beberapa peneliti sedikit berbeda misalnya:

Kozeny (1927) k= 150

Carman ( 1937) k= 180

US Bureau of Munes (1951) k= 200

Untuk aliran turbulen, persamaan (4) tidak bias dipergunakan lagi, sehingga Ergun

(1952) kemudian menurunkan rumus lain dimana kehilangan tekanan digambarkan

sebagai hubungan dari : viscous losses dan kinetic energy losses.

. =

..()

. . +

()

.

....................................................... (5)

dimana : k1 = 150

k2 = 1,75

Pada tekanan ekstrim, yaitu:

1.

Aliran laminer (Re=20), sehingga term II bisa diabaikan

2. Aliran turbulen (Re=1000), sehingga term I bisa diabaikan

2.3 Unggun Terfluidakan (F lu idized Bed)

Untuk unggun terfluidakan, persamaan yang menggambarkanpressure drop adalah

persamaan Ergun yaitu:

. =

0()

. . +

.()

.

....................................................... (6)


14/34

FLUIDISASI


Dimana f adalah porositas unggun pada keadaan terfluidakan. Pada keadaan ini

dimana partikel-partikel zat padat seolah-olah terapung di dalam fluida, akan terjadi

kesetimbangan antaraberat partikel dengan gaya berat dan gaya apung dari fluida di

sekelilingnya.

Gaya berat oleh fluida yang naik = berat partikelgaya apung atau:

[kehilangan tekanan pada unggun] [luas penampang] = [volume unggun] [densitas zat

padat - densitas fluida].

[][]=(. )(1 )( ) ................................................ (7)

=(1 )( ) ................................................................... (8)

2.4 Kecepatan Minimum Fluidisasi

Yang dimaksud kecepatan minimum fluidisasi (Umf), adalah kecepatansuperficial

fluida minimum dimana fluida mulai terjadi. Harga Um bisa diperoleh dengan

mengkombinasikan persamaan (6) dengan persamaan (8)

0()..

. . +

.

=

.()

...................... (9)

Untuk keadaan ekstrim, yaitu:

a. Aliran laminar (Re=20) kecepatan fluidisasi minimumnya adalah :

= ()

0. ..................................................................... (10)

b. Aliran turbulen (Re=1000) kecepatan fluidisasi minimumnya adalah :

= ()

.. ..................................................................... (11)

2.5 Karakteristik Unggun Tidak Terfluidakan

Karakter unggun terfluidakan biasanya dinyatakan dalam bentuk grafik antara

penurunan tekanan (P) dan kecepatansuperficial fluida (U). Untuk keadaan yang ideal,

kurva hubungan ini berbentuk seperti terlihat dalam gambar 1:


15/34

FLUIDISASI


Gambar 2.1.Kurva Karakteristik Fluidisasi Ideal

Keterangan:

Garis AB : menunjukkan kehilangan tekanan pada daerah unggun diam

Garis BC : menunjukkan keadaan dimana unggun telah terfluidakan

Garis DE : menunjukkan kehilangan tekanan pada daerah unggun diam pada waktu kita

menurunkan kecepatan air fluida. Harga penurunan tekanan untuk kecepatan

aliran fluida tertentu, sedikit lebih rendah daripada harga penurunan tekanan

pada saat awal operasi.

2.6 Fluidisasi Heterogen (Agregative F luidization)

Apabila dalam fluidisasi partikel-partikel padatnya terpisahnya secara sempurna

tetapi berkelompok membentuk suatu agregat. Keadaan yang seperti ini disebut sebagai

fluidisasi heterogen (agregative fluidization).

Tiga jenis fluidisasi yang biasa terjadi adalah karena timbulnya:

a. Penggelembungan (bubbling)

b. Penolakan (slugging)

c.

Saluran-saluran fluida yang terpisah (channeling)

Log U

Log P Kecepatan

Naik

Kecepatan Turun

B D

A E

Daerah Unggun

Diam

Daerah Unggun Terfluidakan

C


16/34

FLUIDISASI


Gambar 2.2. Tiga Jenis Fluidisasi Heterogen

a b c


17/34

FLUIDISASI


BAB 3

METODE PERCOBAAN

3.1. Bahan dan Alat

A. Bahan

Partikel padat : resin

B.

Alat

1. Kolom Fluidisasi

2. Kompresor

3. Flowmeter

4.

Manometer Air Raksa (Hg)5.

Penggaris

6. Jangka Sorong

3.2. Variabel

a) Variabel Tetap

Jenis Partikel : Resin

Tinggi unggun awal : 6 cm

b) Variabel berubah

Laju alir fluida : 5 l/menit, 10 l/menit, 15 l/menit

3.3. Gambar Alat Utama

Gambar 3.1 Rangkaian Alat Fluidisasi


18/34

FLUIDISASI


Keterangan:

D = Distributor (grid)

U = unggun partikel padat

Kol = kolom fluidisasi

Uc = udara kompresor

R = flow meter

MU = manometer pipa U berisi air raksa (Hg)

V = valve

3.4. Respon

Pressure drop (P) udara yang melewati kolom yang diukur tiap laju alir yang

berbeda.

3.5. Data yang Dibutuhkan

1. Perbedaan tinggi manometer air raksa (Hg)

2. Tinggi unggun

3.6. Prosedur Percobaan

1. Mengukur tinggi partikel awal dalam kolom.

2.

Mengukur P dan tinggi unggun dalam kolom yang berisi padatan untuk laju alir

fluida yang berbeda.

3. Laju alir fluida divariasikan menggunakan flowmeter mulai dari kecepatan rendah

sampai tidak terdapat lagi perbedaan tinggi pada manometer air raksa. Setelah h pada

manometer air raksa tiga kali konstan, laju alir fluida diturunkan kembali perlahan-

lahan sampai unggun kembali diam.


19/34

FLUIDISASI


BAB 4

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Percobaan

Tabel 4.1Data hasil percobaan pada skala flowrate 5 l/menit

Debit

(l/menit)

Tinggi Unggun

(cm)

Pressure Drop

(cmHg)

P/L

kenaikan penurunan kenaikan penurunan kenaikan penurunan kenaikan penurunan

5 120 6 13 0,1 7,2 0,0167 0,5538

10 115 6 12,3 0,3 6,7 0,05 0,5447

15 110 6 11 0,4 6,2 0,0677 0,5636

20 105 6 11 0,6 6 0,1 0,5455

25 100 6 10,5 0,8 5,8 0,1333 0,552430 95 6 9,8 1 5,5 0,1667 0,5612

35 90 6,2 9,3 1 5,3 0,1613 0,5699

40 85 6,5 9 1,1 5 0,1692 0,5556

45 80 6,7 8,7 1,3 4 0,1940 0,4598

50 75 6,9 8,5 1,5 3,7 0,2174 0,4353

55 70 7,3 8,3 1,8 3,1 0,2466 0,3735

60 65 7,5 8 2,1 2,9 0,28 0,3625

65 60 8 7,7 2,6 2,7 0,3250 0,3506

70 55 8,2 7.5 3,2 2,5 0,3902 0,3333

75 50 8,4 7,2 3,8 2,4 0,4524 0,333380 45 8,7 7 4,2 2 0,4828 0,2857

85 40 9 6,7 4,7 1,9 0,5222 0,2836

90 35 9,3 6,4 5,2 1,6 0,5591 0,25

95 30 9,6 6,3 5,7 1 0,5938 0,1746

100 25 10 6,2 6,1 0,8 0,61 0,1290

105 20 11 6 6,9 0,6 0,6273 0,1

110 15 11,5 6 7,2 0,4 0,6261 0,0667

115 10 12,5 6 7,2 0,3 0,5760 0,05

120 5 13 6 7,2 0,1 0,5538 0,0167


20/34

FLUIDISASI



Debit

(l/menit)

Tinggi Unggun

(cm)

Pressure Drop

(cmHg)

P/L


10 120 6 15 0,3 0,05 0,620 110 6 13,5 0,5 0,0833 0,6296

30 100 6,5 12 0,7 0,1077 0,5417

40 90 7 12 0,9 0,1286 0,5

50 80 7,5 9 1,2 0,16 0,4778

60 70 8 8,5 1,5 0,1875 0,3529

70 60 8,5 8 3,5 0,4118 0,2625

80 50 9 7,5 4,2 0,4667 0,2267

90 40 10 7 5,6 0,56 0,2143

100 30 11 6,5 6,4 0,5818 0,1538

110 20 13 6 7,5 0,5769 0,0833120 10 15 6 9 0,6 0,05


Debit

(l/menit)

Tinggi Unggun

(cm)

Pressure Drop

(cmHg)

P/L


15 120 6 15,5 0,4 110,5 0,0667 0,6774

30 105 6,3 13 0,7 7,6 0,1111 0,5846

45 90 7 11 1,7 4,5 0,2429 0,4091

60 75 8,5 9,5 2,2 3,7 0,2588 0,3895

75 60 10 8,5 3,4 2,5 0,34 0,2941

90 45 11 7,7 4,5 1,6 0,4091 0,2078

105 30 13 6,4 7,5 0,8 0,5769 0,125

120 15 15,5 6 10,5 0,4 0,6774 0,0667


21/34

FLUIDISASI


4.2 Pembahasan

4.2.1 Hubungan antara Kecepatan Superficial (U) terhadap Kehilangan Tekanan (P)

Gambar 4.1Grafik hubungan kecepatan superficial (U) terhadap pressure drop (P)

pada skala perubahan flowrate 5 l/menit





-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

LogP

Log U

FluidisasiDefluidisasi

-0.5

0

0.5

1

1.5

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

LogP

Log U

FluidisasiDefluidisasi

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

LogP

Log U

Fluidisasi

Defluidisasi


22/34

FLUIDISASI


Berdasarkan Grafik Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap pressure drop

(P) diatas didapatkan bahwa semakin tinggi kecepatan superficial (U) maka hilang tekan

(pressure drop) akan semakin besar pula. Hal ini terjadi karena pada saat kecepatan

superficial fluida meningkat maka gesekan (friksi) yang terjadi antara fluida yang

mengalir dengan partikel unggun akan semakin besar pula. Ketika kecepatan gas

dinaikkan terus menerus, pressure drop meningkat sampai besar pressure drop tersebutsama dengan tinggi unggun dibagi dengan luas penampangnya. Dalam arti lain gaya seret

yang terjadi pada partikel-partikel padatan cukup untuk menopang berat partikel padatan

sehingga didapatkan presure drop yang konstan.

4.2.2 Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap Tinggi Unggun

Gambar 4.4Grafik hubungan kecepatan superficial (U) terhadap tinggi unggun pada

skala perubahan flowrate 5 l/menit



0

4

8

12

16

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5TinggiUnggun(c

m)

Log U

Fluidisasi

Defluidisasi

0

4

8

12

16

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

Ting

giUnggun(cm)

Log U

Fluidisasi

Defluidisasi


23/34

FLUIDISASI




Berdasarkan grafik hubungan kecepatan superficial (U) terhadap tinggi

unggun diatas terhilat bahwa semakin besar laju alir udara yang masuk dalam kolom

maka semakin tinggi unggun yang terfluidakan. Hal ini terjadi karena pada saat udara

masuk ke dalam kolom fluidisasi dengan kecepatan diatas kecepatan minimum

fluidisasi maka patikel-partikel padatan akan mulai terfluidisasi. Ketika kecepatan

fluidisasi dinaikkan dan distribusi udara dilakukan secara merata maka gaya seret

terhadap padatan akan seragam sehingga butiran padatan akan terfluidisasi semakin

tinggi seiring dengan semakin besar laju alir udara yang masuk.

4.2.3 Hubungan Kecepatan Superficial (U) terhadap P/L

Gambar 4.7Grafik hubungan kecepatan superficial (U) terhadap P/L pada


0

4

8

12

16

0.0000 0.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000TinggiUnggun(cm)

Log U

Fluidisasi

Defluidisasi

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

P/L

Log U

Fluidisasi

Defluidisasi


24/34

FLUIDISASI






Berdasarkan grafik hubungan kecepatan superficial fluida (U) terhadap P/L

dia atas didapatkan bahwa semakin besar kcepatan superficial (U) maka akan

mempengaruhi ketinggian unggun dan pressure drop, demikian pula dengan pressure

drop per tinggi unggun. Hal ini sesuai dengan persamaan:

. =

. ( )

. +

, ( )

.

.

Dari persamaan diatas dapat diketahui bahwa P/Lberbanding lurus dengan U.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

P/L

Log U

Fluidisasi

Defluidisasi

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

P/L

Log U

Fluidisasi

Defluidisasi


25/34

FLUIDISASI


BAB 5

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Pada hubungan kecepatan superficial (U) terhadap pressure drop (P)

memiliki hubungan yang berbanding lurus, sehingga semakin besar

kecepatan superficial (U) maka P semakin besar.

2. Pada hubungan kecepatan superficial (U) terhadap tinggi unggun memiliki

hubungan yang berbanding lurus yaitu semakin besar kecepatan superficial (U)

maka semakin tinggi unggun yang terfluidakan.

3.

Pada hubungan kecepatan superficial (U) terhadap P/L memiliki hubunganyang berbanding lurus, yaitu semakin besar kecepatan superficial (U) maka

nilai P/L semakin besar.

5.2 Saran

1. Amati dengan saksama terjadinya lonjakan unggun dan pembacaan beda tinggi

pada manometer raksa.

2.

Atur laju alir udara setelah kompressor terisi penuh agar tekanan terjaga.

3. Periksa adanya kebocoran pada alat terutama pada pipa aliran fluida.


26/34

FLUIDISASI


DAFTAR PUSTAKA

Davidson, J. F. and Horrison, D. 1963.Fluidized Particles. Cambridge University Press.

Kunii, D. Levenspiel, D. 1969. Fluidization Engineering. John Wiley and Sons inc. NewYork.

Leva, M. 1959.Fluidization. Mc-Graw Hill Co. New York.

Lee, J. C. and Buckley, D. 1972. Fluid Mechanics and Aeration Characteristics of

Fluidized Bed.Cambridge University Press.

Masayuki Horio, Hiroshi Kiyota and Iwao Muchi. 1980. Particle Movement on a Perforated

Plate Distributor of Fluidized Bed. Journal of Chemical Engineering of Japan

volume 13,2.

Wen, C. Y. and Chen, L. H. 1988. Fluidized Bed Freeboard Phenomena, Entertainment

and Elluration,A.J,Ch.E.


27/34

LAPORAN SEMENTARA

PRAKTIKUM UNIT OPERASI TEKNIK KIMIA

Materi :

FLUIDISASI

Disusun oleh :

Ambarsari 21030112130120

Puti Setyo Purwoko 21030112130149

Zaidir Syah Maulana 21030112120002


TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK


SEMARANG

2014


28/34

I . Tujuan Percobaan

1.

Dapat merakit alat-alat percobaan fluidisasi.

2. Dapat menentukan dan mengukur parameter-parameter dalam peristiwa fluidisasi

yaitu densitas partikel, porositas, tinggi unggun fluida.

3.

Dapat mengoperasikan alat percobaan fluidisasi.

4. Dapat menentukan kurva karakteristik fluidisasi dan hubungan antara pressure drop

dengan laju alir.

5.

Dapat menjelaskan fenomena-fenomena yang terjadi selama operasi fluidisasi

berlangsung.

6. Mampu membuat laporan praktikum secara tertulis.

II. PercobaanA.

Bahan

Partikel padat : Resin

B. Alat

1.

Kolom Fluidisasi

2. Kompresor

3. Flowmeter

4.

Manometer Air Raksa

5. Penggaris

6. Jangka Sorong

C.

Variabel

a. Variabel Tetap

Jenis Partikel : Resin

Tinggi Unggul awal : 6 cm

b. Variabel Berubah

Laju alir fluida : 5 l/menit, 10 l/menit, 15 l/menit

III. Prosedur Percobaan

1. Mengukur tinggi partikel awal dalam kolom.

2.

Mengukur P dan tinggi unggun dalam kolom yang berisi padatan untuk laju alir

fluida yang berbeda.

3. Laju alir fluida divariasikan menggunakan flowmeter mulai dari kecepatan rendah

sampai tidak terdapat lagi perbedaan tinggi pada manometer air raksa. Setelah h pada


29/34

manometer air raksa 3x konstan, laju alir fluida diturunkan kembali perlahan-lahan

sampai unggun kembali diam.

IV. Data Percobaan

h0 = 6 cm

Z0 = 0

Skala 5

a. Laju alir fluida naik

Flowrate Tinggi unggun H

5 6 0,1

10 6 0,3

15 6 0,4

20 6 0,625 6 0,8

30 6 1

35 6,2 1

40 6,5 1,1

45 6,7 1,3

50 6,9 1,5

55 7,3 1,8

60 7,5 2,1

65 8 2,6

70 8,2 3,275 8,4 3,8

80 8,7 4,2

85 9 4,7

90 9,3 5,2

95 9,6 5,7

100 10 6,1

105 11 6,9

110 11,5 7,2

115 12,5 7,2

120 13 7,2

b. Laju alir fluida turun

Flowrate Tinggi unggun H

120 13 7,2

115 12,3 6,7

110 11 6,2

105 11 6100 10,5 5,8

95 9,8 5,5

90 9,3 5,3

85 9 5

80 8,7 4

75 8,5 3,7

70 8,3 3,1

65 8 2,9

60 7,7 2,7

55 7,5 2,550 7,2 2,4

45 7 2,0

40 6,7 1,9

35 6,4 1,6

30 6,3 1,1

25 6,2 0,8

20 6 0,6

15 6 0,4

10 6 0,3

5 6 0,1


30/34

Skala 10

a.

Laju alir fluida naik b. Laju alir fluida turun

Flowrate Tinggi unggun H Flowrate Tinggi unggun H

10 6 0,3 120 15 9

20 6 0,5 110 13,5 8,5

30 6,5 0,7 100 12 6,5

40 7 0,9 90 11 5,5

50 7,5 1,2 80 9 4,3

60 8 1,5 70 8,5 3

70 8,5 3,5 60 8 2,1

80 9 4,2 50 7,5 1,7

90 10 5,6 40 7 1,5

100 11 6,4 30 6,5 1

110 13 7,5 20 6 0,5

120 15 9 10 6 0,3

Skala 15

a. Laju alir fluida naik b. Laju alir fluida turun

Flowrate Tinggi unggun H Flowrate Tinggi unggun H

15 6 0,4 120 15,5 10,5

30 6,3 0,7 105 13 7,6

45 7 1,7 90 11 4,5

60 8,5 2,2 75 9,5 3,7

75 10 3,4 60 8,5 2,590 11 4,5 45 7,7 1,6

105 13 7,5 30 6,4 0,8

120 15,5 10,5 15 6 0,4

Semarang, 13 Oktober 2014

Mengetahui,

Praktikan Asisten

Ambarsari Puti S.P. Zaidir S.M. Muhammad Alaik


31/34

LEMBAR PERHITUNGAN

Menghitung Kecepatan alir superficial fluida (U)

1. Diameter kolom fluidisasi = 5,96 cm

2. Luas Kolom =

. .

=

.3,14 .5,96

= 27,93 cm2

3.

Kecepatan superficial fluida (U)

=

=

27,93

Run 1

Q (cm3/s)Tinggi

Unggun (cm)log U P (cmHg) log P

Naik Turun Naik Turun Naik Turun Naik Turun Naik Turun

5 120 6 13 0.6003 1.9805 0.1 7.2 -1.0000 0.8573

10 115 6 12.3 0.9013 1.9620 0.3 6.7 -0.5229 0.8261

15 110 6 11 1.0774 1.9427 0.4 6.2 -0.3979 0.7924

20 105 6 11 1.2023 1.9225 0.6 6 -0.2218 0.7782

25 100 6 10.5 1.2992 1.9013 0.8 5.8 -0.0969 0.7634

30 95 6 9.8 1.3784 1.8790 1 5.5 0.0000 0.7404

35 90 6.2 9.3 1.4454 1.8555 1 5.3 0.0000 0.7243

40 85 6.5 9 1.5033 1.8307 1.1 5 0.0414 0.6990

45 80 6.7 8.7 1.5545 1.8044 1.3 4 0.1139 0.6021

50 75 6.9 8.5 1.6003 1.7763 1.5 3.7 0.1761 0.5682

55 70 7.3 8.3 1.6416 1.7464 1.8 3.1 0.2553 0.4914

60 65 7.5 8 1.6794 1.7142 2.1 2.9 0.3222 0.4624

65 60 8 7.7 1.7142 1.6794 2.6 2.7 0.4150 0.4314

70 55 8.2 7.5 1.7464 1.6416 3.2 2.5 0.5051 0.3979

75 50 8.4 7.2 1.7763 1.6003 3.8 2.4 0.5798 0.3802

80 45 8.7 7 1.8044 1.5545 4.2 2 0.6232 0.3010

85 40 9 6.7 1.8307 1.5033 4.7 1.9 0.6721 0.2788

90 35 9.3 6.4 1.8555 1.4454 5.2 1.6 0.7160 0.204195 30 9.6 6.3 1.8790 1.3784 5.7 1.1 0.7559 0.0414

100 25 10 6.2 1.9013 1.2992 6.1 0.8 0.7853 -0.0969

105 20 11 6 1.9225 1.2023 6.9 0.6 0.8388 -0.2218

110 15 11.5 6 1.9427 1.0774 7.2 0.4 0.8573 -0.3979

115 10 12.5 6 1.9620 0.9013 7.2 0.3 0.8573 -0.5229

120 5 13 6 1.9805 0.6003 7.2 0.1 0.8573 -1.0000


32/34

P/L

Naik Turun

0.0167 0.5699

0.0500 0.5636

0.0667 0.5612

0.1000 0.55560.1333 0.5538

0.1667 0.5524

0.1613 0.5455

0.1692 0.5447

0.1940 0.4598

0.2174 0.4353

0.2466 0.3735

0.2800 0.3625

0.3250 0.35060.3902 0.3333

0.4524 0.3333

0.4828 0.2857

0.5222 0.2836

0.5591 0.2500

0.5938 0.1746

0.6100 0.1290

0.6273 0.1000

0.6261 0.06670.5760 0.0500

0.5538 0.0167

Run 2

Q (cm3/s) Tinggi Unggun (cm) log U P (cmHg) log P


10 120 6 15 0.9013 1.9805 0.3 9 -0.5229 0.9542

20 110 6 13.5 1.2023 1.9427 0.5 8.5 -0.3010 0.9294

30 100 6.5 12 1.3784 1.9013 0.7 6.5 -0.1549 0.8129

40 90 7 11 1.5033 1.8555 0.9 5.5 -0.0458 0.7404

50 80 7.5 9 1.6003 1.8044 1.2 4.3 0.0792 0.6335

60 70 8 8.5 1.6794 1.7464 1.5 3 0.1761 0.4771

70 60 8.5 8 1.7464 1.6794 3.5 2.1 0.5441 0.3222

80 50 9 7.5 1.8044 1.6003 4.2 1.7 0.6232 0.2304

90 40 10 7 1.8555 1.5033 5.6 1.5 0.7482 0.1761

100 30 11 6.5 1.9013 1.3784 6.4 1 0.8062 0.0000

110 20 13 6 1.9427 1.2023 7.5 0.5 0.8751 -0.3010

120 10 15 6 1.9805 0.9013 9 0.3 0.9542 -0.5229


33/34

P/L

Naik Turun

0.0500 0.6296

0.0833 0.6000

0.1077 0.5417

0.1286 0.50000.1600 0.4778

0.1875 0.3529

0.4118 0.2625

0.4667 0.2267

0.5600 0.2143

0.5818 0.1538

0.5769 0.0833

0.6000 0.0500

Run 3

Q (cm3/s) Tinggi Unggun (cm) log U P (cmHg) log P


15 120 6 15.5 1.0774 1.9805 0.4 10.5 -0.3979 1.0212

30 105 6.3 13 1.3784 1.9225 0.7 7.6 -0.1549 0.8808

45 90 7 11 1.5545 1.8555 1.7 4.5 0.2304 0.6532

60 75 8.5 9.5 1.6794 1.7763 2.2 3.7 0.3424 0.5682

75 60 10 8.5 1.7763 1.6794 3.4 2.5 0.5315 0.3979

90 4511 7.7 1.8555 1.5545 4.5 1.6 0.6532 0.2041105 30 13 6.4 1.9225 1.3784 7.5 0.8 0.8751 -0.0969

120 15 15.5 6 1.9805 1.0774 10.5 0.4 1.0212 -0.3979

P/L

Naik Turun

0.0667 0.6774

0.1111 0.5846

0.2429 0.4091

0.2588 0.3895

0.3400 0.2941

0.4091 0.2078

0.5769 0.1250

0.6774 0.0667


34/34

LEMBAR ASISTENSI

DIPERIKSAKETERANGAN TANDA TANGAN

NO TANGGAL

1. 15 Desember 2014 Font Size Halaman Judul

Tanggal dicantumkan

Spasi 3 dari judul bab ke isi

Penomoran Tabel dan Grafik

2. 16 Desember 2014 Spasi diperbaiki

Font Size dan Font Type diperbaiki

kelompok 1 - fluidisasi

Documents