laporan praktikum mixing

7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing

1/19

Laporan Praktikum UOB 1

MIXING

Ayu Kamilah 1106013214

Program Studi Teknologi Bioproses

Departemen Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Indonesia

Depok, 2013


2/19

Teori

Posisi Sumbu Pengaduk

Proses pengadukan dan pencampuran dilakukan dengan

menempatkan pengaduk pada pusat diameter tangki(center).

Pada tangki tidak bersekat dengan pengaduk yangberputar di tengah, energi sentrifugal yang bekerja pada

fluida meningkatkan ketinggian fluida pada dinding danmemperendah ketinggian fluida pada pusat putaran.

Pola ini biasa dsebut dengan pusaran (vortex) denganpusat pada sumbu pengaduk.


3/19

Posisi Sumbu Pengaduk

Posisi center dari Sebuah Pengaduk yang Menghasilkan Vortex


4/19

Teori

Sekat dalam Tangki

- Sekat (baffle) : lembaran vertikal datar yang

ditempelkan pada dinding tamgki

- Tujuan utama : memecah terjadinya pusaran

saat terjadinya pengadukan dan pencampuran.

Oleh karena itu, posisi sumbu pengaduk pada

tangki bersekat berada di tengah.


5/19

Sekat dalam Tangki

sekat

PemasanganBaffleDiharapkan Mampu Meningkatkan Kualitas Pemcampuran


6/19

Teori

Jumlah PengadukTujuan penambahan pengaduk adalah untuk menjaga efektivitas

pengadukan pada kondisi yang berubah

Kondisi untuk Pemilihan Jumlah Pengaduk

Satu Pengaduk Dua Pengaduk

Fluida dengan viskositas rendah

Pengaduk menyapu dasar tangki

Kecepatan aliran yang tinggi

Ketinggian permukaan cairan

yang bervariasi

Fluida dengan viskositas sedang

dan tinggi

Pengadukan pada tangki yang

dalam

Gaya gesek aliran lebih besar

Ukuran mounting nozzle yang

minimal


7/19

Teori

Pemilihan Pengaduk

Faktor yang mempengaruhi jenis pengaduk salah satunya adalahviskositas cairan. Oleh

karena itu diperlukan pemilihan pengaduk berdasarkan viskositas cairan yang digunakan.

Indikasi dari rentang viskositas pada setiap jenis pengaduk adalah :

Pengaduk jenis baling baling digunakan untuk viskositas fluida dibawah 3 pa (300cP)

Pengaduk jenis turbin bisa digunakan untuk viskositas fluida dibawah 100 Pas (100000

cP)

Pengaduk jenis dayung yang dimodifikasi seperti pengaduk jangkar bisa digunakan untuk

viskositas antara 50-500 Pas (500000 cP)

Pengaduk jenis pita melingkar biasa digunakan untuk viskositas diatas 1000 Pas dan telah

digunakan hingga viskositas 25000 Pas. Untuk voiskositas lebih dari 2,5 -5 Pas (5000 cP)

dan diatasnya, sekat tidak diperlukan karena hanya terjadi pusaran kecil.


8/19

Pemilihan Pengaduk

Pola Aliran yang dihasilkan oleh jenis-jenis pengaduk yang berbeda, (a)impeller, (b) propeller, (c) paddle dan (d) helical ribbon


9/19

Analisis Data

Dari percobaan ini didapatkan beberapakesimpulan sebagai berikut :

Semakin besar voltase yang digunakan makasemakin besar pula kecepatan pengaduknya.

Voltase merupakan daya yang diberikan kepadapengaduk untuk memutar, dimana semakin besarvoltasenya maka semakin besar pula aliran listrik yangdiberikan. Terjadinya gerakan pengaduk (energi kinetik)merupakan akibat adanya listrikyg dialirkan


10/19

Analisis Data

Semakin cepat pengaduk berputar maka waktu yangdiperlukan untuk mencapurkan kedua cat sampaihomogen pun semakin cepat. Putaran yang dihasilkan oleh pengaduk yang semakin cepat akan menghasilkan

suatu aliran yang besar. Aliran yang cepat akan memperbesar kemungkinan

kontak sehingga zat terdispersi lebih merata seiring dengan gaya konvektif

Kecepatan yang meningkat menyebabkan bilangan Reynold yang meninggi dan

memungkinkan terjadinya aliran turbulen (atau transisi) yang lebih merata

karena setiap partikel bergerak ke segala arah dibandingkan aliran laminar

Semakin tinggi kecepatan yang dihasilkan, semakin besar gaya Eddy yang

dihasilkan, yakni terjadinya turbulensi lokal akibat geometri ruang dan

gumpalan liquid


11/19

Analisis Data

Jenis pengaduk (propeller, turbin besar, turbinkecil) mempengaruhi besar kecepetan pengaduk

Jenis pengaduk yang berbeda mempengaruhi besarnyakecepatan, terutama pada jenis pengaduk yang posisisumbunya berbeda. Tetapi besar nilainya tidak jauh

berbeda. Hal ini dikarenakan pada dasarnya, pada suatudaya yang sama, kecepata putaran yang dihasilkan jugasama, hanya setiap jenis pengaduk menghasilkan gayahambat yang berbeda sehingga kecepatan putaran

sedikit berbeda.


12/19

Analisis Data

Jenis pengaduk (propeller, turbin besar, turbinkecil) mempengaruhi waktu pengadukan

Turbin menjadi pengaduk yang lebih efektif dibandingkan denganbaling-baling. Hal ini disebabkan karena pengaduk turbinmerupakan jenis pengaduk aliran radial dimana pengaduk tersebut

akan menyebabkan fluida mengalir ke samping dan membenturdinding kemudian sebagian belok keatas dan sebagian belok kebawah lalu kembali ke tengah dan seterusnya. Dengan model alirantersebut, efek pengadukan akan lebih besar dimana terjadi benturanpada dinding samping. Sehingga pencampuran lebih cepat.


13/19

Analisis Data

Posisi sumbu pengaduk mempengaruhi waktupengadukan

Pada pengaduk propeller, posisi sumbu 300 relatif lebihcepat. Hal ini dikarenakan propeller membentuk aliranaksial. Aliran akan ke bawah dan atas, serta tersebar

pada pola yang tidak laminer (transisi atau turbulen)sehingga memungkinkan dispersi yang lebih besar.Selain itu kecepatan aliran lebih besar dikarenakandiameter ikut mempengaruhi


14/19

Analisis Grafik

Analisis Grafik Secara Umum

1. Kurva antara daya dengan kecepatanberbanding tegak lurus, artinya semakin besardaya, nilai kecepatan semakin besar.

2. Kurva antara waktu dengan kecepatanberbanding terbalik, di mana semakin cepatputaran, maka waktu yang digunakan semakinsedikit


15/19

Analisis Grafik3. Pada grafik terlihat perpotongan dari kedua kurva.

Perpotongan tersebut menunjukan titik optimum,

yaitu penggunaan daya yang paling kecil untukmenghasilkan kecepatan dan putaran yang palingmaksimum

4. Area bawah titik perpotongan dapat dilihat bahwa kita

mendapatkan daya yang kecil untuk kecepatan yangrelatif lambat dengan waktu yang lama. Sebaliknya,bagian atas titik, kita melihat waktu pengadukan yangcepat dan kecepatan yang besar, namun daya yangdigunakan terlalu besar.


16/19

Analisis Grafik Pengaduk Propeller

00

Pada grafik pertama (propeller 00), terlihat bahwa dayayang paling optimum ialah 4.5, dengan kecepatan yangdihasilkan sekitar 600 dan waktu sekitar 0,025

Pada kondisi inilah kapasitas dari pengaduk propeller 00

yang paling optimum

0

2

4

6

8

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.000 500.000 1000.000 1500.000

P vs rpm

t vs rpm


17/19

Analisis Grafik Pengaduk Propeller

300

Pada grafik kedua (propeller 300 ), terlihat bahwa daya yang paling

optimum ialah 2,8, dengan kecepatan yang dihasilkan sekitar 810 danwaktu sekitar 0,024

Dibandingkan dengan propeller tegak, daya yang dihasilkan memilikiselisih yang cukup jauh yaitu 1,7, kecepatan juga jauh yaitu sebesar 210, danwaktu yang dihasilkan hampir sama. Hal ini menunjukan bahwa adanya

efektifitas pada pengubahan kemiringan (akibat bentuk aliran)

0

1

2

3

4

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.000 200.000 400.000 600.000 800.000 1000.000

P vs rpm

t vs rpm


18/19

Analisis Grafik Pengaduk Turbin

Kecil

Dan grafik ketiga (turbin kecil), terlihat bahwa daya yang paling optimum ialah 4,8, dengankecepatan yang dihasilkan sekitar 770 dan waktu sekitar 0,028

Grafik tersebut menunjukkan optimasi yang kurang dibandingkan propeller karenamenghasilkan daya yang cukup besar. Tetapi terlihat kejanggalan data, seharusnya (sesuaidengan literature) pengaduk turbin menghasilkan hasil yang lebih efisien dibandingkandengan propeller dikarenakan turbin menginduksi aliran aksial dan radial yangmenyebabkan waktu pencampuran lebih cepat dan kecepatan yang lebih besar.

0

1

2

3

4

5

6

7

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.000 200.000 400.000 600.000 800.000 1000.000 1200.000

P vs rpmt vs rpm


19/19

Analisis Grafik Pengaduk Turbin

Besar

Pada grafik terakhir (turbin besar), terlihat bahwa daya yang paling optimum ialah 5.0,dengan kecepatan yang dihasilkan sekitar 580 dan waktu sekitar 0,05

Dari grafik didapatkan bahwa daya, kecepatan, dan waktu semakin besar, hal inimenunjukkan praktikum yang kami lakukan salah (akan lebih dijelaskan pada analisiskesalahan). Berdasarkan literatur pengaduk dengan diameter yang besar akan lebihmendekati tinggi cairan, sehingga pengadukan lebih merata sesuai volume. Ukuran daun

yang besar juga membuat gaya seret pada cairan lebih besar. Pola aliran aksial

(menghasilkan pusaran eddy dan turbulensi) lebih banyak. Sehingga seharusnya turbinbesar merupakan pengaduk yang lebih baik dibandingkan ketiga pengaduk lainnya.

0

24

6

8

10

0

0.020.04

0.06

0.08

0.1

0.000 200.000 400.000 600.000 800.000

P vs rpm

t vs rpm

laporan praktikum mixing

Documents