Upload
rezardhiansyah
View
402
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Satuan Operasi
Citation preview
AGITASI DAN PENCAMPURAN
1. TUJUAN
Menjelaskan hubungan antar variabel proses dalam pencampuran
Memahami pola sirkulasi pengadukan
Menggambarkan pola aliran yang dibentuk oleh pengaduk dalam tanki
Menggambarkan pola aliran dalam berbagai kecepatan putaran pengadukan
2. BAHAN DAN ALAT YANG DIGUNAKAN
2.1. Alat yang digunakan
Stopwatch
Viscometer
Aerometer
Termometer
Gelas Kimia
Gelas ukur
Pipet ukur, bola karet
Pipet tetes
Baskom/ ember
Pengaduk tipe turbin
2.2. Bahan yang digunakan
Tepung Kanji
NaOH
Indikator pp
H2SO4
Aquadest
3. DASAR TEORI
Pengadukan (agitation) adalah pemberian gerakan tertentu sehingga
mnimbulkan reduksi gerakan pada bahan, biasanya terjadi pada suatu tempat seperti
bejana. Gerakan hasil reduksi tersebut mempunyai pola sirkulasi. Akibat yang
ditimbulkan dari operasi pengadukan akan terjadinya pencampuran (mixing) dari satu
atau lebih komponen teraduk. Ada beberapa tujuan yang ingin diperoleh dari
komponen yang dicampurkan, yaitu membuat suspensi, bleding, dispersi dan
mendorong terjadinya tranfer panas dari bahan kedinding tanki.
Pada industri kimia seperti proses katalitik dari hidrogenasi, pengadukan
mempunyai beberapa tujuan sekaligus. Pad a bejana hidrogenasi gas hidrogen
disebarkan melalui fase ciar dimana partikel padat dari katalis tersuspensi.
Pengadukan juga dimaksudkan untuk menyebarkan panas dari reaksi yang
dipindahkan melalui cooling coil jaket. Contoh lain pemakaian operasi pengadukan
dalam industri adalah pencampuran pulp dalam air untuk memperoleh “larutan” .
Larutan pulp sudah cukup homogen disebarkan ke mesin pembuat kertas menjadi
lembaran kertas setelah proses filtrasi vakum dan dikeringkan.
Proses pengolahan zat sangat tergantung pada pengadukan dan pencampuran .
Kedua istilah tersebut sering dianggap sama, meskipun kenyataannya satu sama lain
berbeda. Pencampuran (mixing) merupakan peristiwa perubahab bahan-bahan sevcara
acak bahan yang satu menyebar ke bahan ya g lain dan sebalaiknya. Pengadukan
(agitasi) menunjukkan gerakan yang terinduksi dengan cara tertentu pada suatu bahan
didalam bejana. gGerakan tersebut biasanya mempunyai pola sirkulasi tertentu.
Pengadukan sendiri dilakukan untuk berbagai tujuan, antara lain :
Membuat campuran homogen
Melarutkan partikel-parteikel padat dalam cairan
Mempertahankan reaksi yang terjadi karena perpindahan momentum dari
pengadukan
a. Tanki Pencampuran (mixing)
Alat pencampuran fasa padat ke fasa cair jenis ini diperuntukan untuk
memperoleh campuran dengan viskositas rendah, biasanya berupa tanki pencampuran
berserta perlengkapannya. Dimensi tanki/ vesel, jenis pengadukan/ impeller,
kecepatan putar pengaduk, jenis pengaduk, jumlah penyekat/ buffle, letak impeller
berserta dimensinya bergantung dari kapasitas dan jenis dari bahan yang
dicampurkan.
Bagian-bagian alat pencampuran antara lain :
Tanki/ vessel , merupakan wadah untuk campuran berbentuk silinder dengan
bagian bawah melenggung/dome atau datar
Penyekat / buffle, berbentuk batang ya ng diletakkan dipinggir tanki berguna
untuk menghindari vortex dan digunakan untuk mempoloakan aliran menjadi
turbulen jumlah buffle biasanya 3, 4 atau 6 buah dengan ukuran 1/12 diameter
tanki.
Pengaduk/ impeller, digunakan untuk mengaduk campuran, jenis dari impeller
beragam disesuaikan pada sifat dari zat yang akan dicampurkan.
Fungsi system agitasi :
Agar pencampuran merata
Meningkatkan laju perpindahan massa menembus film pembatas cairan dan
gelembung udara
Membran kondisi “shear” yang dibutuhkan untuk memecahkan gelembung
udara.
Macam-macam pengadukan :
Berbagai macam pengadukan mempunyai kegunaan berbeda, juga aliran dan pola
yang ditimbulkannya, misalnya :
Turbin
Pengadukan turbin mempunyai jangkauan viskositas dari viskositas rendah
sampai sedang (1 sampai dengan 5 x 105 centi poise). Bentuk pengaduk turbin
biasanya berdaun banyak, putaran dengan kecepatan tinggi, bentuk daun lurus,
melengkung dan tidak bersudut. Pola aliran yang ditimbulkan berbentuk
radial.
Jangkar
Bentuk ini menimbulkan pola aliran tangensial dengan jumlah putaran rendah,
daerah operasi deekat dengan dinding tanki, efektik untuk larutan dengan
viskositas tinggi (103 – 105) centi poise.
Waktu pencampuran
Waktu pencampuran zat cair yang mampu bercampur (miscible) dalam tanki
berlangsung sangat cepat dalam turbulen. Impeller dapat menghasilkan kecepatan
tinggi dan fluida bercampur dengan baik disekitar impeller karena adanya aliran
turbulen yang kuat. Bila aliran berjalan lambat mengalir kearah dinding, maka terjadi
pergolakan besar yang berubah menjadi kecil, akan terjadi sirkulasi kearah pusat
impeller sehinhha terjadi pencampuran.
Perhitungan atas dasar cara tersebut menunjukkan pencampuran hampir 99%
yang dapat dicapai bila tanki mengalami sirkulasi 5 kali. Waktu pencampuran dapat
diperkirakan dari korelasi aliran total yang dihasilkan dari beberapa impeller . Untuk
turbin berdaun enam standart, waktu pencampuran adalah :
q = 0,92 n Da3 (Dt/da)
Tt = 5 v /Σ = 5 (n2H/4) (1/0,92 n Da2 Dt)
nTt = (Da/Dt)2 ( Dt/H) konstan = 4,3
Digunakan untuk tanki dan impeller tertentu, atau untuk berbagai system yang
secara geometri serupa. Waktu pencampuran diperkirakan berbanding terbalik dengan
kecepatan pengaduk. Digunakan untuk turbin dengan (Da/Dt) = 1/3 dan ( Dt/H) = 1,
dan HT = 36. Korelasi umum untuk menentukan waktu pencampuran diberikan oleh “
Norwood” dan “ Metzer” adalah :
Ft =Tt (nDa 2 ) 2/3 q 3/6 Da 1/2 = na ( Da/Dt)2 (Da/Dt)1/2 (q/n2Da)1/6
H1/2 Dt3/2
Untuk propeller adalah :
Ft = Tt (nDa 2 ) 2/3 q 1/6 = ( Da/Dt)2 (Da/Dt)1/2 (q/n2Da)1/6
H1/2 Dt
Untuk Da/Dt = 0,07 – 0,18
4. PROSEDUR KERJA
Menimbang 500 gr tepung kanji, larutkan dalam 2 liter air mendidih
Memasukkan 14 liter air kedalam bejana kemudian disaring
Memanaskan air yang berada didalam bajana hingga 850C
Larutan kanji dipindahkan ketanki berpengaduk (tanki pencampuran),
kemudian mengaduk dengan kecepatan motor
Menambahkan indikator pp sebanyak 5 ml
Menentukan berat jenis, suhu dan viskositas larutan
Menambahkan 30 ml NaOH dan mengatur kecepatan motor bersamaan
dengan pengadukan pada 120 rpm
Mencatat waktu bila perubahan warna campuran telah merata
Menetralkan campuran dengan menambahkan 30 ml H2SO4 2 M bersamaan
dengan menjalankan stopwatch, mencatat waktu penetralan
Selanjutnya menentukan harga berat jenis, viskositas dan temperatur
campuran
Megulangi percobaan dengan kecepatan pengadukan 140 rpm dan 160 rpm.
5. DATA PENGAMATAN
Pengadukan air dalam waktu 1 menit
No Waktu Kecepatan Banyak putaran
1 1 menit 1 43
2 1 menit 1,5 96
Pengadukan campuran
No KecepatanWaktu penambahan
indikator pp + NaOH
Waktu penambahan
H2SO4
Suhu (°C)
1 1 4 4 40
2 1,5 25 4 34
Perubahan warna setelah ditambah H2SO4
Perubahan warna setelah ditambah indikator pp +
NaOH
Putih – Merah muda Merah muda - putih
No Kecepatan Perlakuan Viskositas (Pa) Density (gr/ml)
1 1,5 Penambahan indikator pp + NaOH 156,52 x 10-3 1,0672
2 1 Penetralan dengan H2SO4 1558 x 10-3 1,09
Penambahan indikator pp + NaOH 295,9 x 10-3 1,0812
Penetralan dengan H2SO4 294,36 x 10-3 1,0844
6. PERHITUNGAN
Viskositas
Run 1,5
Penambahan NaOH
97,4+14,42
=55,9Cp
Penetralan dengan H2SO4 = 48,5
42 putaran60 s
=¿ 0,7 x 55,9 x 4
= 156,52 Cp = 156,52 x 10-3 kg/m.s
42 putaran60 s
=¿ 0,7 x 48,5 x
= 135,8 Cp = 135,8 x 10-3 kg/m.s
Run 1,5
Penambahan NaOH98,3+36,2
2=¿ 67,25 Cp
Penetralan H2SO4
95,4+38,42
= 66,9 Cp
66 putaran60 s
=¿ 1,1 x 4 x 67,2
= 295,9 Cp = 295 x 10-3
Densitas Berat Piknometer kosong = 41,25 gr Volume piknometer = 25 ml
Run 1,5
Penambahan NaOH
Berat piknometer + zat = 67,33 gr Berat zat = 67,93 – 41,25 = 26,68 gr
ρ=mV
=¿ 26,68gr25ml
=¿ 1,0672 gr
Penetralan dengan H2SO4
Berat piknometer + zat = 68,50 gr Berat zat = 68,28 – 41,25 = 27,25 gr
ρ=mV
=¿ 27,25gr
25ml=¿ 1,09 gr/ml
Run 1Penambahan NaOH
Berat piknometer + zat = 68,28 gr Berat zat = 68,28 – 41,25 = 27,03 gr
ρ=mV
=¿ 27,93gr
25ml=¿ 1,0812 gr/ml
Penetralan dengan H2SO4
Berat piknometer + zat = 68,36 gr Berat zat = 68,36 – 41,25 = 27,11 gr
ρ=mV
=¿ 27,11gr25ml
=¿ 1,0844 gr/ml
7. ANALISA PERCOBAAN
Percobaan kali ini adalah pengadukan (agitation) dan pencampuran(mixing). Dimana, sebenarnya antara pengadukan dan pencampuran itu sendiri berbeda, dimana pengadukan menunjukkan gerakan yang terinduksi menurut cara tertentu pada suatu bahan dalam bejana yang gerakan tersebut biasanya mempunyai pola sirkulasi. Sedangkan pencampuran sendiri ialah peristiwa menyebarnya bahan-bahab secara acak, dimana bahan yang satu menyebar ke dalam bahan yang lain dan begitupun sebaliknya, sedangkan bahan-bahan yang belum terpisah dalam dua fase atau lebih. Dalam proses agitatasi tentulah memerlukan pengaduk (agitator) yang terdapat beberapa jenis, jenis-jenisnya yaituseperti impeller yang terbagi lagi menjadi dua jenis yaitu impeller aliran aksial atau impeller pengaduk yang membangkitkan arus sejajar dengan sumbu poros impeller juga. Impeller aliran radial atau impeller pengaduk yang membangkitkan arus pada arah tangensial atau radial.
Akan tetapi, dalam percobaan ini kami menggunakan agitator jenis propeller berdaun tiga karena arus yang meninggalkan propeller mengalir melalui zat cair menurut arah tertentu sampai dibelokkan oleh lantai ataudinding bejana. Kolom zat cair yang berputar dengan turbulen tersebut membawa ikut serta zat cair yang ada dan dengan daun-daun propeller tersebut merupakan larutan yang dicampurkan dengan zat cair. Propeller yang berputar tersebut membuat pola aliran heliks di dalam zat cair tersebut, satu putaran penuh propeller akan memindahkan zat cair secara longitudinal pada jarak tertentu yang bergantung dari sudut kemiringan daun propeller.
8. KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa :Agitasi merupakan suatu poses pencampuran atau pengadukan antara kedua zat yang bertujuan untuk :
Membuat campuran homogen Melarutkan partikel-partikel padat dalam cairan Mempertahankan reaksi yang terjadi karena perpindahan momentumdari
pengadukanPengadukan (agitasi) menunjukkan gerakan yang terinduksi dengan cara tertentu pada suatu bahan di dalam bejana.
DAFTAR PUSTAKAIr. Fadarina, M.T. 2011 ”Petunjuk Praktikum Satuan Operasi-1”. POLSRI. Palembang
Setelah ditambah indikator PP + NaOH setelah dinetralkan dengan H2SO4
Setelah ditambah indikator PP + NaOH setelah dinetralkan dengan H2SO4
GAMBAR ALAT
Seperangkat alat agitasi