Agitating

5/16/2018 Agitating - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/agitating 1/8

S e c a r a m e n d a s a r , h o m o g e n i s a s i d a p a t d i t e r a n g k a n s e b a g a i

p r o s e s penyampuran massa. Proses homogenisasi sendiri dapat

diklasifikasikan menjadi p r o s e s h o m o g e n i s a s i s e c a r a m e k a n i s a t a u

k i m i a w i . P e m i l i ha n j e n i s p r o s e s h o m o g e n i s a s i y a n g d i g u n a k a n

b e r g a n t u n g p a d a k o n d i s i y a n g d i h a d a p i . Homogenisasi secaramekanis dilakukan kapanpun memungkinkan karena biayaoperasinya lebih murah

dari homogenisasi secara kimiawi. Untuk suatu bahanyang tidak dapat

d i h o m o g e n k a n m e l a l u i p r o s e s p e m i s a h a n m e k a n i s ,

p r o s e s pemisahan kimiawi harus dilakukan.Pengadukan adalah salah satu proses

homogenisasi secara mekanis yangmudah dan murah, dimana dapat diartikan bahwa

pengadukan adalah operasi yangmenciptakan terjadinya gerakan di dalam

b a ha n y an g d i a du k s e ca r a a c ak d a ri b a h a n s a t u k e b a h a n y a n g l a i n ,

s e h i n g g a d a p a t m e n g u r a n g i k e t i d a k s a m a a n komposisi , suhu, atau si fat

lain yang terdapat dalam suatu bahan. Tujuan utamadari pengadukan tersebut adalah

terjadinya pencampuran.Pencampuran

(mixing)ada lah ope ra s i yang menyebabkan t e r s eba rnyas eca ra acak s ua tu bahan

ke bahan lain di mana bahan-bahan tersebut terpisahdalam dua fasa atau

lebih. Tujuan pencampuran untuk mengurangi ketidaksamaandan ketidakmerataan

d a l a m k o m p o s i s i , s u h u d a n s i f a t - s i f a t l a i n y a n g t e r d a p a t d a l a m s u a t u

b a h a n . F e n o m e n a y a n g d a p a t t e r j a d i s e b a g a i d a m p a k d a r i

h a s i l pencampuran adalah terjadinya keadaan yang homogen, terjadinya reaksi

k imia , te r jad inya perp indahan massa , dan te r jad inya perp indahan panas .

Fenom en atersebut merupakan tujuan akhir dari suatu proses pencampuran.H a l - h a l

y a n g b e r p e n g a r u h p a d a p r o s e s p e n g a d u k a n a d a l a h

l a m a pengadukan, suhu pengadukan dan kecepatan putar pengaduk itu sendiri,

d i m a n a s e m a k i n l a m a w a k t u p e n g a d u k a n , m a k a b a h a n y a n g d i a d u k

t e r s e b u t a k a n h o m o g e n d e n g a n s e m p u r n a . S u h u p e n g a d u k a n j u g a

sa ng at be rp en ga ru h da la m proses homogenisasi, karena semakin tinggi suhu

yang dihantarkan pada bahanmaka proses homogenisasi tersebut akan

semakin cepat , karena dengan energi panas komponen – komponen yang ada

di dalam suatu bahan akan mudah larutatau bercampur. Selain itu juga pada

ke ce pat an pen gad uka n, di ma na se ma ki n besar kecepatan putar pengaduk

maka bahan yang terhomogenisasi akan semakin

5cepat, tetapi untuk bahan yang bersifat minyak tidak bisa diberikan kecepatan

dansuhu yang tinggi, karena akan menimbulkan kerusakan.Penelitian pendahuluanyang dil akuk an untu k men ent ukan kece pat an pengadukan dan lama waktu

pengadukan dengan mencoba melakukan kombinasifaktor kecepatan 100 rpm dan

300 rpm serta lama waktu pengadukan 5 menit dan10 menit dengan suhu yang

dikondisikan adalah berkisar 25

o

C - 2 8

o

C. Penelitian pen dah ul ua n yan g di la kuk an me ngh asi lk an mut u mi nya k

n i l am yang be ragam pada s e t i ap pa rame te rnya ya i tu dapa t d i l iha t pada

Lampiran 2. Penggunaankecepatan 100 rpm dan 300 rpm dengan lama waktu

pengadukan 5 menit dan 10menit dilakukan untuk melihat pengaruh pada mutuminyak nilam, hal tersebutdibatasi hanya pada 100 dan 300 rpm serta 5 dan 10



menit , karena melihat s ifa tminyak nilam yang t idak s tabil terhadap

pengaruh lingkungan, baik pengaruhoksigen udara, sinar matahari (terutama

gelombang ultra violet), dan panas karenaterdiri dari berbagai macam komponen penyusun

(Gunawan dan Mulyani, 2004).Berdasarkan penelitian pendahuluan,

p en gad uk an pa da pe rb andi nga nv o l u m e m i n y a k n i l a m y a n g s a m a

a n t a r a l a p i s a n a t a s d e n g a n b a w a h p a d a perlakuan kecepatan 300rpm dan lama waktu pengadukan 5 menit menghasilkanhomogenisasi yang

cenderung baik, sedangkan pada kecepatan 100 rpm dan lamawaktu 10 menit

menghasilkan homogenisasi yang cenderung tidak baik.Untuk mengetahui pengaruh

pe rband ingan vo lume minyak n i l am pada lap i s an a ta s dengan l ap i s an

b a w a h m i n y a k n i l a m d a l a m p r o s e s h o m o g e n i s a s i t e r h a d a p m u t u y a n g

d i h a s i l k a n , m a k a d a p a t d i g u n a k a n p e n g a d u k a n m i n y a k d e n g a n

k e c e p a t a n 3 0 0 r p m d e n g a n l a m a w a k t u 5 m e n i t d e n g a n s u h u

y a n g dikondisikan berkisar 25

o

C - 28

oC.Fenomena pemis ahan s ua tu za t dapa t t e r j ad i dengan dua p ros e s ,

ya i tu pemis ahan s eca ra a lami dan s eca ra bua tan (d i s enga ja ) . Pada

prinsipnya faktor yang mempengaruhi pemisahan sama saja antara pemisahan

secara alami dengan buat an. Min yak nil am yang men gal ami wakt u

p en yi m pa na n c uk up l am a d an s e r i n g t e r j a d i k o n t a k l a n g s u n g d e n g a n

ca ha ya m au p u n ud a r a ak an t e r j ad i pemisahan s ecara alami, dibukt ikan

dengan berbedanya kadar patchouli alkohol pada lapisan bagian atas dan bawah

pada drum penyimpanan yang dapat dil ihat pada Lampiran 1. Hal ini dikarenakan

terjadi proses-proses yang tidak diinginkan,


dansuhu yang tinggi, karena akan menimbulkan kerusakan.P ene l i t i an pendahul uan

yang di lak ukan untu k men entu kan kece pat an pengadukan dan lama waktu



dikondisikan adalah berkisar 25

o

C - 2 8

o

C. Penelitian pen dah ul uan yan g di la kuk an m eng ha sil kan mu tu m in yak

n i l am yang be ragam pada s e t i ap pa rame te rnya ya i tu dapa t d i l iha t padaLa mp ir an 2. Pe ng gu na an kecepatan 100 rpm dan 300 rpm dengan lama waktu

pengadukan 5 menit dan 10menit dilakukan untuk melihat pengaruh pada mutu

minyak nilam, hal tersebutdibatasi hanya pada 100 dan 300 rpm serta 5 dan 10

menit , karena melihat sifa tminyak nil am yang t i dak s ta bil ter had ap

pengar uh l i n gk un ga n , bai k pen ga r uh oksigen udara, sinar matahari (terutama

gelombang ultra violet), dan panas karenaterdiri dari berbagai macam komponen penyusun

(Gunawan dan Mulyani, 2004).Be r da sa rk an pe n el it i an pe nd ah ul ua n,

p en gad uk an p ad a pe rb an di ng an v o l u m e m i n y a k n i l a m y a n g s a m a

a n t a r a l a p i s a n a t a s d e n g a n b a w a h p a d a perlakuan kecepatan 300

rpm dan lama waktu pengadukan 5 menit menghasilkanhomogenisasi yang

cenderung baik, sedangkan pada kecepatan 100 rpm dan lamawaktu 10 menitmenghasilkan homogenisasi yang cenderung tidak baik.Un t uk menge tahu i p en ga ru h



pe rband ingan vo lume minyak n i l am pada lap i s an a ta s dengan l ap i s an

b a wa h m in ya k n i la m d al a m p ro s es h om o ge n is a si t e r h a d a p m u t u y a n g

d i h a s i l k a n , m a k a d a p a t d i g u n a k a n p e n g a d u k a n m i n y a k d e n g a n

k e c e p a t a n 3 0 0 r p m d e n g a n l a m a w a k t u 5 m e n i t d e n g a n s u h u

y a n g dikondisikan berkisar 25

oC - 28

o

C.Fenomena pemisahan sua tu za t dapa t te r jad i dengan dua proses ,


pr in si pn ya fa kt or yang mempengaruhi pemisahan sama saja antara pemisahan

secara a lami dengan buatan . Mi nyak nil am yang men gal ami wakt u

p en yi m pa na n c uk up l am a d an s e r i n g t e r j a d i k o n t a k l a n g s u n g d e n g a n

ca ha ya m au p un ud a r a ak an t e r j ad i pemisahan s ecara alami , dibukt ikan


pada drum penyimpanan yang dapat dil iha t pada Lampiran 1. Hal ini dikarenakan

terjadi proses-proses yang tidak diinginkan,


dansuhu yang tinggi, karena akan menimbulkan kerusakan.P ene l i t i an pendahu l uan

yang dil akuk an unt uk mene ntu kan kece pat an pengadukan dan lama waktu



dikondisikan adalah berkisar 25oC - 2 8 oC. Penelitian pen da hu l ua n ya ng

d i lakukan menghas i lkan mu tu minyak n i l am yang be ragam pada s e t i ap

pa rame te rnya ya i tu dapa t d i l iha t p ada Lampi ran 2 .

P en gg un aa n kecepatan 100 rpm dan 300 rpm dengan lama waktu pengadukan 5

menit dan 10menit dilakukan untuk melihat pengaruh pada mutu minyak nilam,

hal tersebutdibatasi hanya pada 100 dan 300 rpm serta 5 dan 10 menit, karena

mel ihat s ifatminyak n i lam yang t idak s tab i l te rhada p pen garuh

l i ngkungan , ba ik penga r uh oksigen udara, sinar matahari (terutama gelombang ultra

violet), dan panas karenaterdiri dari berbagai macam komponen penyusun (Gunawan dan

Mulyani, 2004).Be rd as ar ka n pe nel it ia n p end ahu lu an, pen gad uk an p ad a

pe r bandi ngan v o l u m e m i n y a k n i l a m y a n g s a m a a n t a r a l a p i s a n

a t a s d e n g a n b a w a h p a d a perlakuan kecepatan 300 rpm dan l ama waktu

pengadukan 5 menit menghasilkanhomogenisasi yang cenderung baik, sedangkan

pada kecepatan 100 rpm dan lama waktu 10 menit menghasilkan homogenisasi yang

cenderung tidak baik.Untuk mengetahui pengaruh perbandingan volumeminyak n i l am pada lap i s an a ta s dengan l ap i s an bawah minyak n i l am

d al am p ro se s h om og en i sa si t e r h a d a p m u t u y a n g d i h a s i l k a n , m a k a

d a p a t d i g u n a k a n p e n g a d u k a n m i n y a k d e n g a n k e c e p a t a n 3 0 0 r p m

d e n ga n l a m a w a k t u 5 m e n i t d e n g a n s u h u ya n g dikondisikan berkisar 25

o

C - 28

o

C.Fenomena pemisahan sua tu za t dapa t te r jad i dengan dua proses ,


pr in si pn ya fa kt or yang mempengaruhi pemisahan sama saja antara pemisahan

secara a lami dengan buatan . Mi nyak nil am yang men gal ami wakt up en yi m pa na n c uk up l am a d an s e r i n g t e r j a d i k o n t a k l a n g s u n g d e n g a n



ca ha ya m au p un ud a r a ak an t e r j ad i pemisahan s ecara alami , dibukt ikan


pada drum penyimpanan yang dapat dil iha t pada Lampiran 1. Hal ini dikarenakan

terjadi proses-proses yang tidak diinginkan,y a i t u o k s i d a s i , h i d r o l i s i s

a t a u p u n p o l i m e r i s a s i p a d a m i n y a k n i l a m y a n g mengalami

penyimpanan dan kontak langsung dengan cahaya dan udara, dimanam i n y a k y a n g b a n y a k m e n g a n d u n g s e n y a w a t e r p e n a k a n m e n u r u n k a n

n i l a i kelarutannya (Hernani dan Risfaheri, 1989).S e n y a w a t e r p e n d a l a m

m i n y a k a k a n m u d a h m e n g a l a m i p r o s e s po l i mer i s a s i ,

oks ida s i a t aupun h id ro l i s i s ka rena adanya cahaya , uda ra dan

ai r, khususnya pada lapisan atas, dimana pada saat drum dibuka minyak pada

lap isana tas leb ih cepa t kontak dengan oks igen (udara sek i ta r ) , seh ingga

ko mp on en - komponen yang tidak teroksidasi lebih terkonsentrasi pada lapisan

bawah. Hal inimenyebabkan minyak pada lapisan atas, kadar patchouli

alkoholnya lebih rendahdibanding pada lapisan bawah, maka dengan itu perlu

dilakukannya homogenisasidengan cara pengadukan.Karena adanya fenomena pemisahan

secara alami pada minyak nilam yangmenyebabkan terbentuknya dua lapisan tersebut danterdapat perbedaan mutu pula p a d a k e d u a l a p i s a n , m a k a h a l t e r s e b u t ya n g

m e n d o r o n g p e n e l i t i a n d e n g a n per lakuan kombinasi perbandingan volume

antara lap isan atas dan lapisan bawah pada proses homogenisasi

Teori

Pengadukan dan pencampuran adalah salah satu proses yang penting untuk dipelajariialah. Hal ini

dikarenakan penerapannya yang cukup luas dan berhubungan erat dengan kinerjadari proses lainnya. Ditinjaudari definisinya, pengadukan (



agitation

) merupakan sebuah prosesyang menunjukkan gerakan yang terinduksi menurut cara tertentu

pada suatu bahan di dalambejana dimana gerakan itu biasanya mempunyai semacam pola sirkulasi.

Sementara itupencampuran, di lain pihak ialah peristiwa menyebarkan bahan-bahan secara

acak, dimana bahanyang satu menyebar ke bahan yang lainnya dan sebaliknya, sedang bahan-bahan itu

sebelumnyaterpisah dalam dua fase atau lebih.Aplikasi tersebut bisa dilakukan dalam sebuahtangki berpengaduk. Hal ini dikarenakanfaktor-faktor penting yang berkaitan dengan proses ini dalam

aplikasi nyata bisa dipelajaridengan seksama dalam alat ini. Faktor-faktor yang mempengaruhi

proses pengadukan danpencampuran diantaranya ialah perbandingan antara geometri tangki dengan

geometri pengaduk,bentuk dan jumlah pengaduk, posisi sumbu pengaduk, kecepatan putaran

pengaduk, penggunaansekat dalam tangki dan juga properti fisik fluida yang diaduk yaitu densitas dan

viskositas. Olehkarena itu, perlu tersedia seperangkat alat tangki berpengaduk yang bisa digunakan

untuk mempelajari operasi dari pengadukan dan pencampuran tersebut

I.2.1 Proses Pencampuran

Proses pencampuran dalam fasa cair dilandasi oleh mekanisme perpindahanmomentum di dalam aliran

turbulen. Pada aliran turbulen, pencampuran terjadi pada 3 skalayang berbeda, yaitu:1.

Pencampuran sebagai akibat aliran cairan secara keseluruhan (

bulk flow

) yangdisebut mekanisme konvektif.2.

Pencampuran karena adanya gumpalan-gumpalan fluida yang terbentuk dantercampakkan di dalam medan

aliran yang dikenal sebagai

eddies,

sehinggamekanisme pencampuran ini disebut

eddy diffusion.

3.

Pencampuran karena gerak molekular yang merupakan mekanisme pencampurandifusi.Ketiga mekanisme

terjadi secara bersama-sama, tetapi yang paling menentukanadalah

eddy diffusion.

Mekanisme ini membedakan pencampuran dalam keadaan turbulendengan pencampuran dalam medan

aliran laminer. Sifat fisik fluida yang berpengaruh padaproses pengadukan adalah densitas dan

viskositas.Secara khusus, proses pengadukan dan pencampuran digunakan untuk mengatasi

tiga jenis permasalahan utama, yaitu (1) untuk menghasilkan keseragaman statis ataupun

dinamispada sistem multifase multikomponen, (2) untuk memfasilitasi perpindahan massa atauenergi di

antara bagian – bagian dari sistem yang tidak seragam dan (3) untuk menunjukkanperubahanfase pada sistem multikomponen dengan atau tanpa perubahan komposisi.Aplikasi pengadukan dan

pencampuran bisa ditemukan dalam rentang yang luas,diantara dalam proses suspensi padatan, dispersi gas-

cair, cair-cair maupun padat-cair,kristalisasi, perpindahan panas dan reaksi kimia



PERPINDAHAN PANAS PADA TANGKI BERPENGADUK

Dasar Teori

Stired Tank (tangki berpengaduk) dalam industri kimia digunakan untuk reaksi-reaksi

batch ‘tumpak’ dalam skala kecil. Alat ini terdiri dari tangki silindris yang dilengkapi dengan

agitator ‘pengaduk’. Tangki ini digunakan untuk pemanasan atau pendinginan, dipakai jaket

sehingga air panas atau air dingin dapat dialirkan (dipindahkan).

Pengadukan dipakai dalam berbagai aplikasi, misalnya :

Dispersi suatu zat terlarut dalam suatu pelarut, penyatuan dua cairan yang dapat dicampur ,

produksi slurry dari padatan halus didalam suatu cairan, pengadukan suatu cairan homogen

untuk meningkatkan heat transfer ke cairan.

Peralatan pengaduk mempunyai berbagai macam variasi menurut aplikasinya.

One. Axial flow impeler untuk cairan viskositas sedang yang memerlukan gerakan cepat.

Two. Flat blade turbine yang menghjasilkan aliran turbulen pada arah radial, tetapi

memerlukan power yang lebih besar.

Three. Turbin untuk pengadukan yang merata sekali.

Four. Anchor impeller untuk tingkat turbulensi rendah dan efektif digunakan untuk tangki

yang dipanaskan atau didinginkan dengan jaket.

Five. Helical impeller untuk pengadukan padat cair atau untuk mengadauk pasta, lumpur,

atau adonan.

Perpindahan panas dan energi pada proses tangki berpengaduk berjaket pada

praktikum ini terjadi sangat berbeda dengan proses perpindahan panas yang sering kita

jumpai Hal ini disebabkan karena proses yang terjadi adalah proses tak tetap (unsteady state).

Jadi koefesien perpindahan panas (U) tidak dapat digunkan dalam persamaan Fourier, yaitu Q

= U.A.∆T. Persamaan Fourier tersebut hanya bisa digunakan bila tangki beroperasi secara



sinambung/steady state. Dalam semua kasus, laju total perpindahan panas dapat

diekspresikan dalam bentuk daya gerak penurunan temperatur dan hambatan.

Persamaan Fourier

Q = U . A . (T1 – T2)

Dimana: Q = laju perpindahan panas ;

T1 = temperatur pada titik 1 ;

T2 = temperatur pada titik 2 ;

U = koefisien keseluruhan perpindahan panas ;

A = luas permukaan yang dilalui panas.

Pembahasan

Pada praktikum ini, diamati pengaruh kecepatan pengadukan pada perpindahan panas

dalam tangki berpengaduk dan berjaket dengan sistem batch untuk masing kecepatan pengaduk

yaitu 80, 90 100, dan 110 rpm. Cairan yang dipanaskan berupa air ledeng dalam tangki tersebut

dengan volume pada masing-masing RUN sebesar 100 L (100 kg) dan temperatur operasi dijaga 60o

C. Hal ini dimaksudkan agar tidak terjadi pengurangan jumlah cairan dalam tangki tersebut sehingga

parameter jumlah cairan tidak mempengaruhi dalam perpindahan panas yang dilakukan. Media

pemanas yang digunakan adalah air yang dipanaskan dengan steam dengan temperatur ketika

masuk jaket dikendalikan pada 60o

C sebagai nilai acuan (set point). Tangki tersebut dselimuti

dengan jaket dimaksudkan agar tidak ada kehilangan panas ke lingkungan.

Untuk mengatahui seberapa besar panas yang dipindahkan dari air dalam jaket atau yang

diserap oleh cairan (air) dalam tangki maka digunakan parameter suhu. Suhu air dalam tangki diukur,

begitu juga suhu air pemanas masuk dan keluar jaket. Perbedaan suhu antara suhu air dalam tangki

dan air masuk jaket (T1-t) diplotkan terhadap waktu samapi waktu tertentu dan beda suhunya

mendekati nol atau sama dengan nol.

Dari data-data praktikum yang di peroleh didapat pengaruh hubungan kecepatan putaran

pengaduk terhadap lamanya perpindahan panas yang terjadi yaitu semakin cepat pengdukan yang



dilakukan maka akan semakin cepat pula perpindahan panas yang terjadi (cepat menacapai keadaan

set point), seperti terlihat dalam grafik hubungan ∆T (T1-t) Vs Waktu pada masing-masing

kecepatan putaran pengaduk (agitator). Hal ini disebabkan karena dengan adanya pengadukan yang

semakin cepat maka perpindahan panas pun akan semakin cepat homogen dan sudah tentu lajunya

pun akan semakin cepat. Disamping itu juga dengan adanya pengadukan maka kluas permukaan

kontak untuk perpindahan panas semakin besar.

Kesimpulan

1. Semakin cepat putaran pengaduk maka semakin besar perpindahan panas yang terjadi

pada waktu tertentu.

2. Pengadukan dapat memperbasar luas kontak perpindahan panas pada cairan.

Documents

Agitating