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
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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.
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
3/19
Posisi Sumbu Pengaduk
Posisi center dari Sebuah Pengaduk yang Menghasilkan Vortex
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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.
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
5/19
Sekat dalam Tangki
sekat
PemasanganBaffleDiharapkan Mampu Meningkatkan Kualitas Pemcampuran
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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.
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
8/19
Pemilihan Pengaduk
Pola Aliran yang dihasilkan oleh jenis-jenis pengaduk yang berbeda, (a)impeller, (b) propeller, (c) paddle dan (d) helical ribbon
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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.
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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.
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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.
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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
7/22/2019 Laporan Praktikum Mixing
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