eksperimen pengaruh ukuran partikel pada laju … filebola; kering; 6. thermocouple; bola basah 7....

EKSPERIMEN PENGARUH UKURAN PARTIKEL PADA LAJU PENGERINGAN PUPUK ZA DALAM TRAY DRYER

Disusun oleh :Kristina Dwi yanti Nia Maulia

2308 100 537 2308 100 542

Dosen Pembimbing :

Dr. Ir. Susianto, DEA Prof. Dr. Ir. Ali Altway, MS

LABORATORIUM PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA JURUSAN TEKNIK KIMIA

FTI ITS SURABAYA

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG Penelitian tentang karakteristik pengeringan

pupuk ZA dengan perbedaan ukuran partikelmasih sangat terbatas. Oleh karena itu penelitianuntuk mendapatkan data karakteristikpengeringan pupuk ZA perlu dilakukan. Dalampenelitian ini akan dilakukan studi eksperimenkarakteristik pengeringan pupuk ZA dengankondisi ukuran partikel yang berbeda di dalamTray dryer.

.

PENELITIAN TERDAHULUPenelitian eksperimen :

PENELITI DESKRIPSI UMUM PENELITIAN

Doymaz et al(2003)

pengeringan limbah padat dari ekstraksi minyak zaitun

Singh et al al(2006) pengeringan ampas wortel

Roberts et al(2008) pengeringan biji anggur

Dedi dkk(2008) Pengeringan limbah padat tapioka

Salman dkk(2010) pengeringan pupuk ZA dalam tray dryer

Beberapa Hal Pokok Dari HasilPenelitian Terdahulu

Ukuran partikel padatan seragam. Penelitian pengeringan pupuk ZA lebih banyak

dilakukan secara modelling. Penelitian pengeringan pupuk ZA dengan ukuran

partikel berbeda masih sangat terbatas, Oleh karena itu dalam penelitian ini akan dilakukan

eksperimen tentang karakteristik pengeringan pupukZA dengan perbedaan ukuran partikel didalam traydryer.

Perumusan Masalah Permasalahan yang akan dikaji dalam penelitian ini

adalah mengenai studi karakteristik pangeringanpupuk ZA dengan meninjau perbedaan ukuranpartikel.

Tujuan Penelitian Menentukan karakteristik pengeringan pupuk ZA

dengan ditinjau perbedaan ukuran partikel. Menentukan parameter perpindahan massa (Deff )

dan koefisien perpindahan massa pada udarapengering (kG).

Menentukan pengaruh kecepatan udara, suhuudara, humidity dan perbedaan ukuran partikelterhadap drying rate.

TINJAUAN PUSTAKA

Fenomena Pengeringan

Gambar 2.1 Typical Kurva Pengeringan untuk Pengeringan Konveksi

Gambar 2. 2. Typical Kurva Rate Pengeringan untuk PengeringanKonveksi

METODOLOGI PENELITIAN

Tahap Persiapan Penelitian

Persiapan Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah

pupuk ZA- Mengayak pupuk ZA sesuai ukuran yang ditentukan.- Menentukan kadar air bahan.

1. Kipas angin

2. AC

3. Pemanas

4. Thermocouple

5. Thermocouple bola kering

6. Thermocouple bola basah

7. Pintu kaca

8. Timbangan digital

9. Tray

10. Wadah sampel

11. Ruangan Pengering

2 15

3

80

4

6 5 6

8100.0

udara keluar

udara masuk

7

9

10

11

Tahap Eksperimen

Tahap Evaluasi Data Eksperimen

1. Menentukan karakteristik pengeringan2.Menentukan Difusivitas Efektif (Deff)3.Menentukan koefisien perpindahan massa(kG)

Variabel Penelitian

Laju udara pengering : 1 m/s ; 1,2 m/s Suhu udara pengering : 60,70 dan 80 0C Ukuran Partikel Bahan : 20- 24 mesh ( 0,0510 cm)

: 24- 28 mesh ( 0,0450 cm): 28- 32 mesh ( 0,0390 cm)

HASIL DAN PEMBAHASAN

0.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

0.2500

0.3000

0.3500

0.4000

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000

Dry

ing

rate

(kg

H2O

/ kg

solid

ke

ring

.men

it)

moisture content(%)

Dp=0.05 cmDp=0.04 cmDp=0.03 cm

Pengaruh Ukuran Partikel terhadapDrying Rate

Gambar 4.1 Pengaruh ukuran partikel terhadap drying rate pada suhuT = 80oC, kecepatan udara pengering v = 1m/s dengan ukuran partikel

0.05 cm, 0.04 cm, dan 0.03 cm.

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500

Dry

ing

rate

(kg

H2O

/kg

soli

d ke

rin

g.m

enit

)

moisture content(%)

T=60 C

T=70 C

T=80 C

Pengaruh Suhu Udara Pengering terhadapDrying Rate

Gambar 4.2 Pengaruh suhu pengeringan terhadap drying rate padakecepatan udara pengering v = 1,2 m/s dengan ukuran partikel 0.03 cm

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200Dry

ing

rate

(kg

H2O

/kg

solid

ker

ing

.men

it)

moisture content(%)

v=1 m/sv=1.2 m/s

Pengaruh Kecepatan Udara Pengeringterhadap Drying Rate

Gambar 4.3 Pengaruh kecepatan udara pengering terhadap drying ratepada suhu T= 80oC dengan ukuran partikel 0.04 cm.

0.0000

0.0500

0.1000

0.1500

0.2000

0.2500

0.000 0.500 1.000 1.500

Dry

ing

rate

(kg

H2O

/kg

solid

ke

ring

.men

it)

moisture content(%)

H=13.259 gr uap air/kg udara kering

H=12.328 gr uap air/kg udara kering

Pengaruh humidity Udara Pengering terhadapDrying Rate

Gambar 4.4 Pengaruh humidity udara pengering terhadap drying rate pada suhu T = 80oC, dengan ukuran partikel 0.05 cm.

Estimasi Parameter Model

Gambar 4.5 Grafik fitting data simulasi dengan eksperimen pada ukuran0.05 cm T =80oC, dan kecepatan udara pengering v =1m/s.

Pengaruh Suhu Udara Pengering terhadapDifusivitas Efektif (Deff)

Dengan fitting parameter model dengan data percobaan, maka diperoleh nilai parameter Deff. Padapenelitian ini harga Deff dinyatakan sebagai fungsisuhu dengan persamaan : Deff = 3,3884x10-15T2.096.

Gambar 4.6 Pengaruh perubahan suhu udara pengering terhadap Deff.

Pengaruh Suhu Udara Pengering terhadapDifusivitas Efektif (Deff)

Pengaruh Variabel Ukuran Partikelterhadap Difusivitas Efektif (Deff)

Gambar 4.7 Pengaruh ukuran partikel terhadap Deff.

Pengaruh Variabel Ukuran Partikel terhadapKoefisien Perpindahan Massa

Gambar 4.8 Pengaruh ukuran partikel terhadap kG pada suhu udarapengering T = 80oC

8.20E-108.30E-108.40E-108.50E-108.60E-108.70E-108.80E-108.90E-109.00E-109.10E-109.20E-109.30E-10

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0.055

kG(k

gmol

/det

ik.m

2 .Pa)

x 10

-10

ukuran partikel (cm)

v=1 m/s

v=1.2 m/s

Dengan fitting parameter model dengan data percobaan, maka diperoleh korelasi empiris sebagaiberikut: kG = 1,04647 x10-9 Dp-0.00491 T -0.0549 v 0.499. Dari persamaan diatas maka didapatkan hubunganantara kG dengan ukuran partikel, suhu pengering dankecepatan pengeringan.

Kesimpulan Pada penelitian ini didapatkan kesimpulan bahwa semakin

besar ukuran partikel, maka drying rate semakin meningkat.Berdasarkan ukuran partikel seharusnya semakin kecil ukuranpartikel, maka drying rate semakin meningkat. Hal inidisebabkan karena adanya faktor-faktor yang mempengaruhiwaktu pengeringan.

Drying rate semakin meningkat dengan kenaikan suhu udarapengering, kenaikan laju udara pengering, penurunanhumidity udara pengering.

• Semakin tinggi suhu udara pengering, maka harga Deff semakinbesar.• Semakin kecil ukuran partikel, maka harga kG semakinmeningkat.• Dari penelitian yang telah dilakukan diperoleh kesimpulanpersamaan empiris difusivitas efektif sebagai fungsi suhu sebagaiberikut: Deff = 3,388x10-15T2,096.• Dengan fitting parameter model dengan datapercobaan, diperoleh nilai parameter kG = 1,04647 x10-9 Dp-0.00491

T -0.0549 v 0.499.

Terima KasihMohon saran dan bimbingannya