laporan akhir praktikum mixing kelompok 13
Post on 31-Jan-2016
299 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM MIXING
Nadira Putri Pinasthika (1306370814)Naufal Giffari (1306447833)
Pratiwi Rostiningtyas (1306370833)Shadrina Izzati (1306370801)
Mempelajari korelasi antara parameter-parameter dalam sebuah proses pengadukan dan pencampuran, seperti : Jenis pengaduk Posisi sumbu pengaduk Kecepatan pengadukan Penggunaan sekat dalam tangki Pola aliran yang terjadi terhadap kebutuhan daya dalam
proses pengadukan dan pencampuran dalam tangki berpengaduk
Tujuan Percobaan
Mixing (pencampuran) proses bersatunya dua zat yang sama-sama berada dalam fasa cair hingga keduanya bersifat homogen.
Agitasi (pengadukan) suatu gerakan dari alat pengaduk yang memiliki pola sirkulasi tertentu sehingga membantu proses pencampuran lebih cepat hingga bersifat homogen
Definisi
Mekanisme Konvektif
• Pencampuran akibat aliran cairan keseluruhan
Eddy
Diffusion
• pencampuran karena ada gumpalan fluida dan tercampakkan dalam medan aliran (pusaran) eddies
Pencampura
n Difusi
• Pencampuran karena gerak molekular yang merupakan mekanisme pencampuran difusi
Jenis-Jenis Mekanisme Pencampuran
Menghasilkan keseragaman pada sistem multifase/multikomponen
Menunjukkan perubahan fase pada sistem multikomponen dengan atau tanpa perubahan komposisi
Memfasilitasi perpindahan massa atau energi diantara bagian-bagian dari sistem yang tidak seragam
Tujuan Mixing dan Agitasi
Tangki berbentuk silinderVolume:
Diameter:
tDV 2
4
1
34
V
D D = t
Bertujuan untuk mengoptimalkan pengadukan dan membuat pola aliran fluida yang mencapai seluruh bagian dalam tangki
Perancangan awal : Kesesuaian tinggi dan diameter tangki
Perancangan Tangki
Dengan :C = tinggi pengaduk dari dasar tangkiD = diameter pengaduk Dt =diamater tangkiH = tinggi fluida dalam tangkiJ = lebar baffleW = lebar pengaduk
Hubungan antar dimensi tangki
Pengaturan dimensi bertujuan agar tidak ada bagian dead zone (bagian yang tidak tercampur)
Biasaynya dead zone terletak pada lipatan atau dinding tangki
Posisi sumbu pengaduk
Proses pengadukan dan pencampuran dilakukan dengan menempatkan pengaduk pada pusat diameter tangki (center).
Pada tangki tidak bersekat dengan pengaduk yang berputar di tengah, dapat terbentuk vorteks.
Pusaran semakin besar seiring dengan peningkatan kecepatan putaran juga meningkatkan turbulensi fluida
Pada dispersi gas-cair, vorteks tidak diinginkan karena ada dispersi udara yang menghambat dispersi gas ke cairan & sebaliknya.
Untuk menghilangkan vorteks, sumbu pengaduk dimiringkan sehingga dapat membuat pencampuran lebih optimal dan dapat mengurangi bagian yang tidak tercampur
Sekat (Baffle)
Lembaran vertikal datar yang ditempelkan pada dinding tangki
Fungsi Menambah kebutuhan
daya pengadukan memecah pusaran
(vorteks) Menghasilkan
distribusi konsentasi yang lebih baik karena aliran yang terpecah.
Baling-Baling
(Propeller)Kecepatan operasi : 400-1750 rpmDigunakan untuk viskositas rendah)
Dayung (Paddle)Untuk kecepatan rendah : 20-200 rpmPanjang pengaduk : 60-80% dari diameterUmumnya berdaun dua atau empatTidak efektif untuk suspensi padatan, karena aliran radial besar, sementara aliran aksial dan vertikal kecilDigunakan pada fluida kental dimana umumnya terdapat endapan.
Jenis-jenis pengaduk
Turbin
Pengaduk dayung dengan daun pengaduk lebih banyak dan lebih pendekDigunakan pada kecepatan tinggiDiameter turbin : 30%-50% dari diameter tangki4-6 daun pengadukTurbin berdaun datar cocok untuk dispersi gas karena memberikan aliran radialTurbin berdaun miring cocok untuk suspensi padatan karena mermberikan aliran ke bawah dan menyapu padatan ke atas. (aliran aksial)
Helical-Ribbon
Digunakan pada kecepatan rendah, aliran laminar, pada fluida dengan viskositas tinggi.Cairan bergerak di dalam ribbon dan naik ke bagian atas sumbu pengaduk
Kecepatan Tinggi
• Sekitar 1750 rpm• Untuk fluida berviskositas rendah
• Untuk mempercepat waktu pencampuran
• Untuk fluida dengan perbedaan viskositas yang besar
Kecepatan Sedang
• Sekitar 1150 rpm• Umumnya digunakan untuk sirup kental
• Untuk membuat riak pada permukaan fluida
• Mengurangi waktu pencampuran
• Pemanasan/pendinginan
• Mencampur larutan dengan viskositas berbeda
Kecepatan Rendah
• Sekitar 400 rpm• Umumnya untuk cairan kental, seperti minyak
• Untuk menghindari pembentukan busa
• Pergerakan batch sempurna
• Menjaga temperatur• Mencampur larutan dengan viskositas yang sama
Kecepatan Pengadukan
Satu
Pengaduk
• Fluida dengan viskositas rendah• Pengaduk menyapu dasar tangki• Kecepatan aliran yang tinggi• Ketinggian permukaan cairan yang bervariasi
Dua
Pengaduk
• Fluida dengan viskositas sedang dan tinggi• Pengadukan pada tangki yang dalam• Gaya gesek aliran lebih besar• Ukuran mounting nozzle yang minimal
Jumlah pengaduk
Pengaduk
Baling-Baling
• Viskositas dibawah 3 Pa.s
Pengaduk Turbin
• Viskositas dibawah 100 Pa.s
Pengaduk Dayung
• Viskositas antara 50-500 Pa.s
Pengaduk Pita (helical Ribbon)
• Viskositas 1000-25000 Pa.s
Pemilihan pengaduk
PARAMETER HIDRODINAMIKA DALAM TANGKI BERPENGADUK
Bilangan ReynoldBilangan Fraude
Kebutuhan Daya Pengadukan
Bilangan Reynold menunjukkan perbandingan antara gaya inersia dan gaya viscous yang terjadi pada fluida.
Jenis aliran yang terbentuk : Aliran laminer : Re < 10 Aliran turbulen : Re 10-10000
Dimana : Re = Bilangan Reynold 𝜌 = densitas fluida 𝜇 = viskositas N = kecepatan
pengadukan D = diameter pengaduk
Bilangan Fraude menunjukkan perbandingan antara gaya inersia dan gaya gravitasi.
Fr = Bilangan Fraude N = kecepatan putaran
pengaduk D = diameter pengaduk g = percepatan grafitasi
Bilangan Fraude hanya digunakan dalam sistem tangki tanpa baffle, dimana permukaan cairan dipengaruhi oleh gaya gravitasi sehingga membentuk vorteks
Dapat dikarakterisasi dengan :Hubungan kecepatan, torque dan HP :
rpm
HPxTorque
63025
Daya Pengadukan & Pencampuran
Dari persamaan tersebut terlihat bahwa pada kecepatan pengadukan yang lebih rendah dihasilkan torsi yang lebih tinggi untuk besar HP yang sama
Pengaruh diameter dan kecepatan pengaduk terhadap daya pengadukan :
Cara lain penghitungan daya :
dengan :𝜏 : tenaga putaranF : energiR : jarak dari tangkai putaran𝜔 : kecepatan angular
Daya Pengadukan & Pencampuran
• Konsumsi daya dapat diplot dalam grafik bilangan daya (NP)
vs. bilangan Reynold (NRe). Daya digunakan untuk menggerakan pengaduk.
• Bilangan daya :
Menggunakan analisis dimensional, variabel yang mempengaruhi kebutuhan energi pengadukan dapat disederhanakan menjadi:
Di mana,Dengan:Np = bilangan daya
ω = Kecepatan putaran pengaduk (m/s)Da = diameter pengaduk (m)
ρ = massa jenis larutan (kg/m3)P = daya (Watt)
Daya vs. Hidrodinamika Fluida
Waktu pencampuranWaktu yang dibutuhkan hingga dicapai keadaan homogen untuk menghasilkan produk dengan kualitas yang telah ditentukan
Laju & Waktu Pencampuran
Laju pencampuranLaju dimana proses pencampuran berlangsung hingga mencapai kondisi akhir
Terkait Alat
• Ada tidaknya baffle atau cruciform baffle• Bentuk atau jenis pengaduk (turbin),
propeller, paddle• Ukuran pengaduk (diameter, tinggi)• Laju putaran pengaduk• Kedudukan pengaduk pada tangki seperti:• Jarak pengaduk terhadap dasar tangki• Pola pemasangannya:• Center, vertikal• Off center, vertikal• Miring (inclined) dari atas• Horizontal
• Jumlah daun pengaduk• Jumlah pengaduk yang terpasang pada proses
pengaduk
Terkait fluida
• Perbandingan kerapatan atau densitas cairan yang diaduk
• Perbandingan viskositas cairan yang diaduk
• Jumlah kedua cairan yang diaduk
• Jenis cairan yang diaduk atau miscible, immiscible
Faktor yang Mempengaruhi Waktu
Pencampuran
1. Mengukur diameter tangki dan pengaduk 2. Pengaduk yang digunakan ada 4 macam, yaitu :
Propeller, Turbin Rushton, Turbin Sejajar, dan Turbin Sirip
3. Mengukur lebar dan panjang daun pada tiap pengaduk
4. Menentukan viskositas dan densitas air dan cat5. Membuat larutan cat dengan cara
mencampurkan 5 gram cat dengan air (Setiap 5 gram cat, dicampurkan dengan 1 liter air)
Tahap Persiapan Pengambilan Data
1. Memasukkan 1 liter cairan cat warna primer ke dalam tangki
2. Memutar potensio hingga motor mulai berjalan.3. Memvariasikan tegangan yaitu 5 V, 7 V, dan 9 V.4. Menghitung kecepatan putaran dengan tachometer
sebanyak 3 kali untuk setiap variasi tegangan.5. Mencampurkan 1 liter cairan cat primer warna
lainnya ke dalam tangki tersebut.6. Menghitung waktu pencampuran dari mulai dituang
hingga menjadi homogen (dilihat dari perubahan warna)
7. Mengulangi percobaan dengan variasi pengaduk dan posisi sumbu pengaduk seperti yang ditunjukan pada diagram variasi percobaan berikut.
Tahap Persiapan Pengambilan Data
Data Percobaan - Propeller
No Volt Ampere N (rpm) T (s)
1 5 0.0028
257.47
4,44
254.35
261.87
2 7 0.0031
517.99
514.3
511.18
3 9 0.0035
764.69
766.74
768.09
Data Percobaan – Turbin Rushton
Sumbu 0 derajat
No Volt (V) Ampere (A) N (RPM) T (s)
1 5 0.0028
286.14
3.54
277.46
280.64
2 7 0.0032
544.76
540.60
540.10
3 9 0.0052
796.25
790.10
794.60
Data Percobaan – Turbin Rushton
Sumbu 30 derajat
No Volt (V) Ampere (A) N (RPM) T(s)
1 5 0.0028
269.72
3.81
286.03
281.47
2 7 0.0033
521.81
524.15
524.51
3 9 0.0036
810.3
818.22
808.33
Data Percobaan – Turbin Sejajar
No Volt (V) Ampere (A) N (RPM) T (s)
1 5 0.0032
216.69
5.5
218.42
215.04
2 7 0.0043
419.35
429.45
426.30
3 9 0.0059
614.28
613.06
621.67
Data Percobaan – Turbin Sirip
No Volt (V) Ampere (A) N (RPM) T (s)
1 5 0.0032
225.95
5.3
228.55
227.93
2 7 0.0042
435.31
446.09
440.78
3 9 0.0052
661.48
673.05
665.05
Rumus yang Digunakan dalam Pengolahan DataKecepatan
rata-rata pengaduk (N)
(rad/s)
Daya (P) (watt)
Bilangan Daya (Np)
Torsi (kg.m²/s²)
Bilangan Reynold
Bilangan Fraude
Pengolahan Data - Propeller
Sumbu 0 derajatSumbu 0 derajat
No. Diameter (m)
Densitas
(kg/m³)
Viskositas
(kg/m.s)
g (m/s²)
Volt (V)
Ampere (A)
N (RPM)
t (s)
N rata-rata (rps)
P (kg.m²/s³)
Bilangan
Daya (Np)
Torsi (kg.m²/s²)
Bilangan
Reynold
Bilangan
Fraude
1
0.06 10000.001004
9.8066
50.002
8
257.47
3.54
4.298278
0.0140.226719
0.003257
15412.15
0.1130372
254.35
3261.8
7
47
0.0032
517.99
8.574833
0.0224
0.045689
0.002612
30746.41
0.4498675 514.3
6511.1
8
7
90.003
5
764.69
12.77511
0.0315
0.019429
0.002466
45807.17
0.9985328
766.74
9768.0
9
Pengolahan Data Propeller
Sumbu 30 derajatSumbu 30 derajat
No. Diameter (m)
Densitas
(kg/m³)
Viskositas (kg/m
.s)
g (m/s²)
Volt (V)
Ampere (A)
N (RPM) t (s)
N rata-rata (rps)
P (kg.m²/s³)
Bilangan
Daya (Np)
Torsi (kg.m²/s²)
Bilangan
Reynold
Bilangan
Fraude
1
0.06 1000 0.001004
9.8066
5 0.0027
269.62
3.81
4.532222
0.0135
0.186485
0.002979
16251
0.1256772
272.84
3273.3
4
4
7 0.003
541.74
9.066222 0.021 0.036
240.002316
32508.37
0.5029045
545.27
6544.9
1
7
9 0.0033
679.21
11.19089
0.0297
0.027253
0.002654
40126.69
0.7662358
673.38
9661.7
7
Pengolahan Data – Turbin Rushton
Sumbu 0 derajatSumbu 0
No Diameter (m)
Densitas
Viskositas
g(m/s2) Volt Amp
ere
N (RPM
)t(s) N rata-
rata (rps)
P (kg.m2
/s3)
Bilangan daya (Np)
Torsi (kg.m2
/s2)
Bilangan
Reynold
Bilangan
Fraude
1
0.06 1000 0.001004 9.8
5 0.0028
286.14
3.54
4.690222222 0.014 0.17449
80.0029
849
16817.52988
0.134682762
277.46
3280.
64
4
7 0.0032
544.76
9.030333333 0.02240.03911
830.0024
80532379.68127
0.499266865
540.6
6540.
1
7
9 0.0052
796.25
13.2275 0.04680.026004966
0.0035381
47429.28287
1.071225048
790.1
9794.
6
Pengolahan Data – Turbin Rushton
Sumbu 30 derajat
NoDiamete
r (m)Densit
asViskosit
asg(m/s2)
VoltAmpe
reN
(RPM)t(s)
N rata-rata (rps)
P (kg.m2/
s3)
Bilangan daya (Np)
Torsi (kg.m2/
s2)
Bilangan
Reynold
Bilangan
Fraude
1
0.06 10000.0010
049.8
50.002
8
269.72
3.81
4.651222222
0.0140.178924
790.0030
100
16677.68924
0.132452252
286.03
3281.4
7
4
70.003
3
521.81
8.724833333
0.02310.044728
4970.0026
47631284.2
62950.46605
7455524.1
5
6524.5
1
7
90.003
6
810.313.538055
560.0324
0.01679267
0.0023933
48542.82869
1.122116018
818.22
9808.3
3
Pengolahan Data- Turbin Sejajar
No. Diame
ter (m)
Densitas
(kg/m³)
Viskositas
(kg/m.s)
g (m/s²)
Volt (V)
Ampere (A)
N (RPM) t (s)
N rata-rata (rps)
P (kg.m²/s³)
Bilangan
Daya (Np)
Torsi (kg.m²/s²)
Bilangan
Reynold
Bilangan
Fraude
1
0.1 1000 0.001004
9.8066
5 0.0032
216.69
5.5
3.611944 0.016 0.033
9540.004
4335975
.540.1330342
218.42
3215.0
4
4
7 0.0043
419.35
7.083889
0.0301
0.008467
0.004249
70556.66
0.5117115
429.45
6 426.3
7
9 0.0059
614.28
10.27228
0.0531
0.004899
0.005169
102313.5
1.0760078
613.06
9621.6
7
Pengolahan Data – Turbin Sirip
No. Diameter (m)
Densitas
(kg/m³)
Viskositas
(kg/m.s)
g (m/s²)
Volt (V)
Ampere (A)
N (RPM) t (s)
N rata-rata (rps)
P (kg.m²/s³)
Bilangan
Daya (Np)
Torsi (kg.m²/s²)
Bilangan
Reynold
Bilangan
Fraude
1
0.1 1000 0.001004
9.8066
5 0.0032
225.95
5.3
3.791278 0.016 0.029
360.004
2237761.73
0.1465732
228.55
3227.9
3
4
7 0.0042
435.31
7.345444
0.0294
0.007418
0.004002
73161.8
0.5501965
446.09
6440.7
8
7
9 0.0052
661.48
11.10878
0.0468
0.003414
0.004213
110645.2
1.2583878
673.05
9665.0
5
Analisis Alat
Roda tempat meletakkan mixer : untuk memudahkan pemindahan alat secara keseluruhan. Harus dijaga agar tetap stabil agar tidak mengganggu proses mixing diatasnya
Tangki : untuk melakukan proses mixing. Memiliki kapasitas yang besar agar dapat menampung campuran (liquid). Penggunaannya harus hati-hati karena bahan tangki terbuat dari kaca. Bahan tangki tembus pandang agar dapat terlihat jelas proses difusi dalam tangki
Power supply : sebagai sumber daya dari alat mixing Papan panel berisikan :
Amperemeter : untuk menghitung kuat arus Voltmeter : untuk menghitung tegangan
Analisis Alat
Penyangga motor pengaduk : untuk menjaga agar motor pengaduk berada pada tempatnya
Motor pengaduk : untuk menggerakkan sumbu pengaduk Sumbu pengaduk : untuk menggerakkan pengaduk yang
terpasang di bagian ujungnya Pengaduk : untuk melakukan proses pengadukan.
Pengaduk yang digunakan antara lain propeller, turbine impeller, pitch blade turbin sejajar, dan pitch blade turbin sirip. Hal ini bertujuan untuk melihat efisiensi dari setiap pemakaian pengaduk terhadap proses pengadukan
Tachometer : untuk mengukur kecepatan putaran dari pengaduk
Analisis Percobaan
Pengenceran dilakukan agar kepekatan larutan berkurang dan menurunkan
viskositas larutan sehingga proses mixing terjadi lebih mudah
Untuk memperoleh waktu bersih hasil pencampuran, larutan I dituangkan ke dalam
larutan II secara langsung dan cepat
Untuk dapat menganalisis pengaruh voltase terhadap proses pencampuran,
dilakukan variasi voltase yakni sebesar 5,7 dan 9 volt
Dilakukan variasi terhadap jenis pengaduk dan sumbu pengaduk agar dapat menganalisis
pengaruh bentuk dan derajat pengaduk dalam pencampuran
Propeller
0.01 0.02 0.03 0.040
0.4
Grafik Daya vs Bilangan Daya
sumbu 0ᵒ
P
Np
0.01 0.02 0.03 0.040
0.1
0.2
Grafik Daya vs Bilangan Daya
sumbu 30ᵒ
P
Np
Kesimpulan Grafik :
Daya yang dibutuhkan propeller dengan sumbu 30 ᵒ
lebih kecil dari sumbu 0 ᵒ
Semakin besar daya yang diberikan, maka
akan semakin kecil bilangan dayanya
Daya memiliki hubungan berbanding
terbalik dengan bilangan Daya
Propeller
0.01 0.02 0.03 0.040
50000
Grafik Daya vs Bilangan Reynold
sumbu 0ᵒ
P
Re
Kesimpulan Grafik :
Semakin besar daya yang diberikan, maka Bilangan Reynolnya akan semakin besar
pula
Aliran akan semakin turbulen seiring
dengan kenaikan Daya dan kecepatan
Putaran
Aliran yang terbentuk pada sumbu 0 ᵒ lebih
turbulen dibanding aliran sumbu 30ᵒ
0.01 0.02 0.03 0.040
50000
Grafik Daya vs Bilangan Reynold
sumbu 0ᵒ
P
Re
Propeller
0 20000 40000 600000
0.4
Grafik Bilangan Daya vs Reynold
sumbu 0ᵒ
Re
Np
0 20000 40000 600000
0.2
Grafik Bilangan Daya vs Reynold
sumbu 30ᵒ
Re
Np
Kesimpulan Grafik :
Semakin besar Bilangan Daya, maka
semakin kecil Bilangan Reynoldnya
Bilangan Daya dan Bilangan Reynold
bebanding terbalik
Turbin Rushton
0 0.050.000000000
0.200000000
Grafik Daya vs Bilangan Daya
sumbu 0ᵒ
P
Np
0 0.02 0.040.00000000
0.20000000
Grafik Daya vs Bilangan Daya
sumbu 30ᵒ
P
Np
Kesimpulan Grafik :
Daya yang dibutuhkan propeller dengan sumbu 30 ᵒ
lebih kecil dari sumbu 0 ᵒ
Semakin besar daya yang diberikan, maka
akan semakin kecil bilangan dayanya
Daya memiliki hubungan berbanding
terbalik dengan bilangan Daya
Turbin Rushton
0.01 0.02 0.03 0.04 0.050
100000
Grafik Daya vs Bilangan Reynold
sumbu 0ᵒ
P
Re
0.01 0.02 0.03 0.040
100000
Grafik Daya vs Bilangan Reynold
sumbu 30ᵒ
P
Re
Kesimpulan Grafik :
Semakin besar daya yang diberikan, maka Bilangan Reynolnya akan semakin besar
pula
Aliran akan semakin turbulen seiring
dengan kenaikan Daya dan kecepatan
Putaran
Aliran yang terbentuk pada sumbu 0 ᵒ lebih
turbulen dibanding aliran sumbu 30ᵒ
Turbin Rushton
0 500000.000000000
0.200000000
Grafik Bilangan Daya vs Reynold
sumbu 0ᵒ
Np
Re
0
5000
0
1000
000.00000000
0.20000000
Grafik Bilangan Daya vs Reynold
sumbu 30ᵒ
Np
Re
Kesimpulan Grafik :
Semakin besar Bilangan Daya, maka
semakin kecil Bilangan Reynoldnya
Bilangan Daya dan Bilangan Reynold
bebanding terbalik
Turbin Sejajar dan Turbin Sirip
0 0.02 0.04 0.060
0.4
Grafik Daya vs Bilangan Daya
Turbin Sejajar
P
Np
0 0.02 0.04 0.060
0.04
Grafik Daya vs Bilangan Daya
Turbin Sirip
P
Np
Kesimpulan Grafik :
Daya yang dibutuhkan oleh turbin sejajar lebih besar dibandingkan daya pada turbin sirip
Semakin besar daya yang diberikan, maka
akan semakin kecil bilangan dayanya
Bilangan daya turbinsejajar cenderung
lebihbesar dibandingkan
turbin sirip
Turbin Sejajar dan Turbin Sirip
Kesimpulan Grafik :
Semakin besar daya yang diberikan, maka Bilangan Reynolnya akan semakin besar
pula
Aliran akan semakin turbulen seiring
dengan kenaikan Daya dan kecepatan
Putaran
Turbin sirip memiliki bilangan reynold yang lebih tinggi dibandingkan turbin sejajar
0
5000
0
1000
00
1500
000
0.04
Grafik Reynold vs Daya
Turbin Sejajar
Re
P
0
5000
0
1000
00
1500
000
0.04
Grafik Reynold vs Daya
Turbin Sirip
Re
P
Turbin Sejajar dan Turbin Sirip
0
5000
0
1000
00
1500
000
0.4
Grafik Reynold vs Bilangan Daya
Turbin Sejajar
Re
Np
0
5000
0
1000
00
1500
000
0.04
Grafik Reynold vs Bilangan Daya
Turbin Sirip
Re
Np
Kesimpulan Grafik :
Semakin besar Bilangan Daya, maka
semakin kecil Bilangan Reynoldnya
Bilangan Daya dan Bilangan Reynold
bebanding terbalik
Analisis PerhitunganHubungan antara tegangan (V) dengan arus (I)Berdasarkan data sebelumnya, tegangan berbanding lurus dengan arus. Hal ini sesuai dengan hukum Ohm dimana V = I.R
Hubungan antara tegangan (V) dan/atau arus (I) dengan daya (P)Nilai P didapatkan dari persamaan P = V.I sehingga P pasti berbanding lurus dengan V dan I.
Hubungan antara tegangan (V) dengan kecepatan putaran (N)Tegangan yang besar akan memberikan energi yang besar pula kepada motor untuk berputar, sehingga semakin besar tegangan semakin besar pula kecepatan putaran motor.
Hubungan antara daya (P) dengan bilangan daya (Po)Bilangan daya adalah perbandingan antara tekanan yang dihasilkan aliran dengan gaya inersianya. Berdasarkan persamaan di samping, didapatkan bahwa bilangan daya (power) berbanding lurus dengan daya
Hubungan antara torsi (T) dengan daya (P)Torsi adalah kemampuan suatu benda untuk berputar, dimana kemampuan ini dipengaruhi oleh energi (daya) yang diberikan. Sehingga daya berbanding lurus dengan torsi.
Hubungan antara daya (P) dengan bilangan Reynold (Re)Diketahui bahwa daya berbanding lurus dengan bilangan daya, dan menurut persamaan untuk sistem tanpa baffle, bilangan daya berbanding lurus dengan Sehingga daya berbanding lurus dengan
Hubungan antara kecepatan pengadukan dengan bilangan Reynold (Re)Pada proses pengadukan, bilangan Reynold dapat diperoleh berdasarkan rumus di samping.
Sehingga diketahui bahwa Re berbanding lurus dengan kecepatan putaran. Semakin besar Re, maka pola alirannya akan semakin membentuk aliran turbulen.
Hubungan antara bilangan Fraude (Fr) dengan tegangan (V)Dengan persamaan disamping, diketahui bahwa bilangan Fraude, yaitu perbandingan antara gaya inersia dengan gaya gravitasi, berbanding lurus dengan kecepatan putaran, dan kecepatan putaran pun berbanding lurus dengan tegangan.
Hubungan antara kecepatan putaran (N) dengan waktu pengadukan (t)Semakin cepat putaran motor maka semakin kecil pula waktu yang dibutuhkan hingga cairan homogen
Hubungan bilangan Reynold dengan pola aliranMenurut Geankoplis, aliran dengan bilang Re < 10, maka pola alirannya adalah laminar. Jika bilangan Re antara 10-10.000, maka pola aliran yang terbentuk adalah turbulen.
Analisis Pengaruh Komponen Pengadukan
Jenis PengadukJenis pengaduk mempengaruhi pola aliran serta waktu yang dibutuhkan agar cairan menjadi homogen. Keempat jenis pengaduk menghasilkan aliran turbulen Pengaduk turbin lebih efektif karena aliran terjadi
pada arah radial dan tangensial, sedangkan aliran yang dihasilkan oleh propeller hanya pada arah aksial.
Jenis pengaduk tidak mempengaruhi waktu secara langsung
Jenis pengaduk mempengaruhi kecepatan pengadukan namun tidak secara signifikan
Posisi sumbu pengadukPosisi sumbu mempengaruhi waktu pengadukan. Pada sumbu 0° waktu yang dibutuhkan lebih kecil
dibandingkan pada sumbu 30° karena pada sumbu 30° terdapat dead zone sehingga pengadukan tidak semerata 0°
Pengaduk pada sumbu
0 °
Pengaduk pada sumbu
30°
Beberapa kesalahan yang menyebabkan data yang diperoleh
tidak sesuai dengan teori dapat disebabkan oleh beberapa faktor berikut: Ketika melaksanakan praktikum, voltmeter tidak bekerja
dengan baik dikarenakan alat memang agak sedikit rusak sehingga data yang akan diambil kurang presisi karena volt berubah-ubah
Praktikan mengalami kesulitan saat melihat perubahan warna saat pencampuran karena dibutuhkan konsentrasi yang tinggi serta refleks yang bagus ketika menyalakan atau memberhentikan waktu ketika warna telah tercampur
Sedikit pewarna yang masih menempel pada dinding gelas beker yang mengakibatkan pewarna dan air tidak terlarut sempurna
Tachometer tidak tepat mengenai kertas putih pada bagian atas propeller sehingga ada indikasi goyangan pada saat memegangnya yang mengakibatkan terjadi perubahan nilai rpm dari propeller
Analisis Kesalahan
Kesimpulan
Proses pengadukan dan pencampuran dipengaruhi oleh jenis pengaduk, posisi sumbu pengaduk dan besar daya pengadukan.
Jenis pengaduk mempengaruhi pola aliran serta waktu yang dibutuhkan agar cairan menjadi homogen.
Semakin besar diameter pengaduk dan lebar daun pengaduk, maka semakin kecil kecepatan agitasi pengaduk tersebut.
Jenis pengaduk yang kecil membutuhkan daya yang lebih sedikit daripada pengaduk besar untuk kecepatan agitasi yang sama.
Posisi sumbu berpengaruh terhadap pola aliran. Kecepatan agitasi berbanding lurus dengan tegangan dari
potensiometer. Semakin besar tegangan, maka semakin cepat putaran
pengaduk.
Daftar Pustaka
Anonim. 2015. Praktikum Unit Operasi Bioproses I. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Indonesia.
Cremer, H. W. 1965. Chemical Engineering Practices, Vol. 8. London: Butterworths Scientific Publications.
Dantec Dynamics. Mixing. http://www.dantecdynamics .com/Default.aspx?ID=19361, diakses pada 14 November 2015.
Moo-Young. 1972. The Blending Efficiences of Some Impeller in Batch Mixing. AICheJ, 18(1) pp. 178-182.
Rahayu, S. S. Pencampuran Bahan Padat-Cair. http://www.chem-is-try.org/materi-kimia/kimia-industri/teknologi-proses/pencampuran-bahan-padat-cair/ diakses pada 12 Oktober 2015
Warren, Mc.Cabe., Julian Smith, dan Peter Harrior. 1994. Operasi Teknik Kimia Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga.
http://cercell.com/support/bactovessel-details/turbine-power/
top related