BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan

1. Menentukan pola aliran dengan memvariasikan kecepatan putaran pengaduk turbin

berdaun empat, propeller berdaun tiga, dan paddle berdaun empat.

2. Menentukan waktu homogenitas dengan memvariasikan kecepatan putaran pengaduk

turbin berdaun empat, propeller berdaun tiga, dan paddle berdaun empat.

1.2 Dasar Teori

Pengadukan adalah operasi yang menciptakan terjadinya gerakan didalam bahan yang

diaduk. Tujuan operasi pengadukan yang utama adalah terjadinya pencampuran. Pencampuran

merupakan operasi yang bertujuan mengurangi ketidaksamaan kondisi, suhu, atau sifat lain

yang terdapat dalam suatu bahan. Pencampuran dapat terjadi dengan cara menimbulkan gerak

di dalam bahan itu yang menyebabkan bagian-bagian bahan saling bergerak satu terhadap

yang lainnya, sehingga operasi pengadukan hanyalah salah satu cara untuk operasi pencampuran.

Pencampuran fasa cair merupakan hal yang cukup penting dalam berbagai proses kimia.

Pencampuran fasa cair dapat dibagi dalam dua kelompok. Pertama, pencampuran antara cairan

yang saling tercampur (miscible), dan kedua adalah pencampuran antara cairan yang tidak

tercampur atau tercampur sebagian (immiscible). Selain pencampuran fasa cair dikenal pula

operasi pencampuran fasa cair yang pekat seperti lelehan, pasta, dan sebagainya; pencampuran

fasa padat seperti bubuk kering, pencampuran fasa gas, dan pencampuran antar fasa.

1.2.1 Tangki Berpengaduk

Pengadukan dan pencampuran merupakan operasi yang penting dalam industri kimia.

Pencampuran (mixing) merupakan proses yang dilakukan untuk mengurangi ketidakseragaman

suatu sistem seperti konsentrasi, viskositas, temperatur dan lain-lain. Pencampuran dilakukan

dengan mendistribusikan secara acak dua fasa atau lebih yang mula-mula heterogen sehingga

menjadi campuran homogen.

Peralatan proses pencampuran merupakan hal yang sangat penting, tidak hanya

menentukan derajat homogenitas yang dapat dicapai, tapi juga mempengaruhi perpindahan

panas yang terjadi. Penggunaan peralatan yang tidak tepat dapat menyebabkan konsumsi energi

1

berlebihan dan merusak produk yang dihasilkan. Salah satu peralatan yang menunjang

keberhasilan pencampuran ialah tangki pengaduk. Hal yang penting dari tangki pengaduk dalam

penggunaannya antara lain:

1. Bentuk : pada umumnya digunakan bentuk silindris dan bagian bawahnya cekung

2. Ukuran: yaitu diameter dan tinggi tangki

3. Kelengkapannya:

a. ada tidaknya baffle, yang berpengaruh pada pola aliran di dalam tangki

b. jacket atau coil pendingin/pemanas yang berfungsi sebagai pengendali suhu.

letak lubang pemasukan dan pengeluaran untuk proses kontinyu

c. kelengkapan lainnya seperti tutup tangki, dan sebagainya.

Skema lengkap dari sebuah tangki berpengaduk sederhana ditunjukkan pada Gambar 1.

1.2.2 Jenis Pengaduk

Pengaduk dalam tangki memiliki fungsi sebagai pompa yang menghasilkan laju

volumetrik tertentu pada tiap kecepatan putaran dan input daya. Input daya dipengaruhi oleh

2

geometri peralatan dan fluida yang digunakan. Profil aliran dan derajat turbulensi merupakan

aspek penting yang mempengaruhi kualitas pencampuran.

Rancangan pengaduk sangat dipengaruhi oleh jenis aliran, laminar atau turbulen. Aliran

laminar biasanya membutuhkan pengaduk yang ukurannya hampir sebesar tangki itu sendiri.

Hal ini disebabkan karena aliran laminar tidak memindahkan momentum sebaik aliran turbulen

[Walas, 1988].

Pencampuran didalam tangki pengaduk terjadi karena adanya gerak rotasi dari pengaduk

dalam fluida. Gerak pengaduk ini memotong fluida tersebut dan dapat menimbulkan arus eddy

yang bergerak keseluruhan sistem fluida tersebut. Oleh sebab itu, pengaduk merupakan bagian

yang paling penting dalam suatu operasi pencampuran fasa cair dengan tangki pengaduk.

Pencampuran yang baik akan diperoleh bila diperhatikan bentuk dan dimensi pengaduk

yang digunakan, karena akan mempengaruhi keefektifan proses pencampuran, serta daya yang

diperlukan. Menurut aliran yang dihasilkan, pengaduk dapat dibagi menjadi tiga golongan:

1. Pengaduk aliran aksial yang akan menimbulkan aliran yang sejajar dengan sumbu

putaran

2. Pengaduk aliran radial yang akan menimbulkan aliran yang berarah tangensial dan radial

terhadap bidang rotasi pengaduk. Komponen aliran tangensial menyebabkan timbulnya

vortex dan terjadinya pusaran, dan dapat dihilangkan dengan pemasangan baffle atau

cruciform baffle

3. Pengaduk aliran campuran yang merupakan gabungan dari kedua jenis pengaduk di atas.

Menurut bentuknya, pengaduk dapat dibagi menjadi 3 golongan:

1. Propeller

Kelompok ini biasa digunakan untuk kecepatan pengadukan tinggi dengan arah aliran

aksial. Pengaduk ini dapat digunakan untuk cairan yang memiliki viskositas rendah dan

tidak bergantung pada ukuran serta bentuk tangki. Kapasitas sirkulasi yang dihasilkan

besar dan sensitif terhadap beban head.

Dalam perancangan propeller, luas sudut biasa dinyatakan dalam perbandingan luas area

yang terbentuk dengan luas daerah disk. Nilai nisbah ini berada pada rentang 0.45

sampai dengan 0.55.

Pengaduk propeller terutama menimbulkan aliran arah aksial, arus aliran meninggalkan

pengaduk secara kontinyu melewati fluida kesatu arah tertentu sampai dibelokkan oleh

3

dinding atau dasar tangki.

2. Turbine

Istilah turbine ini diberikan bagi berbagai macam jenis pengaduk tanpa memandang

rancangan, arah discharge ataupun karakteristik aliran. Turbine merupakan pengaduk

dengan sudut tegak datar dan bersudut konstan. Pengaduk jenis ini digunakan pada

viskositas fluida rendah seperti halnya pengaduk jenis propeller [Uhl & Gray, 1966].

Pengaduk turbin menimbulkan aliran arah radial dan tengensial. Di sekitar turbin terjadi

daerah turbulensi yang kuat, arus dan geseran yang kuat antar fluida. Salah satu jenis

pengaduk turbine adalah pitched blade. Pengaduk jenis ini memiliki sudut-sudut konstan.

Aliran terjadi pada arah aksial, meski demikian terdapat pule aliran pada arah radial.

Aliran ini akan mendominasi jika sudu berada dekat dengan dasar tangki.

3. Paddles

Pengaduk jenis ini sering memegang peranan penting pada proses pencampuran dalam

industri. Bentuk pengaduk ini memiliki minimum 2 sudut, horizontal atau vertikal,

dengan nilai D/T yang tinggi. Paddle digunakan pada aliran fluida laminar, transisi atau

turbulen tanpa baffle. Pengaduk padel menimbulkan aliran arah radial dan tangensial dan

hampir tannpa gerak vertikal sama sekali. Arus yang bergerak kearah horisontal setelah

mencapai dinding akan dibelokkan keatas atau kebawah. Bila digunakan pada kecepatan

tinggi akan terjadi pusaran saja tanpa terjadi agitasi.

Gambar 2 Bentuk-bentuk pengaduk

(a) pengaduk paddle (b) pengaduk propeller (c) pengaduk turbine

Disamping itu, masih ada bentuk-bentuk pengaduk lain yangbiasanya merupakan modifikasi dari

4

ketiga bentuk di atas.

a. Flate Blade

b. Curved Blade

c. Pitched Blade

Gambar 3 Tipe-tipe pengaduk jenis turbin

Gambar 4 Tipe-tipe pengaduk jenis propeller

Ket :

a. Standard three baldes

b. Weedless

c. Guarded

Gambar 5 Tipe-tipe pengaduk jenis padel

Ket :

(a) Basic (b) Anchor

(c) Glassed

1.2.3 Kecepatan Pengaduk

Kecepatan pengaduk yang umumnya digunakan pada operasi industri kimia adalah

sebagai berikut.

Kecepatan tinggi, berkisar pada kecepatan 1750 rpm.

5

Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk fluid dengan

viskositas rendah misalnya air.

Kecepatan sedang, berkisar pada kecepatan 1150 rpm.

Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk larutan sirup kental

dan minyak pernis.

Kecepatan rendah, berkisar pada kecepatan 400 rpm.

Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk minyak kental,

lumpur dimana terdapat serat atau pada cairan yang dapat menimbulkan busa.

Untuk menjamin keamanan proses, pengaduk dengan kecepatan lebih tinggi dari

400 rpm sebaiknya tidak digunakan untuk cairan dengan viskositas lebih besar

dari 200 cP, atau volume cairan lebih besar dari 2000 L. Pengaduk dengan

kecepatan lebih besar dari 1150 rpm sebaiknya tidak digunakan untuk cairan

dengan viskositas lebih besar dari 50 cP atau volume cairan lebih besar dari 500

L. Kecepatan pengaduk ditentukan oleh viskositas fluida dan ukuran geometri

sistem pengadukan.

1.2.4 Pola Aliran dalam Tangki Berpengaduk

Pada tangki berpengaduk, pola aliran yang dihasilkan bergantung pada beberapa faktor

antara lain geometri tangki, sifat fisik fluida dan jenis pengaduk itu sendiri. Pengaduk

jenis turbine akan cenderung membentuk pola aliran radial sedangkan propeller

cenderung membentuk aliran aksial. Pengaduk jenis helical screw dapat membentuk aliran aksial

dari bawah tangki menuju ke atas permukaan cairan. Pola aliran yang dihasilkan oleh tiap-tiap

pengaduk tersebut dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6 Pola aliran fluida di dalam tangki berpengaduk

(a) flat-blade turbine (b) marine propeller (c) helical screw

6

Pada dasarnya terdapat 3 komponen yang hadir dalam tangki berpengaduk yaitu:

a. komponen radial pada arah tegak lurus terhadap tangki pengaduk

b. komponen aksial pada arah sejajar (paralel) terhadap tangkai pengaduk

c. komponen tangensial atau rotasional pada arah melingkar mengikuti putaran sekitar

tangkai pengaduk.

Komponen radial dan tangensial terletak pada daerah horizontal dan komponen longitudinal

pada daerah vertikal untuk kasus tangki tegak (vertical shaft). Komponen radial dan longitudinal

sangat berguna untuk penentuan pola aliran yang diperlukan untuk aksi pencampuran (mixing

action).

Pengadukan pada kecepatan tinggi ada kalanya mengakibatkan pola aliran melingkar

disekitar pengaduk. Gerakan melingkar tersebut dinamakan vorteks. Vorteks dapat terbentuk di

sekitar pengaduk ataupun dipusat tangki yang tidak menggunakan baffle. Fenomena ini tidak

diinginkan dalam industri karena beberapa alasan. Pertama kualitas pencampuran buruk meski

fluida berputar dalam tangki. Hal ini disebabkan oleh kecepatan sudut pengaduk dan fluida sama.

Kedua udara dapat masuk dengan mudahnya ke dalam fluida karena tinggi fluida di pusat tangki

jatuh hingga mencapai bagian atas pengaduk. Ketiga, adanya vorteks akan mengakibatkan

naiknya permukaan fluida pada tepi tangki secara signifikan sehingga fluida tumpah. Upaya

berikut ini dapat dilakukan untuk menghindari vorteks, yaitu:

1. menempatkan tangkai pengaduk lebih ke tepi (off-center)

2. menempatkan tangkai pengaduk dengan posisi miring

3. menambahkan baffle pada dinding tangki.

1.2.5 Pencampuran (mixing)

Pencampuran (mixing) adalah peristiwa menyebarnya bahan-bahan secara acak

dimana bahan satu menyebar ke bahan yang lain dan sebaliknya, sedangkan bahan-bahan

tersebut sebelumnya terpisah dalam dua fase atau lebih. Prinsip percobaan pencampuran

adalah berdasarkan pada peningkatan pengacakan dan distribusi dua atau lebih komponen

yang mempunyai sifat yang berbeda.

Derajat pencampuran dapat dikarakterisasi dari waktu yang dibutuhkan, keadaan

produk atau bahkan jumlah energi yang dibutuhkan untuk melakukan pencampuran.

7

Derajat keseragaman pencampuran diukur dari sampel yang diambil selama

pencampuran. Jika komponen yang dicampur telah terdistribusi melalui komponen lain

secara random, maka dikatakan pencampuran telah berlangsung dengan baik.

Variabel-variabel yang mempengaruhi proses pencampuran adalah komposisi

bahan, reaktor yang digunakan, kecepatan pengadukan, waktu pengadukan, densitas, dan

viskositas bahan. Semakin lama pengadukan, maka campuran akan semakin homogen.

Homogenitas campuran berpengaruh pada viskositas dan densitas campuran.

Besar kecilnya viskositas tergantung pada densitas.

a. Tangki Pencampuran (Mixing)

Alat pencampur fasa padat ke fasa cair jenis ini diperuntukkan untuk memperoleh

campuran dengan viskositas rendah, biasanya berupa tangki pencampur beserta

perlengkapannya. Dimensi tangki atau vessels, jenis pengaduk atau impeller, kecepatan

putar pengaduk, jenis pengaduk, jumlah penyekat atau buffle, letak impeller beserta

dimensinya bergantung dari kapasitas dan jenis dari bahan yang dicampurkan.

b. Bagian-bagian Alat Pencampur

o Tangki atau vessel wadah untuk pencampuran berbentuk silinder dengan bagian

bawah melengkung atau datar.

o Penyekat/buffle berbentuk batang yang diletakkan dipinggir tangki berguna untuk

menghindari vortex dan digunakan untuk mempolakan aliran menjadi turbulen.

Jumlah buffle biasanya 3, 4 atau 6 buah dengan ukuran 1/12 diameter tangki. Sekat

(baffle) adalah lembaran vertikal datar yang ditempelkan pada dinding tangki.

Tujuan utama menggunakan sekat dalam tangki adalah memecah terjadinya pusaran

saat terjadinya pengadukan dan pencampuran. Oleh karena itu, posisi sumbu

pengaduk pada tangki bersekat berada di tengah. Namun, pada umumnya pemakaian

sekat akan menambah beban pengadukan yang berakibat pada bertambahnya

kebutuhan daya pengadukan. Sekat pada tangki juga membentuk distribusi

konsentrasi yang lebih baik di dalam tangki, karena pola aliran yang terjadi terpecah

menjadi empat bagian. Penggunaan ukuran sekat yang lebih besar mampu

menghasilkan pencampuran yang lebih baik.

8

o Pengaduk/impeller digunakan untuk mengaduk campuran, jenis dari impeller

beragam disesuaikan pada sifat dari zat yang akan dicampurkan. Jenis-jenis impeller

yang umumnya digunakan adalah : Tree-blades/marine impeller digunakan untuk

pencampuran dengan bahn dengan viscositas rendah dengan

putaran yang tinggi, Turbine with flat vertical blades impeller digunakan untuk

cairan kental dengan viscositas tinggi, Horizontal plate impeller digunakan untuk zat

berserat dengan sedikit terjadinya pemotongan, Turbine with blades are inclined

impeller paling cocok digunakan untuk tangki yang dilengkapi jaket pemanas, Curve

bade Turbines impeller efektif untuk bahan berserat tanpa pemotongan dengan

viskositas rendah, Flate plate impeller digunakan untuk pencampuran emulsi, Cage

beaters impart impeller cocok digunakan untuk pemotongan dan penyobekan,

Anchore paddle impeller digunakan campuran dengan viscositas sangat tinggi

berupa pasta.

c. Ukuran dan Letak (Impeller)

Ukuran impeller biasanya berkisar antara 0,3-0,6 kali diameter tangki, sedangkan

letak impeller tergantung pada dimensi vessel viscositas campuran yang diaduk. Tata

letak dari impeller seperti pada tabel dibawah ini :

h adalah tinggi vessel s dan Dt adalah diameter vessel s

9

Letak impeller untuk tangki dengan menggunakan buffle biasanya di tengah/center

karena pola turbulensi yang dikehendaki akan terbentuk dengan adanya buffle. Untuk

tangki tanpa menggunakan buffle, letak pengaduk sangat mempengaruhi pola aliran

yang dihasilkan. Biasanya untuk menghindari adanya vortex aliran fluida karena

pengadukan tangki tanpa buffle meletakkan pengaduk tidak tepat ditengah/tidak senter

dengan tangki.

1.2.6 Jenis Pola Aliran

Pola aliran yang dapat terbentuk pada proses pengadukan dan pencampuran dapat

dibagi menjadi tiga, yaitu :

1. Aliran radial, yang bekerja pada arah tegak lurus terhadap poros pengaduknya.

2. Aliran tangensial atau rotasial, yang bekerja pada arah singgung terhadap lintasan lingkar

di sekeliling poros.

3. Aliran aksial yang bekerja pada arah paralel ( sejajar ) dengan poros.

Dalam posisi poros vertikal, komponen radial dan tangensial berada pada satu bidang

horisontal, sedangkan komponen aksial adalah vertikal. Komponen radial dan longitudinal

sangat aktif dalam memberikan aliran yang diperlukan untuk melakukan pencampuran.

Untuk jenis aliran tangensial, akan cenderung terbentuknya arus lingkar sehingga dapat

menyebabkan terbentuknya vorteks yang tidak di inginkan dalam proses pencampuran.

Terjadinya arus lingkar atau arus putar dapat dicegah dengan salah satu cara berikut :

o Pergeseran posisi poros pengaduk

10

o Pemasangan poros pada sisi tangki

o Pemasangan baffle

Gambar 7. Pola Aliran Setelah Pergeseran Posisi Poros dan

Pemasangan Baffle

1.2.7 Faktor yang Mempengaruhi Proses Pengadukan dan Pencampuran

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses pengadukan dan pencampuran diantaranya

adalah perbandingan antara geometri tangki dengan geometri pengaduk, bentuk dan jumlah

pengaduk, posisi sumbu pengaduk, kecepatan putaran pengaduk, penggunaan sekat dalam

tangki dan juga properti fisik fluida yang diaduk yaitu densitas dan viskositas. Oleh karena

itu, perlu tersedia seperangkat alat tangki berpengaduk yang bisa digunakan untuk

mempelajari operasi dari pengadukan dan pencampuran tersebut.

Pencampuran terjadi pada tiga tingkatan yang berbeda yaitu :

1. Mekanisme konvektif : pencampuran yang disebabkan aliran cairan secara

keseluruhan (bulk flow).

2. Eddy diffusion : pencampuran karena adanya gumpalan - gumpalan fluida yang

terbentuk dan tercampakan dalam medan aliran.

3. Diffusion : pencampuran karena gerakan molekuler.

Ketiga mekanisme terjadi secara bersama-sama, tetapi yang paling menentukan adalah

eddy diffusion. Mekanisme ini membedakan pencampuran dalam keadaan turbulen

dengan pencampuran dalam medan aliran laminer. Sifat fisik fluida yang berpengaruh

pada proses pengadukan adalah densitas dan viskositas.

11

Secara khusus, proses pengadukan dan pencampuran digunakan untuk mengatasi

tiga jenis permasalahan utama, yaitu :

1. Untuk menghasilkan keseragaman statis ataupun dinamis pada sistem multifase

multikomponen.

2. Untuk memfasilitasi perpindahan massa atau energi diantara bagian-bagian dari

sistem yang tidak seragam.

3. Untuk menunjukkan perubahan fase pada sistem multikomponen dengan atau tanpa

perubahan komposisi.

Aplikasi pengadukan dan pencampuran bisa ditemukan dalam rentang yang luas,

diantaranya dalam proses suspensi padatan, dispersi gas-cair, cair-cair maupun padat-cair,

kristalisasi, perpindahan panas dan reaksi kimia.

Pemilihan pengaduk yang tepat menjadi salah satu faktor penting dalam

menghasilkan proses dan pencampuran yang efektif. Pengaduk jenis baling-baling

(propeller) dengan aliran aksial dan pengaduk jenis turbin dengan aliran radial menjadi

pilihan yang lazim dalam pengadukan dan pencampuran.

Dalam proses mixing ini digunakan impeller sebagai mixer yang akan

mencampurkan dua fase atau lebih yang terpisah. Pengaduk ini terdiri atas tiga daun yang

melengkung. Biasanya daun tersebut agak bengkok keatas sehingga sesuai dengan bentu

dasar bejana. Pengaduk impeller mempunyai diameter sebesar 2/3 hingga ½ dari diameter

bejana dan frekuensi putarannya 100-200 rpm.

Pengaduk impeller dibuat dari satu atau beberapa bagian. Karena pengaduk ini dapat

dilapisi email dengan baik, alat ini seringkali digunakan dalam bejana pengaduk yang

beremail. Bersama dengan perangkat penggerak yang dapat dikontrol, pengaduk impeler

dapat dimanfaatkan secara serba guna, misalnya untuk melarutkan, mensuspensikan atau

mengemulsikan padatan dalam cairan serta juga untuk reaksi-reaksi kimia dan proses-

proses pertukaran panas.

1.2.9 Parameter Hidrodinamika dalam Tangki Berpengaduk

Hidrodinamika fluida yang terjadi dalam tangki berpengaduk dapat diturunkan dalam suatu

korelasi empiris antara bilangan Reynolds, Fraude dan Power.

12

1. Bilangan Reynolds

Bilangan Reynolds merupakan bilangan tak berdimensi yang menyatakan perbandingan

antara gaya inersia dan gaya viskos. Untuk sistem dengan pengadukan:

Persamaan (1)

Pembuktian rumus =

Keterangan :

D = diameter pengaduk (m)

N = kecepatan putaran pengaduk (1/s)

η = viskositas (kg/m.s)

ρ = densitas (kg/m3)

2. Bilangan Fraude

Bilangan Fraude menunjukkan perbandingan antara gaya inersia dengan gaya gravitasi.

Bilangan Fraude dapat dihitung dengan persamaan berikut:

Persamaan (2)

Pembuktian Rumus :

Keterangan:

D = diameter pengaduk (m)

N = kecepatan putar pengaduk ( frekuensi (1/s))

g = Gravitasi bumi (m/s2)

Bilangan Fraude bukan merupakan variable yang signifikan. Bilangan ini hanya

diperhitungkan pada sistem pengadukan unbaffled. Pada sistem ini bentuk permukaan

cairan dalam tangki akan dipengaruhi gravitasi sehingga membentuk vorteks. Vorteks

menunjukkan keseimbangan antara gaya gravitasi dengan gaya inersia.

13

RN = . N. D2

η

== Tak berdimensi

NFr = N2.Dg

= = bilangan tak berdimensi

3. Bilangan Power

Bilangan Power menunjukkan perbandingan antara perbedaan tekanan yang

dihasilkan aliran dengan gaya inersianya. Perubahan tekanan akibat distribusi

pada permukaan pengaduk dapat diintegrasikan menghasilkan torsi total dan

kecepatan pengaduk.

Persamaan (3)

Pembuktian Rumus :

Keterangan :

Np = Power Number

P = Power (Daya. Watt)

n= Kecepatan pengadukan (putaran/detik)

ρ= Densitas fluida (kg/m3)

D = diameter pengaduk (m)

14

Np = Pn3D5ρ

P = ρ s= kg.m2

s2

s= kg.m2

s3

Np= P ρ.N3.D5

= kg.m2

s3

kg 1 m5

m3 s3

= kg.m2 x m3

x s3 x 1

s3 kg 1 m5 = tidak berdimensi

Dari hasil peneliti sebelumnya [Deddy, RSCE], hubungan antara Power dan nisbah cair-

padat disajikan pada Gambar 8 sedangkan hubungan antara bilangan Reynold dan bilangan

Power disajikan pada Gambar 9.

Gambar 8 Hubungan antara daya dan nisbah cair-padat

Gambar 9 Korelasi bilangan Reynolds dan bilangan Power pengaduk turbin

Untuk menaksir daya yang diperlukan untuk memutar impeller pada kecepatan tertentu,

diperlukan korelasi empirik mengenai daya (bilangan daya). Bentuk korelasi demikian

didapatkan dari analisis dimensi, bila spesifikasi tangki, sekat, dan impeller diketahui.Variabel-

variabel yang dianalisis adalah dimensi penting tangki, sekat, dan impeller, viskositas, densitas,

dan kecepatan zat cair, serta fenomena vorteks yang terjadi di permukaan cairan. Sebagian zat

cair akan terangkat lebih tinggi dari permukaan rata- rata zat cair, yaitu permukaan dalam

keadaan tidak teraduk, dan gaya angkat ini harus diatasi oleh gaya gravitasi. Gugus-gugus tanpa

dimensi yang berkorelasi dengan bilangan daya (Np) adalah bilangan Reynolds (NRe), bilangan

Froude (NFr), dan faktor bentuk (S), sehingga dapat dirumuskan persamaan:

persamaan (4)

15

Berbagai faktor bentuk dalam persamaan tersebut ditentukan oleh jenis dan susunan

alat. Ukuran-ukuran penting untuk bejana dengan pengaduk turbin yang umum disajikan pada

Gambar 10.

Gambar 10 Ukuran Bejana

Faktor-faktor bentuk yang berhubungan dengan dimensi bejana, sekat, dan impeller

tersebut adalah: S1 = Da/Dt, S2 = E/Da, S3 = L/Da, S4 = W/Da, S5 = J/Dt dan S6 = H/Dt.

Faktor-faktor tersebutlah yang biasanya dikorelasikan dengan bilangan-bilangan tak berdimensi

dan diplot dalam grafik-grafik korelasi. Contoh grafik NP terhadap NRE untuk tangki disajikan

pada Gambar 11a dan Gambar 11b.

16

17

Gambar 11a dan 11b Korelasi bilangan Reynolds dan bilangan daya.

18

Kriteria keberhasilan pencampuran biasanya diamati secara visual. Kriteria lain adalah fluktuasi

konsentrasi setelah suatu pencampur diinjeksikan ke dalam aliran fluida, variasi dalam analisis

sampel yang diambil secara random dari berbagai titik dalam campuran kecil, laju

perpindahan zat terlarut dari suatu fasa cair ke dalam fasa lain, serta keseragaman suspensi.

19

BAB IIMETODOLOGI

2.1 Alat dan Bahan2.1.1 Alat :

1. Tangki atau bejana

2. Pengaduk jenis propeller berdaun tiga

3. Pengaduk jenis turbin berdaun empat

4. Pengaduk jenis paddle berdaun empat

5. Motor pengaduk

6. Kunci penguat

7. Stopwatch

8. Neraca/timbangan digital

9. spatula

2.1.2 Bahan :

1. Air

2. Indikator EBT

3. Ketumbar

2.1.3 Prosedur Kerja :

1. Memasukkan air kran ke dalam tangki sebanyak 10 liter

2. Memasukkan ketumbar sebanyak 5 gram

3. Memasang pengaduk propeler berdaun tiga pada alat pengukur kecepatan putaran

di atas tangki

4. Mengatur kecepatan putaran pengaduk yang diinginkan pada alat pengukur

kecepatan dengan variasi kecepatan putaran pengaduk 70 rpm, 100 rpm, 130 rpm,

160 rpm dan 190 rpm

5. Mengamati pola aliran yang terbentuk terhadap variasi kecepatan putaran

pengaduk

6. Meneteskan indikator EBT sebanyak 5 tetes, menyalakan stopwatch pada tetes

pertama

7. Mencatat waktu yang dibutuhkan, setelah air dan indikator EBT homogen

8. Mengulangi prosedur 2-7 untuk pengaduk jenis turbin dan paddle

20

21