pembahasan fm
DESCRIPTION
fluid mixingTRANSCRIPT
PEMBAHASAN
Pada percobaan kali ini digunakan alat Fluid Mixing Apparatus dengan
impellernya. Impeller pada praktikum ini digunakan jenis open Turbine dengan
namanya Flat Blade Turbine yang berguna dalam membantu pengadukan dalam
praktikum kali ini.Impeller jenis ini bagus dipakai untuk pengadukan solid dan
likuid dengan densitas yang rendah, untuk densitas yang tinggi impeller jenis ini
tidak cocok.Untuk kondisi tersebut biasanya digunakan impeller yang berbentuk
Plane Cage Beater agar bahan dapat tercampur rata.Pengadukan ( Mixing ) dan
pencampuran itu tidak sama.Pengadukan adalah gerakan yang terinduksi menurut
cara tertentu pada suatu bahan di dalam bejana dimana gerakan itu biasanya
mempunyai semacam pola sirkulasi sedangkan pencampuran adalah
mencampurkan dua bahan atau lebih didalam sebuah vessel. Impeller inilah akan
membangkitkan pola aliran di dalam sistem, yang menyebabkan zat cair
bersikulasi di dalam bejana untuk akhirnya kembali ke impeller. Ada dua macam
impeller pengaduk, yaitu impeller aliran-aksial (axial-flow impeller) dan impeller
aliran-radial (radial-flow impeller). Impeller jenis pertama membangkitkan arus
sejajar dengan sumbu poros impeller, dan yang kedua membangkitkan arus pada
arah tengensial atau radial.
Pada proses pengadukan atau mixing yang di lakukan di dalam laboratorium
Impeller diletakkan ditengah vessel, dengan mengunakan poros dengan arah
vertical dan terletak persis di pusat tangki, komponen kecepatan fluida pada arah
tangensial dapat merugikan karena arus tangensial akan mengikuti lintasan
berbentuk lingkaran dan menimbulkan vortex pada permukaan zat cair. Dengan
adanya vortex ini, maka mixing menjadi tidak sempurna dikarenakan partikel
mengumpul di tengah vessel sehingga pencampuran lambat terjadi dan harus
dilakukan dengan putaran (rpm) tinggi.Vortex adalah peristiwa yang ditimbulkan
oleh gerakan putaran impeller sehingga membentuk ruang udara didalam vessel
yang menyebabkan volume seolah-olah bertambah yang dapat menyebabkan
overflow,dan jika ini dilakukan dalam skala pabrik, maka pabrik itu akan merugi
dan produksi pun menurun.
Di dalam bejana yang tak bersekat, aliran putar yang dapat menimbulkan
vortex dapat dibangkitkan oleh segala jenis impeller baik aliran aksial maupun
radial apabila beroperasi pada kecepatan tinggi. Untuk mencegah terjadinya
pembentukan ruang udara (vortex) pada saat cairan-cairan dengan viskositas
rendah diaduk dalam tanki silinder vertikal dengan impeller yang berada pada
pusatnya, maka digunakanlah baffle yang dipasang pada dinding vessel. Pada
dasarnya, vorteks terjadi karena adanya gaya sentripetal yang ditimbulkan oleh
perputaran poros impeller pada kecepatan tinggi yang cenderung mengarah ke
pusat poros. Dengan adanya baffle ini, maka gaya sentripetal yang ditimbulkan
oleh aliran fluida tersebut dapat dikurangi. Baffle yang digunakan biasanya
memiliki jarak yang sama sekitar 1 - 10 dari diameter tanki. Baffle biasanya tidak
menempel pada dinding vessel sehingga secara kebetulan akan terdapat celah
antara baffle dengan dinding vessel.Baffle umumnya tidak digunakan pada cairan
dengan viscositas tinggi dimana pembentukan vortex bukanlah menjadi masalah
yang penting. Baffle dipasang pada mixing vessel untuk menambah turbulensi.
Walaupun penggunaan baffle menaikkan jumlah tenaga atau energi, tetapi di sisi
lain memilki keuntungan yaitu terjadinya perpindahan panas secara terus menerus
dan waktu yang dibutuhkan untuk mencampur lebih cepat.
Pada Industri sangat jarang dalam penggunaan Baffle, dikarenakan cost untuk
maintenance sangat mahal dan dalam cleaning nya pun lama.Sehingga pada
industri untuk memperoleh mixing yang merata tanpa menggunakan Baffle,
dengan memindahkan letak Impeller dari arah samping kiri atau samping
kanan.Hal ini juga agar menghindarkan timbulnya vortex pada vessel, Perlu
diperhatikan letak dasar dari Impeller harus sampai tidak jauh dari dasar , karena
hal ini dapat mempengaruhi pengadukan. Pada praktikum ini, dilakukan beberapa
simulasi mixing dengan mempergunakan berbagai variasi kecepatan dengan
interval antara 100 – 300 rpm. Berdasarkan pengamatan terlihat bahwa semakin
besar kecepatan maka kecenderungan terbentuknya vorteks semakin tinggi pula.
Pada system berpengaduk propeller, memberikan bentuk aliran yang bergerak
secara aksial sehingga menabrak dasar silinder, sehingga tidak terjadi
penumpukan partikel di satu tempat, melainkan merata di dasar dan acak.
Sedangkan Pada system berpengaduk turbine, memberikan bentuk aliran yang
menyebar ke arah dinding silinder kemudian bergerak ke dasar silinder kemudian
naik lagi ke arah impeller, dan penambahan kecepatan berakibat pada
penumpukan partikel sehingga sulit terjadi homogenitas. Untuk mengatasinya,
dipasang baffle sehingga vorteks dapat dirusak dan mixing menjadi lebih
sempurna.
Dalam percobaan ini, kita menggunakan pasir sebagai parameter untuk
melihat pola aliran yang terjadi. Jumlah paasir yang digunakan akan berpengaruh
pada hasil pengamatan (secara kasat mata) terhadap bentuk dan pola aliran yang
sedang diaduk. Jika pasir yang digunakan terlalu sedikit, maka pola aliran yang
terbentuk tidak terlihat secara jelas.
BAB VI
KESIMPULAN
6.1 Kesimpulan
Dari hasil percobaan yang dilakukan dapat ditarik kesimpulan antara lain :
1. Tujuan dari pencampuran adalah mencampurkan dua jenis zat yang berbeda
agar mempunyai homogenitas yang baik. Baiknya proses pencampuran yang
dilakukan dilihat dari dapat tidaknya dicapai pencampuran yang sempurna
2. Ada beberapa jenis impeller yaitu antara lain jenis propeller dan turbin.
Masing-masing tipe impeller ini digunakan untuk jenis fluida yang berbeda-
beda. Tipe aliran yang ditimbulkan juaga berbeda-beda tergantung pada jenis
impeller nya
3. Pengadukan menggunakan impeller open turbine untuk fluida yang
berdensitas relatif rendah
4. Pengadukan dengan Impeller diletak ditengah-tengah vessel tanpa Baffle
dapat menyebabkan timbulnya vortex yang sangat besar pada kecepatan tinggi
perputaran Impeller
5. Kerugian akibat adanya vortex, pencampuran lambat terjadi, dan dapat
menyebabkan overflow ( seolah-olah adanya peningkatan volume )
6. Vortex juga mengakibatkan pengadukan tidak homogen karena partikel
mengumpul di tengah vessel
7. Jika densitas dan viskositas cairan lebih kecil maka yang terjadi vortex yang
terbentuk lebih besar
8. Pengadukan dengan baffle dapat merendam vortex yang terbentuk
9. pengadukan dengan propeller menyebabkan vortex lebih kecil bila
dibandingkan dengan menggunakan turbine.
6.2 Saran
Pada percobaan ini, sebaiknya digunakan lebih banyak tipe impeller sehingga
kita dapat mengamati berbagai perbedaan tipe aliran yang terjadi untuk masing-
masing impeller baik dengan menggunakan baffle maupun tanpa menggunakan
baffle.
DAFTAR PUSTAKA
Perry, RH and Chiton, CH,1984, “ Chemical Engineering Hand Book, “ 7 th
edition, Mc. Graw Hill Kogakusha Ltd. Tokyo.
Robert E. Treyball, 1987, “ Mass Transfer Operation, “ 3 rd edition, Mc. Graw
Hill Book Company, New York.
Welty, J.R., C.E. Wicks, R.E. Wilson, 1984, “Fundamental of Momentum, Heat,
and Mass Transfer “, 3rd edition, John Wiley & Sons Inc., New York
Warren L. Mc. Cabe, Julian c. Smith, dan Peter Harriot, 1993 “ Operasi Teknik
Kimia “, Penerbit Erlangga, Jakarta.