tangki berpengaduk 1-3

Laporan Praktikum Operasi Teknik Kimia “ Tangki Berpengaduk ”

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Pengadukan adalah suatu operasi kesatuan yang mempunyai sasaran untuk

menghasilkan pergerakan tidak beraturan dalam suatu cairan, dengan alat mekanis

yang terpasang pada alat di atas. Sedangkan pengadukan adalah operasi yang

dapat menciptakan terjadinya gerakan dalam bahan yang akan diaduk atau

menunjukkan gerakan-gerakan yang terinduksi menurut cara tertentu pada suatu

bahan yang ada dalam bejana. Tujuan dari operasi pengadukan ini adalah agar

terjadi pencampuran.

Prosedur pada percobaan tangki berpengaduk kali ini yaitu yang pertama

harus dilakukan yaitu mengukur densitas dari masing-masing bahan. Kemudian

kita mempersiapkan seperangkat alat pengaduk. Selanjutnya bahan-bahan yang

telah disiapkan, dicampur dimasukkan ke dalam beaker glass. Pada proses

pengadukan dilakukan dengan variabel-variabel yang telah dientukan.

Secara garis besar, percobaan tangki berpengaduk ini bertujuan untuk

mempelajari karakteristik dari sistem pengadukan di dalam tangki, serta dapat

mengetahui pengaruh yang terjadi pada berbagai variabel yang ditentukan. Untuk

membuat kurva hubungan antara bilangan power (Npo) dengan bilangan Reynold

(Nre) dengan variasi jenis cairan dan ada tidaknya buffle.

Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur1


I.2 Tujuan

1. Mengembangkan hubungan empiris untuk memperkirakan ukuran alat pada

pemakaian sebenarnya dengan percobaan laboratorium.

2. Menentukan konstanta dalam persamaan empiris.

3. Membuat kurva hubungan antara bilangan power (Npo) dengan bilangn

Reynold (Nre) dengan variasi jenis cairan dan ada tidaknya buffle.

I.3 Manfaat

1. Agar praktikan dapat mengetahui pengaruh penggunaan baffle dan tanpa

baffle.

2. Agar praktikan dapat mengetahui macam – macam alat pengaduk.

3. Agar praktikan dapat mengetahui persamaan Nre, Npo, dan P.



BAB II

TINJUAN PUSTAKA

II.1 Secara Umum

Pengadukan adalah suatu operasi kesatuan yang mempunyai sasaran untuk

menghasilkan pergerakan tidak beraturan dalam suatu cairan, dengan alat mekanis

yang terpasang pada alat di atas.

( Susanti. 2015 )

Sedangkan pengadukan adalah operasi yang dapat menciptakan terjadinya

gerakan dalam bahan yang akan diaduk atau menunjukkan gerakan-gerakan yang

terinduksi menurut cara tertentu pada suatu bahan yang ada dalam bejana. Tujuan

dari operasi pengadukan ini adalah agar terjadi pencampuran.

( Vielky. 2012 )

Proses pengadukan pada suatu zat cair dilakukan mengingat apa yang

menjadi tujuan dari langkah pengolahan itu sendiri. Tujuan dari pengadukan

antara lain adalah untuk :

1. Membuat suspensi partikel zat padat.

2. Mencampur zat cair yang saling larut (miscible), misalnya : methanol dan

air.

3. Menyebarkan (dispersi) gas dalam zat cair dalam bentuk gelembung kecil.

4. Menyebarkan zat cair yang tidak dapat bercampur dengan zat cair lain,

sehingga membentuk emulsi atau suspensi butiran-butiran halus.

5. Mempercepat perpindahan panas antara zat cair dengan koil atau jaket.



Kadang – kadang pengaduk ( agitator ) digunakan untuk beberapa tujuan

sekaligus seperti, seperti dalam hidrogenasi katalitik daripada zat cair. Dalam

bejan hidrogenasi, gas hydrogen didispersikan melalui zat cair di mana terdapat

partikel – partikel katalis padat dalam keadaan suspense, sementara kalor reaksi

diangkut ke luar melalui kumparan atau mantel.

(McCabe, 1993)

Pengaduk

Zat cair biasanya diaduk didalam suatu tangki atau bejana, biasanya

berbentuk silinder dengan sumbu terpasang vertikal. Bagian atas bejana itu

mungkin terbuka saja ke udara, atau dapat pula tertutup. Ukuran dan proporsi

tangki itu bermacam-macam, bergantung pada masalah pengadukan itu sediri.

a. Propeler

Propeler merupaan impeler aliran aksial berkecepatan tinggi untuk zat cair

berviskositas rendah. Propler kecil biasanya berputar pada kecepatan motor

penuh, yaitu 1.150 atau 1.750 put/min, sedang propeler besar berputar pada

400 sampai 800 put/min.

b. Turbin

Pengaduk turbin biasanya efektif untuk menjangkau viscositas yang cukup

luas. Pengaduk turbin sangat cocok untuk mencampur larutan dengan

viscositas dinamik sampai 50 Ns/m2. Kebanyakan turbin itu menyerupai

agiator-dayung berdaun banyak dengan daun-daunnya yang pendek, dan

berputar pada kecepatan tinggi pada suatu poros yang dipasang di pusat bejana.

Daun-daunya boleh lurus dan boleh pula lengkung., boleh bersudut dan boleh

pula vertikal.

c. Paddles

Pengaduk jenis ini sering memegang peranan penting pada proses

pencampuran dalam industri. Bentuk pengaduk ini memiliki minimum 2 sudu,

horizontal atau vertikal, dengan nilai D/T yang tinggi. Paddle digunakan pada

aliran fluida lamines, transisi atau turbulen tanpa baffle. Pengaduk ini

memberikan aliran arah radial dan tangensial dan hampir tanpa gerak vertikal



sama sekali. Arus yang begerak ke arah gorizontal setelah mencapai dinding

akan dibelokan ke arah atas atau bawah. Bila digunakan pada kecepatan tinggi

akan terjadi pusaran saja tanpa terjadi agitasi.

Pola Aliran Dalam Bejana Aduk

Jenis aliran di dalam bejana yang sedang diaduk bergantung pada jenis

impeler, karakteristik fluida, dan ukuran serta perbanding (proporsi) tangki, sekat,

dan agiator. Kecepatan fluida pada setiap titik dalam tangki mempunyai tiga

kompenen, dan pola aliran keseluruhan di dalam tangki itu bergantung pada

variasi dari ketiga komponen itu dari satu lokasi ke lokasi lain.

a. Pola aliran radial

Aliran radial yang bekerja pada arah tegak lurus terhadap dinding tabung.

b. Pola aliran tangensial

Aliran tangensial atau disebut juga rotasional yaitu yang bekerja pada

arah singgung terhadap lintasan lingkar di sekeliling poros.

c. Pola aliran aksial

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

( Susanti. 2015 )

Alat Pengaduk

Zat cair biasanya diaduk dalam suatu tangki atau bejana yang biasanya

berbentuk selinder dengan sumbu terpasang vertical. Bagian atas mungkin

tertutup dan terbuka ke udara. Ukuran dan proporsi tangki iti bermacam-macam,

tergantung pada pengadukan itu sendiri. Pada bagian ujung bawah tangki,

biasanya agak membulat agar tidak terlalu banyak sudut-sudut yang tajam atau

daerah yang sulit didapat atau ditemukan arus zat cair. Kedalam zat cair biasanya

hampir sama dengan diameter tangki. Didalam tangki dipasang pengaduk pada

bagian ujung poros dengan posisi mengantung. Pada poros digerakkan oleh motor,

yang biasanya dijalin atau dihubungkan langsung pada poros tersebut. Tangki



biasanya dilengkapi dengan lubang masuk dan lubang keluar, kumparan kalor,

mantel serta sumur untuk menempatkan termomer atau piranti pengukur lainnya.

( McCabe. 1993 )

Sekat dalam 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.

Gambar Pemasangan Baffle diharapkan mampu meningkatkan kualitas

pencampuran.

Pada saat menggunakan empat sekat vertikal seperti pada gambar 4 biasa

menghasilkan pola putaran yang sama dalam tangki. Lebar sekat yang digunakan

sebaiknya berukuran 1/12 diameter tangki.

( Anonim. 2011 )


http://2.bp.blogspot.com/-JgQ2XZ7VChA/Tk4VFAu27iI/AAAAAAAAAMo/zqhflbXo6O8/s1600/Buffle.jpg%00%E5%A1%B9%EF%92%81%E1%B4%BB%E4%A1%BF%E2%B2%AF%E5%B6%82%E8%97%84%E6%8C%A7%00%00%EA%AE%A5


Vortex

Vortex adalah putaran air yang membentuk aliran yang bergerak secara

tangensial. Vortex pada permukaan zat cair ini yang terjadi karena adanya

sirkulasi aliran laminer cenderung membentuk stratifikasi pada berbagai lapisan

tanpa adanya aliran longitudinal antara lapisan-lapisan itu.

Vortex merupakan hal yang dihindari dalam proses pencampuran (mixing),

karena dapat menyebabkan penggumpulan fluida. Maka, dapat menyebabkan

waktu untuk mencapai homogenitas lebih lama. Untuk menghindari vortex saat

pencampuran, dapat menggunakan baffle.

Gambar Terbentuknya vortex

Kebutuhan Daya Dalam Tangki Berpengaduk

Dalam merancang sebuah tangki berpengaduk, kebutuhan daya untuk

memutar pengaduk, merupakan hal penting yang harus dipertimbangkan. Untuk

memperkirakan daya yang diperlukan ketika pengaduk berputar pada kecepatan

tertentu maka diperlukan suatu korelasi empirik mengenai angka daya.

Angka daya tersebut diperoleh dari grafik hubungan Np vs Nre, Bilangan

Reynold atau Reynold Number (Nre) menjelaskan pengaruh dari viskositas laruta,

Rumus dari Reynold Number yaitu :

Nre = (Persamaan 1-1)

Keterangan :

D = Diameter pengaduk (m)

N = Kecepatan putaran pengaduk (rps)


Vorteks


= Densitas fluida (kg/m3)

= Viskositas fluida (Kg/ms)

Sedangkan Power Number (Np) atau angka daya dirumuskan sebagai

berikut :

(

Keterangan :

Np = Power Number (kg m2 / s2)

P = Power (watt)

= Konstanta grafitasi ( 1 kg m / N s2)

N = Kecepatan pengadukan (rps)

= Densitas fluida (kg / m3)

D = Diameter pengaduk (m)

Sehingga dari rumus angka daya tersebut dapat diperoleh nilai power yang

dibutuhkan untuk mendorong pengaduk. Persamaan – persamaan diatas berlaku

bagi tangki bersekat maupun tidak bersekat. Namununtuk tangki tidak bersekat,

nilai angka daya yang diperoleh harus dikoreksi lagi dengan angka Frounde atau

Frounde Number (Nfr).

Angka Frounde merupakan ukuran rasio tegangan inersia terhadap gaya

gravitasi per satuan luas yang bekerja pada fluida dalam tangki. Hal ini terdapat

dalam situasi dimana terdapat gerakan gelombang yang tidak dapat diabaikan

pada permukaan zat cair. Persamaan angka ini yaitu :

(persamaan 1-3)

Keterangan :

D = diameter pengaduk (m)



N = kecepatan putar pengaduk (rps)

G = gravitasi bumi (m/s2)

( Susanti. 2015 )

II.2 Sifat Bahan

1. Air ( Aquadest )

a. Rumus molekul : H2O

b. Massa molar : 18.0153 g/mol

c. Titik lebur : 0 °C (273.15 K) (32 ºF)

d. Titik didih : 100 °C (373.15 K) (212 ºF)

e. Penampilan : Cairan tak Berwarna, Tidak berbau.

( Anonim, 2015. “ Aquadest “ )

2. Methanol

a. Rumus molekul : CH3OH

b. Massa molar : 32.04 g/mol

c. Titik lebur : –97 °C, -142.9 °F (176 K)

d. Titik didih : 64.7 °C, 148.4 °F (337.8 K)

e. Penampilan : Cairan tak Berwarna, Beracun dengan bau yang khas.

( Anonim, 2015. “ Mathanol “ )

3. Supersoft

Supersoft adalah bahan baku utama untuk pembuatan softener pakaian

atau pelembut pakaian. Bentuknya pasta putih kental.Larut dalam air hangat.

4. Parfum


http://www.tristarchemical.com/index.php?option=com_content&task=view&id=395&Itemid=42

http://www.tristarchemical.com/index.php?option=com_content&task=view&id=395&Itemid=42


Parfum untuk Pelembut Pakaian adalah jenis parfum yang khusus, tahan

panas & wangi melekat. Jenis Parfum/Fragrance yang sering digunakan pada

formula Pelembut Pakaian antara lain: Parfum Snappy, biasanya digunakan untuk

pelembut Pakain/Softener warna Pink. Parfum Ocean Fresh, biasanya digunakan

untuk Pelembut Pakaian warna Biru.

5. Fixative.

Fixative adalah bahan kimia yang berfungsi untuk melekatkan parfum ke

serat kain.

( Anonim. 2010. “ Supersoft; Parfum; Fixative “ )



BAB III

PELAKSANAAN PRAKTIKUM

III.1 Bahan

1. Air Hangat

2. Fixative

3. Methanol

4. Supersoft

5. Parfum.

III.2 Alat

1. Spatula

2. Beaker Glass

3. Neraca Analitik

4. Stopwatch

5. Set Alat Pengadukan

6. Statif

7. ViscometerOstwalt.

III.3 Gambar Alat


Spatula Beaker Glass StopwatchNeraca Analitik Analitik


III.4 Prosedur Percobaan

1. Sediakan bahan dan alat yang akan digunakan

2. Timbang piknometer kosong dengan volume 10 ml

3. Memasang satu set alat berpengaduk

4. Masukkan sirup dan susu masing – masing dengan volume tertentu

( 100 ml, 110 ml, 120 ml) kedalam beaker glass, tambahkan air sampai

dengan volume 1 liter

5. Putar pengaduk dengan kecepatan tertentu (200 rpm, 250 rpm, 300

rpm) selama kurang lebih 2 menit

6. Kemudian melakukan pengamatan dengan menggunakan baffle maupun

tidak menggunakan baffle apakah terdapat vortex atau tidak

7. Menentukan densitas menggunakan picnometer dan waktu alir

menggunakan viscometer ostwald

8. Ulangi percobaan diatas sesuai dengan variabel percobaan yang

ditentukan dan menggunakan baffle


Statif Piknometer

Set Alat

Pengadukan

Viscometer Ostwalt


DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. “ Supersoft; Parfum; Fixative “ ( http://supersoft-

softener.blogspot.co.id/ ) diakses pada tanggal 9 Oktober 2015 pukul 19.00

WIB.

Anonim. 2011. “ Pengadukan dan Pencampuran “ (

http://tekimku.blogspot.co.id/ ) diakses pada tanggal 9 Oktober 2015 pukul

16.00 WIB.

Anonim, 2015, “ Air “ ( http://id.wikipedia.org/wiki ) diakses pada tanggal 9

Oktober 2015 pukul 18.40 WIB.

Anonim, 2015, “ Methanol “ ( http://id.wikipedia.org/wiki ) diakses pada tanggal

9 Oktober 2015 pukul 18.41 WIB.

Susanti. 2015. “ Laporan Mixing Tangki Berpengaduk “ (

https://www.academia.edu/9588091/ ) diakses pada tanggal 9 Oktober 2015

pukul 14.00 WIB.

McCabe, W., Smith, J.C., and Harriot, P., 1993 “ Unit Chemical Operation “.

McGraw – Hill, Inc : Inggris.

Vielky, F., 2012, “ Tangki Berpengaduk “(

http://fevzyvielky.blogspot.co.id/2012/12 ) diakses pada tanggal 9 Oktober

2015 pukul 14.01 WIB.


http://fevzyvielky.blogspot.co.id/2012/12

https://www.academia.edu/9588091/

http://id.wikipedia.org/wiki

http://id.wikipedia.org/wiki

http://tekimku.blogspot.co.id/

http://supersoft-softener.blogspot.co.id/

http://supersoft-softener.blogspot.co.id/

tangki berpengaduk 1-3

Documents