tangki berpengaduk duk duk

8/17/2019 Tangki Berpengaduk duk duk

1/25


2/25

bagian"bagian bahan saling bergerak satu terhadap yang lainnya, sehingga operasipengadukan hanyalah salah satu cara operasi pencampuran.

%stilah pencampuran digunakan untuk berbagai ragam operasi, dimana derajathomogenitas bahan yang &bercampur' itu sangat berbeda. (mpamanya, satu kasus,

dimana dua macam gas digabungkan dalam satu tempat hingga seluruhnyabercampur dengan baik, dan kasus lain pasir, kerikil, dan semen diaduk didalamdrum putar selama beberapa waktu. )alam kedua kasus itu bahan"bahan itu padaakhirnya bercampur, namun jelas pula bahwa homogenitasnya berbeda. *uplikancampuran gas itu betapa pun kecilnya cuplikan itu semuanya mempunyai komposisiyang sama. +edang cuplikan campuran beton, dipihak lain akan sangat berlainankomposisinya satu sama lain.

Pengadukan at cair digunakan untuk berbagai maksud bergantung daritujuan langkah pengolahan itu sendiri. Tujuan pengadukan antara lain -

a. (ntuk membuat suspensi partikel at padatb. (ntuk meramu at cair yang mampu bercampur miscible !, umpamanya metil

alkohol dan air.c. (ntuk menyebarkan dispersi! gas di dalam at cair dalam bentuk gelembung"

gelembung kecild. (ntuk menyebarkan at cair yang tidak dapat bercampur dengan at cair yang lain,

sehingga dapat membentuk emulsi atau suspensi butiran haluse. (ntuk mempercepat perpindahan kalor at cair dengan kumparan atau mentol kalor.

adang"kadang pengaduk agitator! digunakan beberapa tujuan sekaligusseperti dalam hidrogenasi katalitik dari pada at cair. )alam bejana hidrogenasi gashidrogen di dispersi melalui at cair dimana terdapat partikel"partikel katalis padatdalam suatu keadaan suspensi, sementara kalor reaksi diangkut keluar melaluikumparan atau mantel.Beberapa tujuan dari pengadukan fluida adalah-

1. Mencampur dua cairan yang miscible, seperti etil alkohol dan air.2. Melarutkan padatan dalam cairan, seperti oksalat dan air.3. Mendispersikan gas dalam cairan dalam bentuk gelembung-gelembung kecil. Seperti oksigen

dari udara dalam suatu suspensi mikroorganisme untuk fermentasi pada saat proses pengolahan lumpur buangan.

4. Mendispersikan gas dalam cairan dalam bentuk gelembung-gelembung kecil. Seperti oksigendari udara dalam suatu suspensi mikroorganisme untuk fermentasi pada saat proses

pengolahan lumpur buangan.5. engadukan fluida untuk menaikkan transfer panas diantara fluida dan suatu coil atau !acket

dalam dinding tangki. /gitasi atau mi0ing adalah salah satu dari operasi"operasi tertua dan paling

sering dijumpai dalam teknik kimia. /gitasi digunakan di dalam banyak aplikasi,termasuk-

1. )isperse suatu at terlarut melalui suatu pelarut.


3/25

2. Penyatuanduacairan yang dapatdicampur 3. Produksi slurry dari padatan halus didalam suatu cairan4. Pencampuran reaktan"reaktan dalam suatu reactor.5. Pengadukan cairan homogen untuk meningkatkan heat transfer ke cairan

Peralatan pengaduk6agitasi mempunyai bentuk yang bermacam"macam,karena banyaknya #ariasi aplikasi yaitu-

1. Axial flow impeller dengan penstabil arah aliran pada ujung"ujungnya.2. Flat blade turbine yang menghasilkan aliran turbulen pada arah radial, tapi

membutuhkan power yang lebih besar.3. Turbine , digunakan sebagai agitator.4. Anchor impeller , digunakan untuk tingkat turbulensi yang rendah.5. Helical impeller , digunakan untuk menyatukan campuran padat"cair atau untuk

mengaduk pasta, lumpur dan adonan.

2.2 Tangk Penga!ukYang dimaksud dengan tangki pengaduk tangki reaksi! adalah bejana

pengaduk tertutup yang berbentuk silinder, bagian alas dan tutupnya cembung.Tangki pengaduk terutama digunakan untuk reaksi"reaksi kimia pada tekanan diatastekanan atmosfer dan pada tekanan #akum, namun tangki ini juga sering digunakanuntuk proses yang lain misalnya untuk pencampuran, pelarutan, penguapanekstraksi dan kristalisasi.

(ntuk pertukaran panas, tangki biasanya dilengkapi dengan mantel gandayang di las atau di sambung dengan flens atau dilengkapi dengan kumparan yangberbentuk belahan pipa yang dilas. (ntuk mencegah kerugian panas yang tidakdikehendaki tangki dapat diisolasi.7al penting dari tangki pengaduk, antara lain -

1. Bentuk - pada umumnya digunakan bentuk silinder dan bagain bawahnya cekung.2. (kuran - diameter dan tangki tinggi.3. elengkapannya, seperti -a. /da tidaknya buffle, yang berpengaruh pada pola aliran didalam tangki.b. 8acket atau coil pendingin6pemanas, yang berfungsi sebagai pengendali suhu.c. 9etak lubang pemasukan dan pengeluaran untuk proses kontinu.d. +umur untuk menempatkan termometer atau peranti untuk pengukuran suhue. umparan kalor, tangki dan kelengkapan lainnya pada tangki pengaduk.

"Diktat Alat Industri Kimia, halaman 43-46, 1985 #Tangki berpengaduk ini juga merupakan suatu heat exchanger . *airan didalam

tangki dipanaskan oleh aliran cairan didalam jaket air panas! yang mengelilingitangki. *airan didalam diaduk terus menerus untuk menambah perpindahanpanas (heat transfer ! juga untuk menjaga suhu cairan merata diseluruh bagiantangki. /ir yang tersirkulasi didalam jaket dipanaskan oleh aliran uap melalui & steam

jet heater '.


4/25

+team jet heater digunakan untuk pemanasan lansung suatu cairan denganuap pemanas dimana uap tersebut mengembun terkondensasi! didalam cairan.)idalam pemanas ada nozzle pengembunan yang dilubangi supaya uap dapatmasuk kedalam cairan. (ntuk air pemanas reactor yang dilengkapi dengan jaket

atau coil pemanas dibutuhkan kapasitas pemanas atau pendingin yang berubah"ubah untuk proses pemanasan, penyimpanan dan pendinginan. euntungan pemakaian tangki berpengaduk, yaitu -

1. ada tangki berpengaduk suhu dan komposisi campuran dalam tangki selalu serba sama. "alini memungkinkan mengadakan suatu proses isothermal dalam tangki berpengaduk untuk reaksi yang panas reaksinya sangat besar.

2. Pada tangki berpengaduk dimana #olume tangki relative besar, maka waktu tinggal juga besar, berarti at pereaksi dapat lebih lama beraksi didalam tangki.

erugian pemakaian tangki berpengaduk yaitu-

1. Sukar membuat tangki berpengaduk yang dapat beker!a dengan efesiensi untuk reaksi-reaksidalam fase gas, karena adanya persoalan pengaduk.

2. (ntuk reaksi yang memerlukan tekanan tinggi.3. ecepatan perpindahan panas per satuan massa pada tangki pengaduk lebih

rendah.4. ecepatan reaksi pada tangki berpengaduk adalah kecepatan reaksi yang

ditunjukkan oleh komposisi waktu aliran keluar dari tangki.2.$ Penga!uk.

Pengaduk berfungsi untuk menggerakkan bahan cair, cair6padat,cair,cair6gas, cair6padat6gas! di dalam bejana pengaduk. Biasanya yang berlangsungadalah gerakan turbulen misalnya untuk melaksanakan reaksi kimia, prosespertukaran panas, proses pelarutan!. /lat pengaduk terdiri atas sumbu pengadukdan strip pengaduk yang dirangkai menjadi satu kesatuan atau dapat dipisah"pisahmenjadi 2"3 bagian pengaduk yang dapat dipisah"pisahkan juga dapat dibongkar pasang didalam satu unit tangki pengaduk.

Pencampuran di dalam tangki pengaduk terjadi karena adanya gerak rotasidari pengaduk dalam fluida. :erak dari pengaduk ini memotong fluida tersebut dandapat menimbulkan arus eddy yang bergerak ke seluruh sistem fluida itu. lehkarena itu, pengaduk merupakan bagian yang paling penting dalam suatu operasifase cair dengan tangki berpengaduk.

Pencampuran baik dapat di peroleh apabila di perhatikan bentuk dan dimensipengaduk yang digunakannya karena akan mempengaruhi keefektifan prosespencampuran, serta daya yang diperlukan.


5/25

)idalam tangki itu dipasang impeller pada ujung poros menggantung, artinyaporos itu ditumpuh dari atas. Poros itu digerakkan oleh motor, yang terkadangdihubungkan langsung dengan poros itu, namun biasanya dihubungkan melalui petiroda gigi untuk menurunkan kecepatannya. Tangki itu biasanya diperlengkapi pula

dengan lubang masuk dan lubang keluar, kumparan kalor, mantel, dan sumur untukmenempatkan termometer atau peranti pengukuran suhu lainnya. %mpeller itu akanmembangkitkan pola aliran dalam yang menyebabkan at cair bersirkulasi di dalambejana untuk akhirnya kembali ke impeller.

/lat pengaduk dapat dibuat dari berbagai bahan yang sesuai dengan bejanapengaduknya, misalnya dari baja, baja tahan karat, baja berlapis email, baja berlapiskaret. +uatu alat pengaduk diusahakan menghasilkan pengadukan yang sebaikmungkin dengan pemakaian daya yang sekecil mungkin. %ni berarti seluruh isibejana pengaduk sedapat mungkin digerakkan secara merata,

biasanya secara turbulen.ebutuhan daya dan baik buruknya hasil pengadukan tergantung antara lain

pada faktor"faktor berikut -1. #enis alat pengaduk $ %entuk, ukuran, perbandingan diameter daun pengaduk terhadap

diameter be!ana pengaduk, frekuensi putaran, posisi dalam be!ana pengaduk.2. #enis be!ana pengaduk $ %entuk, ukuran, perlengkapan di dalamnya, dera!at keisian & degree

of fullness '.3. #enis dan !umlah bahan $ (iskositas, !enis campuran &larutan se!ati, suspensi kasar, suspensi

halus, dan sebagainya', kerapatan, perbedaan kerapatan dalam campuran, besar dan bentuk partikel padat yang diaduk.

/da dua macam impeller pengaduk yaitu jenis pertama membangkitkan arussejajar dengan sumbu poros impeller, dan yang kedua membangkitkan arus padaarah tangensial atau radial. %mpeller jenis pertama disebut impeller aliran aksialaxial flow impeller !, sedang yang kedua ialah impeler aliran radial (radial flow

impeller ).)ari segi bentuknya, ada tiga jenis impeler - propeller baling"baling!, dayung

paddle !, dan turbin. $asing"masing jenis terdiri lagi atas berbagai #ariasi dan sub jenis. Propeler merupakan impeler aliran aksial berkecepatan tinggi untuk at cair

ber#iskositas rendah. Propeler kecil biasanya berputar pada kecepatan motorpenuh, yaitu 1.15= atau 1.>5= put6min, sedangkan propeller besar berputar pada4== sampai ?== put6min. /rus yang meninggalkan propeler mengalir melalui at cairmenurut arah tertentu sampai di belokkan oleh lantai atau dinding bejana.$enurut aliran yang dihasilkan pengaduk dapat dibagi menjadi 3 golongan-1. Pengaduk aliran aksial

Pengaduk ini akan menimbulkan arus atau aliran yang sejajar dengan sumbu porospengaduk.2. Pengaduk aliran radial

Pengaduk ini akan menimbulkan aliran yang mempunyai arah tangensial dan radialterhadap bidang rotasi pengaduk. omponen aliran tangensial akan menyebabkan


6/25

timbulnya #orteks dan terjadinya suatu pusaran tetapi dapat dihilangkan denganpemasangan buffle atau cruciform buffle.3. Pengaduk aliran campuran

Pengaduk ini merupakan gabungan dari dua jenis pengaduk diatas.

(ntuk tugas"tugas sederhana, agitator yang terdiri dari satu dayung dataryang berputar pada poros #ertikal merupakan pengaduk yang cukup efektif. adang"kadang daun"daunnya di buat miring, tetapi biasanya #ertikal saja. )ayung iniberputar di tengah bejana dengan kecepatan rendah sampai sedang danmendorong at cair secara radial dan tangensial, hampir tanpa adanya gerakan#ertikal pada impeler, kecuali bila daunnya agak miring.

$enurut bentuknya, pengaduk dapat dibagi menjadi tiga golongan yang terdiri-1. Propeller $erupakan impeller aliran aksial berkecepatan tinggi untuk at cair ber#iskositas rendah. Propeller kecil biasanya berputar pada kecepatan motor penuh. /rus yang meninggalkan propeller mengalir melalu at menurut arah tertentudan sampai di belokkan oleh lantai dinding bejana. Propeller biasanya digunakanbila kita menghendaki adanya arus yang kuat, umpamanya kita hendak menjagaagar partikel"partikel at padat yang berada dalam suspensi.2. Padel.

(ntuk tugas yang sederhana agitator yang terdiri dari satu dayung datar berputar pada poros #ertikal merupakan pengaduk yang cukup efektif. adang"kadang daunnya dibuat miring tapi biasanya #ertikal saja. )ayung ini berputar ditengah bejana dengan kecepatan rendah sampai sedang dan mendorong at cair secara radial dan tangensial, hampir tanpa adanya gerakan #ertikal pada impeller,kecuali bila daunnya agak miring.Penuntun Praktikum, 2012. !K I, !eknik Kimia, "!I, #$I, $akassar !.

3. Turbin,ebanyakan turbin menyerupai agitator berdaun banyak dengan daun"daun

yang agak pendek dan berputar pada kecepatan tinggi pada suatu poros yangdipasang pada pusat bejana. )aun"daun boleh lurus dan boleh juga lengkung, sudut

#ertikal. %mpellernya mungkin terbuka, setengah terbuka atau terselubung. )iameter impellernya biasanya lebih kecil dari diameter dayung yaitu berkisar antara 3=sampai 5= persen dari diameter bejana. Turbin biasanya efektif untuk jangkauan#iskositas cukup luas. Pada cairan ber#iskositas rendah turbin itu menimbulkan arusyang sangat deras yang berlangsung pada keseluruhan bejana. "$%&a'e, (erasi !eknik Kimia )ilid 1. *rlan++a, akarta. 1991

Pencampuran didalam tangki pengaduk terjadi karena adanya gerak rotasidari pengaduk didalam fluida. :erak pengaduk ini memotong fluida tersebut dandapat menimbulkan arus eddy yang bergerak ke seluruh system fluida tersebut.

leh sebab itu pengaduk merupakan bagian yang paling penting dalam suatuoperasi pencampuran fase cair dengan tangki pengaduk.


7/25

Pencampuran yang baik akan diperoleh bila diperhatiakn bentuk dan dimensipengaduk yang digunakan, karena akan dipengaruhi keefektifan prosespencampuran, serta daya diperlukan.


8/25

+uspensi partikel at padat di dalam at cair di buat untuk berbagai tujuanumpamanya untuk membuat campuran yang homogen yang akan diumpamakan kedalam unit pengolah, atau untuk melarutkan at padat untuk mempercepat reaksikimia atau untuk mempercepat pembentukan kristal didalam larutan lewat jenuh.

Bila at padat di suspensikan di dadalam tangki yang diaduk ada beberapacara untuk mendefinisikan kondisi suspensi itu. Proses yang berbeda akanmemerlukan derajat suspensi yang belainan pula dan karena itu kita perlumenggunakan definisi yang tepat dan korelasi yang semestinya di dadalammerancang atau dalam penerapan ke skala besar. )erajat suspensi yang diberikandi bawah ini disusun dalam urutan keseragaman suspensi yang makin baik danpemasukan daya yang makin tinggi.

1. $endekati suspense penuh ebanyakan at padat benda dalam keadaan suspense di dalam at

cair tetapi masih terdapat kelompok"kelompok at padat terkumpul di dasar tangkiagak kepinggir, atau di tempat lain.

2. Partikel bergerak penuh +eluruh partikel berada dalam suspendsi atau bergerakdi sepanjangdasar tangki. Partikel"partikel yang bergerak di dasar tangki mempunyai koefisienperpindahan massa yang jauh lebih kecil dari pada partikel dalam susupensi, halmana dapat mempengaruhi untuk kerja unit.

3. +uspensi penuh atau suspensi di luar dasar +eluruh partikel berada dalam keadaan suspensi dan tidak ada yangterdapat di dasar tangki atau tidak berada di dasar tangki, selama lebih dari 1 atau 2detik. Pada waktu keadaan ini baru tercapai, biasanya terdapat gradient konsentrasidi dalam suspensi itu dan terdapat bagian"bagian yang mengandung at cair tanpasusupensi di bagian atas.

4. +uspensi seragam Pada kecepatan pengaduk yang jauh lebih tinggi daripada yangdiperlukan untuk membuat suspense penuh tidak kelihatan lagi adanya at cair

jernih di deakat permukaan tangki dan suspense itu tampak seragam. /kan tetapimasih mungkin terdapatd gradient konsentrasi pada arah #ertical, lebih"lebih bila atpadat itu mempunyai ukuran beragam dengan sebaran ukuran yang agak luas dandalam hal ini kita harus berhati"hati dalam mengambil cuplikan dari tangki.

2.% PolaAl ran8enis aliran didalam bejana yang sedang diaduk bergantung pada jenis

impeller, karakteristik fluida, dan ukuran serta perbandingan proporsi! tangki, sekat,dan agitator. ecepatan fluida pada setiap titik dalam tangki mempunyai tigakomponen, dan pola aliran keseluruhan didalam tangki itu tergantung pada #ariasidari ketiga komponen itu dari satu lokasi ke lokasi lain. omponen kecepatan yangpertama ialah komponen radial yang bekerja pada arah tegak lurus terhadap poros


9/25

impeller. omponen kedua, ialah komponen tangensial, atau rotasional, yangbekerja pada arah singgung terhadap lintasan terhadap lintasan lingkar disekelilingporos.

)alam keadaan biasa, dimana poros itu #ertikal, komponen radial dan

tangensial berada dalam satu bidang hori ontal, dan komponen longitudinalnya#ertikal.

omponen radial dan komponen longitudinal sangat aktif dalam memberikanaliran yang diperlukan untuk melakukan pencampuran. Bila poros itu #ertikal danterletak persis dipusat tangki, komponen tangensial biasanya kurangmenguntungkan. /rus tangensial itu mengikuti suatu lintasan berbentuk lingkarandisekeliling poros, dan menimbulkan #oteks pada permukaan at cair, sepertiterlebih dalam gambar.

/danya sirkulasi aliran laminar, cenderung membentuk stratifikasi pada

berbagai laisan tanpa adanya aliran longitudinal antara lapisan"lapisan itu.Pola aliran yang terjadi dalam cairan yang diaduk tergantung pada jenis

pengaduk. arakteristik fluida yang diaduk dan ukuran serta perbandingan ukuranantara tangki, pengaduk dan sekat. ecepatan partikel fluida disetiap titik dapatdiuraikan dalam tiga komponen yaitu-

a. omponen radial, bekerja dalam arah tegak lurus terhadap sumbu pengaduk.b. omponen longitudinal, bekerja dalam arah sejajar sumbu.c. omponen tangensial atau rotasional, bekerrja dalam arah garis singgung lintasan

melingkar sekeliling sumbu. /liran tangensial yang mengikuti lintasan melingkar sekeliling sumbu, menimbulkan #orteks dipermukaan cairan. 8ika tangki tidakbersekat, maka pengaduk jenis aliran a0ial maupun radial akan menghasilkan aliranmelingkar. arena pusaran itu terlalu kuat, pola aliran akan sama saja untuk semua

jenis pengaduk dan #orteks yang terbentuk akan mencapai pengaduk, sehingga gasdiatas permukaan akan terhisap.

/da tiga cara untuk mencegah pusaran dan #orteks antara lain ;1. Pengadukdipasang off center atau miring.2. Pada dinding tangki dipasang sekat #ertikal.

3. emakaian diffuser ring pada tangki pengaduk !enis turbin. ( McCabe, Operasi Teknik Kimia jilid 1. Erlangga, Jakarta. 1991)

8ika di dalam system itu terdapat partikel at padat, arus sirkulasi itucenderung melemparkan partikel"partikel itu, dengan gaya sentrifugal kearah luar dan dari situ bergerak ke bawah dan sesampai ke dasar tangki lalu ke pusat karenaitu, bukannya pencampuran yang berlangsung, tetapi sebaliknya pengumpulan yangterjadi. 8adi, karena dalam aliran sirkulasi at cair bergerak menurut arah gerakandaun impeller, kecepatan relatif antra daun dan at cair itu berkurang dan daya yangdapat diserap at cair itu menjadi terbatas. )alam bejana yang tak bersekat, aliranputar itu dapat dibangkitkan oleh segala jenis impeller, baik aliran aksial maupunradial. 8adi, jika putaran at cair itu cukup kuat, pola aliran di dalam tangki itu dapat


10/25

dikatakan tetap bagaimanapun bentuk mungkin sedemikian dalamnya, sehinggamencapai impeller, dan gas dari atas permukaan at cair akan tersedot ke dalam atcair itu. Biasanya hal demikian tidaklah di kehendaki.

/liran lingkaran circulator flow ! dan arus putar swirling ! dapat di cegah

dengan menggunakan salah satu dari tiga cara di bawah ini. )alam tangki"tangkikecil, impeller dipasang di luar sumbu tangki ekstentrik!. Porosnya di geser sedikitdari garis pusat tangki, lalu dimiringkan dalam suatu bidang yang tegak"lurusterhadap pergeseran itu. )alam tangki"tangki yang lebih besar, agitatornya dipasang di sisi tangki, dengan porosnya pada bidang hori ontal, tetapi membuatsudut dengan jari"jari tangki.

Pada tangki"tangki besar yang mempunyai agitator #ertikal, cara yang palingbaik untuk mengurangi arus putar ialah dengan memasang sekat"sekat buffle ! yangberfungsi merintangi aliran rotasi tanpa mengganggu aliran radial dengan

memasang bilah"bilah #ertikal terhadap dinding tangki. ecuali untuk tangki yangsangat besar, biasanya empat buah sekat saja sudah memadai untuk mencegahpembentukan arus putar dan #orteks. Bahkan bila terdapat kesulitan memasangsekat sebanyak itu, satu atau dua sekat saja pun sudah akan memberi pengaruhbesar terhadap pola alir dan lingkar. (ntuk turbin, lebar sekat yang diperlukan tidaklebih dari seperdelapan belas diameter tangki. )engan propeller yang dipasang darisisi, yang miring atau yang tidak di tempatkan di pusat, tidak di perlukan sekat.

8ika arus putar sudah dapat di hentikan, pola aliran spesifik di dalam bejanaitu sekarang bergantung pada jenis impeller yang dipergunakan. /gitator propeller biasanya mendorong at cair ke bawah sampai kedasar tangki, di mana arus itu lalumenyebar secara radial ke segala arah menuju dinding, lalu mengalir lagi ke atasdisepanjang dinding dan kembali diisap oleh propeller dari atas.

Propeller biasanya digunakan bila kita menghendaki adanya arus yang kuat,umpamanya bila kita hendak menjaga agar partikel"partikel at padat yang beradadalam suspensi. Propeller kecil biasanya berputar pada kecepatan motor penuh,Propeller jarang dipakai bila #iskositas at cair lebih dari kira"kira 5=.$erupakanimpeller aliran aksial berkecepatan tinggi untuk at cair ber#iskositas rendah.

Turbin dengan daun miring 45 o dan mendorong ke bawah juga biasadigunakan untuk mendapatkan arus aksial yang kuat yang di perlukan untukmembuat suspensi at padat.

/gitator dayung dan turbin berdaun datar memberikan aliran radial yang baikdalam bidang impeller itu, dimana aliran itu lalu membelah diri di dinding,membentuk dua pola lingkar yang terpisah. +atu bagian yang mengalir ke bawah disepanjang dinding dan kembali ke pusat impeller dari bawah sedang satu bagianlagi mengalir ke atas menuju permukaan dan kembali ke impeller dari atas. Padatangki tanpa sekat terdapat aliran tangensial yang kuat serta pembentukan #orteks,walaupun kecepatan poros hanya sedang"sedang saja. Tetapi, bila ada sekat, aliran#ertikal itu meningkat, dan pencampuran at cair pun berlangsung lebih cepat. Pada


11/25

tangki berbentuk silinder #ertical, ke dalaman at cair harus sama dengan diameter tangki, atau sedikit lebih besar dari itu. 8ika di perlukan kedalaman yang lebih besar,dapat dipasang dua impeller atau lebih pada satu poros, dimana masing"masingimpeller berfungsi sebagai satu pencampur tersendiri. $asing"masing impeller

membangkitkan dua arus sirkulasi. %mpeller yang di sebelah bawah, baik yang jenisturbin maupun yang jenis propeller, di pasang pada jarak kira"lira sama dengandiameter impeller dari dasar tangki.

$.( Pro)e) Penca&'uranProses pencampuran dalam fase cair dilandasi oleh mekanisme perpindahan

momentum di dalam aliran turbulen, pencampuran terjadi pada tida skala yangberbeda yaitu -

1. Pencampuran sebagai akibat aliran cairan secara keseluruhan bul! flow ! di sebut

mekanisme kon#ektif.2. Pencampuran karena adanya gumpalan"gumpalan fluida yang terbentuk dan

tercampakkan di dalam medan aliran, di kenal sebagai &eddies'.3. Pencampuran karena gerak molekul air, merupakan mekanisme pencampuran yang

di kenal sebagai difusi. e tiga mekanisme terjadi secara bersama"sama, tetapi yang paling

menentukan adalah "dd #iffution . $ekanisme ini membedakan pencampurandalam aliran laminar.

Pencampuran fase cair dapat di bagi dalam dua kelompok yaitu -1. Pencampuran antara cairan yang saling tidak bercampur sebagian immisible !.2. Pencampuran cairan yang tercampur miscible !

%stilah pencampuran digunakan untuk berbagai ragam operasi, dimanaderajat homogenitas bahan yang &bercampur' itu sangat berbeda. (mpamanya, satukasus, dimana dua macam gas di gabungkan dalam satu tempat hingga seluruhnyabercampur dengan baik, dan kasus lain pasir, kerikil, dan semen di aduk di dalamdrum putar selama beberapa waktu. )alam kedua kasus itu bahan"bahan itu padaakhirnya bercampur, namun jelas pula bahwa homogenitasnya berbeda. *uplikancampuran gas itu betapa pun kecilnya cuplikan itu semuanya mempunyai komposisiyang sama. +edang cuplikan campuran beton, di lain pihak akan sangatberlainankomposisinya satu sama lain." arren /. $% &a'e & , mith, dan Peter arri t, halaman 226-22 , !K ilid 1, 1985 #

Waktu pencampuran merupakan lamanya operasi pencampuran sehinggadiperoleh keadaan yang serba sama. Pada operasi pencampuran denganmenggunakan tangki pengaduk, waktu pencampuran ini dipengaruhi oleh beberapahal sebagai berikut-

1. Yang berkaitan dengan alat, yaitu -a. /da tidaknya baffle atau cruciform baffle


12/25

b. Bentuk dan jenis pengaduk turbin, propeler, padel!c. (kuran pengaduk diameter, tinggi!d. 9aju perputaran pengaduke. edudukan pengaduk pada tangki

a! 8arak terhadap dasar tangkib! Pola pemasangannyac! $enter , #ertikald! %ff center , #ertikale! $iring (inclined) dari atasf! 7ori ontal

f. 8umlah daun pengadukg. 8umlah pengaduk yang terpasang pada poros pengaduk

2. Yang berhubungan dengan cairan yang diaduk

a. Perbandingan kerapatan (densit ! cairan yang diadukb. Perbandingan #iskositas cairan yang diadukc. 8umlah kedua cairan yang diaduk!. 8enis cairan yang diaduk (miscible& immiscible)

" ta /a'. !K , Penuntun Praktikum /a' rat rium !K I, 2012 /liran osilasi di dalam kolom bersekat merupakan satu metoda yang mampu

meningkatkan pencampuran pada aliran laminar di dalam sebatang kolom.Pencampuran aliran osilasi dapat dicapai sekiranya aliran berosilasi sepenuhnyamelewati plat sesekat. /kan tetapi, aplikasi aliran osilasi melalui kolom bersekatmenyebabkan pencampuran balik berlaku di antara peringkat.

Pencampuran balik akan mengurangkan keberkesanan pencampuran didalam kolom dan ia merupakan suatu kelemahan apabila aliran plug merupakansuatu system yang diinginkan dengan menggunakan perangkat lunak fluent 5.3#suatu simulasi telah dilakukan pada menentukan pola aliran yang terbentuk di dalamkolom bersekat dengan aliran osilasi, dan untuk memastikan terjadinyapencampuran balik di dalam sisitem kolom yang di bina. +imulasi *@)$omputational Fluida # namic ! dilakasanakan di dalam kolom tegak dua peringkat

setinggi 2?,2 cm dan diameter dalam A,4 cm. Plat sesekat di pasang di dalam kolompada jarak 1,50 diameter kolom. +imulasi aliran bertujuan untuk menggambarkankeadaan sebenarnya dari fenomena fisik yang terlibat di dalam dinamik dan simulasikeadaan steady. +imulasi keadaan steady tidak bergantung dengan waktusedangkan simulasi dinamik adalah tergantung dengan waktu dan banyak digunakan dalam menganalisis perubahan paola aliran dan masalah system kontrol.@luent 5.3# merupakan perangkat lunak yang banyak di pilih untuk tujuan simulasidinamik. Perangkat lunak ini adalah sesuai untuk menggambarkan aliran turbulenyang kompleks, reaksi kimia, pembakaran, dan aliran berbilang fasa. Pipa alir bebasakan menyebabkan geseran bend alir di dalam system bertambah sehingga arahdan kecepatan aliran akan dapat dikontrol, un+ham 1A>2! melaksanakan ujikaji


13/25

satu fasa didalam kolom ldshue" ushton dengan diameter 15,24 cm. Beliaumendapati, selain kadar aliran hadapan, maka penggunaan pipa alir bebas akanmengurangi kadar pencampuran balik dengan berkesan. Pada putaran motor pengaduk dan kadar alir kehadapan tertentu, pipa alir bebas dengan 96) rasio

panjang pipa alir bebas dan diameter plat sesekat! lebih besar dari pada =,33, akanmengurangi kecepatan pencampuran balik menjadi nol. (jikaji yang dihalankan olehCidaurri dan +herk 1A?5! adalah di dalam tangki berpengaduk dengan diameter 2=,3 cm. +eluruh kajian dilakukan menggunakan pipa alir bebas yang disambungkankepada plat sesekat bukaan lubang tengah, 7idaurri dan herk 1A?5! menemukanbahwa pencampuran balik berkurang mejadi nol dengan meningkatnya rasio 96),kadar alir kehadapan dan #iskositas fluida yang di gunakan.

@actor"faktor yang mempengaruhi proses pencampuran dan energi yang diperlukan untuk pencampuran adalah -

1. /liran /liran yang turbulen dan laju alir bahan yang tinggi biasanya menguntungkan

proses pencampuran2. (kuran partikel 6 luas permukaan +emakin luas permukaan kontak bahan"bahan yang harus di campur makasemakin kecil partikel dan semakin mudah gerakannya di dalam campuran makaproses pencampuran semakin baik.3. elarutan+emakin besar kelarutan maka semakin baik pencampuran."$%&a'e, (erasi !eknik Kimia )ilid 1. *rlan++a, akarta. 1991

2.* Kebutu+an Da,a(ntuk melakukan perhitungan dalam spesifikasi tangki pengaduk telah

dikembangkan berbagai teori dan hubungan empiris. Para peneliti telahmengembangkan beberapa hubungan empiris yang dapat untuk dapatmemperkirakan ukuran alat dalam pemakaian yang atas dasar percobaan yangdilakukan pada skala laboratorium.

Persyaratan dari pada pengunaan hubungan empiris tersebut adalah adanya-a. esamaan geometris, yang menetukan kondisi batas peralatan, artinyabentuk

kedua alat harus sama dan perbandingan ukuran"ukuran geometris berikut ini samauntuk keduanya

b. esamaan dinamik dan kesamaan kinetic yaitu terdapat kesamaanharga perbandingan antara gaya yang bekerja disuatu kedudukan gaya #iskosterhadap gaya grafitasi, gaya inersia terhadap gaya #iskos, dsb!

c. @actor yang mempengaruhi kebutuhan daya atau power untuk pengadukan adalah -1. )iameter pengaduk2. ekentalan cairan3. erapatan cairan


14/25

4. $edan grafitasi5. 9aju putaran pengaduk

Parameter 7idrodinamika dalam Tangki berpengaduk -a. Bilangan Reynold

%ilangan tak berdimensi yang menyatakan perbandingan antara gaya inersia dan gaya)iskos yang ter!adi pada fluida. System pengadukan yang ter!adi bila diketahui bilangan*eynold-nya

+alam system pengadukan terdapat 3 !enis bentuk aliran yaitu laminar, transisi dan turbulen.%entuk aliran laminar ter!adi pada bilangan Reynold hingga 1 , sedangkan turbulen ter!adi

pada bilangan Reynold 1 hingga 1 4 dan transisi berada di antara keduanya.b. BilanganFraude

%ilangan tak berdimensi menun!ukkan perbandingan antara gaya inersia dengan gaya

gra)itasi. %ilangan raude dapat dihitung dengan persamaan berikut $

%ilangan raude merupakan )ariable yang signifikan. %ilangan ini hanya diperhitungkan pada system pengadukan dalam tangki tidak bersekat. ada system ini permukaan cairandalam tangki akan dipengaruhi gra)itasi, sehingga membentuk pusaran&)orte '. Vortex menun!ukkan keseimbangan antara gaya gra)itasi dengan gaya inersia.

Fluid Mixing

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangPencampuran adalah operasi yang sangat penting bahkan dikatakan fundamental hampir di

tiap proses. Pencampuran at cair bergantung pada pembentukan arus aliran yang membawa bahanyang belum bercampur ke dalam ona pencampuran di sekitar impeler.

eberhasilan proses operasi kimia tergantung pada efektifitas pencampuran dan pengadukandari fluida. Pengadukan yang dilakukan akan menyebabkan suatu material akan bergerak secaraspesifik tertentu!, sedangkan pencampuran adalah pendistribusian yang acak dan melalui satu atauyang lainnya dari dua atau lebih phase . +uatu material yang homogen, seperti air dingin dalam tankiyang penuh dalam tanki dapat diaduk tetapi tidak dapat dilakukan pencampuran sebelumditambahkan material lain ke dalam tanki. 8adi jelaslah bahwa pengadukan agitasi! tidaklah samadengan pencampuran mixing !. Tidak seperti unit pengoperasian yang lainnya, proses pencampuran dibutuhkan untuk

melakukan beberapa tugas seperti pemompaan, perpindahan panas dan perpindahan massa secara


15/25

cepat. Pengadukan hampir terjadi di setiap proses industri. +eperti apa pengadukan pun sesuaidengan feed dari industry tersebut dan pengoperasian pada industri. Peralatan pencampuran yang digunakan untuk kepentingan komersial sangatlah banyak,misalnya pencampuran yang digunakan untuk memproduksi bahan kimia, makanan, obat"obatan danlain sebagainya.Tugas dari mixer pencampur! itu sendiri adalah -

1! $engontakan cairan"cairan yang tidak dapat bercampur, misalnya proses ekstraksi sol#ent2! Proses emulsi untuk menghasilkan produk yang stabil3! $elarutkan padatan kasar pada cairan dengan #iskositas rendah4! )ispersi padatan halus dalam cairan dengan #iskositas tinggi5! )ispersi padatan halus dalam cairan, misalnya proses fermentasiD! $engontakkan gas6padatan6cairan pada reaksi katalitik

Tetapi yang menjadi masalah bahwa tidak satupun alat yang dapat melakukan fungsi daripencampuran secara menyeluruh dan effisien karena disebabkan biaya pengoperasian yang sangattinggi.

+ehubungan dengan hal tersebut, maka sangatlah perlu untuk mngetahui proses pencampuranataupun pengadukan secara lebih dalam, tentang alat yang digunakan ataupun cara yang tepatsehingga nantinya akan diperoleh hasil yang optimal serta dapat menekan biaya yang digunakanseminimal munkin.1.2 Tujuan)engan melakukan percobaan ini, maka -

1! )apat mengetahui pola aliran yang ditimbulkan oleh dua impeler yang berbeda propeller dan padle !.2! )apat mengetahui faktor"faktor yang mempengaruhi adanya perbedaan pola aliran.3! )apat mengetahui pengaruh yang ditimbulkan oleh penggunaan baffle pada proses pencampuran.4! )apat mengetahui konduktifitas dari larutan garam terhadap kecepatan perputaran impeler dan

waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kondukti#itas tersebut.5! (ntuk mengetahui pengaruh besarnya power yang diberikan impeler terhadap vorte!s yang

terbentuk.1.$ Per&a)ala+an

/dapun masalah"masalah yang akan diketahui melalui percobaan ini adalah -1! Bagaimanakah pengaruh penggunaan dari dua impeler yang berbeda t pe propeller dan padle !

terhadap kualitas campuran yang dihasilkan.2! Bagaimanakah pengaruh penggunaan baffle dalam proses pencampuran.3! Bagaimanakah pengaruh kecepatan putaran impeller yang berbeda dalam proses pencampuran.4! Bagaimanakah pengaruhi penggunaan bahan dalam proses pencampuran.

5! @aktor"faktor yang mempengaruhi pola aliran dan kualitas campuran dalam proses pencampuran.D! Pengaruh kecepatan putaran impeler terhadap kondukti#itas larutan garam.

1.% H 'ote)a7ipotesa yang dapat ditarik sebelum melakukan percobaan ini adalah -

1! +emakin besar kecepatan putaran impeler maka semakin cepat pula terjadinya homogenitas dalamcampuran.

2! )engan penggunaan buffle maka aliran yang terjadi adalah turbulen sehingga proses pencampuranakan terjadi lebih cepat.

3! +emakin kecil ukuran padatan yang akan dicampur atau dilarutkan maka semakin cepat pulaterjadinya homogenitas.

4! +emakin kecil #iskositas cairan yang digunakan semakin cepat terjadinya homogenitas.5! 'orte!s dapat dihilangkan dengan pemakaian baffle sehingga arah aliran dapat menyebar.


16/25

1.- an/aat$anfaat"manfaat yang dapat diambil melalui percobaan ini adalah -

1! )apat mengetahui prinsip dasar dari percobaan fluid mixing apparatus .2! )apat mengetahui perbedaan pola aliran yang ditimbulkan oleh dua buah impeler

ropeller dan turbin !.3! )apat mengetahui faktor"faktor yang menyebabkan pola aliran yang berbeda, seperti padatan yang

digunakan, #iskositas cairan, kecepatan putaran impeler dan lain sebagainya.4! )apat mengetahui besarnya daya hantar listrik yang ditimbulkan sebagai pengaruh dari kecepatan

putaran.5! )apat mengetahui perbedaan yang terjadi pada pencampuran liEuid yang menggunakan baffle dan

tidak menggunakan baffle tidak terbentuk vortex dan terbentuk vortex !.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 $i in+ +uatu pencampuran adalah sebuah at yang dibuat dengan menggabungkan dua at ataulebih yang berbeda tanpa reaksi kimia yang terjadi obyek tidak menempel satu sama lain!.+ementara tak ada perubahan fisik dalam suatu pencampuran, properti kimia suatu pencampuran,seperti titik lelehnya , dapat menyimpang dari komponennya. Pencampuran dapat dipisahkan menjadikomponen aslinya secara mekanis. Pencampuran dapat bersifat homogen atau heterogen.

Pencampuran secara umum adalah produk pencampuran mekanis atau pencampuran atkimia seperti elemen dan senyawa , tanpa penyatuan kimia atau perubahan kimia lainnya, sehinggamasing"masing at mempertahankan properti dan karakteristik kimianya. Pengadukan at cair dilakukan untuk berbagai maksud, tergantung dari tujuan langkah itusendiri. Tujuan pengadukan antara lain adalah -

1! (ntuk memilih suspensi partikel at padat.2! (ntuk meramu at cair yang mampu larut, misalnya metil alkohol dan air.3! (ntuk menyebarkan gas didalam at cair dalam bentuk gelembung kecil.4! (ntuk menyebarkan at cair yang tidak dapat bercampur dengan at cair lain, sehingga membentuk

emulsi atau suspensi butiran"butiran halus.

5! (ntuk mempercepat perpindahan kalor antara at cair dengan kumparan atau mantel kalor.adang"kadang pengaduk digunakan untuk beberapa tujuan sekaligus, misalnya dalam hidrogenasi

katalitik dan at cair. )alam bejana hidrogenasi didispersikan melalui at cair dimana terdapatpartikel"partikel katalis padat dalam keadaan suspensi, sementara kalor reaksi keluar melaluikumparan atau mentel.Pengadukan menunjukkan gerakan yang terinduksi menurut cara tertentu pada suatu bahan di dalambejana, dimana gerakan itu biasanya mempunyai semacam sirkulasi.Proses pencampuran bisa dilakukan dalam sebuah bejana atau alat. 7al inidikarenakan faktor"faktor penting yang berkaitan dengan proses ini, dalam aplikasi nyata bisadipelajari dengan seksama dalam alat ini. @aktor"faktor yang mempengaruhi proses pengadukan danpencampuran diantaranya adalah perbandingan antara geometri tangki dengan geometri pengaduk,

bentuk dan jumlah pengaduk, posisi sumbu pengaduk, kecepatan putaran pengaduk, penggunaansekat dalam tangki dan juga properti fisik fluida yang diaduk. leh karena itu, perlu tersedia

http://id.wikipedia.org/wiki/Titik_lelehhttp://id.wikipedia.org/wiki/Proses_pemisahanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Proses_pemisahanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pencampuran_mekanis&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Zat_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Zat_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Zat_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Elemen_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Senyawa_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Senyawa_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Proses_pemisahanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pencampuran_mekanis&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Zat_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Zat_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Elemen_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Senyawa_kimiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Titik_leleh


17/25

seperangkat alat tangki berpengaduk yang bisa digunakan untuk mempelajari operasi daripengadukan dan pencampuran tersebut.Pencampuran terjadi pada tiga tingkatan yang berbeda yaitu -

1! $ekanisme kon#ektif pencampuran yang disebabkan aliran cairan secara keseluruhan bul! flow !.2! "dd diffusion pencampuran karena adanya gumpalan " gumpalan fluida yang terbentuk dan

tercampakan dalam medan aliran.3! #iffusion pencampuran karena gerakan molekuler.

etiga mekanisme terjadi secara bersama"sama, tetapi yang paling menentukan adalah edd diffusion . $ekanisme ini membedakan pencampuran dalam keadaan turbulen dengan pencampurandalam medan aliran laminer. +ifat fisik fluida yang berpengaruh pada proses pengadukan.

+ecara khusus, proses pengadukan dan pencampuran digunakan untuk mengatasi tiga jenispermasalahan utama, yaitu -

1! (ntuk menghasilkan keseragaman statis ataupun dinamis pada sistem multifase multikomponen.2! (ntuk memfasilitasi perpindahan massa atau energi diantara bagian"bagian dari sistem yang tidak

seragam.

3! (ntuk menunjukkan perubahan fase pada sistem multikomponen dengan atau tanpa perubahankomposisi.

2.2 $e%hani%all A+itated 7essel 2.2.1 7essel

'essel biasanya berbentuk tanki silinder #ertikal dimana di dalamnya akan diisikan fluidadengan kedalaman yang sama dengan diameter tanki. Tetapi pada beberapa sistem pengontakangas atau cairan dengan kedalaman cairan sekitar 3 kali diameter tanki maka akan digunakan banyakimpeler. )iameter vessel berkisar antara =,1 meter untuk unit yang kecil hingga 1= meter ataupunlebih untuk instalasi industri besar. Bagian dasar tangki dapat berbentuk datar, lengkungan atau lancip kerucut! tergantung pada

faktor kemudahan pada saat pengurasan atau pada at padat yang terlarut. Bentuk yang seringdigunakan adalah bentuk lengkungan karena sudut yang ada sangat minimalis sehingga at padattidak ada yang terselip dan akan rata tercampur. +edangkan jika bentuk kerucut cone ! yangdigunakan makan harus dipastikan bahwa pencampuran dapat dilakukan dengan sempurna dengancara menurunkan posisi impeler, Tetapi hal ini akan sangat berbahaya jika impeler terlalu dekatdengan permukaan dinding vessel terutama jika sampai bersentuhan akan mengakibatkan alatmenjadi rusak. )alam kasus lainnya sering pula digunakan 2 buah impeler pada bagian atas. Walaupunbawah vessel untuk memperoleh pencampuran yang sempurna. Pada design mixer atau settler untuksol#ent extraction biasanya digunakan tanki segi empat karena pertimbangan harga yang lebih

murahh untuk kapasitas yang besar dan juga lebih mudah mengkombinasikannya dengan settler .2.2.2 :a le

(ntuk mencegah terjadinya pembentukan ruang udara vortex ! pada saat cairan"cairan dengan#iskositas rendah diaduk dalam tanki silinder #ertikal dengan impeler yang berada pada pusatnya,maka digunakanlah baffle yang dipasang pada dinding vessel . *affle yang digunakan biasanyamemiliki jarak yang sama sekitar 1 " 1= dari diameter tanki. *affle biasanya tidak menempel pada dinding vessel sehingga secara kebetulan akanterdapat celah antara baffle dengan dinding vessel . *affle umumnya tidak digunakan pada cairandengan #iscositas tinggi dimana pembentukan vortex bukanlah menjadi masalah yangpenting. *affle dipasang pada mixing vessel untuk menambah turbulensi. Walaupun

penggunaan baffle menaikkan jumlah tenaga atau energi, tetapi di sisi lain memilki keuntungan yaituterjadinya perpindahan panas secara terus menerus dan waktu yang dibutuhkan


18/25

untuk mencampur lebih cepat.Tabel 2.1 ebutuhan tenaga pada mevhanicall agitated s stem

roses /enaga yang digunakan&" 01 gal'

engadukan yang sangat tinggimulsifikasi

Disolving padatan Disolving gas yang sedikit larut

engadukan yang tinggierpindahan panas yang cepatengontakan

engadukan yang sedang Disolving gas yang larut &sedang'

adatan yang tersuspensiencucianerpindahan panas yang

menengahengadukan yang rendah

kstraksi cairanristalisasi

Stirring encampuran

Disolving gas yang dapat larut

15 - 251 - 12 3 - 1

1,5 - 2,51,5 - 2,

1, - 2,

1, - 1,1, - 1,5

, - 1,3

, - 1,,6 - 1,2,5 - ,,5 - ,6,5 - ,6

etika waktu yang digunakan pada proses pencampuran sangatlah sedikit, pencampur yang

terbaik adalah pencampur dengan jumlah tenaga yang terkecil dan waktu yang sangat pendek.2.2.$ I&'eler

%mpeler inilah yang akan membangkitkan pola aliran di dalam sistem, yangmenyebabkan at cair bersikulasi di dalam bejana untuk akhirnya kembali ke impeler.

)ari segi bentuknya, ada tiga jenis impeller - propeller baling"baling!, dayung padle !, danturbin turbine !. $asing"masing jenis terdiri lagi atas berbagai #ariasi dan sub"jenis. /da lagi jenis"

jenis impeler lain yang dimaksudkan untuk situasi"situasi tertentu, namun ketiga jenis itu agaknyadapat digunakan untuk menyelesaikan A5 persen dari semua masalah agitasi at cair.

impeller yang lain -1! The marine t pe propeller 2! Flat + blade turbine3! The dis! flat + blade turbine4! The curved + blade turbine


19/25

5! The pitched + blade turbineD! The shrouded turbine

2.2.$.1 Pr (eller ropeller merupakan impeller aliran aksial berkecepatan tinggi untuk at cair ber#iskositas

rendah. ropeller kecil biasanya berputar pada kecepatan motor penuh, yaitu 1.15= atau 1.>5= rpm,

sedang propeller besar berputar pada 4== sampai ?== rpm. /rus yangmeninggalkan propeller mengalir melalui at cair menurut arah tertentu samapi dibelokkan oleh lantaiatau dinding bejana. olom at cair yang berputar dengan sangat turbulennya itumeninggalkan impeller dengan membawa ikut at cair stagnan yang dijumpainya dalamperjalanannya itu, dan at cair stagnan yang terbawa ikut itu mungkin lebih banyak dari yang dibawakolom arus sebesar itu kalau berasal dari nosel stasioner . )aun"daun propeller merobekkanmenyeret at cair itu. leh karena arus aliran ini sangat gigih, agitator propeller sangat efektif dalambejana besar.

ropeller yang berputar membuat pola heliks di dalam at cair, dan jika tidak tergelincir antaraat cair dan propeller itu, satu putaran penuh propeller akan memindahkan at cair secara

longitudinal pada jarak tertentu. asio jarak ini terhadap diameter dinamakan jarak pitch ! propeller itu.

Pr opeller yang mempunyai jarak bagi1,= disebut mempunyai jarak bujur sangkar.2.2.$.2 Paddle

(ntuk tugas"tugas sederhana, agitator yang terdiri dari satu dayung datar yang berputar pada poros #ertikal merupakan pengaduk yang cukup efektif. adang"kadang daun"daunnya dibuat miring, tetapi biasanya #ertikal saja. )ayung paddle ! ini berputar di tengah bejanadengan kecepatan rendah sampai sedang, dan mendorong at cair secara radial dan tangensial,hampir tanpa adanya gerakan #ertikal pada impeler, kecuali bila daunnya agak miring. /rus yangterjadi bergerak ke luar ke arah dinding, lalu membelok ke atas atau ke bawah. )alam tangki"tangkiyang dalam, kadang"kadang dipasang beberapa dayung pada satu poros, dayung yang satu di atasyang lain. )alam beberapa rancang, daunnya disesuaikan dengan bentuk dasar bejana, yangmungkin bulat atau cekung, piring, sehingga dapat mengikis atau menyapu permukaan pada jaraksangat dekat. )ayung padle ! jenis tersebut dinamakan agitator jangkar anchor agitator !. 8angkar inisangat efektif untuk mencegah terbentuknya endapan atau kerak pada permukaan penukar kalor,seperti umpamanya, dalam bejana proses bermantel, tetapi tidak terlalu efektif sebagai alatpencampur. 8angkar ini biasanya dioperasikan bersama dengan dayung berkecepatan tinggi atauagitator lain, yang biasanya berputar menurut arah yang berlawanan.

/gitator dayung yang digunakan di industri biasanya berputar dengan kecepatan antara 2=dan 15= rpm. Panjang total impeler dayung biasanya antara 5= sampai ?= persen dari diameter"dalam bejana. 9ebar daunnya seperenam sampai sepersepuluh panjangnya. Pada kecepatan yangsangat rendah, dayung dapat memberikan pengadukan sedang di dalam bejana tanpa"sekat, padakecepatan yang lebih tinggi diperlukan pemakaian sekat, sebab jika tidak, at cair itu akan berputar"putar saja mengelilingi bejana itu dengan kecepatan tinggi, tetapi tanpa adanya pencampuran.

2.2.$.$ Turb nTurbin biasanya efektif untuk jangkau #iskositas yang cukup luas. Pada cair ber#iskositas

rendah, turbin itu menimbulkan arus yang sangat deras yang berlangsung di keseluruhan bejana,menabrak kantong"kantong yang stagnan dan merusaknya. )i dekat impeler itu terdapat ona arusderas yang sangat turbulen dengan geseran yang kuat. /rus utamanya bersifat radial dan tangensial.

omponen tangensialnya menimbulkan #orteks dan arus putar, yang harus dihentikan denganmenggunakan sekat baffle ! atau difuser agar impeler itu menjadi sangat efektif.

Beberapa di antara berbagai ragam bentuk rancang turbin adalah turbin daun"lurus terbuka,turbin piring berdaun dan turbin piring lengkung #ertikal. ebanyakan turbin itu menyerupai agitator"dayung berdaun banyak dengan daun"daunnya yang agak pendek, dan berputar pada kecepatantinggi pada suatu poros yang dipasang di pusat bejana. )aun"daunnya boleh lurus dan boleh pulalengkung, boleh bersudut, dan boleh pula #ertikal. %mpelernya mungkin terbuka, setengah terbuka,


20/25

atau terselubung. )iameter impeler biasanya lebih kecil dari diameter dayung, yaitu berkisar antara3= sampai 5= persen dari diameter bejana.

Beberapa tipe impeller , yaitu - propeller& turbin& paddle& anchor& helical ribbbon& helical screw .Penggunaan impeller diatas tergantung pada geometri vessel tanki!, #isikosita cairan.

1! (ntuk #iscositas yang lebih kecil dari 2=== cP, maka digunakan impeller dengan tipe propeller .2! (ntuk #iscositas antara 2=== cP " 5==== cP, maka digunakan impeller dengan tipe turbin.,) (ntuk #iscositas antara 1==== cP " 1====== cP, maka digunakan impeller tope anchor& helical ribon

dan paddle4! (ntuk #iscositas diatas 1 juta cP, digunakan pencampuran khusus, seperti banburg mixer& !neaders&

extrudes& sigma mixer dan beberapa tipe lainya. /da dua macam impeller pengaduk yaitu -

1! -mpeller aliran aksial yang membangkitkan arus sejajar dengan sumbu poros impeller 2! -mpeller aliran radial yang membangkitkan arus pada arah tangensial atau radial

(kuran impeller tergantung pada jenis impeller dan kondisi operasi seperti yang dijelaskan oleheynolds, @roude,and Power sebagai suatu karakteristik yang saling mempengaruhi.

(ntuk impeller jenis turbin, perbandingan diameter dari impeller dan vessel berada pada range, d6) F=,3 "=,D, harga terendah beradapada rpm yang tinggi sebagai contih dipersi gas.

ecepatan impeller standar yang digunakan untuk kepentingan komersil industri! adalah 34, 45, 5D,D?, ?4, 1==, 125, 155, 1A=, dan 32= rpm. Tenaga yang dibutuhkan biasanya tidak cukup untukdigunakan secara kontinu untuk mengatur gerakan steam turbin. )ua kecepatan driver mungkindibutuhkan pada saat tor ues awal sangat tinggi.

Tabel 2.2 Pemilihan jenis impeller berdasarkan pemakaianenggunaan #enis 7 mpeller

Propeller Turbine Paddle

encampuran+ispersiSuspensi padatan*eaksi+ispersi gas

engubah panasristalisasi

1222322

2111111

3333321

eterangan - 1 F Banyak digunakan 2 F adang"kadang digunakan 3 F 8arang digunakan8enis aliran di dalam bejana yang sedang diaduk bergantung pada -1! 8enis impeller 2! arakteristik fluida3! (kuran serta perbandingan proporsi! tangki, sekat, dan agitator.

ecepatan fluida dalam setiap titik dalam tangki mempunyai tiga komponen, dan pola alirankeseluruhan di dalam tangki itu bergantung pada #ariasi dari ketiga komponen itu dari satu lokasi kelokasi lain. etiga komponen itu yaitu -

1! omponen radial yang bekerja pada arah tegak lurus terhadap poros impeller .


21/25

2! omponen longitudinal, yang bekerja pada arah paralel dengan poros.3! omponen tangensial yang bekerja pada arah singgung tehadap lintasan lingkaran

:ambar Pola /liran @luida-

8ambar 2.3.1 ola aliran fluida untuk ropeller ditengah )essel tanpa %affle

8ambar 2.3.2 ola aliran fluida untuk Propeller ditengah vesse l dengan Baffle ,polaaliran 9ksial

8ambar 2.3.3 ola aliran fluida untuk Propeller ditengah vessel dengan Baffle ,polaaliran radial


22/25

8ambar 2.3.4 ola aliran fluida untuk Propeller tidak pada posisi ditengah vessel

8ambar 2.3.5 osisi agitator pada vessel

)alam keadaan biasa, di mana poros itu #ertikal, komponen radial dan tangensial beradadalam satu bidang horisontal, dan komponen longitudinalnya #ertikal. omponen radial dankomponen longitudinal sangat aktif dalam memberikan aliran yang diperlukan untuk melakukanpencampuran. Bila poros itu #ertikal dan terletak persis di pusat tangki, komponen tangensialbiasanya kurang menguntungkan. /rus tangensial itu mengikuti suatu lintasan berbentuk lingkaran disekitar poros, dan menimbulkan vorte!s pada permukaan at cair, dan karena adanya sirkulasi aliranlaminar, cenderung membentuk stratifikasi pada berbagai lapisan tanpa adanya aliran longitudinalantara lapisan"lapisan itu.

8ika di dalam sistem itu terdapat pula partikel at padat, arus sirkulasi itu cenderungmelemparkan partikel"partikel itu, dengan gaya sentrifugal, ke arah luar, dan dari situ bergerak kebawah, dan sesampai di dasar tangki, lalu ke pusat. arena itu, bukannya pencampuran yangberlangsung di sini, tetapi sebaliknya pengumpulanlah yang terjadi. 8adi, karena dalam aliran sirkulasi

at cair begerak menurut arah gerakan daun impeller , kecepatan relatif antara daun dan at cair ituberkurang, dan daya yang dapat diserap at cair itu menjadi terbatas.)alam bejana yang tak bersekat, alir putaran itu dapat dibangkitkan oleh segala jenis impeller ,

baik aliran aksial maupun yang radial. 8adi, jika putaran at cair itu cukup kuat, pola aliran di dalamtangki itu dapat dikatakan tetap, bagaimanapun bentuk rancangan impeller . Padakecepatan impeller tinggi vorte!s yang terbentuk mungkin sedemikian dalamnya, sehinggamencapai impeller dan gas dari atas permukaan at cair akan tersedot ke dalam at cair itu. $akanyahal demikian tidaklah dikehendaki.

/liran tingkat circulator flow ! dan arus putar swirling ! dapat dicegah dengan menggunakansalah satu dari tiga cara di bawah ini. )alam tangki"tangki kecil impeler dipasang di luar sumbu tangki

eksentrik!. Porosnya digeser sedikit dari garis pusat tangki, lalu dimiringkan dalam suatu bidang yang

tegak lurus terhadap pergeseran itu. )alam tangki"tangki yang lebih besar, agitatornya dipasang disisi tangki, dengan porosnya pada bidang horisontal, tetapi membuat sudut dengan jari"jari tangki.


23/25

2.$ et $i er Pencamuran dalam sebuah vessel dilakukan untuk #iskositas rendah dengan menggunakan jet

nozzle yang dimasukkan dalam vessel dimana cairan dengan #iskositas tinggi dialirkan kedalam jet nozzle . Pompa digunakan untuk mengeluarkan sebagian liEuid dari vessel dan dikembalaikanmelalui nozzle melalui vessel . Transfer momentum dari jet #iskositas tinggi menuju liEuiddalam vessel menyebabkan aksi pencmpuran sirkulasi dalam tanki.2.% In-line tati% $i er

-n/line static mixers digunakan untuk operasi pencampuran dan pelarutan dalam jumlah yangbesar. +ebuah unit tetap diletakkan dalam sebuah pipa dan pencampur dimasukkan oleh sistempemompaan. (ntuk kasus pencmpuran liEuid kental secara laminer, pencampuran dilakukandengan mekanisme slicing dan folding . Proses pencampuran ini memberikan peningkatan dalamproduk campuran sebagai jumlah dari elemen pencampuran yang diulang meningkat. )alamkasus pelarutan liEuid"liEuid dan gas"liEuid seperti mekanisme diatas tidak berpengaruh dan biasanyaoperasi terjadi secara turbulen.2.- In-/ine D nami% $i er

(ntuk operasi pencampuran dimana membutuhkan produksi continue dari solid yang dilarutkandan emulsi, -n/0ine # namic 1ixers adalah salah satu bentuk mixer yang dapat digunakan. /lat initerdiri dari sebuah rotor dimana spin adalah kecepatan tinggi di dalam sebuah casing dan umpanmaterial dipompakan secara continue menuju unit. )i dalam casing , shear force fluida yang tinggidigunakan pada operasi pelarut.2.( $ills

Beberapa kegiatan kimia termasuk pelarutan solid dan pengemulsian tidak dapat dilakukan didalam vessel yang dicampur secara mekanik karena tidak mungkin dapat menurunkan tegangantinggi untuk memecah partikel agregat dalam memperoleh kualitas pelarutan atau menciptakanemulsi yang stabil. 1ills dapat digunakan dalam operasi pelarutan dimana pelarutan partikel

dilakukan dengan crushing atau shearing .2.* Un t Pelarutan !engan Kece'atan T ngg

Type peralatan ini serupa dengan -n/0ine # namic 1ixer , tetapi dalam kasus ini alat digunakandalam sebuah vessel . /lat pencampur ini terdiri dari rotor kecepatan tinggi di dalam vessel dimanafluida dimasukkan ke aksi shearing intensif.2.0 7al;e m +eni


24/25

b. elarutan at terlarutc. ondukti#itas termal fluida dan at terlarut jika terjadi perpindahan panasd. )ensitas fluidae. (kuran partikel solid

2! Parameter $ekanik -a. )iameter impeller

b. otasi impeler permenit

c. Bentuk impeler

d. Colume vessel

e. Bentuk vessel

f. 9etak agitator terhadap vessel

eberhasilan operasi suatu proses pengolahan tergantung pada efektifitas pengadukan danpencampuran at dalam proses.

2.11 Penca&'uran Sol !3L 4u ! Bila at padat disuspensikan dalam tanki yang diaduk, ada beberapa cara untukmendifinisikan kondisi suspensi itu. Proses yang berbeda akan memerlukan derajat suspensi yangberlainan pula, dan karena itu kita perlu menggunakan definisi yang tepat dan korelasi yangsemestinya didalam merancang atau dalam penerapan ke skala besar.

1! $endekati suspensi penuh Yaitu suspensi dimana masih terdapat sebagian kecil kelompok"kelompok at padat yang

terkumpul didasar tanki agak kepinggir atau ditempat lain.2! Partikel bergerak penuh

Yaitu seluru partikel berada dalam suspensi atau bergerak disepanjang dasar tanki.3! +uspensi penuh atau +uspensi diluar dasar

Yaitu seluruh partikel berada dalam keadaan suspensi dan tidak ada didasar tanki atau tidakberada didasar tanki selama leih dari 1 atau 2 detik.

2.12 Penca&'uran L 4u !3L 4u !Pencampuran at cair"cair misible ! didalam tanki merupakan proses yang berlangsung cepat

dalam daerah turbulent. -mpeller akan menghasilkan arus kecepatan tinggi, dan fluida itu mungkindapat bercampur baik disekitar impeller karena adanya keterbulenan yang hebat. Pada waktu arus itumelambat karena membawa ikut at cair lain dan mengalir disepanjang dinding, terjadi jugapencampuran radial sedang pusaran"pusaran besar pecah menjadi kecil, tetapi tidak banyak terjadipencampuran pada arah aliran.

2.1$ Penca&'uran 5a)3L 4u ! )alam proses pencampuran gas dengan liEuid, gas akan tersuspensi dalam bentukgelembung"gelembung kecil dengan tekanan tertentu.


25/25

BAB IIIET6D6L65I

$.1 Alat !an Ba+anAlat 7

/lat yang digunakan pada percobaan ini adalah -+atu unit Fluid 1ixing Appartus yang dilengkapi dengan impeller berbeda dengan baffle dantanpa baffle

Ba+an 7Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah -

1! /ir 2! Pasir 3! :aram

$.2 Pro)e!ur Percobaan1! +iapkan Fluid 1ixing Apparatus tanpa baffle sehingga dapat digunakan sebagaimana mestinya2! (kurlah diameter vessel , diameter impeller , jarak impeller dari dasar vessel , lebar bilah impeller .3! $asukkan air, pasir, dan garam ke dalam Fluid 1ixing Apparatus , kemudian pasang impeller yang

dikehendaki.4! 7idupkan Fluid 1ixing Apparatus dan aturlah kecepatan putaran impeller 5= rpm, 1== rpm, 2== rpm,

3== rpm, lakukan secara bergantian5! /mati dan gambarlah pola aliran yang terjadi setiap kenaikan keceaptan perputaran impeller dan

hitung daya dari pengadukan tersebut.

D! (langi percobaan di atas untuk impeller yang berbeda dan Fluid 1ixing Appa ratus dengan baffle .)iposkan oleh +ucitro /de di 1?.43
https://plus.google.com/106469991981588867534http://rumahdukasi.blogspot.co.id/2014/03/fluid-mixing.htmlhttps://plus.google.com/106469991981588867534http://rumahdukasi.blogspot.co.id/2014/03/fluid-mixing.html

tangki berpengaduk duk duk

Documents