PRANCANGAN ALAT PABRIK

RESUME TANGKI PENYIMPANAN DAN JENIS PENGADUK

DisusunOleh

Nama NIM

1. Andriansyah

2. DiahPuspita

3. TaufikSukmana

4. Yunita

21113007

21113013

21113027

21113027

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SERANG RAYA

SERANG

2016

TANGKI PENYIMPANAN

Tangki merupakan salah satu bagian terpenting dalam setiap alat proses.

Pada sebagian besar alat proses, tangki sangat diperhatikan dengan beberapa

modifikasi sesuai keperluan yang memungkinkan alat beroperasi pada fungsi yang

dikehendaki. Biasanya tahap awal dari perancangan tangki adalah pemilihan

tipe/bentuk yang paling sesuai dengan konsisi operasi yang diinginkan. Faktor

terpenting yang sesuai yang mempengaruhi pemilihan ini adalah:

1. Fungsi dan lokasi tangki

2. Sifat alamiah dari fluida yang akan digunakan

3. Suhu dan tekanan operasi

4. Volume yang dibutuhkan atau kapasitas untuk proses yang akan digunakan

Tangki dapat diklasifikasikan berdasarkan fungsional operasi, suhu dan

tekanan operasi, konstruksi material, dan geometri dari tangki itu sendiri. Tipe

tangki yang paling banyak dijumpai dapat diklasifikasikan berdasarkan bentuk

geometri tangki.

1. Open and closed tanks

2. Flat-bottomed

3. Tangki silindris dengan atap dan dasar tertutup rapat

4. Spherical

JENIS PENGADUK

Pengadukan (agitation) adalah pemberian gerakan tertentu sehingga

menimbulkan reduksi gerakan pada tersebut mempunyai pola sirkulasi. Akibat

yang ditimbulkan dari operasi pengadukan adalah terjadinya pencampuran

(mixing) dari satu atau lebih komponen yang teraduk. Ada beberapa tujuan yang

ingin diperoleh dari komponen yang dicampurkan, yaitu membuat suspensi,

blending, dispersi dan mendorong terjadinya transfer panas dari bahan ke dinding

tangki.

Pada industri kimia seperti proses katalitik dari hidrogenasi, pengadukan

mempunyai beberapa tujuan sekaligus. Pada bejana hidrogenasi gas hidrogen

disebarkan melewati fasa cair dimana partikel padat dari katalis tersuspensi.

Pengadukan juga dimaksudkan untuk menyebarkan panas dari reaksi yang

dipindahkan melalui cooling coil dan jaket.Contoh lain pemakaian operasi

pengadukan dalam industi adalah pencampuran pulp dalam air untuk memperoleh

“larutan” pulp. Larutan pulp yang sudah cukup homogen disebarkan ke mesin

pembuat kertas menjadi lembaran kertas setelah proses filtrasi vakum dan

dikeringkan.

Pengadukan adalah operasi yang menciptakan terjadinya gerakan dari

bahan yang diaduk seperti molekul- molekul, zat-zat yang bergerak atau

komponennya menyebar (terdispersi).

Jenis-Jenis Pengaduk

Secara umum, terdapat tiga jenis pengaduk yang biasa digunakan

secara umum, yaitu pengaduk baling – baling, pengaduk turbin, pengaduk dayung dan

pengaduk.

Pengaduk Jenis Baling-Baling (Propeller)

Ada beberapa jenis pengaduk yang biasa digunakan. Salah satunya

adalah baling-baling berdaun tiga.

Gambar 1. Pengaduk jenis Baling-baling (a), Daun Dipertajam (b), Baling-baling

kapal (c)

Baling-baling ini digunakan  pada kecepatan berkisar antara 400 hingga 1750 rpm

(revolutions per minute) dan digunakan untuk cairan dengan viskositas rendah.

A. Pengaduk Dayung (Paddle)

Berbagai jenis pengaduk dayung biasanya digunakan pada kesepatan

rendah diantaranya 20 hingga 200 rpm. Dayung datar berdaun dua atau empat

biasa digunakan dalam sebuah proses pengadukan. Panjang total dari pengadukan

dayung biasanya 60 - 80% dari diameter tangki dan lebar dari daunnya 1/6 - 1/10

dari panjangnya.

Gambar 2. Pengaduk Jenis Dayung (Paddle) berdaun dua

Pengaduk dayung menjadi tidak efektif untuk suspensi padatan, karena

aliran radial bisa terbentuk namun aliran aksial dan vertikal menjadi kecil. Sebuah

dayung jangkar atau pagar, yang terlihat pada gambar 6 biasa digunakan dalam

pengadukan. Jenis ini menyapu dan mengeruk dinding tangki dan kadang-kadang

bagian bawah tangki. Jenis ini digunakan pada cairan kental dimana endapan pada

dinding dapat terbentuk dan juga digunakan untuk meningkatkan transfer panas

dari dan ke dinding tangki. Bagaimanapun jenis ini adalah pencampuran yang

buruk. Pengaduk dayung sering digunakan untuk proses pembuatan pasn kanji,

cat, bahan perekat dan kosmetik.

B. Pengaduk Turbin

Pengaduk turbin adalah pengaduk dayung yang memiliki banyak daun

pengaduk dan berukuran lebih pendek, digunakan pada kecepatan tinggi untuk

cairan dengan rentang kekentalan yang sangat luas. Diameter dari sebuah turbin

biasanya antara 30 - 50% dari diamter tangki. Turbin biasanya memiliki empat

atau enam daun pengaduk. Turbin dengan daun yang datar memberikan aliran

yang radial. Jenis ini juga berguna untuk dispersi gas yang baik, gas akan

dialirkan dari bagian bawah pengadukdan akan menuju ke bagian daun pengaduk

lalu tepotong-potong menjadi gelembung gas.

Gambar 3. Pengaduk Turbin pada bagian variasi.

Pada turbin dengan daun yang dibuat miring sebesar 45o, seperti yang

terlihat pada gambar 8, beberapa aliran aksial akan terbentuk sehingga sebuah

kombinasi dari aliran aksial dan radial akan terbentuk. Jenis ini berguna dalam

suspensi padatan kerena aliran langsung ke bawah dan akan menyapu padatan ke

atas. Terkadang sebuah turbin dengan hanya empat daun miring digunakan dalam

suspensi padat. Pengaduk dengan aliran aksial menghasilkan pergerakan fluida

yang lebih besar dan pencampuran per satuan daya dan sangat berguna dalam

suspensi padatan.

Gambar 4. Pengaduk Turbin Baling-baling.

C. Pengaduk Helical-Ribbon

Jenis pengaduk ini digunakan pada larutan pada kekentalan yang tinggi

dan beroperasi pada rpm yang rendah pada bagian laminer. Ribbon (bentuk seperti

pita) dibentuk dalam sebuah bagian helical (bentuknya seperti baling-balling

helicopter dan ditempelkan ke pusat sumbu pengaduk). Cairan bergerak dalam

sebuah bagian aliran berliku-liku pada bagiam bawah dan naik ke bagian atas

pengaduk.

Gambar 5. Pengaduk Jenis (a), (b) & (c) Hellical-Ribbon, (d) Semi-Spiral

D. Posisi Sumbu Pengaduk Dan Pola Aliran

Pada umumnya proses pengadukan dan pencampuran dilakukan dengan

menempatkan pengaduk pada pusat diameter tangki. Posisi ini memiliki pola aliran yang

khas. Pada tangki tidak bersekat dengan pengaduk yang berputar ditengah, energi sentrifugal

yang bekerja pada fluida meningkatkan ketinggian fluidapada dinding dan memperendah

ketinggian fluida pada pusat putaran. Pola  ini biasa disebut dengan pusaran dengan pusat pada

sumbu pengaduk. Pusaran ini akan menjadi semakin besar seiring dengan peningkatan

kecepatan putaran yang juga meningkatkan turbulensi dari fluida yang diaduk. Pada sebuah

proses dispersi gas-cair, terbentuknya pusaran tidak diinginkan. Hal ini disebabkan

pusaran tersebut bisa menghasilkan dispersi udara yang menghambat dispersi gas ke cairan

dan sebaliknya.

Gambar 6. (Posisi Center dari sebuah Pengaduk  yang menghasilkan Vortex

Salah satu upaya untuk menghilangkan pusaran ini adalah dengan merubah posisi sumbu

pengaduk. Posisi tersebut berupa posisi sumbu pengaduk tetap tegak lurus namun berjarak

dekat dengan dinding tangki (off center) dan posisi sumbu berada pada arah diagonal (incline).

Perubahan posisi ini menjadi salah satu variasi dalam penelitian yang dilakukan. Viskositas

dari cairan adalah salah satu dari beberapa faktor yang mempengaruhi pemilihan

jenis pengaduk.

 Gambar 7. Pola aliran yang dihasilkan oleh jenis-jenis pengaduk yang berbeda,

(a) Impeller, (b) Propeller, (c) Paddle dan (d) Helical ribbon

Bilangan Reynold

Bilangan tak berdimensi yang menyatakan perbandingan antara gaya

inersia dan gaya viskos yang terjadi pada fluida. Sistem pengadukan yang terjadi

bisa diketahui bilangan Reynold-nya dengan menggunakan persamaan 3.

dimana :

Re  = Bilangan Reynold

ρ    = dnsitas fluida

µ    = viskositas fluida

Dalam sistem pengadukan terdapat 3 jenis bentuk aliran yaitu laminer,

transisi dan turbulen. Bentuk aliran laminer terjadi pada bilangan  Reynold hingga

10, sedangkan turbulen terjadi pada bilangan Reynold 10 hingga 104 dan transisi

berada diantara keduanya.

Bilangan Fraude

Bilangan tak berdimensi ini menunjukkan perbandingan antara gaya

inersia dengan gaya gravitasi. Bilangan Fraude dapat dihitung dengan persamaan

berikut :

dimana :

Fr = Bilangan Fraude

N  = kecepatan putaran pengaduk

D  = diameter pengaduk

g   = percepatan grafitasi

Bilangan Fraude bukan merupakan  variabel yang signifikan. Bilangan ini

hanya diperhitungkan pada sistem pengadukan dalam tangki tidak bersekat. Pada

sistem ini permukaan cairan dalam tangki akan dipengaruhi gravitasi, sehingga

membentuk pusaran (vortex). Vorteks menunjukkan keseimbangan antara gaya

gravitasi dengan gaya inersia.

DAFTAR PUSTAKA

Wiranatakusumah, Aman et al. 1992. ’Petunjuk Peralatan dan Unit

ProsesIndustri”.Pangan. Bogor : Depdikbud. Direktorat jendral Pendidikan

Tinggi IPB

Rahayuningsih, Edia. 2002. Diktat Kuliah OTK1, Yogyakarta:jurusan Teknik

Kimia FT-UGM.

Cendana, Dewi. 2011. Perencanaan Liquid Storage Tank Dengan Pengaruh

Gempa. Medan:Universitas Sumatera Utara.Foust, A.S. 1979. Principles

of Unit Operations Edisi kedua. New York:John Wiley & Sons.

Djauhari, A., 2002,”Peralatan Kontak dan Pemisah Antar Fasa “, Diktat Kuliah,

hal 55-59, Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung.

Buku Petunjuk Praktikum Satuan Operasi, 2004 “Agitasi dan Pencampuran”

Jurusan Teknik Kimia, Politeknik negeri Bandung

McCabe, W. L., Smith, J.C. and Harriot, P., 1993, ”Unit Operation of Chemical

Engineering” 5 rd., hal 257- 260, McGraw-Hill, Singapore

Mc Cabe, W.L., Unit Operation of Chemical Engineering, 3 Edition,

McGraw Hill

Perry, R., Green, D.W., and Maloney, J.O., Perry’s Chemical Engineers’

Handbook,

6th Edition, McGraw-Hill, Japan, 1984

Petunjuk Praktikum Proses dan Operasi Teknik 1, MODUL IV,

MIXING. (2007)

Depok: Departemen Teknik Kimia Universitas Indonesia

Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II, Departemen Teknik

Kimia ITB