fluidisasi

LABORATORIUM SATUAN OPERASI

SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2012/2013

MODUL : FLUIDISASI PADAT GAS

PEMBIMBING : Ir. Emmanuella M.W., ST,MT

Oleh :

Kelompok : V (lima)

Nama : Agi Iqbal Velayas NIM.111411032

Iffa Ma’rifatunnisa NIM.111411046

Kelas : 2B

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIAJURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG2013

Praktikum : 7 Maret 2013Penyerahan : 14 Maret 2013(Laporan)





Oleh :

Kelompok : V (lima)



Kelas : 2B








Oleh :

Kelompok : V (lima)



Kelas : 2B




FLUIDISASI GAS PADAT

I. TUJUAN PRAKTIKUM

a. Membuat kurva krakteristik fluidisasi

b. Menentukan rapat massa butiran padat

c. Menentukan harga kecepatan alir minimum Umf dari kurva karakterisik dan

dari perhitungan

d. Mengetahui pengaruh ukuran praktikel dan tinggi unggun terhadap Umf

II. LANDASAN TEORI

Fluidisasi adalah peristiwa dimanan berisi butiran padat berkelakuan sperti

fluida karena dialiri fluida. Manfaat dari sifat padatan yang terfluidisasi adalah

sifatnya yang dapat dialirkan sehingga memungkinkan operasi menggunakan padatan

dapat bersifat kontinyu. Selain itu keuntungan lain adalah dengan terangkatnya

butiran sampai mengapung ini membuat luas permukaan kontak sangat besar sehingga

operasi menjadi sangat efektif

Peristiwa fluidisasi digunakan dalam industri petrokimia dalam reaktor

cracking, katalis padat dalam butiran dapat diregenerisasi secara kontinyu dengan

mengalirkan katalis dari reaktor ke unit aktivasi katalis. Contoh pemakaian dari

reaktor ini adalah pembuatan alkil klorida dari gas klorin dengna olefin dan

pembuatan phthalic-anhidrid dari oksida naphtalena oleh gas udara.

Ketika fluida atau gas mengalir dengan laju kecil pada kolom bersisi unggun

padatan maka tekanan gas akan berkurang sepanjang unggun padatan. Apabila laju

alliran gas diperbesar terus maka besarnya penurunan tekanan gas sepanjang unggun

juga akan bertambah, hingga pada suatu saat dimana butiran padatan tersebut

terangkat oleh aliran gas makan penurunan tekanan menjadi tetap. Keadaan dimana

padatan terangkat sehingga tidak lagi berupa unggun diam disebut terfluidisasi,

artinya padatan tersuspensi dalam gas dan pada keadaan ini sifat dari padatan tidak

lagi seperti semula tetapi berubah seperti fluida, yaitu dapar dialirkan melalui pipa

maupun keran. Besarnya kecepatan minimum yang diperlukan untuk membuat

padatan unggun diam menjadi terfluindisasi tergantung beberapa faktor seperti

besarnya diameter padatan, porositas padatan, rapat masssa padatan dan faktor bentuk

dari butiran padat.

Log P A

D B

0 log Umf log U0

Gambar 1 : Grafik antara log (P) terhadap log (U0) pada peristiwa fluidisasi.

U0 = Kecepatan superfisial rata-rata fluida

P = Kehilangan tekanan pada unggun

Ditinjau sebuah kolom yang berisi unggun butiran padat yang disangga oleh

pelat berpori. Dari bawah melalui pelat berpori dialirkan fluida ( gas atau cairan )

melalui unggun. Fluida dialirkan ke dalam kolom dengan kecepatan atas dasar kolom

kosong. Uo artinya kecepatan rata-rata fluida dalam kolom kosong dengan luas

penampang sama dengan penampang unggun pada laju alir volume yang sama dengan

laju alir fluida dalam unggun.

Sehingga : Uo = Q/A

Dengan : Q = laju alir volume (m3/s)

A = luas penampang kolom kosong (m2)

Apabila Uo dinaikkan maka Δp mula-mula akan naik secara linear hingga titik

A (lihat gambar 2) dengan menaikkan Uo lebih lanjut Δp mendadak turun dan

akhirnya konstan. Timbulnya puncak di A pada grafik disebabkan karena gaya dorong

fluida tidak saja digunakan untuk mengangkat unggun tetapi juga untuk mengatasi

gaya penyusutan butiran yang diakibatkan oleh himpitan butiran kasar satu dengan

yang lainnya. Jika unggun tercerai satu sama lain Δp akan turun di titik B. Dengan

peningkatan kecepatan fluida, tinggi unggun juga meningkat, tetapi kehilangan

tekanan akan konstan. Dari kenyataan ini menunjukkan bahwa geomeri intern unggun

berubah tetutama mengenai porositas unggun (ε), yaitu fraksi ruang kosong dalam

unggun.

Apabila kecepatan Uo diturunkan maka tinggi unggun akan menurun juga

secara linear mulai titik D menuju O. Peristiwa ini disebabkan karena saat unggun

menurun partikel-partikel akan meletakkan dirinya secara perlahan-lahan satu di atas

lainnya tanpa pemadatan. Sehingga bila dari keadaan ini dimulai kembali suatu

fluidisasi, maka grafik O-A-B-C akan melalui titik-titik O-D-B-C. Hal ini disebabkan

karena tidak diperlukan lagi gaya dorong untuk mengatasi himpitan antar butiran yang

terjadi karena pemadatan.

Kondisi fluidisasi seperti di atas adalah kondisi fluidisasi ideal. Fluidisasi

demikian disebut fluidisasi homogen yang mensyaratkan :

Butiran partikel terdistribusi secara merata dalam unggun sehingga porositas

unggun merata di setiap tempat

Kerapatan partikel dan kerapatan fluida hampir sama

Bentuk partikel berupa bola.

Bentuk dan ukuran partikel sama dan kecil.

Pada kondisi yang sebenarnya, kondisi fluidisasi homogen sukar diperoleh,

khususnya bila fluida yang digunakan adalah gas, sehingga terjadi fluidisasi

heterogen. Tiga jenis fluidisasi heterogen, yaitu:

Penggelembungan (bubbling)

Kanal-kanal (channeling)

Penorakan (slugging)

Bubbling Channelling Slugging

Gambar 2 : Fluidisasi Heterogen

Pada kecepatan gas yang besar, akan tampak gelembung-gelembung gas dalam

unggun. Dalam keadaan demikian, unggun akan mengalami pengadukan oleh

gelembung naik. Bila kecepatan gas diperbesar maka beberapa gelembung akan

bergabung dan dapat terjadi gelembung besar yang memenuhi penampang kolom,

sehingga unggun akan mengalami pengadukan oleh gelembung naik. Bila kecepatan

gas diperbesar maka beberapa gelembung akan bergabung dan dapat terjadi

gelembung besar yang memenuhi penampang kolom, sehingga unggun akan terangkat

ke atas kemudian jatuh dengan tiba-tiba menyebabkan beberapa partikel halus terbawa

aliran gas keluar (fluidisasi berpiston, slugging). Peristiwa ini dapat terjadi bila

distributor gas di bagian bawah unggun mempunyai lubang sedikit, sehingga aliran

gas akan terlokalisasi dan terbentuk saluran-saluran (kanal) dalam unggun. Akibat

adanya fluidisasi heterogen menyebabkan kontak antara fluida dan padatan tidak

sempurna sehingga efisiensi operasi menjadi rendah.

Pada operasi fluidisasi :

7,330408,07,33 2

32

fpfpffp DUmD

……………(1.1)

Untuk keadaan khusus :

Nre < 20 ;μDvρ

=Nre

Umf =

1650

2fppD

……………..………....(1.2)

Nre > 1000 ;μDvρ

=Nre

Umf =

f

fppD

5,24

……………..………..(1.3)

Dp = Diameter padatan (mm)

p = Rapat massa padatan (kg/m3)

f = Rapat massa gas (kg/m3)

Umf = Kecepatan gas minimum (m/dt)

G = grafitasi (m/dt2)

= Viskositas gas (Ndt/m2)

III. ALAT DAN BAHAN

3.1 Alat

Seperangkat peralatan fluidisasi Piknometer

3.2 Bahan

Bentonit (0,2775mm)

IV. LANGKAH PERCOBAAN

4.1 Penentuan massa jenis partikel

a. Piknometer yang sudah bersih ddan kering disiapkan

b. Piknometer kosong ditimbang

c. Pinometer diisi dengan air sampai penuh kemudian ditimbang dnegan neraca

d. Piknometer dikosongkan dan dikeringkan

e. Piknometer yang telah siap diisi dengna partikel padat yang akan digunakan

percobaan fluidisasi, yaitu polimer dengan ukuran partikel 0,200 s/d 0,355

sebanyak kurang lebih setengah volume kemudian timbang

f. Di isi pikno yang telah berisi butiran padat dengan air sampai penuh dan

timbang dengna neraca

4.2 Percobaan fluidisasi

a. Di nyalakan pompa udara dan atur kecepatan udara yang kecil, kemudian

pompa udara diamtikan

b. Di isi tabung dengna partikel padatan dengan ukuran partikel 0,200 s/d 0,355

stinggai 2,5 cm

c. Pompa dinyalakan dan dicatat selisih takanan dan laju alir

d. Laju alir udara dibesarkan dengna membuka keran secara bertahap dan ukur

selisih tekanan tiap kenaikan laju aki udara

e. Prosedur di ulangi dari a hingga d untuk ketinggian unggun 3,5 cm dan 4 cm

V. DATA PENGAMATAN

5.1 Pengukuran rapat massa partikel

Massa Berat partikel

(gram)

Piknometer kosong (a) 32,00

Pikno+air (b) 56,75

Pikno isi butiran (c) 42,55

Pikno+butiran+air (d) 62,29

5.2 Fluidisasi Partikel Berdiameter 0,200-0,355 mm

Diameter tabung = 5,5 cm

Laju

alir Q

(L/min)

∆ ( )Unggun 2,5 cm Unggun 3,5 cm Unggun 4 cm

Naik Turun Naik Turun Naik Turun

5 1,4 1,3 2,2 2 - -

6 1,5 1,4 2,1 2 2,5 2,5

7 1,55 1,5 2,3 2,15 3 2,6

8 1,4 1,6 2,5 2,4 3,1 2,6

9 1,3 1,7 2,6 2,65 2,9 3

10 1,7 1,85 2,6 2,8 3 3

11 1,75 2 2,85 3 3 3,1

12 2 2 2,9 3 3 3,4

13 2,1 2,1 3 3 3,5 3,6

14 2,15 2,15 3 3 3,5 3,8

15 2,2 2,15 3 3 3,6 3,9

16 2,2 2,2 3 3 3,7 3,9

17 2,2 2,2 3 3,05 3,8 4

18 2,25 2,2 3 3,05 3,8 4

19 2,25 2,2 3 3,05 3,8 4

20 2,3 2,2 3,1 3,05 3,8 4

21 2,25 2,2 3,1 3,05 3,9 4

22 2,25 2,2 3,1 3,05 3,9 4

23 2,25 2,25 3,1 3,05 3,9 4

24 2,25 2,25 3 3,05 3,9 4

25 2,25 2,25 3 3 3,9 4

VI. PENGOLAHAN DATA

6.1 Menghitung luas permukaan tabung

Diameter tabung dalam = 5,5 cm

A = 14 D2

A = 14 (3,14)(5,25)2

= 23,75 cm2

A = 2,38 x 10-3 m2

6.2 Menghitung rapat massa partikel

a. Menghitung volume piknometer

Rapat massa air ρa (1 atm,250C) = 0,9971 gr/mL= 997,1 kg/m3

Massa air penuh = Piknometer isi air penuh (b) – Piknometer kosong (a)

= 56,75 gram – 32 liter

= 24,75 gram

= 0,02475 kg

Volume piknometer = Volume air penuh

Volume air penuh =〵

=, , /

= 2,48 x 10-5 m3

b. Menghitung volume air pada pikno berisi padatan dan air sampai penuh

Rapat massa air ρa (1 atm,250C) = 0,9971 gr/mL= 997,1 kg/m3

Volume air dalam = Piknometer isi padatan + air (d) – Piknometer isi

pionometer setengah padatan (c)

= 62,29 gram – 42,5 gram

= 19,79 gram

= 0,01979 kg

Volume air penuh =

=, , /

=1,98 x 10-5 m3

c. Menghitung rapat massa butiran (Pp)

Massa butiran = Piknometer isi setengah padatan (c) – Piknometer

kosong(a)

= 42,55 gram – 32,00 gram

= 10,55 gram

=0,01055 kg

Volume butiran = Volume piknometer – Volume air

= 2,48 x 10-5 m3– 1,98 x 10-5 m3

= 5 x 10-6 m3

Rapat massa butiran =

=,, m3

= 2110 kg/ m3

6.3 Menentukkan kurva karakteristik fluidisasi dan harga Umf dari kurva

a. Menghitung laju alir linier Udara (U)= ( ), ( )b. Menghitung Luas Permukaan = 14 Partikel berdiameter 0,2 mm s/d - 0,355 mm pada Unggun 2,5 cm naik

Q(L/min) Q(m3/s) ∆P A(m2) U Log U Log ∆P

5 8,33E-05 1,4 0,00238 0,035088 -1,45 0,146

6 1,00E-04 1,5 0,00238 0,042105 -1,38 0,176

7 1,17E-04 1,55 0,00238 0,049123 -1,31 0,19

8 1,33E-04 1,4 0,00238 0,055882 -1,25 0,146

9 1,50E-04 1,3 0,00238 0,063158 -1,20 0,114

10 1,67E-04 1,7 0,00238 0,070175 -1,15 0,23

11 1,83E-04 1,75 0,00238 0,077193 -1,11 0,243

12 2,00E-04 2 0,00238 0,084211 -1,07 0,301

13 2,17E-04 2,1 0,00238 0,091228 -1,04 0,322

14 2,33E-04 2,15 0,00238 0,098246 -1,00 0,332

15 2,50E-04 2,2 0,00238 0,105263 -0,98 0,342

16 2,67E-04 2,2 0,00238 0,112281 -0,95 0,342

17 2,83E-04 2,2 0,00238 0,119298 -0,92 0,342

18 3,00E-04 2,25 0,00238 0,126316 -0,90 0,352

19 3,17E-04 2,25 0,00238 0,133333 -0,88 0,352

20 3,33E-04 2,3 0,00238 0,140351 -0,85 0,362

21 3,50E-04 2,25 0,00238 0,147368 -0,83 0,352

22 3,67E-04 2,25 0,00238 0,154386 -0,81 0,352

23 3,83E-04 2,25 0,00238 0,161404 -0,79 0,352

24 4,00E-04 2,25 0,00238 0,168421 -0,77 0,352

25 4,17E-04 2,25 0,00238 0,175439 -0,76 0,352

Partikel berdiameter 0,2 mm s/d 0,355 mm pada Unggun 2,5 cm turun


5 8,33E-05 1,3 0,00238 0,035088 -1,45 0,114

6 1,00E-04 1,4 0,00238 0,042105 -1,38 0,146

7 1,17E-04 1,5 0,00238 0,049123 -1,31 0,176

8 1,33E-04 1,6 0,00238 0,055882 -1,25 0,204

9 1,50E-04 1,7 0,00238 0,063158 -1,20 0,230

10 1,67E-04 1,85 0,00238 0,070175 -1,15 0,267

11 1,83E-04 2 0,00238 0,077193 -1,11 0,301

12 2,00E-04 2 0,00238 0,084211 -1,07 0,301

13 2,17E-04 2,1 0,00238 0,091228 -1,04 0,322

14 2,33E-04 2,15 0,00238 0,098246 -1,00 0,332

15 2,50E-04 2,15 0,00238 0,105263 -0,98 0,332

16 2,67E-04 2,2 0,00238 0,112281 -0,95 0,342

17 2,83E-04 2,2 0,00238 0,119298 -0,92 0,342

18 3,00E-04 2,2 0,00238 0,126316 -0,90 0,342

19 3,17E-04 2,2 0,00238 0,133333 -0,88 0,352

20 3,33E-04 2,2 0,00238 0,140351 -0,85 0,362

21 3,50E-04 2,2 0,00238 0,147368 -0,83 0,352

22 3,67E-04 2,2 0,00238 0,154386 -0,81 0,352

23 3,83E-04 2,25 0,00238 0,161404 -0,79 0,352

24 4,00E-04 2,25 0,00238 0,168421 -0,77 0,352

25 4,17E-04 2,25 0,00238 0,175439 -0,76 0,352

Partikel berdiameter 0,2 mm s/d 0,355 mm pada Unggun 3,5cm naik


5 8,33E-05 2,2 0,00238 0,035088 -1,45 0,342

6 1,00E-04 2,1 0,00238 0,042105 -1,38 0,322

7 1,17E-04 2,3 0,00238 0,049123 -1,31 0,362

8 1,33E-04 2,5 0,00238 0,055882 -1,25 0,398

9 1,50E-04 2,6 0,00238 0,063158 -1,20 0,415

10 1,67E-04 2,6 0,00238 0,070175 -1,15 0,415

11 1,83E-04 2,85 0,00238 0,077193 -1,11 0,455

12 2,00E-04 2,9 0,00238 0,084211 -1,07 0,462

13 2,17E-04 3 0,00238 0,091228 -1,04 0,477

14 2,33E-04 3 0,00238 0,098246 -1,00 0,477

15 2,50E-04 3 0,00238 0,105263 -0,98 0,477

16 2,67E-04 3 0,00238 0,112281 -0,95 0,477

17 2,83E-04 3 0,00238 0,119298 -0,92 0,477

18 3,00E-04 3 0,00238 0,126316 -0,90 0,477

19 3,17E-04 3 0,00238 0,133333 -0,88 0,477

20 3,33E-04 3,1 0,00238 0,140351 -0,85 0,491

21 3,50E-04 3,1 0,00238 0,147368 -0,83 0,491

22 3,67E-04 3,1 0,00238 0,154386 -0,81 0,491

23 3,83E-04 3,1 0,00238 0,161404 -0,79 0,491

24 4,00E-04 3 0,00238 0,168421 -0,77 0,477

25 4,17E-04 3 0,00238 0,175439 -0,76 0,477

Partikel berdiameter 0,2 mm s/d 0,355 mm pada Unggun 3,5 cm turun


5 8,33E-05 2 0,00238 0,035088 -1,45 0,301

6 1,00E-04 2 0,00238 0,042105 -1,38 0,301

7 1,17E-04 2,15 0,00238 0,049123 -1,31 0,332

8 1,33E-04 2,4 0,00238 0,055882 -1,25 0,380

9 1,50E-04 2,65 0,00238 0,063158 -1,20 0,423

10 1,67E-04 2,8 0,00238 0,070175 -1,15 0,447

11 1,83E-04 3 0,00238 0,077193 -1,11 0,477

12 2,00E-04 3 0,00238 0,084211 -1,07 0,477

13 2,17E-04 3 0,00238 0,091228 -1,04 0,477

14 2,33E-04 3 0,00238 0,098246 -1,00 0,477

15 2,50E-04 3 0,00238 0,105263 -0,98 0,477

16 2,67E-04 3 0,00238 0,112281 -0,95 0,477

17 2,83E-04 3,05 0,00238 0,119298 -0,92 0,484

18 3,00E-04 3,05 0,00238 0,126316 -0,90 0,484

19 3,17E-04 3,05 0,00238 0,133333 -0,88 0,484

20 3,33E-04 3,05 0,00238 0,140351 -0,85 0,484

21 3,50E-04 3,05 0,00238 0,147368 -0,83 0,484

22 3,67E-04 3,05 0,00238 0,154386 -0,81 0,484

23 3,83E-04 3,05 0,00238 0,161404 -0,79 0,484

24 4,00E-04 3,05 0,00238 0,168421 -0,77 0,484

25 4,17E-04 3 0,00238 0,175439 -0,76 0,477

Partikel berdiameter 0,2 mm s/d 0,355 mm pada Unggun 4 cm naik


6 1,00E-04 2,5 0,00238 0,042105 -1,38 0,398

7 1,17E-04 3 0,00238 0,049123 -1,31 0,477

8 1,33E-04 3,1 0,00238 0,055882 -1,25 0,491

9 1,50E-04 2,9 0,00238 0,063158 -1,20 0,462

10 1,67E-04 3 0,00238 0,070175 -1,15 0,477

11 1,83E-04 3 0,00238 0,077193 -1,11 0,477

12 2,00E-04 3 0,00238 0,084211 -1,07 0,477

13 2,17E-04 3,5 0,00238 0,091228 -1,04 0,544

14 2,33E-04 3,5 0,00238 0,098246 -1,00 0,544

15 2,50E-04 3,6 0,00238 0,105263 -0,98 0,556

16 2,67E-04 3,7 0,00238 0,112281 -0,95 0,568

17 2,83E-04 3,8 0,00238 0,119298 -0,92 0,580

18 3,00E-04 3,8 0,00238 0,126316 -0,90 0,580

19 3,17E-04 3,8 0,00238 0,133333 -0,88 0,580

20 3,33E-04 3,8 0,00238 0,140351 -0,85 0,580

21 3,50E-04 3,9 0,00238 0,147368 -0,83 0,591

22 3,67E-04 3,9 0,00238 0,154386 -0,81 0,591

23 3,83E-04 3,9 0,00238 0,161404 -0,79 0,591

24 4,00E-04 3,9 0,00238 0,168421 -0,77 0,591

25 4,17E-04 3,9 0,00238 0,175439 -0,76 0,591

Partikel berdiameter 0,2 mm s/d 0,355 mm pada Unggun 4 cm turun


6 1,00E-04 2,5 0,00238 0,042105 -1,38 0,398

7 1,17E-04 2,6 0,00238 0,049123 -1,31 0,415

8 1,33E-04 2,6 0,00238 0,055882 -1,25 0,415

9 1,50E-04 3 0,00238 0,063158 -1,20 0,477

10 1,67E-04 3 0,00238 0,070175 -1,15 0,477

11 1,83E-04 3,1 0,00238 0,077193 -1,11 0,491

12 2,00E-04 3,4 0,00238 0,084211 -1,07 0,531

13 2,17E-04 3,6 0,00238 0,091228 -1,04 0,556

14 2,33E-04 3,8 0,00238 0,098246 -1,00 0,580

15 2,50E-04 3,9 0,00238 0,105263 -0,98 0,591

16 2,67E-04 3,9 0,00238 0,112281 -0,95 0,591

17 2,83E-04 4 0,00238 0,119298 -0,92 0,602

18 3,00E-04 4 0,00238 0,126316 -0,90 0,602

19 3,17E-04 4 0,00238 0,133333 -0,88 0,602

20 3,33E-04 4 0,00238 0,140351 -0,85 0,602

21 3,50E-04 4 0,00238 0,147368 -0,83 0,602

22 3,67E-04 4 0,00238 0,154386 -0,81 0,602

23 3,83E-04 4 0,00238 0,161404 -0,79 0,602

24 4,00E-04 4 0,00238 0,168421 -0,77 0,602

25 4,17E-04 4 0,00238 0,175439 -0,76 0,602

6.4 Menghitung Umf dari perhitungan

a. Menghitung rapat masssa udara= 28,97 122,414 273,2298= 1,185 / 3b. Menentukan nilai Bilangan Reynold (Nre)= µ

µ udara pada suhu ruang = 1.84 x 10-5 kg/ms

D (diameter padatan) rata-rata = (0,200 + 0,355)/2 = 0.278 mm = 0.000278 m

Q(L/min) ∆P U=Q/A µ D ρpadatan

Nre

5 1,4 0,0351 0,0000184 0,00028 2110 1.1276 1,5 0,0421 0,0000184 0,00028 2110 1.3527 1,55 0,0491 0,0000184 0,00028 2110 1.5778 1,4 0,0559 0,0000184 0,00028 2110 1.7959 1,3 0,0632 0,0000184 0,00028 2110 2.02910 1,7 0,0702 0,0000184 0,00028 2110 2.25411 1,75 0,0772 0,0000184 0,00028 2110 2.47912 2 0,0842 0,0000184 0,00028 2110 2.70413 2,1 0,0912 0,0000184 0,00028 2110 2.92814 2,15 0,0982 0,0000184 0,00028 2110 3.15315 2,2 0,1053 0,0000184 0,00028 2110 3.38116 2,2 0,1123 0,0000184 0,00028 2110 3.60517 2,2 0,1193 0,0000184 0,00028 2110 3.83118 2,25 0,1263 0,0000184 0,00028 2110 4.05519 2,25 0,1333 0,0000184 0,00028 2110 4.28020 2,3 0,1404 0,0000184 0,00028 2110 4.50821 2,25 0,1474 0,0000184 0,00028 2110 4.958

22 2,25 0,1544 0,0000184 0,00028 2110 4.95823 2,25 0,1614 0,0000184 0,00028 2110 5.18224 2,25 0,1684 0,0000184 0,00028 2110 5.40725 2,25 0,1754 0,0000184 0,00028 2110 5.632

Berdasarkan perhitungan Nre menunjukkan >1000= 1,185 / 3Umf =

( ),Umf =

, ( / , / ), , /Umf = , /

6.5 Kurva Karakteristik fluidisai

Kurva Karakteristik fluidisai pada rapat massa butiran 0,200 mm s/d 0,355

mm dengan tinggi unggun 2,5 cm

Persamaan linear percobaan naik Y = 0,315x + 0,622 dengan nilai R² = 0,916

Persamaan linear percobaan turun Y= 0,352x + 0,655 dengan nilai R² = 0,909log Umf = -0,84

Umf = 10(-0,84)

Umf = 0,1445 m/detik

y = 0,315x + 0,622R² = 0,916

y = 0,352x + 0,655R² = 0,909

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

-1,58 -1,38 -1,18 -0,98 -0,78 -0,58 -0,38 -0,18 0,02

Log

P

Log U

Kurva Log P vs Log U

Naik

Turun



Persamaan linear percobaan naik Y = 0,227x + 0,681dengan nilai R² = 0,80

Persamaan linear percobaan turun Y= 0,3x + 0,739 dengan nilai R² = 0,904

log Umf = -0,94

Umf = 10(-0,85)



mm dengan tinggi unggun 4 cm

y = 0,227x + 0,681R² = 0,805

-1,58 -1,38

y = 0,218x + 0,767R² = 0,965

-1,395 -1,195

Log

P





log Umf = -0,94

Umf = 10(-0,85)




y = 0,227x + 0,681R² = 0,805

y = 0,3x + 0,739R² = 0,904

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

-1,38 -1,18 -0,98 -0,78 -0,58 -0,38 -0,18

Kurva Log P vs Log P

y = 0,218x + 0,767R² = 0,965

y = 0,350x + 0,897R² = 0,826

0,20,25

0,30,35

0,40,45

0,50,55

0,60,65

0,70,75

0,80,85

0,90,95

-1,195 -0,995 -0,795 -0,595 -0,395 -0,195 0,005

Log U

Kurva Log P vs Log U





log Umf = -0,94

Umf = 10(-0,85)




0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,02

Kurva Log P vs Log P

0,005

Naik

Turun


Persamaan linear percobaan turun Y= 0,350x + 0,897dengan nilai R² = 0,826

log Umf = -0,995

Umf = 10(-0,995)


VII. PEMBAHASAN

Pada praktikum ini, fluidisasi dilakukan dengan cara mengalirkan gas ke

dalam tabung/kolom berisi padatan. Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui nilai

minimum Umf dan faktor-faktor yang mempengaruhi fluidisasi. Fluidisasi terjadi

apabila butiran padatan tersuspensi dalam gas atau cairan sehingga sifat dari butiran

itu berubah seperti fluida. Praktikan menggunakan butiran padatan yang berdiameter

0,200 – 0,355 mm dengan tinggi unggun 2,5 cm; 3,5 cm; dan 4 cm dengan laju alir

gas bervariasi dimana pada tinggi unggun 2,5 cm dan 3,5 cm laju gas minimum

adalah 5 L/menit sedangkan pada tinggi unggun 4 cm laju gas minimum adalah

6L/menit

Dari percobaan didapatkan penurunan tekanan (∆ ) berdasarkan perubahan

laju alir (Q) pada setiap tinggu unggun yaitu 2,5 cm; 3,5 cm; dan 4 cm. Setelah itu

data yang didapat di ubah kedalam bentuk kurva karakteristik fluidisasi yaitu log ∆terhadap log U.

Nilai Umf pada kurva didapatkan ketika kecepatan (U) mulai terlihat

konstan. Nilai U yang konstan ini disebabkan karena kecepatan sudah mencapai titik

dimana padatan terfluidisasi. Nilai U yang konstan ini juga dapat disebabkan karena

porositas padatan yang besar sehingga mengakibatkan adanya daya dorong pada

padatan.

Berdasarkan hasil percobaan, kurva unggun 2,5 cm; 3,5 cm; dan 4cm besar

Umf nya berturut-turut yaitu 0,1445 m/detik; 0,1413 m/detik; 0,1011 m/detik.

Apabila semakin kecil volume unggun dari padatan tersebut, maka padatan yang

terfluidisasipun akan semakin banyak begitupun sebaliknya. Jika volume padatan

pada kolom besar maka aliran gas yang melalui celah-celah partikel semakin sulit

untuk menyebabkan pergerakan pada partikel (merubah susunan butiran). Jika volume

kecil maka semakin banyak pdatan yang tersuspensi dalam alairan gas yang

melaluinya, sehingga butiran satu dengan yang lainnya terpisah dan menyebabkannya

mudah bergerak

Selain itu diameter dan berat dari butiran padatan sangat mempengaruhi

terfluidisasinya padatan tersebut, meskipun laju udara yang diberikan sama. Semakin

besar diameter suatu padatan, maka padatan tersebut yang terfluidisasi hanya sedikit

bahkan ada juga padatan yang tidak terfluidisasi dan begitupun sebaliknya. Karena

semakin besar diameter maka semakin besar massa/berat padatan tersebut sehingga

semakin sulit untuk terfluidisasi.

Untuk menentukan nilai Umf terlebih dahulu praktikan harus menentukkan

nilai Nre. Berdasarkan perhitungan Nre yang didapat lebih dari 1000 sehingga Umf

berdasarkan perhitungan sebesar 0,02019 m/detik, sedangkan berdasarkan kurva yang

dibuat nilai Umf untuk unggun 2,5 cm; 3,5 cm; dan 4 cm sebesar 0,1445 m/detik;

0,1413 m/detik; 0,1011 m/detik.. Perbedaan nilai ini dikarenakan Nre sangat

berpengaruh pada besar kecilnya kecepatan aliran fluida untuk fluidisasi.

VIII. KESIMPULAN

Faktor yang mempengaruhi peristiwa fluidisasi; besarnya diameter padatan,

massa/berat padatan, dan laju alir udara yang diberikan.

Apabila laju alir gas rendah maka butiran padatan akan tetap diam, karena fluida

hanya mengalir melalui ruang antar partikel tanpa menyebabkan terjadinya

perubahan susunan partikel tersebut dan dalam keadaan diam unggun bertekanan

besar. Namun apabila laju alir dinaikkan sedikit demi sedikit akan ada saat

dimana perbedaan penurunan tekanan akan sama dengan gaya berat yang bekerja

terhadap butiran-butiran padatan, penurunan tekanan pada permukaan unggun

inilah yang menyebabkan unggun terangkat

Hubungan antara volume padatan dengan lamanya proses fluidisasi berbanding

terbalik

diameter dan berat dari butiran padatan sangat mempengaruhi terfluidisasinya

padatan tersebut, meskipun laju udara yang diberikan sama. Semakin besar

diameter suatu padatan, maka padatan tersebut yang terfluidisasi hanya sedikit

bahkan ada juga padatan yang tidak terfluidisasi dan begitupun sebaliknya.

Karena semakin besar diameter maka semakin besar massa/berat padatan tersebut

sehingga semakin sulit untuk terfluidisasi.

Hubungan antara laju alir gas dengan lamanya proses fluidisasi berbanding lurus

Hubungan antara diameter padatan dengan proses fluidisasi berbanding terbalik

dan berbanding lurus dengan nilai Nre.

Semakin besar laju alir volumetrik (Q) maka akan semakin cepat proses fluidisasi

unggun butiran partikel

DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet Praktikum Satuan Operasi “Grinding And Sizing(Screening)” . Jurusan Teknik

Kimia : Politeknik negeri Bandung

Cook,T.M dan D.J.Cullen . 1986 . Industri Kimia Operasi . Jakarta : PT Gramedia

McCabe, Warren L ddk.1990. Operasi Teknik Kimia: jilid 2. Erlangga. Jakarta.

fluidisasi

Documents