laporan ds-1 print

8/11/2019 Laporan DS-1 Print

1/13

PRILAKU DINAMIK TANGKI BERPENGADUK

PERCOBAAN 1 : EFEK PERUBAHAN INPUT SECARA BERTAHAP

(DS 1)

I. Tujuan Per!"aan

Setelah melakukan praktikum mahasiswa dapat diharapkan :

Mengetahui perilaku dinamis dari tangki berpengaduk yang disusun secara seri.

Menentukan respon konsentrasi tangki bersusun seri terhadap perubahan

konsentrasi di tangki pertama.

Menggambarkan kurva respon konsentrasi tangki bersusun.

II. A#a$ %an Ba&an

- Alat yang digunakan :

1 set tangki berpengaduk bersusun seri

1 set konduktometer

Stopwatch

Gelas kimia

Labu takar 1ml

Spatula

!engaduk

botol a"uadest

Gelas #kur

$aca Arlo%i

- &ahan yang 'igunakan

$(l )* M dalam * L

$(l )1 M dalam 1 ml +untuk kalibrasi,

A"uadest

III. Da'ar Te!r

angki berpengaduk adalah alat simulasi pengendalian yang bertu%uan men%elaskan

simulasi prilaku dari suatu sistem pengendali untuk tangki-tangki berpengaduk yang disusun


2/13

secara seri. Salah satu hal yang penting dari pada tangki yang berpengaduk didalam

penggunaanya adalah :

1. Mempunyai bentuk yang pada umumnya digunakan yang berbentuk selinder dan

bagian bawahnya cekung.

. 'apat dilihat dari ukurannya yaitu diameter dan tinggi tangki.

*. $elengkapan dari suatu be%ana yaitu :

- Ada atau tidaknya bu//le) yang berpengaruh pada pola aliran di dalam tangki.

- 0aket atau coil pendinginpemanas yang ber/ungsi sebagai pengendali suhu.

- Letak lubang pemasukan dan pengeluaran untuk proses kontinyu.

- utup tangki.

2. !engaduk) biasanya 3at cair diaduk dalam suatu be%ana yang biasa berbentuk selinder

dengan sumbu terpasang vertical. &agian atas be%ana ini mungkin terbuka sa%a keudara

atau dapat pula tertutup.

!ada u%ung tangki membulat maksudnya agar atau tidak terlalu banyak sudut-sudut ta%am

atau daerah yang sulilt ditembus arus 3at cair. $edalam 3at cair biasanya hampir sama dengan

diameter tangki) dan di dalam tangki dipasang impeller pada u%ung poros yang menggantung

artinya poros itu ditumpu dari atas. !oros tersebut digerakkan oleh motor) yang kadang-

kadang dihubungkan langsung dengan poros itu.

!engadukan 3at cair dilakukan untuk berbagai maksud tergantung dari tu%uan langkah

pengolahan itu sendiri. u%uan dari pengadukan antara lain :

1, #ntuk mencampur dua macam 3at cair yang mampu campur.

, Melarutkan padatan seperti garam dan air.

*, #ntuk mendispersikan gas dalam 3at cair yang men%adi gelembung-gelembung

halus dalam suspensi agar suatu mikroorganisme untuk /ermentasi atau untuk

proses ker%a Lumpur dalam proses pengolahan limbah.

2, #ntuk suspensasi padatan halus dalam 3at cair seperti dalam hidrogenesasi katalik)

dimana gas-gas hydrogen didispersikan melalui 3at cair dimana terdapat partikel-

pertikel katalis padat dalam keadaan suspensi di dalam be%ana hidrogenasi.

4, !engadukan /luida mempercepat proses perpindahan panas antara 3at cair dengan

kumparan atau mantel kalor dalam dinding be%ana) dimana kalor reaksi diangkut

melaui kumparan atau mantel.

angki ini termasuk sistem tangki kontinyu untuk reaksi5reaksi sederhana. &erbeda

dengan sistem operasi batch di mana selama reaksi berlangsung tidak ada aliran yang masuk

atau meningggalkan sistem secara berkesinambungan) maka di dalam tangki alir +kontinyu,)


3/13

baik umpam maupun produk akan mengalir secara terus menerus. Sistem seperti ini

memungkinkan kita untuk beker%a pada suatu keadaan dimana operasi ber%alan secara

keseluruhan daripada sistem berada dalam kondisi stasioner. 6ni berarti bahwa baik aliran

yang masuk) aliran keluar maupun kondisi operasi reaksi di dalam tangki tidak lagi berubah

oleh waktu. !engertian waktu reaksi tidak lagi sama dengan lamanya operasi berlangsung)

tetapi ekivalen dengan lamanya reaktan berada di dalam tangki . !enyataan terakhir ini biasa

disebut waktu tinggal campuran di dalam tangki) yang besarnya ditentukan oleh la%u alir

campuran yang lewat serta volume tangki di mana reaksi berlangsung.

angki tipe ini bisa terdiri dari satu tangki atau lebih. &iasanya tangki5tangki ini

dipasang vertikal dengan pengadukan sempurna. !engadukan pada masing-masing tangki

dilakukan secara kontinu sehingga diperoleh suatu keadaan di mana komposisi campuran di

dalam tangki benar-benar seragam. angki tangki ini biasanya digunakan untuk reaksi-reaksi

dalam /ase cair) untuk reaksi heterogen cair 5 padat atau reaksi homogen cair- cair dan

sebagainya.

iga buah tangki berpengaduk yang disusun secara seri mempunyi respon berbentuk

kurva eksponensial untuk tanki pertama : tempat ter%adi perubahan input) dan kurva

sigmoidal +bentuk huru/ S, untuk dua tangki berikutnya. !erbedaan bentuk kurva diakibatkan

oleh trans/er lag7 kelembapan akibat perpindahan) yang pada akhirnya akan mencapai

konstan pada titik yang sama.

A adalah konsentrasi dalam tangki pertama setelah ter%adinya perubahan input

+konsentrasi, yang diukur menggunakan alat konduktometer) sedangkan 8 adalah konsentrasi

awal +konduktivitas awal, dan t adalah waktu konstan atau time constant) yang besarnya *

dari total perubahan mencapai konstan +9*), .

A ; 8 +1 - , dapat disederhanakan men%adi dAd ; +8,

A ; )9*1 8

'ikarenakan kelambatan ini) maka suatu perubahan terhadap input akan kembali

stabil setelah waktu konstan) dengan menghitung waktu konstan maka dapat diperkirakan

waktu yang dibutuhkan oleh suatu perubahan untuk mencapai stabil suatu keadaan konstan

atau stabil sehingga pengaturan dapat sebelum perubahan tersebut disarankan oleh suatu

proses atau system.

I. Lan*+a& Kerja


4/13

Ka#"ra' K!n%u+$!,e$er

1. Memasang sek konduktivitas pada socket


5/13

angki 1 angki angki *

94 94 94

*4 21 212

2 11)2 1?) 19)

9 2)2 94)C 1)

*? 2)9 9*)9

1 *2)1 *9)2 21)

1 *1)? *1)C *?)2

12 ) C)? **)C

19 4)1 9 9)2

1 1) )1 )?

1C)4 1C)4 1C)4

1C)4 1C)4 1C)4

2 1C)4 1C)4 1C)4

9 1C)4 1C)4 1C)4

1C)4 1C)4 1C)4

* 1C)4 1C)4 1C)4

Gra/ik !erubahan $onduktivitas !ada angki 1

Gra/ik !erubahan $onduktivitas !ada angki


6/13

Gra/ik !erubahan $onduktivitas !ada angki *

Gra/ik !erubahan $onduktivitas !ada $etiga angki


7/13

Gra/ik ime $onstan

I. Per&$un*an

a.Pembuatan Larutan


8/13

Larutan $(l )* M dalam1 liter air

gr $(l ; M > F > &M

; )* molL > 1 L > ?2)44 grmol

; )*94 gr +dibuat sebanyak * liter,

Larutan $(l )1 M dalam 1 ml air

gr $(l ; M >F > &M

; )1 molL > )1 L > ?2)44grmol

; )?244 gr

b.Time Constant secara teori (Kt)

$ ma> ; 94

$min ; 1C)4

$t ; +$ ma>5 $min, 9*)1

; +94 5 1C)4, 9*)1

; 9*)4 > )9*

; *CC)?2

c. Time Constant secara praktek (Kp)

$p ; 2* +dari gra/ik,

d.Laju aliran masuk

F ; 1 mlt ; 14)44 s

; 1 ml 14)44 s

; 9)2* mls

Folume yang dibutuhkan tangki 1 dalam mencapai waktu konstan

F ; > t

; 9)2* mls > 2 menit

; 9)2* mls > 2 s

; 142*) ml

Folume dalam tangki 1 :

'iameter ; C)4 cm0ari-%ari ; 2)?4 cm

inggi tabung ; 11 cm

F ; H > r > t

; *)12 > +2)?4 cm, > 11 cm

; ??C)*?4 cm*

; ??C)*?4 ml


9/13

II. Ana#'a Per!"aan

Setelah melakukan praktikum kali ini) dapat dianalisa bahwa tangki berpengaduk yang

disusun secara berseri mempunyai %arak yang berbeda antar setiap tangkinya. angki 1 dan

tangki dihubungkan langsung oleh pipa di bagian bawah tangki tersebut) sehingga saat

tangki 1 berisi suatu larutan maka tangki %uga akan langsung berisi larutan dengan tinggi

dan volume yang sama seperti tangki 1. Sedangkan tangki dan tangki * dihubungkan

dengan pipa dengan %arak tertentu. Setelah tangki mencapai maksimum) cairan di tangki

akan masuk ke dalam pipa yang dipasang berdiri dalam tangki) cairan lalu turun dan masuk

ke dalam tangki * melalui bagian bawah tangki *. 0arak yang berbeda antara tangki 1) ) dan

* tersebut menyebabkan adanya si/at dinamis pada tangki berpengaduk yang disusun secara

berseri.

!ada prinsipnya air yang terdapat dalam bak penampung dibagian belakang dialirkan

menu%u ketiga tangki berpengaduk yang sebelumnya telah diisi dengan larutan $(l) sehingga

air yang mengalir ke tangki akan mengisi tangki dan bercampur dengan larutan $(l sehingga

ter%adi perubahan konsentrasi pada masing 5 masing tangki. etapi lama 5 kelamaan

konsentrasi ketiga tangki akan sama pada waktu tertentu. !ercobaan ini menggunakan bahan

utama $(l dengan konsentrasi )1M sebagai larutan untuk proses kalibrasi pada alat

konduktometer) $(l dengan konsentrasi )*M sebagai indikator untuk mengetahui e/ek dari

perubahan input secara bertahap serta a"uadest sebagai umpan.

!ada awalnya konsentrasi $(l pada tiap tangki ialah )*M dengan nilai konduktivitas

94 EScm. !ada saat a"uadest mulai dialirkan) konsentrasi pada tangki 1 akan berkurang.

&egitu %uga dengan konsentrasi pada tangki dan tangki *. !enurunan konsentrasi pada

tangki 1 akan lebih cepat dibandingkan dengan tangki maupun tangki *. @al ini

dikarenakan larutan pada tangki 1 akan bercampur langsung dengan a"uadest +umpan,)

sedangkan larutan pada tangki dan tangki * akan bercampuran dengan larutan yang keluar

dari tangki 1 dan tangki .


10/13

Meskipun umpan secara terus menerus masuk melalui tangki 1 yang akan terus

menurun konsentrasinya) namun pada saat tertentu konsentrasi dari larutan yang berada

didalam ketiga tangki akan sama +homogen,. Daktu dimana ketiga tangki memiliki

konsentrasi yang sama disebut waktu konstan. 'engan mengetahui waktu konstan maka

dapat diperkirakan waktu yang dibutuhkan oleh suatu perubahan untuk mencapai stabil suatu

keadaan konstan atau stabil sehingga pengaturan dapat sebelum perubahan tersebut

disarankan oleh suatu proses atau sistem.

III. Ke',-u#an

Setelah melakukan percobaan) dapat disimpulkan bahwa :

$onsentrasi larutan dari ketiga tangki akan berbeda pada saaat awal

penambahan a"uadest +umpan,. Bamun) pada saat tertentu konsentrasi larutan

pada ketiga tangki akan sama +homogen,. Daktu dimana ketiga tangki memiliki

konsentrasi yang sama disebut waktu konstan.

Semakin lama waktu konstan) maka semakin banyak pula umpan yang

dibutuhkan.

Iaktor-/aktor yang mempengaruhi waktu konstan: la%u alir umpan dan

pengadukan.

DAFTAR PUSTAKA


11/13

im Lab. !engendalian !roses. 12.


12/13

angki &erpengaduk 'engan Sususan Seri

$eterangan

1. !engaduk. anki

*. $onduktometer

2. ombol ono//

4. ombol stirrer

9. ombol pump

?. Selang air masuk

. &ak penampung

C. Selang keluaran

1

2

3 4 5 6 7 8

9

Labu akar Gelas $imia !ipet etes


13/13

!ipet #kur!engadukSpatula

&ola $aret (orong $onduktometer 99

laporan ds-1 print

Documents