pot-print (2)

8/8/2019 POT-print (2)

http://slidepdf.com/reader/full/pot-print-2 1/44

Laporan POT MIXING

Agung, Aziz, Dara, Desi A

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ..........................................................................................................................1

BAB I PENDAHULUAN .....................................................................................................3

I.1 Tujuan Percobaan .............................................................................................................3

I.2 Landasan Teori .................................................................................................................3

I.2.1 Proses Pencampuran ..................................................................................................4

I.2.1.1 Pencampuran Fasa Padat –Cair ..........................................................................4

I.2.1.2 Pencampuran Fasa Padat-Padat ..........................................................................5

I.2.1.3 Pencampuran Fasa Cair-Gas ...............................................................................6

I.2.2 Dimensi dan Geometri Tangki..................................................................................6

I.2.2.1 Posisi Sumbu Pengaduk ......................................................................................7

I.2.2.2 Sekat dalam Tangki .............................................................................................8

I.2.2.3 Pengaduk ..............................................................................................................9

I.2.3 Kebutuhan Daya Pengadukan ................................................................................ 14

I.2.3.1 Parameter Hidrodinamika dalam Tangki Berpengaduk ................................. 14

I.2.3.2 Daya Pengadukan dan Pencampuran. ............................................................. 15

I.2.3.3 Hubungan Daya dengan Hidrodinamika Fluida ............................................. 15

I.2.4 Laju dan Waktu Pencampuran .............................................................................. 16

I.2.5 Pencampuran Padatan ........................................................................................... 16

I.2.6 Perhitungan Pencampuran .................................................................................... 16

I.2.7 Laboratory Mixing................................................................................................. 16

I.2.8 Industria Mixing .................................................................................................... 16

BAB II PERCOBAAN MIXING ....................................................................................... 21

II.1 Prosedur Percobaan ...................................................................................................... 21

II.2 Hasil Pengamatan ......................................................................................................... 22

II.3 Pengolahan Data........................................................................................................... 24

II.3.1 Grafik Percobaan ................................................................................................... 26

II.3.2 Menentukan Kondisi Optimum Pembentukan Warna Sekunder ....................... 29

BAB III ANALISIS ............................................................................................................ 31

III.1 Analisis Percobaan ..................................................................................................... 31

III.2 Analisis Data ............................................................................................................... 32

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


III.3 Analisis Alat dan Bahan ............................................................................................. 37

III.4 Analisis Kesalahan ..................................................................................................... 39

BAB IV KESIMPULAN .................................................................................................... 41

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 42

LAMPIRAN ........................................................................................................................ 43

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Tujuan Percobaan

Tujuan umum dari percobaan ini adalah mempelajari korelasi antara parameter–

parameter dalam sebuah proses pengadukan dan pencampuran, seperti jenis pengaduk,

posisi sumbu pengaduk, penggunaan sekat dalam tangki dan pola aliran yang terjadi,

terhadap kebutuhan daya dalam proses pengadukan dan pencampuran dalam tangki

berpengaduk.

Tujuan khusus dari percobaan mixing adalah untuk mencari kondisi optimum

suatu pencampuran dari berbagai pengaduk menggunakan bantuan variasi medium

pewarna sebagai parameter yang menghasilkan keseragaman dispersi padat pada cair.

I.2 Landasan Teori

Pengadukan dan pencampuran merupakan proses yang penting karena aplikasinya

cukup luas dan berhubungan erat dengan kinerja dari proses lainnya. Pengadukan

(agitation) merupakan sebuah proses yang menunjukkan gerakan yang terinduksi

menurut cara tertentu pada suatu bahan di dalam bejana dimana gerakan itu biasanya

mempunyai semacam pola sirkulasi. Di lain pihak, pencampuran dapat didefinisikan

sebagai suatu peristiwa menyebarkan bahan-bahan secara acak, dimana bahan yang satu

menyebar ke bahan yang lainnya dan sebaliknya, sedang bahan-bahan itu sebelumnya

terpisah dalam dua fasa atau lebih.

Aplikasi tersebut bisa dilakukan dalam sebuah tangki berpengaduk. Hal ini

dikarenakan faktor-faktor penting yang berkaitan dengan proses ini dalam aplikasi nyata

bisa dipelajari dengan seksama dalam alat ini. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses

pengadukan dan pencampuran diantaranya ialah perbandingan antara geometri tangki

dengan geometri pengaduk, bentuk dan jumlah pengaduk, posisi sumbu pengaduk,

kecepatan putaran pengaduk, penggunaan sekat dalam tangki dan juga properti fisik

fluida yang diaduk yaitu densitas dan viskositas.

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


I.2.1 Proses Pencampuran

Proses pencampuran dalam fasa cair merupakan prinsip dari mekanisme

perpindahan momentum di dalam aliran turbulen. Pada aliran turbulen, pencampuran

terjadi pada 3 skala yang berbeda, yaitu:

1. Mekanisme konvektif , merupakan pencampuran sebagai akibat aliran cairan

secara keseluruhan (bulk flow).

2. Eddy diffusion, pencampuran dikarenakan adanya gumpalan-gumpalan fluida

yang terbentuk dan tercampakkan di dalam medan aliran yang dikenal sebagai

eddies.

3. Pencampuran difusi, mekanismenya adalah pencampuran karena gerak

molekular.

Ketiga mekanisme terjadi secara bersama-sama, tetapi yang paling menentukan

adalah eddy diffusion. Mekanisme ini membedakan pencampuran dalam keadaan turbulen

daripada pencampuran dalam medan aliran laminer. Sifat fisik fluida yang berpengaruh

pada proses pengadukan adalah densitas dan viskositas.

Secara khusus, proses pengadukan dan pencampuran digunakan untuk mengatasi tiga

jenis permasalahan utama, yaitu

1. untuk menghasilkan keseragaman statis ataupun dinamis pada sistem multifase

multikomponen

2. untuk memfasilitasi perpindahan massa atau energi di antara bagian – bagian dari

sistem yang tidak seragam

3. untuk menunjukkan perubahan fasa pada sistem multikomponen dengan atau

tanpa perubahan komposisi

Aplikasi pengadukan dan pencampuran bisa ditemukan dalam rentang yang luas,

diantara dalam proses suspensi padatan, dispersi gas-cair, cair-cair maupun padat-cair,

kristalisasi, perpindahan panas dan reaksi kimia.

I.2.1.1 Pencampuran Fasa Padat –Cair

Pada proses pembuatan produk industri kimia yang siap untuk diperdagangkan

dan pada pengolahan produk setengah jadi, seringkali bahan-bahan padat harus

dicampurkan dengan sejumlah kecil cairan. Di sini dapat terbentuk bahan padat yang

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


lembab atau campuran yang sangat viskos seperti pasta atau adonan. Seringkali cairan

harus juga ditambahkan ke dalam pasta, adonan atau massa yang plastis tersebut. Contoh

:

a. Mencampur serbuk dengan cairan untuk membuat butiran-butiran (granulat)

b. Mencampur pasta pada industri farmasi dan kosmetik dengan bahan-bahan aktif.

c. Mencampur massa sintetik yang plastis dengan bahan-bahan penolong (misalnya

bahan pelunak, stabilisator, bahan pewarna).

Alat yang digunakan dapat berupa tangki atau bejana vertikal yang berbentuk silinder,

bahan digilas dan diuli oleh satu atau dua perkakas campur yang mirip pengaduk.

Gambar 1.1 Alat pencampur padat-cair

I.2.1.2 Pencampuran Fasa Padat-Padat

Pencampuran dua atau lebih dari bahan padat banyak dijumpai yang akan

menghasilkan produk komersial industri kimia. Pencampuran bahan pewarna dengan

bahan pewarna lainnya atau dengan bahan penolong untuk menghasilkan nuansa warna

tertentu atau warna yang cemerlang.

Alat yang digunakan untuk pencampuran bahan padat dengan padat dapat berupa

bejana-bejana yang berputar, atau bejana-bejana berkedudukan tetap tapi mempunyai

perlengkapan pencampur yang berputar, ataupun pneumatik.

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


I.2.1.3 Pencampuran Fasa Cair-Gas

Untuk proses kimia dan fisika tertentu gas harus dimasukkan ke dalam cairan,

artinya cairan dicampur secara sempurna dengan bahan-bahan berbentuk gas.

Contoh :

1. Proses hidrogenasi, khorinasi dan fosfogensi

2. Oksidasi cairan oleh udara (fermentasi, memasukkan udara ke dalam lumpur

dalam instalasi penjernih biologis)

3. Meningkatkan kadar (melarutkan) gas dalam cairan (misalnya HCL dalam air,

oksigen dalam cairan-cairan)

4. Membangkitkan basa (misalnya busa pemadam api).

I.2.2 Dimensi dan Geometri Tangki

Dalam percobaan diperlukan suatu tangki pengaduk. Kapasitas tangki yang

dibutuhkan untuk menampung fluida menjadi salah satu pertimbangan dasar dalam

perancangan dimensi tangki. Fluida dengan kapasitas tertentu ditempatkan pada sebuah

wadah dengan besarnya diamater tangki sama dengan ketinggian fluida. Rancangan ini

ditujukan untuk mengoptimalkan kemampuan pengaduk untuk menggerakkan dan

membuat pola aliran fluida yang melingkupi seluruh bagian fluida dalam tangki.

t DV ..4

1 2

(1)

Persamaan (1) merupakan rumus dari volum sebuah tangki silinder. Salah satu

pertimbangan awal untuk merancang alat ini adalah dengan mencari nilai dari diamater

yang sama dengan ketinggian tangki untuk kapasitas fluida yang diinginkan dalam

pengadukan dan pencampuran. Penentuan diameter tangki menggunakan persamaan 2.

Tangki dengan diamater yang lebih kecil dibandingkan ketinggiannya memiliki

kecendrungan menambah jumlah pengaduk yang digunakan.

34

,dengan D = tV

D

(2)

Rancangan dasar dimensi dari sebuah tangki berpengaduk dengan perbandingan

terhadap komponen – komponen yang menyusunnya ditunjukkan pada gambar 1.2.

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


Gambar 1.2 Dimensi sebuah Tangki Berpengaduk

Dimana C = tinggi pengaduk dari dasar tangki

D = diameter pengaduk

Dt = diameter tangki

H = tinggi fluida dalam tangki

J = lebar baffle

W = lebar pengaduk

Hubungan dari dimensi pada gambar 1.2 adalah :

1

1

H

Dt ;

1

3

D

Dt ;

1

1

D

C ;

4

1

D

W ;

1

12

J

Dt

Geometri dari tangki dirancang untuk menghindari terjadinya dead zone yaitu

daerah dimana fluida tidak bisa digerakkan oleh aliran pengaduk. Geometri dimana

terjadinya dead zone biasanya berbentuk sudut ataupun lipatan dari dinding-dindingnya.

I.2.2.1 Posisi Sumbu Pengaduk

Pada umumnya proses pengadukan dan pencampuran dilakukan dengan

menempatkan pengaduk pada pusat diameter tangki ( center). Posisi ini memiliki pola

aliran yang khas. Pada tangki tidak bersekat dengan pengaduk yang berputar di tengah,

energi sentrifugal yang bekerja pada fluida meningkatkan ketinggian fluida pada dinding

dan memperendah ketinggian fluida pada pusat putaran. Pola ini biasa disebut dengan

pusaran (vortex) dengan pusat pada sumbu pengaduk. Pusaran ini akan menjadi semakin

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


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 1.3 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.

Gambar 1.4 Posisi off center dan angular alignment (incline)

I.2.2.2 Sekat dalam Tangki

Sekat (baffle) adalah lembaran vertikal datar yang ditempelkan pada dinding

tangki. Tujuan utama menggunakan sekat dalam tangki adalah memecah terjadinyapusaran saat terjadinya pengadukan dan pencampuran. Oleh karena itu, posisi sumbu

pengaduk pada tangki bersekat berada di tengah. Namun, pada umumnya pemakaian

sekat akan menambah beban pengadukan yang berakibat pada bertambahnya kebutuhan

daya pengadukan. Sekat pada tangki juga membentuk distribusi konsentrasi yang lebih

baik di dalam tangki, karena pola aliran yang terjadi terpecah menjadi empat bagian.

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


Penggunaan ukuran sekat yang lebih besar mampu menghasilkan pencampuran yang

lebih baik.

Gambar 1.5 Pemasangan Baffle Diharapkan Mampu menigkatkan Kualitas Pencampuran

Pada saat menggunakan empat sekat vertikal seperti pada gambar 1.5 bisa

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

sebaiknya berukuran 1/12 diameter tangki.

I.2.2.3 Pengaduk

Pemilihan pengaduk yang tepat menjadi salah satu faktor penting dalam

menghasilkan proses pengadukan dan pencampuran yang efektif. Pengaduk jenis baling-

baling ( propeller ) dengan aliran aksial dan pengaduk jenis turbin dengan aliran radial

menjadi pilihan yang lazim dalam pengadukan dan pencampuran.

Jenis – jenis pengaduk

Secara umum, terdapat empat jenis pengaduk yang biasa digunakan secara umum, yaitu

pengaduk baling – baling ( propeller ), pengaduk turbin (turbine), pengaduk dayung

( paddle) dan pengaduk helical ribbon.

1. Pengaduk jenis baling-baling ( propeller ) Ada beberapa jenis pengaduk yang biasa digunakan. Salah satunya adalah baling-

baling berdaun tiga.

(a) (b) (c)

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


Gambar 1.6. Pengaduk Jenis Baling – baling (a) Daun Dipertajam (b) Baling – Baling

Kapal (c) Daun Turbin.

Pengaduk jenis baling - baling digunakan pada kecepatan berkisar antara 400 hingga

1750 rpm (revolutions per minute) dan digunakan untuk cairan dengan viskositas rendah.

2. Pengaduk dayung ( paddle )

Gambar 1.7 Pangaduk Jenis Dayung ( Paddle ) Berdaun Dua

Berbagai jenis pengaduk dayung biasanya digunakan pada kecepatan rendah diantara

20 hingga 200 RPM. Dayung datar berdaun dua atau empat biasa digunakan dalam

sebuah proses pengadukan. Panjang total dari pengaduk dayung biasanya 60 – 80 % dari

diameter tangki dan lebar dari daunnya 1/6 – 1/10 dari panjangnya.

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. Jenis pengaduk

ini adalah pencampur yang buruk. Pengaduk dayung sering digunakan untuk proses

pembuatan pasta kanji, cat, bahan perekat dan kosmetik.

3. Pengaduk turbin

Gambar 1.8 Pengaduk Jenis Turbin pada berbagai variasi

Pengaduk turbin adalah pengaduk dayung yang memiliki banyak daun pengaduk

dan beukuran lebih pendek, digunakan pada kecepatan tinggi untuk cairan dengan

rentang kekentalan yang sangat luas. Diameter dari sebuah turbin biasanya antara 30-

50 % dari diameter tangki [6]. Turbin biasanya memiliki empat atau enam daun pengaduk.

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


Turbin dengan daun yang datar memberikan aliran yang radial. Jenis ini juga berguna

untuk dispersi gas yang baik, gas akan dialirkan dari bagian bawah pengaduk dan akan

menuju ke bagian daun pengaduk lalu terpotong – potong menjadi gelembung gas.

Gambar 1.9 Pengaduk Turbin Baling – Baling

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

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.

4. Pengaduk helical-ribbon

Jenis pengaduk ini digunakan pada larutan dengan kekentalan yang tinggi dan

beroperasi pada rpm yang rendah pada bagian laminar. Ribbon (bentuknya seperti pita)

dibentuk dalam sebuah bagian helical (bentuknya seperti baling-baling helicopter danditempelkan ke pusat sumbu pengaduk). Cairan bergerak dalam sebuah bagian aliran

berliku – liku pada bagian bawah dan naik ke bagian atas pengaduk.

(a) (b) (c) (d)

Gambar 1.10 Pengaduk Jenis (a), (b) & (c) Hellical Ribbon, (d) Semi-

Spiral

Kecepatan pengaduk

Salah satu variasi dasar dalam proses pengadukan dan pencampuran adalah

kecepatan putaran pengaduk yang digunakan. Variasi kecepatan putaran pengaduk bisa

memberikan gambaran mengenai pola aliran yang dihasilkan dan daya listrik yang

dibutuhkan dalam proses pengadukan dan pencampuran. Secara umum, klasifikasi

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


kecepatan putaran pengaduk dibagi dalam tiga garis besar, yaitu kecepatan putaran

rendah, sedang dan tinggi.

1. Kecepatan putaran rendah

Kecepatan rendah yang digunakan berkisar pada kecepatan 400 rpm.

Pengadukan dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk minyak kental,

lumpur di mana terdapat serat atau pada cairan yang dapat menimbulkan busa.

Jenis pengadukan ini menghasilkan pergerakan batch yang sempurna

dengan sebuah permukaan fluida yang datar untuk menjaga temperatur atau

mencampur larutan dengan viskositas dan gravitasi spesifik yang sama.

2. Kecepatan putaran sedang

Kecepatan sedang yang digunakan berkisar pada kecepatan 1150 rpm.

Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk larutan sirup kental

dan minyak pernis.

Jenis ini paling sering digunakan untuk meriakkan permukaan pada

viskositas yang rendah, mengurangi waktu pencampuran, mencampur larutan

dengan viskositas yang berbeda dan bertujuan untuk memanaskan atau

mendinginkan.

3. Kecepatan putaran tinggi

Kecepatan tinggi yang digunakan berkisar pada kecepatan 1750 rpm.

Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk fluida dengan

viskositas rendah misalnya air. Tingkat pengadukan ini menghasilkan permukaan

yang cekung pada viskositas yang rendah dan dibutuhkan ketika waktu

pencampuran sangat lama atau perbedaan viskositasnya sangat besar.

Jumlah pengaduk

Penambahan Jumlah pengaduk yang digunakan pada dasarnya bertujuan untuk

tetap menjaga efektifitas pengadukan pada kondisi yang berubah. Ketinggian fluida yang

lebih besar dari diameter tangki, disertai dengan viskositas fluida yang lebih besar dan

diameter pengaduk yang lebih kecil dari dimensi yang biasa digunakan, merupakan

kondisi dimana pengaduk yang digunakan lebih dari satu buah, dengan jarak antar

pengaduk sama dengan jarak pengaduk paling bawah ke dasar tangki. Penjelasan

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


mengenai kondisi pengadukan dimana lebih dari satu pengaduk yang digunakan dapat

dilihat dalam tabel 1.

Tabel 1. Kondisi untuk Pemilihan Jumlah Pengaduk [10]

Satu Pengaduk Dua Pengaduk

Fluida dengan viskositas rendah

Pengaduk menyapu dasar tangki

Kecepatan bali akiran yang tinggi

Ketinggian permukaan cairan yang

bervariasi

Fluida dengan viskositas sedang dan

tinggi

Pengadukan pada tangki yang dalam

Gaya gesek aliran lebih besar

Ukuran mounting nozzle yang minimal

Pemilihan pengaduk

Viskositas dari cairan adalah salah satu dari beberapa faktor yang mempengaruhi

pemilihan jenis pengaduk. Indikasi dari rentang viskositas pada setiap jenis pengaduk

adalah:

1. Pengaduk jenis baling – baling digunakan untuk viskositas fluida di bawah 3 Pa.s

(3000 cP).

2. Pengaduk jenis turbin bisa digunakan untuk viskositas di bawah 100 Pa.s (100000cP);

3. Pengaduk jenis dayung yang dimodifikasi seperti pengaduk jangkar bisa

digunakan untuk viskositas antara 50 – 500 Pa.s (500000) cP;

4. Pengaduk jenis pita melingkar biasa digunakan untuk viskositas di atas 1000 Pa.s

dan telah digunakan hingga viskositas 25000 Pa.s. Untuk viskositas lebih dari 2.5-

5 Pa.s (5000 cP) dan diatasnya, sekat tidak diperlukan karena hanya terjadi

pusaran kecil.

(a) (b) (c) (d)

Gambar 1.11 Pola Aliran yang dihasilkan oleh jenis – jenis pengaduk yang

berbeda, (a) impeller, (b) propeller, (c) paddle dan (d) helical ribbon

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


I.2.3 Kebutuhan Daya Pengadukan

I.2.3.1 Parameter Hidrodinamika dalam Tangki Berpengaduk

Parameter-paramater hidrodinamika yang akan dibahas ada dua, yaitu:

1. Bilangan Reynold

Bilangan tak berdimensi ini 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.

N D ND D2

Re (3)

dimana Re = Bilangan Reynold

= densitas fluida

= viskositas fluida

Dalam sistem pengadukan terdapat 3 jenis bentuk aliran yaitu laminar, transisi dan

turbulen. Batas aliran laminar adalah pada bilangan Reynolds hingga 10, sedangkan

turbulen terjadi pada bilangan Reynolds 10 hingga 104 dan transisi berada di antara

keduanya.2. Bilangan Fraude

Bilangan tak berdimensi ini menunjukkan perbandingan antara gaya inersia

dengan gaya gravitasi. Bilangan Fraude dapat dihitung dengan persamaan berikut :

g

D N

Dg

ND

g D

vFr

222

(4)

dimana Fr = bilangan Fraude

N = kecepatan putaran pengaduk

D = diameter pengaduk

G = percepatan gravitasi

Bilangan Fraude bukan merupakan variabel yang signifikan. Bilangan ini hanya

diperhitungkan pada sistem pengadukan dalam tangki tidak bersekat. Pada sistem ini

bentuk permukaan cairan dalam tangki akan dipengaruhi gravitasi sehingga

membentuk pusaran (vortex). Vorteks menunjukkan keseimbangan antara gaya

gravitasi dengan gaya inersia.

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


I.2.3.2 Daya Pengadukan dan Pencampuran.

Pencampuran bisa dikarakterisasi dengan horsepower , kecepatan dan torque.

Kecepatan ditulis dalam putaran per menit (rpm), karena torque adalah energi perputaran

yang dihasilkan oleh pengaduk dalam inch-pounds atau inch-ounces. Kecepatan, torque

dan horsepower dihubungkan dengan persamaan di bawah ini

rpm

x HPTorque

63025 (5)

Persamaan (5) membantu untuk menjelaskan bagaimana pengaduk dengan kecepatan

rendah secara umum menghasilkan kapabilitas torque yang jauh lebih tinggi untuk

sebuah horsepower yang diberikan.Diameter dari pengaduk juga berpengaruh terhadap beban torque dalam

pencampuran. Daya yang diutuhkan untuk memutar sebuah pengaduk berhubungan

dengan diameter dan kecepatan pengaduknya. Persamaannya menjadi :

Power = rpm3 x Diameter5 (6)

Sedikit peningkatan kecepatan putaran dan diameter pengaduk akan menyebabkan

sebuah penambahan kebutuhan daya yang besar. Sehingga, daya juga bisa di hitung

dengan :

r F . (7)

.P (8)

dimana “ ” adalah tenaga putaran dan “F” adalah energi dan “r” adalah jarak dari

tangkai putaran dan kecepatan angular [5].

I.2.3.3 Hubungan Daya dengan Hidrodinamika Fluida

Dalam perancangan dari sebuah tangki berpengaduk, salah satu faktor

pertimbangan yang penting adalah daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan pengaduk.

Karena daya yang dibutuhkan untuk sebuah proses pengadukan dan pencampuran tidak

bisa ditebak secara teoritis.

Konsumsi daya adalah hubungan densitas fluida ρ, viskositas fluida μ dan

diameter pengaduk Da yang diplot dalam sebuah grafik antara bilangan daya (Np)

dibandingkan dengan bilangan Reynold ( Nre ). Bilangan daya adalah :

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


(9)

Sebuah tangki dimana sebuah fluida non-newtonian dengan densitas , dan viskositas µ

dan diputar dengan sebuah pengaduk berdiameter D dan pada kecepatan putaran N. Jika

diameter tangki adalah T, lebar pengaduk W dan ketinggian cairan H. Kebutuhan daya

dari pengaduk ( P ) menunjukkan jumlah energi yang dibutuhkan pada cairan dan

bergantung pada variabel di bawah ini :

H W T Dg N PP ,,,,,,,

(10)Hal ini tidak mungkin untuk mendapatkan hubungan fungsional dalam persamaan di atas,

karena geometri yang rumit dari tangki, pengaduk dan variabel lain seperti kawat

pemanas [5]. Menggunakan analisis dimensional, jumlah variabel menggambarkan

permasalahannya bisa diminimalisir dan persamaan di atas dikurangi hingga :

etc

D

H

D

W

D

T

g

D N ND f

D N

P,,,,,

22

53

(11)

dimana 53 D N

P

adalah jumlah daya, PO ;

2

ND adalah angka Reynolds, Re ;

g

D N 2

adalah angka Froud, Fr ;

I.2.4 Laju dan Waktu Pencampuran

Waktu pencampuran (mixing time) adalah waktu yang dibutuhkan sehingga

diperoleh keadaan yang homogen untuk menghasilkan campuran atau produk dengan

kualitas yang telah ditentukan. Sedangkan laju pencampuran (rate of mixing) adalah laju

di mana proses pencampuran berlangsung hingga mencapai kondisi akhir [10].

Pada operasi pencampuran dalam tangki berpengaduk, waktu pencampuran ini

dipengaruhi oleh beberapa hal,

1. Yang berkaitan dengan alat, seperti:

a. ada tidaknya baffle atau cruciform baffle

b. bentuk atau jenis pengaduk (turbin, propeler, padel)

c. ukuran pengaduk (diameter, tinggi)

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


d. laju putaran pengaduk

e. kedudukan pengaduk pada tangki, seperti

jarak pengaduk terhadap dasar tangki

pola pemasangannya (center, vertikal; off center, vertikal;

miring (inclined ) dari atas; dan horizontal)

f. jumlah daun pengaduk

g. jumlah pengaduk yang terpasang pada poros pengaduk

2. Yang berhubungan dengan cairan yang diaduk:

a. perbandingan kerapatan/ densitas cairan yang diaduk

b. perbandingan viskositas cairan yang diaduk

c. jumlah kedua cairan yang diaduk

d. jenis cairan yang diaduk (miscible, immiscible)

Faktor-faktor tersebut dapat dijadikan variabel yang dapat dimanipulasi untuk

mengamati pengaruh setiap faktor terhadap karakteristik pengadukan, terutama terhadap

waktu pencampuran.

I.2.5. Pencampuran Padatan

Dalam proses rekayasa industri, pencampuran adalah operasi unit yang

melibatkan memanipulasi sistem fisik heterogen, dengan maksud untuk membuatnya

lebih homogen. contoh Familiar termasuk pemompaan air di kolam renang untuk

menghomogenkan suhu air, dan mengaduk adonan pancake untuk menghilangkan

benjolan.

Pencampuran serbuk merupakan salah satu unit operasi tertua-dalam penanganan

padatan industri. Untuk beberapa dekade pencampuran serbuk telah digunakan hanya

untuk bahan homogenisasi massal. Banyak mesin yang berbeda telah dirancang agar

dapat menangani bahan dengan sifat massal berbagai makanan padat. Atas dasar

pengalaman praktis diperoleh dengan mesin-mesin yang berbeda, pengetahuan teknik

telah dikembangkan untuk membangun peralatan yang handal dan untuk memprediksi

perilaku scale-up dan pencampuran. Saat ini teknologi pencampuran yang sama

digunakan untuk banyak aplikasi: untuk meningkatkan kualitas produk, untuk partikel

mantel, untuk bahan sekering, untuk basah, untuk dispers dalam bentuk cair, untuk

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


menggumpal, untuk mengubah sifat material fungsional, dll ini berbagai aplikasi

peralatan pencampuran memerlukan tingkat tinggi pengetahuan, pengalaman waktu yang

lama dan fasilitas pengujian diperpanjang untuk datang ke seleksi yang optimal dari

peralatan dan proses.

Mekanisme Pencampuran

Dalam bentuk bubuk pencampuran dua dimensi yang berbeda dalam proses

pencampuran dapat ditentukan: konvektif pencampuran dan intensif pencampuran.

Dalam kasus bahan campuran konvektif di mixer diangkut dari satu lokasi ke lokasi lain.

Jenis proses pencampuran akan menyebabkan keadaan kurang memerintahkan di dalam

mixer, komponen yang harus dicampur akan didistribusikan ke komponen lainnya.

Dengan maju waktu campuran akan menjadi lebih dan lebih secara acak dipesan. Setelah

waktu pencampuran tertentu negara acak utama tercapai. Biasanya jenis ini diterapkan

untuk pencampuran bahan-bahan gratis-mengalir dan kasar. Kemungkinan ancaman

selama pencampuran makro adalah-de pencampuran komponen, karena perbedaan dalam

ukuran, bentuk atau densitas dari partikel yang berbeda dapat menyebabkan segregasi.

Dalam rentang pencampuran konvektif, Hosokawa memiliki beberapa proses yang

tersedia dari mixer silo ke mixer horizontal dan pencampur kerucut. Jenis yang paling

terkenal adalah Vrieco-Nauta ® mixer, karena kemampuannya itu untuk campuran bahan

tanpa segregasi.

Ketika bahan kohesif, yang merupakan kasus dengan misalnya partikel halus dan

juga dengan material yang basah, konveksi pencampuran tidak lagi cukup untuk

mendapatkan campuran secara acak dipesan. Yang kuat relatif antar-partikel kekuatan

akan membentuk benjolan, yang tidak rusak oleh kekuatan transportasi ringan di mixer

konvektif. Dalam rangka memperkecil ukuran benjolan pasukan tambahan yang

diperlukan; energi lebih intensif yaitu pencampuran diperlukan. Pasukan tambahan ini

dapat menjadi dampak kekuatan atau gaya geser.

I.2.6 Perhitungan Pencampuran

Tingkat pencampuran ditentukan oleh efek pemompaan atau respon dinamis yang

mengajarkan mixer ke fluida. Ketika mixing impeller berputar dalam cairan, itu

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


menghasilkan kombinasi aliran dan geser. impeller aliran yang dihasilkan dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan berikut:

Arus = (Flow_Number RPM * * ^ Impeller_Diameter 3) / 231

Output dalam Gallons / Menit

Nomor flow untuk impeler telah diterbitkan oleh North American Mixing Forum,

Post Mixing, and Fusion Fluid Equipment.

Kalkulator pencampuran online tersedia di

http://www.fusionfluid.com/html/Knowledge-MixingCalculator.html

I.2.7 Laboratory mixing

Gambar 1. Sebuah pengaduk magnetik Pada skala laboratorium, pencampuran dicapai dengan pengaduk magnet atau

dengan sederhana tangan gemetar.

I.2.8 Industrial mixing

Gambar 2. Schematics of an agitated vessel

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


Pada skala industri, efisien pencampuran bisa sulit untuk dicapai. Banyak usaha

rekayasa masuk ke dalam merancang dan meningkatkan proses pencampuran.

Mencampur pada skala industri dilakukan dalam batch (pencampuran dinamis) atau

dengan bantuan mixer statis.

Contoh khas dari proses pencampuran dalam industri ini beton campuran, di mana

semen, pasir, batu kecil atau kerikil dan air bercampur dengan massa diri pengerasan

homogen, digunakan dalam industri konstruksi. Proses pencampuran klasik lain adalah

merenungkan pengecoran cetakan pasir, dimana pasir, lempung bentonit, debu batubara

halus dan air diramu untuk plastik, cetakan dan massa yang dapat digunakan kembali,

diterapkan untuk cetakan dan penuangan logam cair untuk memperoleh tuangan pasir

yang merupakan bagian logam untuk mobil, bangunan, mesin konstruksi atau industri

lainnya.

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


BAB II

PERCOBAAN MIXING

II.1 Prosedur Percobaan

Prosedur percobaan dalam percobaan mixing adalah:

1. Preparasi Bahan

Menimbang 15- 20 gram cat air warna primer pada cawan petri.

Melarutkan warna primer tersebut dengan air hingga 900 mL.

2. Preparasi Alat

Memasukkan 900 mL air fluida ke dalam tangki

Memasang posisi sumbu pengaduk hanya pada center

Menyiapkan stopwatch

Memasang pengaduk pada sumbunya

Menurunkan statip pada posisi yang telah ditentukan

Mengatur posisi sumbu pengaduk dalam tangki

Menyambungkan alat ke sumber listrik AC

Menyalakan volt meter

Menyalakan ampere meter

Menyiapkan tachometer untuk digunakan

3. Proses pencampuran

Memutar potensiometer hingga motor mulai berjalan

Mencatat tegangan dan arus listrik yang digunakan (variasi tegangan

sebanyak 4 )

Mengukur kecepatan putaran dengan tachometer sebanyak tiga kali Memasukkan 100 mL cairan warna primer dalam fluida

Menghitung waktu pencampuran, dari mulai dituang hingga tercapai

distribusi merata secara visual.

Melakukan pencampuran unuk membentuk tiga larutan warna primer

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


Memisahkan 900 ml larutan warna primer yang sudah terbentuk, lalu

masukkan cairan warna primer lain untuk membentuk warna sekunder.

Sehingga kapasitas pengadukan tetap 900mL.

Gambar 3.1 Warna Primer dan Pencampurannya menjadi Warna Sekunder.

Melakukan tahapan – tahapan di atas untuk tiap jenis pengaduk yang ada

(3 jenis pengaduk yang diberikan oleh asisten).

II.2 Hasil Pengamatan

Penimbangan (gram) cat ke:

I kuning : 12,11

Merah : 12,04

Biru : 12,01

I I kuning : 12,08

Merah : 12,06

Biru : 12,00

I II kuning : 12,02

Merah : 12,00

Biru : 12,03

I V kuning : 12,00

Merah : 12,04

Biru : 12,02

V kuning : 12,02

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


Merah : 12,06

Biru : 12,01

VI kuning : 12,02

Merah : 12,05

Biru : 12,02

VII kuning : 12,01

Merah : 12,08

Biru : 12,16

VIII kuning : 12,01

Merah : 12,04

Biru : 12,0

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


II.3 Pengolahan Data

Pitch blade propeller

Data mentah

Campuran Posisi pengaduk tegak

V=6 V=10

rpm

av

Waktu

(sec)

Volt

(V)

Arus

(mA)

rpm

av

Waktu

(sec)

Volt

(V)

Arus

(mA)

Kuning Biru 700 6,77 8 3,1 932,3 6,45 9,92 3,3

Merah

Kuning

683,6 7,99 8,01 3 940,3 5,72 9,92 3,3

Biru Merah 671,4 11,45 7,77 3,1 952,5 4,04 10,03 3,4

Campuran

Posisi pengaduk 30o

V=6 V=10

rpm

av

Waktu

(sec)

Volt

(V)

Arus

(mA)

rpm

av

Waktu

(sec)

Volt

(V)

Arus

(mA)

Kuning Biru 823,3 7,93 8,27 3,8 961,8 4,75 9,59 3,9

Merah

Kuning654,3 5,9 8,45 3,9 877,2 7,49 9,95 4,7

Biru Merah 681,1 6,68 8,03 3,5 497,3 7,54 10 4,9

Data yang sudah diolah

Posisi pengaduk tegak

kuning biru

rpm

av

Waktu

(sec)

Volt

(V)

Arus

(mA)

daya

(watt)

700 6,77 8 3,1 0,0248

932,3 6,45 9,92 3,3 0,03274

merah kuning

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


rpm

av

Waktu

(sec)

Volt

(V)

Arus

(mA)

daya

(watt)

683,6 7,99 8,01 3 0,02403

940,3 5,72 9,92 3,3 0,03274

biru merah

rpm

av

Waktu

(sec)

Volt

(V)

Arus

(mA)

daya

(watt)

671,4 11,45 7,77 3,1 0,02409

952,5 4,04 10,03 3,4 0,0341

Posisi pengaduk 30o

kuning biru

rpm

av

Waktu

(sec)

Volt

(V)

Arus

(mA)

daya

(watt)

823,3 7,93 8,27 3,8 0,03143

961,8 4,75 9,59 3,9 0,0374

merah kuning

rpm

av

Waktu

(sec)

Volt

(V)

Arus

(mA)

daya

(watt)

654,3 5,9 8,45 3,9 0,03296

877,2 7,49 9,95 4,7 0,04677

biru merah

rpm

av

Waktu

(sec)

Volt

(V)

Arus

(mA)

daya

(watt)

681,1 6,68 8,03 3,5 0,02811

497,3 7,54 10 4,9 0,049

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


II.3.1 Grafik

1. Dengan Posisi Pengaduk Tegak

kuning + biru

Merah + Kuning

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

6,4

6,45

6,5

6,55

6,6

6,65

6,7

6,75

6,8

600 650 700 750 800 850 900 950

w

a k t u ( s )

d a

y a ( w a t t )

kecepatan putaran rpm

warna kuning+biru dengan pengaduk

tegak

waktu pengadukan daya pengadukan

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

8,5

600 650 700 750 800 850 900 950 1000

d a y a ( w a t t )

w

a k t u ( s )

kecepatan pengadukan rpm

warna merah + kuning dengan pengaduk

tegak


8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


Biru +Merah

2. Dengan Posisi Pengaduk 30o

Kuning + Biru

0

2

4

6

8

10

12

14

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

0,04

600 650 700 750 800 850 900 950 1000

w a k t u ( s )

d a y a ( w a t t )

kecepatan pengadukan RPM

warna biru+merah dengan pengaduk tegak


0,031

0,032

0,033

0,034

0,035

0,036

0,037

0,038

0

2

4

6

8

10

800 850 900 950 1000

d a y a ( w a t t )

w a k t u ( s )


warna kuning+biru dengan posisi

pengaduk 300


8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


Merah + Kuning

Biru + Merah

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

0,04

0,045

0,05

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

400 500 600 700 800 900 1000

d a y a ( w a t t )

w a k t u ( s )


warna merah+kuning dengan posisipengaduk 300


0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

6,6

6,7

6,86,9

7

7,1

7,2

7,3

7,4

7,5

7,6

400 450 500 550 600 650 700

d a y a ( w a t t )

w a k t u ( s )


warna biru+merah dengan posisi

pengaduk 300


8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


II.3.2 Menentukan Kondisi Optimum Pembentukan Warna Sekunder

Pengaduk Tegak Pitch Blade Propeler

warna rpm waktu dayawaktu

optimum

daya

optimum

kuning biru700 6,77 0,0248

6,71 0,027932,3 6,45 0,032736

merah

kuning

683,6 7,99 0,024037,6 0,0265

940,3 5,72 0,032736

biru merah671,4 11,45 0,024087

9,3 0,027952,5 4,04 0,034102

Pengaduk 30o

Pitch Blade Propeler

warna rpm waktu dayawaktu

optimum

daya

optimum

kuning biru823,3 7,93 0,031426

5,8 0,03581961,8 4,75 0,037401

merah

kuning

654,3 5,9 0,0329556,695 0,03986

877,2 7,49 0,046765

biru merah681,1 6,68 0,028105

7,33 0,0435497,3 7,54 0,049

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

kuning biru merah kuning biru merah

w a k t u ( s )

pencampuran warna

waktu rata-rata untuk masing-masing posisi

pengaduk

pengaduk tegak

pengaduk 30o

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,0350,04

0,045

0,05


w a k t u ( s )

pencampuran warna

daya rata-rata untuk masing-masing posisi

pengaduk

pengaduk tegak

pengaduk 30o

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


BAB III

ANALISIS

III.1 Analisis Percobaan

Proses pencampuran merupakan proses menyebarkan bahan-bahan secara acak,

bahan-bahan yang sebelumnya terpisah akan saling menyebar dari bahan yang satu ke

bahan yang lainnya hingga pada akhirnya tercapai keadaan yang homogen. Proses

pencampuran memerlukan waktu tertentu untuk memaksimalkan keseragaman fluida

yang diaduk. Pada aplikasinya, perubahan waktu pengadukan dipengaruhi oleh kecepatan

putaran pengaduk yang akan berpengaruh pada kebutuhan daya yang diperlukan.

Kebutuhan daya akan berbeda-beda untuk setiap jenis pengaduk, bergantung pada

dimensi dan geometri pengaduk yang digunakan.

Tujuan dari percobaan proses pencampuran ini adalah mencari kondisi optimum

suatu pencampuran dari dua buah jenis pengaduk (hole blade turbine impeller,dan pitch

blade propeller) dengan cara menganalisis kebutuhan daya yang minimum dan waktu

pencampuran yang optimum terhadap kecepatan putaran pengaduk yang dibutuhkan

untuk menghasilkan keseragaman dispersi padat pada cair.

Keadaan optimum sendiri pada suatu pencampuran didefinisikan sebagai suatu

keadaan pencampuran yang mempunyai kombinasi daya pencampuran, waktu

pencampuran dan kecepatan putaran yang minimal, untuk mendapatkan suatu campuran

yang homogen. Dalam artian bahwa pencampuran yang berada dalam kondisi optimum

adalah pencampuran yang dilakukan dengan daya yang kecil dan kecepatan putaran yang

kecil menghasilkan pencampuran yang optimal hanya dengan waktu yang sebentar saja.

Untuk itu pada percobaan ini dilakukan variasi voltase. Variasi voltase ini akan

berdampak pada kecepatan putaran pengaduk serta waktu pencampuran dari kedua bahan

yang akan dicampur. Bahan yang digunakan adalah cat warna primer dan air. Variasi

yang dilakukan dengan menggabungkan warna primer yang ada dengan berbagai jenis

komposisi sehingga dihasilkan suatu titik homogenasi.

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


III.2 Analisis Data dan Grafik

Berdasarkan data yang didapatkan (pada bagian data pengamatan) terlihat bahwa

semakin besar daya yang dikeluarkan maka kecepatan putaran pengaduk (rpm) juga akan

semakin besar (berbanding lurus), hal ini dikarenakan jika semakin besar daya yang

masuk ke motor akan menghasilkan energi putaran yang semakin besar pula sampai batas

maksimum motor.

Percobaan pencampuran ini bertujuan untuk mencari kondisi optimum dari 2 jenis

pengaduk dengan posisi yang berbeda. Kondisi optimum adalah kondisi dimana

kebutuhan daya akan minimum dan waktu pencampuran juga optimum terhadap

kecepatan putaran yang dibutuhkan untuk menghasilkan dispersi padat cair yang

homogen. Titik optimum diperoleh dari perpotongan antara grafik kecepatan putaran

terhadap waktu pencampuran dengan kecepatan putaran terhadap daya yang dibutuhkan.

Perubahan waktu pengadukan dipengaruhi oleh kecepatan putaran (rpm) yang

mempengaruhi kebutuhan daya yang diperlukan. Kecepatan putaran atau disebut juga

laju pencampuran merupakan laju dimana proses pencampuran berlangsung hingga

mencapai kondisi akhir.

Dari grafik pencampuran warna primer menunjukkan bahwa daya yang

dibutuhkan berbanding terbalik dengan waktu yang dibutuhkan untuk berputar. Grafik

satunya lagi menunjukkan perbedaan waktu rata-rata yang dibutuhkan dan daya rata-rata

yang dibutuhkan untuk berbagai posisi pengaduk yang dilakukan. Dibawah ini

merupakan grafik waktu rata-rata yang dibutuhkan dengan tipe pengaduk Pitch blade

propeller.

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


Dari grafik diatas, waktu yang paling banyak digunakan yaitu untuk pengaduk

tegak tipe Pitch blade propeller. Sedangkan dibawah ini merupakan grafik daya rata-rata

yang dibutuhkan dengan tipe pengaduk Pitch blade propeller.

Dari grafik diatas, daya yang paling banyak dibutuhkan yaitu untuk pengaduk

dengan kemiringan 30ountuk tipe Pitch blade propeller.

01

2

3

4

5

6

7

8

9

10


w a k t u ( s )

pencampuran warna

waktu rata-rata untuk masing-masing posisi

pengaduk dengan pengaduk Pitch bladepropeller

pengaduk

tegak

pengaduk

30o

00,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

0,04

0,045

0,05


w a k t u ( s )

pencampuran warna

daya rata-rata untuk masing-masing posisi

pengaduk

pengaduk tegak

pengaduk 30o

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


Sedangkan untuk tipe pengaduk turbin impeller, grafik waktu rata-rata yang

dibutuhkan untuk masing-masing posisi pengaduk.

Dari grafik diatas, waktu yang paling banyak digunakan yaitu pengaduk tegak tipe

turbin impeller. Dan dibawah ini merupakan grafik daya rata-rata yang dibutuhkan

dengan tipe pengaduk turbin impeller.

0

2

4

6

8

10

12

14

16


W

a k t u ( s )

Pencampuran Warna

Waktu Rata-Rata Untuk Masing-Masing Posisi

Pengaduk tipe turbin impeller

Pengaduk

Tegak

Pengaduk

30o

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06


D a y a ( W a t t )

Pencampuran Warna

Daya Rata-Rata Untuk Masing-Masing Posisi

Pengaduk turbin impeller

Pengaduk Tegak

Pengaduk 30o

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


Dari grafik diatas, daya yang paling banyak dibutuhkan yaitu untuk pengaduk

dengan kemiringan 30o untuk tipe turbin impeller.

Penggabungan data waktu optimum dari kedua jenis pengaduk yang digunakan

dan dengan posisi yang diamati.

Dari kedua jenis pengaduk yang digunakan dan kedua posisi yang diamati, waktupaling efisien yang dibutuhkan yaitu tipe pitch blade propeler dengan posisi 30o. Dan

penggabungan data daya optimum dari kedua jenis pengaduk yang digunakan dan dengan

posisi yang diamati, yaitu.

0

2

4

6

8

10

12

14

16


w a k t u ( s )

pencampuran warna

Waktu Rata-Rata Untuk Masing-Masing Posisi

Pengaduk

pengaduk tegak pitch

blade propeler

pengaduk 30o pitch

blade propeler

pengaduk tegak turbin

impeller

pengaduk 30o turbin

impeller

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


Dari kedua jenis pengaduk yang digunakan dan kedua posisi yang diamati, daya

paling efisien yang dibutuhkan yaitu tipe pitch blade propeler dengan posisi tegak.

Proses pencampuran pada zat cair akan berlangsung dengan cepat di dalam aliran

yang bersifat turbulen dimana blade yang digunakan akan menghasilkan arus yang

berkecepatan tinggi dan fluida dapat bercampur di daerah sekitar blade pengaduk.

Di bawah ini merupakan ilustrasi jenis aliran aksial dan aliran radial (aliran sentrifugal):

Jadi dapat diambil kesimpulan bahwa untuk memenuhi sebuah proses pengadukan

dan pencampuran dengan waktu cepat dapat dilakukan dengan menggunakan kecepatan

putaran yang tinggi. Namun, akibatnya daya yang dibutuhkan untuk memenuhi kecepatan

putaran yang diinginkan juga menjadi lebih besar. Begitu pula sebaliknya.

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06


d a y a ( w a t t )

pencampuran warna

Daya Rata-Rata Untuk Masing-Masing Posisi

Pengaduk

pengaduk tegak

pitch blade propeler

pengaduk 30o pitch

blade propeler

pengaduk tegak

turbin impeller

pengaduk 30o

turbin impeller

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


III.3 Analisis Alat dan Bahan

Tabel 3.1 Alat dan Bahan

No. Gambar Keterangan

1. Bagian paling bawah dari alat ini adalah roda yang

ditempatkan pada kaki – kaki kerangka. Roda ini

digunakan untuk memudahkan mobilisasi alat

secara keseluruhan, khususnya ketika maintenance

dalam bengkel.

2. Permukaan alat ini dibuat bertingkat. hal ini

digunakan untuk memudahkan peneliti dalam

mengamati pola aliran dari bagian atas tangki. Hal

ini dikarenakan ketinggian dari dua tangki yang

digunakan berbeda. Permukaan bagian bawah

digunakan untuk tangki berkapasitas 20 liter dan

bagian atas digunakan untuk tangki berkapasitas 2

liter. Lapisan permukaan alat ini terdiri dari

lembaran Stainless Steel tipe dove ketebalan 1mm.

Tetapi, yang digunakan dalam praktikum hanya

pada permukaan bagian atas.

3. Bagian bawah permukaan untuk tangki kecil

memiliki ruang untuk menyimpan bahan – bahan

dan perlatan yang akan dalam penelitian ini. Seperti

menyimpan technometer,tetapi kurang dapat

digunakan dengan maksimal karena tempatnya yang

terlalu kecil.

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


4. Salah satu bagian penting dari alat ini adalah papan

panel yang terletak di bagian rangka paling atas.

Panel ini terdiri dari bagian depan dan bagian

balakang. Pad bagian depan terlihat adanya

tombol ” on/off ”, ampere meter dan volt meter

jarum, multimeter digital dan tuas pengatur

kecepatan putaran. Sedangkan, bagian belakang

terdiri dari power supply jenis ” switching ”,

potensiometer dan rangkaian peralatan llistrik

lainnya. Parameter pada analisis perhitungan.

5. Unit pengaduk ini terdiri dari penyangga motor

pengaduk, motor pengaduk DC merk Hitachi 24

2500 rpm, sumbu pengaduk dan pengaduk yang

terpasang pada bagian ujungnya. Kestabilan bagian

ini mempangaruhi kualitas pengadukan dengan

tidak adanya bending (getaran) pada bagian ini.

Getaran pada bagian ini akan meningkatkan daya

pengadukan yang dibutuhkan.

6. Tangki untuk memudahkan pengamatan pola aliran

dengan dindingnya yang terbuat dari kaca tebus

pandang. Diameter tangki 18 cm dan ketinggiannya

19.8 cm. Pada tangki ini dilakukan semua

pengamatan untuk variabel yang digunakan.

7. Hole Blade Turbine Impeller merupakan pengaduk

jenis turbin dengan daun pengaduknya yang diberi

lubang. Lubang tersebut berdiamter 4 mm, di buat 3

buah secara diagonal dengan posisi yang sama pada

setiap daun pengaduknya. Bentuk ini berguna untuk

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


dispersi gas-cair karena bisa menghasilkan buih.

8. Pitch Blade Propeller merupakan jenis pengaduk

baling – baling kapal. Pengaduk ini menghasilkan

pola aliran aksial ke bagian atas tangki. Pengaduk

berdaun tiga ini dibuat dua buah untuk tangki besar

maupun tangki kecil.

9. Tachometer merupakan alat pengukur kecepatan

putaran. Alt ini bisa menghasilkan data dalam rpm

ataupun jumlah putaran pada saat proses mixing

berjalan dengan mengarahkan kearah pusat

perputaran pengaduk.

10 Air digunakan sebagai pelarut dalam percobaan.

Volume air yang digunakan sebesar 500 mL untuk

setiap cat bewarna yang digunakan.

11 Cat sebagai bahan yang dilarutkan dalam air. Massa

cat yang digunakan adalah 12 gram. Cat yangdigunakan pada saat praktikum adalah cat poster.

III.4 Analisis Kesalahan

Percobaan yang dilakukan sudah sesuai dengan prosedur pada modul, maupunseperti yang diinstruksikan oleh asisten, sehingga hasil yang didapat pada praktikum kali

ini sudah dapat menggambarkan besaran kebutuhan daya untuk variasi posisi sumbu dan

jenis pengaduk yang digunakan.

Besaran-besaran yang dilakukan oleh praktikan antara lain :

Tidak mengetahui pasti derajat kemiringan yang akurat untuk posisi sumbu

incline. Sehingga kemiringan yang dipakai hanya berdasarkan perkiraan

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


kemiringan praktikan saja. Selain itu, kemungkinan besar kemiringan sumbu

tidak sama persis antara posisi sumbu yang satu dengan yang lainnya.

Ketepatan dalam pembacaan Tachometer, sehingga mungkin hasil yang

didapatkan kurang akurat.

Dalam mengukur waktu menggunakan stopwatch yang mungkin tidak terlalu

tepat waktunya.

Kondisi voltmeter yang sangat sensitif, sehingga sulit untuk mendapatkan nilai

tegangan persis seperti yang diinginkan.

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


BAB IV

KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan didapatkan kesimpulan:

Pencampuran adalah suatu proses yang dilakukan untuk mencampurkan

komponen-komponen dalam suatu campuran yang tadinya berbeda fasa, sehingga

tercapai keadaan yang homogen.

Proses pencampuran yang optimum adalah proses dimana waktu yang dibutuhkan

untuk mecapai keadaan homogen adalah minumum dengan daya yang dibutuhkan

juga minimum.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses pencampuran adalah kecepatan aliran,

daya aliran, jenis pengaduk, dan jenis campuran.

Jadi dapat diambil kesimpulan bahwa untuk memenuhi sebuah proses pengadukan

dan pencampuran dengan waktu cepat dapat dilakukan dengan menggunakan

kecepatan putaran yang tinggi. Namun, akibatnya daya yang dibutuhkan untuk

memenuhi kecepatan putaran yang diinginkan juga menjadi lebih besar. Begitu

pula sebaliknya.

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


DAFTAR PUSTAKA

Buku Panduan Praktikum POT 1.

Rahayu, Suparni Setyowati. “Pencampuran Bahan Padat-Cair”, http://www.chem-is-

try.org/materi_kimia/kimia-industri/teknologi-proses/pencampuran-bahan-padat-cair/

(14 November 2009)

http://en.wikipedia.org/wiki/Mixing_(process_engineering)

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING


LAMPIRAN

(a) (b) (c)

Gambar 1. (a) Cat yang digunakan, (b) cat setelah ditimbang, (c) jenis pengaduk yang

digunakan

(a) (b)

Gambar 2. (a)Proses mixing, (b) Hasil mixing warna primer

8/8/2019 POT-print (2)


Laporan POT MIXING

(a) (b) (c)

Gambar 3. (a) Campuran merah dan kuning (jingga), (b) Campuran merah dan biru

(ungu), (c) Campuran kuning dan biru (sea green)

pot-print (2)

Documents