PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I LIQUID – LIQUID MIXING I. TUJUAN Tujuan dari percobaan tangki pengaduk ini adalah : 1. Mengetahui jenis pola aliran setelah 30 detik running dari proses mixing. 2. Menghitung nilai bilangan reynold dari operasi pengadukan campuran tersebut setelah 30 detik run. 3. Menentukan mixing time dari campuran tersebut dan menjelaskan faktor yang berpengaruh. 4. Membandingkan densitas hasil eksperimen setelah diaduk sempurna dan apabila dihitung terpisah. II. DASAR TEORI Proses pengadukan (agitation) menunjukan usaha yang menghasilkan gerakan materi menurut cara tertentu (dengan arah atau pola tertentu) pada suatu bahan di dalam bejana, dimana gerakan itu biasanya mempunyai semacam pola sirkulasi. Sedangkan proses pencampuran (mixing) merupakan peristiwa menyebarnya bahan – bahan secara acak, dimana bahan yang satu menyebar ke bahan yang lain dan sebaliknya, sedang bahan – bahan itu sebelumnya terpisah dalam dua fase atau lebih. (Christie J. Geankoplis, Transport Process and Unit Operation, halaman 140) Tujuan pengadukan antara lain adalah : 1. Membuat partikel padat tersuspensi. 2. Mencampurkan liquid yang saling larut (miscible), contohnya metil alkohol dan air. 3. Mendispersikan gas ke dalam liquid dalam bentuk gelembung – gelembung kecil. 4. Mendispersikan liquid yang kedua, yang tidak bercampur dengan liquid yang pertama, sehingga membentuk emulsi atau suspensi butiran – butiran halus.
5. Mempercepat perpindahhan panas antara zat cair dengan coil atau jacket. (McCabe, Unit Operation of Chemical Engineering, halaman 236) Biasanya zat cair diaduk di dalam tangki atau bejana berbentuk silinder yang dapat tertutup maupun terbuka. Tinggi zat cair yang diigunakan adalah 2/3 dari tinggi tangki. Ada dua macam jenis impeller, yaitu yang menghasilkan arus sejajar (axial) dengan sumbu poros impeller dan yang menghasilkan arus dalam arah tangensial (radial). Terdapat tiga jenis utama dari impeller yaitu propeller, paddle, dan turbin. (McCabe, Unit Operation of Chemical Engineering, halaman 236 – 237) 1. Propeller Merupakan contoh impeller aliran aksial, dengan kecepatan tinggi untuk cairan viskositas rendah. Propeller berukuran kecil berputar pada kecepatan penuh, baik 1150 atau 1750 r/min. Sedangkan propeller yang berukuran besar berputar pada 400 hingga 800 r/min. 2. Paddles Untuk masalah sederhana agitator yang efektif digunakan adalah paddles datar yang berputar pada poros vertikal. Paddle yang umum adalah paddle dengan dua bilah dan empat bilah. Paddle berputar dengan kecepatan lambat di tengah vessel mendorong cairan secara radial dan tangensial dengan hampir tidak ada gerak vertikal di impeller. Dalam industri paddle berputar pada kecepatan antara 20 dan 150 r/min. 3. Turbine Bentuknya menyerupai paddle bilah banyak dengan pisau pendek, yang berputar pada kecepatan tinggi di poros pusat vessel. Diameter impeller lebih kecil dari paddle, mulai 30 sampai 50 persen dari diameter vessel. (McCabe, Unit Operation of Chemical Engineering, halaman 237 – 238)
Gambar 2.1 Jenis – jenis Impeller (a) three-blade marine propeller; (b) open straight-blade turbine; (c) bladed disk turbine; (d) vertical curved-blade turbine; (e) pitched-blade turbine. Sumber : McCabe, Unit Operation of Chemical Engineering, halaman 238 Dalam desain agitator vessel, faktor yang penting adalah daya yang diperlukan untuk menggerakan impeller. Karena daya yang diperlukan untuk sistem tertentu tidak dapat diprediksi secara teoritis, dapat dikorelasikan dengan impeller bilangan Reynolds (NRe). ............................................ (1) Dalam tangki aliran laminar untuk NRe < 10 dan aliran turbulen untuk NRe > 104. (Christie J. Geankoplis, Transport Process and Unit Operation, halaman 144) Mixing time merupakan salah satu parameter yang paling penting dalam liquid-liquid mixing yang dibutuhkan untuk memperoleh homogenitas di seluruh vessel. Mixing time adalah waktu pengadukan, dimana parameter viskositas dan densitas menunjukkan angka yang konstan. Selain itu parameter seperti desain impeller, diameter impeller, diameter vessel juga mempengaruhi waktu pencampuran atau mixing time. (Reza Afshar Ghotli, 2013) III.
ALAT DAN BAHAN III.1 Alat a. Beaker Glass 1000 mL
f. Neraca analitis
b. Gelas ukur 50 mL
g. Pipet tetes
c. Spatula
h. Cawan porselin
d. Viskometer Ostwald
i. Termometer
e. Piknometer
j. Stopwatch k. Impeller jenis turbin
l. m. III.2 Bahan
a. Air
685 gr
b. Tepung Kanji
57,14 gr
c. Tepung Terigu
57,14 gr
d. e. III.3 Gambar Alat dan Bahan f. g. h. i. j. k. Gambar 3.1 Beaker Glass 1 L l.
Gambar 3.2 Gelas Ukur
Gambar 3.3 spatula
m. n. o. p. q.
Gambar 3.4 Viskometer Ostwald Gambar 3.5 r. Piknometer
Gambar 3.6 Neraca Analitis
s. t. u. v. w.
Gambar 3.7 Pipet Tetes
x.
Gambar 3.8 Cawan Porselin
Gambar 3.9 Termometer
y. z. aa. ab.
Gambar 3.10 stopwatch
Gambar 3.11 Tepung Terigu
Gambar 3.12 Tepung kanji
ac. ad. ae. af. ag. ah. ai. aj. ak. al. am.
an. Gambar 3.13 Rangkaian Alat
Dengan perbandingan 12 : 1 : 1
IV.
SKEMA KERJA ao. ap.
Selama 30 detik
aq. ar. as. at. au. Setiapav. 10 menit diukur densitas dan viskositas hingga konstan aw. ax. ay. az. ba. bb.
Gambar 4.1 Skema Kerja Liquid - Liquid Mixing
bc. bd. be. bf. bg. bh. bi. bj. bk. bl. bm. bn. bo. bp. bq.
D
V. DATA PENGAMATAN 1 Penentuan Densitas Campuran (ρ) br. Tabel 5.1 Penentuan Densitas Campuran (ρ) bx. bs. W bt. Berat aktu piknometer (menit) kosong (gr)
by.
1 0
ce.
2 0
ck.
3 0
cq.
4 0
cw. 0
5
dc.
6 0
di.
7 0
do.
8 0
du.
9 0
bz.
cf.
cl.
cr.
cx.
dd.
dj.
dp.
dv.
ea. 1 eb. 00 eg. 1 eh. 10
11,43
11,43
11,43
11,43
11,43
11,43
11,43
11,43
11,43
bu. Berat piknometer + larutan (gr)
bv. B bw. Volu erat me larutan piknometer (gr) (ml)
ca.
21,84
cb. 1 0,41
21,90
ch. 1 0,47
21,76
cn. 1 0,33
22,17
ct. 1 0,74
21,94
cz. 1 0,51
21,98
df. 1 0,55
21,96
dl. 1 0,53
21,90
dr. 1 0,47
21,88
dx. 1 0,45 ed. 1 0,45
cg.
cm.
cs.
cy.
de.
dk.
dq.
dw.
11,43
ec.
21,88
11,43
ei.
21,93
ej. 1 0,50
Den
sitas (ρ) gr/ml larutan ( beratvolume )
cc.
10
cd. 1.
ci.
10
cj. 1.
co.
10
cp. 1.
cu.
10
cv. 1.
da.
10
db. 1.
dg.
10
dh. 1.
dm.
10
dn. 1.
ds.
10
dt. 1.
dy.
10
dz. 1.
ee.
10
ef. 1.
ek.
10
el. 1.
em. 1 en. 20 2
11,43
eo.
22,07
ep. 1 0,64
eq.
10
er. 1.
es. Penentuan Viskositas Ostwald Campuran (μ) et. Tabel 5.2 Penentuan Viskositas Ostwald Campuran (μ) eu. W ev. ρc ew. tca aktu ampuran mpuran (menit) (gr/cm3) (sekon) fc. fb. 1 fd. 1 1 0 2,71
ex. μair (gr/cm.s)
ey.
ρa ez.
fa.
tair (gr/cm ) (sekon) fe. ff. fg. 1 0 1 0 ir
3
2
fj. fk. 2 1 1,11
fl.
fm. fn.
0
1
3
fq. fr. 2 1 0,24
fs.
ft. fu.
0
1
4
fx. fy. 2 1 0,89
fz.
ga.gb.
0
1
5
ge. gf. 3 1 2,97
gg.
gh.gi.
0
1
6
gl. gm. 2 1 9,32
gn.
go.gp.
0
1
7
gs. 1 gt.
gu.
gv.gw.
0
1
8
gz. ha. 1 1 2,74
hb.
hc.hd.
0
1
9
hi.
hj.hk.
0
hg. hh. 2 1 1,69
0
1
hm. 1 00
hn. ho. 1 1 5,92
hp.
hq.hr.
0
1
ht.
hu. hv. 1 1 6,13
hw.
hx.hy.
0
1
fi. 0 fp. 0 fw. 0 gd. 0 gk. 0 gr. 0 gy. 0 hf.
1 10
mpuran
(gr/cm.s) fh. 0
1
fo. 0
1
fv. 0
1
gc. 0
1
gj. 0
1
gq. 0
1
gx. 0
1
he. 0
1
hl. 0
1
hs. 0
1
hz. 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
μca
ia.
1 20
3
VI.
ib. ic. 2 1 5,70
id.
ie.if.
0
1
1 0
ih. ii. ij. ik. il. Penentuan Waktu Pengadukan (mixing time) im. Tabel 5.3 Penentuan Waktu Pengadukan (mixing time)
in. Waktu io. Densitas (ρ) ip. Viskositas (μ) 3 (menit) gr/cm gr/cm.s iq. 10 ir. 1.041 is. 0.0123838 it. 20 iu. 1.047 iv. 0.0206867 iw. 30 ix. 1.033 iy. 0.0195689 iz. 40 ja. 1.074 jb. 0.0209990 jc. 50 jd. 1.051 je. 0.0324324 jf. 60 jg. 1.055 jh. 0.0289516 ji. 70 jj. 1.053 jk. 0.0095 jl. 80 jm. 1.047 jn. 0.0124845 jo. 90 jp. 1.045 jq. 0.0212145 jr. 100 js. 1.045 jt. 0.0155710 ju. 110 jv. 1.05 jw. 0.0158519 jx. 120 jy. 1.064 jz. 0.0255936 ka. PEMBAHASAN kb. Pada eksperimen fluid-fluid mixing ini, variable campuran yang digunakan yaitu air (A), tepung terigu (B), tepung kanji (C), pewarna makanan (D) dan glitter (E) untuk mengamati pola alir. Sedangkan variable apparatus yang digunakan yaitu satu set alat liquid-liquid mixing. Perbandingan massa campuran pada eksperimen pertama adalah air : tepung terigu : tepung kanji yaitu 4:1:1, dimana volume campuran ⅔ tinggi vessel (beker glass ukuran 1000 ml) yang tingginya 15,5 cm. Sehingga didapatkan tinggi volume campuran 10,3 cm ± 800 ml. Oleh karena itu campuran yang harus dibuat adalah air (533,3 ml) : tepung terigu (133,3 gr) : tepung kanji (133,3 gr). Hitungan tersebut diperoleh berdasarkan perhitungan fraksi, sedangkan jumlah volume totalnya adalah 800 ml sesuai dengan ukuran ⅔ tinggi vesselnya. kc. Proses mixing menggunakan vessel berupa beker glass 1000 ml tanpa baffle dengan jenis pengaduk turbin. Pada eksperimen ini kecepatan impeller di set pada 205 rpm, kemudian setelah 30 detik diamati pola
ig. 0
alirannya,
namun
belum
terlihat. Hal
ini
disebabkan
karena perbandingan
campuran
tidak
seimbang,
sehingga
tepung terigu
dan
kanji
tepung
membentuk
endapan
keras dan tidak teraduk. Pada eksperimen ini dapat dilihat pada gambar 6.1 sebagai berikut. kd. ke. kf. kg. kh. ki. kj.
Gambar VI.1 Mixing pertama dengan perbandingan campuran 4:1:1
kk.
Setelah 20 menit running, tepung terigu, tepung kanji dan air
belum tercampur, berdasarkan pengamatan masih terlihat memisah antara air dan tepung. Adapun hal-hal yang mempengaruhi proses pencampuran sampel di atas, yaitu sebagai berikut: a. Jenis impeller kl.
Impeller atau pengaduk sangat berpengaruh pada proses mixing,
karena diameter impeller yang dipakai terlalu kecil, maka tidak bisa mengaduk secara merata. Jenis yang dipakai saat eksperimen yaitu turbin. Seharusnya jika diameter terlalu kecil dapat ditambahi/dilapisi dengan bahan sejenisnya, misalnya alumunium untuk memperbesar dan
memperpanjang turbin, sehingga kemungkinan besar tepung dapat teraduk secara merata. b. Ukuran dan letak impeller km. Ukuran impeller biasanya berkisar antara 0,3-0,6 kali diameter tangki, sedangkan letak impeller tergantung pada dimensi vessel (beker glass) viskositas campuran yang diaduk. Untuk tangki tanpa baffle, seperti yang digunakan pada eksperimen ini, letak pengaduk sangat mempengaruhi pola aliran yang dihasilkan. Biasanya untuk menghindari adanya vortex aliran fluida karena pengadukan tangki tanpa baffle meletakkan pengaduk tidak tepat ditengah tangki (Agi Iqbal Velayas, 2013). Seharusnya jika variable yang digunakan adalah tepung terigu dan kanji, ukuran impeller lebih diperbesar dan atau diperpanjang. Letaknya juga tidak di tengah, untuk menghasilkan campuran yang homogen, impeller diletakkan lebih ke dalam, 1 atau 2 cm dari dasar beker glass. c. Kecepatan impeller kn.
Pada eksperimen ini, kecepatan impeller 250 rpm. Jika kecepatan
impeller ditambah, maka kecepatan untuk tercampurnya suatu campuran tersebut akan semakin cepat. d. Jenis bahan yang dicampur ko.
Bahan yang digunakan pada eksperimen ini yaitu tepung terigu,
tepung kanji dan air. Karena tepung terigu dan tepung kanji termasuk dalam suspensi maka tidak bisa larut sempurna. Jika tidak diaduk terus menerus akan membentuk suatu endapan. e. Perbandingan massa campuran kp.
Pada eksperimen ini, perbandingan pertama 4:1:1 yaitu air : tepung
terigu : tepung kanji. Oleh karena perbandingan air, tepung terigu dan tepung kanji tidak sesuai, akibatnya impeller tidak bisa mengaduk dengan maksimal dan karena terlalu banyak perbandingan massa tepungnya dari pada airnya, maka air yang berdifusi ke dalam tepung sangatlah sulit. f. Waktu pengadukan
kq.
Impeller yang berputar akan menghasilkan efek pencampuran,
biasanya putaran tinggi menghasilkan aliran lebih bergolak sehingga menghasilkan efek pencampuran lebih efektif, apabila berputarnya semakin cepat dengan didukung adanya impeller yang memenuhi syarat, makan akan semakin cepat waktu pengadukannya. g. Kelarutan kr.
Semakin besar kelarutan bahan-bahan yang akan dicampur pada
pencampuran, maka akan semakin baik pencampurannya. ks.
Karena adanya ketidak sesuaian membuat perbandingan massa
yang pertama, maka mengakibatkan hal-hal yang tersebut di atas perlu diperhatikan. Oleh karena itu, eksperimen ini diulangi untuk membuat campuran dengan perbandingan yang berbeda. Perbandingan kedua yaitu 12:1:1, dengan jenis variable yang sama yaitu air, tepung terigu dan tepung kanji. Pada eksperimen perbandingan massa kedua ini dapat dilihat pada gambar 6.2 sebagai berikut. kt. ku. kv. kw. kx. ky. kz. la. lb. lc. ld. le. lf. lg.
Gambar VI.2 Mixing kedua dengan perbandingan campuran 12:1:1 Setelah membentuk campuran, berdasarkan pengamatan, campuran
tersebut sulit tercampur secara homogen, karena adanya faktor-faktor yang tersebut diatas. Khususnya pada jenis impeller dan kecepatan impeller, karena diameter turbinnya terlalu kecil dan tidak dapat menjangkau seluruh bagian.
Sehingga air tidak secara merata dapat terdifusi kedalam tepung yang sudah dicampurkan. Pada eksperimen kedua ini jenis pola aliran mulai dapat terlihat, karena perbandingan massa tambah, berdasarkan pengamatan jenis pola aliran radial. Untuk memperoleh mixing time, maka harus mengukur densitas dan viskositas per 10 menit selama 12 kali hingga kedua parameter tersebut menunjukkan angka yang konstan. Namun, setelah 12 kali perngukuran yaitu waktu terakhir 120 menit, angka yang dihasilkan naik turun tidak stabil. lh.
Pada eksperimen ini, target yang harus diperoleh diantaranya yaitu
jenis pola aliran, nilai bilangan Reynold, mixing time dan perbandingan densitas hasil eksperimen dengan densitas ideal. Berdasarkan hasil eksperimen yang telah dilakukan, jenis pola aliran yang terjadi adalah pola aliran radial, yaitu aliran yang akan menimbulkan aliran yang berarah tangensial dan radial terhadap bidang rotasi pengaduk. Nilai bilangan Reynold (NRe) pada eksperimen ini setelah 30 detik running sebesar 162116,53.
Menurut
Broadkey,
1988
dalam
Panduan
Pelaksanaan
Laboratorium Instruksional I/II Departemen Teknik Kimia ITB, rejim aliran laminar terjadi pada bilangan Reynold 10, sedangkan turbulen terjadi pada bilangan Reynold 104. Hal ini menunjukkan bahwa hasil dari eksperimen yaitu terjadi aliran turbulen. Mixing time atau waktu pencampuran pada eksperimen ini dapat dihitung secara manual maupun secara matematis. Secara manual, yaitu dengan cara mengukur/ menghitung waktu per 10 menit setelah itu dihitung densitas dan viskositasnya, hingga kedua parameter tersebut menunjukkan angka yang konstan. Namun, kelemahannya pada eksperimen ini hasil dari data penentuan mixing time antara densitas dan viskositas memiliki hasil yang naik turun dan belum bisa dipastikan jika eksperimen tersebut dapat menghasilkan angka yang konstan. Mixing time yang diperoleh adalah 80 menit, dilihat dari tabel di atas. Oleh karena itu, berdasarkan eksperiman yang dilakukan ada beberapa hal yang dapat mempengaruhi mixing time, antara lain pada saat pengambilan sampel tiap menitnya, mengambilnya dengan cara dipipeti satu per satu, kemungkinan
viskositas atau densitas berbeda karena ada yang mengambilnya di bagian tengah-tengah, permukaan, maupun di bagian dalam. li.
Densitas hasil eksperimen setelah diaduk sempurna dan apabila
dihitung terpisah hasilnya berbeda, jika menggunakan piknometer setelah diaduk sempurna densitasnya adalah
1.041 gr/cm3, sedangkan jika
menggunakan rumus ideal untuk mencari densitas hasilnya adalah 0,166 gr/cm3. Jika kita lihat kedua hasil tersebut, sangat jauh berbeda dan terpaut jauh antara hasil eksperimen dengan densitas ideal yang menggunakan rumus ¿
m v
. Hal tersebut dapat terjadi karena beberapa faktor, seperti saat
pengambilan larutan, semakin dalam larutan yang diambil maka tinggi kerapatan (densitasnya), karena partikel bagian dasar vessel (beker glass) tidak teraduk secara merata. Berbeda dengan larutan bagian atas yang lebih homogeny, sehingga mempunyai kerapatan yang berbeda pula. lj.
VII.
SIMPULAN DAN SARAN A SIMPULAN lk. Berdasarkan eksperimen yang telah dilakukan, kami dapat menyimpulkan bahwa: 1 Jenis pola aliran pada proses mixing adalah pola aliran radial, 2
karena arahnya tegak lurus terhadap tangkai pengaduk. Nilai bilangan Reynold setelah 30 detik running adalah 162116,53 dengan rezim, jika pada tangki aliran laminar untuk NRe < 10 dan
3
aliran turbulen untuk NRe > 104 . Mixing time yang diperoleh adalah 80 menit. ll. Perbandingan densitas hasil eksperimen dan densitas ideal berbeda, densitas hasil eksperimen yaitu 1,041 gr/cm 3 dan densitas idealnya adalah 0,166 gr/cm3
lm. B SARAN 1 Perhatikan alat-alat yang digunakan, karena khusus propeller jika 2
menggunakan kecepatan tinggi akan mudah lepas dari pengaitnya. Hati-hati dalam mengambil sampel campurannya, karena jika tidak sesuai maka hasil perhitungan densitas/viskositasnya akan berbeda-
3
beda dan tidak stabil. Cek kembali perbandingan massa, variable, maupun alat-alat yang digunakan.
ln. lo. lp. lq. lr. ls. lt. lu. DAFTAR PUSTAKA lv.
lw.
Agi Iqbal Velayas, Ma’rifatunnisa Iffa, dkk. 2013. Pencampuran dan Pengadukan. Program Studi Diploma III Teknik Kimia Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung.
lx.
Anonym. Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional I/II: Tangki Berpengaduk. Departemen Teknik Kimia ITB.
ly.
Christie J. Geankoplis.Transport Processes and Unit Operations Third Edition.Prentice-Hall International, Inc.
lz.
Kern. 1965. Process Heat Transfer. McGraw-Hill International Book Company. Japan.
ma.
Ghotli, Reza Afshar, dkk. 2013. Liquid-Liquid Mixing in Stirred Vessels: A Review. Chemical Engineering Communication, Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Malaya, Kuala Lumpur, Malaysia.
mb.
Warren L. McCabe.Unit Operation of Chemical Engineering Fifth Edition. McGraw-Hill International Editions Chemical and Petroleum Engineering Series.
mc. md. me. mf. mg. mh. mi. mj. mk. ml. mm. mn. mo. mp. mq. LAMPIRAN 1. PERHITUNGAN
1. Pembuatan campuran pertama dengan perbandingan massa mr. Diketahui : Air : tepung terigu : tepung kanji = 4 : 1 : 1 ms. Tinggi vessel (beker glass) = 15,5 cm mt. Volume vessel (beker glass) = 1000 ml mu. Volume campuran = ⅔ tinggi vessel = 10,3 cm = 800 ml mv.Ditanya : perbandingan campuran? mw. Jawab : A : B : C mx. 4:1 :1 my. 533,3 gr : 133,3 gr : 133,3 gr mz.Sehingga jumlah campuran adalah 800 ml, untuk menyetarakan satuan, maka volume air dikalikan dengan massa jenis untuk mencari massa airnya. 2. Pembuatan campuran kedua dengan perbandingan massa na. Diketahui : Air : tepung terigu : tepung kanji = 12 : 1 : 1 nb. Tinggi vessel (beker glass) = 15,5 cm nc. Volume vessel (beker glass) = 1000 ml nd. Volume campuran = ⅔ tinggi vessel = 10,3 cm = 800 ml ne. Ditanya : perbandingan campuran? nf. Jawab : A : B : C ng. 12 : 1 : 1 nh. 685,7 gr : 57,14 gr : 57,14 gr ni. Sehingga jumlah campuran adalah 800 ml, untuk menyetarakan satuan, maka volume air dikalikan dengan massa jenis untuk mencari massa airnya. 3. Penentuan nilai Viskositas Ostwald nj. Berdasarkan Christie J. Geankoplis (1993) nk. Diketahui : μair = 0,0095 gr/cm.s (T=26°C), (Kern, 1965) nl. Ρrata-rata = 1,0504 gr/cm3 nm. N = 250 rpm = 26,16667 m/s = 2616,667 cm/s nn. ῳ = 2616,667 rad/s no. Rb = 1,5 cm = 0,0015 m np. L = 3 cm = 0,03 m nq. Rc = 6 cm = 0,06 m nr. Ditanya : μcamp…..? sn K=N . ns. Jawab : m2 nt.
K=250
rpm 2 m
nu. (Christie J. Geankoplis (1993), halaman 162) nv. Dimensi impeller, dapat diasusmsikan sebagai berikut: nw.Tabel 1.1 Asumsi dimensi impeller
d. L
o g b. a.
f.
L
p.
u.
z.
A
g.
h.
1.5
1.5
l. k.
c.
1.5
m.
3
q.
r.
1.5
4.5
v.
w.
1.5
6
aa.
ab.
1.5
7.5
e.
A i. 0 . 1 7 6 0 9 1 2 5 9 n. 0 . 4 7 7 1 2 1 2 5 5 s. 0 . 6 5 3 2 1 2 5 1 4 x. 0 . 7 7 8 1 5 1 2 5 ac. 0 . 8 7 5 0 6 1 2 6 3 ah. 0 .
Re nx.
j.
28
o.
11
t.
26
y.
46
ad.
72
ny. nz. oa. ob. oc. od. oe. of.
og.
1.2
f(x) = 0x + 0.45 R² = 0.77
1 0.8 0.6
log A
0.4 0.2 0 0
5000000
10000000
15000000
20000000
Re
oh. Gambar 1.2 Grafik slope dari log A vs Re oi. Sumber: Christie J. Geankoplis (1993), halaman 162 oj. ok. “n” adalah slope dari log A vs Re maka didapat nilai n = 0.7704 ol. T =2 π . R b . L . K 2
om.
[[
n
2 2 /n
n 1−
( RbRc )]
]
ωn (Christie J. Geankoplis (1993)
halaman 162) on.
T =2 (3,14 ) . ( 0,015 )2 . ( 0,03 ) . ( 250 )
oo.
[
2 T =(0,0105975) 0,365
]
[
0,7704
2 2 /0,7704
[ ( )]
0,7704 1−
0,7704
(429,56947)
0,015 0,06
]
( 2616,667 )0,7704
op.
T =0,0105975 ( 3,70785 )( 429,56947 )
oq.
T =16,87947 Nm or.
os.
Tw=K . ( γ A )n
ot.
16,87947=250 . ( γ A ) 0,7704
ou.
16,87947=( γ A )
ov. ow.
0,835
0,7704
√16,87947=γ A
γ A=39,18725
ox. oy.
μc =
T γA
oz.
μc =
4,859145 39,18725
pa. μc =0,123998 poise=0,123998
gr −6 kg =1,239 .10 cms ms
4. Penentuan Nilai Bilangan Reynold (Re) pb. Nilai bilangan Reynold dihitung setelah 30 detik running campuran. pc. Diketahui : ρ = 1,041 gr/cm3 pd. D = 3 cm pe. N = 205 rpm = (205 x 2Π)/60 = 2145.6 cm/s pf. μ = 0,123998 gr/cm.s camp
pg. Ditanya : NRe…? ph. Jawab : pi. Bilangan Reynolds merupakan bilangan tak berdimensi yang menyatakan pj. perbandingan antara gaya inersia dan gaya viskos. Untuk sistem dengan pk. pengadukan: pl.
pm. pn. dengan ρ = densitas fluida (gr/cm3) po. μ = viskositas fluida (gr/cm.s) pp. D = diameter pengaduk (cm) pq. N = kecepatan putaran pengaduk (cm/s) 1,041
pr.
Sehingga,
ps.
NRe=
gr cm 2 ×3 cm× 2145,6 3 s cm gr 0,123998 .s cm
NRe = 162116,53 (aliran turbulen)
5. Penentuan mixing time pt. Penentuan mixing time dilihat dengan tabel yaitu, waktu dimana angka pada parameter viskositas dan densitas sudah konstan. Mixing time yang kami peroleh yaitu 80 menit. 6. Penentuan perbandingan densitas hasil eksperimen dengan densitas ideal a. Densitas hasil eksperimen pu. Diketahui: Waktu = 10 menit pv. Berat piknometer kosong = 11,43 gr pw. Berat piknometer + larutan = 21,84 gr px. Berat larutan = 10,41 gr py. Volume piknometer = 10 ml pz. Ditanya: Densitas (ρ) gr/ml? berat larutan 10,41 ρ= = =1.041 gr /cm3 qa. Jawab : volume 10
(
)
b. Densitas ideal qb. Dihitung berdasarkan rumus ρ=m/v qc. Diketahui: massa terigu = 57,14 gram qd. Massa kanji = 57,14 gram qe. Volume = 658,7 ml qf. Ditanya: ρ ? m ρ= qg. Jawab: v qh. qi. qj. II.
Gambar
ρ=
2 ×57,14 685,7
ρ=0,166 gr /cm3
qk. ql. qm. qn. qo. qp. qq. qr. qs. qt.
Gambar II.1 Bahan dengan perbandingan 4 : 1 : 1
qu. qv. qw. qx. qy. qz. ra. rb. rc. rd. re.
Gambar II.2 rf. Bahan rg. dengan perbandingan 12 : 1 : 1
Gambar II.3 setelah 120 menit mixing
rh. ri. rj. rk. rl. II
Referensi 1
McCabe, Unit Operation of Chemical Engineering, 1993 rm.
rn. ro. rp. rq. rr. rs. rt. ru. rv. rw.
rx. ry. rz. sa. sb. sc. sd. se. sf. sg. sh. si. sj. sk. sl. sm. sn. so. sp. sq. sr. ss. st. su. sv. sw. sx. sy. sz. ta. tb. tc.
td. te. tf. tg. th. ti. tj. tk. tl. tm. tn. to. tp. tq.
tr. ts.
2
Christie Geankoplis, Transport Process and Unit Operation tt. tu. tv. tw. tx. ty. tz. ua. ub. uc. ud. ue. uf. ug. uh. ui. uj. uk. ul. um. un. uo. up.
uq. ur. us. ut.
3
Kern, Process Heat Transfer, 1965
uv.
uw. ux. uy. uz. va.
4
Agi Iqbal Velayas, Pencampuran dan Pengadukan, 2013
vb. vc. 5. Panduan Pelaksanaan Laboratorium Instruksional, Dept Teknik Kimia ITB vd. ve. vf. vg. vh. vi. vj. vk. vl. vm. vn. vo. vp. vq.
vr. vs.
vt. vu. vv. vw.
vx. vy. vz.
wa. wb. wc. wd. we.
wf. wg. wh.
