Makalah Unit Operasi Proses MekanikMixing Cair-Cair

Disusun oleh :Dwi permata Wisuda21030113120068Yulia Rachmayani21030113120073Bintang Rio Yudanto21030113140186Andika Eko Mahendro21030113140179Muhammad Fikri Setiawan21030113130112Rizky Adhi Prabowo21030113130113Kumara Haekal Hafidz A21030113130173

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGORO2015

BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar BelakangDalam sebuah industri, mesin merupakan peralatan yang sangat vital dimana mesin-mesin tersebut mmenentukan kualitas dan optimalitas suatu industri. Untuk dapat bersaing dalam pemasaran produk, dan untuk dapat memperoleh keuntungan yang layak, industri harus bekerja secara efekif dan efisien. Cara kerja demikian hanya dapat dicapai bila industri tersebut didukung oleh sistem manajemen yang baik dan juga bantuan mesin dan alat penunjang produksi yang tepat.Proses pencampuran adalah suatu proses yang penting dilakukan dalam industri, bahkan mesin pencampur ditemukan di hampir semua industri pengolahan pangan maupun non pangan mulai dari pencampuran yang sederhana sampai pencampuran yang rumit seperti pada industri farmasi. Mesin pencampur dapat digolongkan dalam kategori mesin pengolah dalam suatu industri yang menunjang proses pengolahan bahan menjadi produk. Pencampuran diartikan sebagai suatu proses menghimpun dan membaurkan bahan-bahan. Dalam hal ini diperlukan gaya mekanik untuk menggerakkan alat pencampur supaya pencampuran dapat berlangsung dengan baik. Proses pencampuran banyak dilakukan di dalam industri pangan, seperti pencampuran susu dengan coklat, tepung dengan gula, larutan gula dengan konsentrat buah-buahan, atau CO2 dengan air, dan kegiatan pencampuran melibatkan berbagai jenis alat pencampur. Derajat keseragaman pencampuran diukur dari sampel yang diambil selama pencampuran, jika komponen yang dicampur telah terdistribusi melalui komponen lain secara random, maka dikatakan pencampuran telah berlangsung dengan baik1.2 Rumusan Masalah1. Apa yang dimaksud dengan pencampuran cair-cair ?2. Apa saja alat-alat yang di perlukan dalam proses pencampuran ?3. Bagaimana Peranan Mixing / pencampuran dalam dunia industry ?

1.3 Tujuan Penulisan1. Mahasiswa memahami mengenai pencampuran cair cair.2. Mahasiswa memahami alat-alat yang digunakan dalam proses pencampuran beserta cara kerjanya.3. Mahasiswa mengetahui penerapan mix cair-cair dalam dunia industry kimia.

BAB IIPEMBAHASAN2.1 Pengertian MixingMixing/ pencampuran adalah operasi yang sangat penting bahkan dikatakan fundamental hampir di tiap proses. Pencampuran zat cair bergantung pada pembentukan arus aliran yang membawa bahan yang belum bercampur ke dalam zona pencampuran di sekitar impeler. Keberhasilan proses operasi kimia tergantung pada efektifitas pencampuran dan pengadukan dari fluida. Pengadukan yang dilakukan akan menyebabkan suatu material akan bergerak secara spesifik (tertentu), sedangkan pencampuran adalah pendistribusian yang acak dan melalui satu atau yang lainnya dari dua atau lebih phase. Suatu material yang homogen, seperti air dingin dalam tanki yang penuh dalam tanki dapat diaduk tetapi tidak dapat dilakukan pencampuran sebelum ditambahkan material lain ke dalam tanki. Jadi jelaslah bahwa pengadukan (agitasi) tidaklah sama dengan pencampuran (mixing). Tidak seperti unit pengoperasian yang lainnya, proses pencampuran dibutuhkan untuk melakukan beberapa tugas seperti pemompaan, perpindahan panas dan perpindahan massa secara cepat. Pengadukan hampir terjadi di setiap proses industri. Seperti apa pengadukan pun sesuai dengan feed dari industry tersebut dan pengoperasian pada industri. Peralatan pencampuran yang digunakan untuk kepentingan komersial sangatlah banyak, misalnya pencampuran yang digunakan untuk memproduksi bahan kimia, makanan, obat-obatan dan lain sebagainya. Tugas dari mixer (pencampur) itu sendiri adalah :1) Mengontakan cairan-cairan yang tidak dapat bercampur2) Proses emulsi untuk menghasilkan produk yang stabil3) Melarutkan padatan kasar pada cairan dengan viskositas rendah4) Dispersi padatan halus dalam cairan dengan viskositas tinggi5) Dispersi padatan halus dalam cairan, misalnya proses fermentasi6) Mengontakkan gas/padatan/cairan pada reaksi katalitikTetapi yang menjadi masalah bahwa tidak satupun alat yang dapat melakukanfungsi dari pencampuran secara menyeluruh dan effisien karena disebabkan biaya pengoperasian yang sangat tinggi.2.2 Mixing Cair-CairKeberhasilan operasi suatu proses pengolahan sering amat bergantung pada efektifnya pengadukan dan pencampuran zat cair dalam prose situ. Istilah pengadukan dan pencampuran seringkali dianggap sama. Padahal sebenarnya mempunyai arti yang berbeda. Pengadukan(agitation)menunjukkan gerakan yang terinduksi menurut cara tertentu pada suatu bahan didalam bejana, dimana gerakan itu biasanya mempunyai semacam pola sirkulasi. Sedangkan Pencampuran(mixing)merupakan salah satu proses penting dalam industri kimia.yaituperistiwa menyebarnya bahan-bahan secara acak, dimana bahan yang satu menyebar ke dalam bahan yang lain demikian pula sebaliknya, sedang bahan-bahan itu sebelumnya terpisah dalam keadaan dua fase atau lebih yang akhirnya membentuk hasil yang lebih seragam (homogen). Suatu bahan tunggal tertentu, misalnya air satu tangki dapat diaduk, tetapi tidak dapat dicampur, kecuali jka ada suatu bahan lain yang ditambahkan pada air itu (mis: air panas, minyak tanah atau serbuk padat). Pada proses pencampuran diperlukan gaya mekanik untuk menggerakkan bahan-bahan sehingga didapat hasil yang homogen. Gaya mekanik diperoleh sebagai akibat adanya aliran bahan ataupun dihasilkan oleh alat pencampur. Beberapa peralatan yang biasa digunakan untuk mencampur zat cair dapat juga digunakan untuk mencampur zat padat atau pasta, dan demikian juga sebaliknya. Pencampuran dimaksudkan untuk membuat suatu bentuk yang utuh (berupa campuran) dari beberapa bahan, artinya bahan-bahan tersebut saling menyebar secara acak dan merata. Campuran yang rata dinamakan campuran homogen. Bahan yang dicampur bisa berbentuk cair dengan padat, cair dengan cair, bahkan cair dengan gas. Berbagai proses pencampuran banyak dilakukan di industri pangan, seperti pencampuran susu dengan cokelat, minyak dengan tepung, dan sebagainya. Kegiatan pencampuran ini melibatkan berbagai jenis alat pencampur ataumixer.Pencampuran digunakan pada berbagai macam operasi untuk mendapatkan suatu campuran dari bahan-bahan dengan homogenitas yang berbeda-beda, misalnya dua macam zat cair digabungkan dalam satu tempat hingga seluruhnya bercampur dengan baik. Proses pencampuran dapat dilakukan dalam sebuah bejana atau tangki yang dilengkapi dengan sistem pengadukan. Pencampuran cairan dengan cairan digunakan untuk mempersiapkan atau melangsungkan proses-proses kimia dan fisika serta juga untuk membuat produk akhir yang komersial. Alat yang digunakan untuk pencampuran bahan cair-cair dapat berupa tangki atau bejana yang dilengkapi dengan pengaduk. Tangki atau bejana biasanya berbentuk silinder dengan sumbu terpasang vertikal, bagian atas bejana itu bias terbuka saja ke udara atau dapat pula tertutup. Ujung bawah tangki itu biasanya agak membulat, jadi tidak datar saja, maksudnya agar tidak terdapat terlalu banyak sudut-sudut tajam atau daerah yang sulit ditembus arus zat cair. Ke dalaman zat cair biasanya hampir sama dengan diameter tangki. Di dalam tangki itu dipasang pengaduk (impeller) pada ujung poros menggantung, artinya poros itu ditumpu dari atas. Poros itu digerakkan oleh motor, yang kadang-kadang dihubungkan langsung dengan poros itu, namun biasanya dihubungkan melalui peti roda gigi untuk menurunkan kecepatannya.Faktor-faktor yang mempengaruhi proses pencampuran, waktu pencampuran dan energi yang diperlukan untuk pencampuran adalah :1) AliranAliran yang turbulen dan laju alir bahan yang tinggi biasanya menguntungkan proses pencampuran. Sebaliknya, aliran yang laminar dapat menggagalkan pencampuran.2) Ukuran partikel/luas permukaanSemakin luas permukaan kontak bahan-bahan yang harus dicampur, yang berarti semakin kecil partikel dan semakin mudah gerakannya di dalam campuran, maka proses pencampuran semakin baik.3) KelarutanSemakin besar kelarutan bahan-bahan yang akan dicampur satu terhadap lainnya, semakin baik pencampurannya.

2.3 Alat Pengaduk Cair-Cair1. Alat Pencampur cairan yang tercampur (miscible)

Zat cair biasanya diaduk di dalam suatu tangki atau bejana yang biasanya berbentuk silinder dengan sumbu terpasang vertikal. Bagian atas bejana itu dapat terbuka ataupun tertutup. Bagian bawah atau dasar tangki biasanya agak membulat sehingga dapat menghindari terjadinya sudut-sudut tajam atau daerah yang sulit ditembus arus zat cair. Di dalam tangki biasanya dipasang impeler (pengaduk) pada ujung poros dengan sumbu vertikal menggantung ditumpu dari atas. Poros tersebut digerakkan oleh motor yang biasanya dilengkapi dengan gigi reduksi untuk menurunkan kecepatan motor penggerak. Tangki biasanya dilengkapi dengan lubang masuk dan keluar, kumparan kalor, mantel, dan sumur untuk menempatkan thermometer atau peranti pengukuran suhu lainnya. Impeler yang berputar akan membangkitkan pola aliran dalam sistem yang menyebabkan zat cair bersirkulasi di dalam bejana. Tipe aliran dalam sistem pengadukan merupakan tipe turbulen sehingga semakin tinggi perputaran impeler, maka semakin tinggi tingkat turbulensinya.Skema lengkap dari sebuah tangki berpengaduk sederhana ditunjukkan pada gambar :

Gambar 1. Sketsa dan dimensi tangki pengaduk sederhana

Dari segi arahnya, ada dua macam impeler yaitu :a. Impeler aksial, yaitu membangkitkan arus yang sejajar dengan sumbu impeler.b. Impeler radial, yaitu membangkitkan arus yang arahnya radial atau tangensial.

Dari segi bentuknya, ada tiga jenis impeler yaitu :a. PropelerPropeler merupakan impeler beraliran aksial berkecepatan tinggi untuk zat cair berviskositas rendah. Propeler ukuran kecil biasanya diputar dengan kecepatan motor penuh yaitu 1.150-1.750 rpm, sedangkan propeler ukuran besar berputar pada 400-800 rpm. Arus zat cair yang meninggalkan propeler mengalir secara aksial sampai dibelokkan oleh dinding bejana.b. Dayung (paddle)Dayung (paddle) merupakan impeler untuk operasi sederhana, terdiri dari satu dayung datar yang berputar pada poros vertikal. Dayung ini berputar di tengah bejana dengan kecepatan rendah sampai sedang dan mendorong zat cair secara radial atau tangensial. Dayung yang digunakan di industri biasanya berputar dengan kecepatan antara 20 dan 150 rpm. Panjang total impeler dayung biasanya antara 50 sampai 80 persen dari diameter-dalam bejana. Lebar bladenya seperenam sampai sepersepuluh panjangnya. Pada kecepatan yang sangat rendah, dayung dapat memberikan pengadukan sedang di dalam bejana tanpa-sekat, pada kecepatan yang lebih tinggi diperlukan pemakaian sekat, sebab jika tidak, zat cair itu akan berputar-putar saja mengelilingi bejana itu dengan kecepatan tinggi, tetapi tanpa adanya pencampuran.. Pengaduk dayung sering digunakan untuk proses pembuatan kanji, cat, bahan perekat dan kosmetik.c. TurbinTurbin merupakan impeler berdaun banyak dengan daun-daun yang agak pendek, berputar pada kecepatan tinggi pada suatu poros yang dipasang di pusat bejana. Daun-daunnya ada yang lurus dan ada yang melengkung. Impelernya terdiri dari 3 macam yaitu terbuka, setengah terbuka, dan terselubung. Diameter impeler lebih kecil daripada diameter dayung, berkisar antara 30-50% diameter bejana. Turbin biasanya lebih efektif untuk jangkau viskositas yang cukup luas. Arus utamanya bersifat radial sehingga dapat menghasilkan vortex dan arus putar, yang harus dihentikan menggunakan sekat (baffle) atau diffuser. dicegah dengan memasang sekat atau difuser.

Gambar 2. Bentuk-bentuk Pengaduk1. Pengaduk paddle (b) Pengaduk propeller (c) Pengaduk turbine

Tabel.1 Kriteria ImpellerTipe ImpellerKecepatan PutaranDimensiKeterangan

Paddle20-150 rpmDiameter : 50-80% lebar bakLebar : 1/6-1/10 diameter paddle

Turbin10-150 rpmDiameter : 30-50% lebar bak

Propeler400-1750 rpmDiameter : max 45 cmJumlah pitch 1-2 buah

Disamping itu, masih ada bentuk-bentuk pengaduk lain yang biasanya merupakan modifikasi dari ketiga bentuk diatas.

Gambar 3. Tipe-tipe pengaduk jenis turbin1. Flate Blade (b) Curve Blade (c) Pitched Blade1.

Gambar 4. Tipe-tipe pengaduk jenis propeler1. Standard three baldes (b) Weedless (c) Guarded

Gambar 5 Tipe-tipe pengaduk jenis paddleBassic (b) Anchor (c) Glassed2. Alat Pencampur antara cairan yang tidak saling bercampur (immisible)Fungsi utamanozzleadalah memecah (atomisasi) larutan semprot menjadi butiran semprot (droplet), dalam bidang mixing nozzle dapat dgunakan sebagai alat mixing untuk cairan yang immisible(tidak saling larut)1. Cone nozzle(nozzle kerucut)

Solid cone nozzlemenghasilkan semprotan halus. Pola semprotan berbentuk bulat (kerucut). Terdiri dari 2 tipe, yaituzolid/full cone nozzledanHollow cone nozzle.Solid cone nozzepola semprotan bulat penuh berisi, sedangkanhollow cone nozzlemenghasilkan semprotan berbentuk kerucut bulat kosong.2. Flat Fan Nozzle(nozzle kipas standar)

Flat fan nozzlemenghasilkan pola semprotan berbentuk oval (V) atau bentuk kipas dengan sudut tetap (65o 95o). Untuk mendapatkan sebaran droplet yang merata diusahakan melakukanpenyemprotandengan saling tumpang tindih (overlapping). 3.Even Flat Fan Nozzle(nozzle kipas rata)

Even flat nozzlememiliki pola semprot berbentuk garis. Butiran semprot tersebar merata. Pada tekanan rendah digunakan untuk aplikasi herbisida pada barisan tanam atau antar barisan tanam.. Ukuran butiran semprot sedang hingga halus.

4.Nozzle Polijet

Pola semprotan pada dasarnya berbentuk garis atau cerutu. Butiran semprot agak kasar hingga kasar. Tidak atau sangat sedikit menimbulkan drift dan hanya digunakan untuk aplikasi herbisida.5. Nozzle lubang empat

Nozzle ini menghasilkan pola semprotan berbentuk kerucut. Butiran semprot halus sampai agak halus (tergantung tekanan). Flow rate tinggi (karena jumlah lubangnya empat) karena itu cenderung boros. 2.4 Pola AliranPola aliran zat cair dalam bejana yang sedang diaduk bergantung pada jenis impeler, sifat fluida, ukuran serta perbandingan ukuran dari tangki, sekat maupun agitator. Kecepatan fluida pada setiap titik dalam tangki mempunyai 3 komponen dan pola aliran keseluruhan di dalam tangki dipengaruhi oleh variasi dari 3 komponen tersebut. Tiga komponen tersebut yaitu radial yang bekerja pada arah tegak lurus poros, longitudinal atau aksial yang pada arah paralel dengan poros dan tangensial atau rotasional pada arah singgung terhadap lintasan lingkar di sekeliling poros. Komponen radial dan longitudinal biasanya sangat aktif dalam memberikan aliran yang diperlukan untuk melakukan pencampuran dibandingkan dengan komponen tangensial. Komponen tangensial cenderung menimbulkan vorteks pada permukaan zat cair dan mengakibatkan pencampuran tidak terjadi melainkan terjadi penggumpalan.

2.5 Draft TubesAliran balik ke sebuah impeler dan mencapai impeler dari berbagai arah tidak dipengaruhi oleh permukaan padatan. Aliran ke propeler dan dari propeler pada dasarnya sama dengan aliran udara dari dan ke kipas yang beroperasi di dalam sebuah ruang. Draft tubes digunakan untuk mengendalikan kecepatan dan arah aliran menuju pengisap impeler, seperti terlihat pada Gambar 3. Draft tubes untuk propeler biasanya dipasang mengelililngi impeler, sedangkan draft tubes untuk turbin dipasang persis di atas impeler. Draft tubes menyebabkan gesekan fluida di dalam sistem bertambah, dan menyebabkan berkurangnya laju aliran, sehingga apabila tidak terlalu diperlukan, draft tubes tersebut tidak dipergunakan.

Gambar 3. Draft tubes, baffled tank: (a) turbine; (b) propeler. (After Bissell et al.3)

2.7. Angka AliranAgitator turbin dan agitator propeler pada dasarnya adalah suatu pompa impeler yang beroperasi tanpa selubung, dengan aliran masuk dan aliran keluar yang tidak terarah. Hubungan-hubungan penentu untuk turbin serupa dengan hubungan untuk pompa sentrifugal. Perhatikan impeler turbin berdaun rata pada Gambar 3.Tatanama yang digunakan pada angka aliran antara lain : u2 ialah kecepatan pada ujung daun; Vu2 dan Vr2 masing-masing adalah kecepatan tangensial dan kecepatan radial sebenarnya daripada zat cair yang meninggalkan ujung daun impeller, sedangkan V2 ialah kecepatan total zat cair pada titik itu.

Gambar 4. Velocity vectors at tip of turbine impeller bladeAsumsikan bahwa kecepatan tangensial zat cair merupakan suatu fraksi k tertentu daripada kecepatan pada ujung daun, atau(1.2)Karena u2 = Dan. Laju aliran volumetrik melalui impeler ialah(1.3)Disini Ap merupakan luas silinder yang dibuat dengan sapuan ujung daun impeler, atau(1.4)Dimana : Da = diameter impellerW = lebar daun impellerDari geometri gambar 4(1.5)Substitusi terhadap Vu2 dari persamaan 1.2 menghasilkan(1.6)Laju aliran volumetri, dari persamaan 1.3 1.5 adalah(1.7)Untuk impeler-impeler yang geometrinya sama, W sebanding dengan Da, sehingga untuk nilai k dan 2 (1.8)Rasio antara kedua besaran itu disebut angka aliran (flow number) NQ yang didefinisikan oleh(1.9)Persamaan 1.7 sampai 1.9 menunjukkan bahwa jika 2 ditetapkan, NQ akan konstan. Untuk propeler kapal, 2 dan NQ dapat dianggap konstan; untuk turbin, NQ merupakan fungsi dari ukuran relatif impeler dan tangki. Untuk rancangan bejana aduk bersekat, disarankan nilai-nilai berikut ini :Untuk propeler kapal13b (jarak bagi bujur sangkar)NQ = 0,5Untuk turbin 4- daun 45o 13b (W/Da = )NQ = 0,87Untuk turbin rata 6-daun16 (W/Da = )NQ = 1,32.8. Kebutuhan DayaKebutuhan daya untuk mendorong impeler sangat penting diperhitungkan dalam merancang bejana. Apabila aliran didalam tangki adalah turbulen, kebutuhan daya dapat ditaksir dari hasil kali aliran (q) yang didapatkan dari impeler dan nenrgi kinetik (Ek) per satuan volume fluida. Besaran-besaran itu ialahq = n Da3NQ(1.10)Ek = (1.11)Kecepatan V2 sedikit lebih kecil dari kecepatan ujung u2. Jika rasio V2/u2 ditandai dengan , maka V2 = nDa, dan kebutuhan daya ialahP = n Da3 NQ2 = (NQ)(1.12)Dalam bentuk tanpa dimensi = NQ(1.13)Ruas kiri per ruas per ruas kanan dinamakan angka daya (power number), Np, yang didefinisikan oleh Np (1.14)Untuk turbin standart berdaun enam NQ = 1,3 dan jika dianggap 0,9 Np = 5,2.

Gambar 5. Angka daya Np vs NRE untuk turbin berdaun enam. Untuk bagian kurva D dengan garis putus-putus,nilai Np dibaca dengan NFrm

Gambar 6. Angka daya Np vs NRE untuk propeler berdaun tiga. Untuk bagian kurva B, C dan D dengan garis putus-putus, nilai Np dibaca dengan NFrm

Pada angka Reynolds yang rendah, yaitu dibawah kira-kira 300, untuk tangki yang mempunyai sekat maupun untuk tangki tanpa sekat, kurva angka dayanya adalah identik, yang dapat dilihat pada Gambar 6. Dalam daerah ini aliran laminar dan densitas tidak lagi berpengaruh. Pada angka Reynolds yang lebih dari 10.000, kurva memisah, dan angka daya tidak bergantung pada angka Reynold, serta viskositas tidak berpengaruh. Kurva untuk tangki bersekat ditunjukkan oleh kurva D pada Gambar 5 dan untuk tangki tanpa sekat ditunjukkan oleh kurva B, C dan D pada Gambar 6. Di daerah Reynolds demikian yang biasanya dihindarkan dalam praktek dengan tangki tanpa sekat. Untuk tangki tak bersekat, angka daya Np yang dibaca dari skala ordinat harus dikoreksi dengan mengalikannya dengan angka Froude :Np = (NFr)m (1.15)dengan rumus m adalah m = a-log10NRe/b(1.16)

3. Pencampuran Zat CairPencampuran digunakan pada berbagai macam operasi untuk mendapatkan suatu campuran dari bahan-bahan dengan homogenitas yang berbeda-beda, misalnya dua macam zat cair digabungkan dalam satu tempat hingga seluruhnya bercampur dengan baik. Proses pencampuran dapat dilakukan dalam sebuah bejana atau tangki yang dilengkapi dengan sistem pengadukan. Pencampuran zat cair dapat terjadi pada zat cair yang mampu-campur.3.1 Pencampuran zat cair yang mampu-campurPencampuran zat cair yang mampu campur (miscible) di dalam tangki merupakan proses yang berlangsung cepat dalam daerah turbulen. Impeler yang terputar akan menghasilkan arus kecepatan tinggi, dan fluida dapat bercampur dengan baik di daerah sekitar impeler karena adanya keturbulenan yang tinggi. Pada waktu arus melambat karena membawa ikut zat cair lain dan mengalir di sepanjang dinding, terjadi juga pencampuran radial.Perhitungan yang didasarkan atas model ini yaitu waktu pencampuran dapat diperkirakan dari korelasi mengenai aliran total yang dihasilkan dari berbagai jenis impeler. Untuk turbin berdaun enam standar, berlaku :q = 0.92 . n . . (Dt/Da)(1.17)tT = (1.18)n . tT .(Da/Dt)2 (Dt/H) = konstan = 4.3(1.19)

Untuk tangki dan impeler tertentu, atau untuk berbagai sistem yang secara geometris serupa, waktu pencampuran diperkirakan akan berubah secara terbalik dengan kecepatan pengaduk, sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 7 dibawah ini.

Gambar 7. Waktu-campur dalam bejana yang diaduk. Garis putus-putus adalah untuk tangki tanpa sekat; garis penuh untuk tangki bersekat

Waktu pencampuran akan jauh lebih besar bila angka Reynolds berkisar antara 10-1000, walaupun konsumsi daya tidak banyak berbeda daripada keadaan turbulen. Faktor waktu pencampuran dapat disusun kembali untuk menunjukkan perbedaannya dalam persamaan :fT = n. tT .(Da/Dt)2 (Dt/H)1/2 . (g/n2 . Da)1/6(1.20)fT = (1.21)Dimana : Da : diameter impelerDt : diameter tangkiImpeler-impeler jenis lain mungkin lebih cocok untuk mencampur zat cair-zat cair tertentu. Agitator pita heliks (helical ribbon agitator) hanya memerlukan waktu campuran yang jauh lebih pendek dengan pemasukan daya yang sama untuk zat cair yang sangat viskos, tetapi lebih lambat daripada turbin dengan zat cair encer. Waktu pencampuran dengan impeler lebih tinggi daripada turbin, tetapi konsumsi daya tentu jauh lebih rendah untuk kecepatan pengaduk yang sama.Pada zat cair pseudoplastik, waktu campur pada angka Reynolds dibawah kira-kira 1000 jauh lebih lama dari pada untuk zat cair Newton pada kondisi impeler yang sama. Dalam daerah geser rendah, jauh dari impeler, viskositas semua zat cair pseudoplastik lebih besar daripada di dekat impeler. Di daerah yang jauh-jauh ini, pusaran turbulen hilang dengan cepat dan terbentuk zona dimana zat cair hampir stagnan. Kedua efek itu mengakibatkan pencampuran yang kurang baik dan waktu pencampuran yang panjang.

4. Contoh Soal Penerapan Berikut ini adalah beberapa contoh persoalan agitasi yang ada di industri kimia:0. Sebuah flokulator direncanakan untuk mengolah air dengan debit 1MGD. Panjang flokulator tersebut 10m, lebar 4m dan dalamnya 1,5m. Flokulator menggunakan paddle yang jumlahnya 4 unit. Paddle tersebut berukuran 4m dengan lebar 30 cm dan jari-jari 60 cm dari shaft yang terleak di tengah-tengah kedalaman tangki. Setiap paddle memiliki 2blade yang diputar dengan kecepatan 2,5rpm. Jika kecepatan air yang timbul adalah dari kecepatan paddle dan kofisien drugnya 1,8, temperatur air 50F. Tentukan: Kecepatan relatif Power yang dibutuhkan Waktu detensiPenyelesaian :0.

0. =

2. Pengadukan dalam suatu industri biogas untuk melarutkan NaOH 50% sebagai penetralan dengan laju alir massa 15.227 kg/m3 yang disimpan selama 30 hari dirancang menggunakan jenis three blades propeller yang dipasang di pusat tangki dengan putaran pengaduk 60 rpm. Operasi berlangsung pada suhu kamar dan tekanan atmosfir, densitas larutan 1550 kg/m3 dan viskositas 47.7 cP. Berapa HP sesungguhnya yang dibutuhkan bila tangki berbuffle 4 buah dengan efisiensi 80% ?Jawab :Data perhitungan:Kondisi penyimpanan :P = 1 atm = 14.2 psiT = 30oC = 303 KKebutuhan penyimpanan :t = 30 hariLaju alir masa: F =15.227 Kg/jamDensitas bahan: 1550 kg/m3Viskositas bahan: 47.7 cP = 0.00477 Pa.s

Perhitungan ukuran tangki 1. Volume tangkiVtotal = 1. Ukuran tangkiDirencanakan tangki sebagai berikutTinggi silinder : diameter (Hs : D) = 3:2

Sehingga Vs =D = =Hs = 3/2 D = 3/2 x 1.34 = 2.022 mJenis: three blades propeller Kecepatan putaran : 60 rpm = 1 rpsEfisiensi motor = 80 %Pengaduk di desain dengan standard sebagai berikut (Geankoplis, 1997) :

Da : Dt = 1: 3 W : Da = 1 : 8 4 baffle : Dt/J = 10C : Dt = 1:3Dimana: Da = diameter pengaduk Dt = diameter mixer W = lebar daun pengaduk C = jarak pengaduk dari dasar mixerJadi,Diameter pengaduk (Da) = 1/3 x 1.34 m = 0.44 mLebar daun pengaduk (W) = 1/8 x Da = 1/8 x 0.44 m = 0.0558 mTinggi pengaduk dari dasar = 1/3 x Dt = 1/3 x 1.34 = 0.44 mLebar baffle (J) = 1/10 x Dt = 1/10 x 1.34 m = 0.134 mBilangan reynold (Nre) = Dari gambar 3.4-4 (Geankoplis, 1997) untuk pengaduk jenis three blades propeller, diperoleh Np = 0.8

Maka, P = Np x = 0.8 X 1550 kg/m3 X (1 rps)3 X (0.64 m)5 = 325.058 J/s X 0.0013407 HP.s/J = 0.4358 HPDaya motor (Pm) = P/0.8= 0.4358 HP/0.8 = 0.54478 H(Abuzar, 2012)

BAB IIIKESIMPULANPencampuran digunakan pada berbagai macam operasi untuk mendapatkan suatu campuran dari bahan-bahan dengan homogenitas yang berbeda-beda, misalnya dua macam zat cair digabungkan dalam satu tempat hingga seluruhnya bercampur dengan baik. Proses pencampuran dapat dilakukan dalam sebuah bejana atau tangki yang dilengkapi dengan sistem pengadukan. Pencampuran cairan dengan cairan digunakan untuk mempersiapkan atau melangsungkan proses-proses kimia dan fisika serta juga untuk membuat produk akhir yang komersial. Alat yang digunakan untuk pencampuran bahan cair-cair dapat berupa tangki atau bejana yang dilengkapi dengan pengaduk.Dari segi bentuknya, ada tiga jenis impeler yaitu propeller, dayung( paddle ), dan turbin.

DAFTAR PUSTAKA

Abuzar, Suarni S. 2012. Mixing. Universitas Andalas. Padang.Brown, George. 1958. Unit Operations. Charles Company, Inc. Japan.http://mhimns.blogspot.com/2013/04/tangki-berpengaduk.html diakses tanggal 10 Juni 2015http://ekokiswantoblog.blogspot.com/2012/06/macam-macam-jenis-pengaduk-impeller.html diakses tanggal 10 Juni 2015Ikhsan, Diyono dan Suherman, Diktat Operasi Teknik Kimia I, Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, Semarang) McCabe, Warren L., J.C. Smith, dan Peter Harriott : Unit Operations of Chemical Engineering eds. 4, McGraw-Hill, New York, 1985, diterjemahkanolehIr.E.JasjfiM.Sc