Download - Laporan DS-1 Print
-
8/11/2019 Laporan DS-1 Print
1/13
PRILAKU DINAMIK TANGKI BERPENGADUK
PERCOBAAN 1 : EFEK PERUBAHAN INPUT SECARA BERTAHAP
(DS 1)
I. Tujuan Per!"aan
Setelah melakukan praktikum mahasiswa dapat diharapkan :
Mengetahui perilaku dinamis dari tangki berpengaduk yang disusun secara seri.
Menentukan respon konsentrasi tangki bersusun seri terhadap perubahan
konsentrasi di tangki pertama.
Menggambarkan kurva respon konsentrasi tangki bersusun.
II. A#a$ %an Ba&an
- Alat yang digunakan :
1 set tangki berpengaduk bersusun seri
1 set konduktometer
Stopwatch
Gelas kimia
Labu takar 1ml
Spatula
!engaduk
botol a"uadest
Gelas #kur
$aca Arlo%i
- &ahan yang 'igunakan
$(l )* M dalam * L
$(l )1 M dalam 1 ml +untuk kalibrasi,
A"uadest
III. Da'ar Te!r
angki berpengaduk adalah alat simulasi pengendalian yang bertu%uan men%elaskan
simulasi prilaku dari suatu sistem pengendali untuk tangki-tangki berpengaduk yang disusun
-
8/11/2019 Laporan DS-1 Print
2/13
secara seri. Salah satu hal yang penting dari pada tangki yang berpengaduk didalam
penggunaanya adalah :
1. Mempunyai bentuk yang pada umumnya digunakan yang berbentuk selinder dan
bagian bawahnya cekung.
. 'apat dilihat dari ukurannya yaitu diameter dan tinggi tangki.
*. $elengkapan dari suatu be%ana yaitu :
- Ada atau tidaknya bu//le) yang berpengaruh pada pola aliran di dalam tangki.
- 0aket atau coil pendinginpemanas yang ber/ungsi sebagai pengendali suhu.
- Letak lubang pemasukan dan pengeluaran untuk proses kontinyu.
- utup tangki.
2. !engaduk) biasanya 3at cair diaduk dalam suatu be%ana yang biasa berbentuk selinder
dengan sumbu terpasang vertical. &agian atas be%ana ini mungkin terbuka sa%a keudara
atau dapat pula tertutup.
!ada u%ung tangki membulat maksudnya agar atau tidak terlalu banyak sudut-sudut ta%am
atau daerah yang sulilt ditembus arus 3at cair. $edalam 3at cair biasanya hampir sama dengan
diameter tangki) dan di dalam tangki dipasang impeller pada u%ung poros yang menggantung
artinya poros itu ditumpu dari atas. !oros tersebut digerakkan oleh motor) yang kadang-
kadang dihubungkan langsung dengan poros itu.
!engadukan 3at cair dilakukan untuk berbagai maksud tergantung dari tu%uan langkah
pengolahan itu sendiri. u%uan dari pengadukan antara lain :
1, #ntuk mencampur dua macam 3at cair yang mampu campur.
, Melarutkan padatan seperti garam dan air.
*, #ntuk mendispersikan gas dalam 3at cair yang men%adi gelembung-gelembung
halus dalam suspensi agar suatu mikroorganisme untuk /ermentasi atau untuk
proses ker%a Lumpur dalam proses pengolahan limbah.
2, #ntuk suspensasi padatan halus dalam 3at cair seperti dalam hidrogenesasi katalik)
dimana gas-gas hydrogen didispersikan melalui 3at cair dimana terdapat partikel-
pertikel katalis padat dalam keadaan suspensi di dalam be%ana hidrogenasi.
4, !engadukan /luida mempercepat proses perpindahan panas antara 3at cair dengan
kumparan atau mantel kalor dalam dinding be%ana) dimana kalor reaksi diangkut
melaui kumparan atau mantel.
angki ini termasuk sistem tangki kontinyu untuk reaksi5reaksi sederhana. &erbeda
dengan sistem operasi batch di mana selama reaksi berlangsung tidak ada aliran yang masuk
atau meningggalkan sistem secara berkesinambungan) maka di dalam tangki alir +kontinyu,)
-
8/11/2019 Laporan DS-1 Print
3/13
baik umpam maupun produk akan mengalir secara terus menerus. Sistem seperti ini
memungkinkan kita untuk beker%a pada suatu keadaan dimana operasi ber%alan secara
keseluruhan daripada sistem berada dalam kondisi stasioner. 6ni berarti bahwa baik aliran
yang masuk) aliran keluar maupun kondisi operasi reaksi di dalam tangki tidak lagi berubah
oleh waktu. !engertian waktu reaksi tidak lagi sama dengan lamanya operasi berlangsung)
tetapi ekivalen dengan lamanya reaktan berada di dalam tangki . !enyataan terakhir ini biasa
disebut waktu tinggal campuran di dalam tangki) yang besarnya ditentukan oleh la%u alir
campuran yang lewat serta volume tangki di mana reaksi berlangsung.
angki tipe ini bisa terdiri dari satu tangki atau lebih. &iasanya tangki5tangki ini
dipasang vertikal dengan pengadukan sempurna. !engadukan pada masing-masing tangki
dilakukan secara kontinu sehingga diperoleh suatu keadaan di mana komposisi campuran di
dalam tangki benar-benar seragam. angki tangki ini biasanya digunakan untuk reaksi-reaksi
dalam /ase cair) untuk reaksi heterogen cair 5 padat atau reaksi homogen cair- cair dan
sebagainya.
iga buah tangki berpengaduk yang disusun secara seri mempunyi respon berbentuk
kurva eksponensial untuk tanki pertama : tempat ter%adi perubahan input) dan kurva
sigmoidal +bentuk huru/ S, untuk dua tangki berikutnya. !erbedaan bentuk kurva diakibatkan
oleh trans/er lag7 kelembapan akibat perpindahan) yang pada akhirnya akan mencapai
konstan pada titik yang sama.
A adalah konsentrasi dalam tangki pertama setelah ter%adinya perubahan input
+konsentrasi, yang diukur menggunakan alat konduktometer) sedangkan 8 adalah konsentrasi
awal +konduktivitas awal, dan t adalah waktu konstan atau time constant) yang besarnya *
dari total perubahan mencapai konstan +9*), .
A ; 8 +1 - , dapat disederhanakan men%adi dAd ; +8,
A ; )9*1 8
'ikarenakan kelambatan ini) maka suatu perubahan terhadap input akan kembali
stabil setelah waktu konstan) dengan menghitung waktu konstan maka dapat diperkirakan
waktu yang dibutuhkan oleh suatu perubahan untuk mencapai stabil suatu keadaan konstan
atau stabil sehingga pengaturan dapat sebelum perubahan tersebut disarankan oleh suatu
proses atau system.
I. Lan*+a& Kerja
-
8/11/2019 Laporan DS-1 Print
4/13
Ka#"ra' K!n%u+$!,e$er
1. Memasang sek konduktivitas pada socket
-
8/11/2019 Laporan DS-1 Print
5/13
angki 1 angki angki *
94 94 94
*4 21 212
2 11)2 1?) 19)
9 2)2 94)C 1)
*? 2)9 9*)9
1 *2)1 *9)2 21)
1 *1)? *1)C *?)2
12 ) C)? **)C
19 4)1 9 9)2
1 1) )1 )?
1C)4 1C)4 1C)4
1C)4 1C)4 1C)4
2 1C)4 1C)4 1C)4
9 1C)4 1C)4 1C)4
1C)4 1C)4 1C)4
* 1C)4 1C)4 1C)4
Gra/ik !erubahan $onduktivitas !ada angki 1
Gra/ik !erubahan $onduktivitas !ada angki
-
8/11/2019 Laporan DS-1 Print
6/13
Gra/ik !erubahan $onduktivitas !ada angki *
Gra/ik !erubahan $onduktivitas !ada $etiga angki
-
8/11/2019 Laporan DS-1 Print
7/13
Gra/ik ime $onstan
I. Per&$un*an
a.Pembuatan Larutan
-
8/11/2019 Laporan DS-1 Print
8/13
Larutan $(l )* M dalam1 liter air
gr $(l ; M > F > &M
; )* molL > 1 L > ?2)44 grmol
; )*94 gr +dibuat sebanyak * liter,
Larutan $(l )1 M dalam 1 ml air
gr $(l ; M >F > &M
; )1 molL > )1 L > ?2)44grmol
; )?244 gr
b.Time Constant secara teori (Kt)
$ ma> ; 94
$min ; 1C)4
$t ; +$ ma>5 $min, 9*)1
; +94 5 1C)4, 9*)1
; 9*)4 > )9*
; *CC)?2
c. Time Constant secara praktek (Kp)
$p ; 2* +dari gra/ik,
d.Laju aliran masuk
F ; 1 mlt ; 14)44 s
; 1 ml 14)44 s
; 9)2* mls
Folume yang dibutuhkan tangki 1 dalam mencapai waktu konstan
F ; > t
; 9)2* mls > 2 menit
; 9)2* mls > 2 s
; 142*) ml
Folume dalam tangki 1 :
'iameter ; C)4 cm0ari-%ari ; 2)?4 cm
inggi tabung ; 11 cm
F ; H > r > t
; *)12 > +2)?4 cm, > 11 cm
; ??C)*?4 cm*
; ??C)*?4 ml
-
8/11/2019 Laporan DS-1 Print
9/13
II. Ana#'a Per!"aan
Setelah melakukan praktikum kali ini) dapat dianalisa bahwa tangki berpengaduk yang
disusun secara berseri mempunyai %arak yang berbeda antar setiap tangkinya. angki 1 dan
tangki dihubungkan langsung oleh pipa di bagian bawah tangki tersebut) sehingga saat
tangki 1 berisi suatu larutan maka tangki %uga akan langsung berisi larutan dengan tinggi
dan volume yang sama seperti tangki 1. Sedangkan tangki dan tangki * dihubungkan
dengan pipa dengan %arak tertentu. Setelah tangki mencapai maksimum) cairan di tangki
akan masuk ke dalam pipa yang dipasang berdiri dalam tangki) cairan lalu turun dan masuk
ke dalam tangki * melalui bagian bawah tangki *. 0arak yang berbeda antara tangki 1) ) dan
* tersebut menyebabkan adanya si/at dinamis pada tangki berpengaduk yang disusun secara
berseri.
!ada prinsipnya air yang terdapat dalam bak penampung dibagian belakang dialirkan
menu%u ketiga tangki berpengaduk yang sebelumnya telah diisi dengan larutan $(l) sehingga
air yang mengalir ke tangki akan mengisi tangki dan bercampur dengan larutan $(l sehingga
ter%adi perubahan konsentrasi pada masing 5 masing tangki. etapi lama 5 kelamaan
konsentrasi ketiga tangki akan sama pada waktu tertentu. !ercobaan ini menggunakan bahan
utama $(l dengan konsentrasi )1M sebagai larutan untuk proses kalibrasi pada alat
konduktometer) $(l dengan konsentrasi )*M sebagai indikator untuk mengetahui e/ek dari
perubahan input secara bertahap serta a"uadest sebagai umpan.
!ada awalnya konsentrasi $(l pada tiap tangki ialah )*M dengan nilai konduktivitas
94 EScm. !ada saat a"uadest mulai dialirkan) konsentrasi pada tangki 1 akan berkurang.
&egitu %uga dengan konsentrasi pada tangki dan tangki *. !enurunan konsentrasi pada
tangki 1 akan lebih cepat dibandingkan dengan tangki maupun tangki *. @al ini
dikarenakan larutan pada tangki 1 akan bercampur langsung dengan a"uadest +umpan,)
sedangkan larutan pada tangki dan tangki * akan bercampuran dengan larutan yang keluar
dari tangki 1 dan tangki .
-
8/11/2019 Laporan DS-1 Print
10/13
Meskipun umpan secara terus menerus masuk melalui tangki 1 yang akan terus
menurun konsentrasinya) namun pada saat tertentu konsentrasi dari larutan yang berada
didalam ketiga tangki akan sama +homogen,. Daktu dimana ketiga tangki memiliki
konsentrasi yang sama disebut waktu konstan. 'engan mengetahui waktu konstan maka
dapat diperkirakan waktu yang dibutuhkan oleh suatu perubahan untuk mencapai stabil suatu
keadaan konstan atau stabil sehingga pengaturan dapat sebelum perubahan tersebut
disarankan oleh suatu proses atau sistem.
III. Ke',-u#an
Setelah melakukan percobaan) dapat disimpulkan bahwa :
$onsentrasi larutan dari ketiga tangki akan berbeda pada saaat awal
penambahan a"uadest +umpan,. Bamun) pada saat tertentu konsentrasi larutan
pada ketiga tangki akan sama +homogen,. Daktu dimana ketiga tangki memiliki
konsentrasi yang sama disebut waktu konstan.
Semakin lama waktu konstan) maka semakin banyak pula umpan yang
dibutuhkan.
Iaktor-/aktor yang mempengaruhi waktu konstan: la%u alir umpan dan
pengadukan.
DAFTAR PUSTAKA
-
8/11/2019 Laporan DS-1 Print
11/13
im Lab. !engendalian !roses. 12.
-
8/11/2019 Laporan DS-1 Print
12/13
angki &erpengaduk 'engan Sususan Seri
$eterangan
1. !engaduk. anki
*. $onduktometer
2. ombol ono//
4. ombol stirrer
9. ombol pump
?. Selang air masuk
. &ak penampung
C. Selang keluaran
1
2
3 4 5 6 7 8
9
Labu akar Gelas $imia !ipet etes
-
8/11/2019 Laporan DS-1 Print
13/13
!ipet #kur!engadukSpatula
&ola $aret (orong $onduktometer 99