Laporan Dasar-Dasar proses Dosen pembimbing

Abstrak

Pengadukan merupakan suatu operasi yang bertujuan untuk menimbulkan suatu gerakan dalam fluida yang diaduk. Fungsi utama pengadukan adalah sebagai sarana pencampuran untuk menghomogenkan suatu campuran bahan, mempercepat suatu reaksi,mempercepat perpindahan massa atau perpindahan panas. Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk menjadikan suatu campuran bahan homogen sifat-sifat fisiknya tergantung pada konfigurasi tangki berpengaduk, kecepatan putar dan tipe pengaduk yang digunakan . Penggunaan sistem pengadukan yang banyak ditemui di industri kimia adalah salah satunya tangki berpengaduk. Sistem tangki berpengaduk terdiri dari suatu tangki penampung fluida, pengaduk (impeller) yang terpasang pada batang pengaduk dan perangkat penggeraknya (motor). Dari percobaan diiketahui bahwa dalam proses pengadukan penggunaan turbin dengan baffle lebih optimal daripada propeller karena hanya memerlukan waktu yang sedikit.BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan percobaan

Menghitung laju pencampuran suatu elektrolit dalam air.

Membandingkan efektifitas beberapa impeller dan konfigurasi tangki berpengaduk terhadap laju pencampuran.

1.2 Teori

Keberhasilan operasi suatu proses pengolahan sering bergantung pada efektifnya pengadukan dan pencampuran zat cair dalam proses itu. Pengadukan (agitation) menunjukkan gerakan yang terinduksi menurut cara tertentu pada suatu bahan di dalam benjana, dimana gerakan itu mempunyai semacam pola sirkulasi. Fungsi utama pengadukan itu adalah sebagai sarana pencampuran, yang bertujuan untuk menyeragamkan suatu bahan, menyelenggarakan suatu reaksi, mempercepat perpindahan massa ataupun perpindahan panas (McCabe,1985). Pencampuran (mixing) merupakan peristiwa menyebarnya bahan-bahan secara acak, bahan yang satu menyebar kedalam bahan yang lain dan sebaliknya, bahan itu sebelumnya terpisah dalam dua fase atau lebih atau dengan kata lain pencampuran merupakan operasi yang bertujuan untuk menimbulkan gerakan dalam fluida yang di aduk (Geankoplis, 1993).1.3 Tujuan PengadukanTujuan dari pengadukan antara lain:

1. Untuk membuat suspensi partikel zat padat.

2. Untuk menyebarkan (dispersi) di dalam zat cair dalam bentuk gelembung - gelembung kecil.

3. Untuk menyebarkan zat cair yang tidak dapat bercampur dengan zat cair yang lain, sehingga membentuk emulsi atau suspensi butiran butiran halus.

4. Untuk mempercepat perpindahan kalor antara zat cair dengan kumparan atau mantel kalor.1.4 Alat PengadukZat cair biasanya diaduk didalam suatu tangki atau bejana, biasanya berbentuk silinder dengan sumbu yang terpasang vertikal, didalam tangki dipasang juga impeller. Setiap pengaduk akan menghasilkan pola sirkulasi yang berbeda.

Ada 2 macam Pola aliran pengaduk :

1. Pola aliran aksial, yaitu membangkitkan arus sejajar dengan sumbu poros pola alirannya.

2. Pola aliran radial, yaitu membangkitkan arus pada arah tangensial atau radial

Dari segi bentuknya, ada beberapa jenis impeller antara lain:

1. Propeller (baling-baling).

Bentuknya seperti baling-baling. Pola aliran yang dominan terbentuk adalah pola aliran aksial (aliran sejajar sumbu pengaduk). Propeler digunakan untuk fluida yang mempunyai viskositas rendah dan berkecepatan 400-1750 putaran per menit.

2. Paddle (dayung).

Bentuknya seperti dayung. Pola sirkulasi yang dominan adalah pola aliran radial (aliran tegak lurus sumbu pengaduk). Paddle biasanya digunakan pada kecepatan rendah yaitu 20-200 putaran per menit.3. Turbin.

Beberapa tipe turbin antara lain : flat blade, disk flat blade, pitchet blade, pitchet fane, curvet blade, arrow head, titled blade, pitch curvet blade dan shrouded. Gambar jenis-jenis impeller dapat dilihat pada Gambar 1.4.1.

Gambar 1.4.1 Jenis-Jenis ImpellerKeterangan:

(a) propeller kapal berdaun tiga

(b) turbin daun-lurus terbuka

(c) turbin piring berdaun

(d) turbin piring lengkung vertikal

1.5 Pola Aliran dalam Bejana Aduk

Jenis aliran didalam bejana tergantung pada :

1. Jenis impeler2. Karakteristik fluida

3. Ukuran serta perbandingan tangki, sekat dan pengaduk

Jika suatu elektrolit dicampurkan dalam air, keseragaman campuran atau larutan yang dihasilkan dapat diukur dengan konduktivitasnya dan campuran akan tercampur sempurna ketika konduktifitas cairan tidak lagi berubah terhadap waktu. Sehingga perkiraan waktu yang dibutuhkan suatu tipe pengaduk untuk mencampur suatu campuran bahan dapat diperoleh dengan plot grafik antara waktu dan kecepatan putar pengaduk. 2. Tangki Berpengaduk

Konfigurasi Tangki Berpengaduk

Sistem tangki berpengaduk yang digunakan dalam percobaan ini diperlihatkan dalam gambar 3.1 dibawah ini. Gambar 3.1 merupakan tangki silinder tegak, tangki ini memiliki tinggi (Z) 42,3 cm yang dihitung dari dasar tangki hingga bagian paling atas tangki. Diameter tangki (Dt) memiliki garis tengah 30 cm. Pengaduk dipasang pada jarak (E) 13,5 cm dari dasar tangki. Lebar pengaduk (W) dan diameter pengaduk (Da) bergantung pada tipe pengaduk yang digunakan. Fluida yang digunakan adalah air Fluida diisi dengan ketinggian (H) 30 cm. Penyekat atau baffle yang digunakan terdiri atas empat lempeng batang yang terpasang dalam satu kesatuan, lebar dari keempat baffle ini adalah 2,5 cm.

Gambar 3.1 Konfigurasi Tangki Pengaduk Keterangan :

Dt: Diameter tangki W : Lebar pengaduk

H : Tinggi fluida Da : Diameter pengaduk

J : Lebar sekat E : Jarak pengaduk ke dasar tangki

Z: Tinggi tangki L : Panjang pengadukBAB II

METODOLOGI PERCOBAANA. Prosedur Percobaan1. Timbang kalium klorida ( KCl ) seberat 25 gram sebagai elektrolit..

2. Pasang pengaduk atau impeller dengan tipe Paddle.

3. Kemudian masukkan baffle atau sekat ke dalam tangki dan kemudian isi tangki dengan air sampai batas ketinggian 30 cm dari dasar tangki. Masukkan impeller yang sudah dipasang kedalam tangki yang berisi air.

4. Hidupkan (Stand by) alat konduktivitimeter untuk menentukan nilai konduktivitas pada saat proses pengadukan dengan kecepatan putar pengaduk (80 rpm, 140 rpm, 200 rpm, 260 rpm, 300 rpm).

5. Masukkan KCl kedalam tangki. Kemudian atur kecepatan putar pengaduk dengan kecepatan 80 rpm dan catat setiap waktu yang dibutuhkan untuk mencapai keadaan angka atau nilai konstan pada alat konduktivitimeter.

6. Ganti kecepatan putar pengaduk dengan kecepatan, 140 rpm, 200 rpm, 260 rpm, 300 rpm dengan menggunakan baffle ataupun tidak menggunakan baffle pada tangki.

7. Kemudian ulangi pekerjaan diatas dengan mengganti tipe pengaduk atau impeller dengan tipe Propellen dan Tipe Turbin.B. Alat dan Bahan

1. Air.

2. Kalium Klorida (KCl) sebagai elektrolit.

3. Tangki yang dilengkapi motor dan batang pengaduk.

4. Beberapa tipe pengaduk.

5. stopwatch.

6. Konduktivitimeter.

7. Tachometer BAB IIIHASIL DAN PEMBAHASAN Tabel.1a hasil percobaan waktu pencampuran tanpa menggunakan buffelTIPE PENGADUKKECEPATAN PENGDUK

80 rpm140 rpm200 rpm260 rpm320 rpm

Waktu (detik)Konduk

Tivitas (ohm)Waktu

(detik)Konduk

Tivitas

(ohm)Waktu (detik)Konduk

Tivitas

(ohm)Waktu

(detik)Kondukt

Tivitas

(ohm)Waktu

(detik)Konduk

Tivitas

(ohm)

Kecil4750.944000.983630.992911.022461.01

Sedang3030.962890.962840.982261.051901.07

besar2890.962670.962380.991951.041701.06

Tabel.1b hasil percobaan waktu pencampuran dengan menggunakan buffelTIPE PENGADUKKECEPATAN PENGDUK

80 rpm140 rpm200 rpm260 rpm320 rpm

Waktu (detik)Konduk

Tivitas (ohm)Waktu

(detik)Konduk

Tivitas

(ohm)Waktu (detik)Konduk

Tivitas

(ohm)Waktu

(detik)Kondukt

Tivitas

(ohm)Waktu

(detik)Konduk

Tivitas

(ohm)

Kecil4211.053401.053051.062841.072181.06

Sedang2761.022481.022301.011971.001550.89

besar1900.951740.971451.011181.031051.08

Dari tabel 1a dan 1b dapat diketahui bahwa semakin semakin besar kecepatan putar pengaduk maka semakin cepat partikel bercampur dengan pelarut (larutan menjadi homogen). dan jika dibandingkan antara tabel 1a dan 1b dengan jelas dapat dilihat bahwa waktu pencampuran menggunakan baffle dan tidak menggunakan buffle berbeda waktu yang dibutuhkan. dalam kecepatn putar yang sama,waktu yang dibutuhkan pada pencampuran dengan menggunakan buffle lebih cepat dibandingkan dengan waktu pencampuran tanpa menggunakan baffle, karena dengan menggunakan buffle maka aliran yang awalnya tidak turbulen menjadi turbulen.selain dipengaruhi oleh buffel.Tabel 2a. perbandingan antara waktu pencampuran dengan kecepatan putar pengaduk tanpa menggunakan buffel

waktu (detik)kecepatan putar pengaduk (rpm)

355.680

318.6140

295200

237.3260

202320

Tabel 2b . perbandingan antara waktu pencampuran dengan kecepatan putar pengaduk dengan menggunakan buffel

waktu (detik)kecepatan putar pengaduk (rpm)

295.680

254140

226.6200

199.6260

159.3320

Grafik antara kecepatan pengaduk dengan waktu yang dibutuhkan

BAB VIKESIMPULAN

1. Impeller Paddle dalam proses pengadukan membutuhkan waktu yang lama untuk mendapatkan nilai atau angka konduktivitasnya.

2. waktu pencampuran juga diipengaruhi oleh bentuk dan ukuran pengaduk,dalam percobaan,digunakan pengaduk yang berbentuk persegi panjang dengan ukuran yang berbeda,ternyata ukuran yang lebih besar member pengaruh terhadap kecepatan waktu pencampuran dibanging ukuran yang kecil.3. Waktu pencampuran adalah waktu yang dibutuhkan fluida untuk bercampur merata keseluruh tangki sehingga campuran bersifat homogen.

4. Faktor faktor yang mempengaruhi waktu pencampuran adalah:

-ukuran partikel

-jenis dan ukuran pengaduik pengaduk

-menggunakan atau tidak menggunkan buffle5. Semakin besar ukuran partikel yang dicampurkan maka waktu pencampuran semakin lama

6. Semakin besar ukuran pengaduk maka waktu pencampuran semakin cepat

7. Tangki berpengaduk yang menggunankan buffle maka waktu pencampuran semakin cepat

SARAN

1. Lakukan penimbangan kalium klorida (KCl) sebanyak 24 buah, agar mudah untuk mengaduknya secara sekaligus.

2. Lakukan pembagian tugas dalam hal seperti menimbang KCl, mencatat konduktivitas dan memperhatikan stopwatch agar percobaan akurat dan cepat selesai

3. Karena alat kondutivitimeter yang digunakan pada percobaan tidak stabil maka catat angka yang paling sering muncul.

DAFTAR PUSTAKA

Tim Laboratorium Dasar Proses dan Operasi Pabrik Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Riau. 2006. Penuntun Praktikum Dasar-Dasar Proses I. Pekanbaru : Laboratorium Dasar Proses dan Operasi Pabrik Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Riau.

McCabe L Warren, Smith C Julian, Herriot Peter.1985 Operasi Teknik Kimia Jilid 1 Edisi Keempatdi terjemahkan oleh Jasjfi E. Penerbit Erlangga: Jakarta.

Geankoplis, C.J.,1993 Transport Process and Unit Operation, 3th edition, Prentice Hall Inc., englewood cliffs, New Jersey.