TUGAS

PRAKTIKUM SATUAN OPERASI 2PENGERINGAN ZAT PADAT

DISUSUN OLEH :

Kelompok 3 (4 KC)

- GUHARTINI (061430401224)

- LIZA NOVRIANI (061430401227)

- RALLI ARTINDAH (061430401233)

- RIA AFRIANY (061430401234)

- SANDI SATRIA WIBISENO (061430401237)

- FIKYH HARYANSYAH (061430401990)

INSTRUKTUR : IBNU HAJAR, S.T., S.T.

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

TAHUN AJARAN 2016

PENGERINGAN ZAT PADAT

1. TUJUAN PERCOBAAN

Untuk mengeringkan bahan padat dan mengalirkan udara panas

dan menentukan laju alir pengeringan

2. ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN

a. Alat yang digunakan

Termometer

Termometer bola basah

Plate dryer

Water batch

Neraca analitik

b. Bahan yang digunakan

Kemplang

3. DASAR TEORI

Pengeringan zat padat adalah pemisahan sejumlah kecil air atau zat

cair dari bahan padat. Pengeringan biasanya merupakan langkah akhir dari

sederetan operasi. Hasil pengeringan lalusiap dikemas. Zat padat yang

akan dikeringkan mungkin berbentuk biji, serbuk, kristal,

lempengan/lembaran.

a. Klasifikasi Pengeringan

Klasifikasi pengeringan meliputi pengeringan adiabatik, non adiabatik,

atau gabungan keduanya. Pengeringan adiabatik dimana zat padat

bersentuhan langsung dengan gas panas sebagai media pengeringa.

Pengering non adiabatik dimana perpindahan kalor langsung dari

medium luar atau pengering tak langsung.

b. Kebasahan Kesetimbangan dan Kebasahan Bebas ( Equilibrium

Moisture dan Free Moisture )

Udara memasuki ruang pengering jarang sekali berada dengan keadaan

benar kering, tetapi selalu mengandung air dan kelembaban relative

( relative humidity ). Untuk udara yang mempunyai kelembaban

tertentu, kandungan kebasahan zat padat yang keluar dari ruang

pengering tidak kurang dari kandungan kebasahan keseimbangan yang

berkaitan dengan kelembaban udara masuk. Bagian air yang terdapat

didalam zat padat yang basah tidak dapat dikeluarkan dengan udara

masuk, karena udara masuk ini mengandung kelembaban pula, yang

disebut kelembaban keseimbangan ( equilibrium moisture ). Air bebas

(free moisture) adalah selisih antara kandungan air total didalam zat

padat dan kandungan air dalam keseimbangan . jadi jika Xt adalah

kandungan kebasahan total (total moisuture) dan X* adalah kandungan

kebasahan keseimbangan, maka kebasahan bebas X adalah :

X=Xt-X*

Dalam perhitungan kg menjadi pekdian adalah X, bukan Xt pada basis

kering.

X=kg H2O/kg zat padat kering tulang

c. Laju Pengeringan

Dengan berjalannya waktu, kandungan kebasahan akan berkurang

seperti contoh yang ditunjukan pada gambar A. Selanjutnya saat umpan

dipanaskan sampai suhu penguapan dan sesudah itu grafik menjadi

linier, untuk kemudian melengkung lagi kearah horizontal dan akhirnya

mendatar. Lalu pengeringan ditunjukkan oleh grafik B, grafik ini

horizontal pada sebagian besar panjangnya menunjukkan bahwa laju

pengeringan konstan, kemudian melengkung kebawah.

c.1 Laju pengeringan periode konstan

Sesudah periode penyesuaian masing-masing kurva mempunyai

segmentasi horizontal AB kg, dinamakan laju pengeringan periode

konstan. Periode ini diartikan oleh laju pengeringan yang tidak

bergantung pada kandungan kebasahan.

Selama periode konstan, laju pengeringan persatuan luas adalah

RC=h (T−Tw ) (3600 )

ζwkg

jamm2

Bila udara panas mengalir sejajar permukaan zat padat, maka

koefisien perpindahan panas (h):

H= 0,002040,8

Dimana : h= W/m C

G= kg/jam m2

Humiditi volume udara panas dapat ditaksir dengan persamaan:

Vh=(2,83 X10-3 + 4,56 X10-3 H)T

Density udara (ρG)

ρG=1+ HV H

kg/m3

Kecepatan massa

G= V ρG kg/jam m2

Waktu pengeringan selama periode konstan

Tc=m s ( X1−X2 )

A RC

c.2 Laju pengeringan periode menurun

Bila difusi zat cair terkendali oleh laju pengeringan pada periode

menurun, maka saat laj pengeringan berkurang berlaku hukum Ficks

II tentang difusi

V x

V t=DLV 2 x

V Z2

Bila diasumsi kandungan kebasahan terdistribusi merata pada saat

t=0, maka menghasilkan integral persamaan :

Xt−X ¿

X t1−X1= X

X 1= 8

π2 ⌊e−Dt . t ¿¿

Oleh karena pengeringan cukup lama yakni kira-kira Dlt / Z2> 0,1,

maka harga suku pertama dari deret persamaan diatas yang

bermakna, sedang suku lainnya dapat diabaikan, sehingga persamaan

diatas dapat ditulis :

Xt−X ¿

X t1−X1= X

X 1= 8

π2 eDlt . π2

4 Z2

Bila difusi dimulai dari X1=X2 maka persamaan menjadi :

XcX =π 2

8e

πDLt4 Z2

Sehingga waktu pengeringan adalah

T= 4 z2

π 2 DLln

8 X C

π2 X

Klasifikasi alat pengeringan dibagi menjadi 3, yaitu :

1. Berdasarkan proses

Proses batch yaitu material dimasukkan ke dalam pengeringan

dan dikeringkan sampai waktu tertentu yang diinginkan.

Proses continue yaitu material dimasukkan ke dalam

pengeringan dan bahan kering diambil secara sinambung.

2. Berdasarkan sistem kontak

Pengeringan adiabatik yaitu bahan bersentuhan dengan media

pengering uap air yang terbentuk dipindahkan oleh udara.

Pengeringan non adiabatik yaitu perpindahan kalor

berlangsung dari suatu medium aliran penyaring.

3. Berdasarkan keadaan fisik yang yang dikeringkan

Pengeringan hampa yaitu pengeringan pada tekanan rendah

dari proses penguapan berlangsung cepat.

Pengeringan beku (freezing drying) yaitu air disublimasikan

dari bahan yang dibekukan sebagai contohnya N2 cair dan

seperti silika gel tetapi menjaga bahan tetap beku agar bahan

tidak rusak seperti protein yang rentan terhadap suhu.

Ada beberapa faktor yang berpengaruh terhadap laju pengeringan,

diantaranya adalah :

Sifat fisik dari bahan yang dikeringkan.

Pengaruh geometris bahan pada permukaan alat atau media

perantara perpindahan panas.

Sifat fisik lingkungan pengering.

Prinsip – prinsip yang digunakan dalam pengeringan :

Pola suhu di dalam pengering.

Perpindahan kalor didalam pengering.

Koefisien perpindahan kalor.

Satuan perpindahan kalor.

Perpindahan massa di dalam pengering.

Kriteria panas yang diperlukan untuk pengeringan terutama terdiri atas :

Panas untuk pemanasan bahan yang dikeringkan hingga mencapai

suhu pengeringan.

Panas penguapan untuk mengubah cairan ke fase uap.

Panas yang hilang ke sekeliling.

4. LANGKAH KERJA

a. Mengeringan zat padat dengan ukuran tebal tertentu dalam oven

selama 2jamhingga tidak mengandung air lagi, mendinginkannya

lalu timbang beratnya, ini adalah zat padat kering tulang.

b. Merebus zat padat dalam air mendidih selama 15 menitdan

mendinginkan hingga suhu ruang, lalu menimbang beratnya.

c. Selisih berat zat padat basah kering tulang dengan zat padat kering

adalah kadar air awal zat padat yang akan dikeringkan.

d. Menyiapkan alat pengering, menghidupkan blower dan elemen

pemanas hingga suhu konstan 600C.

e. Mencatat volume humidity suhu bola basah udara masuk ruang

panggang menentukan dew point udara dengan menggunakan

humidity chart.

f. Membaca tekanan uap air dari tabel tekanan uap dengan temperatur

dew point udara.

g. Tekanan uap air pada kondisi ini = (tekanan parsial uap air) –

(udara mula-mula)

h. Mancatat laju alir udara

i. Menetukan laju alir udara kering masuk ruang pengering dengan

persamaan :

N H 2 O

N t−N H 2 O =

pH2 O

P t−PH 2 O

j. N t−N H2 Ox BM adalah massa udara kering masuk ruang panggang

k. Mencatat relative humidity setiap 15menit, temperatur udara keluar

ruang pengering

l. Mengulangi percobaan diatas untuk tebal material yang berbeda.

m. Laju alir udara dan suhu pengering selama percobaan dijaga

konstan

Catatan :

Humidity ditentukan dari humidity chart yakni hubungan

terhadap bola kering dan bola basah atau terhadap bola kering

dengan relative humidity.

Perubahan berat ditentukan dari perubahan humidity udara

( H2O menguap = (H1 – H2) x massa udara kering )

Total moisture (Xt) =

massa zat padat basah−massa zat padat kering tulangmassa zat padat kering tulang

Free moisture (X)

X = XT – X*

5. DATA PENGAMATAN

Waktu

(menit)

Temperatur Bola basah

(0C)

Temperatur Bola

Kering

(0C)

Humidity