21
MAKALAH MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL V. MIXING Semester : III (Tiga) Tahun Ajaran : 2013/2014 Kelompok : V (Lima) DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013 NAMA NIM SULASTRI DEWANTI N. 090405028 ROTUA ADRYANI S. 090405050 MUHAMMAD ZULFADHLI 120405002 PUTRI RETNO WAHYU NINGSIH 120405006 YENNI LISTIANA 120405008 BRIGITTA ALPHANTARIA 120405086 NIKE TARUNA 120405088 MICHAEL PREDLY SEMBIRING 120405090 VERONICA SIRAIT 120405116 DERALISA GINTING 120405124

- MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Embed Size (px)

DESCRIPTION

MAKALAH MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKELV. MIXING

Citation preview

Page 1: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

MAKALAH MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL

V. MIXING

Semester : III (Tiga)

Tahun Ajaran : 2013/2014

Kelompok : V (Lima)

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2013

NAMA NIM

SULASTRI DEWANTI N. 090405028

ROTUA ADRYANI S. 090405050

MUHAMMAD ZULFADHLI 120405002

PUTRI RETNO WAHYU NINGSIH 120405006

YENNI LISTIANA 120405008

BRIGITTA ALPHANTARIA 120405086

NIKE TARUNA 120405088

MICHAEL PREDLY SEMBIRING 120405090

VERONICA SIRAIT 120405116

DERALISA GINTING 120405124

Page 2: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam 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 (Rizkiana dan Putra, 2012).

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

(Rizkiana dan Putra, 2012).

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 (Lubis, 2012).

1.2 Perumusan Masalah

Masalah yang menjadi objek pembahasan dalam makalah ini adalah sebagai berikut :

1. Defenisi mixing.

2. Prinsip kerja pada mixing.

3. Jenis-jenis atau alat pada mixing.

4. Aplikasi proses mixing.

Page 3: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

2

1.3 Tujuan Makalah

Tujuan makalah ini untuk menambah pengetahuan mahasiswa mengenai apa yang

dimaksud dengan mixing, prinsip kerja mixing, jenis-jenis atau alat yang digunakan pada

proses mixing, serta aplikasi proses mixing dalam kehidupan sehari-hari ataupun dalam

industri.

1.4 Manfaat Makalah

Manfaat yang dapat diambil dari makalah ini adalah :

1. Mahasiswa dapat mengetahui apa yang dimaksud dengan mixing.

2. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja pada proses mixing.

3. Mahasiswa dapat mengetahui mengenai jenis-jenis ataupun alat yang digunakan

pada proses mixing.

4. Mahasiswa dapat memahami dan mengetahui aplikasi proses mixing baik dalam

skala laboratorium maupun industri.

Page 4: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Defenisi Mixing

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 (Rizkiana dan Putra,

2012).

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 (Lubis, 2012).

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 baik

(Wirakartakusumah, 1992 dalam Hilmawan, 2011).

Page 5: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

4

2.2 Jenis-jenis Alat pada Proses Mixing

2.2.1 Tumble Blenders

Batch tumble blenders berputar, menggulingkan material untuk mencapai

pencampuran. Blender ini tersedia dalam berbagai

geometri, mempengaruhi pergerakan tiap unit material, efisiensi proses mixing dan

mempermudah pembersihan antar batch.

Tumbling blenders paling baik digunakan untuk mencampur serbuk kering

dan granul dan dapat termasuk komponen cairan tambahan untuk coating dan

beberapa aplikasi yang mirip. Akan tetapi, kelembaban berlebih dapat menyebabkan

material mengelompok dan membentuk gumpalan yang akan

menghalangi pencampuran. Untuk memisahkan gumpalan, mixer ini dapat

dilengkapi dengan komponen anti gumpal (seperti internal baffles atau agitators).

Sebuah tumbling batch blender dapat berupa satu dari dua tipe dasar:

•Double-cone blender

Rota-Cone Blender terdiri dari dua bagian bentuk kerucut dengan

kemiringan 45 derajat.Bentuk kerucut dibuat dengan menyambung dari bagian lebar

mereka ke titik pusat. Unit blender terletak diantara dua titik putar yang dapat

membuat blender tersebut berguling. Sebuah bagian di ujung kerucut dapat digunakan

sebagai inlet maupun outlet, atau dapat jugabagian inlet pada satu ujung kerucut

dan outlet pada ujung kerucut yang lainnya. Akses pembersihan melalui bagian outlet.

Sama seperti tumble blender lainnya, unit ini dapat dilengkapi dengan jalur spray

Page 6: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

5

untuk cairan tambahan dan sebuah agitator untuk memecah gumpalan atau

penambahan high shear jika diperlukan (misalnya untuk granulasi). Jalur spray

dengan berbagai nozzle dirancang untuk atomisasi yang akurat pada viskositas yang

berbedadan agitator yang memanjang dari satu titik putar ke bagian tengah. Tiap-

tiap fungsi dikendalikan secara terpisah untuk kendali proses yang maksimum.

Dalam pengoperasian, material biasanya diisikan hingga 50 hingga 60

persen dari kapasitas blender. Blender berguling, dan material yang ada di

dalam mulai menyebar. Area transisi pada daerah diantara dua kerucut mencegah

material meluncur pada dinding bagian dalam dan malahan menyebabkan

material tersebut tercampur sendiri. Alat ini menyediakan pencampuran yang baik

dengan hanya shear yang tipis.Pada 50 hingga 60 persen tingkat pengisian, blender

ini biasanya mencapai sebuah campuran dalam 5 hingga 10 menit dengan

homogenitas 95 persen atau lebih baik.

Tetapi pada sembarang pengisian antara 35 dan 75 persen (atau pada

titik pusat blender), blender ini akhirnya akan mencapai campuran yang dapat

diterima (Untuk sebuah batch mixer, tingkat pengisian menentukan kapasitas batch).

Blender ini ideal digunakan untuk serbuk yang lembut atau granul

halus. Pada tingkat pengisian 50 persen atau lebih, agitator dapat memecah

material teraglomerasi secara biasa selama proses pencampuran. Area

transisi yang halus pada bagian pusat juga menyederhanakan proses pembersihan

karena tidak ada area yang menyebabkan material terjebak dan menyebabkan

kontaminasi silang antar batch.

Sebuah varian dari double cone blender standar adalah Off-Set Rota-Cone

Blender mempergunakan dasar geometri yang sama seperti Rota-Cone tetapi

dengan titik pusat merosot untuk memastikan bahwa sepanjang dinding bergerak

dari dinding alat untuk memberikan efek pergerakan angka 8 selama alat berguling

yang menyebabkan sedikit lebih banyak tingkat pengisiannya dibanding dalam desain

standar Rota-Cone. Fitur-fitur yang lain sama seperti Rota-Cone standar.

Page 7: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

6

• V-shaped blender.

Rota-Vee Blender hampir sama dengan unit double-cone tetapi

terdiri dari dua pipa berdiameter besar yang dipotong dengan sudut 60 derajat dan

disambung untuk membentuk V. Tempat masuk bahan biasanya terletak di atas pada

masing-masing kaki dari V, sebuah tempat keluar bahan terletak di bawah

pada titik V dimana terjadi perpindahan dari aliran elliptical menjadi cylindrical

(circular). Unit ini juga terpasang pada titik putar agar dapatberguling dan dapat

diperlengkapi dengan jalur spray untuk cairan tambahan dan sebuahagitator untuk

memecah gumpalan, setiap pengoperasian dari titik putar ke

dalam unti. Aksespembersihan melalui kedua tempat pemasukan.

Dalam pengoperasiannya, bahan dimasukkan biasanya hingga

mencapai tingkat pemasukan50-60 persen dari kapasitas blender. Alat ini berguling

seperti double-cone blender, tapi sifat pencampuran berbeda karena

benntuk dari unitnya. Seperti blender bentuk V berguling, bahan secara kontinyu

terpisah dan menjadi satu kembali. Proses pencampuran mencapai 5 hingga15 menit

dengan homogenitas 95 persen atau lebih baik mesin pencampur ini cocok digunakan

pada kebanyakan serbuk dan biasa digunakan difarmasi, tetapi mixer ini kurang

cocok digunakan untuk serbuk yang sangat halus ataupungranul. Pembersihan antar

proses membutuhkan waktu yang lebih lama di banding double-cone unit (Gardjito,

2010).

Page 8: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

7

2.2.2 HF Series Square-Cone Mixing Machine

Mesin HF series square-cone mixing adalah mixer baru yang digunakan

secara luas dalamfarmasi, kimia metalurgi, pangan, dan industri pakan. Mesin

ini dapat berfungsi baik dalamproses pencampuran serbuk atau granul sehingga

bahan yang dihasilkan dapat tercampurdengan baik.

Prinsip Kerja :

Bahan material dimasukkan melalui bagian berbentuk

persegi empat. Sumbu yang simetris dari Hopper dan sumbu dari perputaran

membentuk sudut, material dengan komposisi yangberbeda dengan kuat

berputar terus menerus dan menghasilkan high shear untuk mendapatkan efek

terbaik dari proses pencampuran.

Page 9: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

8

Fitur:

Keseluruhan mesin menampilkan tanpa sudut, struktur yang kompak,

tampilan yangbagus, dan mencapai homogenitas 99% dan mencapai koefisien 0.8

untuk pengisian. Tinggi rotasi rendah, halus, stabil dan mudah dioperasikan.

2.2.3 HZD Automatic Lifting Barrel Mixer

HZD Automatic Barrel Mixer adalah mesin pencampur yang sangat efisien

dan hemat tenagayang digunakan untuk mencampur serbuk dengan serbuk dengan

konstituen yang berbeda,serbuk kering dan butiran, butiran

dengan butiran dalam industri farmasi. Mixer ini jugadigunakan dalam industri lampu

dan industri kimia.

Prinsip Kerja:

Bahan-bahan yang akan dicampur dimasukkan ke dalam barrel bertutup

dengan bentuk khusus, barrel tersebut lalu dipasang pada mesin pencampuran dengan

menggunakan suatu alat pengangkat khusus. Setelah barrel diangkat

hingga posisi tinggi tertentu, barrel ditempelkan dan dikunci. Mesin pencampuran

mulai untuk berputar pada suatu kecepatan dibawah 50% dari kecepatan kritis

menurut parameter-parameter teknologi saat ini, bahan-bahan dengan unsur-unsur

yang berbeda menghasilkan gerakan ruang 3-dimensional dalam bentuk khusus yang

menghasilkan efek mixing yang optimal.

Fitur:

Efek pencampuran baik, dengan homogenitas lebih tinggi dari 99%.

Koefisien beban 85%.

Barrel pencampuran dengan bentuk yang khusus dapat digunakan sebagai suatu

barreldalam prosedur proses hulu, dan prosedur ini dapat juga digunakan

sebagai barrel dalamproses hilir tanpa pengeluaran material setelah

pencampuran, yang berguna menghindari polusi dari lingkungan

produksi selama proses dan mencegah polusi silang pada pabrikobat.

Page 10: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

9

Setelah pencampuran bahan-bahan, barrel pencampuran dapat diturunkan

dari mesin pencampuran, dan barrel pencampuran yang lain yang berisi bahan-

bahan dapat dipasang untuk proses pencampuran

berikutnya, hal ini dapat meningkatkan rasiomanfaat mesin pencampuran.

Barrel pencampuran yang secara khusus dirancang tidak memiliki sudut-sudut

mati, dinding bagian dalam dengan sempurna dipolish, ketika bahan-bahan

dikeluarkan, klepitu dibuka dan bahan-bahan itu akan dengan

lembut dikeluarkan karena gaya gravitasi, jadi mesin ini

mempunyai kelebihan antar lain pengeluaran bahan yang gampang, tanparesid

u, tidak ada polusi lingkungan, dan pembersihan yang mudah.

(Kunstanti, 2012)

2.2.4 SYH Series Three Dimensional Mixing Machine

Barrel pencampuran dari mesin ini bergerak ke semua arah. Untuk bahan-

bahan, tidak ada fungsi sentrifugal, tanpa pemisahan bobot jenis dan divisi lapisan.

Tingkat pencampuran dapatmencapai 100%. Saat ini mesin ini adalah produk yang

diinginkan dalam berbagai proses pencampuran. Tingkat pengisian material

pada barrel ini besar. Tingkat maksimum pengisia ndapat mencapai 90% (kebanyakan

mixer hanya mempunyai tingkat pengisian sebesar 40%). Alat

ini mempunyai efisiensi tinggi dan waktu pencampuran yang singkat. Barrel

ini menggunakan hubungan kurva.

Page 11: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

10

Barrel ini telah melewati perlakuan polish yang baik. Mesin ini digunakan

untuk mencampur bentuk serbuk dan butiran dengan keseragamantinggi dalam

farmasi, kimia, makanan, industri lampu, elektronik, mekanikal,

metalurgi,industri militer dan institut ilmu pengetahuan dan teknologi lainnya

Fitur:

Barrel untuk menampung bahan-bahan digerakkan oleh poros penggerak. Tubuh

barrel mengalami tingkat gerakan yang berulang, rotasi, memutar dan pergerakan

kompleks lainnya sehingga bahan-bahan akan mengalami pergerakan 3

dimensi dan pergerakan kompleks sepanjang barrel supaya memenuhi berbagai

pergerakan dari bahan. Melalui penghamburan, penyatuan, dan penambahan bahan

lain, tujuan untuk mencapai keseragaman dapat dicapai.

(Kunstanti, 2012)

2.2.5 Ribbon Mixer

Ribbon mixer adalah alat pencampur dasar dalam industri. Biasanya

terdiri dari casing yang berbentuk kotak terbuka (biasanya 2 – 3 kali lebih panjang

daripada lebarnya) dengan bagianbawah berbentuk semicircular,

dilengkapi dengan poros horisontal tempat terpasangnya ribbon blades,paddles atau

helical screws dengan jangkauan lengan sangat dekat dengan dinding

untuk meminimalisasi bagian yang tak tersentuh pisau. Bentuk paling efektif dari

pisau ribbon ini adalah double spiral dimana pisau bagian luar menggerakkan

bahan dalamsatu arah dan pisau bagian dalam bergerak ke arah sebaliknya.

Hal ini menyebabkan aliran yang axial dan mencegah penumpukan bahan yang

dipindahkan selama rotasi yang dapat membuat waktu pencampuran yang lebih lama.

Page 12: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

11

Tidak dapat digunakan dengan kapasitas yang berlebihan karena pisau tidak akan

bekerja efektif dan bahan tidak tercampur dengan baik

Ribbon mixer biasanya dioperasikan pada suhu kamar tetapi alat ini dapat

juga dilapisi uappanas (pada tekanan atmosfir) atau air pendingin. Meskipun ribbon

mixer relatif memiliki bentuk yang sama ada banyak pilihan modifikasi dan desain

komersial tergantung dari karakteristik bahan, kebutuhan produksi (ukuran batch

dan kondisi kerja) karakteristik mesins eperti fasilitas pemasukan

bahan dan pengeluaran bahan.

Perawatan Ribbon mixer

Dalam ribbon mixer, serbuk dicampur secara horisontal dan vertikal. Proses

pemasukan bahan dapat menjadi sangat berdebu. Bagaimanapun juga selama prose

pencampuran, mixer ini di tutup yang dapat berfungsi untuk membatasi

jumlah debu yang tersebar ke lingkungan. Masalah yang paling utama pada ribbon

mixer adalah adanya "dead-spot" atau daerah yangterletak pada lubang pengeluaran

mixer ini. Sebagai kompensasi dari hal ini, para pemakai harus memasukkan

kembali serbuk yang berada pada daerah ini ke proses pencampuran. Sesungguhnya,

seharusnya ada pengarahan yang cukup dan spesifik untuk menjamin langkah kritis

ini dilakukan. Perhatian lain untuk mixer ini adalah minimnya pencampuran pada

bagian bawah dari alat ini serta permukaan dinding akibat dari jangkauan pisau.

Tingkat penempatan serbuk pada mixer ini biasanya pada bagian terluar dari pisau

bagian atas. Seperti halnya mixer-mixer yang lain, tidak dianjurkan untuk

mengisi mixer terlalu penuh.

Masalah pembersihan, tertutama sekali pada bagian dimana palang

horisontal masuk kemixer, jika pabrik pengguna tidak membongkar dan

membersihkan seal dan packing antarbatch, mereka seharusnya mempunyai dat yang

menunjukkan tidak adanya kontaminan asingdi setiap penggantian batch dengan

produk yang berbeda

Pemakaian Ribbon Mixer di PT. Kino

PT. Kinosentra Industrindo dalam proses pencampuran minuman serbuknya

menggunakan Ribbon Mixer dengan masing-masing kapasitas 120 kg dan 300 kg.

Page 13: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

12

Proses mixing mempunyai waktu 1 hingga 3 menit untuk setiap

batchnya. Seperti penjelasan di atas mengenai dead zone, pada ribbon

mixer yang dimiliki PT. Kino juga terdapat bagian itu, yaitu pada sedikit bagian

bawah dan pada bagian lubang pengeluaran. Untuk mengatasi masalah

ini, biasanya setelah proses pencampuran berjalan kurang lebih 30 detik, bahan

dikeluarkankira-kira setengah ember kapasitas 15 kg kemudian dimasukkan

kembali ke dalam mixer (Kunstanti, 2012).

2.2.6 Paddle Mixer

Paddle mixer adalah mesin mixer dengan efisiensi tinggi yang bekerja cepat,

pencampuran yang teliti dan seragam untuk bahan dengan perbedaan besar. Aksi

scooping dan pengangkatan dari pisau dan konfigurasi criss cross mixing

menyebabkan pencampuran yang akurat dan homogen, bahkan dengan

perbedaan bulk density bahan yang signifikan. Desain pedal memastikan pengeluaran

bahan yangefektif. Konstruksi mixer yang kokoh menyebabkan mixer ini tahan lama.

Fitur:

Pencampuran 10 kali lebih cepat menyebabkan peningkatan kapasitas produksi.

Proses pencampuran yang halus menyebabkan tingkat degradasi produk

yangminimal. Sangat cocok untuk produk yang rapuh dan abrasif.

Aksi pencampuran menyebabkan batch yang homogen.

Pencampuran partial batch sama seperti full batch

Sangat cocok untuk manual atau spray bar cairan tambahan selama

prosespencampuran.

Page 14: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

13

Mencampur serbuk dengan granul pada satu batch secara efisien

Tips memilih Batch mixer:

Ketika memilih sebuah batch mixer untuk suatu keperluan dapat

dipertimbangkan hal-hal dibawah ini:

Bagaimana distribusi ukuran partikael serta konsistensi bahan kaitannya dengan

pergerakan bahan selama proses pencampuran. seberapa besar variasi

dalam homogenitas produk hasil mixer yang dapat diterima.

Variasi apa dalam ukuran batch yang dapat ditangani suatu mixer.

Apakah proses mixer membutuhkan cairan tambahan atau tidak.

Apakah proses pencampuran membutuhkan agitasi, shear atau delumping

Seberapa luas tempat yang dibutuhkan untuk alat mixer dan perlengkapannya.

Peralatan apa yang dibutuhkan untuk handling sebelum dan sesudah mixer.

(Kunstanti, 2012)

Page 15: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

14

BAB III

APLIKASI PROSES MIXING DALAM INDUSTRI

Sistem Automasi Proses Produksi Minuman Dengan Sistem SCADA Menggunakan

PLC

Dunia industri membutuhkan suatu proses produksi yang dapat dioperasikan secara

berurutan dari proses yang satu ke proses yang lain tanpa harus memakai tenaga manusia

yang banyak. Untuk masalah itu, dibutuhkan sistem automasi yang dapat dijalankan dan

dioperasikan dari satu pusat. SCADA dengan menggunakan PLC banyak dipakai dalam

proses industri karena mampu menjawab semua masalah dalam mengontrol aplikasi

industri secara otomatis.

Automatisasi sistem produksi minuman dilakukan dengan menerapkan teknologi

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). Sistem ini memungkinkan seorang

operator/engineer untuk melakukan Monitoring dan juga Controlling sebuah proses

pembuatan minuman/ sirup melalui sebuah unit control (PLC) yang terhubung pada

jaringan Komputer PC. Dalam sistem SCADA ini desain difokuskan pada pembuatan

simulator pembuatan minuman, pengaturan putaran pompa untuk mengontrol debet dari

pompa, selain itu ada fasilitas tambahan yaitu sebagai penggunaan PLC sebagai unit

Control yang ditempatkan pada simulator dan koneksi PLC dan PC untuk penerapan

Visualisasi SCADA. Pengontrolan dengan SCADA dilakukan dengan memanfaatkann

Software Intouch 7. yang dapat mem-visualisasikan proses pembuatan minuman di

lapangan dengan menghubungkan PC dengan PLC, Inverter, pompa, sensor dan peralatan

lainnya. SCADA mengontrol pompa dan valve yang dipergunakan dalam sistem ini

walaupun Operator tidak berada pada lokasi pompa dan valve. Hal ini dimungkinkan

dengan penerapan logika dalam PLC dan menggunakan serial port pada Komputer sebagai

perantara antara software SCADA yang dibuat oleh manusia untuk mengambil data-data

teknis yang ada pada divais (seperti volume, tegangan, arus, dll pada kondisi real time)

yang dimonitor oleh PC.

Page 16: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

15

Desain Proses Produksi Minuman

Desain proses produksi minuman ini membutuhkan 5 buah Tangki, 3 buah Pompa, 1

buah Motor mixer, 1 buah Heater dan asesoris (pipa, klem, dll). Di samping itu tentunya

dibutuhkan 1 unit PLC C-200HS dan software SCADA Intouch. Dibawah ini adalah

gambar kerangka alat yang akan digunakan pada pembuatan automasi proses produksi

minuman.

Gambar 3.1 Kerangka Alat Produksi Minuman

(Felix, dkk., 2004)

Page 17: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

16

Penjelasan tentang Mixer

Motor yang dipakai sebagai mixer mempunyai empat pasang kutub. Untuk

mengatur putaran motor AC diperlukan inverter yang dapat diatur kecepatannya dengan

PLC. Pada penelitian ini digunakan Inverter dengan spesifikasi sebagai berikut:

• FVR 0.75 E9S – 7 JE

• 1 φ 110-220 V 50/60Hz

• 1,9 KVA 5 A 0.2-400 Hz

• Ser no. 61001T1

Dibawah ini adalah gambar dari terminal rangkaian kontrol pada inverter yang dioperasikan

penggunaannya melalui PLC.

Gambar 3.2 Rangkaian Kontrol

Terminal Inverter [2]

(Felix, dkk., 2004)

Sebelum inverter tersebut disambungkan ke PLC, maka bagian yang akan

disambungkan tersebut diatur untuk menjalankan motor pada frekuensi tertentu. Sehingga

begitu PLC memberikan sinyal pada bagian inverter, maka inverter akan beroperasi secara

otomatis. Inverter sendiri tetap mendapatkan suplai listrik 220 V AC, sedangkan motor tiga

phasa tersebut mendapatkan suplai listrik dari inverter. Berikut ini adalah gambar bagan

pengoperasian mixer.

Page 18: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

17

Gambar 3.3 Bagan Pengoperasian Mixer

(Felix, dkk., 2004)

Dengan menggunkan motor ¼ HP dapat dicari torsi motor (Tm) yang digunakan

dengan menggunakan rumus dibawah ini :

N Tm = 9550. P (10)

dimana P : daya motor (kW), dan N : putaran motor (rpm).

Penjelasan tentang sistematika proses produksi minuman dapat dijelaskan seperti

urutan di bawah ini :

1) Pompa satu akan mengisi tangki satu sampai penuh.

2) Setelah tangki satu penuh, maka pompa dua akan mengambil air dan mengisinya

pada tangki dua sampai penuh.

3) Setelah itu valve satu dan valve dua akan membuka bersamaan dan mengisi ke

bagian tangki tiga.

4) Proses mixing akan terjadi setelah tangki ketiga penuh dari campuran tangki satu

dan tangki dua.

5) Hasil dari proses mixing akan dibawa ke tangki empat oleh pompa tiga, tetapi

proses ini tidak akan berjalan sebelum isi pada tangki empat kosong.

6) Setelah tangki empat terisi penuh, maka akan dilanjutkan dengan proses heater.

7) Setelah proses heater selesai, solenoid valve empat dihubungkan dengan tombol

untuk mengeluarkan minuman dari tangki empat. Dimana tombol ini digerakkan

secara manual dengan pengeluaran cairan yang diatur oleh timer PLC.

Page 19: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

18

Page 20: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

19

Gambar 3.4 Flowchart dari Plan Produksi Minuman

(Felix dkk, 2004)

Page 21: - MIXING - MEKANIKA FLUIDA DAN PARTIKEL.pdf

Mekanika Fluida dan Partikel Mixing

20

DAFTAR PUSTAKA

Felix Pasila, Stephanus A. Ananda, Nelson Kusuma Rahardja. 2004. Sistem

Automasi Proses Produksi Minuman Dengan Sistem SCADA Menggunakan

PLC. Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Elektro, Universitas

Kristen Petra. http://puslit.petra.ac.id/journals. Diakses pada : 26 September

2013.

Gardjito, Immanuel. 2010. Dry Mixing.

http://www.academia.edu/3359270/Dry_mixing. Diakses pada : 26

September 2013.

Hilmawan, Ardi. 2011. Mixing. http://www.myspace.com/566876251/blog

Diakses pada : 27 September 2013.

Kustanti, Ika. 2012. Otomatisasi Proses Mixing Pada Susu Pasteurisasi.

http://maulana.lecture.ub.ac.id/files/2012/12/Mixer-Ika-Kustanti.pdf.

Diakses pada : 27 September 2013.

Lubis, Ahmad Husni. 2012. Pencampuran Bahan Kimia (MIXING PROCESS).

http://ahmadhusnilubis.blogspot.com/2012/02/pencampuran-bahan-kimia-

mixing-process.html. Diakses pada : 27 September 2013.

Rizkiana, Wening dan Putra, Ari Permana. 2012. Mixing Equipment. Bogor : Institut

Pertanian Bogor. Diakses : 27 September 2013.