BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1. Ukuran Fluid Mixing

Tabel 4.1. Data HasilPengamatan

Baffle Jenisimpeller rpm Dt Da W E L H Polaaliran

Tidak

Marine

propeller

20 38 34 12 21 10 54 Radial

40 38 34 12 21 10 54 Radial

60 38 34 12 21 10 54 Radial

80 38 34 12 21 10 54 Radial

Ada

100 38 34 12 21 10 54 Radial

20 38 34 12 21 10 54 Radial

40 38 34 12 21 10 54 Radial

60 38 34 12 21 10 54 Radial

80 38 34 12 21 10 54 Radial

100 38 34 12 21 10 54 Radial

4.2. Gambar pola aliran

Tabel 4.2.Polaaliranpengamatan

Impeller Baffle 100 rpm 200 rpm 300 rpm 400 rpm

Turbine

Tidak

Ada

4.3. Perhitungan

4.3.1.Tipeimpeller yang digunakan

Impeller yang digunakanialahmarine propeller

Gambar 4.1.Marine propeller

(Sumber: Sucitro,A. 2014)

4.3.2. KonversiSatuan

Da (diameterimpeller) = 18cm = 0,18 m

Dt (diametertabung) = 38cm = 0,38 m

W (lebardauntabung) = 12cm = 0,12 m

E (jarak dasartabungkeimpeller) = 12cm = 0,12 m

L (panjangdaunimpeller) = 15 cm = 0,15 m

H (tinggilarutan) = 36cm = 0,36 m

N (kecepatanputar) =

Rpm Rps

20

40

0,3333

0,6667

60 1,0000

80 1,3333

100 1,6667

4.3.3. Perbandingan Da/Dt, H/Dt, E/Da, L/Da, W/Da

Da

Dt

=0 ,18 m0 ,38 m

=0 ,4737

HDt

=0 ,36 m0 ,38 m

=0 ,9474

EDa

=0 ,12 m0 ,18 m

=0 ,6667

LDa

=0 ,15 m0 ,18 m

=0 ,8333

WDa

=0 ,12m0 ,18m

=0 ,6667

4.3.4. Perhitungan Reynold Number

Reynold Number dicaridenganrumus:

Data densitasdanviskositas air pada T 250C adalah :

ρ = 1097,5 kg/m3

μ = 8,9 x 10-4 kg/m.s

1) N1 = 20 Rpm = 0,3333 Rps

NRe =

(0,18m)2 (0,3333 rps )(1.097,5kg

m3)

0,00089kgm s

NRe = 13316,6

2) N2 = 40 Rpm = 0,6667 Rps

NRe=

(0,18 m)2 (0,6667 rps )(1.097,5kg

m3)

0,00089kgm s

NRe = 26637,3

3) N3 = 60 Rpm = 1 Rps

NRe =

(0,18m)2 (1 rps )(1.097,5kg

m3)

0,00089kgm s

NRe = 39953,9

4) N4 = 80 Rpm = 1,3333 Rps

NRe =

(0,18 m)2 (1,3333 rps )(1.097,5kg

m3)

0,00089kgm s

NRe = 52370,6

5) N4 = 100 Rpm = 1,6667 Rps

NRe=D

a2n ρ

μ

NRe =

(0,18m)2 (1,6667 rps )(1.097,5kg

m3)

0,00089kgm s

NRe = 66409,2

4.3.5. Mencari nilai Power Number (Np)

1) Dengan baffle:

N1 = 20 Rpm

NRe = 13316,6

Untuk mendapatkan nilai power number plotkan NRe dengan grafik pada Fig 6.5

pada buku Mass Transfer Operation By Mcgraw-Hill Chemical Engineering Series

pada halaman 152 makadidapatkan Np = 0,4.

N2 = 40 Rpm

NRe = 26637,3

Untuk mendapatkan nilai power number plotkan NRe dengan grafik pada Fig 6.5

pada buku Mass Transfer Operation By Mcgraw-Hill Chemical Engineering Series

pada halaman 152maka didapatkan Np =0,4.

N3 = 60 Rpm

NRe = 39953,9

Untuk mendapatkan nilai power number plotkan NRe dengan grafik pada Fig 6.5

pada buku Mass Transfer Operation By Mcgraw-Hill Chemical Engineering Series

pada halaman 152 makadidapatkan Np = 0,4.

N4 = 80 Rpm

NRe = 52370,6

Untuk mendapatkan nilai power number plotkan NRe dengan grafik pada Fig 6.5

pada buku Mass Transfer Operation By Mcgraw-Hill Chemical Engineering Series

pada halaman 152maka didapatkan Np = 0,4.

N5 = 100 Rpm

Nre = 66409,2

Untuk mendapatkan nilai power number plotkan NRe dengan grafik pada Fig 6.5

pada buku Mass Transfer Operation By Mcgraw-Hill Chemical Engineering Series

pada halaman 152maka didapatkan Np = 0,4.

2) Tanpa baffle:

N1 = 20 Rpm

NRe = 13316,6

Untuk mendapatkan nilai power number plotkan NRe dengan grafik pada Fig 6.5

pada buku Mass Transfer Operation By Mcgraw-Hill Chemical Engineering Series

pada halaman 152 makadidapatkan Np = 0,39

N2 = 40 Rpm

NRe = 26637,3

Untuk mendapatkan nilai power number plotkan NRe dengan grafik pada Fig 6.5

pada buku Mass Transfer Operation By Mcgraw-Hill Chemical Engineering Series

pada halaman 152maka didapatkan Np = 0,38.

N3 = 60 Rpm

NRe = 39953,9

Untuk mendapatkan nilai power number plotkan NRe dengan grafik pada fig 6.5

pada buku Mass Transfer Operation By Mcgraw-Hill Chemical Engineering Series

pada halaman 152maka didapatkan Np = 0,0,36

N4 = 80 Rpm

NRe = 52370,6

Untuk mendapatkan nilai power number plotkan NRe dengan grafik pada fig 6.5

pada buku Mass Transfer Operation By Mcgraw-Hill Chemical Engineering Series

pada halaman 152maka didapatkan Np = 0,35.

N5 = 100 Rpm

NRe = 66409,2

Untuk mendapatkan nilai power number plotkan NRe dengan grafik pada fig 6.5

pada buku Mass Transfer Operation By Mcgraw-Hill Chemical Engineering Series

pada halaman 152maka didapatkan Np = 0,345.

4.3.6 Mencari nilai daya (P)

Untuk mencari daya yang dihasilkan impeller, dapat dicari dengan

menggunakan rumus :

P=N P⋅ ρ⋅ n3⋅D a

5

gc

gc=1 N skgm

2

Nilai gc di dapatkan dari buku Principle of Chemical Engineering.

a) Daya impeller dengan baffle.

N1 = 20 Rpm = 0,3333Rps

NP = 0,4

P1 =

0 ,4 (1.097,5kgm3 )( 0,3333

s )3

(0,18 m)5

N s2

kgm

= 0,0031Nm❑

s

= 0,0031watt

N2 = 40 Rpm = 0,6667 Rps

NP = 0,4

P2 =

0 ,4 (1.097,5kgm3 )( 0,6667

s )3

(0,18 m)5

N s2

kgm

= 0,0246Nm❑

s

= 0,0246 watt

N3 = 60 Rpm = 1 Rps

NP = 0,4

P3 =

0 ,4 (1.097,5kgm3 )( 1

s )3

(0,18 m)5

N s2

kg m

= 0,0830Nm❑

s

= 0,0830watt

N4 = 80 Rpm = 1,3333 Rps

NP = 0,4

P4 =

0 ,4 (1.097,5kgm3 )( 1,3333

s )3

(0,18 m)5

N s2

kg m

= 0,1966Nm❑

s

= 0,1966 watt

N5 = 100 Rpm = 1,6667 Rps

NP = 0,4

P5 =

0 ,4 (1.097,5kgm3 )( 1,6667

s )3

(0,18 m)5

N s2

kgm

= 0,3841Nm❑

s

= 0,3841 watt

b) Daya yang dihasilkan impeller tanpa baffle

N1 = 20 Rpm = 0,3333 Rps

NP = 0,39

P1 =

0,39(1.097,5kgm3 )( 0,3333

s )3

(0,18 m)5

N s2

kg m

= 0,0030Nm❑

s

= 0,0030watt

N2 = 40 Rpm = 0,6667 Rps

NP = 0,38

P2 =

0,38(1.097,5kgm3 )( 0,6667

s )3

(0,18 m)5

N s2

kg m

= 0,0234Nm❑

s

= 0,0234 watt

N3 = 60 Rpm = 1 Rps

NP = 0,36

P3 =

0,36(1.097,5kgm3 )( 1

s )3

(0,18 m)5

N s2

kgm

= 0,0747Nm❑

s

= 0,0747 watt

N4 = 80 Rpm = 1,3333 Rps

NP = 0,35

P4 =

0,35(1.097,5kgm3 )(1,3333

s )3

(0,18 m)5

N s2

kgm

= 0,1720Nm❑

s

= 0,1720 watt

N5 = 100 Rpm = 1,6667 Rps

NP = 0,345

P5 =

0,345(1.097,5kgm3 )(1,6667

s )3

(0,18 m)5

N s2

kg m

= 0,3313Nm❑

s

= 0,3313 watt

4.4. Grafik N (Rps) Terhadap P (daya)

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.80

0.050.1

0.150.2

0.250.3

0.350.4

Pengaruh N terhadap P yang dihasilkan dengan Baffle

N (Rpm)

P (W

att)

Gambar 4.2.GrafikPengaruh N terhadap P denganbaffle

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.80

0.050.1

0.150.2

0.250.3

0.35

Pengaruh N terhadap P yang dihasilkan tanpa Baffle

N (Rpm)

P (W

att)

Gambar 4.3.GrafikPengaruh N terhadap P tanpabaffle

4.2 PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini kami melakukan praktikum menggunakan alat Fluid

mixing apparatur yang bertujuan untuk mengetahui pola aliran dari proses

pencampuran antara air,pasir dan garam. Pasir dan garam merupakan solute sedangkan

air berperan sebagai solvent. Adapun bagian-bagian dari alat fluid mixing apparatus ini

berupa control panel yang berfungsi untuk mengalirkan listrik ke alat dan untuk

mengatur kecepatan putaran impeller, vessel yang berfungsi sebagai bejana tempat

pengadukan terjadi, lalu motor yang terdiri atas rotor dan stator, yang dimana stator

merupakan agitator dan rotor merupakan impeller. Impeller sendiri berfungsi sebagai

alat yang digunakan untuk mencampurkan ketiga bahan tersebut.

Baffle berfungsi sebagai alat yang mencegah terjadinya vortex (rongga udara)

yang terjadi pada saat pengadukan dan menambah turbulensi pada saat pengadukan

terjadi dan juga mencegah terjadinya floading akibat meningkatnya jumlah volume ,

selain itu salter berfungsi untuk menghitung densitas zat yang berada pada vessel

sebelum dan sesudah proses pengadukan. Apabila densitas zat itu besar sudah pasti

massa nya pun besar.

Viskositas merupakan hal yang perlu diperhatikan sebelum melakukan

pencampuran karena penggunaan impeller berbeda pada setiap viskositas. Hal itu

dilakukan agar proses pencampuran dapat terjadi secara efisien. Impeller yang

digunakan pada percobaan kali ini adalah impeller dengan tipe turbine. Tiap tipe

impeller menghasilkan pola aliran yang berbeda, impeller tipe propeller akan

menghasilkan pola aliran aksial yaitu menimbulkan aliran yang sejajar dengan sumbus

poros pengaduk sedangkan tipe turbine akan menghasilkan aliran radial yang

mempunyai arah tangensial dan radial terhadap bidang rotasi pengaduk. Aliran

tangensial inilah yang menyebabkan terjadinya vortex. Dengan adanya vortex ini, maka

mixing menjadi tidak sempurna dikarenakan partikel mengumpul di tengah vessel

sehingga pencampuran lambat terjadi dan harus dilakukan dengan putaran (rpm) tinggi.

Vortex adalah peristiwa yang ditimbulkan oleh gerakan putaran impeller sehingga

membentuk ruang udara didalam vessel yang menyebabkan volume seolah-olah

bertambah yang dapat menyebabkan overflow,dan jika ini dilakukan dalam skala

pabrik, maka pabrik itu akan merugi dan produksi pun menurun. Penanggulangan

vortex sendiri selain dengan baffle bias juga dengan pengarahan terhadap letak

agitatornya

Peletakkan impeller juga harus diperhatikan, jika impeller diletakkan terlalu

bawah maka pengadukan tidak akan maksimal akibat tidak dapat menjangkau bagian

atas begitu juga sebaliknya apabila impeller diletakkan terlalu atas maka pengadukan

tidak dapat menjangkau bagian bawah. Pada saat air dan garam tercampur akan

menghasilkan larutan dengan konduktivitas yang tinggi. Bertmabahnya kecepatan pada

pengadukan pun menyebabkan tingginya konduktivitas yang dihasilkan.

Prinsip kerja dari fluid mixing sendiri berdasarkan terhadap pencampuran dan

juga pengadukan. Dimana disini pencampuran dan juga pengadukan saling berbanding

lurus satu sama lain. Proses pencampuran akan bekerja optimal apabila proses

pengadukan berjalan dengan baik. Semakin cepat perputaran pengadukan maka akan

semakin cepat pula material yang dimasukkan untuk bercampur menjadi homogenya

Untuk pengaplikasiannya sendiri di dalam industri, alat fluid mixing biasanya

bisa kita lihat pada pabrik pembuatan roti saat proses pencampuran bahan-bahan untuk

membuat roti, sedangkan untuk contoh alat industrinya sendiri, prinsip dan cara kerja

fluid mixing bisa kita lihat pada alat clarifier dan juga thickener.

Semakin besar nilai N maka semain besar pula P, dimana N merupakan simbol

dari kecepatan pengadukan dalam satuan radian per sekon dan P adalah simbol dari

besarnya daya dalam satuan watt. Pada saat N menunjukkan nilai 0,3333 rps maka watt

yang dibutuhkan sebesar 0.0031 Watt, pada 0,6667 rps maka watt yang dibutuhkan

sebesar 0,0246 Watt, pada 1 rps maka daya yang dibutuhkan adalah sebesar 0,0830

Watt, pada 1,3333 rps maka daya yang dibutuhkan adalah sebesar 0,1966 Watt, serta

pada N menunjukkan nilai 1,6667 radian per sekon, maka daya yang dibutuhkan oleh

alat fluid mixing apparatus adalah sebesar 0,3841 Watt.

BAB V

PENUTUP

5.2 Kesimpulan

1). Prinsip dan cara kerja dari alat fluid mixing apparatus berdasarkan proses

pencampuran dan pengadukan

2). salter berfungsi untuk menghitung densitas zat yang berada pada vessel sebelum

dan sesudah proses pengadukan

3) Di dalam praktikum, impeller yang digunakan adalah open turbine, dengan arah

aliran radial

4). Penggunaan baffle diperuntukkan menanggulangi vortex yang muncul saat proses

pencampuran, selain dengan baffle untuk minimalisir vortex bias dengan

pengarahan terhadap letak agitator

5.2 Saran

Saran untuk laboratorium unit operasi ialah memperbaiki alat yang tidak

berfungsi lagi agar disaat praktikum, praktikkan dapat lebih mengerti proses dan

prinsip kerja alat.. Sehingga praktikum pun bias berjalan secara maksimal.