laporan sedimentasi
-
Upload
aziz-ardiansyah -
Category
Documents
-
view
162 -
download
15
description
Transcript of laporan sedimentasi
LAPORAN RESMI
PROPOSAL PRAKTIKUMPRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
SEDIMENTASI
(D7)
Disusun oleh
DISKIALINNA ALHAQ (121040007/TK)
DHIRA RIZKY ARDHINI
(121040021/TK)
LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL VETERAN
YOGYAKARTA
2007HALAMAN PENGESAHAN
PROPOSAL PRAKTIKUM
PRAKTIKUM DASAR TEKNIK KIMIA
SEDIMENTASI
(D7)
Disusun oleh
DISKIALINNA ALHAQ (121040007/TK)
DHIRA RIZKY ARDHINI
(121040021/TK)
Yogyakarta, Maret 2007 Asisten pembimbing praktikum
Puji dan syukur kami panjatkan ke-Hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Laporan resmi Praktikum Dasar Teknik Kimia yang berjudul Sedimentasi dengan tepat.
Adapun tujuan dari pembuatan Laporan resmi ini adalah untuk memenuhi syarat kelulusan mata kuliah Praktikum Dasar Teknik Kimia.
Dengan selesainya makalah ini, penyusun mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:
1. Siti Diyar Kholisah, ST, MT, selaku Kepala Laboratorium Dasar Teknik Kimia UPN Veteran Yogyakarta.
2. Wienarno Nurrakhmadi, selaku Asisten Pembimbing Praktikum Dasar Tenik Kimia pada acara (D7) ini.
3. Seluruh staf Laboratorium Dasar Teknik Kimia atas seluruh bantuannya yang telah diberikan kepada praktikan.
4. Seluruh pihak yang telah membantu baik langsung maupun tidak langsung sehingga makalah ini dapat diselesaikan.
Akhir kata penyusun berharap agar makalah ini dapat bermanfaat bagi penyusun dan semua pihak yang memerlukan laporan ini.
Yogyakarta, Mei 2005
Penyusun
DAFTAR ISI HalamanHalaman Judul
i
Halaman Pengesahan
ii
Prakata
iii
Daftar Isi
iv
Daftar Tabel
vDaftar Gambar
viDaftar Lambang
viiIntisari
viiiBab I. Pendahuluan
1.1. Maksud Percobaan
11.2. Latar Belakang 11.3. Tinjauan Pustaka 2Bab II. Pelaksanaan Percobaan
1.1. Bahan 101.2. Alat-alat 101.3. Gambar Rangkaian Alat 101.4. Cara Kerja 111.5. Analisa Percobaan 11Bab III. Hasil dan Pembahasan ... 13Bab IV. Kesimpulan 34
Daftar Pustaka 35
Lampiran
Tanya Jawab Seminar
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1.1 Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 35 g/l...
Tabel 3.1.2Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 45 g/l...
Tabel 3.1.3Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 55 g/l...
Tabel 3.2.1 Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 35 g/l (tabung besar)....
Tabel 3.2.2 Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 35 g/l (tabung kecil)....
Tabel 3.2.3Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 45 g/l (tabung besar)....
Tabel 3.2.4 Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 45 g/l (tabung kecil).... ...
Tabel 3.2.5 Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh (z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 55 g/l (tabung besar)....
Tabel 3.2.6 Hubungan antara tinggi batas bidang bening keruh(z) dengan waktu sedimentasi () pada Co = 55 g/l (tabung kecil)....................
Tabel 3.3.1 Garis singgung pada Co = 35 gr/ltr ; Zo = 72 cm (tabung besar)..Tabel 3.3.2 Garis singgung pada Co = 35 gr/ltr ; Zo = 76 cm (tabung kecil)...Tabel 3.3.3 Garis singgung pada Co = 45 gr/ltr ; Zo = 73 cm (tabung besar)..Tabel 3.3.4 Garis singgung pada Co = 45 gr/ltr ; Zo = 70 cm (tabung kecil)...Tabel 3.3.5 Garis singgung pada Co = 55 gr/ltr ; Zo = 74 cm (tabung besar)..Tabel 3.3.6 Garis singgung pada Co = 55 gr/ltr ; Zo = 80 cm (tabung kecil)...
13
14
15
17
18
20
22
24
26
28
29
30
31
32
33
DAFTAR GAMBAR
HalamanGambar 1. Mekanisme sedimentasi secara batch 2Gambar 2. Gerak jatuh partikel dalam fluida 4Gambar 3. Hubungan antara tinggi batas bening keruh(z) dan waktu() 6Gambar 4. Hubungan kecepatan dengan konsentrasi pada lapisan batas 6Gambar 5. Grafik hubungan CL.Vs.VL 9Gambar 6. Rangkaian alat percobaan sedimentasi 10Gambar 3.2.1 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=35gr/lt; Zo=72 cm (Tabung Besar) 17Gambar 3.2.2 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=35 gr/lt; Zo=76 cm (Tabung Kecil) 19 Gambar 3.2.3 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=45 gr/lt; Zo=73 cm (Tabung Besar) 21 Gambar 3.2.4 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=45gr/lt; Zo=70 cm (Tabung Kecil) 23 Gambar 3.2.5 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=55 gr/lt; Zo=74 cm (Tabung Besar) 25 Gambar 3.2.6 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=55 gr/lt; Zo=80 cm (Tabung Kecil) 27 Gambar 3.3.1 Grafik Garis Singgung pada Co = 35 gr/lt ; Zo = 72 cm (Tabung Besar) 28Gambar 3.3.2 Grafik Garis Singgung pada Co = 35 gr/lt ; Zo = 76 cm (Tabung Kecil) 29 Gambar 3.3.3 Grafik Garis Singgung pada Co = 45 gr/lt ; Zo = 73 cm (Tabung Besar) 30 Gambar 3.3.4 Grafik Garis Singgung pada Co = 45 gr/lt ; Zo = 70 cm (Tabung Kecil) 31 Gambar 3.3.5 Grafik Garis Singgung pada Co = 55 gr/lt ; Zo = 74 cm (Tabung Besar) 32 Gambar 3.3.6 Grafik Garis Singgung pada Co = 55 gr/lt ; Zo = 80 cm (Tabung Kecil) 33 DAFTAR LAMBANG
A= Luas penampang tabung, cm2
C= Konsentrasi padatan pada lapisan, g/l
C0= Konsentrasi slurry mula-mula, g/l
Cd= Koefisien gesekan
CL= Konsentrasi slurry pada bidang batas, g/l
Dp = Diameter partikel, cm
g= Percepatan grafitasi, cm/s2
m= massa partikel, g
NRe= Bilangan Reynold
V= Kecepatan relatif fluida, cm/s
VL= Kecepatan sedimentasi, cm/s
Vt= Kecepatan termal, cm/s
VP= Volume padatan, , cm3zi= Perpotongan garis singgung kurva z vs dengan ordinat, cm
zL= Tinggi bidang batas bening keruh pada = L, cm
= Viskositas fluida, g/cm.s
= Densitas fluida, g/ cm3s= Densitas padatan, g/ cm3
L = Waktu sedimentasi, s INTISARI
Sedimentasi adalah merupakan cara pemisahan campuran padatan dalam bentuk slurry berdasarkan prinsip pengendapan oleh gaya berat menjadi cairan bening, cairan yang lebih pekat dan endapannya.
Percobaan ini dilaksanakan dengan menggunakan zat padat CaCO3 atau kapur dengan konsentrasi tertentu yang berbeda dan menggunakan dua buah tabung dengan diameter yang berbeda sebagai tempat pengendapan. Pengamatan dilakukan dengan mengukur tinggi batas bidang bening keruh (z) setiap selang waktu () 2 menit. Percobaan dihentikan bila telah tercapai endapan konstan. Kemudian diulang lagi dengan konsentrasi yang berbeda.
Dari pengamatan didapat grafik hubungan antara bidang batas bening keruh (z) dengan waktu (), sehingga akan terlihat bahwa makin besar konsentrasi suspensi, maka waktu pengendapan yang dipakai akan semakin lama. Berdasarkan grafik hubungan z vs dibuat grafik hubungan kecepatan sedimentasi (VL) dengan konsentrasi padatan (CL) dimana semakin besar konsentrasi padatan yang terbentuk maka semakin turun kecepatannya.Hasil percobaan untuk tabung besar dengan konsentrasi slurry 35 gr/lt diperoleh hubungan antara waktu dengan tinggi bidang batas bening keruh yang dinyatakan dengan persamaan Z=66,317e-0.0792dengan persen kesalahan 29,82 % dan hubungan antara CL dengan VL yang dinyatakan dengan persamaan CL=5,7893e-0.0172(VL).Hasil percobaan untuk tabung besar dengan konsentrasi slurry 45 gr/lt diperoleh hubungan antara waktu dengan tinggi bidang batas bening keruh yang dinyatakan dengan persamaan Z=59,229e-0.0645dengan persen kesalahan 30,40 % dan hubungan antara CL dengan VL yang dinyatakan dengan persamaan CL=6,2463e-0,0147(VL).Hasil percobaan untuk tabung besar dengan konsentrasi slurry 55 gr/lt diperoleh hubungan antara waktu dengan tinggi bidang batas bening keruh yang dinyatakan dengan persamaan Z=60,271e-0.0546dengan persen kesalahan 23,40 % dan hubungan antara CL dengan VL yang dinyatakan dengan persamaan CL=10,46e-0166(VL).Hasil percobaan untuk tabung kecil dengan konsentrasi slurry 35 gr/lt diperoleh hubungan antara waktu dengan tinggi bidang batas bening keruh yang dinyatakan dengan persamaan Z=77,87e-0.0407dengan persen kesalahan 2,93 % dan hubungan antara CL dengan VL yang dinyatakan dengan persamaan CL=5,4466e-0,0358(VL).Hasil percobaan untuk tabung kecil dengan konsentrasi slurry 45 gr/lt diperoleh hubungan antara waktu dengan tinggi bidang batas bening keruh yang dinyatakan dengan persamaan Z=66,264e-0.027dengan persen kesalahan 4,17 % dan hubungan antara CL dengan VL yang dinyatakan dengan persamaan CL=10,56e-0,0424(VL).Hasil percobaan untuk tabung kecil dengan konsentrasi slurry 55 gr/lt diperoleh hubungan antara waktu dengan tinggi bidang batas bening keruh yang dinyatakan dengan persamaan Z=73,989e-0.0139dengan persen kesalahan 4,43 % dan hubungan antara CL dengan VL yang dinyatakan dengan persamaan CL=4,9433e-0.0312(VL).BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Tujuan Percobaan
1. Mempelajari pengaruh konsentrasi padatan terhadap kecepatan sedimentasi pada slurry CaCO3 secara batch.
2. Membuat grafik hubungan antara tinggi bidang batas bening keruh (Z) dengan waktu pengendapan ().
3. Membuat grafik hubungan antara kecepatan pengendapan (V1) dengan konsentrasi slurry (C1).
1.2 Latar Belakang
Di dalam praktek dan kehidupan sehari-hari banyak di jumpai proses yang melibatkan zat padat dan cairan, baik yang sejenis sama atau yang berbeda dan dengan diameter padatan yang berbeda-beda. Di samping itu sering dijumpai proses pemisahan zat padat dengan zat cair dengan menggunakan gaya gravitasi, yaitu sedimentasi. Jadi sedimentasi dapat diartikan sebagai suatu proses pemisahan suspensi menjadi cairan dan padatan yang lebih pekat, di mana menggunakan prinsip pengendapan berdasarkan gaya gravitasi.
Proses sedimentasi banyak dipakai dalam proses industri pada unit pemisahan karena prosedur pelaksanaan sederhana dan hasilnya baik. Misalnya digunakan pada penjernihan air dan proses pengambilan senyawa magnesium pada air laut. Selain itu proses sedimentasi digunakan untuk memisahkan bahan buangan dari bahan yang akan diolah, hal ini kita lihat pada pabrik gula untuk memisahkan bahan buangan dari hasil cairan yang akan diolah menjadi gula.
Dalam pelaksanaannya, sedimentasi dapat dilakukan dengan cara, yaitu:
1. Secara Batch
2. Secara Kontinyu
Sedimentasi di dalam industri biasanya menggunakan proses kontinyu di dalam tangki besar, dan menggunakan air sebagai zat pensuspensi. Sedangkan di dalam laboratorium biasa dilakukan sedimentasi secara Batch di dalam silinder vertical, karena lebih sederhana, mudah dan murah.
1.3 Tinjauan PustakaSedimentasi adalah pemisahan campuran padatan dan cairan yang berupa suspensi menjadi cairan bening dan suspensi yang lebih pekat karena gaya berat padatan itu sendiri. Proses pemisahan ini terjadi secara mekanis dan berdasarkan pada perbedaan densitas pada temperature yang sama, terjadi antara padatan dan fluida.
Proses sedimentasi yang dijalankan secara batch, seperti yang dijalankan di dalam laboratorium, digunakan untuk kapasitas kecil. Sedangkan sedimentasi secara kontinyu biasa digunakan di dalam industri dengan kapasitas besar.
(Brown, G.G, 1978)
Mekanisme sedimentasi secara batch dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 1. Mekanisme sedimentasi secara batchKeterangan gambar:
A. Cairan bening atau fluida bebas butiran
B. Bagian dengan konsentrasi seragam
C. Bagian dengan distribusi berbagai ukuran partikel dan konsentrasi tidak seragam
D. Bagian transisi atau titik kritis
E. Endapan partikel-partikel padat
Suspensi dengan konsentrasi padatan yang seragam dimasukkan ke dalam tabung (gb.1a) dan dibiarkan mengendap. Setelah proses pengendapan dimulai, suspensi di dalam tabung silinder terbagi menjadi beberapa bagian (gb.1b). bagian dengan partikel padatan yang lebih berat akan mengendap lebih dulu (D), diatasnya terdapat bagian dimana terdiri dari distribusi berbagai ukuran dan konsentrasi partikel yang tidak seragam (C), bagian (B) adalah bagian dengan partikel-partikel yang berukuran hampir sama, dan mempunyai konsentrasi yang seragam. Di atasnya adalah bagian yang terdiri dari cairan bening (A).
Selama sedimentasi berlangsung, maka ketinggian tiap bagian akan berubah (gb. 1b, 1c,1d) dan akhirnya akan dicapai suatu keadaan dimana bagian B dan C akan hilang dan semua padatan akan mengendap (gb. 1e).
Didalam sedimentasi secara kontinyu juga akan terdapat bagian-bagian yang sama dengan sedimentasi secara batch, tetapi pada saat keadaan steady state umpan suspensi ke dalam penampungan sama tiap satuan waktu dengan sludge (lumpur) dan cairan bening yang dikeluarkan dari penampungan, sehingga tinggi masing-masing bagian akan konstan.
Proses sedimentasi secara kontinyu memakai alat yang disebut thickener. Sedimentasi secara batch memakai alat yang disebut silinder, maka suspensi dimasukkan dari atas, kemudian cairan bening dan padatannya dikeluarkan lewat bawah.
Mekanisme sedimentasi dapat dijelaskan dengan teori gerak partikel padat dalam fluida. Jika butir padat seberat M gram jatuh bebas dengan kecepatan V cm/s relatif terhadap fluida dimana densitas padatan dan densitas fluida dicari, maka partikel tersebut mengalami tiga macam gaya yaitu:
1. Gaya gravitasi dengan arah ke bawah
Fg = mg (1)
dimana :Fg = gaya gesek
m = massa parikel
g = kecepatan grvitasi
2. Gaya apung dengan arah ke atas
Fb = (m..g)/ s = Vs. .g (2)
dimana :Fb = gaya apung
m = massa partikel
g = kecepatan grvitasi
vs = kecepatan padatan
= densitas
s = densitas3. Gaya gesekan/ drag force berlawanan arah dengan gerak benda
Fd = (Cd.V2. .A) / 2 (3)
dimana :
Fd = gaya gesek
Cd = koefisien gaya gesek
v = kecepatan padatan
A = luas penampang aliran
= densitas
Ketiga gaya pada partikel diatas dapat dijelaskan sebagai berikut:
Gambar 2. Gerak jatuh partikel dalam fluida
Resultan gaya-gaya yang bekerja
(Fg Fb Fd) gc = m dv/d (4)
Dengan mendistribusikan persamaan (1), (2) , (3) ke dalam persamaan (4), maka :
dv/d = g (s/) g [(Cd.v2. .A)/2m] (5)
dv/d = g (1 - s/) [(Cd.v2. .A)/2m] (6)
Untuk partikel yang terbentuk bola, A = .Dp2 / 4 dan m = (. Dp3 / 6), persamaan (6) menjadi :
dv/d = g (1 - s/) [(3.Cd.v2. .A) /2m] (7)Pada terminal velocity, dc/d = 0, sehingga :
(3.Cd.v2. ) / (4.Dp. s) = g (1-s/) (8)Persamaan (8) diselesaikan menjadi :
(9)
Harga Cd dapat dicari dengan grafik Dp vs NRc pada buku Perrys Chemical Engineers Handbook edisi 7.
(10)
Persamaan (10) disubtitusikan ke persamaan (9):
(11)
dimana :g = percepatan gravitasi (m/s2)
Cd = drager efisien
A = luas proyeksi partikel terhadap arah gerakan (m2)
= densitas padatan (kg/m3)
= densitas fluida (kg/m3)
m = massa padatan (kg)
Vt = kecepatan terminal (m/s)
Gerak partikel di dalam fluida, terbagi dalam 3 periode, yaitu :
1. Periode jatuh dengan percepatan karena gaya gravitasi.2. Free Settling
Periode jatuh dengan kecepatan tetap, yang berpengaruh hanya gaya gravitasi.3. Hindered Settling
Periode dimana kecepatan sedimentasi berkurang ketika terjadi kenaikan konsentrasi, yang disebabkan karena kenaikan densitas dan viskositas.Kecepatan pengendapan merupakan fungsi dari konsentrasi padatan dalam fluida dengan pertolongan grafik hubungan antara tinggi bidang batas bening keruh (z) terhadap waktu ().
Gambar 3. Hubungan antara tinggi batas bening keruh (z) dan waktu ()
Kecepatan sedimentasi dapat dicari dari slope garis singgung kurva. Contoh pada gambar (3).
Kecepatan sedimentasi:
VL = slope = tg. = y/x = (z1 zL)/ L (12)
Hubungan antara konsentrasi dengan kecepatan sedimentasi dapat dilihat, sebagai berikut :
(v + dv + vL) C - dC
C, V + VL
Gambar 4 . Hubungan kecepatan dengan konsentrasi pada lapisan batas
dimana :
C
= Konsentrasi padatan pada lapisan
VL
= kecepatan pengandapan dari partikel pada lapisan
(V+dV+VL) = kecepatan padatan masuk ke dalam lapisan dilihat dari permukaan
lapisan
(C dC) = konsentrasi padatan masuk ke dalam lapisan.
(V+VL) = kecepatan padatan ke luar lapisan dilihat dari permukaan
lapisan.
Dari persamaan diatas lalu dibuat neraca massa proses sedimentasi :
(C-dC)A (V+dV+VL) = CA (V+VL) (13)
Untuk luas penampang (A) yang konstan, maka persamaan (13) menjadi:
VL = C dV/dC V dV (14)
dV dapat diabaikan, karena kecil:
VL = C dV/dC V (15)
Asumsi kecepatan adalah fungsi dari konsentrasi:
VL = f(C)
dV/dC = f (C)
Jika C tetap pada lapisan, maka f ( C ), f (C) dan VL, tetap. Harga VL yang tetap di dalam kecepatan bidang batas dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi padatan pada lapisan dari penyelesaian secara batch.Jumlah padatan yang melewati lapisan sama dengan jumlah padatan total karena lapisan ini mempunyai konsentrasi yang mulai terbentuk dari bawah dan menuju atas ke bidang batas, sehingga :
CL.AL. L. (V+VL) = C0.z0.A (15)
dimana:
C0 = konsentrasi awal dari padatan tersuspensi
z0 = tinggi awal dari padatan tersuspensi
A = luas silinder
CL = kosentrasi lapisan batas
L = waktu untuk bergerak dari dasar ke permukaan batas
(V+VL) = kecepatan padatan keluar dari lapisan
Bila ZL adalah bidang batas saat L dengan VL konstan, maka:
(17)
Dari hasil plot dapat percobaan grafik z vs diperoleh VL sebagai slope dari kurva pada = L. Garis singgung kurva pada L memotong ordinat pada zi. slope dari garis singgung ini adalah :
(18)
Sedangkan harga CL dapat dicari dengan persamaan (16)
CL.AL. L.(V+VL) = C0.Z0.A
Karena AL = A, maka :
CL.AL. L.(V+VL) = C0.Z0.A (19)
(20)
(21)
(22)
(23)
(24)Dari data konsentrasi (CL) dan kecepatan sedimentasi (VL) dapat dibentuk sebuah grafik VL = f (CL) sebagai berikut:
VL
VL = f (Cl)
CLGambar 5. Grafik hubungan CL vs VLBAB II
PELAKSANAAN PERCOBAAN2.1 Bahan
1. CaCO32. Air
3. Methyl Orange
2.2 Alat Alat
1. Tabung kaca besar
2. Tabung kaca kecil
3. Beaker gelas
4. Gelas ukur
5. Stopwatch
6. Timbangan
7. Corong
8. Pengaduk
2.3 Gambar Rangkaian Alat Keterangan :
1. Tabung kaca besar
3 3 2. Tabung kaca kecil
1 2 3. Skala
Gambar 6. Rangkaian alat percobaan sedimentasi2.4 Cara Kerja1.Mengukur volume tabung kaca besar dan kecil dengan cara memasukkan air sampai ketinggian tertentu, kemudian mengalirkan air tersebut dan menampungnya dalam beaker gelas kemudian mengukur volume dengan gelas ukur
2. Membuat slurry CaCO3 dengan cara menimbang CaCO3 sebanyak yang telah ditentukan kemudian mencampurkan dengan air dan methyl orange dengan jumlah tertentu pula sampai homogen.
3. Memasukkan slurry CaCO3 yang telah homogen tersebut dalam tabung besar dan tabung kecil secara bersamaan dengan tinggi permukaan yang sama sebagai tinggi awal (Z0).
4. Mengukur tinggi batas bening keruh untuk selang waktu 2 menit. Menghentikan percobaan setelah mencapai tinggi bidang batas yagn konstan untuk menghentikan percobaan endapan setelah endapan konstan.
5. Mengulangi percobaan untuk konsentrasi yang berbeda.
2.5 Analisa Percobaan
Dari percobaan diperoleh hasil tinggi batas atas bidang bening keruh (zL) dari pembacaan skala dan harga waktu () pada percobaan dengan selang waktu 30 detik, sehingga dari data yang diperoleh dapat digunakan untuk mencari harga zi,zL dan L. Dari data harga zi,zL dan L, dapat dicari harga VL dan CL dengan rumus :
dimana : C0 = Konsentrasi slurry mula-mula
Zo = Tinggi slurry mula-mula
Zi = Perpotongan garis singgung kurva Z vs dengan ordinat
CL = Konsentrasi slurry pada bidang batas
ZL = Tinggi bidang batas bening keruh pada = L
L = Waktu sedimentasi
VL = Kecepatan sedimentasiPersamaan hubungan VL dan CL dapat dicari dengan metode least square dan kemudian dibuat grafik hubungan VL vs CL.
Dengan persamaan eksponensial :
Y = a.ebX
ln Y = ln a + bX
Y1 = c + bX
Lalu dengan pendekatan Least Square,didapat :
Setelah diperoleh c dan b maka persamaan yang didapat :
Y = a.ebXCL = a.e
EMBED Equation.3 BAB III
HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil percobaan
3.1.1 Pada Co = 35 gr/lt
Tabel 3.1.1 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 35 gr/lt
No.Tabung BesarTabung Kecil
Waktu (detik)Tinggi (cm)Waktu (detik)Tinggi (cm)
1072076
2266271,5
3457,8467
4648,8662
5841,5857,6
61032,51052,5
71224,51248
814171444
916101640
10189,51836
112092032,5
12228,52229,7
13248,52427,5
14268,52626,2
15288,52824,8
16308,53023,7
17328,53223
3.1.2 Pada Co = 45 gr/lt
Tabel 3.1.2 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 45 gr/lt
No.Tabung BesarTabung Kecil
Waktu (detik)Tinggi (cm)Waktu (detik)Tinggi (cm)
1073070
2267266,5
3460459,5
4650,2658
5843854,3
61035,51050,6
712271247
814191444
91611,51641
1018111838,5
112010,52036,5
122210,42234,5
1324102433
14269,82631,5
15289,62830,5
16309,63030
17329,63230
18349,63430
19369,6
3.1.3 Pada Co = 55 gr/lt
Tabel 3.1.3 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 55 gr/ltNo.Tabung BesarTabung Kecil
Waktu (detik)Tinggi (cm)Waktu (detik)Tinggi (cm)
1074080
2267,5277
3461475
4654672,3
5846869
610411066
71233,51264
814271467,8
916201659,5
1018141857
1120132054,8
1222122253
132411,52450,5
142611,22649,5
1528112847,5
163010,83046
173210,63245,5
183410,33443,5
19369,83642
20389,53841
21409,24040
22429,14239
234438
244637
254836,2
265035,8
275234,8
285434
No.Tabung BesarTabung Kecil
Waktu (detik)Tinggi (cm)Waktu (detik)Tinggi (cm)
295633,5
305832,7
316031,8
326230,9
336430,1
346629,8
356829,4
367029
377228,7
387428,4
397628,2
407828,1
3.2 Pembahasan
3.2.1 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 35 gr/lt; Zo=72 cm (Tabung Besar)
Tabel 3.2.1 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 35 gr/lt; Zo=72 cm (Tabung Besar)
No.Waktu (detik)Tinggi (cm)
1072
2266
3457,8
4648,8
5841,5
61032,5
71224,5
81417
91610
10189,5
11209
12228,5
13248,5
14268,5
15288,5
16308,5
17328,5
Gambar 3.2.1 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=35gr/lt; Zo=72 cm (Tabung Besar)
Data percobaan didapat dengan mengamati tinggi batas bening keruh didalam tabung pada selang waktu tertentu maka terlihat bahwa tinggi endapan akan semakin tinggi dan fluida yang ada diatas endapan akan terlihat lebih bening. Dari data yang didapat dengan mencatat tinggi batas bening keruh setiap dua menit maka dapat dibuat grafik dengan persamaan y= 64,317e-0,0792X, dengan persen kesalahan 29,82 %. Persen keselahan tersebut diakibatkan dari pengamatan tinggi batas bening keruh yang kurang tepat dan pengadukan yang kurang sempurna sebelum slurry tersebut dimasukkan kedalam tabung.
3.2.2 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 35 gr/lt; Zo=76 cm (Tabung Kecil)
Tabel 3.2.2 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=35 gr/lt; Zo=76 cm (Tabung Kecil)
No.Waktu (detik)Tinggi (cm)
1076
2271,5
3467
4662
5857,6
61052,5
71248
81444
91640
101836
112032,5
122229,7
132427,5
142626,2
152824,8
163023,7
173223
Gambar 3.2.2 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=35 gr/lt; Zo=76 cm (Tabung Kecil)
Data percobaan didapat dengan mengamati tinggi batas bening keruh didalam tabung pada selang waktu tertentu maka terlihat bahwa tinggi endapan akan semakin tinggi dan fluida yang ada diatas endapan akan terlihat lebih bening. Dari data yang didapat dengan mencatat tinggi batas bening keruh setiap dua menit maka dapat dibuat grafik dengan persamaan y = 77,287e-0,0407X, dengan persen kesalahan 2,93%. Persen keselahan tersebut diakibatkan dari pengamatan tinggi batas bening keruh yang kurang tepat dan pengadukan yang kurang sempurna sebelum slurry tersebut dimasukkan kedalam tabung.
3.2.3 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 45 gr/lt; Zo=73 cm (Tabung Besar)
Tabel 3.2.3 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=45 gr/lt; Zo=73 cm (Tabung Besar)
No.Waktu (detik)Tinggi (cm)
1073
2267
3460
4650,2
5843
61035,5
71227
81419
91611,5
101811
112010.5
122210,4
132410
14269,8
15289,6
16309,6
17329,6
18349,6
19369,6
Gambar 3.2.3 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=45 gr/lt; Zo=73 cm (Tabung Besar)
Data percobaan didapat dengan mengamati tinggi batas bening keruh didalam tabung pada selang waktu tertentu maka terlihat bahwa tinggi endapan akan semakin tinggi dan fluida yang ada diatas endapan akan terlihat lebih bening. Dari data yang didapat dengan mencatat tinggi batas bening keruh setiap dua menit maka dapat dibuat grafik dengan persamaan y = 59,229e-0,0645X, dengan persen kesalahan 30,40 %. Persen keselahan tersebut diakibatkan dari pengamatan tinggi batas bening keruh yang kurang tepat dan pengadukan yang kurang sempurna sebelum slurry tersebut dimasukkan kedalam tabung.
3.2.4 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 45 gr/lt; Zo=70 cm (Tabung Kecil)
Tabel 3.2.4 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=45 gr/lt; Zo=70 cm (Tabung Kecil)
No.Waktu (detik)Tinggi (cm)
1070
2266,5
3459,5
4658
5854,3
61050,6
71247
81444
91641
101838,5
112036,5
122234,5
132433
142631,5
152830,5
163030
173230
183430
Gambar 3.2.4 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=45gr/lt; Zo=70 cm (Tabung Kecil)
Data percobaan didapat dengan mengamati tinggi batas bening keruh didalam tabung pada selang waktu tertentu maka terlihat bahwa tinggi endapan akan semakin tinggi dan fluida yang ada diatas endapan akan terlihat lebih bening. Dari data yang didapat dengan mencatat tinggi batas bening keruh setiap dua menit maka dapat dibuat grafik dengan persamaan y = 66,264e-0,027X, dengan persen kesalahan 4,17 %.Persen keselahan tersebut diakibatkan dari pengamatan tinggi batas bening keruh yang kurang tepat dan pengadukan yang kurang sempurna sebelum slurry tersebut dimasukkan kedalam tabung.
3.2.5 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 55 gr/lt; Zo=74 cm (Tabung Besar)
Tabel 3.2.5 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=55 gr/lt; Zo=74 cm (Tabung Besar)
No.Waktu (detik)Tinggi (cm)
1074
2267,5
3461
4654
5846
61041
71233,5
81427
91620
101814
112013
122212
132411,5
142611,2
152811
163010,8
173210,6
183410,3
19369,8
20389,5
21409,2
23429,1
Gambar 3.2.5 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=55 gr/lt; Zo=74 cm (Tabung Besar)
Data percobaan didapat dengan mengamati tinggi batas bening keruh didalam tabung pada selang waktu tertentu maka terlihat bahwa tinggi endapan akan semakin tinggi dan fluida yang ada diatas endapan akan terlihat lebih bening. Dari data yang didapat dengan mencatat tinggi batas bening keruh setiap dua menit maka dapat dibuat grafik dengan persamaan y = 60,271e-0,0546X, dengan persen kesalahan 23,40%. Persen keselahan tersebut diakibatkan dari pengamatan tinggi batas bening keruh yang kurang tepat dan pengadukan yang kurang sempurna sebelum slurry tersebut dimasukkan kedalam tabung.
3.2.6 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co = 55 gr/lt; Zo=80 cm (Tabung Kecil)
Tabel 3.2.6 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=55 gr/lt; Zo=80 cm (Tabung Kecil)
No.Waktu (detik)Tinggi (cm)No.Waktu (detik)Tinggi (cm)
1080336430,1
2277346629,8
3475356829,4
4672,3367029
5869377228,7
61066387428,4
71264397628,2
81467,8407828,1
91659,5
101857
112054,8
122253
132450,5
142649,5
152847,5
163046
173245,5
183443,5
193642
203841
214040
224239
234438
244637
254836,2
265035,8
275234,8
285434
295633,5
305832,7
316031,8
326230,9
Gambar 3.2.6 Hubungan antara Waktu dan Tinggi Batas Bening Keruh pada Co=55gr/lt; Zo=80 cm (Tabung Kecil)
Data percobaan didapat dengan mengamati tinggi batas bening keruh didalam tabung pada selang waktu tertentu maka terlihat bahwa tinggi endapan akan semakin tinggi dan fluida yang ada diatas endapan akan terlihat lebih bening. Dari data yang didapat dengan mencatat tinggi batas bening keruh setiap dua menit maka dapat dibuat grafik dengan persamaan y= 73,989e-0,0139X, dengan persen kesalahan 4,43 %. Persen keselahan tersebut diakibatkan dari pengamatan tinggi batas bening keruh yang kurang tepat dan pengadukan yang kurang sempurna sebelum slurry tersebut dimasukkan kedalam tabung.
3.3 Hubungan antara VL dengan CL
3.3.1 Pada Co = 35 gr/lt ; Zo = 72 cm (tabung besar)
Tabel 3.3.1 Garis singgung pada Co = 35 gr/lt ; Zo = 72 cm (tabung besar)
No.ZiZLLCL=XVLln VL=YX2X.Y
15010,515,650,42,53200,92902540,1646,8231
2401016631,8750,62863969 39,6023
320916,41260,6707-0,399415876-50,3226
239,41,158222385,1636,1028
Gambar 3.3.1 Grafik Garis Singgung pada Co = 35 gr/lt ; Zo = 72 cm (Tabung Besar)
Tabel 3.3.1 diperoleh dengan menarik garis singgung pada tiga titik optimum yang terdapat pada grafik hubungan antara waktu dan tinggi batas bening keruh,kemudian dapat ditentukan nilai VL dan CL pada masing-masing titik optimum tersebut. Titik optimum ditentukan pada titik dimana sebelum tinggi endapan relatif konstan. Dengan pendekatan least square diperoleh hubungan antara VL dengan CL :CL = 5,7893e
3.3.2 Pada Co = 35 gr/lt; Zo = 76 cm (tabung kecil)
Tabel 3.3.2 Garis singgung pada Co = 35 gr/lt ; Zo = 76 cm (tabung besar)
No.ZiZLLCL=XVLln VL=YX2X.Y
1402330630,5667-0,56793969-35,783
2352231720,4193-0,86905184-62,5707
33021,531,75840,2677-1,31787056-110,697
219-2,754716209-209,051
Gambar 3.3.2 Grafik Garis Singgung pada Co = 35 gr/lt ; Zo = 76 cm (Tabung Kecil)
Tabel 3.3.2 diperoleh dengan menarik garis singgung pada tiga titik optimum yang terdapat pada grafik hubungan antara waktu dan tinggi batas bening keruh,kemudian dapat ditentukan nilai VL dan CL pada masing-masing titik optimum tersebut. Titik optimum ditentukan pada titik dimana sebelum tinggi endapan relatif konstan. Dengan pendekatan least square diperoleh hubungan antara VL dengan CL :
CL = 5,4466e
3.3.3 Pada Co = 45 gr/lt ; Zo = 73 cm (tabung besar)
Tabel 3.3.3 Garis singgung pada Co = 45 gr/lt ; Zo = 73 cm (tabung besar)
No.ZiZL
CL=XVLln VL=YX2X.Y
13010,516109,51,21870,197811990,2521,6619
22010,416,5164,250,5818-0,541626978,06-88,9574
3131020252,69230,15-1,897163853,4-479,388
526,4423-2,2408102821,7-546,683
Gambar 3.3.3 Grafik Garis Singgung pada Co = 45 gr/lt ; Zo = 73 cm (Tabung Besar)
Tabel 3.3.3 diperoleh dengan menarik garis singgung pada tiga titik optimum yang terdapat pada grafik hubungan antara waktu dan tinggi batas bening keruh,kemudian dapat ditentukan nilai VL dan CL pada masing-masing titik optimum tersebut. Titik optimum ditentukan pada titik dimana sebelum tinggi endapan relatif konstan. Dengan pendekatan least square diperoleh hubungan antara VL dengan CL :CL = 6,2463
3.3.4 Pada Co = 45 gr/lt ; Zo = 70 cm (tabung kecil)
Tabel 3.3.4 Garis singgung pada Co = 45 gr/lt ; Zo = 70 cm (tabung kecil)No.ZiZL
CL=XVLln VL=YX2X.Y
1503225630,72-0,32853969-20,6958
24530,526700,5576-0,58394900-40,8764
340302778,750,3703-0,99326201,563-78,2186
211,75-1,905715070,56-139,791
Gambar 3.3.4 Grafik Garis Singgung pada Co = 45 gr/lt ; Zo = 70 cm (Tabung Kecil)
Tabel 3.3.4 diperoleh dengan menarik garis singgung pada tiga titik optimum yang terdapat pada grafik hubungan antara waktu dan tinggi batas bening keruh,kemudian dapat ditentukan nilai VL dan CL pada masing-masing titik optimum tersebut. Titik optimum ditentukan pada titik dimana sebelum tinggi endapan relatif konstan. Dengan pendekatan least square diperoleh hubungan antara VL dengan CL :CL = 10,56e
3.3.5 Pada Co = 55 gr/lt Zo = 74 cm (tabung besar)
Tabel 3.3.5 Garis singgung pada Co = 55 gr/lt ; Zo = 74 cm (tabung besar)
No.ZiZL
CL=XVLln VL=YX2X.Y
1301118135,66671,05550,054018405,447,3351,
2201220203,50,4-0,916241412,25-186,465
3171322239,41180,1818-1,704757317,99-408,137
578,5784-2,5669117135,7-587,267
Gambar 3.3.5 Grafik Garis Singgung pada Co = 55 gr/lt ; Zo = 74 cm (Tabung Besar)
Tabel 3.3.5 diperoleh dengan menarik garis singgung pada tiga titik optimum yang terdapat pada grafik hubungan antara waktu dan tinggi batas bening keruh,kemudian dapat ditentukan nilai VL dan CL pada masing-masing titik optimum tersebut. Titik optimum ditentukan pada titik dimana sebelum tinggi endapan relatif konstan. Dengan pendekatan least square diperoleh hubungan antara VL dengan CL :CL = 10,46e
3.3.6 Pada Co = 55 gr/lt ; Zo = 80 cm (tabung kecil)
Tabel 3.3.6 Garis singgung pada Co = 55 gr/lt ; Zo = 80 cm (tabung kecil)
No.ZiZL
CL=XVLln VL=YX2X.Y
1503160880,3166-1,14997744-101,192
245306497,77780,2343-1,45089560,494-141,859
34029691100,1594-1,836212100-201,983
295,7778-4,436929404,49-445,034
Gambar 3.3.6 Grafik Garis Singgung pada Co = 55 gr/lt ; Zo = 80 cm (Tabung Kecil)
Tabel 3.3.6 diperoleh dengan menarik garis singgung pada tiga titik optimum yang terdapat pada grafik hubungan antara waktu dan tinggi batas bening keruh,kemudian dapat ditentukan nilai VL dan CL pada masing-masing titik optimum tersebut Titik optimum ditentukan pada titik dimana sebelum tinggi endapan relatif konstan. Dengan pendekatan least square diperoleh hubungan antara VL dengan CL :CL = 4,9433e
BAB IV
KESIMPULAN1. Kecepatan sedimentasi dipengaruhi oleh konsentrasi, dimana makin besar konsentrasi maka kecepatan sedimentasi semakin lambat.
2. Semakin lama waktu sedimentasi, maka kecepatan sedimentasi semakin lambat.
3. Semakin besar diameter tabung, maka kecepatan sedimentasi akan semakin cepat, dan waktu pengendapanya akan semakin lama.
4. Dari hasil percobaan diperoleh hubungan antara waktu dengan tinggi bidang batas bening keruh yang dinyatakan dengan persamaan untuk masing-masing konsentrasi dan jenis tabung.
Dari hasil percobaan, didapatkan hasil sebagai berikut :
Untuk hubungan antara bidang batas bening keruh (z) dengan waktu ()
Konsentrasi
(g/l)Tabung besarTabung kecil
Persamaan% salahPersamaan% salah
35
45
55Z=66,317e-0.0792
Z=59,229e-0.0645
Z=60,271e-0.0546
29,82 %
30,40 %
23,40 %
Z=77,87e-0.0407
Z=66,264e-0.027
Z=73,989e-0.0139
2,93 %
4,17 %
4,43 %
Untuk hubungan antara kecepatan sedimentasi pada setiap konsentrasi (VL) dan konsentrasi padatan setiap saat (CL):
Konsentrasi
(gr/l)Tabung beserTabung kecil
PersamaanPersamaan
35
45
55
CL=5,7893e-0.0172(VL)
CL=6,2463e-0,0147(VL)
CL=10,46e-0,166(VL)
CL=5,4466e-0,0358(VL)
CL= 10,56e-0,0424(VL)CL=4,9433e-0.0312(VL)
DAFTAR PUSTAKA
Brown, G.G., 1978, Unit Operations, pp 110-114, Modern Asia Edition, John Wiley & Sons, Inc, Tokyo.
Foust,A.S,1959,Principles of Unit Operation, 2nd ed,p.p.629-633, John Wiley and Sons, Inc, New York.
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
PAGE
_1145738863.unknown
_1178740600.unknown
_1178750629.unknown
_1178775361.unknown
_1178838440.unknown
_1178838458.unknown
_1178836651.unknown
_1178768467.unknown
_1178768541.unknown
_1178750640.unknown
_1178750650.unknown
_1178740607.unknown
_1178740611.unknown
_1178750455.unknown
_1178750474.unknown
_1178750617.unknown
_1178750255.unknown
_1178740609.unknown
_1178740610.unknown
_1178740608.unknown
_1178740603.unknown
_1178740604.unknown
_1178740605.unknown
_1178740602.unknown
_1178331264.unknown
_1178468843.unknown
_1178468896.unknown
_1178331389.unknown
_1145739444.unknown
_1145739558.unknown
_1145738958.unknown
_1144702178.unknown
_1144728883.unknown
_1145738430.unknown
_1145738677.unknown
_1145738095.unknown
_1144703193.unknown
_1144728703.unknown
_1144702277.unknown
_1144701215.unknown
_1144701499.unknown
_1144701619.unknown
_1144695431.unknown
_1144699628.unknown
_1144695404.unknown
_1144659493.unknown