LAPORAN PENDAHULUAN
PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA I
FLUID MIXING
Oleh :
KELOMPOK 3
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
INDERALAYA
2013
RUMIYATI 03101003009
SILFIA DAHNIA 03101003017
ROBBI OLSAN 03101003034
REZA FAHLEVI 03101003039
CANDRA PARDAMEAN 03101003102
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Di dalam suatu proses industri pastilah ada suatu proses pencampuran bahan baik
itu bahan cair-cair, cair-padat, cair-gas, dan gas- padat. Keberhasilan proses operasi
kimia tergantung pada effektifitas pencampuran dan pengadukan dari fluida.
Pengadukan yang dilakukan akan menyebabkan suatu material akan bergerak secara
spesifik (tertentu), sedangkan pencampuran (mixing) ialah peristiwa menyebarnya
bahan-bahan secara acak di mana bahan yang satu menyebar ke dalam bahan yang lain
dan sebaliknya, dimana bahan-bahan itu sebelumnya terpisah dalam dua fase atau lebih.
Keberhasilan proses operasi kimia tergantung pada efektifitas pencampuran dan
pengadukan dari fluida. Pengadukan yang dilakukan akan menyebabkan suatu material
akan bergerak secara spesifik (tertentu), sedangkan pencampuran adalah pendistribusian
yang acak dan melalui satu atau yang lainnya dari dua atau lebih phase. Suatu material
yang homogen, seperti air dingin dalam tanki yang penuh dalam tanki dapat diaduk
tetapi tidak dapat dilakukan pencampuran sebelum ditambahkan material lain ke dalam
tanki. Jadi, pengadukan (agitasi) tidaklah sama dengan pencampuran (mixing). Di
dalam proses pencampuran dibutuhkan untuk melakukan beberapa tugas seperti
pemompaan, perpindahan panas dan perpindahan massa secara cepat.
Peralatan pencampuran yang digunakan untuk kepentingan komersial sangatlah
banyak, misalnya pencampuran yang digunakan untuk memproduksi bahan kimia,
makanan, obat-obatan dan lain sebagainya.
Tugas dari mixer (pencampur) itu sendiri adalah :
1) Mencampur cairan yang dapat bercampur (misible)
2) Mengontakan cairan-cairan yang tidak dapat bercampur, misalnya proses ekstraksi
solvent
3) Proses emulsi untuk menghasilkan produk yang stabil
4) Melarutkan padatan kasar pada cairan dengan viskositas rendah
5) Dispersi padatan halus dalam cairan dengan viskositas tinggi
6) Dispersi padatan halus dalam cairan, misalnya proses fermentasi
7) Mengontakkan gas/padatan/cairan pada reaksi katalitik
Dalam gerakan impeller, timbul arus yang menyebabkan terbentuknya vortex
yang sangat tidak diinginkan dalam proses mixing. Untuk mencegah terjadinya vortex,
ketika fluida diaduk dalam tanki silinder dengan impeller yang berada pada pusatnya
maka digunakan baffle yang dipasang pada dinding vessel. Baffle yang digunakan
biasanya memiliki jarak yang sama. Baffle biasanya tidak menempel pada dinding
vessel sehingga secara kebetulan akan terdapat celah antara baffle dengan dinding
vessel.
Tetapi yang menjadi masalah bahwa tidak satupun alat yang dapat melakukan
fungsi dari pencampuran secara menyeluruh dan efisien karena disebabkan biaya
pengoperasian yang sangat tinggi. Sehubungan dengan hal tersebut, maka sangatlah
perlu untuk mngetahui proses pencampuran ataupun pengadukan secara lebih dalam,
tentang alat yang digunakan ataupun cara yang tepat sehingga nantinya akan diperoleh
hasil yang optimal serta dapat menekan biaya yang digunakan seminimal mungkin.
I.2. Tujuan
1) Dapat mengetahui pola aliran yang ditimbulkan oleh dua impeller yang berbeda
(propeller dan padle).
2) Dapat mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi adanya perbedaan pola aliran.
3) Dapat mengetahui pengaruh yang ditimbulkan oleh penggunaan baffle pada proses
pencampuran.
4) Dapat mengetahui konduktifitas dari larutan garam terhadap kecepatan perputaran
impeller dan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai konduktivitas tersebut.
5) Untuk mengetahui pengaruh besarnya power yang diberikan impeller terhadap
vorteks yang terbentuk.
1.3. Permasalahan
Adapun masalah-masalah yang akan diketahui melalui percobaan ini adalah :
1) Bagaimanakah pengaruh penggunaan dari dua impeller yang berbeda (type propeller
& padle) terhadap kualitas campuran yang dihasilkan.
2) Bagaimanakah pengaruh penggunaan baffle dalam proses pencampuran.
3) Bagaimanakah pengaruh kecepatan putaran impeller yang berbeda dalam proses
pencampuran.
4) Bagaimanakah pengaruhi penggunaan bahan dalam proses pencampuran.
5) Faktor-faktor yang mempengaruhi pola aliran dan kualitas campuran dalam proses
pencampuran.
6) Pengaruh kecepatan putaran impeller terhadap konduktivitas larutan garam.
I.4. Hipotesa
Hipotesa yang dapat ditarik sebelum melakukan percobaan ini adalah :
1) Semakin besar kecepatan putaran impeller maka semakin cepat pula terjadinya
homogenitas dalam campuran.
2) Dengan penggunaan buffle maka aliran yang terjadi adalah turbulen sehingga
proses pencampuran akan terjadi lebih cepat.
3) Semakin kecil ukuran padatan yang akan dicampur atau dilarutkan maka semakin
cepat pula terjadinya homogenitas.
4) Semakin kecil viskositas cairan yang digunakan semakin cepat terjadinya
homogenitas.
5) Vorteks dapat dihilangkan dengan pemakaian baffle sehingga arah aliran dapat
menyebar.
1.5. Manfaat
Manfaat-manfaat yang dapat diambil melalui percobaan ini adalah :
1) Dapat mengetahui prinsip dasar dari percobaan fluid mixing apparatus.
2) Dapat mengetahui perbedaan pola aliran yang ditimbulkan oleh dua buah impeller
(Propeller & turbin).
3) Dapat mengetahui faktor-faktor yang menyebabkan pola aliran yang berbeda,
seperti padatan yang digunakan, viskositas cairan, kecepatan putaran impeller dan
lain sebagainya.
4) Dapat mengetahui besarnya daya hantar listrik yang ditimbulkan sebagai pengaruh
dari kecepatan putaran.
5) Dapat mengetahui perbedaan yang terjadi pada pencampuran liquid yang
menggunakan baffle dan tidak menggunakan baffle (tidak terbentuk vortex dan
terbentuk vortex).
6) Tekanan fluida dalam hal ini dapat dikurangi dengan memakai baffle.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pencampuran atau mixing adalah peristiwa menyebarnya bahan-bahan secara acak
dimana bahan yang satu menyebar ke dalam bahan yang lain dan sebaliknya, sedang
bahan-bahan tersebut sebelumnya terpisah dalam dua fase atau lebih. Sedangkan
pengadukan atau agitation adalah gerakan yang terinduksi menurut cara tertentu pada
suatu bahan di dalam bejana, dimana gerakan itu biasanya mepunyai semacam pola
aliran sirkulasi.
Pencampuran adalah operasi yang sangat penting dalam setiap proses kimia.
Variabel-variabel yang mempengaruhi proses pencampuran adalah :
1) komposisi bahan
2) reaktor yang digunakan
3) kecepatan pengadukan
4) waktu pengadukan
5) densitas
6) viskositas bahan.
Pengadukan zat cair dilakukan untuk berbagai maksud, tergantung dari tujuan
langkah itu sendiri. Tujuan pengadukan antara lain adalah :
1) Untuk memilih suspensi partikel zat padat.
2) Untuk meramu zat cair yang mampu larut, misalnya metil alkohol dan air.
3) Untuk menyebarkan gas didalam zat cair dalam bentuk gelembung kecil.
4) Untuk menyebarkan zat cair yang tidak dapat bercampur dengan zat cair lain,
sehingga membentuk emulsi atau suspensi butiran-butiran halus.
5) Untuk mempercepat perpindahan kalor antara zat cair dengan kumparan atau mantel
kalor.
Kadang-kadang pengaduk digunakan untuk beberapa tujuan sekaligus, misalnya
dalam hidrogenasi katalitik dan zat cair. Dalam bejana hidrogenasi didispersikan
melalui zat cair dimana terdapat partikel-partikel katalis padat dalam keadaan suspensi,
sementara kalor reaksi diangkut keluar melalui kumparan atau mantel.Pengadukan
menunjukkan gerakan yang terinduksi menurut cara tertentu pada suatu bahan di dalam
bejana, dimana
gerakan itu biasanya mempunyai semacam sirkulasi
II.1. Mechanically Agitated Vessel
II.1.1 Vessel
Vessel biasanya berbentuk tanki silinder vertikal dimana di dalamnya akan
diisikan fluida dengan kedalaman yang sama dengan diameter tanki. Tetapi pada
beberapa sistem pengontakan gas atau cairan dengan kedalaman cairan sekitar 3 kali
diameter tanki maka akan digunakan banyak impeller. Diameter vessel berkisar antara
0,1 meter untuk unit yang kecil hingga 10 meter ataupun lebih untuk instalasi industri
besar.
Bagian dasar tangki dapat berbentuk datar, lengkungan atau lancip (kerucut)
tergantung pada faktor kemudahan pada saat pengurasan atau pada zat padat yang
terlarut. Bentuk yang sering digunakan adalah bentuk lengkungan karena sudut yang
ada sangat minimalis sehingga zat padat tidak ada yang terselip dan akan rata
tercampur. Sedangkan jika bentuk kerucut (cone) yang digunakan makan harus
dipastikan bahwa pencampuran dapat dilakukan dengan sempurna dengan cara
menurunkan posisi impeller, Tetapi hal ini akan sangat berbahaya jika immpeller terlalu
dekat dengan permukaan dinding vessel terutama jika sampai bersentuhan akan
mengakibatkan alat menjadi rusak.
Dalam kasus lainnya sering pula digunakan 2 buah impeller pada bagian atas. Walaupun
bawah vessel untuk memperoleh pencampuran yang sempurna. Pada design mixer atau
settler untuk solvent extraction biasanya digunakan tanki segi empat karena
pertimbangan harga yang lebih murahh untuk kapasitas yang besar dan juga lebih
mudah mengkombinasikannya dengan settler.
II.1.2 Baffle
Untuk mencegah terjadinya pembentukan ruang udara (vortex) pada saat cairan-
cairan dengan viskositas rendah diaduk dalam tanki silinder vertikal dengan impeller
yang berada pada pusatnya, maka digunakanlah baffle yang dipasang pada dinding
vessel kebetulan. Baffle umumnya tidak digunakan pada cairan dengan viscositas tinggi
dimana pembentukan vortex bukanlah menjadi masalah yang penting. Baffle dipasang
pada mixing vessel untuk menambah turbulensi. Walaupun penggunaan baffle
menaikkan jumlah tenaga atau energi, tetapi di sisi lain memilki keuntungan yaitu
terjadinya perpindahan panas secara terus menerus dan waktu yang dibutuhkan untuk
mencampur
lebih cepat.
Di bawah ini merupakan tabel proses dan tenaga yang digunakan dalam proses
tersebut :
Proses Tenaga yang digunakan
(HP/1000 gal)
Pengadukan yang sangat tinggi
Emulsifikasi
Disolving padatan
Disolving gas yang sedikit larut
Pengadukan yang tinggi
Perpindahan panas yang cepat
Pengontakan
Pengadukan yang sedang
Disolving gas yang larut (sedang)
Padatan yang tersuspensi
Pencucian
Perpindahan panas yang
menengah
Pengadukan yang rendah
Ekstraksi cairan
Kristalisasi
Stirring
15 - 25
10 - 12
3 - 10
1,5 - 2,5
1,5 - 2,0
1,0 - 2,0
1,0 - 1,6
1,0 - 1,5
0,9 - 1,3
0,7 - 1,0
0,8 - 1,2
0,5 - 0,9
Pencampuran
Disolving gas yang dapat larut
0,5 - 0,8
0,5 - 0,8
Tabel 2.1 Kebutuhan tenaga pada mechanically agitated system
Ketika waktu yang digunakan pada proses pencampuran sangatlah sedikit,
pencampur yang terbaik adalah pencampur dengan jumlah tenaga yang terkecil dan
waktu yang sangat pendek.
II.1.3 Impeller
Pada percobaan kali ini digunakan alat Fluid Mixing Apparatus dengan
impellernya. Impeller inilah yang akan membangkitkan pola aliran di dalam sistem,
yang menyebabkan zat cair bersikulasi di dalam bejana untuk akhirnya kembali ke
impeller. Impeller dalam tangki berpengaduk digunakan untuk mencampur cairan atau
slurry, menggabungkan bahan dalam bentuk padatan, cairan, dan gas. Ada dua jenis
impeller, yaitu :
a) Impeller aliran axial
b) Impeller aliran radial
Impeller aliran-aksial (axial-flow impeller) dapat membangkitkan arus sejajar
dengan sumbu poros impeller dan impeller aliran-radial (radial-flow impeller)
membangkitkan arus pada arah tengensial atau radial).
Beberapa tipe impeller, yaitu : propeller, turbin, paddle, anchor, helical ribbbon,
helical screw. Penggunaan impeller diatas tergantung pada geometri vessel (tanki),
visikositas cairan.
1. Untuk viscositas yang lebih kecil dari 2000 cP, maka digunakan impeller dengan tipe
propeller.
2. Untuk viscositas antara 2000 cP - 50000 cP, maka digunakan impeller dengan tipe
turbin.
3. Untuk viscositas antara 10000 cP - 1000000 cP, maka digunakan impeller tope
anchor,
helical ribon dan paddle
4. Untuk viscositas diatas 1 juta cP, digunakan pencampuran khusus, seperti banburg
mixer, kneaders, extrudes, sigma mixer dan beberapa tipe lainya.
Di bawah ini merupakan tabel penggunaan impeller berdasarkan bentuk impeller
yang ada :
Penggunaan Jenis Impeller
Propeller Turbine Paddle
Pencampuran
Dispersi
Suspensi padatan
Reaksi
Dispersi gas
Pengubah panas
Kristalisasi
1
2
2
2
3
2
2
2
1
1
1
1
1
1
3
3
3
3
3
2
1
Tabel 2.2 Pemilihan jenis impeller berdasarkan pemakaian
Keterangan : 1 = Banyak digunakan
2 = Kadang-kadang digunakan
3 = Jarang digunakan
Kecepatan impeller standar yang digunakan untuk kepentingan komersil (industri)
adalah 34, 45, 56, 68, 84, 100, 125, 155, 190, dan 320 rpm. Tenaga yang dibutuhkan
biasanya tidak cukup untuk digunakan secara kontinue untuk mengatur gerakan steam
turbin. Dua kecepatan driver mungkin dibutuhkan pada saat torques awal sangat tinggi.
Propeller merupakan impeller aliran aksial berkecepatan tinggi untuk zat cair
berviskositas rendah. Propeller kecil biasanya berputar pada kecepatan motor penuh,
yaitu 1.150 atau 1.750 rpm, sedang propeller besar berputar pada 400 sampai 800 rpm.
Arus yang meninggalkan propeller mengalir melalui zat cair menurut arah tertentu
samapi dibelokkan oleh lantai atau dinding bejana. Kolom zat cair yang berputar dengan
sangat turbulennya itu meninggalkan impeller dengan membawa ikut zat cair stagnan
yang dijumpainya dalam perjalanannya itu, dan zat cair stagnan yang terbawa ikut itu
mungkin lebih banyak dari yang dibawa kolom arus sebesar itu kalau berasal dari nosel
stasioner.
Daun-daun propeller merobekkan menyeret zat cair itu. Oleh karena arus aliran ini
sangat gigih, agitator propeller sangat efektif dalam bejana besar. Propeller yang
berputar membuat pola heliks di dalam zat cair, dan jika tidak tergelincir antara zat cair
dan propeller itu, satu putaran penuh propeller akan memindahkan zat cair secara
longitudinal pada jarak tertentu, bergantung dari sudut kemiringan daun propeller. Rasio
jarak ini terhadap diameter dinamakan jarak-bagi (pitch) propeller itu. Propeller yang
mempunyai jarak bagi 1,0 disebut mempunyai jarak-bagi bujur-sangkar (square pitch).
Untuk tugas-tugas sederhana, agitator yang terdiri dari satu dayung datar yang
berputar pada poros vertikal merupakan pengaduk yang cukup efektif. Kadang-kadang
daun-daunnya dibuat miring, tetapi biasanya vertikal saja. Dayung (padle) ini berputar
di tengah bejana dengan kecepatan rendah sampai sedang, dan mendorong zat cair
secara radial dan tangensial, hampir tanpa adanya gerakan vertikal pada impeller,
kecuali bila daunnya agak miring. Arus yang terjadi bergerak ke luar ke arah dinding,
lalu membelok ke atas atau ke bawah. Dalam tangki-tangki yang dalam, kadang-kadang
dipasang beberapa dayung pada satu poros, dayung yang satu di atas yang lain. Dalam
beberapa rancang, daunnya disesuaikan dengan bentuk dasar bejana, yang mungkin
bulat atau cekung, piring, sehingga dapat mengikis atau menyapu permukaan pada jarak
sangat dekat. Dayung (padle) jenis tersebut dinamakan agitator jangkar (anchor
agitator). Jangkar ini sangat efektif untuk mencegah terbentuknya endapan atau kerak
pada permukaan penukar kalor, seperti umpamanya, dalam bejana proses bermantel,
tetapi tidak terlalu efektif sebagai alat pencampur. Jangkar ini biasanya dioperasikan
bersama dengan dayung berkecepatan tinggi atau agitator lain, yang biasanya berputar
menurut arah yang berlawanan.
Agitator dayung yang digunakan di industri biasanya berputar dengan kecepatan
antara 20 dan 150 rpm. Panjang total impeller dayung biasanya antara 50 sampai 80
persen dari diameter-dalam bejana. Lebar daunnya seperenam sampai sepersepuluh
panjangnya. Pada kecepatan yang sangat rendah, dayung dapat memberikan
pengadukan sedang di dalam bejana tanpa-sekat, pada kecepatan yang lebih tinggi
diperlukan pemakaian sekat, sebab jika tidak, zat cair itu akan berputar-putar saja
mengelilingi bejan,
dengan kecepatan tinggi, tetapi tanpa adanya pencampuran.
Beberapa di antara berbagai ragam bentuk rancang turbin adalah turbin daun-lurus
terbuka, turbin piring berdaun dan turbin piring lengkung vertikal. Kebanyakan turbin
itu menyerupai agitator-dayung berdaun banyak dengan daun-daunnya yang agak
pendek, dan berputar pada kecepatan tinggi pada suatu poros yang dipasang di pusat
bejana. Daun-daunnya boleh lurus dan boleh pula lengkung, boleh bersudut, dan boleh
pula vertikal. Impellernya mungkin terbuka, setengah terbuka, atau terselubung.
Diameter impeller biasanya lebih kecil dari diameter dayung, yaitu berkisar antara 30
sampai 50 persen dari diameter bejana.
Turbin biasanya efektif untuk jangkau viskositas yang cukup luas. Pada
cair
berviskositas rendah, turbin itu menimbulkan arus yang sangat deras yang berlangsung
di keseluruhan bejana, menabrak kantong-kantong yang stagnan dan merusaknya. Di
dekat impeller itu terdapat zone arus deras yang sangat turbulen dengan geseran yang
kuat. Arus utamanya bersifat radial dan tangensial. Komponen tangensialnya
menimbulkan vorteks dan arus putar, yang harus dihentikan dengan menggunakan
sekat (baffle) atau
difuser agar impeller itu menjadi sangat efektif.
Jenis aliran di dalam bejana yang sedang diaduk bergantung pada jenis impeller,
karakteristik fluida, dan ukuran serta perbandingan (proporsi) tangki, sekat, dan agitator.
Kecepatan fluida dalam setiap titik dalam tangki mempunyai tiga komponen, dan pola
aliran keseluruhan di dalam tangki itu bergantung pada variasi dari ketiga komponen itu
dari satu lokasi ke lokasi lain. Komponen kecepatan yang pertama ialah komponen
radial yang bekerja pada arah tegak lurus terhadap poros impeller. Komponen kedua
ialah komponen longitudinal, yang bekerja pada arah paralel dengan poros. Komponen
ketiga ialah komponen tangensial, atau rotasional, yang bekerja pada arah singgung
terhadap lintasan lingkar di sekeliling poros. Dalam keadaan biasa, di mana poros itu
vertikal, komponen radial dan tangensial berada dalam satu bidang horisontal, dan
komponen longitudinalnya vertikal.
Komponen radial dan komponen longitudinal sangat aktif dalam memberikan
aliran yang diperlukan untuk melakukan pencampuran. Bila poros itu vertikal dan
terletak persis di pusat tangki, komponen tangensial biasanya kurang menguntungkan.
Arus tangensial itu mengikuti suatu lintasan berbentuk lingkaran di sekitar poros, dan
menimbulkan vorteks pada permukaan zat cair, dan karena adanya sirkulasi aliran
laminar, cenderung membentuk stratifikasi pada berbagai lapisan tanpa adanya aliran
longitudinal antara lapisan-lapisan itu.
Jika di dalam sistem itu terdapat pula partikel zat padat, arus sirkulasi itu
cenderung melemparkan partikel-partikel itu, dengan gaya sentrifugal, ke arah luar, dan
dari situ bergerak ke bawah, dan sesampai di dasar tangki, lalu ke pusat. Karena itu,
bukannya pencampuran yang berlangung di sini, tetapi sebaliknya pengumpulanlah
yang terjadi. Jadi, karena dalam aliran sirkulasi zat cair begerak menurut arah gerakan
daun impeller, kecepatan relatif antara daun dan zat cair itu berkurang, dan daya yang
dapat diserap zat cair itu menjadi terbatas. Dalam bejana yang tak bersekat, alir putaran
itu dapat dibangkitkan oleh segala jenis impeller, baik aliran aksial maupun yang radial.
Jadi, jika putaran zat cair itu cukup kuat, pola aliran di dalam tangki itu dapat dikatakan
tetap, bagaimanapun bentuk rancangan impeller.
Pada kecepatan impeller tinggi vorteks yang terbentuk mungkin sedemikian
dalam
sehingga mencapai impeller; dan gas dari atas permukaan zat cair akan tersedot ke
dalam
zat cair itu. Makanya hal demikian tidaklah dikehendaki.
Aliran tingkat (circulatory flow) dan arus putar (swirling) dapat dicegah
dengan
menggunakan salah satu dari tiga cara di bawah ini. Dalam tangki-tangki kecil impeller
dipasang di luar sumbu tangki (eksentrik). Porosnya digeser sedikit dari garis pusat
tangki, lalu dimiringkan dalam suatu bidang yang tegak lurus terhadap pergeseran itu.
Dalam tangki-tangki yang lebih besar, agitatornya dipasang di sisi tangki, dengan
porosnya pada bidang horisontal, tetapi membuat sudut dengan jari-jari tangki.
II.2 Jet Mixer
Pencampuran dalam sebuah vessel; dilakukan untuk viskositas rendah dengan
menggunakan jet nozzle yang dimasukkan dalam vessel dimana cairan dengan
viskositas tinggi dialirkan kedalam jet nozzle. Pompa digunakan untuk mengeluarkan
sebagian liquid dari vessel dan dikembalaikan melalui nozzle melalui vessel. Transfer
momentum dari jet viskositas tinggi menuju liquid dalam vessel menyebabkan aksi
pencmpuran sirkulasi dalam tanki.
II.3 In-line Static Mixer
In-line static mixers digunakan untuk operasi pencampuran dan pelarutan dalam
jumlah yang besar. Sebuah unit tetap diletakkan dalam sebuah pipa dan pencampur
dimasukkan oleh sistem pemompaan. Proses pencampuran ini memberikan peningkatan
dalam produk campuran sebagai jumlah dari elemen pencampuran yang diulang
meningkat. Dalam kasus pelarutan liquid/liquid dan gas liquid seperti mekanisme diatas
tidak berpengaruh dan biasanya operasi terjadi secara turbulen.
II.4 In-Line Dynamic Mixer
Untuk operasi pencampuran dimana membutuhkan produksi continue dari solid
yang dilarutkan dan emulsi, In-Line Dynamic Mixers adalah salah satu bentuk mixer
yang dapat digunakan.
II.5 Mills
Beberapa kegiatan kimia termasuk pelarutan solid dan pengemulsian tidak dapat
dilakukan di dalam vessel yang dicampur secara mekanik karena tidak mungkin dapat
menurunkan tegangan tinggi untuk memecah partikel agregat dalam memperoleh
kualitas pelarutan atau menciptakan emulsi yang stabil. Mills dapat digunakan dalam
operasi pelarutan dimana pelarutan partikel dilakukan dengan crushing atau shearing.
II.6 Unit Pelarutan dengan Kecepatan Tinggi
Alat pencampur ini terdiri dari rotor kecepatan tinggi di dalam vessel dimana
fluida dimasukkan ke aksi shearing intensif.
II.7 Valve Homogenizers
Valve homogenizer adalah metode homogenisasi pada tekanan tinggi.
Homogenisasi tekanan tinggi ini secara umum digunakan dalam industri makann,
farmasi, dan rekayasa umum kimia untuk pembuatan emulsi. Emulsifikasi dalam
homogenizer dapat digambarkan sebagai kombinasi dari fragmentasi, recoalescence dan
adsorpsi emulsifier.
II.8 Ultrasonic Homogenizers
Ultrasonic homogenizer (homogenisasi ultrasonik) adalah proses mekanik untuk
mengurangi partikel kecil dalam cairan sehingga mereka menjadi kecil seragam dan
merata. Sangat efisien untuk pengurangan partikel lunak dan keras. Homogenisasi ini
didasarkan pada kavitasi.
Salah satu keunggulan utama pengaduk mekanik ultrasonik adalah jumlah rendah
dibasahi dan bagian bergerak. Hal ini mengurangi keausan gesekan dan waktu
pembersihan. Hanya ada dua bagian dibasahi: sonotrode dan aliran sel. Keduanya
memiliki geometri yang sederhana dan tidak ada lubang kecil atau tersembunyi.
Keuntungan lain adalah kontrol yang tepat atas parameter operasional mempengaruhi
kavitasi tersebut.
II.9 Extruders
Parameter yang mempengaruhi klasifikasi agotator:
1. Parameter Proses
a) viskositas rendah
b) kelarutan zat terlarut
c) konduktivitas termal fluida dan zat terlarut jika terjadi perpindahan panas
d) densitas fluida
e) ukuran partikel solid
2. Parameter Mekanik
a) diameter impeller
b) rotasi impeler per menit
c) bentuk impeller
d) volume vessel
e) bentuk vessel
f) letak agitator terhadap vessel
II.10 Macam-macam Pencampuran
II.10.1 Pencampuran Solid-Liquid
Bila zat padat disuspensikan dalam tanki yang diaduk, ada beberapa cara untuk
mendifinisikan kondisi suspensi itu. Proses yang berbeda akan memerlukan derajat
suspensi yang berlainan pula, dan karena itu kita perlu menggunakan definisi yang tepat
dan korelasi yang semestinya didalam merancang atau dalam penerapan ke skala besar.
1. Mendekati suspensi penuh, yaitu suspensi dimana masih terdapat sebagian kecil
kelompok-kelompok zat padat yang terkumpul didasar tanki agak kepinggir atau
ditempat lain.
2. Partikel bergerak penuh, yaitu seluru partikel berada dalam suspensi atau bergerak
disepanjang dasar tanki.
3. Suspensi penuh atau Suspensi diluar dasar, yaitu seluruh partikel berada dalam
keadaan suspensi dan tidak ada didasar tanki atau tidak berada didasar tanki
selama lebih dari 1 atau 2 detik.
II.10.2 Pencampuran Liquid-Liquid
Pencampuran zat cair-cair (misible) didalam tanki merupakan proses yang
berlangsung cepat dalam daerah turbulent. Impeller akan menghasilkan arus kecepatan
tinggi, dan fluida itu mungkin dapat bercampur baik disekitar impeller karena adanya
keterbulenan yang hebat. Pada waktu arus itu melambat karena membawa ikut zat cair
lain dan mengalir disepanjang dinding, terjadi juga pencampuran radial sedang pusaran-
pusaran besar pecah menjadi kecil, tetapi tidak banyak terjadi pencampuran pada arah
aliran.
II.10.3 Pencampuran Gas-Liquid
Dalam proses pencampuran gas dengan liquid, gas akan tersuspensi dalam bentuk
gelembung-gelembung kecil dengan tekanan tertentu.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Tanggal 2 April 2012, di Laboratorium Operasi Teknik Kimia
Alat dan Bahan
1. Satu unit Fluid Mixing Apparatus yang dilengkapi dengan impeller berbeda
dengan baffle dan tanpa baffle
2. Pasir
3. Air
4. Garam
Prosedur Percobaan :
1. Siapkan Fluid Mixing Apparatus tanpa baffle sehingga dapat digunakan
sebagaimana mestinya.
2. Masukkan air, pasir, dan garam kedalam Fluid Mixing Apparatus kemudian pasang
impeller yang dikehendaki.
3. Hidupkan Fluid Mixing Apparatus dan aturlah kecepatan putaran impeller sesuai
petunjuk
4. Amati dan gambarkan pola aliran yang terjadi setiap kenaikan kecepatan putaran
impeller
5. Ukur konduktivitas air dengan ohmmeter setiap 2 menit dan ulangi sampai 6 kali.
6. Ulangi percobaan di atas untuk impeller yang berbeda dan Fluid Mixing Apparatus
dengan Baffle