Laprak Mixing.docx

LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM TEKNIK KIMIA 2 SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2018/2019

MODUL

: Pengadukan dan Pencampuran (Mixing)

PEMBIMBING

: Ir. Umar Chayam

Oleh : Kelompok

: VII

Nama

:

Kelas

: 2B - D3 Teknik Kimia

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2019

I.

DATA PENGAMATAN 1.1 Pola Aliran Hasil Pengadukan Tipe pengadukan yang digunakan : Tree Blade (Marrine Propeller) Diameter pengaduk (Da)

: 20 cm = 0,2 m

Diamater tangki (Dt)

: 30 cm = 0,3 m

Tinggi tangki

: 90 cm = 0,9 m

RUN 1

RPM 97,8

2

127,1

3

159,2

Tampak Atas

Tampak Samping

Keterangan Pada tampak atas, terlihat partikel padat sebagian besar masih berputar di sekitar poros. Pada tampak samping, partikel padat berputar mengikuti arus air yang terbentuk di dalam tangki.

Pada tampak atas, partikel padat berputar menjauhi poros namun masih terlihat menyatu atau tidak menyebar dan vortex mulai terbentuk. Pada tampak samping, partikel padat mulai berputar cepat dengan penyebaran sebagian besar masih di bawah tangki. Pada tampak atas, vortex semakin besar sehingga partikel padat berputar menjauhi poros dan menyebar hampir menyentuh dinding tangki. Pada tampak samping, partikel padat berputar menyebar dari atas hingga bawah namun tidak sampai kebagian atas hanya sampai ketinggian setengah dari tinggi tangki.

4

178,4

5

191,2

Pada tampak atas, vortex semakin besar sehingga partikel padat berputar menyebar menjauh dari pusat poros air hingga menyentuh dinding tangki. Pada tampak samping, partikel padat berputar lebih menyebar pada bagian bawah dan arah perputaran partikel padat mengalami naik turun tidak beraturan. Pada tampak atas, vortex semakin besar sehingga partikel padat berputar menyebar hingga menyentuh dinding tangki dan partikel padat yang di pusat poros hanya sedikit. Pada tampak samping, partikel padat lebih menyebar daripada run sebelumnya dan arah alirannya terlihat bergelombang naik turun dan partikel padat menyentuh bagian atas tangki.

1.2 Waktu Pengadukan Variasi Fluida

Kecepatan

t1

t2

t rata-rata

(rpm)

(detik)

(detik)

(detik)

1

41.1

20,74

40,81

30,775

2

101,8

11,83

19,43

15,63

ρ = 1000 kg/m3

3

178,2

9,51

16,21

12,86

μ = 2.5×10-3 kg/ms

4

241,5

8,71

14,66

11,685

5

301,1

2,14

7,61

4,875

1

44

60,10

59,21

59,655

2

113

24,23

23,31

23,77

ρ = 1,7725 gr/mL

3

170

18,56

18,40

18,48

= 1772,5 kg/m3

4

255

12,37

11,09

11,73

5

378

06,41

06,22

6,315

Fluida Encer (Air)

Skala

T = 26,2°C

Fluida Pekat (Tepung Kanji) T = 28,4°C

μ = 8.4×10-3 kg/ms

II.

PENGOLAHAN DATA 2.1. Pada Fluida Encer 

Menghitung Bilangan Reynold (Reynold Number) 𝑵𝒓𝒆 =

𝑫𝟐 𝑵𝝆 𝝁

a. Kecepatan 41,1 rpm kg 41,1 60 𝑟𝑝𝑠) (1000 m3 ) 𝑘𝑔 2,5 𝑥 10−3 𝑚𝑠

(0,2 𝑚)2 ( 𝑁𝑟𝑒 = = 10.960

b. Kecepatan 101,8 rpm kg 101,8 𝑟𝑝𝑠) (1000 ) 60 m3 𝑘𝑔 2,5 𝑥 10−3 𝑚𝑠

(0,2 𝑚)2 ( 𝑁𝑟𝑒 =

= 2,7146 x 104

c. Kecepatan 178,2 rpm kg 178,2 60 𝑟𝑝𝑠) (1000 m3 ) 𝑘𝑔 2,5 𝑥 10−3 𝑚𝑠

(0,2 𝑚)2 ( 𝑁𝑟𝑒 =

= 4,7520 x 104

d. Kecepatan 241,5 rpm kg 241,5 60 𝑟𝑝𝑠) (1000 m3 ) 𝑘𝑔 2,5 𝑥 10−3 𝑚𝑠

(0,2 𝑚)2 ( 𝑁𝑟𝑒 = = 6,44 x 104

e. Kecepatan 301,1 rpm kg 301,1 𝑟𝑝𝑠) (1000 ) 60 m3 𝑘𝑔 2,5 𝑥 10−3 𝑚𝑠

(0,2 𝑚)2 ( 𝑁𝑟𝑒 =

= 8,0293 x 104



Menghitung mixing time factor dengan menggunakan grafik

a. Kecepatan 41,1 rpm Nre = 10.960 10x

= 10.960

x

log10 = log 10.960

x

= 4,03

10x

=

104,03  diplotkan pada grafik ntT vs Nre

Maka didapatkan ntT

= 102,2 = 1,58 x 102

b. Kecepatan 101,8 rpm Nre = 2,7146 x 104 10x

= 2,7146 x 104

x

log10 = log 2,7146 x 104

x

= 4,43

10x

=

104,43  diplotkan pada grafik ntT vs Nre

Maka didapatkan ntT

= 102,1 = 1,26 x 102

c. Kecepatan 178,2 rpm Nre = 4,7520 x 104 10x

= 4,7520 x 104

x

log10 = log 4,7520 x 104

x

= 4,67

10x

=

104,67  diplotkan pada grafik ntT vs Nre = 102,1

Maka didapatkan ntT

= 1,26 x 102 d. Kecepatan 241,5 rpm Nre = 6,44 x 104 10x

= 6,44 x 104

x

log10 = log 6,44 x 104

x

= 4,8

10x

=

104,8  diplotkan pada grafik ntT vs Nre = 102,1

Maka didapatkan ntT

= 1,26 x 102 e. Kecepatan 301,1 rpm Nre = 8,0293 x 104 10x

= 8,0293 x 104

x

log10 = log 8,0293 x 104

x

= 4,9

10x

=

104,9  diplotkan pada grafik ntT vs Nre

Maka didapatkan ntT = 102,1 = 1,26 x 102 

Menghitung Blending Time Factor

 Da  f t  ntT    Dt 

3/ 2

 Dt   H 

1/ 2

 g   2   n Da 

3

1

1/ 6

a. Kecepatan 41,1 rpm f

t

2 0,2 2 0,3 2

9,8

1 6

= 1,58 x 10 [0,3] [0,9] [412 𝑥0,2]

= 27,54 menit

b. Kecepatan 101,8 rpm 3

f

c.

t

1

2 0,2 2 0,3 2

9,8

1 6

= 1,26 x 10 [0,3] [0,9] [101,82𝑥0,2]

= 16,22 menit

Kecepatan 178,2 rpm 3

f

1

0,2 2 0,3 2

1 6

9,8

= 1,26 x 102 [0,3] [0,9] [178,22𝑥0,2]

t

= 13,45 menit

d. Kecepatan 241,5 rpm 3

f

t

1

2 0,2 2 0,3 2

9,8

1 6

9,8

1 6

= 1,26 x 10 [0,3] [0,9] [241,52𝑥0,2]

= 12,16 menit

e. Kecepatan 301,1 rpm 3

f

t

1

2 0,2 2 0,3 2

= 1,26 x 10 [0,3] [0,9] [301,12 𝑥0,2]

= 11,30 menit

3.2 Pada Fluida Pekat 

Menghitung Bilangan Reynold (Reynold Number) 𝑵𝒓𝒆 =

𝑫𝟐 𝑵𝝆 𝝁

a. Kecepatan 44 rpm kg 44 60 𝑟𝑝𝑠) (1772,5 m3 ) 𝑘𝑔 8.4 × 10−3 𝑚𝑠

(0,2 𝑚)2 ( 𝑁𝑟𝑒 = = 6189,68

b. Kecepatan 113 rpm kg 113 60 𝑟𝑝𝑠) (1772,5 m3 ) 𝑘𝑔 8,4 𝑥 10−3 𝑚𝑠

(0,2 𝑚)2 ( 𝑁𝑟𝑒 =

= 1,5896 x 104

c. Kecepatan 170 rpm kg 170 60 𝑟𝑝𝑠) (1772,5 m3 ) 𝑘𝑔 8,4 𝑥 10−3 𝑚𝑠

(0,2 𝑚)2 ( 𝑁𝑟𝑒 =

= 2,3914 x 104

d. Kecepatan 255 rpm (0,2 𝑚)2 ( 𝑁𝑟𝑒 =

kg 241,5 60 𝑟𝑝𝑠) (1772,5 m3 ) 𝑘𝑔 8,4 𝑥 10−3 𝑚𝑠

= 3,5872 x 104

e. Kecepatan 378 rpm kg 378 60 𝑟𝑝𝑠) (1772,5 m3 ) 𝑘𝑔 8,4 𝑥 10−3 𝑚𝑠

(0,2 𝑚)2 ( 𝑁𝑟𝑒 =

= 5,3175x 104



Menghitung mixing time factor dengan menggunakan grafik

a. Kecepatan 44 rpm Nre = 6189,68 10x

= 6189,68

x

log10 = log 6189,68

x

= 3,79

10x

=

103,79  diplotkan pada grafik ntT vs Nre

Maka didapatkan ntT

= 102,37 = 2,34 x 102

b. Kecepatan 113 rpm Nre

= 1,5896 x 104

10x

= 1,5896 x 104

x

log10

= log 1,5896 x 104

x

= 4,2

10x

=

104,43  diplotkan pada grafik ntT vs Nre

Maka didapatkan ntT

= 102,1 = 1,26 x 102

c. Kecepatan 170 rpm Nre = 2,3914 x 104 10x

= 2,3914 x 104

x

log10 = log 2,3914 x 104

x

= 4,37

10x

=

104,37  diplotkan pada grafik ntT vs Nre

Maka didapatkan ntT

= 102,1 = 1,26 x 102

d. Kecepatan 255 rpm Nre = 3,5872 x 104 10x

= 3,5872 x 104

x

log10 = log 3,5872 x 104

x 10x

= 4,55 =

104,55  diplotkan pada grafik ntT vs Nre

Maka didapatkan ntT

= 102,1 = 1,26 x 102

e. Kecepatan 378 rpm Nre = 5,3175x 104 10x

= 5,3175x 104

x

log10 = log 5,3175x 104

x

= 4,72

10x

=

104,72  diplotkan pada grafik ntT vs Nre

Maka didapatkan ntT = 102,1 = 1,26 x 102 

Menghitung Blending Time Factor

 Da  f t  ntT    Dt 

3/ 2

 Dt   H 

1/ 2

 g   2   n Da 

3

1

1/ 6

a. Kecepatan 44 rpm f

t

2 0,2 2 0,3 2

9,8

= 2,34 x 10 [0,3] [0,9] [442 𝑥0,2]

1 6

= 39,84 menit

b. Kecepatan 113 rpm 3

f

c.

t

1

2 0,2 2 0,3 2

9,8

= 1,26 x 10 [0,3] [0,9] [1132 𝑥0,2]

1 6

= 15,66 menit

Kecepatan 170 rpm 3

f

t

1

2 0,2 2 0,3 2

9,8

= 1,26 x 10 [0,3] [0,9] [1702 𝑥0,2]

1 6

= 13,67 menit

d. Kecepatan 255 rpm 3

f

t

1

2 0,2 2 0,3 2

9,8

1 6

9,8

1 6

= 1,26 x 10 [0,3] [0,9] [2552 𝑥0,2]

= 11,94 menit

e. Kecepatan 378 rpm 3

f

t

1

2 0,2 2 0,3 2

= 1,26 x 10 [0,3] [0,9] [3782 𝑥0,2]

= 10,47 menit

2.2. Penyajian Hasil Percobaan Variasi Fluida

Skala

Kecepatan

t rata-rata

Bilangan

Mixing

Blending

(rpm)

(detik)

Reynold

Time

Time Factor

Factor

(menit)

1

41,1

30,775

10960

158

27,54

2

101,8

15,63

27146

126

16,22

3

178,2

12,86

47520

126

13,45

4

241,5

11,685

64400

126

12,16

5

301,1

4,875

80293

126

11,3

1

44

59,655

6189,68

234

39,84

2

113

23,77

15896

126

15,66

ρ = 1,7725 gr/mL

3

170

18,48

23914

126

13,67

= 1772,5 kg/m3

4

255

11,73

35872

126

11,94

5

378

6,315

53175

126

10,47

Fluida Encer (Air) T = 26,2°C ρ = 1000 kg/m

3

μ = 2.5×10-3 kg/ms

Fluida Pekat (Tepung Kanji) T = 28,4°C

μ = 8.4×10-3 kg/ms

a. Gambar pola aliran dari berbagai variasi kecepatan putar pengaduk No.

1.

Kecepatan (rpm)

97,8

Tampak Atas

Tampak Samping

2.

127,1

3.

159,2

4.

178,4

5.

191,2

b. Grafik Kecepatan Putar Pengadukan terhadap Waktu Pengadukan 

Fluida Encer

Waktu Pengadukan (sekon)

Grafik Kecepatan Putar (rpm) vs Waktu Pengadukan (s)



40 30

y = -0.084x + 29.669 R² = 0.8371

20 10 0 0

50

100

150

200

250

300

350

Kecepatan Putar Pengadukan (rpm)

Fluida Pekat

Waktu Pengadukan (sekon)

Grafik Kecepatan Putar (rpm) vs Waktu Pengadukan (s) 80 60

y = -0.1369x + 50.277 R² = 0.7136

40 20 0 -20

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Kecepatan Putar Pengadukan (rpm)

c. Grafik Kecepatan Putar Pengadukan terhadap Mixing Time Factor 

Fluida Encer

Kecepatan Putar (rpm) vs Mixing Time Factor Mixing Time Factor

200 150 100 y = -0.0966x + 149.09 R² = 0.4969

50 0 0

50

100

150

200

250

Kecepatan Putar Pengadukan (rpm)

300

350



Fluida Pekat

Mixing Time Factor

Kecepatan Putar (rpm) vs Mixing Time Factor 250 y = -0.2379x + 193.27 R² = 0.4075

200 150 100 50 0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

Kecepatan Putar Pengadukan (rpm)

d. Grafik waktu pengadukan terhadap reynold number Fluida Cair

Grafik Waktu Pengadukan vs Reynold Number 35

Waktu Pengadukan (s)



30 25 y = -0.0003x + 29.669 R² = 0.8371

20 15 10 5 0 0

10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000 90,000

Reynold Number



Fluida Pekat

Waktu Pengadukan (s)

Grafik Waktu Pengadukan vs Reynold Number 80 60 y = -0.001x + 50.277 R² = 0.7136

40 20 0 -20

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

Reynold Number

e. Grafik Blending Time Factor terhadap Reynold Number 

Fluida Cair

Reynold Number

Grafik Blending Time Factor (menit) vs Reynold Number 100,000 y = -3650.9x + 104967 R² = 0.7587

80,000 60,000 40,000 20,000 0 0

5

10

15

20

25

30

Blending Time Factor (menit)

Fluida Pekat Grafik Blending Time Factor (menit) vs Reynold Number Reynold Number



60000 50000 40000 30000 20000 10000 0

y = -1121x + 47542 R² = 0.5615

0

10

20

30

Blending Time Factor (menit)

40

50

f. Grafik Blending Time Factor Terhadap Kecepatan Putar Pengaduk 

Fluida Cair Grafik Blending Time Factor (menit) vs Kecepatan Putar Pengaduk (rpm) Kecepatan Putar (rpm)

350 300

250 200

y = -13.691x + 393.63 R² = 0.7587

150 100 50 0 0

5

10

15

20

25

30

Blending Time Factor (menit)

Fluida Pekat Grafik Blending Time Factor (menit) vs Kecepatan Putar Pengaduk (rpm) 400

Kecepatan Putar (rpm)



350 300 250 200

y = -7.9688x + 337.96 R² = 0.5615

150 100 50 0 0

5

10

15

20

25

30

Blending Time Factor (menit)

35

40

45

III.

PEMBAHASAN

IV.

KESIMPULAN Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, didapat beberapa kesimpulan, antara lain: 1.

Variabel yang berpengaruh pada proses pengadukan dan pencampuran antara lain kecepatan pengadukan, densitas larutan, dan viskositas larutan.

2.

Semakin besar nilai kecepatan pengadukan, semakin besar nilai Bilangan Reynold

3.

Semakin besar nilai kecepatan pengadukan, semakin kecil nilai waktu pengadukan

4.

Nilai viskositas suatu larutan berbanding terbalik dengan nilai Bilangan Reynold dan nilai waktu pengadukan.

V.

DAFTAR PUSTAKA Djauhari, A., 2002,”Peralatan Kontak dan Pemisah Antara Fasa”, Dikat Kuliah, hal 55-59, Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung. Buku Petunjuk Praktikum Satuan Operasi, 2004, ”Agitasi dan Pencampuran” Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Bandung. McCabe, W. L., Smith, J.C. and Harriot, P., 1993, “Unit Operation of Chemical Engineering” 5ed., hal 257-260, McGraw-Hill, Singapore.