Mixer [PDF]

Citation preview

SUMARRY MIXER Mixer merupakan suatu alat yang digunakan untuk proses mixing, mixing merupakan suatu proses pencampuran bahan sehingga dapat bergabung menjadi suatu homogen yang bersifat seragam dan memiliki penyebaran yang sempurna. Prinsip pencampuran didasarkan pada peningkatan pengacakan dan distribusi dua atau lebih komponen yang mempunyai sifat yang berbeda. Berdasarkan sifat dari bahannya pencampuran dapat dibedakan atas pencampuran bahan cair, bahan viskos dan bahan padat. Pencampuran padat-padat merupakan pencampuran bahan yang bersifat padat, berikut beberapa alat yang digunakan pada pencampuran paday-padat ; tumbler mixer, Screw mixer, kneader mixer dan ribbon mixer 1. Tumblers Mixer Tumblers merupakan jenis mixer untuk mencampur padatan yang mengalir bebas digunakan untuk bubuk dan pasta. Tumbler biasanya digunakan karena kesederhanaannya. Tumblers terlihat paling sering di industri farmasi dan makanan karena operasi batch, tumblers memungkinkan untuk kontrol kualitas yang dekat dan pencampuran lembut , dan mencegah kerusakan pada partikel rapuh. Tumbler menyediakan pencampuran "lembut" saat material terjatuh mengenai sumbu horizontal dalam unit berputar tertutup. Terdapat berbagai bentuk tumbler, seperti kubus, kerucut, berbentuk Y dan V. Tumbler terdiri dari bejana yang benar-benar tertutup diputar di sekitar sumbu, menyebabkan partikel-partikel di dalam mixer "saling jatuh" satu sama lain ke permukaan campuran. Untuk mencapai waktu pencampuran yang cepat, bahan biasanya dimuat dari atas ke bawah, bukan dari sisi ke sisi. Ini memastikan bahwa aliran utama yang disebabkan oleh drum yang berputar berada pada arah yang sama dengan pencampuran.Tumblers biasanya beroperasi pada kecepatan 5-25 rpm dan memiliki kapasitas 0,5 - 200 kaki 3 . Mereka dapat diisi hingga sekitar 75% dari kapasitas maksimum mereka.  Kelebihan



1. 2. 3. 4.



Dapat menangani volume besar. Mudah dibersihkan, yang memungkinkan fleksibilitas produksi lebih besar. Sedikit keausan pada peralatan. Pencampuran lembut untuk partikel halus.



Kekurangan 1. Tidak dapat digunakan untuk memecah aglomerat. 2. Tidak dapat menangani campuran yang sangat kohesif. 3. Tidak dapat disesuaikan dengan proses blending berkelanjutan. 2. Screw Mixer Screw Mixer adalah mixer batch yang dirancang khusus untuk bubuk dan pasta segregatif dan mengalir bebas. Screw Mixers terkenal dengan pencampuran intensitas rendah dan merupakan pelopor dalam teknologi pencampuran. Screw mixer cocok untuk produk dan proses yang rumit di mana diperlukan hasil yang sangat akurat dan identik dengan campuran lembut volume besar hingga 100.000 liter. Screw Mixer dirancang untuk bahan kimia, farmasi, mineral & makanan, aplikasi dari screw mixer untuk ; Pencampuran dan homogenisasi serbuk, pasta dan bubur, granulasi atau aglomerasi serbuk, penambahan atau injeksi cairan ke dalam bubuk kering, reaksi dalam kondisi vakum atau tekanan, pemanasan dan pendinginan bubuk, deerasi atau densifikasi serbuk, homogenisasi ukuran dan warna partikel



Desain dasar terdiri dari sekrup silinder yang terletak di dinding kapal yang membawa produk dari bagian bawah kapal kerucut ke permukaan produk. Sekrup terpasang ke lengan yang berputar di sekeliling perimeter kapal sehingga menyebabkan pencampuran dan geser secara konvektif. Partikelpartikel di permukaan yang berlawanan dengan sekrup berakselerasi ke bawah dalam aliran massa karena gravitasi ketika diameter bejana berkurang. Tiga tindakan menghasilkan aksi pencampuran tiga dimensi yang unik. 3. Kneader Mixer Kneader adalah mixer intensitas tinggi untuk sistem padatan yang kohesif. Kohesi dapat dianggap sebagai bahan "lengket", seperti perekat atau karet. Beberapa kneaders mencapai aksi pencampuran mereka dengan menekan rata massa, melipatnya, dan meremasnya lagi. Lainnya merobek massa dan memotongnya di antara bilah bergerak dan permukaan stasioner. Ada dua jenis utama kneader, yaitu mixer Banbury dan kneader lengan ganda. Kneader digunakan terutama di industri plastik dan karet. Mereka biasanya digunakan untuk resin, perekat, dempul, adonan kue, dan aditif selulosa..Kneader Banbury biasanya digunakan untuk mencampur karet dan padatan plastik, untuk melarutkan karet dan untuk membubarkan karet dalam cairan. Alat pengukur ukuran Banbury diperlihatkan di sebelah kiri. Kneaders lengan ganda, seperti yang di sebelah kanan, biasanya digunakan untuk mencampur suspensi, pasta, dan massa plastik ringan. Kelebihan



1. 2. 3. 4.



Konstruksi yang kokoh memungkinkan daya per volume yang cukup besar untuk diterapkan. Agitasi intensif menghasilkan waktu pencampuran yang singkat. Tutup blade clearance membantu menghilangkan area material yang stagnan. Mudah dibersihkan setelah mencampur bahan yang lengket.



Kekurangan Mixer Banbury terbatas pada batch kecil karena jarak rotor yang dekat dan ukuran poros yang kecil. 2. Terlalu banyak gesekan yang dihasilkan di area terbatas dapat menyebabkan pemanasan, yang akan membatasi pencampuran bahan yang peka terhadap panas. 3. Pelepasan campuran jadi terkadang sulit. 1.



4. Ribbon Mixer Ribbon mixer adalah jenis mixer konvektif yang paling banyak digunakan. Secara umum, mixer konvektif terdiri dari shell dan elemen rotating internal. Ribbon mixer terdiri dari palung horizontal dengan poros tengah dan dua pita berbentuk spiral yang berputar di dalam cangkang stasioner. Mixer pita dapat beradaptasi untuk pencampuran batch atau kontinyu dan tersedia dalam berbagai jenis. Variasi meliputi jumlah spiral dan ukuran. Kapasitas atas ribbon mixer dibatasi oleh kebutuhan pita untuk benar-benar membersihkan permukaan bubuk. Blade luar dapat bergerak ke arah yang berlawanan dengan blade dalam dan pada kecepatan yang berbeda. Bilah luar juga harus dekat dengan dinding bilik agar bahan tidak lengket. Ribbon Mixer sangat ideal untuk mencampur bahan yang mengalir bebas, berkepadatan rendah atau pasta tipis dan bubuk yang tidak mudah mengalir Keuntungan



1. Waktu siklus pencampuran pendek. 2. Kapasitas berkisar dari 1 - 1000 kaki 3 . 3. Luas permukaan pita yang kecil mengurangi resistensi, memungkinkan pengoperasian dengan kebutuhan daya rendah



Kekurangan



1. Laju pencampuran lebih besar di permukaan, menyebabkan perbedaan lokal dalam komposisi campuran. 2. Pengikisan partikel dapat terjadi di dinding karena gaya yang lebih tinggi hadir di sana. 3. Rentan terhadap titik mati, terutama di dekat katup pelepasan, dan di sepanjang poros tengah. Desain Parameter Mixer: Mixer terdiri dari : 1. Tangki / vessel : merupakan wdah atau tempat untuk pencampuran. 2. Penyekat/ baffles : berbentuk batang yang ada pada pinggir tangki untuk menghindari vortex 3. Pengaduk/implaer : digunakan untuk mengaduk campuran Daya mixing tersebut diperoleh dari grafik hubungan Np vs Nre, Bilangan Reynold atau Reynold Number (Nre) menjelaskan pengaruh dari viskositas laruta, Rumus dari Reynold Number yaitu : Nre =



ρf . N . D a μf



(Persamaan 1-1)



Keterangan : D



= Diameter pengaduk (m)



N



= Kecepatan putaran pengaduk (rps)



ρf



= Densitas fluida (kg/m3)



μf



= Viskositas fluida (Kg/ms)



Sedangkan Power Number (Np) atau angka daya dirumuskan sebagai berikut :



P=



N p . N 3 . D5 . ρ f gc



( persamaan1−2¿



Keterangan : Np



= Power Number (kg m2 / s2)



P



= Power (watt)



gc



= Konstanta grafitasi ( 1 kg m / N s2)



N



= Kecepatan pengadukan (rps)



ρf



= Densitas fluida (kg / m3)



D



= Diameter pengaduk (m)



Referensi:



1. Chapter 28 - McCabe, Smith, & Harriott, "Unit Operations of Chemical Engineering." 7th Ed., McGraw-Hill. 2005 2. http://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/MaterialsHandling/Mixers/Mixers.html 3. Perry’s handbook of chemical engineers



4. McDonough, Robert J. Mixing for the Process Industries . New York: Van Nostrand Reinhold, 1992: 158-175. Print.



5. Nagata, Shinji. Mixing: Principles and Applications . New York: John Wiley & Sons, 1975: 198,      211. Print.