![Laporan Fluidisasi [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/laporan-fluidisasi-w64e2e4188dac1.jpg)
8 0 996 KB
LAPORAN PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA TEKNIK KIMIA I
Percobaan I FLUIDISASI
Dosen Pengampu : Dr. Fadil ST.,MT
Kelompok II Agus Parlindungan Pasaribu
2007035935
Daniel Andica Siahaan
2007036669
Oktavia Dewa Yani
2007026602
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2021
Lembar Pengesahan Laporan Praktikum Laboratorium Instruksional Teknik Kimia I Fluidisasi Dosen pengampu Praktikum dengan ini menyatakan bahwa : Kelompok II Agus Parlindungan Pasaribu
2007035935
Daniel Andica Siahaan
2007036669
Oktavia Dewa Yani
2007026602
1. Telah melakukan perbaikan-perbaikan yang disarankan oleh dosen pengampu/asisten praktikum. 2. Telah menyelesaikan laporan lengkap praktikum kinetika reaksi dari praktikum Laboratorium Instruksional Teknik Kimia I yang disetujui oleh dosen pengampuasisten praktikum.
Catatan Tambahan :
Pekanbaru, 20 November 2021 Dosen pengampu
Dr. Fadil ST.,MT
ABSTRAK Fluidisasi merupakan operasi dimana partikel padat ditransformasikan menjadi seperti fluida melalui suspensi dalam gas atau cairan. Penggunaan fuidisasi secara ekstensif dimulai pada industri pengolahan minyak bumi, yaitu dengan dikembangkannya proses perekahan katalitik hamparan/fluidisasi (fluid-bed catalytic cracking). Fluidisasi digunakan juga di dalam proses katalitik lainnya, seperti sintesis akronitril dan untuk melaksanakan reaksi zat padat-gas. Praktikum ini bertujuan untuk menjelaskan prinsip kerja fluidisasi, menghitung penurunan tekanan, serta mengamati fenomena fluidisasi yang terjadi. Langkah pertama yang dilakukan adalah memasukkan bahan ke dalam kolom kemudian dicatat tinggi unggun, penurunan tekanan, dan kondisi unggun setiap flow rate yang ditugaskan. Berdasarkan percobaan nilai pressure drop semakin besar jika diameter kolom kecil, tinggi unggun besar, dan flow rate yang digunakan lebih besar. Pressure drop terbesar terjadi pada zeolit dengan kolom berdiameter 2,6 m dan tinggi unggun 0,02 m yaitu 30.189.760,9 kg/m.s2, dan pressure drop terkecil dengan diameter kolom 0,06 dan tinggi unggun 0,02 m yaitu 1,8 kg/m.s2. Hal ini dikarenakan semakin besar partikel maka semakin besar tekanan untuk menaikkan unggun, maka semakin besar tekanan yang dibutuhkan untuk menaikkan unggun akan menurunkan nilai pressure drop. Kata kunci : flow rate, fluida, fluidisasi, pressure drop, unggun
i
ABSTRAC Fluidization is an operation in which solid particles are transformed into a fluidlike state through suspension in a gas or liquid. Extensive use of fluidization began in the petroleum processing industry, with the development of fluid-bed catalytic cracking (fluid-bed catalytic cracking). Fluidization is also used in other catalytic processes. such as acetonitrile synthesis and carrying out solid-gas reactions. This practicum aims to explain the working principle of fluidization, calculate pressure drop, and observe the fluidization phenomenon that occurs. The first step is to enter the material into the column and then record the height, bed, pressure drop, and bed condition of each assigned flavonoid. Based on the experiment, the pressure drop value gets bigger if the column diameter is small. the height of the bed is large, and the flow rate used is greater. The largest pressure drop occurs in the zeolite with a column diameter of 2.6 m and a bed height of 0.02 m, namely 30 189.760.9 kg/ms and the smallest pressure drop with a column diameter of 0.06 and the height of the bed is 0.02 m which is 1.8 kgs This is because the larger the particles, the greater the pressure to raise the bed, the greater the pressure required to raise the bed will reduce the pressure drop. Keywords : flow rate, mulching fluid, bed pressure drop
ii
DAFTAR ISI
ABSTRAK ............................................................................................................... i ABSTRAC .............................................................................................................. ii DAFTAR ISI .......................................................................................................... iii BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................1 1.1
Tujuan Praktikum ......................................................................................1
1.2
Landasan Teori ..........................................................................................1
1.3
Fenomena ..................................................................................................2
1.4
Evaluasi Parameter-parameter di dalam Peristiwa Fluidisasi ...................7
1.5
Persamaan Ergun .......................................................................................8
BAB II PERCOBAAN ...........................................................................................10 2.1
Bahan .......................................................................................................10
2.2
Alat ..........................................................................................................10
2.3
Rangkaian Alat Fluidisasi ........................................................................10
2.4
Prosedur praktikum .................................................................................11
BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................12 3.1
Data dan Hasil Pembahasan .....................................................................12
3.2
Pembahasan ..............................................................................................13
BAB IV PENUTUP ...............................................................................................24 4.1
Kesimpulan ..............................................................................................24
4.2
Saran ........................................................................................................24
BAB V DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................25 LAMPIRAN A PROSES PERCOBAAN ..............................................................26 LAMPIRAN B PERHITUNGAN ..........................................................................27 LAMPIRAN C TABEL HASIL PERHITUNGAN ...............................................42
iii
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Tujuan Praktikum 1. Menjelaskan prinsip kerja fluidisasi 2. Menjelaskan operasi fluidisasi gas dan cair 3. Menghitung pressure drop, porositas, dan kecepatan superfisial 4. Mengetahui cara pembuatan kurva karakteristik
1.2
Landasan Teori Fluidisasi merupakan operasi dimana partikel padat ditransformasikan
menjadi seperti fluida melalui suspensi dalam gas atau cairan. Metode ini memiliki beberapa karakteristik yang tidak biasanya dan para ahli teknik kimia menggunakan prinsip ini dalam berbagai bidang yang berhubungan dengan fluidisasi. Fluidisasi juga salah satu teknik pengontakan fluida baik gas maupun cairan dengan butiran padat. Pada fluidisasi kontak antara fluida dan partikel padat terjadi dengan bauj jarena permukaan kontak yang luas dan unggun berisi butiran padat bersifat seperti fluida karena dialiri fluida (Hans Cristian, 2008). Didalam suatu bed, kualitas dari fluidisasi tidak hanya ditentukan oleh sifat-sifat solid dab fluidisasinya saja, tetapi juga dipengaruhi oleh faktor-faktor lain, seperti bentuk geometris bejana, tipe distributor, dari fluida aliran gas, adanya perlengkapan lain seperti baffle, atau heat exchanger (Kartika, 2013). Fenomena fluidisasi terjadi pada media yang disebut dengan fluidized bed. Dimana fluidized bed merupakan suatu bejana yang berisi partikel padat yang dialiri fluida dari bawah bejana. Proses fluidisasi terjadi ketika gaya drag dari partikel sebagai akibat dari aliran fluida yang mengalir ke atas melebihi gaya gravitasi dan gaya antar partikel. Secara prinsip ada 4 aspek keunggulan yang dimiliki oleh fluidized bed jika dibanding dengan teknologi kontak yang lainnya yaitu : (1) pada aspek kemampuan untuk mengontrol temperatur, (2) kemampuan beroperasi secara kontinu, (3) keunggulan dalam persoalan perpindahan kalor dan (4) keunggulan dalam proses katalisis. Karena keunggulan tersebut, fluidisasi banyak dikembangkan untuk proses di industri, misalnya untuk proses catalitic cracking, pembakaran batubara, gasifikasi batubara, insinerasi limbah padat,
1
pelapisan permukaan logam, pengering dan lain sebagainya ( Zenz, 1960). Faktor-faktor yang mempengaruhi karakteristik fluidisasi antara lain : kecepatan aliran fluida, ukuran partikel, sifat fisik fluida dan partikel serta distribusi partikel, porositas unggun, distribusi aliran, diameter kolom, tinggi unggun. Besarnya koefisien laju perpindahan massa adsorsi kd didalam kolom unggun terfluidisasi didekati dengan persamaan analisa dimensi. Untuk partikel bergerak tunggal berbentuk bola tunggal dengan kecepatan relatif yang melalui fluida adalah sebagai berikut ; (Levenspiel, 1969) 1.3
Fenomena Jika suatu fluida melewati partikel unggun yang ada dalam tabung, maka
aliran tersebut memberikan gaya seret (drag force) pada partikel
dan
menimbulkan pressure drop sepanjang unggun. Pressure drop akan naik jika kecepatan superficial naik. Konsep dasar dari suatu partikel unggun yang terfluidisasi dapat diilustrasikan dengan fenomena yang terjadi saat adanya perubahan laju alir gas seperti pada Gambar 1.2 di bawah ini (Wiranata, 2011).
Gambar 1.1 Fenomena fluidisasi dengan variasi laju alir gas (Wiranata,2011).
2
Fenomena fluidisasi pada sistem gas-padat juga dapat diilustrasikan pada gambar berikut ini (Wiranata, 2011) :
Gambar 1.2 Fenomena Fluidisasi pada Sistem Gas-Padat (Wiranata,2011) Pada kecepatan superficial rendah, unggun mula-mula diam. Jika kecepatan superficial dinaikkan, maka pada suatu saat gaya seret fluida menyebabkan unggun mengembang dan tahanan terhadap aliran udara mengecil, sampai akhirnya gaya seret tersebut cukup untuk mendukung gaya berat partikel unggun mulai bergerak dan kondisi ini disebut minimum fluidization. Kecepatan superficial terendah yang dibutuhkan untuk terjadinya fluidisasi disebut minimum fluidization velocity (V’mf). Sedangkan porositas dari unggun ketika fluidisasi benar-benar terjadi dinamakan minimum fluidization porosity (ɛmf). Sementara itu pressure drop sepanjang unggun akan tetap walaupun kecepatan superficial dinaikkan dan sama dengan berat efektif unggun persatuan luas (Levenspiel, 1969). Menurut Zenz (1960) ada fenomena-fenomena yang dapat terjadi pada proses fluidisasi antara lain : 1.3.1
Fenomena Fixed Bed Terjadi ketika laju alir fluida kurang dari laju minimum yang dibutuhkan
untuk proses awal fluidisasi. Pada kondisi ini partikel padatan tetap diam. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 1.3 sebagai berikut :
3
Gambar 1.3 Fenomena Fixed Bed (Zens, 1960). 1.3.2
Fenomena Minimum Or Incipient Fluidization Terjadi ketika laju alir fluida mencapai laju alir minimum yang dibutuhkan
untuk proses fluidisasi. Pada kondisi ini partikel-partikel padat mulai terekspansi. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 1.4 sebagai berikut :
Gambar 1.4 Fenomena Minimum Or Incipient Fluidization (Zens, 1960). 1.3.3
Fenomena Smooth Or Homogenously Fluidization Terjadi saat kecepatan dan distribusi aliran fluida merata, densitas dan
distribusi partikel dalam unggun sama atau homogen sehingga ekspansi pada setiap partikel padatan seragam. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 1.5 sebagai berikut :
4
Gambar 1.5 Fenomena Smooth Or Homogrnously Fluidization (Zens, 1960). 1.3.4
Fenomena Bubbling Fluidization Terjadi ketika gelembung–gelembung pada unggun terbentuk akibat
densitas dan distribusi partikel tidak homogen. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 1.6 sebagai berikut :
Gambar 1.6 Fenomena bubbling fluidization (Zens, 1960). 1.3.5
Fenomena Slugging Fluidization Terjadi ketika gelembung-gelembung besar yang mencapai lebar dari
diameter kolom terbentuk pada partikel-partikel padat. Pada kondisi ini terjadi penolakan sehingga partikel-partikel padat seperti terangkat. Kondisi ini dapat dilihat pada Gambar 1.7 sebagai berikut :
5
Gambar 1.7 Fenomena Slugging Fluidization (Zens, 1960). 1.3.6
Fenomena Chanelling Fluidization Terjadi ketika dalam unggun partikel padatan terbentuk saluran-saluran
seperti tabung vertikal. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 1.8 sebagai berikut :
Gambar 1.8 Fenomena Chanelling Fluidization (Zens, 1960). 1.3.7
Fenomena Disperse Fluidization Terjadi saat kecepatan alir fluida melampaui kecepatan maksimum aliran
fluida. Pada fenomena ini sebagian partikel akan terbawa aliran fluida dan berekspansi mencapai nilai maksimum. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 1.9
Gambar 1.9 Fenomena Disperse Fluidization (Zens, 1960).
6
1.4
Evaluasi Parameter-parameter di dalam Peristiwa Fluidisasi Parameter dalam peristiwa fluidisasi adalah (Putra, 2011) :
1.4.1
Densitas Partikel Penentuan densitas partikel untuk zat padat yang masih dan tidak
menyerap air atau zat cair lain, bisa dilakukan dengan memakai piknometer. Sedang untuk partikel berpori, cara diatas akan menimbulkan kesalahan yang cukup besar karena air atau cairan akan memasuki pori-pori didalam partikel, sehingga yang diukur bukan lagi densitas partikel (berikut pori-porinya) seperti yang diperlukan dalam persamaan di muka, tetapi densitas bahan padatnya (tidak termasuk pori- pori didalamnya). Untuk partikel-artikel yang demikian ada cara lain yang biasa digunakan, yaitu dengan metode yang diturunkan Ergun. 1.4.2
Bentuk Partikel Dalam persamaan yang telah diturunkan, partikel padatnya dianggap
sebagai butiran yang berbentuk bola dengan diameter rata-rata dp. Untuk partikel bentuk lain, harus ada koreksi yang menyatakan bentuk partikel sebenarnya. = 1.4.3
=
pada volume sama...................................(1.1)
Ukuran partikel Jika suatu pasir dengan menggunakan proses pengayakan (sleving)
memiliki ukuran partikel yang terdistribusi dari beberapa ukuran partikel dpi, maka ukuran partikel pengayakan rata-rata (mean sieve size) dp : dp =
...........................................................................................(1.2)
Yang mana x adalah fraksi berat partikel pada masing-masing ukuran partikel.Definisi ukuran partikel rata-rata memberikan penekanan
yang
sebenarnya terhadap pentingnya pengaruh ukuran kehalusan suatu partikel pasir (Brown, 1985). 1.4.4
Porositas Unggun Porositas unggun menyatakan fraksi kosong didalam unggun yang secara
matematik bisa ditulis sebagai berikut :
7
..............................................................................................(1.3) Dimana : = Porositas Unggun Vu = Volume Unggun Vp = Volume Partikel Total Harga porositas unggun ini sangat dipengaruhi oleh bentuk geometri butiran padat yang membentuk unggun tersebut, atau dengan perkataan lain, porositas unggun merupakan fungsi dari faktor bentuk atau derajat kebolaan partikel-partikelnya (Herri, 1986). 1.5
Persamaan Ergun Bila kecepatan fluida yang melewati unggun dinaikkan maka perbedaan
tekanan di sepanjang unggun akan meningkat pula. Pada saat perbedaan tekanan sama dengan berat unggun dibagi luas penampang. Pada saat tersebut unggun akan mulai bergerak dan melayang-layang ke atas. Partikel-partikel padat ini akan bergerak-gerak dan mempunyai perilaku sebagai fluida. Keadaan unggun seperti ini dikenal sebagai unggun terfluidakan (fluidized bed). Persamaan Ergun dapat dicari dengan persamaan berikut (Zenz, 1960) :
8
+ 1.75 Dimana :
viskositas Vmf = kecepatan superfisial = fraksi kosong, bergantung distribusi ukuran dan bentuk partikel = perubahan tinggi unggun = densitas
9
BAB II PERCOBAAN
2.1
Bahan 1. Liquid 2. Zeolit
2.2
Alat 1. Penggaris 2. Serangkaian alat fluidisasi
2.3
Rangkaian Alat Fluidisasi Alat yang digunakan merupakan rangkaian alat fludisasi yang terdiri dari : 1. Alat Fluidisasi 2. Kolom I ( 53cm ) 3. Kolom II ( 65cm ) 4. Valve 5. Flow regulator valve 6. Pikmometer 7. Jangka sorong
Gambar 2.1 Rangkaian Alat Percobaan Fluidisasi
10
2.4 2.4.1
Prosedur praktikum Liquid
1. Masukkan zeolit ke dalam kolom fluidisasi hingga ketinggian 2 cm 2. Menyalakan pompa dan mengisi air ke kolom fluidisasi dengan flowrate 10,20,30,40, dan 50 3. Mengukur tinggi unggun pasir yang bergerak keatas 4. Percobaan diulang dengan tinggi unggun 4 cm 5. Percobaan diulang seperti langkah 1,2,3
2.4.2
Gass
1. Memasukkan bahan zeloit ke dalam kolom 1 hingga ketinggian 2 cm. 2. Menghidupkan kompresor dengan switch. 3. Membuka flow regulator valve dan diatur pada flowrate 10,20,30,40, dan 50 mencatat pressure drop dan tinggi unggun untuk setiap flowrate. 4. Percobaan diulang dengan tinggi unggun 4 cm 5. Percobaan diulang seperti langkah 1,2,3
11
BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Data dan Hasil Pembahasan Percobaan fluidisasi pada praktikum ini bertujuan menghitung dan mencari perbandingan hasil data percobaan yang telah dilakukan, menentukan kurva karakteristik fluidisasi, mengetahui kecepatan minimum fluidisasi dari kurva tersebut, dan mengetahui fenomena yang terjadi pada setiap percobaan fluidisasi. Pada percobaan ini dilakukan dengan menggunakan bahan padat zeolit, menggunakan fluida cair dan fluida gas serta tinggi unggun yang berbeda. 3.1.1 Data Hasil Percobaan Tabel 3.1 Fenomena Unggun di Tinggi Unggun Awal 2 cm pada Fluida Gas Flow
Tinggi
Tinggi
Pressure
Fenomena
Rate
Awal
Akhir
Drop
(Lpm)
(cm)
(cm)
(Kg/ms2)
10
2
2
0.5
Fixed bed
20
2
2
1.2
Fixed bed
30
2
2
2
Fixed bed
40
2
2
2.8
Fixed bed
50
2
2
14.8
Fixed bed
Tabel 3.2 Fenomena Unggun di Tinggi Unggun Awal 2 cm pada Fluida Gas Flow
Tinggi
Tinggi
Pressure
Rate
Awal
Akhir
Drop
(Lpm)
(cm)
(cm)
(Kg/ms2)
10
4
4
0.8
Fixed bed
20
4
4
1.5
Fixed bed
30
4
4
2.3
Fixed bed
40
4
4
3.6
Fixed bed
50
4
4
4.2
Fixed bed
12
Fenomena
Tabel 3.3 Fenomena Unggun di Tinggi Unggun Awal 2 cm pada Fluida Cair Flow
Tinggi
Tinggi
Pressure
Fenomena
Rate
Awal
Akhir
Drop
(Lpm)
(cm)
(cm)
(Kg/ms2)
1
2
2.5
1.8
Fixed bed
2
2
6
2.3
Minimum
3
2
9
2.4
Bubbling
4
2
17
2.5
Slugging
5
2
20
2.6
Channeling
Tabel 3.4 Fenomena Unggun di Tinggi Unggun Awal 4 cm pada Fluida Cair Flow
Tinggi
Tinggi
Pressure
Fenomena
Rate
Awal
Akhir
Drop
(Lpm)
(cm)
(cm)
(Kg/ms2)
1
4
4
2
Fixed bed
2
4
6
2.2
Minimum
3
4
8
2.2
Minimum
4
4
11.5
2.2
Bubbling
5
4
16
2.4
Slugging
3.2 Pembahasan Menurut Widayati (2010), Fluidisasi merupakan salah satu teknik pengontakan fluida baik gas maupun cairan dengan butiran padat. Pada fluidisasi kontak antara fluida gas partikel padat terjadi dengan baik karena permukaan kontak yang luas. Fluidisasi digunakan juga di dalam proses katalitik lainnya, seperti sintetis akronitril dan untuk melaksanakan reaksi zat padat‐ gas. Dalam percobaan ini, digunakan jenis partikel yaitu zeolit. Tinggi unggun awal pada fluida gas yaitu 2 cm dan 4 cm, dan tinggi unggun awal pada fluida cair yaitu 2 cm dan 4 cm dengan diameter kolom fluidisasi yaitu 6 cm. Dari tabel 3.1 diatas, untuk fluida gas dengan tinggi awal unggun 2 cm, pada flow rate 10 – 50 L/menit terlihat tidak terjadi kenaikan unggun, maka
13
fenomena yang terjadi adalah fixed bed, fenomena ini terjadi ketika flowrate yang diberikan kurang dari laju alir minimum untuk proses fluidisasi dan juga dikarenakan jenis fluida yang digunakan yaitu fluida gas. Fluida gas tidak mempunyai bentuk maupun volume yang tetap, gas akan berkembang mengisi seluruh wadah (Darni et al., 2016). Hal ini juga terjadi pada tinggi awal unggun 4 cm pada tabel 3.2 terlihat bahwa tidak terjadinya kenaikan unggun sehingga fenomena yang terjadi adalah fixed bed, fenomena ini terjadi ketika flowrate yang diberikan kurang dari laju alir minimum untuk proses fluidisasi dan juga dikarenakan jenis fluida yang digunakan yaitu fluida gas. Fluida gas tidak mempunyai bentuk maupun volume yang tetap, gas akan berkembang mengisi seluruh wadah (Darni et al., 2016). Dari tabel 3.3 diatas, untuk fluida cair dengan tinggi awal unggun 2 cm, pada flow rate 1 L/menit terjadi kenaikan unggun dan partikel belum mulai terekspansi sehingga terjadi fenomena fixed bed. Pada flow rate 2 L/menit terjadi kenaikan unggun dan partikel mulai terekspansi sehingga terjadi fenomena minimum or incipient fluidization. Fenomena ini terjadi ketika laju alir fluida mencapai laju alir minimum yang dibutuhkan untuk proses fluidisasi. Hal ini mengakibatkan terjadinya perubahan penurunan tekanan yang merupakan hasil dari gaya gesek pada fluida seperti yang mengalir melalui tabung. (Jalaluddin et al., 2019). Pada flow rate 3 – 5 L/menit terjadi fenomena Bubbling, Slugging, Channeling, terjadi ketika kecepatan dan distribusi aliran fluida tidak merata, densitas dan distribusi partikel dalam unggun tidak sama sehingga ekspansi pada setiap pratikel padatan berbeda. Dari tabel 3.4 diatas, untuk fluida cair dengan tinggi awal unggun 4 cm, pada flow rate 1 L/menit tidak terjadi kenaikan unggun dan partikel belum mulai terekspansi sehingga terjadi fenomena fixed bed. Pada flow rate 2 – 3 L/menit terjadi kenaikan unggun dan partikel mulai terekspansi sehingga terjadi fenomena minimum fluidization, fenomena ini terjadi ketika laju alir fluida mencapai laju alir minimum yang dibutuhkan untuk proses fluidisasi (Darni et al., 2016). Pada flow rate 4 – 5 L/menit terjadi fenomena Slugging, Channeling, terjadi ketika kecepatan dan distribusi aliran fluida tidak merata, densitas dan distribusi partikel dalam unggun tidak sama sehingga ekspansi pada setiap pratikel padatan berbeda. 14
Dilihat dari tabel 3.1, 3.2, 3.3, dan 3.4 seperti yang diketahui, semakin tinggi kenaikan partikel maka akan terjadi fenomena – fenomena fluidisasi. Namun, pada fluida gas hanya terjadi fixed bed pada tinggi unggun awal 2 cm maupun 4 cm, sedangkan pada fluida cair juga terjadi Fixed bed, Minimum, Bubbling, Slugging, Channeling. Hal ini dikarenakan berat jenis partikel yang mempengaruhi gerak kenaikan tinggi partikel dan jenis fluida nya. Semakin besar berat jenis partikel maka semakin lambat juga pergerakan fluida tersebut. Fluida gas tidak mempunyai bentuk maupun volume yang tetap, gas akan berkembang mengisi seluruh wadah. Sedangkan fluida cair hanya mengikuti bentuk wadahnya dan volumenya dapat diubah (Darni et al., 2016). 3.2.1 Flow rate terhadap Pressure Drop pada Kolom ID 6 cm pada Zeolit a. Tinggi Unggun (Lo) 2 cm pada Fluida Gas Dari percobaan yang telah dilakukan dengan variasi jenis bahan zeolit pada kolom ID sebesar 6 cm dengan tinggi awal unggun 2 cm pada fluida gas, didapat grafik seperti dibawah ini. 16
Pressure Drop
14 12 10 8 6 4 2
0 0
10
20
30
40
50
60
Flow rate Gambar 3. 1 Pengaruh Flow rate Vs Pressure Drop pada Fluida Gas Berdasarkan Gambar 3.1 pada percobaan ini dapat dilihat bahwa semakin tinggi laju aliran fluida maka semakin besar nilai pressure drop, hal ini dikarenakan jika laju aliran fluida (aliran gas) dinaikkan, maka pressure drop oleh tahanan partikel padat juga meningkat (∆P meningkat). Jika laju alir fluida terus ditingkatkan, partikel padat mulai bergerak dan terangkat sampai terjadi suspensi sempurna (fluidized bed) (Widjanarko et al., 2012). Pada variasi unggun zeolit ID
15
6 cm Lo 2 cm, fenomena yang terjadi yaitu fixed bed. Pada flow rate 10-50 L/menit terjadi fenomena fixed bed, yaitu unggun masih dalam keadaan diam dan tidak bergerak sama sekali. Menurut Darni et al (2016), fenomena ini terjadi ketika flow rate yang diberikan kurang dari laju alir minimum untuk proses fluidisasi dan juga dikarenakan jenis fluida yang digunakan yaitu fluida gas. Fluida gas tidak mempunyai bentuk maupun volume yang tetap, gas akan berkembang mengisi seluruh wadah. b. Tinggi Unggun (Lo) 4 cm pada Fluida Gas Dari percobaan yang telah dilakukan dengan variasi jenis bahan zeolit pada kolom ID sebesar 6 cm dengan tinggi awal unggun 4 cm pada fluida gas, didapat grafik seperti dibawah ini. 4.5
Pressure Drop
4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0
10
20
30
40
50
60
Flow rate Gambar 3. 2 Pengaruh Flow rate Vs Pressure Drop pada Fluida Gas Berdasarkan Gambar 3.2 pada percobaan ini dapat dilihat bahwa semakin tinggi laju aliran fluida maka semakin besar nilai pressure drop, hal ini dikarenakan jika laju aliran fluida (aliran gas) dinaikkan, maka pressure drop oleh tahanan partikel padat juga meningkat (∆P meningkat). Pada variasi unggun zeolit ID 6 cm Lo 4 cm, dan pada flow rate 10-50 L/menit terjadi fenomena fixed bed, yaitu unggun masih dalam keadaan diam dan tidak bergerak sama sekali. c. Tinggi Unggun (Lo) 2 cm pada Fluida Cair Dari percobaan yang telah dilakukan dengan variasi jenis bahan zeolit pada kolom ID sebesar 6 cm dengan tinggi awal unggun 2 cm pada fluida cair, didapat grafik seperti dibawah ini.
16
Presure Drop
3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0
1
2
3
4
5
6
Flow rate Gambar 3. 3 Pengaruh Flow rate Vs Pressure Drop pada Fluida Cair Berdasarkan Gambar 3.3 pada percobaan ini didapat bahwa pada variasi unggun zeolit ID 6 cm Lo 3 cm pada flulida cair, fenomena yang terjadi yaitu Fixed bed, Minimum, Bubbling, Slugging, Channeling. Pada flow rate 2 L/menit fenomena yang terjadi yaitu minimum fluidization yaitu ketika laju alir fluida mencapai laju alir minimum yang dibutuhkan untuk proses fluidisasi. Hal ini menyebabkan partikel padatan didalam unggun mulai terekspansi (Geankoplis, 1993). Selanjutnya laju aliran fluida diperbesar lagi dari 3-5 L/menit, dan didapat fenomena yang terjadi yaitu Bubbling, Slugging, Channeling dimana partikel padat berupa zeolit tersebut terekspansi secara meningkat, densitas dan distribusi partikel dalam unggun sama atau homogen sehingga ekspansi pada setiap partikel padatan meningkat. d. Tinggi Unggun (Lo) 4 cm pada Fluida Cair Dari percobaan yang telah dilakukan dengan variasi jenis bahan zeolit pada kolom ID sebesar 6 cm dengan tinggi awal unggun 4 cm pada fluida cair, didapat grafik seperti dibawah ini.
17
Pressure Drop
2.45 2.4 2.35 2.3 2.25 2.2 2.15 2.1 2.05 2 1.95 0
1
2
3
4
5
6
Flow rate Gambar 3. 4 Pengaruh Flow rate Vs Pressure Drop pada Fluida Cair Berdasarkan Gambar 3.4 pada percobaan ini didapat bahwa pada variasi unggun zeolit ID 6 cm Lo 4 cm pada flulida cair, fenomena yang terjadi yaitu Fixed bed, Minimum, Bubbling, Slugging. Pada flow rate 2-3 L/menit fenomena yang terjadi yaitu minimum fluidization yaitu ketika laju alir fluida mencapai laju alir minimum yang dibutuhkan untuk proses fluidisasi. Hal ini menyebabkan partikel padatan didalam unggun mulai terekspansi (Geankoplis, 1993). Selanjutnya laju aliran fluida diperbesar lagi dari 4-5
L/menit, dan didapat
fenomena yang terjadi yaitu Bubbling, Slugging dimana partikel padat berupa zeolit tersebut terekspansi secara meningkat, densitas dan distribusi partikel dalam unggun meningkat sehingga ekspansi pada setiap partikel padatan meningkat.
18
3.2.2 Flow rate terhadap Porositas pada Kolom ID 6 cm pada Zeolit a. Tinggi Unggun (Lo) 2 cm pada Fluida Gas 0.00E+00 -1.00E-02
0
10
20
30
40
50
60
Porositas
-2.00E-02
-3.00E-02 -4.00E-02 -5.00E-02 -6.00E-02 -7.00E-02 -8.00E-02
Flow rate Gambar 3. 5 Pengaruh Flow Rate Vs Porositas pada Fluida Gas Berdasarkan pada grafik diatas menunjukkan bahwa tidak adanya pengaruh porositas seiring dengan bertambahnya flow rate. Porositas adalah fraksi kekosongan dalam unggun, akibatnya bila flow rate semakin besar maka akan menyebabkan unggun terangkat dan partikel zeolit akan berjauhan satu sama lain sehingga fraksi kosong (porositas) dalam unggun semakin besar (Darni et al., 2016). Pada flow rate 1-5 kondisi ini menandakan belum terjadinya kondisi minimum dan masih dalam kondisi fix bed karena partikel belum terfluidisasi (Ardani, 2013). b. Tinggi Unggun (Lo) 4 cm pada Fluida Gas 0.00E+00 -5.00E-03
0
10
20
30
40
50
60
Porositas
-1.00E-02 -1.50E-02 -2.00E-02 -2.50E-02 -3.00E-02 -3.50E-02 -4.00E-02
Flow rate Gambar 3. 6 Pengaruh Flow Rate Vs Porositas pada Fluida Gas
19
Berdasarkan pada grafik diatas menunjukkan bahwa adanya pengaruh porositas seiring dengan bertambahnya flow rate. Porositas tetap walaupun flow rate bertambah, karena tinggi unggun akan mempengaruhi porositas seiring dengan penambahan flow rate. Pada gambar 3.6 ini tinggi unggun 4 cm dan flow rate 10-50 L/menit terjadi fenomena fixed bed, dimana porositas yang dihasilkan tidak berubah pada flow rate 10-50 L/menit, Jadi dengan tidak terangkatnya unggun dan porositas yang tetap mengakibatkan pressure drop yang sangat meningkat karena kuatnya daya tarik menarik partikel seiring bertambahnya flow rate dan kondisi ini menandakan belum terjadinya kondisi minimum dan masih dalam kondisi fix bed karena partikel belum terfluidisasi (Ardani, 2013). c. Tinggi Unggun (Lo) 2 cm pada Fluida Cair 1.00E+00
Porositas
9.90E-01 9.80E-01 9.70E-01 9.60E-01 9.50E-01 9.40E-01 0
1
2
3
4
5
6
Flow rate Gambar 3. 7 Pengaruh Flow Rate Vs Porositas pada Fluida Cair Berdasarkan pada grafik diatas menunjukkan bahwa adanya pengaruh porositas seiring dengan bertambahnya flow rate. Pada gambar 3.7 ini tinggi unggun 2 cm dan flow rate 2 L/menit fenomena yang terjadi adalah fenomena minimum or incipient fluidization dan pada flow rate 3-5 L/menit fenomena yang terjadi adalah Minimum, Bubbling, Slugging, Channeling, dari gambar dapat dilihat terjadi peningkatan porositas seiring bertambahnya flow rate.
20
d. Tinggi Unggun (Lo) 4 cm pada Fluida Cair 9.95E-01
Porositas
9.90E-01 9.85E-01 9.80E-01 9.75E-01 9.70E-01 9.65E-01 9.60E-01 0
1
2
3
4
5
6
Flow rate Gambar 3. 8 Pengaruh Flow Rate Vs Porositas pada Fluida Cair Berdasarkan pada grafik diatas menunjukkan bahwa adanya pengaruh porositas seiring dengan bertambahnya flow rate. Pada gambar 3.8 ini tinggi unggun 4 cm dan flow rate 2-3 L/menit fenomena yang terjadi adalah fenomena minimum or incipient fluidization dan pada flow rate 4-5 L/menit fenomena yang terjadi adalah Bubbling, Slugging dari gambar dapat dilihat terjadi peningkatan porositas seiring bertambahnya flow rate. 3.2.3
Pressure Drop terhadap Porositas pada Kolom ID 6 cm pada Zeolit
a. Tinggi Unggun (Lo) 2 cm pada Fluida Gas 0.00E+00 -1.00E-02
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Porositas
-2.00E-02 -3.00E-02 -4.00E-02 -5.00E-02 -6.00E-02 -7.00E-02 -8.00E-02
Pressure Drop Gambar 3. 9 Pengaruh Pressure Drop Vs Porositas pada Fluida Gas Berdasarkan gambar 3.9 tinggi unggun 2 cm dan flow rate 1-5 L/menit fenomena yang terjadi adalah fenomena fixed bed. Apabila nilai
21
kecil, maka
pressure drop (∆P) lebih kecil dan nilai diameter sebanding dengan nilai volume bed dimana volume bed digunakan untuk nilai porositas (Widjanarko et al., 2012). b. Tinggi Unggun (Lo) 4 cm pada Fluida Gas 0.00E+00 -5.00E-03
0
1
2
3
4
5
Porisitas
-1.00E-02 -1.50E-02 -2.00E-02 -2.50E-02 -3.00E-02
-3.50E-02 -4.00E-02
Pressure Drop Gambar 4. 10 Pengaruh Pressure Drop Vs Porositas pada Fluida Gas Berdasarkan gambar 3.10, tinggi unggun 4 cm dan flow rate 1-5 L/menit fenomena yang terjadi adalah fenomena fixed bed. Apabila nilai
kecil, maka
pressure drop (∆P) lebih kecil dan nilai diameter sebanding dengan nilai volume bed dimana volume bed digunakan untuk nilai porositas (Widjanarko et al., 2012). c. Tinggi Unggun (Lo) 2 cm pada Fluida Cair 1.00E+00
Porositas
9.90E-01 9.80E-01 9.70E-01 9.60E-01 9.50E-01 9.40E-01 0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Pressure Drop Gambar 3. 11 Pengaruh Pressure Drop Vs Porositas pada Fluida Cair Berdasarkan gambar 3.11, tinggi unggun 2 cm dan flow rate 2 L/menit fenomena yang terjadi adalah fenomena minimum or incipient fluidization dan pada flow rate 3-5 L/menit fenomena yang terjadi adalah Minimum, Bubbling, 22
Slugging, Channeling. Dari gambar dapat dilihat bahwa pressure drop terus meningkat hal ini menunjukkan bahwa nilai porositas berbanding lurus dengan pressure drop dimana semakin besar porositas, maka semakin besar pressure drop yang didapatkan (Hakim, dkk., 2019). Apabila nilai
kecil, maka pressure drop
(∆P) lebih kecil dan nilai diameter sebanding dengan nilai volume bed dimana volume bed digunakan untuk nilai porositas (Widjanarko et al., 2012). d. Tinggi Unggun (Lo) 4 cm pada Fluida Cair 9.95E-01
Porositas
9.90E-01 9.85E-01 9.80E-01 9.75E-01 9.70E-01 9.65E-01 9.60E-01 1.9
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
Pressure Drop Gambar 3. 12 Pengaruh Pressure Drop Vs Porositas pada Fluida Cair Berdasarkan gambar 4.12, tinggi unggun 4 cm dan flow rate 2-3 L/menit fenomena yang terjadi adalah fenomena minimum or incipient fluidization dan pada flow rate 4-5 L/menit fenomena yang terjadi adalah Bubbling, Slugging. Dari gambar dapat dilihat bahwa pressure drop terus meningkat hal ini menunjukkan bahwa nilai porositas berbanding lurus dengan pressure drop dimana semakin besar porositas, maka semakin besar pressure drop yang didapatkan (Hakim, dkk., 2019). Apabila nilai
kecil, maka pressure drop (∆P) lebih kecil dan nilai
diameter sebanding dengan nilai volume bed dimana volume bed digunakan untuk nilai porositas (Widjanarko et al., 2012).
23
BAB IV PENUTUP 4.1
Kesimpulan
1. Dapat
disimpulakan
berpemgaruh
dari
percobaan
bahwa
pressure
drop
terhadap tinggi unggun, semakin besar perubahan
tinggi unggun maka semakin besar pressure drop yang dihasilkan. Sedangkan pengaruh porositas terhadap perubahan flow rate adalah semakin tinggi perubahan flow rate maka semakin besar juga porositas pada fluida cair, sedangkan pada fluida gas tidak mengalami perubahan pada porositas. 2. Semakin besar flow rate maka tinggi unggun akan semakin bertambah. 3. Pada percobaan fluida gas fenomena yang dihasilkan adalah fixed bed pada tinggi unggun awal 2 cm dan 4 cm sedangkan pada percobaan cair dengan tinggi unggun awal 2 cm dan 4 cm fenomena yang dihasilkan fixed bed, minimum, bubbling, slugging, chaaneling. 4.2
Saran 1. Praktikan lebih teliti dan berhati-hati dalam membuka dan menutup kran. 2. Praktikan lebih teliti dalam mengamati penurunan tekanan (∆P). 3. Praktikan lebih teliti dalam mengamati volume air yang keluar saat proses fluidisasi
24
BAB V DAFTAR PUSTAKA
Brown, G.(1985). Unit Operation. John Willey E. Sons Inc., New York Herri. (1986) Operasi Teknik Kimia I. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung : Bandung Kartika, Udayani. (2013). Adsorpsi Deterjen dalam Air menggunakan Adsorben Karbon aktif pada kolom fluidisasi, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri ITATS: Surabaya Kunii, D. and Levenspiel, O. (1969). Fluidization Engineering, John Wiley and Sons: New York. Mc Cabe. (1985). Unit Operation Of Chemical Engineering. Mc Graw Hill : New York Zenz. F.A. and Othmer F.D., (1960). Fluidization and Fluid Particle Systems. Reinhold Publishing Corporation: New York.
25
LAMPIRAN A PROSES PERCOBAAN
A.1 mengatur flow meter
A.3 Mengukur Pressure Drop
A.2 Pengukuran tinggi unggun
A.4 Fenomena slugging pada fluida cair
26
LAMPIRAN B PERHITUNGAN B.1 Menentukan Densitas Partikel B.1.1
Zeolit Berat pikno kosong
= 17.83 gram = 0.01783 Kg
Berat Pikno + air
= 26.65 gram = 0.02665 Kg
Berat Pikno + partikel
= 27.31 gram = 0.02731 Kg
Berat pikno + air + partikel
= 32.22 gram = 0.03222 Kg
Berat air = (berat pikno + air) – (berat pikno kosong) = (0.02665 – 0.01783)Kg = 0.00882 Kg Volume Piknometer
= = = 8.8508E-06 m3
Berat Partikel
= (berat pikno + partikel) – (berat pikno kosong) = (0.02731 – 0.01783) Kg = 0.00948 Kg
Volume air dalam partikel basah
= =
4.92715E-06 m3
Volume partikel = Volume piknometer – Volume air dalam partikel basah = 8.8508E-06 m3 - 4.92715E-06 m3 = 3.92365E-06 m3 Densitas partikel =
27
B.2 Menentukan Porositas Tinggi Unggun Awal : 0.02 m B.2.1 Zeolit ( Fluida Cair ) 10 LPM Tinggi unggun = 0.025 m Volume partikel = 3.92365E-06 m3 Volume unggun = = 3.14 x 0.032 x 0.025 = 7.065000E-05 m3 =
= 9,444636E-01
B.2.2 Zeolit (Fluida cair) 20 LPM Tinggi unggun = 0.06 m Volume partikel = 3.92365E-06 m3 Volume unggun = = 3.14 x 0.032 x 0.06= 0.00016956 m3 =
= 9,768598E-01
Zeolit (Fluida cair) 30 LPM Tinggi unggun = 0.09 m Volume partikel = 3.92365E-06 m3 Volume unggun = = 3.14 x 0.032 x 0.09 = 0.00025434 m3
28
=
= 9,845732E-01
B.2.3 Zeolit (Fluida cair) 40 LPM Tinggi unggun = 0.17 m Volume partikel = 3.92365E-06 m3 Volume unggun = = 3.14 x 0.032 x 0.17 = 0.00048042 m3 =
= 9,918329E-01
B.2.4 Zeolit (Fluida cair) 50 LPM Tinggi unggun = 0.2 m Volume partikel = 3.92365E-06 m3 Volume unggun = = 3.14 x 0.032 x 0.2 = 0.0005652 m3 =
= 9,930579E-01
B.2.5 Zeolit ( Fluida Gas ) 10 LPM – 50 LPM Tinggi unggun = 0.02 m Volume partikel = 3.92365E-06 m3 Volume unggun = = 3.14 x 0.032 x 0.02 = 5.652000E-05 m3 =
= -6,936404E-02
29
Tinggi unggun awal 0,04 m B.2.6 Zeolit ( Fluida cair ) 10 LPM Tinggi unggun = 0.04 m Volume partikel = 3.92365E-06 m3 Volume unggun = = 3.14 x 0.032 x 0.04 = 0.0011304 m3 =
= 9,652897E-01
B.2.7 Zeolit (Fluida cair) 20 LPM Tinggi unggun = 0.06 m Volume partikel = 3.92365E-06 m3 Volume unggun = = 3.14 x 0.032 x 0.06= 0.00016956 m3 =
= 9,768598E-01
B.2.8 Zeolit (Fluida cair) 30 LPM Tinggi unggun = 0.08 m Volume partikel = 3.92365E-06 m3 Volume unggun = = 3.14 x 0.032 x 0.08 = 0.00022608 m3 =
= 9,826449E-01
30
B.2.9 Zeolit (Fluida cair) 40 LPM Tinggi unggun = 0.115 m Volume partikel = 3.92365E-06 m3 Volume unggun = = 3.14 x 0.032 x 0.115 = 0.00032499 m3 =
= 9,879269E-01
B.2.10 Zeolit (Fluida cair) 50 LPM Tinggi unggun = 0.16 m Volume partikel
= 3.92365E-06 m3
Volume unggun
= = 3.14 x 0.032 x 0.16 = 0.00045216 m3
=
= 9,913224E-01
B.2.11 Zeolit ( Fluida Gas ) 10 LPM – 50 LPM Tinggi unggun = 0.04 m Volume partikel
= 3.92365E-06 m3
Volume unggun
= = 3.14 x 0.032 x 0.04 = 5.652000E-05 m3
=
= -3,459724E-02
31
B.3 Menentukan derajat kebolaan Tinggi Unggun Awal : 0,02 m B.3.1 Zeolit (Fluida gas) 10 LPM – 50 LPM Tinggi unggun
= 0,02 m
Diameter Partikel
= 0,00156 m
Volume Partikel
= 3.92365E-06 m3
Sp =
= 3,14 x 0,001562 = 7,6415E-06 m2
Φs =
(-6,936404E-02)) = 2,111853E+03
B.3.2 Zeolit (Fluida cair) 10 LPM Tinggi unggun
= 0,025 m
Diameter Partikel
= 0,00156 m
Volume Partikel
= 3.92365E-06 m3
Sp =
= 3,14 x 0,001562 = 7,6415E-06 m2
Φs =
9,444636E-01) = 6,404332E-09
B.3.3 Zeolit (Fluida cair) 20 LPM Tinggi unggun
= 0,06 m
Diameter Partikel
= 0,00156 m
Volume Partikel
= 3.92365E-06 m3
Sp =
= 3,14 x 0,001562 = 7,6415E-06 m2
32
Φs =
9,768598E-01) = 2,668472E-09
B.3.4 Zeolit (Fluida cair) 30 LPM Tinggi unggun
= 0,09 m
Diameter Partikel
= 0,00156 m
Volume Partikel
= 3.92365E-06 m3
Sp =
= 3,14 x 0,001562 = 7,6415E-06 m2
Φs =
9,845732E-01) = 1,778981E-09
B.3.5 Zeolit (Fluida cair) 40 LPM Tinggi unggun
= 0,17 m
Diameter Partikel
= 0,00156 m
Volume Partikel
= 3.92365E-06 m3
Sp =
= 3,14 x 0,001562 = 7,6415E-06 m2
Φs =
9,918329E-01) = 9,418136E-10
B.3.6 Zeolit (Fluida cair) 50 LPM Tinggi unggun
= 0,2 m
Diameter Partikel
= 0,00156 m
Volume Partikel
= 3.92365E-06 m3
33
Sp =
= 3,14 x 0,001562 = 7,6415E-06 m2
Φs =
9,930579E-01) = 8,005415E-10
Tinggi Unggun Awal : 0,04 m B.3.7 Zeolit (Fluida gas) 10 LPM – 50 LPM Tinggi unggun
= 0,04 m
Diameter Partikel
= 0,00156 m
Volume Partikel
= 3.92365E-06 m3
Sp =
= 3,14 x 0,001562 = 7,6415E-06 m2
Φs =
(-3,459724E-02)) = 2,043193E+03
B.3.8 Zeolit (Fluida cair) 10 LPM Tinggi unggun
= 0,04 m
Diameter Partikel
= 0,00156 m
Volume Partikel
= 3.92365E-06 m3
Sp =
= 3,14 x 0,001562 = 7,6415E-06 m2
Φs =
9,652897E-01) = 4,002708E-09
B.3.9 Zeolit (Fluida cair) 20 LPM Tinggi unggun
= 0,06 m
34
Diameter Partikel
= 0,00156 m
Volume Partikel
= 3.92365E-06 m3
Sp =
= 3,14 x 0,001562 = 7,6415E-06 m2
Φs =
9,768598E-01) = 2,668472E-09
B.3.10 Zeolit (Fluida cair) 30 LPM Tinggi unggun
= 0,08 m
Diameter Partikel
= 0,00156 m = 3.92365E-06 m3
Volume Partikel Sp =
= 3,14 x 0,001562 = 7,6415E-06 m2
Φs =
9,826449E-01) = 2,001354E-09
B.3.11 Zeolit (Fluida cair) 40 LPM Tinggi unggun
= 0,115 m
Diameter Partikel
= 0,00156 m
Volume Partikel
= 3.92365E-06 m3
Sp =
= 3,14 x 0,001562 = 7,6415E-06 m2
Φs =
9,879269E-01) = 1,392246E-09
B.3.12 Zeolit (Fluida cair) 50 LPM
35
Tinggi unggun
= 0,16 m
Diameter Partikel
= 0,00156 m = 3.92365E-06 m3
Volume Partikel Sp =
= 3,14 x 0,001562 = 7,6415E-06 m2
Φs =
9,913224E-01) = 1,000677E-09
B.4 Menghitung kecepatan superficial Tinggi Unggun Awal : 0,02 m B.4.1 Zeolit (Fluida gas) 10 LPM – 50 LPM Tinggi unggun A unggun =
= 0,02 m = ¼ . 3,14 . 0.001562 = 1.91038E-06 m2
Usuperficial =
=
= 8.72394 m/s
B.4.2 Zeolit (Fluida cair) 10 LPM Tinggi unggun A unggun = Usuperficial =
= 0.025 m = ¼ . 3,14 . 0.001562 = 1.9104E-06 m2 =
= 8.72394 m/s
B.4.3 Zeolit (Fluida cair) 20 LPM Tinggi unggun A unggun = Usuperficial =
= 0.06 m = ¼ . 3,14 . 0.001562 = 1.9104E-06 m2 =
= 8.72394 m/s
B.4.4 Zeolit (Fluida cair) 30 LPM
36
Tinggi unggun A unggun =
= 0.09 m = ¼ . 3,14 . 0.001562 = 1.9104E-06 m2
Usuperficial =
=
= 8.72394 m/s
B.4.5 Zeolit (Fluida cair) 40 LPM Tinggi unggun A unggun =
= 0.17 m = ¼ . 3,14 . 0.001562 = 1.9104E-06 m2
Usuperficial =
=
= 8.72394 m/s
B.4.6 Zeolit (Fluida cair) 50 LPM Tinggi unggun A unggun =
= 0.2 m = ¼ . 3,14 . 0.001562 = 1.9104E-06 m2
Usuperficial =
=
= 8.72394 m/s
Tinggi Unggun Awal : 0,04 m B.4.7 Zeolit (Fluida gas) 10 LPM – 50 LPM Tinggi unggun A unggun =
= 0,04 m = ¼ . 3,14 . 0.001562 = 1.91038E-06 m2
Usuperficial =
=
= 8.72394 m/s
B.4.8 Zeolit (Fluida cair) 10 LPM Tinggi unggun A unggun = Usuperficial =
= 0.04 m = ¼ . 3,14 . 0.001562 = 1.9104E-06 m2 =
= 8.72394 m/s
B.4.9 Zeolit (Fluida cair) 20 LPM 37
Tinggi unggun A unggun =
= 0.06 m = ¼ . 3,14 . 0.001562 = 1.9104E-06 m2
Usuperficial =
=
= 8.72394 m/s
B.4.10 Zeolit (Fluida cair) 30 LPM Tinggi unggun A unggun =
= 0.08 m = ¼ . 3,14 . 0.001562 = 1.9104E-06 m2
Usuperficial =
=
= 8.72394 m/s
B.4.11 Zeolit (Fluida cair) 40 LPM Tinggi unggun A unggun =
= 0.115 m = ¼ . 3,14 . 0.001562 = 1.9104E-06 m2
Usuperficial =
=
= 8.72394 m/s
B.4.12 Zeolit (Fluida cair) 50 LPM Tinggi unggun A unggun =
= 0.16 m = ¼ . 3,14 . 0.001562 = 1.9104E-06 m2
Usuperficial =
=
= 8.72394 m/s
B.5 Menentukan Tinggi Unggun Awal : 0,02 m B.5.1 Zeolit (Fluida gas) 10 LPM – 50 LPM Tinggi unggun
= 0.02 m
Tinggi unggun saat terfluidakan = 0.02 m =
-6,936404E-02) = - 0,069364
38
B.5.2 Zeolit (Fluida cair) 10 LPM Tinggi unggun
= 0.02 m
Tinggi unggun saat terfluidakan = 0.025 m =
9,444636E-01 = 0,955571
B.5.3 Zeolit (Fluida cair) 20 LPM Tinggi unggun
= 0.02 m
Tinggi unggun saat terfluidakan = 0.06 m =
9,768598E-01 = 0,0992287
B.5.4 Zeolit (Fluida cair) 30 LPM Tinggi unggun
= 0.02 m
Tinggi unggun saat terfluidakan = 0.09 m =
9,845732E-01 = 0,996572
B.5.5 Zeolit (Fluida cair) 40 LPM Tinggi unggun
= 0.02 m
Tinggi unggun saat terfluidakan = 0.17 m =
9,918329E-01 = 0,999039
B.5.6 Zeolit (Fluida cair) 50 LPM Tinggi unggun
= 0.02 m
Tinggi unggun saat terfluidakan = 0.2 m =
9,930579E-01 = 0,999306
39
Tinggi Unggun Awal : 0,04 m B.5.7 Zeolit (Fluida gas) 10 LPM – 50 LPM Tinggi unggun
= 0.04 m
Tinggi unggun saat terfluidakan = 0.04 m =
-3,459724E-02) = - 0,0345972
B.5.8 Zeolit (Fluida cair) 10 LPM Tinggi unggun
= 0.04 m
Tinggi unggun saat terfluidakan = 0.04 m =
9,652897E-01 = 0,96529
B.5.9 Zeolit (Fluida cair) 20 LPM Tinggi unggun
= 0.04 m
Tinggi unggun saat terfluidakan = 0.06 m =
9,768598E-01 = 0,984573
B.5.10 Zeolit (Fluida cair) 30 LPM Tinggi unggun = 0.04 m Tinggi unggun saat terfluidakan = 0.08 m =
9,826449E-01 = 0,991322
B.5.11 Zeolit (Fluida cair) 40 LPM Tinggi unggun = 0.04 m Tinggi unggun saat terfluidakan = 0.115 m
40
=
9,879269E-01 = 0,995801
B.5.12 Zeolit (Fluida cair) 50 LPM Tinggi unggun = 0.04 m Tinggi unggun saat terfluidakan = 0.16 m =
9,913224E-01 = 0,997831
41
LAMPIRAN C TABEL HASIL PERHITUNGAN C.1 Hasil Perhitungan Zeolit Jenis Partikel
: Zeolit
Jenis Fluida
: Air dan Gas
Tinggi Unggun
: 2 cm = 0,02 m dan 4 cm = 0,04 m
Diameter Partikel
: 0,00156 m
V partikel
: 3,92365E-06 m3
partikel
: 2416.11499
udara
: 1,2
µ udara
: 0,0000187 kg/m.s
Diameter kolom
: 6 cm = 0,06 m
A kolom
: 0,0028 m2
Jenis Fluida AIR Tabel C.1 Hasil Perhitungan Zeolit Tinggi Unggun 2 cm Flow
A
Q
v
Ls
Volume
Porositas
v'mf
(L/ja
(m2)
(m3/s)
(m/s)
(m)
unggun
(ɛ)
(m/s)
m) 10
20
30
ΔP
Φs
9,6610
4,002708E
(m3) 0,002
0,1666
83
7
0,002
0,3333
83
3
0,002
0,5000
58,976173 0,02 7,065000E 9,444636E 63
5
-05
-01
117,95234 0,06 1,695600E 9,768598E 73
-04
-01
176,92852 0,09 2,543400E 9,845732E
42
5,5700
85E+01 98E+06 1,1522
1,5977
29E+02 58E+07 1,7419
240213
-09 2,668472E -09 2,001354E
40
50
83
0
09
-04
0,002
0,6666
83
7
45
0,002
0,8333
294,88086
83
3
81
-01
235,90469 0,17 4,804200E 9,918329E -04 0,2
-01
5,652000E 9,930579E -04
-01
91E+02
44,31
-09
2,3397
227153
1,392246E
80E+02
04,04
-09
2,9283
301897
1,000677E
38E+02
60,9
-09
Tabel C.2 Hasil Perhitungan Zeolit Tinggi Unggun 4 cm ΔP
Φs
5,692909
6,04328
4,002708E-
E-01
E+01
4E+06
09
1,695600
9,768598
1,152229
1,59775
2,668472E-
6
E-04
E-01
E+02
8E+07
09
176,9285
0,0
2,260800
9,826449
1,738579
2698630
2,001354E-
00
209
8
E-04
E-01
E+02
6,19
09
0,0
0,666
235,9046
0,1
3,249900
9,879269
2,330566
3347459
1,392246E-
02
67
945
15
E-04
E-01
E+02
5,66
09
0,0
0,833
294,8808
0,1
4,521600
9,913224
2,923220
3768218
1,000677E-
02
33
681
6
E-04
E-01
E+02
9,05
09
Flow
A
Q
v
Ls
Volume
Porositas
v'mf
(L/ja
(m
(m3/s
(m/s)
(m)
unggun
(ɛ)
(m/s)
m)
2)
)
10
0,0
0,166
58,97617
0,0
1,130400
9,652897
02
67
363
4
E-04
0,0
0,333
117,9523
0,0
02
33
473
0,0
0,500
02
(m3)
83 20
83 30
83 40
83 50
83
43
Jenis Fluida GAS Tabel C.1 Hasil Perhitungan Zeolit Tinggi Unggun 2 cm Flow
A
Q
v
Ls
Volume
Porosit
(L/ja
(m2)
(m3/s)
(m/s)
(m)
unggun
as (ɛ)
m) 10
20
30
40
50
v'mf (m/s)
ΔP
Φs
7,1925
2,111853
(m3) 0,002
0,1666 58,97617 0,02
5,652000 -
-
83
7
E-05
6,9364
4,090826E+0 88E+10 E+03
04E-02
0
363
0,002
0,3333 117,9523 0,02
5,652000 -
-
83
3
E-05
6,9364
8,181651E+0 17E+11 E+03
04E-02
0
473
1,4385
0,002
0,5000 176,9285 0,02
5,652000 -
-
83
0
E-05
6,9364
1,227248E+0 8E+11
04E-02
1
209
2,1577
0,002
0,6666 235,9046 0,02
5,652000 -
-
83
7
E-05
6,9364
1,636330E+0 3E+11
04E-02
1
945
2,8770
2,111853 E+03
2,111853 E+03
0,002
0,8333 294,8808 0,02
5,652000 -
-
83
3
E-04
6,9364
2,045413E+0 91E+11 E+03
04E-02
1
681
44
3,5962
2,111853
2,111853
Tabel C.2 Hasil Perhitungan Zeolit Tinggi Unggun 4 cm Flow
A
Q
v
Ls
Volume
Porosit
(L/ja
(m2)
(m3/s)
(m/s)
(m)
unggun
as (ɛ)
m) 10
0,002
0,002 83
30
0,002 83
40
0,002 83
50
ΔP
Φs
-
2,7062
2,043193
(m3)
83
20
v'mf (m/s)
0,002 83
0,1666 58,97617 7
363
0,3333 117,9523 3
0,04
945
0,8333 294,8808 3
0,04
209
0,6666 235,9046 7
0,04
473
0,5000 176,9285 0
0,04
681
0,04
1,130400
-
E-04
3,4597
2,040413E+0 17E+11
24E-02
0
1,130400
-
-
E-04
3,4597
5,4124
4,080826E+0 34E+11
E+03
2,043193 E+03
24E-02
0
1,130400
-
-
8,1186
2,043193
E-04
3,4597
6,121238E+0
5E+11
E+03
24E-02
0
1,130400
-
-
1,0824
2,043193
E-04
3,4597
8,161651E+0
9E+12
E+03
24E-02
0
1,130400
-
-
1,3531
2,043193
E-04
3,4597 24E-02
45
1,020206E+0 08E+12 1
E+03
