Makalah Alat Pencampur Fix [PDF]

Citation preview

MAKALAH ALAT INDUSTRI KIMIA



“ALAT PENCAMPURAN”



DISUSUN OLEH : 1. R. Vanji Habibul M



16031010197



2. Hans Balapradhana



18031010116



3. Zamroni Dita Firdaus



18031010127



UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN” JAWA TIMUR



FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK KIMIA 2019



1



KATA PENGANTAR Dengan mengucap puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena telah melimpahkan rahmat-Nya berupa kesempatan dan pengetahuan sehingga makalah tentang alat pencampuran ini bisa selesai pada waktunya. Terima kasih juga kami ucapkan kepada teman-teman yang telah berkontribusi dengan memberikan ide-idenya sehingga makalah ini bisa disusun dengan baik dan rapi. Kami berharap semoga makalah ini bisa menambah pengetahuan para pembaca. Namun terlepas dari itu, kami memahami bahwa makalah ini masih jauh dari kata sempurna, sehingga kami sangat mengharapkan kritik serta saran yang bersifat membangun demi tercipatanya makalah selanjutnya yang lebih baik lagi. Demikian, apabila terdapat banyak kesalahan pada makalah ini penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya. Semoga makalah ini dapat bermanfaat. Terima kasih.



Surabaya, 30 September 2019



Penyusun



2



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR ............................................................................................2 DAFTAR ISI ...........................................................................................................3 BAB 1 PENDAHULUAN.......................................................................................4 1.1 LATAR BELAKANG ....................................................................................4 1.2 RUMUSAN MASALAH................................................................................4 1.3 TUJUAN .........................................................................................................5 1.4 MANFAAT.....................................................................................................5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................6 2.1



PENGERTIAN PENCAMPURAN .............................................................6



2.1.1 ALAT PENCAMPUR BAHAN CAIR/LIQUID.........................................7 2.1.2 ALAT PENCAMPUR BAHAN PADAT ....................................................8 2.1.3 ALAT PENCAMPUR BAHAN PASTA/VISCOUS ..................................9 2.2 JENIS-JENIS PERALATAN PENCAMPUR ...........................................12 2.3 PENGADUK .............................................................................................. 16 2.1.3 JENIS-JENIS PENGADUK .......................................................................17 2.4 KECEPATAN PENGADUK .....................................................................20 2.4.1 KECEPATAN PUTARAN RENDAH.......................................................20 2.4.2 KECEPATAN PUTARAN SEDANG.......................................................20 2.4.3 KECEPATAN PUTARAN TINGGI..........................................................21 2.5 JUMLAH PENGADUK.............................................................................21 2.5.1 PEMILIHAN PENGADUK.......................................................................21 BAB III KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 23 3.1 KESIMPULAN............................................................................................. 23 3.2 SARAN .........................................................................................................23 DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................24



3



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sarjana teknik kimia adalah orang yang mempunyai keahlian dalam perencanaan, pembuatan dan pengoperasian serta pengembangan pabrik/industri dimana bahan mengalami suatu perubahan dari bahan baku menjadi produk. Sarjana teknik kimia bekerja dalam 4 devisi utama dari industri proses kimia, yaitu : penelitian dan pengembangan, perencanaan, pembuatan serta penjualan. Oleh karena itu sarjana teknik kimia harus mempunyai pengetahuan dasar yang kuat di bagian kimia, fisika dan matematika, juga harus tahu kapan menggunakan pengetahuan/kemampuan yang diperoleh dari pengalaman kerekayasaan untuk menyelesaikan persoalan dalan industri kimia. Proyek Perekayasaan pabrik kimia mempunyai tujuan : 1. Merencanakan dan mendirikan suatu pabrik 2. Merencanakan dan mendirikan suatu tambahan terhadap pabrik yang sudah ada. 3. Memperbaiki dan memodernisasi suatu pabrik yang sudah ada. Pengembangan proyek dari permulaan sampai beroperasinya pabrik memerlukan pengintegrasian fasilitas dan personil, dimana personil harus mampu menampung persoalan – persoalan yang berhubungan dengan : penelitian dan pengembangan, evaluasi serta perencanaan. Dalam Evaluasi ( khususnya dalam evaluasi proses , perekayasaan dan perencanaan) personil dituntut mempunyai dasar pengetahuan yang cukup terhadap alat – alat yang ada didalam industri kimia, sehingga dapat dilakukan seleksi dan spesifikasi alat – alat industri kima secara tapat, dan nantinya dapat ditingkatkan ke spesifikasi atau perencanaan secara detail. Berdasarkan uraian diatas dalam kuliah ini akan dibahas secara sederhana : jenis - jenis, bentuk, prinsip kerja dan kegunaan dari alat – alat dalam industri kimia, sehingga dapat memahami dan mengadakan pemilihan alat – alat untuk industri kimia secara tepat serta dapat dipakai pada pembuatan flow sheet untuk tugas akhir Perencanaan Pabrik. 1.2 Rumusan Masalah 1. Apa pengertian pencampuran?



4



2. Bagaimana cara kerja alat pencampur? 3. Ada berapa jenis alat pencampur? 4. Komponen apa saja kah yang terdapat dalam alat pencampur itu?



1.3 Tujuan 1. Agar mahasiswa mengetahui pengertian pencampuran 2. Agar mahasiswa mengetahui cara kerja dari alat pencampur 3. Agar mahasiswa mengetahui jenis dari alat pencampur 4. Agar mahasiswa mengetahui komponen-komponen dalam alat pencampur



1.4 Manfaat 1. Agar mahasiswa lebih memahami pengertian dari pencampuran 2. Agar mahasiswa lebih memahami aplikasi dari alat pencampur



5



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1.



Pengertian Pencampuran Pencampuran merupakan proses mencampurkan satu atau lebih bahan



dengan menambahkan satu bahan ke bahan lainnya sehingga membuat suatu bentuk yang seragam dari beberapa konstituen baik cair-padat, padat-padat, maupun cairgas. Komponen yang jumlahnya lebih banyak lebih banyak disebut fase kontinyu dan yang lebih sedikit disebut fase disperse. (Fellows, 1990). Menurut Kusdarini (1997), tujuan pencampuran dengan menggunakan alat pencampur adonan (mixer) adalah untuk memperoleh adonan yang elastis dan menghasilkan pengembangan gluten yang diinginkan. Alat pencampur ini terdiri dari tempat untuk menampung bahan dan as stainless steel. As stainless steel yang bercabang tegak lurus berfungsi untuk mencampurkan bahan baku yang berputar akibat adanya puli penggerak. Batang-batang pengaduk tersebut akan memecah dan mengaduk bahan dengan meningkatkan pengacakan dan distribusi bahan, sehingga terjadi pencampuran. Campuran tersebut akan membentuk adonan yang kompak dan uniform. Prinsip pencampuran bahan banyak diturunkan dari prinsip mekanika fluida dan perpindahan bahan, karena pencampuran bahan akan ada bila terjadi gerakan atau perpindahan bahan yang akan dicampur baik secara horizontal ataupun vertikal. Ada dua jenis pencampuran, yaitu (1) pencampuran sebagai proses terminal sehingga hasilnya merupakan suatu bahan jadi yang siap pakai, dan (2) pencampuran merupakan proses pelengkap atau proses yang mempercepat proses lainnya seperti pemanasan, pendinginan atau reaksi kimia. Pada proses pencampuran diharapkan tercapai suatu derajat keseragaman tertentu. Derajat keseragaman ini berbeda-beda tergantung pada tujuan pencampuran yaitu keseragaman dalam konsentrasi satu macam bahan atau lebih,



6



keseragaman suhu, atau keseragaman fisik tepung. Pencampuran ini dapat terjadi antara bahan solid-solid, solid-liquid, solid-gas, liquid-liquid, liquid-gas, dan gasgas (Handoko, 1992). Peralatan pencampur dapat dibagi atau diklasifikasikan atas beberapa kategori, yaitu: 1. Berdasarkan jenis bahan yang dicampur yaitu alat pencampur liquid, alat pencampur padat, dan alat pencampur pasta 2. Berdasarkan jenis agitator, yaitu double cone mixer, ribbon blender, planetary mixers, danpropeller mixers. 2.1.1. Alat Pencampur Bahan Cair/liquid Bahan cair diaduk untuk mencapai beberapa maksud, diantaranya (Mc Cabe et al,1985) : 1. Mensuspensikan patikel padatan. 2. Menggabungkan bahan cair yang dapat saling bercampur. 3. Mendispersikan gas dalam bentuk gelembung halus 4. Mendispersikan bahan cair lain yang tidak dapat bercampur 5. Meningkatkan pindah panas antara bahan cair dan sumber panas. Pengadukan bahan cair umumnya dilakukan dalam suatu bejana, biasanya berbentuk silinder, yang memiliki sumbu vertikal. Bagian atas dari bejana bisa terbuka terhadap udara atau dapat juga tertutup. Dasar bejana pada umumnya dicekungkan, artinya tidak rata, agar tidak dihindari adanya sudut atau bagian yang tidak bisa dipenetrasi oleh aliran fluida. Sebuah pengaduk (impeller) terakit pada sumbu yang menggantung ke atas. Sumbu ini digerakkan oleh motor listrik yang kadang-kadang langsung dihubungkan ke sumbu tetapi lebih sering melalui kotak gear pengurang kecepatan. Perlengkapan tambahan seperti jalur masuk atau keluar bahan, coil pemanas, jaket atau termometer rendam atau alat pengukur suhu lainnya merupakan komponen tetap alat pencampur bahan cair ini. Tiga tipe utama impeller adalah propeller (baling-baling), paddles (pedal), dan turbin. Setiap tipe memiliki banyak variasi dan subtipe. Sekalipun masih terdapat tipe impeller lain yang juga berguna untuk situasi tertentu, akan tetapi ketiga tipe tersebut mungkin dapat mengatasi 95% masalah pencampuran bahan cair



7



yang ada. Untuk pencampuran liquid, propeller mixer adalah jenis yang paling umum dan paling memuaskan.Alat ini terdiri dari tangki silinder yang dilengkapi dengan propeller/ blades beserta motor pemutar. Bentuk propeller, impeller, blades didisain sedemikian rupa untuk efektifitas pencampuran dan disesuaikan dengan viskositas fluid. Pada jenis alat pencampur ini diusahakan untuk dihindari tipe aliran monoton yang berputar melingkari dinding tangki , penambahan sekat-sekat (baffles) pada dinding tangki juga dapat menciptakan pengaruh pengadukan, namun menimbulkan masalah karena sulit membersihkannya. 2.1.2. Alat Pencampur Bahan Padat Pada umumnya, untuk mencampur bahan-bahan berpartikel padat digunakan mesin pencampur yang lebih ringan daripada bahan viscous.Dalam hal ini digunakan ribbon blender dan double cone mixers. Ribbon blender terdiri dari silinder horizontal yang di dalamnya dilengkapi dengan ”screw” berputar dan pengaduk pita berbentuk heliks. Dua pita yang bergerak berlawanan dirakit pada sumbu yang sama. Yang satu menggerakkan padatan perlahan kesatu arah, sedangkan yang lain menggerakkannya dengan cepat ke arah lain. Pita-pita bisa kontinyu maupun terputus-putus. Pencampuran dihasilkan oleh turbulensi yang diinduksi oleh pengaduk yang beraksi berlawanan, jadi tidak oleh gerakan lamban padatan sepanjang rongga aduk. Beberapa ribbon blender beroperasi secara batch yaitu dengan membuat padatan sekaligus dan mengaduknya sampai tercampur rata. Ribbon blender tipe lain bekerja secara kontinu yaitu bahan padatan diumpankan pada salah satu ujung rongga aduk dan dikeluarkan pada ujung lainnya. Ribbon blender adalah pencampur yang efektif untuk tepung-tepungan yang tidak mengalir dengan sendirinya. Beberapa unit batch memiliki kapasitas yang sangat besar sehingga mampu memuat sampai 9000 galon bahan padat. Kebutuhan daya umumnya berukuran sedang.



Planetery mixer merupakan alat pencampur bahan padat yang bekerja berdasarkan perputaran planet dimana beater berputar mengitari bowl sedangkan bowl tidak berputar sehingga menghasilkan adonan yang lembut dan merata. Aplikasi alat ini adalah pada industri bakery (roti dan kue).



8



Yang umum ditemui yaitu kneader yang berbentuk sigmoid yang berputar didalam suatu ”can” atau ”vessel” dengan berbagai kecepatan. Prinsip dari alat ini adalah disamping mencampur juga mengadon yaitu membagi, mematahkan dan selalu membuat luas permukaan yang baru sesering mungkin terhadap adonan. 2.1.3. Alat Pencampur Bahan pasta/viscous Dibandingkan dengan pencampuran pada bahan cair, proses pencampuran pada bahan viscous memerlukan tenaga yang lebih banyak.Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa pada bahan viscous dan juga bahan padat tidak mungkin terbentuk aliran yang dapat memindahkan bagian yang belum tercampur ke daerah pencampuran di sekitar impeller seperti pada pengadukan bahan cair. Pada pencampuran bahan viscous seluruh bahan yang akan dicampur harus dibawa ke pengaduk atau pengaduknya sendiri yang mendatangi seluruh bagian campuran. Aksi pada mesin-mesin pencampuran merupakan kombinasi shear berkecepatan rendah, penyapuan (wiping), pelipatan (folding), pelemasan (stretching, dan penekanan (compressing). Energi mekanik diaplikasikan oleh komponen-komponen yang bergerak langsung pada massa bahan. Diantara mesin pencampur pasta yang relatif dikenal adalah change-can mixer dan kneaders. Change-can mixer merupakan alat yang memiliki wadah kecil dan dapat dipindah-pindahkan sebagai tempat bahan yang akan dicampur. Wadah ini berukuran sekitar 5-10 galon.Pada pony mixer, pengaduk terdiri dari beberapa bilah vertical atau jari yang terpasang pada head yang berputar dan diletakkan di dekat



dinding



wadah.Pada



beater



mixer,



wadah



atau



bejana



bersifat



stationer.Pengaduknya memiliki gerakan melingkar sehingga ketika berputar secara berulang mendatangi seluruh bagian dari bejana. Mixer merupakan salah satu alat pencampur dalam sistem emulsi sehingga menghasilkan suatu dispersi yang seragam atau homogen. Terdapat dua jenis mixer yang berdasarkan jumlah propeler-nya (turbin), yaitu mixer dengan satu propeller dan mixer dengan dua propiller. Mixer dengan satu propeller adalah mixer yang biasanya digunakan untuk cairan dengan viskositas rendah. Sedangkan mixer



9



dengan dua propiller umumnya diigunakan pada cairan dengan viskositas tinggi. Hal ini karena satu propeller tidak mampu mensirkulasikan keseluruhan massa dari bahan pencampur (emulsi), selain itu ketinggi emulsi bervariasi dari waktu ke waktu (Suryani, dkk., 2002). Gerakan pencampuran pada mixer bahan baik secara horizontal maupun secara vertikal tersebut dapat bervariasi bergantung dari jenis pengaduk/ propeller yang digunakan, sehingga hasil yang didapat akan bervariasi pula. Peralatan Pencampur dengan menggunakan satu pengaduk/ propeller biasanya digunakan untuk mengaduk bahan dengan viskositas rendah, sedangkan peralatan pengaduk dengan lebih dari satu propeller digunakan untuk mengaduk bahan dengan viskositas tinggi. Hal ini sesuai dengan pendapat Handoko (1992), yang menyatakan bahwa satu prinsip penerapan untuk mencampur bahan dengan viskositas yang tinggi dan berbentuk pasta adalah kinerja yang tergantung pada kontak langsung antara material pencampur dengan bahan yang akan dicampur. Untuk bahan dengan viskositas tinggi dan berbentuk pasta ini banyak menggunakan model pencampur seperti:pencampur tipe pancim, pencampur dengan pisau berbentuk z. Aliran yang terjadi di dalam bahan diperkirakan berupa seperti pada gambar berikut sehingga pencampuran akan terjadi dengan cepat dan teratur. pandangan depan



pandangan lintang →



→



→



→



←



←



←



←



←



←



←



←



→



→



→



→



Gambar 2.1 Aliran yang terjadi dalam bahan



10



Kebutuhan tenaga yang diperlukan untuk mencampur suatu jumlah tertentu bahan (cairan) tergantung pada viskositas cairan tersebut. Selain itu kecepatan mixer juga berbeda-beda sesuai dengan kebutuhan bahan-bahan tersebut. Mixer dengan kecepatan rendah biasanya digunakan untuk cairan dengan viskositas tinggi dimana campurannya pekat, licin dan sebagainya. Kecepatan tinggi biasanya berkisar antara 1400-1800 rpm, kecepatan sedang biasanya adalah 1500 rpm dan kecepatan rendah berkisar antara 100-500 rpm. Derajat keseragaman pencampuran, dalam diukur dari sample yang diambil selama pencampuran, dalam hal ini jika komponen yang dicampur telah terdistribusi mealui komponen lain secara random (acak), maka dikatakan pencampuran telah berlangsung dengan baik. Statistik untuk mengukur derajat pencampuran dapat dilihat sebagai berikut : (Wiranatakusumah, 1992). 1. Campuran Berbentuk Pasta Jika suatu campuran berbentuk pasta, misalkan tepung dan air dicampurkan maka akan ada suatu nilai rata-rata air adonan pada setiap waktu tertentu pencampuran yang disebut u. Jika selama pencampuran berlangsung diambil sejumlah contoh dan dianalisa kadar airnya, maka kandungan air adonan tersebut memberikan nilai Xi, misalkan jumlah spot sampel yang terambil adalah N dan nilai X rata-rata yang terukur adalah x, maka jika N sangat besar, x akan sama dengan u. Jika N kecil, x mungkin akan berbeda dengan u. Dengan kata lain jika pencampuran berlangsung sangat sempurna (ideal) setiap nilai Xi yang terukur haruslah sama dengan x dan jika pencampuran kurang sempurna akan diperoleh Xi ≠ x. 2. Campuran Berbentuk Granula Pendekatan yang dilakukan dalam hal ini sama dengan pendekatan pada campuran berbentuk pasta. Sejumlah contoh diambil secara acak dari nilai ratarata hasil analisa. Perbedaannya adalah jika campuran berbentuk pasta indeks pencampuran didasarkan pada kondisi sebelum pencampuran, maka disini didasarkan pada kondisi setelah pencampuran tercampur sempurna. Jika tepung susu dan gula dicampur dalam hal ini fraksi tepung susu disebut P dan fraksi gula disebut Q, pada kondisi tercampur sempurna maka :



11



p+q=1 3. Campuran liquid Campuran jenis ini dapat dilakukan dan di analisa seperti halnya dengan campuran-campuran sebelumnya, untuk liquid miscible yang dimaksud, pencampuran akan sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat liquid itu sendiri, seperti viskositas, densitas, jenis alat pencampuran (type mixer) dan tenaga yang dibutuhkan untuk menggerakkan propeller atau blades. Salah satu persamaan umum pencampuran liquid adalah sebagai berikut : Po = k (Re)n (Fr)m Po : Power number = P/D5 F3 ρ Re : Reynold number = D2 Fρ/μ Fr : Froude number = D F2/g D : diameter propeller, m F : frekuensi rotasi propeller/blades, rpm ρ : densitas likuid, kg/m3



μ :



viskositas fluid, Pa.s P : tenaga yang dikonsumsi oleh propeller, J/dt



2.2.



Jenis – Jenis Peralatan Pencampur. 1. Planetary Mixer Planetary Mixer merupakan alat pencampuran bahan viskous, seperti pasta.



Prinsip penerapan untuk mencampur bahan dengan viskositas yang tinggi dan berbentuk pasta adalah kinerja yang tergantung pada kontak langsung antara material pencampur dengan bahan yang akan dicampur. Dibandingkan dengan pencampuran pada bahan cair, proses pencampuran bahan yang viskous memerlukan tenaga yang lebih banyak. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa pada bahan viskous tidak mungkin terbentuk arus aliran yang dapat memindahkan bagian bahan yang belum tercampur ke daerah pencampuran di sekitar impeller seperti pada pengadukan bahan cair. Sehingga proses pencampuran bahan pasta itu menjadi relatif lebih rumit.



12



Planetary Mixer merupakan tipe mixer yang memiliki 3 fungsi pengadukan disesuaikan dengan tools-nya yaitu flat bitter untuk menghaluskan butter cream, wiper untuk adonan yang lunak serta berfungsi untuk menaikkan volume telur, dough hook untuk adonan roti. Dengan demikian dalam satu mixer bisa didapatkan 3 fungsi kerja yang bisa memberi jawaban akan investasi yang lebih efektif dan efisien. Planetary Mixer, mesin mixer adonan roti dengan berbagai kapasitas. Sistem kerja sesuai metode planet untuk menghasilkan campuiran adonan yang merata. Planetary mixer terdiri dari wadah atau bejana yang bersifat stasioner sedangkan pengaduk yang digunakan mempunyai gerakan melingkar sehingga ketika berputar, pengaduk secara berulang mendatangi seluruh bagian pada bejana. Pada saat proses pencampuran berlangsung ruang pencampuran berada dalam keadaan tertutup. Hal itu dimaksudkan agar bahan yang sedang bercampur tidak sampai tumpah keluar karena perputaran dari pengaduk.



impeller



Wadah yang ikut berputar



Gambar 2.2 Planetary Mixer (http://www.snowtechpro.com/product1.htm). 2. Ribbon Blender Ribbon Blender merupakan salah satu alat pencampur dalam sistem emulsi sehingga menghasilkan suatu dispersi/adonan yang seragam atau homogen. Sumber tenaga pada Ribbon Blenderberfungsi sebagai penggerak dalam proses pengadukan. Tenaga dari motor penggerak untuk pengaduk ditransmisikan secara langsung dengan menggunakan besi.



13



Pengaduk itu sendiri memiliki fungsi untuk mengalirkan bahan dalam alat pengaduk yang bergerak dan wadah yang diam. Pengaduk juga berfungsi untuk mengaduk



selama



proses



penampungan



dan



untuk



menghindari



pengendapan.Proses pencampuran adonan dengan Ribbon Blender bertujuan untuk memperoleh adonan yang elastis dan menghasilkan pengembangan gluten yang diinginkan. Alat ini dapat dicoba dan digunakan pada batch yang konsisten serta pencampurannya kontinue untuk bahan bubuk (tepung) dan granula. Gardner Ribbon Mixers mudah dibersihkan sehingga mudah untuk digunakan kembali.



Spesifikasi : -



Desain higienis Kapasitas antara 3.5 sampai 20.000 liter



-



Dibuat berdasarkan permintaan konsumen



bak



Motor listrik



impeller



Gambar 2.3 Ribbon Blender Keuntungan : a. Waktu pencampurannya cepat dan pemeliharaan alat mudah. b. Bahan dengan ukuran kecil dapat didispersikan secara homogen tanpa membutuhkan perlakuan pencampuran terlebih dahulu. 3. Double Cone Blender Alat ini merupakan alat pencampur sederhana, penggunaan energi dalam pencampurannya kecil dan cocok digunakan untuk mencampur bahan yang halus dan rapuh.



14



Spesifikasi alat : -



Kapasitasnya antara 2 samapai 100.000 liter.



-



Desainnya higienis dengan segel diluar alat.



-



Muatannya bekerja secara otomatis melalui pneumatic conveying system.



-



Dibuat berdasarkan permintaan konsumen.



Gambar 2.4 Double Cone Mixer (http://www.snowtechpro.com/product1.htm) Keuntungan : -



Mudah digunakan untuk bahan-bahan halus



-



Higienis dan mudah dibersihkan



-



Prinsip kerjanya seperti KEMUTEC’s dengan multi shear deflector plate untuk perbaikan efesiensi sehingga granula dan bubuk (tepung) bebas mengalir



-



Kehilangan produk dapat diminimalkan



4. Vertical Double Rotary Mixer Vertical double rotary mixer digunakan untuk mencampurkan bahan yang padat-padat.Mixer ini digunakan untuk kontinyu adalah padat-padat dan padatcair pencampuran untuk medium untuk produksi besar secara terus menerus. Mixer ganda memiliki poros pencampuran disesuaikan dengan dayung dalam mixer vertikal tujuan pencampuran dapat diselesaikan di bawah gaya gravitasi dengan dampak diasingkan. Produksi berbagai output mixer ini adalah 100 Kg. to 50000 Kgs.



15



Gambar 2.5 Vertical Double Rotary Mixer 5. AlexanderWerk



Gambar 2.6 Alexanderwerk (http://www.snowtechpro.com/product1.htm). 2.3.



Pengaduk Pemilihan pengaduk yang tepat menjadi salah satu faktor penting dalam



menghasilkan proses dan pencampuran yang efektif. Pengaduk jenis baling-baling (propeller) dengan aliran aksial dan pengaduk jenis turbin dengan aliran radial menjadi pilihan yang lazim dalam pengadukan dan pencampuran.



16



2.3.1. Jenis-jenis Pengaduk Secara umum, terdapat empat jenis pengaduk yang biasa digunakan, yaitu pengaduk



baling–baling (propeller),



pengaduk



turbin (turbine),



pengaduk dayung (paddle), dan pengaduk helical ribbon. 1. Pengaduk jenis baling-baling (Propeller) Ada beberapa jenis pengaduk yang biasa digunakan, yaitu: -



Marine propeller



-



Hydrofoil propeller



-



High flow propeller



Gambar 2.7 Pengaduk jenis Baling-baling (a), Daun Dipertajam (b), Balingbaling kapal (c) Baling-baling ini digunakan pada kecepatan berkisar antara 400 hingga 1750 rpm (revolutions per minute) dan digunakan untuk cairan dengan viskositas rendah.



2. Pengaduk Dayung (Paddle) Berbagai jenis pengaduk dayung biasanya digunakan pada kecepatan rendah diantaranya 20 hingga 200 rpm. Dayung datar berdaun dua atau empat biasa digunakan dalam sebuah proses pengadukan. Panjang total dari pengadukan dayung biasanya 60 - 80% dari diameter tangki dan lebar dari daunnya 1/6 - 1/10 dari panjangnya. Beberapa jenis paddle yaitu: -



Paddle anchor



-



Paddle flat beam – basic



-



Paddle double – motion



-



Paddle gate



-



Paddle horseshoe



17



-



Paddle glassed steel (used in glass-lined vessels)



-



Paddle finger



-



Paddle helix



-



Multi paddle



Gambar 2.8 Pengaduk Jenis Dayung (Paddle) berdaun dua Pengaduk dayung menjadi tidak efektif untuk suspensi padatan, karena aliran radial bisa terbentuk namun aliran aksial dan vertikal menjadi kecil.Sebuah dayung jangkar atau pagar, yang terlihat pada gambar 6 biasa digunakan dalam pengadukan.Jenis ini menyapu dan mengeruk dinding tangki dan kadang-kadang bagian bawah tangki. Jenis ini digunakan pada cairan kental dimana endapan pada dinding dapat terbentuk dan juga digunakan untuk meningkatkan transfer panas dari dan ke dinding tangki. Bagaimanapun jenis ini adalah pencampuran yang buruk. Pengaduk dayung sering digunakan untuk proses pembuatan pasn kanji, cat, bahan perekat dan kosmetik. 3. Pengaduk Turbin Pengaduk turbin adalah pengaduk dayung yang memiliki banyak daun pengaduk dan berukuran lebih pendek, digunakan pada kecepatan tinggi untuk cairan dengan rentang kekentalan yang sangat luas. Diameter dari sebuah turbin biasanya antara 30 - 50% dari diamter tangki. Turbin biasanya memiliki empat atau enam daun pengaduk. Turbin dengan daun yang datar memberikan aliran yang radial. Jenis ini juga berguna untuk dispersi gas yang baik, gas akan dialirkan dari bagian bawah pengadukdan akan menuju ke bagian daun pengaduk lalu tepotong-potong menjadi gelembung gas. Beberapa jenis turbin yaitu:



18



-



Turbine disc flat blade



-



Turbine hub mounted curved blade



-



Turbine disc mounted curved blade



-



Turbine pitched blade



-



Turbine bar



-



Turbine shrouded



Gambar 2.9 Pengaduk Turbin pada bagian variasi Pada turbin dengan daun yang dibuat miring sebesar 45o, seperti yang terlihat pada Gambar 3, beberapa aliran aksial akan terbentuk sehingga sebuah kombinasi dari aliran aksial dan radial akan terbentuk. Jenis ini berguna dalam suspensi padatan kerena aliran langsung ke bawah dan akan menyapu padatan ke atas. Terkadang sebuah turbin dengan hanya empat daun miring digunakan dalam suspensi padat.Pengaduk dengan aliran aksial menghasilkan pergerakan fluida yang lebih besar dan pencampuran per satuan daya dan sangat berguna dalam suspensi padatan.



Gambar 2.10 Pengaduk Turbin Baling-baling 4. Pengaduk Helical-Ribbon Jenis pengaduk ini digunakan pada larutan pada kekentalan yang tinggi dan beroperasi pada rpm yang rendah pada bagian laminer. Ribbon (bentuk seperti pita) dibentuk dalam sebuah bagian helical (bentuknya seperti baling-balling helikopter dan ditempelkan ke pusat sumbu pengaduk). Cairan bergerak dalam sebuah bagian



19



aliran berliku-liku pada bagiam bawah dan naik ke bagian atas pengaduk.Beberapa jenis pengaduk helical-ribbon yaitu:



2.4.



-



Ribbon impeller



-



Double Ribbon impeller



-



Helical screw impeller



-



Sigma impeller



-



Z-blades



Gambar 2.11. Pengaduk Jenis (a), (b) & (c) Hellical-Ribbon, (d) SemiSpiral Kecepatan Pengaduk Salah satu variasi dasar dalam proses pengadukan dan pencampuran adalah



kecepatan putaran pengaduk yang digunakan. Variasi kecepatan putaran pengaduk bisa memberikan gambaran mengenai pola aliran yang dihasilkan dan daya listrik yang dibutuhkan dalam proses pengadukan dan pencampuran. Secara umum klasifikasi kecepatan putaran pengaduk dibagi tiga, yaitu : kecepatan putaran rendah, sedang dan tinggi. 2.4.1 Kecepatan putaran rendah Kecepatan rendan yang digunakan berkisar pada kecepatan 400 rpm. Pengadukan dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk minyak kental, lumpur dimana terdapat serat atau pada cairan yang dapat menimbulkan busa. Jenis pengaduk ini meghasilkan pergerakan batch yang empurna dengan sebuah permukaan fluida yang datar untuk menjaga temperatur atau mencampur larutan dengan viskositas dan gravitasi spesifik yang sama. 2.4.2 Kecepatan putaran sedang Kecepatan sedang yang digunakan berkisar pada kecepatan 1150 rpm. Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk larutan sirup kental dan minyak pernis.



20



Jenis ini paling sering digunakan untuk meriakkan permukaan pada viskositas yang rendah, mengurangi waktu pencampuan, mencampuran larutan dengan viskositas yang berbeda dan bertujuan untuk memanaskan atau mendinginkan. 2.4.3 Kecepatan putaran tinggi Kecepatan tinggi yang digunakan berkisar pada kecepatan 1750 rpm. Pengaduk dengan kecepatan ini umumnya digunakan untuk fluida dengan viskositas rendah misalnya air. Tingkat pengadukan ini menghasilkan permukaan yang cekung pada viskositas yang rendah dan dibutuhkan ketika waktu pencampuran sangat lama atau perbedaan viskositas sangat besar. 2.5.



Jumlah Pengaduk Penambahan jumlah pengaduk yang digunakan pada dasarnya untuk tetap



menjaga efektifitas pengadukan pada kondisi yang berubah. Ketinggian fluida yang lebih besar dari diameter tangki, disertai dengan viskositas fluida yang lebih besar dann diameter pengaduk yang lebih kecil dari dimensi yang biasa digunakan, merupakan kondisi dimana pengaduk yang digunakan lebih dari satu buah, dengan jarak antar pengaduk sama dengan jarak pengaduk paling bawah ke dasar tangki. Penjelasan mengenai kondisi pengadukan dimana lebih dari satu pengaduk yang digunakan dapat dilihat dalam tabel 2.1. Tabel 2.1 Kondisi untuk Pemilihan Pengaduk



2.5.1 Pemilihan Pengaduk Viskositas dari cairan adalah salah satu dari beberapa faktor yang mempengaruhi pemilihan jenis pengaduk. Indikasi dari rentang viskositas pada setiap jenis pengaduk adalah :



21



-



Pengaduk jenis baling-baling digunakan untuk viskositas fluida di bawah Pa.s (3000 cP)



-



Pengaduk jenis turbin bisa digunakan untuk viskositas di bawah 100 Pa.s (100.000 cp)



-



Pengaduk jenis dayung yang dimodifikasi seperti pengaduk jangkar bisa digunakan untuk viskositas antara 50 - 500 Pa.s (500.000 cP)



-



Pengaduk jenis pita melingkar biasa digunakan untuk viskositas di atas 1000 Pa.s dan telah digunakan hingga viskositas 25.000 Pa.s. Untuk viskositas lebih dari 2,5 - 5 Pa.s (5000 cP) dan diatasnya, sekat tidak diperlukan karena hanya terjadi pusaran kecil.



Gambar 2.12 Pola aliran yang dihasilkan oleh jenis-jenis pengaduk yang berbeda, (a) Impeller, (b) Propeller, (c) Paddle dan (d) Helical ribbon Hal yang harus diperhatikan pada tipe pengaduk adalah dengan mengevaluasi range kerja dari pengaduk tersebut berdasakan viskositas cairan. Range kerja beberapa tipe pengaduk pada tingkat viskositas cairan yang berbeda ditunjukkan pada tabel 2. Tabel



2.2



Daerah



Kerja



Pengaduk



Berdasarkan



Viskositas



Cairan



Dari tabel 2, pengaduk tipe propeller memiliki range kerja yang sama baik untuk proses batch maupun proses kontinyu.



22



BAB III TINJAUAN PUSTAKA 3.1 KESIMPULAN Pencampuran merupakan proses mencampurkan satu atau lebih bahan dengan menambahkan satu bahan ke bahan lainnya sehingga membuat suatu bentuk yang seragam dari beberapa konstituen baik cairpadat, padat-padat, maupun cair-gas. Komponen yang jumlahnya lebih banyak lebih banyak disebut fase kontinyu dan yang lebih sedikit disebut fase disperse. 3. 2 SARAN Penulis menyadari bahwa makalah diatas banyak sekali kesalahan dan jauh dari kesempurnaan. Penulis akan memperbaiki makalah tersebut dengan berpedoman pada banyak sumber yang dapat dipertanggungjawab kan. Maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran mengenai pembahasan makalah dalam kesimpulan diatas.



23



DAFTAR PUSTAKA



Fellows, P. 1990. Food Processing Technology Principles and Practice. New York: Ellis Horwood. Hambali, E. dan A. Suryani. 2002. Teknologi Emulsi. Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor, Hal 23 Handoko, H. T. (1992). Manajemen Personalia dan SDM. Jakarta: PBFE. McCabe, W.I. and Smith, J.C. 1985. Unit Operation of Chemical Engineering. 4th edition. McGraw Hill Book Company. Singapore Wiranatakusumah, A. dkk. 1992. Prinsip Teknik Pangan. PAU Pangan dan Gizi. IPB Bogor



24