Waktu Pencampuran [PDF]

Citation preview

Laporan Pratikum Operasi Teknik Kimia I



Dosen Pembimbing Dr. Desi Heltina



WAKTU PENCAMPURAN



)



Tanggal Pratikum : 13 DESEMBER 2019 Kelas



: D3 B 18



Kelompok



: VI



Nama Kelompok : 1. Aprilia Larasati



(1807035502)



2. Deni Muhammad R



(1807025103)



3. Wahyu Farhan H



(1807035733)



LABORATORIUM DASAR TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU 2019



Abstrak Pencampuran (mixing) merupakan peristiwa menyebarnya bahan – bahan secara acak. Tujuan pencampuran adalah menghasilkan campuran bahan dengan komposisi tertentu dan yang menghasilkan bahan setengah jadi agar mudah diolah untuk menghasilkan produk akhir yang baik. Suatu proses pencampuran sangat diharapkan terjadinya pencampuran yang baik, dimana bahan-bahan telah tercampur dengan merata. Pada percobaan ini bertujuan membandingkan efektivitas beberapa tipe impeller pada pencampuran KCl dengan air. Dengan kecepatan putaran pengaduk yang digunakan yaitu sebesar 125 rpm, 225 rpm, dan 325 rpm. Metode percobaan yang dilakukan adalah dengan megunakan tangki berpengaduk yang dilengkapi motor, beberapa jenis impeller, stopwatch, dan timbangan. Bahan yang digunakan adalah KCl (kalium klorida), dan air. Proses pencampuran yang dilakukan dengan menggunakan bahan KCl sebanyak 25 gram yang ditambahkan pada tangki yang berisi air setinggi 30 cm. Dari percobaan diperoleh nilai konduktivitas tertinggi terletak pada pengadukan propeller dengan kecepatan pengadukan 125 rpm adalah 365 μs/cm. Sedangkan nilai konduktivitas terendah terletak pada pengaduk turbine dengan kecepatan 225 rpm adalah 147 μs/cm. Pengaduk turbine merupakan pengaduk yang paling efektif dibandingkan pengaduk propeller pada hubungan konduktivitas larutan dengan selang waktu yang digunakan. Melalui percobaaan diperoleh bahwa penggunaan buffle pada tangki pencampuran sangat efektif digunakan untuk mengoptimalkan waktu pencampuran. kata kunci: buffle, impeller, konduktivitas, pencampuran, propeller, turbine.



BAB I



PENDAHULUAN 1.1



Tujuan Percobaan Menghitung laju pencampuran suatu elektrolit dalam air, dan membandingkan



efektifitas beberapa impeller dan konfigurasi tangki berpengaduk terhadap laju pencampuran. 1.1



Dasar Teori



1.1.1 Definisi Pencampuran Pencampuran diartikan sebagai suatu proses menghimpun dan membaurkan bahan-bahan. Tujuan pencampuran adalah menghasilkan campuran bahan dengan komposisi tertentu dan homogen, menghasilkan bahan setengah jadi agar mudah diolah pada proses selanjutnya atau menghasilkan produk akhir yang baik. Suatu proses pencampuran sangat diharapkan terjadinya pencampuran yang baik, dimana bahan-bahan telah tercampur dengan merata (Cabe, 1985). Proses pencampuran dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu (Cabe, 1985) : 1. Aliran yang turbulen menguntungkan proses pencampuran. Sebaliknya aliran yang laminer dapat mengakibatkan proses pencampuran yang berlangsung tidak baik. 2. Luas permukaan Semakin luas permukaan kontak bahan-bahan yang harus dicampur, semakin kecil partikel dan semakin mudah gerakannya didalam campuran, maka proses pencampuran akan semakin baik. Perbedaan ukuran yang besar dalam proses pencampuran akan menyulitkan dalam terciptanya derajat pencampuran yang tinggi. 3. Kelarutan Semakin besar kelarutan bahan-bahan yang akan dicampur pada pencampuran, maka akan semakin baik pencampurannya. Pada saat pelarutan terjadi, terjadi pula perstiwa difusi, laju difusi dipercepat oleh adanya aliran. Kelarutan



sebanding dengan kenaikan suhu, sehingga dapat dikatakan bahwa dengan naiknya suhu derajat pencampuran akan semakin baik pula. 4. Viskositas campuran Pencampuran adalah operasi unit yang melibatkan memanipulasi sistem fisik heterogen, dengan maksud untuk membuatnya lebih homogen. Dalam kimia, suatu pencampuran adalah proses menggabungkan dua zat atau lebih yang berbeda tanpa reaksi kimia yang terjadi (obyek tidak menempel satu sama lain). Pencampuran dapat dipisahkan menjadi komponen aslinya secara mekanis. 1.1.2 Proses Pencampuran Jenis-jenis proses pencampuran berdasarkan aliran atau gerakan fluida pada proses tersebut antara lain (Kurniawan, 2011) : 1. Mekanisme konvektif: pencampuran yang disebabkan aliran cairan secara keseluruhan  (bulk flow). 2. Eddy diffusion : pencampuran karena adanya gumpalan - gumpalan fluida yang terbentuk dan tercampakan dalam medan aliran. 3. Diffusion : pencampuran karena gerakan molekuler. Ketiga mekanisme terjadi secara bersama-sama, tetapi yang paling menentukan adalah eddy diffusion. Mekanisme ini membedakan pencampuran dalam keadaan turbulen dengan pencampuran dalam medan aliran laminer. Sifat fisik fluida yang berpengaruh pada proses pengadukan adalah densitas dan viskositas (Kurniawan, 2011). Secara khusus, proses pengadukan dan pencampuran digunakan untuk mengatasi tiga jenis permasalahan utama, yaitu (Kurniawan, 2011) : 1. Untuk menghasilkan keseragaman statis ataupun dinamis pada sistem multifase multikomponen. 2. Untuk memfasilitasi perpindahan massa atau energi diantara bagian-bagian dari sistem yang tidak seragam.



3. Untuk menunjukkan perubahan fase pada sistem multikomponen dengan atau tanpa perubahan komposisi. Aplikasi pengadukan dan pencampuran bisa ditemukan dalam rentang yang luas, diantaranya dalam proses suspensi padatan, dispersi gas-cair, cair-cair maupun padat-cair, kristalisasi, perpindahan panas dan reaksi kimia (Cabe, 1985). 1.1.3 Definisi Pengadukan Agar bahan tersebut dapat bergerak diperlukan suatu pengadukan dimana pengadukan tersebut akan memberikan suatu gerakan tertentu pada suatu bahan di dalam bejana. Pemilihan pengaduk sangat ditentukan oleh jenis pencampuran yang diinginkan serta keadaan bahan yang akan dicampur (Purwanto, 2008). 1.1.4 Tujuan Pengadukan Menurut Purwanto (2008), pengadukan zat cair dilakukan untuk berbagai tujuan, antara lain: 1. Membuat suspensi partikel zat padat 2. Untuk meramu zat cair yang mampu campur (miscible), sebagai contoh metil alkohol dengan air. 3. Untuk mendispersikan (menyebarkan) gas dalam zat cair dalam bentuk gelembung – gelembung kecil. 4. Untuk menyebarkan zat cair yang tidak dapat campur sehingga membentuk emulsi atau suspensi partikel halus pada kedua zat cair inmiscible tersebut. 5. Untuk mempercepat perpindahan kalor antara zat cair baik sesama bahan dengan menyuplai panas yang ada dalam tangki pencampuran tersebut. 1.1.5 Alat Pengaduk Zat cair biasanya diaduk di dalam suatu tangki atau bejana, biasanya yang berbentuk silinder dengan sumbu terpasang vertikal. Didalam tangki itu dipasang impeller pada ujung poros yang ditumpu dari atas dan digerakkan oleh motor. Tangki itu biasanya dilengkapi dengan lubang masuk dan lubang keluar, kumparan kalor,



mantel dan sumur untuk menempatkan termometer atau piranti pengukuran suhu lainnya. Impeller itu akan membangkitkan pola aliran didalam sistem, yang menyebabkan zat cair tersirkulasi didalam bejana dan akhirnya kembali ke impeller. Secara umum, terdapat tiga jenis pengaduk yang biasa digunakan secara umum, yaitu pengaduk



baling-baling



(propeller),



pengaduk



turbin (turbine),



pengaduk



dayung (paddle) dan pengaduk helical ribbon (Purwanto, 2008). 1. Pengaduk Jenis Baling – Baling (Propeller) Bentuknya seperti baling-baling. Pola aliran yang dominan terbentuk adalah pola aliran aksial (aliran sejajar sumbu pengaduk). Propeller digunakan untuk fluida yang mempunyai viskositas rendah dan berkecepatan tinggi (400-1750 rpm). Prinsip kerjanya adalah baling-baling ini digunakan pada kecepatan berkisar antara 400 hingga 1750 rpm (revolutions per minute) dan digunakan untuk cairan dengan viskositas rendah. Kegunaannya untuk kecepatan pengadukan tinggi, fluida dengan viskositas rendah dan arah aliran aksial. Aplikasi biasanya pada kapal laut (umumnya 3 blade) (Kurniawan, 2011).



Gambar 1.1 Pengaduk jenis Baling-baling (a), Daun Dipertajam (b), Baling-baling kapal (c) 2. Pengaduk Gayung (Paddle) Bentuknya seperti dayung. Pola sirkulasi yang dominan adalah pola aliran radial (aliran tegak lurus sumbu pengaduk), biasanya digunakan pada kecepatan rendah yaitu 20-200 rpm. Penggunaan pengaduk jenis ini pada kecepatan putaran tinggi dapat menimbulkan pusaran (vortek), sehingga penggunaanya dilengkapi



dengan pemasangan baffel. Prinsip kerjanya adalah 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 (Kurniawan, 2011). 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, 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 pas kanji, cat, bahan perekat dan kosmetik. Paddle paling banyak digunakan pada dunia industri. Arah aliran radial dan tangensial. Sudu/lembaran agitator bisa dipasang vertikal atau horizontal (sedikitnya 2 blade di sisi kanan dan kiri) (Kurniawan, 2011).



Gambar 1.2 Pengaduk jenis dayung (paddle) berdaun dua



3. Turbine



Beberapa tipe turbine antara lain: flat blade, disk flat blade, pitchet blade, pitchet fane, curvet blade, arrow head, titled blade, pitch curvet blade dan shrouded. Pola sirkulasi yang terbentuk adalah radial dan tangensial (aliran yang mengelilingi batang pengaduk). Prinsip kerjanya adalah pengaduk turbine



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 turbine biasanya antara 30 - 50% dari diameter tangki. Turbine biasanya memiliki empat atau enam daun pengaduk (Purwanto, 2008). Turbine dengan daun yang datar memberikan aliran yang radial. Jenis ini juga berguna untuk dispersi gas yang baik, gas akan dialirkan dari bagian bawah pengaduk dan akan menuju ke bagian daun pengaduk lalu tepotong-potong menjadi gelembung gas (Purwanto, 2008). Pada turbine dengan daun yang dibuat miring sebesar 45 o, 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 turbine 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. Kegunaanya untuk fluida dengan viskositas rendah dan aliran radial dan tangensial (Kurniawan, 2011)



Gambar 1.3 Pengaduk turbin pada bagian variasi Pada masing-masing pengaduk memberikan hasil waktu pencampuran yang berbeda. Perbedaan itu terjadi karena efektivitas aliran yang dihasilkan oleh pengaduk untuk menjangkau seluruh tangki berbeda. Semakin efektif aliran yang dihasilkan



oleh pengaduk maka semakin sedikit waktu pencampuran yang dibutuhkan. Propeller memiliki waktu untuk mencampurkan bahan elektrolit yang paling lama dibanding impeller yang lain. Sedangkan paddle berada diantara turbine dan propeller. Impeller jenis turbine merupakan jenis impeller yang mempunyai kecepatan putaran paling tinggi. Ini disebabkan karena impeller jenis turbine mampu bekerja secara maksimum pada fluida jenis air (Purwanto, 2008). 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 hellical (bentuknya seperti baling-balling helikopter dan ditempelkan ke pusat sumbu pengaduk). Cairan bergerak dalam sebuah bagian aliran berliku-liku pada bagiam bawah dan naik ke bagian atas pengaduk (Kurniawan, 2011).



Gambar 1.4 Pengaduk jenis (a), (b) dan (c) Hellical-Ribbon,(d) Semi-Spiral 1.1.6 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, kecepatan putaran sedang, dan kecepatan putaran tinggi (Purwanto, 2008).



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 (Purwando, 2008). 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 (Kurniawan, 2011). 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.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 (Purwanto, 2008). 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 (Purwanto, 2008). 1.1.7 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 dan 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.



Tabel 1.1 Kondisi untuk Pemilihan Pengaduk No.



Satu Pengaduk



1.



Fluida dengan viskositas rendah



2. 3. 4.



Dua Pengaduk Fluida dengan viskositas sedang



dan tinggi Pengaduk menyapu dasar tangki Pengaduk pada tangki yang dalam Kecepatan balik aliran yang Gaya gesek aliran besar tinggi Ketinggian permukaan cairan Ukuran mounting nozzle yang yang bervariasi



minimal



1.1.8 Posisi Sumbu Pengaduk Pada umumnya proses pengadukan dan pencampuran dilakukan dengan menempatkan pengaduk pada pusat diameter tangki (center). Posisi ini memiliki pola aliran yang khas.Pada tangki tidak bersekat dengan pengaduk yang berputar ditengah, energi sentrifugal yang bekerja pada fluida meningkatkan ketinggian fluida pada dinding dan memperendah ketinggian fluida pada pusat putaran. Pola  ini biasa disebut dengan pusaran (vortex) dengan pusat pada sumbu pengaduk. Pusaran ini akan menjadi semakin besar seiring dengan peningkatan kecepatan putaran yang juga meningkatkan turbulensi dari fluida yang diaduk. Pada sebuah proses dispersi gascair, terbentuknya pusaran tidak diinginkan. Hal ini disebabkan pusaran tersebut bisa menghasilkan dispersi udara yang menghambat dispersi gas ke cairan dan sebaliknya.



Gambar 1.5 Posisi center dari sebuah pengaduk  yang menghasilkan vortex



Salah satu upaya untuk menghilangkan pusaran ini adalah dengan merubah posisi sumbu pengaduk. Posisi tersebut berupa posisi sumbu pengaduk tetap tegak lurus namun berjarak dekat dengan dinding tangki (off center) dan posisi sumbu berada pada arah diagonal (incline). Perubahan posisi ini menjadi salah satu variasi dalam penelitian yang dilakukan (Kurniawan, 2008). 1.1.9 Dimensi dan Geometri Tangki Kapasitas tangki yang dibutuhkan untuk menampung fluida menjadi salah satu pertimbangan dasar dalam perancangan dimensi tangki. Fluida dalam kapasitas tertentu ditempatkan pada sebuah wadah dengan besarnya diameter tangki sama dengan ketinggian fluida. Rancangan ini ditujukan untuk mengoptimalkan kemampuan pengaduk untuk menggerakkan dan membuat pola aliran fluida yang melingkupi seluruh bagian fluida dalam tangki (Purwanto, 2008) 1 V = π . D 2 . t … … … … … . … … … … . … … … … … … … … … … …(1) 4 Persamaan (1) merupakan rumus dari volume sebuah tangki silinder. Sehingga salah satu pertimbangan awal untuk merancang alat ini adalah dengan mencari nilai dari diameter yang sama dengan tangki untuk kapasitas fluida yang diinginkan dalam pengadukan dan pencampuran (Purwanto, 2008). Diameter tangki ditentukan  dengan persamaan (2). Tangki dengan diameter yang lebih kecil dibandingkan ketinggiannya memiliki kecendrungan menambah jumlah pengaduk yang digunakan (Kurniawan, 2011). D=



√ 3



4V … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … ..(2) π



Rancangan dasar dimensi dari sebuah tangki berpengaduk dengan perbandingan terhadap komponen-komponen yang menyusunnya.



Gambar 1.6 Dimensi sebuah tangki berpengaduk 1.1.10 Konduktivitas Daya hantar listrik adalah ukuran seberapa kuat suatu larutan dapat menghantarkan listrik. Konduktivitas digunakan untuk ukuran larutan atau cairan elektrolit. Larutan yang telah tercampur dengan sempurna akan menghasilkan nilai konduktivitas yang tidak berubah atau konstan. Dimana telah terjadi proses ionisasi sempurna. Daya hantar listrik berbanding lurus dengan jumlah ion di dalam larutan. Larutan KCl misalnya, di dalam air KCl terurai menjadi kation (K +) dan anion (Cl-). Terjadinya arus listrik pada larutan KCl disebabkan ion K + menangkap electron pada katoda dengan membebaskan K+ sedangkan ion Cl- melepaskan electron pada anoda dengan menghasilkan gas Clorin (Purwanto, 2008)



BAB II METODOLOGI PERCOBAAN 2.1. Alat Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah: 1. Tangki yang dilengkapi motor dan batang pengaduk. 2. Impeller propeller dan turbine.



3. Stopwatch. 4. Konduktivitimeter. 2.2. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah: 1. Air 2. Kalium Klorida (KCl) sebagai elektrolit. 2.3. Prosedur Langkah-langkah untuk melakukan percobaan waktu pencampuran adalah sebagai berikut: 1. Diisi tangki yang dilengkapi buffle dengan air sampai ketinggian mencapai 30 cm dari dasar tangki. 2. Dipasang pengaduk pada posisi akhir batang pengaduk (tipe pengaduk yang digunakan adalah propeller, dan turbine). 3. Ditambahkan 25 gram Kalium klorida (KCl) kedalam tangki berisi air. 4. Diputar pengaduk dengan kecepatan putar pengadukan 125, 225, dan 325 rpm dan dicatat nilai konduktivitasnya setiap 60 detik pengadukan. 5. Diulangi langkah tersebut untuk setiap tipe pengaduk yang berbeda dan pada tangki yang tidak dilengkapi buffle. 6. Dicatat hasil praktikum yang di peroleh pada lembar percobaan.



2.4 Rangkaian Alat



Gambar 2.1 Rangkaian peralatan waktu pencampuran



BAB III



HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1.



Hasil Berikut ini adalah hasil data dari percobaan yang dilakukan dengan



menggunakan larutan KCl 25 gram. Dengan tangki yang dilengkapi buffle dan yang tidak dilengkapi dengan buffle dengan beberapa macam impeller yaitu propeller dan turbine. Pada percobaan digunakan variasi kecepatan putar pengadukan 125 rpm, 225 rpm, dan 325 rpm untuk pengukuran setiap impeller yang berbeda. Tabel 3.1 Waktu pencampuran KCl 25 gram dengan air (tangki dilengkapi buffle) Kecepatan Putar Pengaduk 125 rpm



Tipe Pengaduk



225 rpm



325 rpm



waktu



konduktivitas



waktu



konduktivitas



waktu



konduktivitas



(dtk)



(μs/cm)



(dtk)



(μs/cm)



(dtk)



(μs/cm)



Propeller



660



305



420



287



300



275



Turbine



360



242



300



224



300



235



Tabel 3.2 Waktu pencampuran KCl 25 gram dengan air (tangki tanpa buffle) Kecepatan Putar Pengaduk 125 rpm



Tipe Pengaduk



225 rpm



325 rpm



waktu



konduktivitas



waktu



konduktivitas



waktu



konduktivitas



(dtk)



(μs/cm)



(dtk)



(μs/cm)



(dtk)



(μs/cm)



Propller



660



255



180



266



300



225



Turbine



240



275



360



245



300



259



3.2.



Pembahasan Pencampuran adalah sebuah operasi yang bertujuan untuk mengurangi



ketidaksamaan komposisi, suhu, atau sifat lain yang terdapat dalam suatu bahan.



Terjadinya pencampuran dikarenakan adanya gerakan dari bahan tersebut. Untuk membuat bahan bisa bergerak diperlukan suatu pengadukan yang merupakan gerakan terinduksi menurut cara tertentu pada suatu bahan dalam bejana atau tangki. Gerakan itu biasanya mempunyai pola sirkulasi, salah satunya adalah proses pencampuran. Istilah pencampuran dapat diartikan dengan memberikan gerakan yang tidak beraturan atau keadaan yang turbulen terhadap fluida. Waktu pencampuran adalah waktu yang dibutuhkan fluida untuk bercampur merata keseluruh tangki sehingga campuran bersifat homogen. Pada percobaan ini digunakan larutan elektrolit KCl sebanyak 25 gram yang dicampur dengan air dan akan dihitung waktu pencampurannya serta konduktivitasnya. Setiap jenis pengaduk memberikan pola aliran yang berbeda. Pola aliran yang baik untuk pencampuran adalah pola aliran turbulen (acak). Karena aliran turbulen dapat menjangkau setiap sudut tangki sehingga waktu pencampuran yang dibutuhkan kecil dan menguntungkan dalam proses pencampuran (Rahayu, 2009) Bila suatu jenis pengaduk memberikan pola aliran selain pola aliran turbulen, kita bisa menciptakan aliran turbulen dengan menambahkan sekat (buffle) di dalam tangki, karena dengan menambahkan sekat maka pola aliran yang awalnya tercipta tidak turbulen menjadi turbulen. Buffle pada tangki juga membentuk distribusi konsentrasi yang lebih baik didalam tangki karena pola aliran yang terjadi terpecah menjadi empat bagian. Semakin besar ukuran buffle maka akan menghasilkan pencampuran yang lebih baik. Jadi bisa dikatakan bahwa



jenis tangki yang



mempunyai buffle akan lebih efektif dibanding dengan tangki yang tidak mempunyai buffle.



3.2.1. Hubungan Kecepatan Putaran Pengaduk dengan Konduktivitas Larutan KCl yang Dilengkapi Buffle



Pengaruh kecepatan putar pengaduk terhadap konduktivitas pada larutan KCl 25 gram yang dilengkapi buffle dengan menggunakan dua jenis impeller yaitu propeller dan turbine dengan variasi kecepatan putar pengadukan 125 rpm, 225 rpm, dan 325 rpm. 3.2.1.1.



Tangki Pengaduk dengan Kecepatan 125 rpm Pada percobaan ini dilakukan dengan menggunakan pompa yang dilengkapi



dengan buffle, dengan variasi kecepatan putar 125 rpm untuk masing-masing impeller yang digunakan. Adapun jenis impeller yang digunakan adalah propeller dan turbine. Dapat dilihat hubungan antara kedua jenis impeller pada saat menggunakan variasi kecepatan 125 rpm. Hubungan antara keduanya dapat digambarkan pada gambar 3.1.



Konduktivitas (µ.s/cm)



400 350 300 250 200 150 100 50 0 60



120



180



240



300



360



420



480



540



600



660



720



780



Waktu (sekon) Propeller



Turbine



Gambar 3.1 Hubungan konduktivitas KCl dengan waktu pada kecepatan 125 rpm yang dilengkapi buffle Dari gambar 3.1 dapat dilihat bahwa kondisi pengaduk turbine lebih efektif dibandingkan dengan pengaduk propeller. Pada kecepatan 125 rpm impeller propeller memperoleh nilai konduktivitas konstan sebesar 305 µs/cm, sedangkan impeller turbine memperoleh nilai konduktivitas konstan sebesar 242 µs/cm. Dari kedua impeller terlihat bahwa impeller turbine memiliki nilai konduktivitas yang lebih rendah daripada impeller propeller dan memiliki selang waktu yang lebih



singkat daripada impeller propeller. Hal ini dikarenakan pada impeller turbine memiliki sekat yang dapat membuat aliran pada pencampuran tidak satu arah sehingga pencampuran air dan KCl akan semakin sempurna. Dimana hal ini sesuai dengan teori bahwa pengaduk turbine lebih efektif dibandingkan pengaduk lainnya. 3.2.1.2.



Tangki Pengaduk dengan Kecepatan 225 rpm Pada percobaan ini, kita akan menghitung nilai konduktivitas suatu larutan



KCl dengan variasi kecepatan berbeda dari sebelumnya yaitu 225 rpm. Pengaduk (impeller) yang digunakan masih propeller dan turbine. Hubungan antara kedua impeller dapat digambarkan pada gambar 3.2.



Konduktivitas (µ.s/cm)



350 300 250 200 150 100 50 0 60



120



180



240



300



360



420



480



540



Waktu (sekon) Propeller



Turbine



Gambar 3.2 Hubungan konduktivitas KCl dengan waktu pada kecepatan 225 rpm pada tangki yang dilengkapi buffle Dari Gambar 3.2 dapat dilihat bahwa nilai konduktivitas konstan untuk pengaduk propeller lebih besar daripada nilai konduktivitas pengaduk Turbine. Dimana pengaduk propeller memiliki nilai konduktivitas konstan sebesar 305 µs/cm, sedangkan pengaduk turbine hanya memiliki nilai konduktivitas sebesar 242 µs/cm. Bila setiap data dibandingkan maka diperoleh pengaduk propeller memiliki nilai konduktivitas yang tinggi tetapi memiliki selang waktu yang



lebih lama dibandingkan dengan impeller turbine. Hal ini bila dikaitkan dengan teori pada sub bab sebelumnya adalah sesuai. Sebab pada dasarnya pengaduk turbine memang pengaduk yang paling efektif dibanding pengaduk lainnya dikarenakan pada impeller turbine memiliki sekat yang dapat membuat aliran pada pencampuran tidak satu arah sehingga pencampuran air dan KCl akan semakin sempurna. 3.2.1.3.



Tangki Pengaduk dengan Kecepatan 325 rpm Pada percobaan ini akan dihitung nilai konduktivitas suatu larutan KCl



dengan variasi kecepatan berbeda dari sebelumnya yaitu 325 rpm. Pengaduk (impeller) yang digunakan masih propeller dan turbine. Hubungan antara kedua impeller dapat digambarkan pada gambar 3.3



Konduktivitas (µ.s/cm)



300 250 200 150 100 50 0 60



120



180



240



300



360



420



Waktu (sekon) Propeller



Turbine



Gambar 3.3 Hubungan konduktivitas KCl dengan waktu pada kecepatan 325 rpm pada tangki yang dilengkapi buffle Pada Gambar 3.3 dapat dilihat bahwa konduktivitas konstan untuk pengaduk propeller yaitu sebesar 275 µs/cm, sedangkan untuk pengaduk turbine memiliki nilai konduktivitas sebesar 235 µs/cm. Kondisi yang tergambar pada grafik diperoleh pengaduk propeller memiliki nilai konduktivitas yang tinggi dengan selang waktu



yang singkat dibandingkan dengan impeller lainnya. Hal ini tidak sesuai dengan teori yang ada, dikarenakan pada teori seharusnya yang lebih cepat dalam pengadukan adalah impeller jenis turbine, karena pada impeller turbine memiliki sekat yang dapat membuat aliran pada pencampuran tidak satu arah sehingga pencampuran air dan KCl akan semakin sempurna. Kesalahan ini dapat terjadi karena beberapa hal, diantaranya yaitu kurang telitinya praktikan dalam mengukur konduktivitas bahan. 3.2.2. Hubungan Kecepatan Putaran Pengaduk dengan Konduktivitas Larutan KCl yang Tidak Dilengkapi Buffle Pengaruh kecepatan putar pengaduk terhadap konduktivitas pada larutan KCl 25 gram dengan tangki tanpa menggunakan buffle dimana impeller yang digunakan yaitu propeller dan turbine pada kecepatan putar pengaduk 125 rpm, 225 rpm, dan 325 rpm. 3.2.2.1.



Tangki Pengaduk dengan Kecepatan 150 rpm Pada percobaan ini menggunakan variasi kecepatan 125 rpm untuk masing-



masing impeller yang digunakan. Adapun jenis pengaduk yang digunakan adalah propeller dan turbine. Dapat dilihat hubungan antara kedua jenis impeller bila menggunakan variasi kecepatan 125 rpm. Hubungan antara keduanya dapat dilihat pada gambar 3.4.



Konduktivitas (µ.s/cm)



300 250 200 150 100 50 0 60



120



180



240



300



360



420



480



540



600



660



720



780



Waktu (sekon) Propeller



Turbine



Gambar 3.4 Hubungan konduktivitas KCl dengan waktu pada kecepatan 125 rpm pada tangki yang tidak dilengkapi buffle Dari Gambar 3.4 terlihat bahwa kondisi pengaduk proppeler dan turbine stabil. Pada kecepatan 125 rpm masing-masing impeller memperoleh nilai konduktivitas konstannya yaitu propeller dengan 255 µs/cm dan turbine dengan 275 µs/cm. Dari kedua impeller terlihat bahwa impeller turbin memiliki nilai konduktivitas tertinggi dan selang waktu yang cukup singkat dibandingkan impeller lainnya pada kecepatan 125 rpm. Dimana hal ini sesuai dengan teori bahwa pengaduk turbine lebih efektif dibandingkan pengaduk lainnya karena pada impeller turbine memiliki sekat yang dapat membuat aliran pada pencampuran tidak satu arah sehingga pencampuran air dan KCl akan semakin sempurna. 3.2.2.2.



Tangki Pengaduk dengan Kecepatan 225 rpm Percobaan selanjutnya kita akan menghitung nilai konduktivitas suatu larutan



KCl dengan variasi kecepatan berbeda dari sebelumnya yaitu 225 rpm. Pengaduk (impeller) yang digunakan masih propeller dan turbine. Hubungan antara ketiga impeller dapat digambarkan pada Gambar 3.5



Konduktivitas (µ.s/cm)



270 260 250 240 230 220 210 60



120



180



240



300



360



420



Waktu (sekon)Turbine



Propeller



Gambar 3.5 Hubungan konduktivitas KCl dengan waktu pada kecepatan 225 rpm pada tangki yang tidak dilengkapi buffle Dari Gambar 3.5 terlihat bahwa nilai konduktivitas konstan untuk pengaduk propeller yang didapat yaitu sebesar 266 µs/cm, sedangkan untuk pengaduk jenis turbine nilai konduktivitas konstan yang didapat adalah 245 µs/cm. Bila setiap data dibandingkan maka dapat dilihat bahwa pengaduk turbine memiliki nilai konduktivitas yang lebih rendah dengan selang waktu yang lebih lama dibandingkan dengan pengaduk propeller. Hal ini bila dikaitkan dengan teori pada sub bab sebelumnya adalah tidak sesuai. Sebab pada dasarnya pengaduk turbine adalah pengaduk yang paling baik dibanding pengaduk lainnya karena pada impeller turbine memiliki sekat yang dapat membuat aliran pada pencampuran tidak satu arah sehingga pencampuran air dan KCl akan semakin sempurna. Tetapi pada hal ini adalah sebaliknya, hal ini dapat terjadi karena beberapa hal, diantaranya adalah kurang telitinya praktikan dalam mengukur konduktivitas pada bahan. 3.2.3. Tangki Pengaduk dengan Kecepatan 325 rpm Pada percobaan ini kita menggunakan variasi kecepatan 325 rpm untuk masingmasing impeller yang digunakan. Adapun pengaduk yang digunakan masih propeller



dan turbine.. Dapat dilihat hubungan antara kedua jenis impeller bila menggunakan variasi kecepatan 325 rpm. Hubungan antara keduanya dapat digambarkan pada Gambar 3.6.



Konduktivitas (µ.s/cm)



300 250 200 150 100 50 0 60



120



180



240



300



360



420



Waktu (sekon) Propeller



Turbine



Gambar 3.6 Hubungan konduktivitas KCl dengan waktu pada kecepatan 325 rpm pada tangki yang tidak dilengkapi buffle Dari Gambar 3.6 terlihat bahwa kondisi pengaduk turbine lebih efektif dari pada pengaduk jenis propeller karena pada impeller turbine memiliki sekat yang dapat membuat aliran pada pencampuran tidak satu arah sehingga pencampuran air dan KCl akan semakin sempurna. Pada kecepatan 325 rpm pengaduk turbine memperoleh nilai konduktivitas konstan sebesar 259 µs/cm, sedangkan pada pengaduk propeller memiliki nilai konduktivitas konstan sebesar 225 µs/cm. Dari kedua impeller terlihat bahwa impeller turbine memiliki nilai konduktivitas konstan tertinggi dan selang waktu yang lebih singkat dibandingkan impeller lainnya pada kecepatan 325 rpm. Dimana hal ini sesuai dengan teori bahwa pengaduk turbine lebih efektif dibandingkan pengaduk lainnya. Menurut literatur, semakin cepat laju pengadukan, semakin cepat juga waktu pencampuran, hal ini dikarenakan kecepatan perputaran impeller yang digunakan



semakin cepat mengakibatkan air yang dicampurkan dengan KCl semakin cepat bercampur dan menjadi larutan yang homogen. Impeller yang digunakan pada praktikum ini adalah propeller dan turbine. Turbine memiliki waktu pencampuran yang lebih singkat dari pada propeller, hal ini dikarenakan pada impeller turbine memiliki sekat yang dapat membuat aliran pada pencampuran tidak satu arah sehingga pencampuran air dan KCl akan semakin sempurna.



BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan Dari percobaan yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa semakin besar kecepatan putar pengaduk, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk mencapai konduktivitas konstan. Di dalam percobaan, Impeller yang memiliki waktu pencampuran tercepat adalah propeller yang tidak dilengkapi buffle dengan waktu pencampuran selama 300 detik pada kecepatan 225 rpm. Hal ini tidak sesuai dengan teori yang ada, dikarenakan pada teori seharusnya yang lebih cepat dalam pengadukan adalah impeller jenis turbine, karena pada impeller turbine memiliki sekat yang dapat membuat aliran pada pencampuran tidak satu arah sehingga pencampuran air dan KCl akan semakin sempurna. Kesalahan ini dapat terjadi karena beberapa hal, diantaranya yaitu kurang telitinya praktikan dalam mengukur konduktivitas bahan. 4.2 Saran Untuk ke depannya, sebaiknya bahan–bahan dan tipe pengaduk yang digunakan lebih divariasikan lagi agar bisa dilihat bahan mana yang konduktivitasnya lebih tinggi, dan tipe pengaduk yang digunakan lebih divariasikan lagi untuk mengetahui tipe pengaduk mana yang lebih efektif untuk digunakan.



DAFTAR PUSTAKA Kurniawan. 2011. Peralatan Dan Unit Proses Industri Pangan. Institut Pertanian Bogor: Bogor. McCabe L Warren, Smith C Julian, & Herriot Peter. 1985. Operasi Teknik Kimia Jilid 1 Edisi Keempat. Jakarta : Erlangga Purwanto. 2008. Pengaruh Desain Impeller,Baffel, Kecepatan Putar pada Proses Isolasi Minyak Kelapa Murni dengan Metode Pengadukan. Yogyakarta : Institut Teknologi Adhi Tama Tim Penyusun Penuntun Praktikum Operasi Teknik Kimia I. 2019. Penuntun Praktikum Operasi Teknik I. Pekanbaru: Laboratorium Dasar Proses dan Operasi Pabrik Program Studi D III Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Riau.



LAMPIRAN A LAPORAN SEMENTARA



Judul Pratikum



: Waktu Pencampuran



Dosen Pembimbing



: Dr. Desi Heltina



Kelompok



: VI



Nama Kelompok



: 1. Aprilia Larasati 2. Deni Muhammad Rizal 3. Wahyu Farhan H



Tabel 1. Tangki yang dilengkapi buffle dengan elektrolit KCl 25 gram menggunakan impeller Propeller Kecepatan putar (rpm)



125 rpm



Waktu (detik)



Konduktivitas (µ.s/cm)



60



210



120



206



180



356



240



365



300



305



360



325



420



355



480



305



540



297



600



315



660



305



720



305



225 rpm



325 rpm



780



305



60



216



120



295



180



292



240



300



300



293



360



285



420



287



480



287



540



287



60



275



120



277



180



277



240



275



300



275



360



275



Tabel 2. Tangki yang tak dilengkapi buffle dengan elektrolit KCl 25 gram menggunakan impeller propeller Kecepatan putar (rpm)



Waktu (detik)



Konduktivitas (µ.s/cm)



125 rpm



60



225



120



264



180



264



225 rpm



325 rpm



240



225



300



247



360



275



420



219



480



272



540



251



600



271



660



255



720



255



780



255



60



255



120



235



180



266



240



266



300



266



60



225



120



194



180



265



240



265



300



225



360



225



420



225



Tabel 3. Tangki yang dilengkapi buffle dengan elektrolit KCl 25 gram menggunakan impeller turbine



Kecepatan putar (rpm)



125 rpm



225 rpm



325 rpm



Waktu (detik)



Konduktivitas (µ.s/cm)



60



223



120



225



180



235



240



236



300



216



360



242



420



242



60



177



120



147



180



216



240



154



300



224



360



224



420



224



60



218



120



232



180



211



240



234



300



235



360



235



420



235



Tabel 4. Tangki yang tidak dilengkapi buffle dengan elektrolit KCl 25 gram dengan menggunakan impeller turbine Kecepatan putar (rpm)



125 rpm



225 rpm



325 rpm



Waktu (detik)



Konduktivitas (µ.s/cm)



60



256



120



278



180



274



240



275



300



275



360



275



60



243



120



247



180



241



240



239



300



236



360



245



420



245



60



250



120



246



180



256



240



254



300



259



360



259



Pekanbaru, 13 Desember 2019



Mengetahui



Mewakili praktikan,



Asisten



Aprilia Larasati



Ria Afriyani



LAMPIRAN B DOKUMENTASI B.1. Dokumentasi pada Pengaduk Propeller dengan Buffle



Gambar B.1.1. Pada Kecepatan 125 rpm



Gambar B.1.2. Bentuk Aliran pada 125 rpm



Gambar B.1.3. Pada Kecepatan 225 rpm



Gambar B.1.4. Bentuk aliran pada 225 rpm



Gambar B.1.5. Pada Kecepatan 335 rpm



Gambar B.1.6. Bentuk Aliran pada 325 rpm



B.2. Dokumentasi pada Pengaduk Propeller Tanpa Buffle



Gambar B.2.1. Pada Kccepatan 125 rpm



Gambar B.2.2. Bentuk Aliran pada 125 rpm



Gambar B.2.3. Pada Kecepatan 225 rpm



Gambar B.2.4. Bentuk Aliran pada 225 rpms



Gambar B.2.5. Pada Kecepatan 325 rpm



Gambar B.2.6. Bentuk Aliran pada 325 rpm



B.3. Dokumentasi pada Pengaduk Turbine dengan Buffle



Gambar B.3.1. Pada Kecepatan 125 rpm



Gambar B.3.2. Bentuk Aliran pada 125 rpm



Gambar B.3.3. Pada Kecepatan 225 rpm



Gambar B.3.4. Bentuk Aliran pada 225 rpm



Gambar B.3.5. Pada Kecepatan 325 rpm



Gambar B.3.6. Bentuk Aliran pada 325 rpm



B.4. Dokumentasi pada Pengaduk Turbine Tanpa Buffle



Gambar B.4.1. Pada Kecepatan 125 rpm



Gambar B.4.2. Bentuk Aliran pada 125 rpm



Gambar B.4.3. Pada Kecepatan 225 rpm



Gambar B.4.4. Bentuk Aliran pada 225 rpm



Gambar B.4.5. Pada Kecepatan 325 rpm



Gambar B.4.6. Bentuk Aliran pada 325 rpm