III.alat Pencampuran Bahan (Mixing)

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ppt

Text of III.alat Pencampuran Bahan (Mixing)

ALAT PENCAMPURAN BAHAN (MIXING)CAgitasi(pengadukan) dan Mixing (Pencampuran)

Agitasi dan mixing Pengadukan (agitation) adalah pemberian gerakan tertentu sehingga menimbulkan reduksi gerakan pada bahan, biasanya terjadi pada suatu tempat seperti bejana. Gerakan hasil reduksi tersebut mempunyai pola sirkulasi. Akibat yang ditimbulkan dari operasi pengadukan adalah terjadinya pencampuran (mixing) dari satu atau lebih komponen yang teraduk. Pencampuran diartikan sebagai suatu proses menghimpun dan membaurkan bahan-bahan. Dalam hal ini diperlukan gaya mekanik untuk menggerakkan alat pencampur supaya pencampuran dapat berlangsung dengan baik

Proses pencampuran (mixing) secara umum merupakan berbagai kombinasi dari fasa yaitu sebagai berikut : Gas dengan gas Gas ke cairan ; dispersi Gas dengan padatan granular : fluidisasi, pneumatic conveying, pengeringan Cairan ke gas : spraying dan atomization Cairan dengan cairan : pelarutan, emulsifikasi, dispersi

Cairan dengan padatan granular : suspensi Pastes satu dan lainnya dengan padatan Padatan dengan padatan : pencampuran bubuk (powder)

Tujuan pencampuranAda beberapa tujuan yang ingin diperoleh dari komponen yang dicampurkan, yaitu membuat suspensi, blending, dispersi dan mendorong terjadinya transfer panas dari bahan ke dinding tangki. Menghasilkan campuran bahan dengan komposisi tertentu dan homogen

Mempertahankan kondisi campuran selama proses kimia dan fisika agar tetap homogen, mempunyai luas permukaan kontak antar komponen yang besar, menghilangkan perbedaan konsentrasi dan perbedaan suhu, mempertukarkan panas, mengeluarkan secara merata gas-gas dan uap-uap yang timbul Menghasilkan bahan setengah jadi agar mudah diolah pada proses selanjutnya atau menghasilkan produk akhir yang baik

Faktor-faktor yang mempengaruhi pencampuranDerajat pencampuran dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain :

Aliran Aliran yang turbulen dan laju alir bahan yang tinggi basanya menguntungkan proses pencampuran. Sebalikanya aliran yang laminer dapat menggagalkan pencampuran Ukuran Partikel Semakin luas permukaan kontak bahan-bahan yang harus dicampur, yang berarti 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.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pencampuran (lanjutan) 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. Viskositas campuran Jenis bahan yang dicampur

Urutan pencampuran Suhu dan Tekanan (pada gas) Bahan tambahan pada pencampuran seperti emulgator.

tugasJelaskan masing-masing faktor2 tersebut yang mempengaruhi proses pencampuran

Tangki pencampuranSebuah tangki pencampuran sederhana memiliki beberapa faktor yang mempengaruhi jumlah energi yang diperlukan untuk tercapainya jumlah agitasi yang diperlukan atau kualitas mixing yaitu : Dimensi vessel yang mengandung cairan

Dimensi serta pengaturan impeller, baffle dan lainnya.

Agitated vessel standard geometry showing impeller, baffles, and heat transfer surfaces.a typical geometry for an agitated vessel.Typical geometrical ratios are: D=T 1=3; B=T 1=12 (B=T 1=10 in Europe); C=D 1 and Z=T 1.

LanjutanAlat pencampur fasa padat ke fasa cair jenis ini diperuntukkan untuk memperoleh campuran dengan viskositas rendah, biasanya berupa tangki pencampur beserta perlengkapannya. Dimensi tangki/vessels, jenis pengaduk/impeller, kecepatan putar pengaduk, jenis pengaduk, jumlah penyekat/buffle, letak impeller beserta dimensinya bergantung dari kapasitas dan jenis dari bahan yang dicampurkan.

INTERNAL HEAT TRANSFER SURFACESPermukaaan perpindahan panas - helical coils, harp coils, atau platecoils umumnya dipasang di dalam tangki dan jaket (dikedu sisi dinding dan bagian bawah tangki) sehingga dinding tangki dan alas tangki dapat digunakan sebagai permukaan untuk perpindahan panas

IMPELLER SPEEDSKecepatan standar impeller (Paul et al., 2004, p. 352) dengan menggunakan pengerak motor listrik 1750 rpm yaitu 4, 5, 6, 7.5, 9, 11, 13.5, 16.5, 20, 25, 30, 37, 45, 56, 68, 84, 100, 125, 155, 190, 230, 280, 350, and 1750. sebagai tambahan, tersedia juga motor listrik dengan kecepatan 1200 rpm.

Bagian-Bagian Alat Pencampur1. Tangki/vessel , merupakan wadah untuk pencampuran berbentuk silinder dengan bagian bawah melengkung/dome atau datar 2. Penyekat/baffles, Berbentuk batang yang diletakkan dipinggir tangki berguna untuk menghindari vortex dan digunakan untuk mempoloakan aliran menjadi turbulen. Jumlah baffle biasanya 3, 4 atau 6 buah dengan ukuran 1/12 diameter tangki.

3. Pengaduk/impeller, digunakan untuk mengaduk campuran, jenis dari impellerberagam disesuaikan pada sifat dari zat yang akan dicampurkan.

Jenis-jenis impellera. Tree-blades/ marine impeller digunakan untuk pencampuran dengan bahn dengan viscositas rendah dengan putaran yang tinggi, b. Turbine with flat vertical blades impeller digunakan untuk cairan kental dengan viscositas tinggi c. horizontal plate impeller digunakan untuk zat berserat dengan sedikit terjadinya pemotongan

d. Turbine with blades are inclined impeller paling cocok digunakan untuk tangki yang dilengkapi jaket pemanase. curve bade Turbines impeller efektif untuk bahan berserat tanpa pemotongan dengan viskositas rendah f. flate plate impeller digunakan untuk pencampuran emulsi g. cage beaters impart impeller cocok digunakan untuk pemotongan dan penyobekan h. anchore paddle impeller digunakan campuran dengan viscositas sangat tinggi berupa pasta

i. Anchor paddles yang muat dalam container, untuk mencegah pelengketan dari bahan pasta dan memberikan transfer panas yang baik dengan dinding j. Gate paddles digunakan secara luas yang merupakan tangki yang tidak dalam digunakan untuk bahan dengan viskositas tinggi jika low shear is adequate. Shaft speeds are low. Beberapa desainnya mengikutsertakan hinged scrapers untuk membersihkan bagian sisi dan bawah tangki k. Hollow shaft dan hollow impeller dioperasikan pada high tip speeds untuk resirkulasi gas. Gas masuk melalui lubang diatas level cairan dan dikeluarkan secara sentrifugal pada impeller. Laju sirkulasi relatif rendah

l. shrouded screw impeller dan koil penukar panas untuk viscous liquids mungkin disajikan dengan berbagai desain yang memberikan aplikasi tertentu untuk proses kimia.

Ukuran dan letak ( impeller)Ukuran impeller biasanya berkisar antara 0,3-0,6 kali diameter tangki sedangkan letak impeller tergantung pada dimensi vessel viscositas campuran yang diaduk. Tabel. 1 Tata Letak Impeller dalam Vessel

h adalah tinggi vessel s dan Dt adalah diameter vessel s

Letak impeller untuk tangki dengan menggunakan buffle biasanya di tengah/center, karena pola turbulensi yang dikehendaki akan terbentuk dengan adanya buffle. Untuk tangki tanpa menggunakan baffle letak pengaduk sangat mempengaruhi pola aliran yang dihasilkan. Biasanya untuk menghindari adanya vortek aliran fluida karena pengadukan tangki tanpa buffle meletakkan pengaduk tidak tepat ditengah/tidak senter dengan tangki.

Pola Aliran dan Bentuk Pengaduk

tugasJelaskan kelemahan dan kelebihan dari berbagai perbedaan peletakan impeller dalam tangki pada gambar diatas serta apakah manfaat dari penggunaan baffles.

Agitator power requirement NP vs. NRe for 4BP and HE3 impellers as a function of (D/T) at (C/T) 1/3. (D/T dependence: sequentially, from top curve going down to bottom curve: 4BP0.5, 0.2, 0.3, 0.4; HE-30.2, 0.3, 0.4. 0.5) (Chem. Eng., August 1984, p. 112).

Beberapa persamaan umum yang sering digunakan untuk perhitungan dalam mixing

Power number, NP Pgc=N3D5, against Reynolds number, NRe ND2=m, for several kinds of impellers: (a) helical shape Oldshue, 1983); (b) anchor shape (Oldshue, 1983); (c) several shapes: (1) propeller, pitch equalling diameter, without baffles; (2) propeller, s d, four baffles; (3) propeller, s 2d, without baffles; (4) propeller, s 2d, four baffles; (5) turbine impeller, six straight blades, without baffles; (6) turbine impeller, six blades, four baffles; (7) turbine impeller, six curved blades, four baffles; (8) arrowhead turbine, four baffles; (9) turbine impeller, inclined curved blades, four baffles; (10) two-blade paddle, four baffles; (11) turbine impeller, six blades, four baffles; (12) turbine impeller with stator ring; (13) paddle without baffles (data of Miller and Mann); (14) paddle without baffles (data of White and Summerford). All baffles are of width 0.1D [after Rushton, Costich, and Everett, Chem. Eng. Prog. 46(9), 467 (1950)].

tugasCari jenis-jenis alat pencampur berdasarkan fasanya

Mixing of Powders and PastesDalam industri makanan, kosmetik, farmasi, plastik, karet dan lainnya, proses pencampuran dari cairan atau pasta dengan viskositas tinggi dimana serbuk dan pasta dicampurkan. Kebanyakan prosesnya dilakukan secara batch.

Beberapa contoh mixer dan blender untuk serbuk dan pasta

(a) Ribbon blender for powders. (b) Flow pattern in a double cone blender rotating on a horizontal axis. (c) Twin shell (Vee-type); agglomerate breaking and liquid injection are shown on the broken line.

Beberapa contoh mixer dan blender untuk serbuk dan pasta (lanjutan)

(d) Twin rotor; available with jacket and hollow screws for heat transfer. (e) Batch muller. (f) Twin mullers operated continuously. (g) Double-arm mixer and kneader (Baker-Perkins Znc.). (h) Some types of blades for the double-arm kneader