bab iv

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Percobaan untuk Pola Aliran Tanpa Sekat dan Dengan Sekat

Ada jenis impeller yang membentuk pola aliran aksial maupun radial.

Berikut adalah gambar pola aliran yang di hasilkan dari percobaan.

Tabel 4.1 Pola Aliran untuk Variasi Jenis Impeller

Jenis

ImpellerKecepatan

Gambar Pola Aliran

Tanpa Sekat Dengan Sekat Pola Aliran

Propeller 5

Vorteks 3 cm

Aksial

Tidak ada vortex

Radial

Turbin 5

Vorteks 3 cm

Aksial

Tidak ada vortex

Radial

Paddle 5

Vorteks 3 cm

AksialTidak ada vortex

Radial

Dari tabel 4.1 dapat dilihat bahwa percobaan yang dilakukan dengan impeller

propeller, turbin, paddle dilengkapi sekat menghasilan jenis aliran aksial. Sedangkan

pada impeller propeller, turbin dan paddle tanpa sekat menghasilkan pola radial.

Berdasarkan teori, pola aliran yang terbentuk untuk impeller jenis propeller

tanpa sekat dan dengan sekat adalah aksial (Oldshue, 1983).

Berdasarkan teori yang diperoleh, maka percobaan yang dilakukan dengan

impeller propeller dengan sekat belum sesuai dengan teori yang ada, yaitu berupa

pola aliran aksial.

Berdasarkan teori, pola aliran yang terbentuk pada tangki tanpa sekat untuk

jenis turbin 3 atau 4 bilah adalah aliran aksial dan untuk turbin 6 bilah adalah radial.

Dan untuk tangki dengan sekat alirannya adalah radial (Paul, dkk, 2004).


impeller turbin baik tanpa sekat belum sesuai dengan teori yang ada, yaitu berupa

pola aliran radial.

Sedangkan teori untuk paddle mengatakan bahwa pola aliran pada tangki

tanpa sekat adalah aksial. Dan tangki dengan sekat menghasilkan pola aliran radial

(Nienow, dkk, 1997).


impeller paddle dengan sekat ataupun tanpa sekat telah sesuai dengan teori yang ada.

Pada percobaan yang tidak menggunakan sekat, terdapat vorteks pada saat

impeller mulai dijalankan, yaitu dengan tinggi vorteks untuk propeller, turbin, dan

peddle berturut-turut adalah 3 cm pada kecepatan 5. Namun pada percobaan yang

menggunakan sekat tidak terdapat vorteks.

4.2 Percobaan untuk Dispersi Padatan

4.2.1 Pengaruh Kecepatan Impeller untuk Tangki tanpa Sekat terhadap

Waktu Pencampuran

200 300 4005

6

7

8

9

10

11

12

13

propeller

turbin

paddle

Kecepatan Rotasi ( rpm )

Wak

tu P

enca

mpu

ran

( det

ik )

Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Kecepatan Impeller terhadap Waktu Pencampuran

untuk Tangki tanpa Sekat

Gambar 4.1 menunjukkan pengaruh kecepatan impeller terhadap waktu

pencampuran pasir dan air untuk tangki tanpa sekat. Impeller yang digunakan adalah

propeller, turbin, dan paddle dengan kecepatan 5, 6, dan 7 atau 255,556 rpm,

304,445 rpm, dan 353,324 rpm. Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa kecepatan

impeller berbanding terbalik dengan waktu pencampuran yang terlihat dari

penurunan waktu setiap kenaikan kecepatan.

Dapat dilihat bahwa waktu yang dibutuhkan propeller adalah 12 detik, 7

detik, dan 6 detik, dengan vorteks yang terbentuk sebesar 2,8 cm, 4,5 cm, 6,6 cm.

Sedangkan pada turbin, waktu yang dibutuhkan seiring bertambahnya kecepatan

adalah 10 cm, 9 cm, 7 cm, dengan vorteks yang terbentuk sebesar 3,5 cm, 5,9 cm,

dan 7 cm. Dan waktu yang dibutuhkan oleh paddle 10 detik, 8 detik, dan 6 detik,

dengan vorteks 3,7 cm, 5,5 cm, dan 7,9 cm.

Waktu pencampuran adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencampurkan

bahan-bahan menjadi seragam dan lebih kecil bila dibandingkan dengan waktu reaksi

(Albright, 2009). Waktu pencampuran meningkatkan banyaknya partikel yang

tersuspensi ke dalam cairan serta semakin besar kecepatan impeller maka waktu

pencampuran dari padatan dan cairan semakin kecil (Zlokarnik, 2001).

Selain itu kenaikan kecepatan pencampuran pada viskositas tinggi dapat

dicapai pada impeller yang besar karena dapat meningkatkan pola aliran (Nienow,

dkk, 1997). Karena itu pada viskositas rendah, maka pada saat pencampuran

terbentuk vorteks yang mengakibatkan cairan dimasuki gas (Zlokarnik, 2001) baik

untuk arah aliran radial maupun aksial (Oldshue, 1983).

Daya yang dibutuhkan untuk memutar sebuah pengaduk berhubungan dengan

diameter dan kecepatan pengaduknya. Sedikit peningkatan kecepatan putaran dan

diameter pengaduk akan menyebabkan sebuah penambahan kebutuhan daya yang

besar dan pada umumnya pemakaian sekat akan menambah beban pengadukan yang

berakibat pada bertambahnya kebutuhan daya pengadukan (Nurhafizah, dkk., 2008).

Jadi, hasil percobaan telah sesuai dengan teori yang ada dimana waktu

pencampuran berbanding terbalik dengan kecepatan impeller (Zlokarnik, 2001).

4.2.2 Pengaruh Kecepatan Impeller untuk Tangki dengan Sekat terhadap

Waktu Pencampuran

200 300 4004

6

8

10

12

14

propellerturbinpaddle

Kecepatan Rotasi ( rpm )

Wak

tu P

enca

mpu

ran

( det

ik )

Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Kecepatan Impeller terhadap Waktu Pencampuran

untuk Tangki dengan Sekat


pencampuran pasir dan air untuk tangki dengan sekat. Impeller yang digunakan

adalah propeller, turbin, dan peddle dengan kecepatan 5, 6, dan 7 atau 255,556 rpm,

304,445 rpm, dan 353,324 rpm. Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa kecepatan

impeller berbanding terbalik dengan waktu pencampuran yang terlihat dari


Dapat dilihat bahwa waktu yang di butuhkan propeller adalah 12 detik, 7

detik, dan 7 detik. Sedangkan pada turbin, waktu yang dibutuhkan seiring

bertambahnya kecepatan adalah 12 cm, 7 cm, 6 cm. Dan waktu yang dibutuhkan oleh

paddle 8 detik, 6 detik, dan 5 detik. Dimana tidak ada vorteks yang terbentuk dari

ketiga impeller tersebut.

Hal ini dikarenakan adanya sekat. Pemakaian sekat meningkatkan laju

pencampuran (Albright, 2009) dan proses pencampuran naik menjadi 2 atau 4 kali

dibandingkan dengan tanpa sekat (Cheremisinoff, 2000). Sekat tidak dibutuhkan

pada cairan viskositas tinggi atau pada cairan dengan bilangan Reynold terlalu

rendah serta sekat akan menaikkan daya pada agitator (Paul, dkk, 2004).






Waktu pencampuran adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencampurkan

bahan-bahan menjadi seragam dan lebih kecil bila dibandingkan dengan waktu reaksi

(Albright, 2009). Waktu pencampuran meningkatkan banyaknya partikel yang

tersuspensi ke dalam cairan serta semakin besar kecepatan impeller maka waktu

pencampuran dari padatan dan cairan semakin kecil (Zlokarnik, 2001).

Waktu pencampuran oleh paddle lebih cepat merupakan impeller dengan

bilah yang besar sehingga biasa digunakan untuk mengaduk cairan dengan viskositas

tinggi menghasilkan pergerakan yang viskos di dalam tangki (Holland, 1973).

Diikuti dengan turbin yang menghasilkan pola aliran radial yang memiliki

tegangan geser yang besar dan bergerak secara radial terhadap dinding tangki

(Paul,dkk, 2004).

Sedangkan propeller yang memiliki waktu pencampuran paling besar karena

arah aliran aksial yang ditimbulkan hanya bergerak secara pararel terhadap dinding

tangki (Oldshue, 1983).

Jadi hasil percobaan telah sesuai dengan teori yang ada, yaitu kecepatan

impeller berbanding terbalik dengan waktu pencampuran dan pemakaian sekat akan

mempercepat pencampuran.

4.2.3 Pengaruh Posisi Pengaduk untuk Tangki tanpa Sekat terhadap

Waktu Pencampuran

0.2 0.3 0.4 0.5 0.62

4

6

8

10

12

14

propeller

turbin

paddle

Posisi Pengaduk ( cm )

Wak

tu P

enca

mpu

ran

( det

ik )

Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Posisi Pengaduk terhadap Waktu Pencampuran


Gambar 4.3 menunjukkan pengaruh posisi pengaduk terhadap waktu

pencampuran pasir dan air untuk tangki tanpa sekat. Posisi pengaduk antara lain

adalah 1/2, 1/3, 1/4 dengan kecepatan tetap yaitu 5 atau 206,667 rpm. Pada

percobaan dengan menggunakan impeller propeller, turbin, dan peddle tanpa sekat

menghasilkan vorteks. Dapat dilihat bahwa waktu yang dibutuhkan propeller adalah

10 detik, 4 detik, dan 4 detik, dengan vorteks yang terbentuk sebesar 3,7 cm, 3,3 cm,

3,1 cm. Sedangkan pada turbin, waktu yang dibutuhkan seiring bergantinya posisi

pengaduk adalah 10 detik, 3 detik, 3 detik, dengan vorteks yang terbentuk sebesar 3,5

cm, 3,7 cm, dan 3,1 cm. Dan waktu yang dibutuhkan oleh paddle 12 detik, 4 detik,

dan 5 detik, dengan vorteks 2,8 cm, 2,5 cm, dan 2,5 cm.

Dalam beberapa hal ada ketetapan untuk mengubah posisi impeller. Untuk

suspensi padat, penempatan impeller adalah 1/3 dari ujung impeller ke dasar tangki.

Kriteria ini dikembangkan Dickey (1984) berdasarkan viskositas cairan dan rasionya

dari kedalaman tangki (Wallas, 1990).






Jadi hasil percobaan yang dilakukan kurang sesuai dengan teori yang ada

karena pada posisi 1/3, grafik mengalami fluktuatif. Hal ini disebabkan karena

kurang telitinya praktikan dalam memperhatikan waktu pencampuran.

4.2.4 Pengaruh Posisi Pengaduk untuk Tangki dengan Sekat terhadap

Waktu Pencampuran

0.2 0.3 0.4 0.5 0.62

4

6

8

10

12

14

propeller

turbin

paddle

Posisi Pengaduk ( cm )

Wak

tu P

enca

mpu

ran

( de

tik

)

Gambar 4.4 Grafik Pengaruh Posisi Pengaduk terhadap Waktu Pencampuran


Gambar 4.4 menunjukkan pengaruh posisi pengaduk terhadap waktu

pencampuran pasir dan air untuk tangki dengan sekat. Posisi pengaduk antara lain

adalah 1/2, 1/3, 1/4 dengan kecepatan tetap yaitu 5 atau 206,667 rpm. Pada

percobaan dengan menggunakan impeller propeller, turbin, dan peddle dengan sekat

dan tidak menghasilkan vorteks. Pemakaian sekat meningkatkan laju pencampuran

(Albright, 2009) dan proses pencampuran naik menjadi 2 atau 4 kali dibandingkan

dengan tanpa sekat (Cheremisinoff, 2000). Sekat tidak dibutuhkan pada cairan

viskositas tinggi atau pada cairan dengan bilangan Reynold terlalu rendah serta sekat

akan menaikkan daya pada agitator (Paul, dkk, 2004).

Secara teori, semakin cepat kecepatan impeler, maka keturbulenan yang

ditimbulkan juga akan semakin tinggi sehingga pendispersian akan lebih cepat terjadi

(McCabe dkk, 1999). Untuk pemakaian sekat, posisi impeler di pusat tangki

memerlukan waktu yang lebih lama untuk mendispersikan pasir dibandingkan

dengan posisi impeler di dekat dinding tangki karena untuk pencampuran antara

padatan yang jauh lebih berat daripada air, pencampuran dimulai dari pengangkatan

padatan, lalu penyebaran padatan dalam air. Posisi impeler di pusat tangki dengan

sekat menyebabkan aliran yang dihasilkan menjadi tersebar dan melemah, ditambah

lagi dengan pengurangan tenaga akibat benturan dengan sekat sehingga pasir susah

terangkat, menyebabkan pencampuran melambat. Sedangkan posisi impeler di dekat

dinding tangki walaupun kurang merata, aliran yang dihasilkan lebih terfokus dan

cukup kuat untuk mengangkat pasir sehingga pencampuran lebih cepat terjadi.






Dalam beberapa hal ada ketetapan untuk mengubah posisi impeller. Untuk

suspense padat, penempatan impeller adalah 1/3 dari ujung impeller ke dasar tangki.

Kriteria ini dikembangkan Dickey (1984) berdasarkan viskositas cairan dan rasionya

dari kedalaman tangki (Wallas, 1990).

Jadi hasil percobaan yang dilakukan belum sesuai dengan teori yang ada

karena pada posisi 1/3, grafik mengalami fluktuatif. Hal ini disebabkan karena

kurang telitinya praktikan dalam memperhatikan waktu pencampuran.

4.2.5 Pengaruh Fraksi Padatan untuk Tangki tanpa Sekat terhadap Waktu

Pencampuran

20 40 60 802

4

6

8

10

12

14

propeller

turbin

paddle

Fraksi Padatan ( gram )

Wak

tu P

enca

mp

ura

n (

det

ik )

Gambar 4.5 Grafik pengaruh Fraksi Padatan terhadap Waktu Pencampuran


4.2.6 Pengaruh Fraksi Padatan untuk Tangki dengan Sekat terhadap

Waktu Pencampuran

20 40 60 802

6

10

14

propeller

turbin

paddle

Fraksi Padatan ( gram )

Wak

tu P

enca

mp

ura

n (

det

ik )

Gambar 4.5 Grafik pengaruh Fraksi Padatan terhadap Waktu Pencampuran


4.3 Percobaan untuk Pencampuran Cairan yang Tidak Saling Melarut

4.3.1 Pengaruh Kecepatan Impeller untuk Tangki Tanpa Sekat terhadap

Waktu Pencampuran Cairan yang Tidak Saling Melarut

3 4 5 6 7 8 1

4

7

10

propeller

turbin

paddle

Kecepatan rotasi ( rpm )

Wak

tu P

enca

mpu

ran

( det

ik )

Gambar 4.5 Grafik Pengaruh Kecepatan Impeller terhadap Waktu untuk Tangki

Tanpa Sekat pada Cairan yang Tidak Saling Melarut


pencampuran minyak goreng dan air untuk tangki tanpa sekat. Impeller yang

digunakan adalah propeller, turbin, dan paddle dengan kecepatan 5, 6, dan 7 atau

206,667 rpm, 304,445 rpm, dan 353,324 rpm. Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa

kecepatan impeller berbanding terbalik dengan waktu pencampuran yang terlihat dari


Dapat dilihat bahwa waktu yang di butuhkan propeller adalah 7 detik, 4 detik,

dan 3 detik, dengan vorteks yang terbentuk sebesar 3,5 cm, 5,4 cm, 6,8 cm.

Sedangkan pada turbin, waktu yang dibutuhkan seiring bertambahnya kecepatan

adalah 9 cm, 8 cm, 5 cm, dengan vorteks yang terbentuk sebesar 3,4 cm, 7 cm, dan 9

cm. Dan waktu yang dibutuhkan oleh paddle 6 detik, 5 detik, dan 3 detik, dengan

vorteks 3,5 cm, 7 cm, dan 9,5 cm.

Dasar yang menyebabkan pemisahan jenis minyak apapun dari air adalah

perbedaan densitas antara kedua cairan tersebut. Saat suhu naik, densitas minyak

akan turun lebih cepat dari pada penurunan densitas air. Untuk minyak yang lebih

ringan dari pada air, perbedaan densitas meningkat seiring dengan kenaikan suhu

sehingga minyak dan air dapat terpisah lebih cepat. Bahkan untuk minyak yang lebih

berat dari air, pemisahan juga akan berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih

tinggi, meskipun densitas minyak mendekati densitas air. Faktor lain yang juga

mempengaruhinya adalah kekentalan air (Widiahtuti, 2008).

Semakin bertambahnya laju pengadukan, maka minyak yang terdispersi

dalam air semakin meningkat (Sary, 2009). Hal ini dapat pula dilihat pada grafik

yaitu apabila kecepatan impeller ditambah, maka waktu yang dibutuhkan oleh

minyak dan air terdispersi semakin singkat.



4.3.2 Pengaruh Kecepatan Impeller untuk Tangki Dengan Sekat terhadap

Waktu Pencampuran Cairan yang Tidak Saling Melarut

3 4 5 6 7 8 1

2

3

4

5

6

7

8

propeller

turbin

paddle

Kecepatan rotasi ( rpm )

Wak

tu P

enca

mpu

ran

( det

ik )

Gambar 4.6 Grafik Pengaruh Kecepatan Impeller terhadap Waktu untuk Tangki

Dengan Sekat pada Cairan yang Tidak Saling Melarut


pencampuran minyak “Sania” dan air untuk tangki tanpa sekat. Impeller yang

digunakan adalah propeller, turbin, dan paddle dengan kecepatan 5, 6, dan 7 atau

206,667 rpm, 304,445 rpm, dan 353,324 rpm. Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa

kecepatan impeller berbanding terbalik dengan waktu pencampuran yang terlihat dari


Dapat dilihat bahwa waktu yang di butuhkan propeller adalah 6 detik, 3 detik,

dan 2 detik. Sedangkan pada turbin, waktu yang dibutuhkan seiring bertambahnya

kecepatan adalah 7 cm, 4 cm, 2 cm. Dan waktu yang dibutuhkan oleh paddle 6 detik,

3 detik, dan 2 detik. Dimana tidak ada vorteks yang terbentuk dari ketiga impeller

tersebut. Hal ini dikarenakan adanya sekat. Pemakaian sekat meningkatkan laju

pencampuran (Albright, 2009) dan proses pencampuran naik menjadi 2 atau 4 kali

dibandingkan dengan tanpa sekat (Cheremisinoff, 2000). Sekat tidak dibutuhkan

pada cairan viskositas tinggi atau pada cairan dengan bilangan Reynold terlalu

rendah serta sekat akan menaikkan daya pada agitator (Paul, dkk, 2004).

Dasar yang menyebabkan pemisahan jenis minyak apapun dari air adalah

perbedaan densitas antara kedua cairan tersebut. Saat suhu naik, densitas minyak

akan turun lebih cepat dari pada penurunan densitas air. Untuk minyak yang lebih

ringan dari pada air, perbedaan densitas meningkat seiring dengan kenaikan suhu

sehingga minyak dan air dapat terpisah lebih cepat. Bahkan untuk minyak yang lebih

berat dari air, pemisahan juga akan berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih

tinggi, meskipun densitas minyak mendekati densitas air. Faktor lain yang juga

mempengaruhinya adalah kekentalan air (Widiahtuti, 2008).

Semakin bertambahnya laju pengadukan, maka minyak yang terdispersi

dalam air semakin meningkat (Sary, 2009). Hal ini dapat pula dilihat pada grafik

yaitu apabila kecepatan impeller ditambah, maka waktu yang dibutuhkan oleh

minyak dan air terdispersi semakin singkat.



bab iv

Documents