Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

ITP UNS Semester 3, Satuan Operasi 2: pencampuran

4,778 views

Published on

  • Sex in your area is here: ❤❤❤ http://bit.ly/2F90ZZC ❤❤❤
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
  • Dating direct: ❤❤❤ http://bit.ly/2F90ZZC ❤❤❤
       Reply 
    Are you sure you want to  Yes  No
    Your message goes here
  • Be the first to like this

ITP UNS Semester 3, Satuan Operasi 2: pencampuran

  1. 1. PENCAMPURAN  adalah penyebaran satu komponen ke komponen lain.  proses ini sulit dimengerti & sulit untuk diperhatikan daripada pengertian secara diskripsi  beberapa aspek pencampuran dapat dihitung, sehingga dpt membantu menyusun proses pencampuran  Pencampuran yang sempurna besar proporsi dari masing-masing komponen, sama/proporsional seperti yang diharapkan.  Analisa contoh : Pencampuran dapat ditandai antara lain, dengan : pengukuran komposisi sampel/contoh - pada berbagai pencampuran, ukuran contoh yang sesuai ditentukan oleh kondisi proses itu sendiri, - besarnya ukuran contoh sangat dipengaruhi oleh berbagai tujuan - contoh : * garam dapur mengandung 1 % magnesium karbonat, artinya : * penambahan 10 kg Mg CO2 pada 990 kg garam dianggap memenuhi persyaratan * bila dijual dengan kemasan 2 kg akan terkandung 1/50 kg Mg CO2 (dengan toleransi khusus) * dan besarnya ukuran contoh dari pencampuran tsb (antara 10 kg Mg 1
  2. 2. CO2 dengan 990 kg garam) adalah 2 kg. * dari contoh tsb , komposisinya akan mengarah ke 99 % garam & 1 % Mg CO2 - Ukuran Proses Pencampuran terlihat dari deviasi (penyimpangan) komposisi ukuran contoh thd komposisi rata-rata seluruh campuran. - secara statistik dikenal sbg : “nilai akar kwadrat rata2 ” yaitu : - s= [1/n {(x1 - x)2 + (x2 - x)2+ . . . (xn x)2}] s : deviasi akar kwadrat rata2 N : jml contoh yang diambil x1, x2 … xn : fraksi komposisi komponen x dalam contoh X : fraksi rata2 kompsisi komponen x dalam seluruh contoh Contoh : Setelah proses pencampuran antara 10 kg Mg CO2 dengan 990 kg garam, diambil 10 contoh (@ 2 kg), setelah dianalisis Mg CO2 sbb (dlm … g) : 23,0 ; 17,2 ; 16,3 ; 17,3 ; 21,0 ; 13,2 ; 23,2 ; 22,0 ; 21,0 & 21,3 . Hitunglah deviasi akar kwadrat rata2. Jawab :  fraksi komposisi Mg CO2 dalam contoh : 23,0 23/2000 = 0,0115, & seterusnya : 0,0086 ; 0,0082 …… 2
  3. 3.  fraksi rata2 kompsisi Mg CO2 : 10/1000 = 0,01  deviasi contoh dari rata2nya : (0,01 - 0,0115) ; (0,01 - 0,0086) ; (0,01 - 0,0082) ……  s= [1/n {(0,01 - 0,0115)2 + (0,01 - 0,0086) 2 + (0,01 - 0,0082) 2 + ……}] 1,6 x 10-3 = 0,0016 deviasi akar rata2 kwadrat komposisi contoh dari komposisi rata2 adalah 1,6 x 10-3, s terbaik = 0  Secara umum, persamaan bentuk, ukuran & densitas masing-masing komponen yang menyusun suatu campuran akan dapat menghasilkan suatu campuran yang lebih baik.  Keseragaman produk akhir yang dihasilkan tergantung pada titik equilibrium yang tercapai antara mekanisme pencampuran, yang berhubungan dengan tipe mixer, kondisi operasi dan komponen makanan yang bersangkutan.  Derajat pencampuran : Ukuran partikel, bentuk, densitas dari masing2 komponen Efisiensi pencampuran dari komponen tersebut Kecenderungan partikel untuk membentuk agregat Komposisi campuran, sifat permukaan campuran, & sifat aliran komponen Peralatan Pencampuran : digolongkan atas dasar bahan yang akan dicampur : bahan cair, tepung kering & pasta kental. 3
  4. 4. Pencampuran bahan cair  yang umum digunakan dengan hasil yang cukup memuaskan adalah pencampur jenis baling-baling.  menghindari pola aliran yang tetap (proses pencampurannya tidak terjadi), diatasi dengan penambahan plat pada jenis pemutaran silinder, pemasangan kipas secara asimetris.  seringkali pencampuran dilakukan dengan : mengalirkannya melalui pompa membentuk aliran turbulen dalam pipa  kadang pencampuran dilakukan selama proses pengangkutan bahan melalui pipa (tentunya dengan aliran turbulen). Pencampuran tepung, butiran  prinsip pencampurannya adalah : menukar bagianbagian campuran dari yang satu kebagian yang lainnya 4
  5. 5.  peralatan yang umum dipakai adalah pencampur : jenis pita & jenis kerucut ganda (molen) Pencampur pita : terdiri sebuah selokan yang didalamnya terdapat dua baling-baling berbentuk spiral. keduanya berputar & memberikan efek gerakan bahan yang berlawanan sehingga terjadi pertukaran letak partikel. Pencampur kerucut ganda (molen) : terdiri 2 “kerucut” berahdapan berputar terhadap sumbunya (ditambahkan sirip-sirip didalamnya), pencampuran terjadi ketika sebagian partikel terbawa ke atas & jatuh berhamburan.  Catatan pencampuran dengan proporsi sama lebih mudah dilakukan dibandingkan dengan proporsi yang jauh berbeda. pencampuran bahan A yang sedikit ke dalam bahan B yang sangat banyak biasa dilakukan secara bertahap, untuk hasil yang merata. mixer adonan 5
  6. 6. mixer adonan pencampur bumbu Pencampuran Adonan & Pasta  Menggunakan daya yang relatif besar (dibandingkan kedua pencampuran tersebut diatas)  Daya yang besar harus dapat seefektif mungkin digunakan, bila banyak tenaga yang hilang & berubah jadi panas memanaskan bahan (tidak diinginkan)  sering kali ditambahkan air pendingan di sistem ini.  yang biasa digunakan adalah jenis persemas yang menggunakan 2 “tangan” berbentuk khusus (seperti sigma) berputar berlawanan (dengan kecep. berbeda, 3 : 2) yang melipat & memotong bahan melalui pusat (dasar) pencampur. 6
  7. 7. mixer adonan mixer pasta 7
  8. 8. . MIXING INDEX (M) . M = (S02 S2) / (S02 Sr2) S02 : variance awal p(1-p), catatan : p=x 2 S : variance sesaat 1/n {(x1 - x)2 + (x2 – x)2+ . . . (xn - x)2 } Sr2 : variance random (acak) dengan N partikel S02 / N  M bergerak dari : 0 1, tergantung waktu mixing  digunakan : partikel & pasta pekat CONTOH : Pada pencampuran 95 kg adonan roti secara batch dengan 5 kg yeast, hitung mixing index setelah 5 menit & 10 menit pencampuran. Komposisi (%) yeast tiap sample (100 g campuran) sebagai berikut : 5 menit : 0,0; 16,5; 3,2; 2,2; 12,6; 9,6; 0,2; 4,6; 0,5; 8,5 10 menit : 3,4; 8,3; 7,2; 6,0; 4,3; 5,2; 6,7; 2,6; 4,3; 2,0 Jawab : Komponen yeast rata-2 (x atau p) 5/100 = 0,05 2 S0 = 0,05 (1 – 0,05) = 0,0475 S52 = 1/10 {(0,0 – 0,05)2 + (0,165 – 0,05)2 + . . . } = 0,0030 S102 = 1/10 {(0,034 – 0,05)2 + (0,083 – 0,05)2 + . . . } = 0,0038 Sr2 = 0 (jumlah partikel (N) dalam sample tak terhingga) M5 = (0,0475 – 0,0030) / 0,0475 = 0,93 M10 = (0,0475 – 0,0038) / 0,0475 = 0,99 8
  9. 9. . MIXING “ fraksi sangat kecil “.  Pencampuran partikel : cenderung berkelompok pada ukuran partikel & densitas WAKTU mixing penting + kritis  Pencampuran fraksi yang relatif sama  bila salah satu fraksi sangat kecil MUDAH SULIT  dilakukan BERTAHAP (per-tahap dengan perbandingan 30 : 1) CONTOH : diinginkan : mencapur tepung dengan vitamin pada aras 10-3 % berat dalam ton tepung sereal. Tersedia 2 mixer tipe konis dengan kapasitas 100 – 500 kg (besar) dan 10 – 50 kg (kecil). Keduanya bercampur baik pada waktu 10 menit, bila konstituen minor tidak kurang 10%. Tentukan prosedur pencampurannya ? JAWAB : aras 10-3 % berat 10-3 /100 1 : 105 1 ton = 1000 kg tepung sereal tepung vit 1000 / 105 = 1/100 kg = 10 g Langkah pencampuran : No Cara 1. Manual 2. Manual 3. mixer kecil 4. mixer besar 5.a. mixer besar 5.b. mixer besar Ukuran 10 g vit 90 g tepung 100 g camp. 1 900 g tepung 1 kg camp. 2 9 kg tepung 10 kg camp. 3 90 kg tepung 50 kg camp. 4 450 kg tepung 50 kg camp. 4 450,01 kg tepung Hasil 100 g camp. 1 1000g (1kg) camp. 2 10 kg camp. 3 100 kg camp. 4 500 kg camp. akhir 500,01 kg camp. Akhir Bagaimanakah dengan langkah yang lainnya ? Coba lakukan jg untuk yang contoh adonan roti di atas ? 9
  10. 10. . Laju Pencampuran (Rates of Mixing) .  Laju pencampuran : pertambahan mixing index (dM) per satuan waktu (d ) dM/d  tergantung : konstanta (K) & mixing index (M)  persamaan awal : dM/d = K (1- M) o konstanta (K) : berhub. dgn alat pencampur & kondisi operasi M = 1- e-K o Persm. tersebut diatas dapat digunakan untuk menentukan waktu ( ) untuk mencapai tingkat pencampuran tertentu. CONTOH : Pada pencampuran pati dan bubuk sayuran kering untuk memproduksi sup, proporsi awal adalah 40% bubuk sayuran & 60% pati. Setelah 300 detik pencampuran diperoleh varian komposisi sample dari fraksi pati sebesar 0,0823. Tentukan waktu untuk mencapai varian komposisi sample maksimum sebesar 0,02 ? Asumsi : ukuran partikel pati dan bubuk sayuran dianggap sama dan setiap sampel terdiri 24 partikel Jawab : Kadar ideal tiap sampel (p) 40% = 0,4 2 S0 = 0,4 (1 – 0,4) = 0,24 Sr2 = S02 / N = 0,24 / 24 = 0,01 -K M = (S02 S2) / (S02 Sr2) = 1- e pada S2300 = 0,0823 : berapa waktu S2...? = 0,02 -300K M = (0,24 – 0,0823) / (0,24 – 0,01) = 0,685 = 1- e e-300K = 1- 0,685 -300K Ln e = Ln 0,315 10
  11. 11. 300K = 1,55 K = 0,0052 pada S2θ = 0,02 : -0,0052 M = (0,24 – 0,02) / (0,24 – 0,01) = 0,957 = 1- e e-0,0052 = 1- 0,957 = 603 detik 600 detik tambahan waktu untuk pencampuran adalah : 600 – 300 = 300 detik 11
  12. 12. . Pencampuran Produk Cair (Liquid Mixing) .  Pencampuran produk cair & padat sama dalam pengambilan sample & analisis  lebih sedikit tenaga yang digunakan  lebih sederhana pada mixing & mixxer-nya  Persm yang digunakan : n P0 = K (Re) (Fr) m P0 : Power Number (dimensionless) (P/D5N3 ) Re : Reynold Number (dimensionless) (D2N / ) Fr : Froud Number (dimensionless) (DN2/g) dengan P : Daya yang digunakan oleh baling-baling kipas D : Diameter baling-baling pengaduk N : rpm (rotasi baling-baling per-menit) : densitas cairan : viskositas cairan g : Gravitasi  Catatan : ‫ة‬ Fr (Froud Number) hanya berpengaruh nyata bila permukaan liquid terganggu oleh baling-baling ‫ة‬ Re 300 Fr, hampir tidak berpengaruh sama sekali sehingga persm. menjadi : n P0 = K (Re) ‫ة‬ ‫ة‬ n & K didapat dari kurva hasil percobaan yang dilakukan dengan menggunakan model fisik. Secara empiris Rushton memberikan nilai n = -1 & K = 41 pada percobaan yang menggunakan baling-2 dengan tebal (pitch) setara dengan diameter 12
  13. 13. CONTOH : Konsentrat vit. dicampur melase dan dijumpai bahwa kecep. pencampuran yang baik terjadi pada tangki (diameter 0,67 m, tinggi tangki 0,75 m, diameter baling2 0,3m & rotasi baling2 450 rpm). Pada pabrik besar ingin tangki dgn diameter 2 m. Kondisi diinginkan sama dengan tangki kecil, hitung tinggi tangki, diameter & rpm baling-2 dan daya untuk mengerakkan baling-2nya ? Asumsi : melase ( = 6,6 Ns/m2, = 1520 kg/m3) notasi : K tangki kecil, B tangki besar Geometri rasio dimensional antar K & B sama Jawab : Kesamaan geometri : D’ (diameter tangki) D’B : D’K = 200 : 67 D’B = 3 D’K H (tinggi tangki) HB = 3 HK HB = 3 x 0,75 2,25 m 2 D (diameter baling ) DB = 3 DK DB= 3 x 0,33 1,0 m Kesamaan dinamis : (Re)B = (Re)K DB2 NB = DK2 NK (coba cari dari mana ?) NB = (1/3)2 x 450 50 rpm = 0,83 put / det rotasi baling2 dalam tangki besar Re di tangki besar : Re = (DB 2 NB ) / (12x0,83x1520) / 6,6 = 191,15 300 n maka digunakan P0 = K(Re) dng K = 41 & n = -1 n P0 = K(Re) = P/D5N3 41 (191)-1 = P / 15 x 0,833 x 1520 P = 186 J/det, motor yang dipakai 186 / 746 ¼ HP 13

×