Laporan Satuan Operasi 1

1. Laboratorium Satuan Operasi 1
Semester IV 2015/2016
LAPORAN PRAKTIKUM
FLUIDISASI
Pembimbing : Wahyu Budi Utomo, HND, M. Sc
Kelompok : II (Dua)
Tanggal Praktikum : Kamis, 5 April 2016
Nama Anggota Kelompok :
1. Puspita Sari R. (331 14 002)
2. Rezki Yunita Apriana (331 14 003)
3. Nurhikma (331 14 005)
4. Widi Aprilia Tabi (331 14 009)
5. Jusriadi (331 14 014)
6. Gleiny Yulien Picarima (331 14 025)
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG
2016

2. I. JUDUL PERCOBAAN : FLUIDISASI
II. TUJUAN PERCOBAAN :
Membuktikan persamaan Kozeny dengan membandingkan nilai k1 dan k2
secara teori dan praktek.
III. ALAT DAN BAHAN
 Alat yang digunakan:
1. Gelas kimia 500 mL 1 buah
2. Gelas kimia 250 mL 3 buah
3. Piknometer 25 mL 1 buah
4. Neraca analitik
5. Neraca kasar
6. Nampan
7. Compressor
8. Spatula
9. Labu semprot
10. Sikat halus
11. Mesin ayak (vibrator) dengan lubang ayakan tiap tingkat masing-
masing 1.70 mm, 1.40 mm, 1.18 mm, 1.00 mm, 0.85 mm, 0.71 mm,
0.60 mm, dan pan.
 Bahan yang digunakan:
1. Pasir pantai
2. Aquadest
3. Udara compressor

3. IV. DASAR TEORI
A. Pengertian Fluidisasi
Fluidisasi adalah metoda pengontakan butiran-butiran padat dengan fluida baik
cair maupun gas. Dengan metoda ini diharapkan butiran-butiran padat memiliki sifat
seperti fluida dengan viskositas tinggi. Sebagai ilustrasi, tinjau suatu kolom berisi
sejumlah partikel padat berbentuk bola. Melalui unggun padatan ini kemudian dialirkan
gas dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran padat akan tetap diam,
karena gas hanya mengalir dari bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran
padat akan tetap diam, karena gas hanya mengalir melalui ruang antar partikel tanpa
menyebabkan perubahan susunan partikel tersebut. Keadaan yang demikian disebut
unggun diam atau fixed bed. Keadaan fluidisasi unggun diam tersebut ditunjukkan pada
Gambar 1a.
Gambar 1 Skema unggun diam dan unggun terfluidakan
Kalau laju alir kemudian dinaikkan, akan sampai pada suatu keadaan di mana
unggun padatan akan tersuspensi di dalam aliran gas yang melaluinya. Pada keadaan ini
masing-masing butiran akan terpisahkan satu sama lain sehingga dapat bergerak dengan
lebih mudah. Pada kondisi butiran yang dapat bergerak ini, sifat unggun akan
menyerupai suatu cairan dengan viskositas tinggi, misalnya adanya kecenderungan
untuk mengalir, mempunyai sifat hidrostatik dan sebagainya. Sifat unggun terfluidisasi
ini dapat dilihat pada Gambar 1b.
Proses fluidisasi biasanya dilakukan dengan cara mengalirkan fluida gas atau
cair ke dalam kolom yang berisi unggun butiran-butiran padat. Pada laju alir yang kecil

4. aliran hanya menerobos unggun melalui celah-celah atau ruang kosong antar partikel,
sedangkan partikel-partikel padat tetap dalam keadaan diam. Kondisi ini dikenal sebagai
fenomena unggun diam. Saat kecepatan aliran fluida diperbesar sehingga mencapai
kecepatan minimum, yaitu kecepatan saat gaya seret fluida terhadap partikel-partikel
padatan lebih atau sama dengan gaya berat partikel-partikel padatan tersebut, partikel
yang semula diam akan mulai terekspansi, Keadaan ini disebut incipient fluidization
atau fluidisasi minimum. Jika kecepatan diperbesar, akan terjadi beberapa fenomena
yang dapat diamati secara visual dan pada kondisi inilah partikel-partikel padat
memiliki sifat seperti fluida dengan viskositas tinggi. Karena sifat-sifat partikel padat
yang menyerupai sifat fluida cair dengan
viskositas tinggi, metoda pengontakan fluidisasi memiliki beberapa keuntungan dan
kerugian.
Keuntungan proses fluidisasi, antara lain:
 sifat unggun yang menyerupai fluida memungkinkan adanya aliran zat padat
secara kontinu dan memudahkan pengontrolan.
 kecepatan pencampuran yang tinggi membuat reaktor selalu berada dalam
kondisi isotermal sehingga memudahkan pengendaliannya.
 sirkulasi butiran-butiran padat antara dua unggun fluidisasi memungkinkan
pemindahan jumlah panas yang besar dalam reactor.
 perpindahan panas dan kecepatan perpindahan mass antara partikel cukup tinggi.
 perpindahan panas antara unggun terfluidakan dengan media pemindah panas
yang baik memungkinkan pemakaian alat penukar panas yang memiliki luas
permukaan kecil.
Kerugian proses fluidisasi antara lain:
 selama operasi partikel-partikel padat mengalami pengikisan sehingga
karakteristik fluidisasi dapat berubah dari waktu ke waktu
 butiran halus akan terbawa aliran sehingga mengakibatkan hilangnya
sejumlah tertentu padatan.
 adanya erosi terhadap bejana dan sistem pendingin.
 terjadinya gelombang dan penorakan di dalam unggun sering kali tidak dapat
dihindari sehingga kontak antara fluida dan partikel tidak seragam. Jika hal
ini terjadi pada reaktor, konversi reaksi akan kecil.

5. Dalam dunia industri, fluidisasi diaplikasikan dalam banyak hal seperti
transportasi serbuk padatan (conveyor untuk solid), pencampuran padatan halus,
perpindahan panas (seperti pendinginan untuk bijih alumina panas), pelapisan plastic
pada permukaan logam, proses drying dan sizing pada pembakaran, proses pertumbuhan
partikel dan kondensai bahan yang dapat mengalami sublimasi, adsorpsi (untuk
pengeringan udara dengan adsorben), dan masih banyak aplikasi lain.
Gambar 2 Sifat Cairan dalam Unggun terfluidisasi
Fenomena-fenomena yang dapat terjadi pada prose fluidisasi antara lain:
1. Fenomena fixed bed yang terjadi ketika laju alir fluida kurang dari laju minimum
yang dibutuhkan untuk proses awal fluidisasi. Pada kondisi ini partikel padatan
tetap diam. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 1a.
2. Fenomena minimum or incipient fluidization yang terjadi ketika laju alir fluida
mencapai laju alir minimum yang dibutuhkan untuk proses fluidisasi. Pada
kondisi ini partikel-partikel padat mulai terekspansi. Kondisi ini ditunjukkan
pada Gambar 1b.
3. Fenomena smooth or homogenously fluidization terjadi ketika kecepatan dan
distribusi aliran fluida merata, densitas dan distribusi partikel dalam unggun
sama atau homogen sehingga ekspansi pada setiap partikel padatan seragam.
4. Fenomena bubbling fluidization yang terjadi ketika gelembung –gelembung
pada unggun terbentuk akibat densitas dan distribusi partikel tidak homogen.
Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 3.

6. Gambar 3 Fenomena bubbling fluidization
5. Fenomena slugging fluidization yang terjadi ketika gelembung-gelembung besar
yang mencapai lebar dari diameter kolom terbentuk pada partikel-partikel padat.
Pada kondisi ini terjadi penorakan sehingga partikel-partikel padat seperti
terangkat. Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4 Fenomena slugging fluidization
6. Fenomena chanelling fluidization yang terjadi ketika dalam ungggun partikel
padatan terbentuk saluran-saluran seperti tabung vertikal. Kondisi ini
ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5 Fenomena chanelling fluidization

7. 7. Fenomena disperse fluidization yang terjadi saat kecepatan alir fluida
melampaui kecepatan maksimum aliran fluida. Pada fenomena ini sebagian
partikel akan terbawa aliran fluida dan ekspansi mencapai nilai maksimum.
Kondisi ini ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6 Fenomena disperse fluidization.
Fenomena-fenomena fluidisasi tersebut sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor:
 laju alir fluida dan jenis fluida
 ukuran partikel dan bentuk partikel
 jenis dan densitas partikel serta faktor interlok antar partikel
 porositas unggun
 distribusi aliran
 distribusi bentuk ukuran fluida
 diameter kolom
 tinggi unggun.
Faktor-faktor di atas merupakan variabel-variabel dalam proses fluidisasi yang akan
menentukan karakteristik proses fluidisasi tersebut. Pada praktikum fluidisasi ini fluida
yang digunakan adalah udara tekan. Butiran padat yang akan difluidisasikan juga dapat
bervariasi seperti butiran batu bara, batu bata, pasir, dan sebagainya. Ukuran partikel
juga divariasikan dengan melakukan pengayakan dengan mesh tertentu. Densitas
partikel dapat juga divariasikan dengan menyampur partikel, baik yang berbeda ukuran
maupun berbeda jenis. Selain itu variasi juga dapat dilakukan pada tinggi unggun.
Dalam praktikum ini akan teramati fenomena-fenomen fluidisasi. Selama fluidisasi
berlangsung juga dapat diamati kecepatan minimum fluidisasi secara visual. Dari hasil
pengukuran tekanan dan laju alir fluida dibuat pula kurva karakteristik fluidisasi.

8. Karakteristik unggun terfluidakan digambarkan pada kurva karakteristik fluidisasi yang
merupakan plot antara log U dan log ΔP. Persamaan yang digunakan adalah Persamaan
Ergun dan Persamaan Wen Yu.
B. Hilang Tekan (Pressure Drop)
Aspek utama yang akan ditinjau dalam percobaan ini adalah mengetahui
besarnya hilang tekan (pressure drop) di dalam unggun padatan yang terfluidakan. Hal
tersebut mempunyai arti yang cukup penting karena selain erat sekali hubungannya
dengan besarnya energi yang diperlukan, juga bisa memberikan indikasi tentang
kelakuan unggun selama operasi berlangsung. Penentuan besarnya hilang tekan di
dalam unggun terfluidakan terutama dihitung berdasarkan rumus-rumus yang
diturunkan untuk unggun diam, terutama oleh Balke, Kozeny, Carman, ataupun peneliti-
peneliti lainnya.
Hilang Tekan dalam Unggun Diam
Korelasi-korelasi matematik yang menggambarkan hubuangan antara hilang
tekan dengan laju alir fluida di dalam suatu sistem unggun diam diperoleh pertama kali
pada tahun 1922 oleh Blake melalui metoda-metoda yang bersifat semi empiris, yaitu
dengan menggunakan bilangan-bilangan tidak berdimensi. Untuk aliran laminer dengan
kehilangan energi terutama disebabkan oleh gaya viscous, Blake memberikan hubungan
seperti berikut:
∆𝑷
𝑳
𝒈 𝒄 =
𝒌.𝝁.𝑺 𝟐
𝜺 𝟑
𝒖 (1)
dimana:
∆𝑃
𝐿
= hilang tekan per satuan panjang atau tinggi unggun
gc = faktor gravitasi
Μ = viskositas fluida (N.s)
ε = porositas unggun yang didefinisikan sebagai perbandingan volume ruang kosong
di dalam unggun dengan volume unggun.
u = kecepatan alir superfisial fluida (m/s)
S = luas permukaan spesifik partikel (m2)
Luas permukaan spesifik partikel (luas permukaan per satuan volume unggun)
dihitung berdasarkan korelasi berikut:

9. 𝑺 =
𝟔.(𝟏 − 𝜺)
𝒅 𝒑
sehingga persamaan tersebut menjadi:
∆𝑷
𝑳
𝒈 𝒄 =
𝟑𝟔. 𝒌. 𝝁. (𝟏 − 𝜺) 𝟐
𝒅 𝒑
𝟐
𝜺 𝟑
𝒖
atau
∆𝑷
𝑳
𝒈 𝒄 =
𝒌′
. 𝝁. (𝟏 − 𝜺) 𝟐
𝒅 𝒑
𝟐
𝜺 𝟑
𝒖
dimana k adalah konstanta fludisasi dan k’=36k (lihat Tabel 1).
Persamaan ini kemudian diturunkan lagi oleh Kozeny (1927) dengan
mengasumsikan bahwa unggun zat padat tersebut adalah ekivalen dengan satu
kumpulan saluran-saluran lurus yang paralel yang mempunyai luas permukaan dalam
total dan volume dalam total masing-masing sama dengan luas permukaan luar partikel
dan volume ruang kosongnya. Harga konstanta k’ diperoleh beberapa peneliti berbeda-
beda seperti ditunjukkan pada Tabel 1 berikut:
Tabel 1 Konstanta Empirik Fluidisasi
Untuk aliran turbulen, persamaan tersebut tidak dapat digunakan lagi sehingga
Ergun menurunkan rumus yang lain (1952) dimana kehilangan tekanan digambarkan
sebagai gabungan dari viscous losses dan kinetic energy los.
∆𝑷
𝑳
𝒈 𝒄 = 𝒌 𝟏
𝝁 (𝟏 − 𝜺) 𝟐
𝒅𝒑 𝟐 𝜺 𝟑
. 𝒖 + 𝒌 𝟐
( 𝟏 − 𝜺)
𝜺 𝟑
.
𝝆 𝒈
𝒅𝒑
. 𝒖 𝟐
viscous losses kinetic energy losses
dimana k1 = 150 dan k2 = 1,75
Pada keadaan ekstrem, yaitu bila:

10. a. aliran laminer (Re<20), kinetic energy losses dapat diabaikan, sehingga:
∆𝑷
𝑳
𝒈 𝒄 = 𝟏𝟓𝟎
𝝁 (𝟏 − 𝜺) 𝟐
𝒅𝒑 𝟐 𝜺 𝟑
. 𝒖
b. aliran turbulen (Re>1000), viscous losses dapat diabaikan, sehingga:
∆𝑷
𝑳
𝒈 𝒄 = 𝟏. 𝟕𝟓
( 𝟏 − 𝜺)
𝜺 𝟑
.
𝝆 𝒈
𝒅𝒑
. 𝒖 𝟐
Hilang Tekan pada Unggun Terfluidakan (Fluidized Bed)
Pada unggun terfluidakan, persamaan yang menggambarkan hubungan p/l dan u
yang biasanya digunakan adalah persamaan Ergun, yaitu:
∆𝑷
𝑳
𝒈 𝒄 = 𝒌 𝟏
𝝁 (𝟏 − 𝜺 𝒇) 𝟐
𝒅𝒑 𝟐 𝜺 𝒇
𝟑
. 𝒖 + 𝒌 𝟐
(𝟏 − 𝜺 𝒇)
𝜺 𝒇
𝟑
.
𝝆 𝒈
𝒅𝒑
. 𝒖 𝟐
dimana εf adalah porositas unggun pada keadaan terfluidakan. Pada keadaan ini, dimana
partikel-partikel zat padat seolah-olah terapung di dalam fluida sehingga terjadi
kesetimbangan antara berat partikel dengan gaya seret dan gaya apung dari fluida di
sekelilingnya:
[gaya seret oleh fluida yang naik] = [berat partikel]-[gaya apung]
atau
[hilang tekan pada unggun] x [luas penampang] = [volume unggun] x [fraksi zat padat]
x
[densitas zat padat – densitas
fluida]
∆𝑷. 𝑨 = ( 𝑨. 𝑳)(𝟏 − 𝜺 𝒇)(𝝆 𝒑−𝝆 𝒇)
𝒈
𝒈 𝒄
(
∆𝑷
𝑳
) = (𝟏 − 𝜺 𝒇)(𝝆 𝒑−𝝆 𝒇)
𝒈
𝒈 𝒄
C. Kecepatan Minimum fluidisasi
Yang dimaksud dengan kecepatan minimum fluidisasi (dengan notasi Umf)
adalah kecepatan superfisial fluida minimum dimana fluidisasi mulai terjadi. harganya

11. diperoleh dengan mengombinasikan persaman Ergun dengan persamaan neraca massa
pada unggun terfluidakan, menjadi:
𝟏𝟓𝟎( 𝟏 − 𝜺 𝒎𝒇) 𝒅 𝒑. 𝝆𝒈
𝜺 𝒎𝒇
𝟑 𝝁
𝑼 𝒎𝒇 +
𝟏. 𝟕𝟓𝒅 𝒑. 𝑷 𝒈
𝜺 𝒎𝒇
𝟑 𝝁
𝑼 𝒎𝒇
𝟐
=
𝒅 𝒑
𝟑
𝑷 𝒈( 𝝆 𝒔 − 𝝆 𝒈) 𝒈
𝝁 𝟐
Untuk keadaan ekstrem, yaitu :
1. Aliran aminer (Re<20), kecepatan fluidisasi minimumnya adalah :
𝑼 𝒎𝒇 =
𝒅 𝒑
𝟐
𝟏𝟓𝟎
.
(𝑷 𝒔 − 𝑷 𝒈)𝒈
𝝁
.
𝜺 𝒎𝒇
𝟑
𝟏 − 𝜺 𝒎𝒇
2. Aliran turbulen (Re>1000), kecepatan fluidisasi minimumnya adalah :
𝑼 𝒎𝒇
𝟐
=
𝒅 𝒑
𝟏. 𝟕𝟓
.
(𝑷 𝒔 − 𝑷 𝒈)𝒈
𝑷 𝒈
. 𝜺 𝒎𝒇
𝟑
Karakteristik Unggun Terfluidakan
Karakteristik unggun terfluidakan biasanya dinyatakan dalam bentuk grafik
antara penurunan tekanan (ΔP) dan kecepatan superfisial (u). Untuk keadaan yang ideal,
kurva hubungan ini berbentuk seperti Gambar 7.
Gambar 7 Kurva karakteristik fluidisasi ideal
Garis A-B dalam grafik menunjukkan hilang tekan pada daerah unggun diam
(porositas unggun = 0). Garis B-C menunjukkan keadaan dimana unggun telah
terfluidakan. Garis D-E menunjukkan hilang tekan dalam daerah unggun diam pada
waktu menurunkan kecepatan alir fluida. Harga penurunan tekanannya, untuk kecepatan
aliran fluida tertentu, sedikit lebih rendah dari pada harga penurunan tekanan pada saat
awal operasi.
Penyimpangan dari keadaan ideal:

12. 1. Interlock
Karakteristik fluidisasi seperti digambarkan pada kurva fluidisasi ideal hanya
terjadi pada kondisi yang betul-betul ideal dimana butiran zat padat dengan
mudah saling melepaskan pada saat terjadi kesetimbangan antara gaya seret
dengan berat partikel. Pada kenyataannya, keadaan di atas tidak selamanya bisa
terjadi karena adanya kecenderungan partikel-partikel untuk saling mengunci
satu dengan lainnya (interlock), sehingga akan terjadi kenaikan hilang tekan
(ΔP) sesaat sebelum fluidisasi terjadi. Fenomena interlock ini dapat dilihat pada
Gambar 8, terjadi pada awal fluidisasi saat terjadi perubahan kondisi dari
unggun tetap menjadi unggun terfluidakan.
2. Fluidisasi heterogen (aggregative fluidization)
Jenis penyimpangan yang lain adalah kalau pada saat fluidisasi partikel-partikel
padat tidak terpisah-pisah secara sempurna tetapi berkelompok membentuk
suatu agregat. Keadaan yang seperti ini disebut sebagai fluidisasi heterogen atau
aggregative fluidization. Tiga jenis fluidisasi heterogen yang biasa terjadi adalah
karena timbulnya:
a) penggelembungan (bubbling), ditunjukkan pada Gambar 9a,
b) penorakan (slugging), ditunjukkan pada Gambar 9b,
c) saluran-saluran fluida yang terpisahkan (chanelling), ditunjukkan pada
Gambar 9c,
Gambar 8 Kurva karakteristik fluidisasi tidak ideal karena terjadi interlock

13. Bentuk kurva karakteristik untuk unggun terfluidakan yang mengalami
penyimpangan dari keadaan ideal yang disebabakan oleh tiga jenis fenomena di atas
dapat dilihat dalam pustaka (1) dan (3).
D. Evaluasi Parameter-Parameter dalam Peristiwa Fluidisasi
Densitas Partikel
Penentuan densitas partikel untuk zat padat yang tidak menyerap air
atau zat cair lain bisa dilakukan dengan memakai piknometer. Sedangkan
untuk partikel berpori, cara di atas akan menimbulkan kesalahan yang cukup
besar karena air atau cairan akan memasuki pori-pori di dalam partikel,
sehingga yang diukur bukan lagi densitas partikel (berikut pori-porinya)
seperti yang diperlukan di dalam persamaan-persamaan yang ditulis di muka,
tetapi densitas bahan padatnya (tidak termasuk pori-pori di dalamnya). Untuk
partikel-partikel yang demikian, ada cara lain yang biasa digunakan, yaitu
dengan memakai metoda yang diturunkan Ergun.
Bentuk Partikel
Didalam persamaan-persamaan yang telah diturunkan sebelumnya
partikel-partikel padatnya dianggap sebagai butiran-butiran yang berbentuk
bola dengan diameter rata-rata dp. Untuk partikel-partikel yang mempunyai
bentuk lain, harus diadakan suatu koreksi yang menyatakan bentuk
sebenarnya partikel yang ditinjau. Faktor koreksi ini disebut sebagai faktor
bentuk atau derajat kebolaan suatu partikel yang didefinisikan sebagai:
𝝓 =
𝚨 𝐩
𝚨
=
𝒍𝒖𝒂𝒔 𝒑𝒆𝒓𝒎𝒖𝒌𝒂𝒂𝒏 𝒃𝒐𝒍𝒂
𝒍𝒖𝒂𝒔 𝒑𝒆𝒓𝒎𝒖𝒌𝒂𝒂𝒏 𝒑𝒂𝒓𝒕𝒊𝒌𝒆𝒍
𝒑𝒂𝒅𝒂 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒔𝒂𝒎𝒂

14. Derajat kebolaan (θs) bisa dipakai langsung dalam persamaan-persamaan
terdahulu dengan mengganti dp menjadi θs.dp, sehingga persamaan Ergun dapat
ditulis menjadi:
𝚫𝑷
𝐋
𝐠 𝐜 = 𝟏𝟓𝟎
(𝟏 − 𝛆𝐟) 𝟐
𝐝 𝐩
𝟐
. 𝛆𝐟
𝟑
𝛍𝐮
(𝛟𝐬 𝐝 𝐩)
. 𝟐 + 𝟏, 𝟕𝟓
( 𝟏 − 𝛆𝐟). 𝛒
𝐝 𝐩. 𝛆𝐟
𝟑
𝛒𝐠
(𝛟𝐬 𝐝 𝐩)
𝐮 𝟐
Dimana, Φ = 1 untuk partikel berbentuk bola
Φ < 1 untuk partikel tidak berbentuk bola
Diameter Partikel
Diameter partikel biasanya diukur berdasarkan analisa ayakan. Untuk
menentukan diameter partikel dapat dilihat pada prosedur percobaan.
Porositas Unggun
Porositas unggun menyatakan fraksi kosong di dalam unggun yang
secara matematik bisa ditulis sebagai berikut:
𝜺 =
𝑽 𝒖 − 𝑽 𝒑
𝑽 𝒖
Dimana, ε = porositas unggun
Vu = volume unggun
Vp = volume partikel
Harga porositas unggun ini sangat dipengaruhi oleh bentuk geometri
butiran padat yang membentuk unggun tersebut, atau dengan perkataan lain,
porositas unggun merupakan fungsi dari faktor bentuk atau derajat kebolaan
partikel-partikelnya. Salah satu hasil eksperimen yang menggambarkan
pengaruh derajat kebolaan terhadap porositas unggun diberikan oleh Brown dan
diperlihatkan pada Gambar 10.
Pendekatan dalam Percobaan
Pengukuran densitas partikel dilakukan menggunakan piknometer
dengan valome tertentu dengan tipol sebagai fluidanya. Tipol digunakan karena
memiliki tegangan permukaan dan viskositas tinggi sehingga cenderung tidak

15. memasuki pori-pori partikel. Dengan demikian asumsu partikel padatan
berbentuk bola dapat digunakan.
Kecepatan minimum fluidisasi dapat ditentukan secara grafis dan teoritis.
Teknik grafis dapat dilakukan apabila tersedia kurva karakteristik fluidisasi.
(antara log u terhadap log ΔP). Dengan menarik garis vertikal pada titik mulai
konstannya log ΔP atau titik yang menunjukkan adanya fenomena interlock
dapat diperpikrakan Umf. Karena fluktuasi nilai dibanding kurva fluidisasi ideal,
perkiraan ini kurang akurat. Supaya Umf perkiraan mendekati nilai sebenarnya,
penarikan garis pada titik konstan ΔP dilakukan saat kurva fluidisasi
mengalurkan data kecepatan tinggi ke rendah. Diharapkan saat kecepatan
menurun fenomena interlock dapat dikurangi. Interlock menyebabkan partikel
menyatu (biasanya karena basah atau karena kelembaban udara) sehingga
kecepatan udara yang dibutuhkan untuk memfluidisasikan partikel tersebut juga
bertambah besar. Akibatnya umf yang teramati cenderung lebih tinggi daripada
nilai sebenarnya.
Gambar 10 Hubungan antara derajat kebolaan partikel dengan porositas unggun

16. V. PROSEDUR KERJA
Penentuan Diameter partikel Tengah
 Bidang ayakan dibersikan dengan sikat halus satu persatu, kemudian
ditimbang dengan neraca kasar (karena kendala teknis, sebaiknya
bidang ayakan dialasi dengan talang).
 Bidang ayakan masing-masing disusun mulai dari pan (tidak berlubang)
sampai lebar bidang ayak terbesar berdasarkan nilai apparatus yang
terdapat pada masing-masing bidang ayak. Kemudian ditempatkan
diatas vibrator.
 Pasir yang ingin dianalisa dimasukkan pada bidang ayak paling atas
kemudian penutup dipasang secara hati-hati dan baut pengunci
dikencangkan.
 Mesin vibrator dinyalakan dengan menekan tombol “On” pada bagian
samping alat.
 Mode getaran (2) dan frekuensi getaran (2) selama 5 menit.
 Setelah pengayakan selesai alat dimatikan dengan menekan tombol
“Off” pada bagian samping alat.
 Kemudian bidang ayakan dipindahkan dengan mengangkat bidang ayak
paling bawah (pan). Satu persatu bidang ayak ditimbang dengan neraca
kasar yang dialasi talang.
 Alat yang telah digunakan dibersihkan seperti semula.
Penentuan Berat jenis
 Menimbang piknometer kosong, bersih dan kering.
 Mengisi piknometer dengan aquadest pada suhu 20 oC yang telah
diketahui berat jenisnya secara pasti, sehingga diperoleh volume
piknometer.
 Kemudian mengeringkan kembali piknometer yang telah diisi air,
selanjutnya mengisi dengan batu bata merah sampai 1/5 volume
piknometer.
 Menimbang piknometer yang berisi batu bata merah.
 Menambahkan aquadest ke dalam piknometer yang telah diisi batu bata
merah (tidak boleh ada gelembung udara).

17.  Menimbang piknometer yang berisi batu bata merah dan aquadest.
 Menghitung volume dan berat batu bata merah, sehingga akan diperoleh
berat jenisnya.
Fluidisasi dengan fluida gas
 Pasir kuarsa ditimbang 150 gram sebanyak 3 kali.
 Pasir kuarsa 150 gram pertama dimasukkan kedalam tabung fluidisasi
dan kompresor dinyalakan dengan menekan tombol “start compressor”
kemudian kecepatan fluida (dalam hal ini fluida yang digunakan adalah
gas) diatur dengan cara memutar valve.
 Kecepatan fluida yang divariasikan yakni dari 2 sampai 24 dengan
interval 2 L/min.
 Mencatat tinggi unggun (mm) dan beda head (cm H20).
 Percobaan yang sama diulangi dengan ditambahkan pasir kwarsa
kedalam tabung fluidisasi untuk 150 gram kedua dan 150 gram ketiga.
Fluidisasi dengan fluida cair
 Pompa dinyalakan dengan menekan tombol “start pump”.
 Kecepatan fluida (dalam hal ini fluida yang digunakan adalah cairan)
diatur dengan cara memutar valve.
 Kecepatan alir fluida yang divariasikan yakni dari 0,2 sampai 1,3
dengan interval 0,1 L/min.
 Mencatat tinggi unggun yang terbentuk (mm) dan beda head (cm H20).

18. VI. DATA PENGAMATAN
Penentuan Diameter Rata-Rata (dpm)
No.
Diameter
Ayakan (mm)
M. talang + ayakan
kosong (kg)
M. talang + ayakan
+ partikel (kg)
OP (kg)
1 1.70 0.48159 0.48176 0.00017
2 1.40 0.51298 0.58094 0.06796
3 1.18 0.52698 0.7022 0.17522
4 1.00 0.51313 0.6274 0.11427
5 0.85 0.48021 0.51991 0.0397
6 0.71 0.47767 0.54859 0.07092
7 0.60 0.47704 0.50813 0.03109
8 0 0.38773 0.38789 0.00016
Massa Total M/(kg) 0.49949
Penentuan Berat Jenis
Berat piknometer kosong (g) 27.54
Berat piknometer + padatan (g) 42.85
Berat piknometer + padatan + air (g) 62.22
Berat piknometer + air (g) 53.88
ρ air pada suhu 20' C (g/cm3) 0.9982
Untuk fluida cairan (m = 300 g)
No. Q (L/menit) ∆P (cm H2O) l (mm)
1 0 0 101
2 0.2 1 122
3 0.4 1 131
4 0.5 1 140
5 0.6 1 150
6 0.7 1 163
7 0.8 1 175
8 0.9 1 187

19. 9 1.0 1 203
10 1.1 1 215
11 1.2 1 235
12 1.3 1 260
Untuk fluida gas (m = 150 g)
No. Q (L/menit) ∆P (cm H2O) l (mm)
1 2 0.2 50
2 4 0.4 50
3 6 0.5 50
4 8 0.7 50
5 10 0.9 50
6 12 1.1 50
7 14 1.3 50
8 16 1.4 50
9 18 1.6 50
10 20 1.8 50
11 22 1.9 50
Untuk fluida gas (m = 300 g)
No. Q (L/menit) ∆P (cm H2O) l (mm)
1 2 0.4 103
2 4 0.8 103
3 6 1.2 103
4 8 1.6 103
5 10 1.9 103
6 12 2.1 103
7 14 2.4 103
8 16 2.9 103
9 18 3.4 103
10 20 3.8 103
11 22 4.4 103

20. 12 24 5.0 103
Untuk fluida gas (m = 450 g)
No. Q (L/menit) ∆P (cm H2O) l (mm)
1 2 0.7 153
2 4 1.3 153
3 6 1.9 153
4 8 2.5 153
5 10 3.3 153
6 12 3.9 153
7 14 4.6 153
8 16 5.0 153
9 18 5.6 153
10 20 6.4 153
11 22 7.2 153
12 24 8.2 153

21. VII. DATA PERHITUNGAN
Penentuan Berat Jenis (ρ)
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 =
( 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜 + 𝑎𝑖𝑟) − (𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔)
𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝑝𝑎𝑑𝑎 20 ℃
=
(53.88 − 27.54) 𝑔𝑟𝑎𝑚
0.9982 𝑔𝑟𝑎𝑚/𝑐𝑚3
= 26.3875 𝑐𝑚3
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑧𝑎𝑡 𝑐𝑎𝑖𝑟
=
( 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜 + 𝑎𝑖𝑟 + 𝑝𝑎𝑑𝑎𝑡𝑎𝑛) − (𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜 + 𝑝𝑎𝑑𝑎𝑡𝑎𝑛)
𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑎𝑖𝑟 𝑝𝑎𝑑𝑎 25 ℃
=
(62.22 − 42.85) 𝑔𝑟𝑎𝑚
0.9982 𝑔𝑟𝑎𝑚/𝑐𝑚3
= 19.4049 𝑐𝑚3
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑎𝑑𝑎𝑡𝑎𝑛 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 − 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑐𝑎𝑖𝑟𝑎𝑛
= (26.3875 − 19.4049) 𝑐𝑚3
= 6.9826 𝑐𝑚3
𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑝𝑎𝑑𝑎𝑡𝑎𝑛 = ( 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜 + 𝑝𝑎𝑑𝑎𝑡𝑎𝑛) − ( 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑝𝑖𝑘𝑛𝑜 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔)
= (42.85 − 27.54) 𝑔𝑟𝑎𝑚
= 15.31 𝑔𝑟𝑎𝑚
𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑝𝑎𝑑𝑎𝑡𝑎𝑛 =
𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑝𝑎𝑑𝑎𝑡𝑎𝑛
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑎𝑑𝑎𝑡𝑎𝑛
=
15.31 𝑔𝑟𝑎𝑚
6.9826 𝑐𝑚3
= 2.192603 𝑔𝑟𝑎𝑚/𝑐𝑚3
= 2192.603 𝑘𝑔/𝑚3

22. Penentuan Diameter Partikel Tengah (dpm)
Tabel 1: Penentuan nilai C%OP dan C%UP (Fraksi Massa)
No.
Diameter
Ayakan (m)
M. talang + ayakan
kosong (kg)
M. talang + ayakan
+ partikel (kg)
Oversize Product
OP (kg)
OP % C%OP C%UP
1 1.7 0.48159 0.48176 0.00017 0.00034 0.00017 0.99983
2 1.4 0.51298 0.58094 0.06796 0.136059 0.136399 0.863601
3 1.18 0.52698 0.7022 0.17522 0.350798 0.487197 0.512803
4 1 0.51313 0.6274 0.11427 0.228773 0.71597 0.28403
5 0.85 0.48021 0.51991 0.0397 0.079481 0.795451 0.204549
6 0.71 0.47767 0.54859 0.07092 0.141985 0.937436 0.062564
7 0.6 0.47704 0.50813 0.03109 0.062243 0.99968 0.00032
8 0 0.38773 0.38789 0.00016 0.00032 1 0
Massa Total M/(kg) 0.49949 1
Keterangan :
 Diameter ayak tertera pada bidang ayak sesuai dengan nilai aparatusnya
 𝑂𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖𝑧𝑒 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡 ( 𝑂𝑃𝑖) = ( 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑎𝑦𝑎𝑘𝑎𝑛 + 𝑡𝑎𝑙𝑎𝑛𝑔 + 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 𝑡𝑖𝑎𝑝 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢) − (𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑎𝑦𝑎𝑘𝑎𝑛 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔 +
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑡𝑎𝑙𝑎𝑛𝑔 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔)
 𝑂𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖𝑧𝑒 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑔𝑒 ( 𝑂𝑃%𝑖) =
𝑂𝑃𝑖
𝑀
( 𝑂𝑃%𝑖) =
𝑂𝑃𝑖
𝑀
=
0.00017 𝑘𝑔
0.4995 𝑘𝑔
= 0.00034

23. -0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00
FraksiMassa(%)
Diameter Partikel (mm)
Diameter Partikel Tengah (mm)
OP%
UP%
 𝐶𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑒 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑔𝑒 𝑂𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖𝑧𝑒 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡 ( 𝐶%𝑂𝑃𝑖) = ∑ 𝑂𝑃%𝑖
𝑖
𝑛=1
( 𝐶%𝑂𝑃𝑖) = ∑ 𝑂𝑃%𝑖
𝑖
𝑛=1 =0.00034
 𝐶𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑒 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑔𝑒 𝑈𝑛𝑑𝑒𝑟𝑠𝑖𝑧𝑒 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡 ( 𝐶%𝑈𝑃𝑖) = 1 − 𝐶%𝑂𝑃𝑖
( 𝐶%𝑈𝑃𝑖) = 1 − 𝐶%𝑂𝑃𝑖 = 1 − 0.00034 = 0.99983
Grafik 1: Hubungan Diameter Partikel (mm) vs Fraksi Massa (%)
Catatan :Berdasarkan grafik hubungan diameter partikel vs fraksi massa diperoleh dpm = 1.175 mm = 0.001175 m.

24. Penentuan Porositas
𝜀 =
𝑉 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔
𝐴 . 𝐿
=
𝐴. 𝐿 𝑥 𝑉𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑘𝑒𝑙
𝐴 . 𝐿
Catatan : 1 = merupakan nilai sperisitas (derajat kebolaan)
1. Untuk fluida cairan
Tabel 2 : Porositas fluida cairan
l (m)
ε
0.101
0.310062125
0.122 0.428821923
0.131
0.468063165
0.140
0.502259104
0.150
0.535441831
0.163
0.572492482
0.175
0.601807283
0.187
0.627359757
0.203
0.656730417
0.215 0.675889649
0.235
0.703473509
0.260
0.731985672
Keterangan : 𝐴 =
4
𝜋
𝑑2
=
4
3.14
(0.05 m)2
= 0.001963 m2
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑘𝑒𝑙 =
𝑚
𝜌
=
0.3 𝑘𝑔
2192 .603 𝑘𝑔/𝑚3 = 0.0001368 𝑚3
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔 = 𝐴. 𝑙 − 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑘𝑒𝑙
= (0.001963 m2
x 0.101 m)− (0.0001368 m3
)

25. = 6.1463 𝑥 10−5
𝑚3
𝜀 =
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔
𝐴. 𝐿
=
6.1463 𝑥 10−5
𝑚3
0.001963 𝑚2 𝑥0.101𝑚
= 0.310
2. Untuk fluida gas
Tabel 3 : Porositas fluida gas dengan massa berbeda
Massa partikel (kg) A(m2) L(m) Volume partikel (m3) ε
0.15 0.001963 0.050 6.8412E-05 0.303
0.3 0.001963 0.103 0.0001368 0.323
0.45 0.001963 0.153 0.0002054 0.317
Konversi Satuan dan Penentuan Kecepatan Rata-Rata Gas atau Cairan (v)
1. Untuk Cairan
Tabel 4 : Konversi satuan Q, ∆P, l, dan penentuan nilai u untuk fluida cairan
Q (m3/s) ∆P (Pa) l (m) u (m/s)
0 0 0.101 0
3.333E-06 1333.2237 0.122 1.8962
6.667E-06 1333.2237 0.131 3.7925
8.333E-06 1333.2237 0.140 4.7406
1.000E-05 1333.2237 0.150 5.6887
1.167E-05 1333.2237 0.163 6.6368
1.333E-05 1333.2237 0.175 7.5850
1.500E-05 1333.2237 0.187 8.5331
1.667E-05 1333.2237 0.203 9.4812
1.833E-05 1333.2237 0.215 10.4293
2.000E-05 1333.2237 0.235 11.3774
2.167E-05 1333.2237 0.260 12.3255

26. 2. Untuk fluida gas (m = 150 g)
Tabel 5 : Konversi satuan Q, ∆P, l, dan penentuan nilai u untuk fluida gas (m=150 g)
Q (m3/s) ∆P (Pa) l (m) u (m/s)
3.333E-05 266.6447 0.05 18.9624
6.667E-05 533.2895 0.05 37.9248
1.000E-04 666.6118 0.05 56.8871
1.333E-04 933.2566 0.05 75.8495
1.667E-04 1199.9013 0.05 94.8119
2.000E-04 1466.5461 0.05 113.7743
2.333E-04 1733.1908 0.05 132.7367
2.667E-04 1866.5132 0.05 151.6991
3.000E-04 2133.1579 0.05 170.6614
3.333E-04 2399.8026 0.05 189.6238
3.667E-04 2533.1250 0.05 208.5862
3. Untuk fluida gas (m = 300 g)
Tabel 6 : Konversi satuan Q, ∆P, l, dan penentuan nilai u untuk fluida gas (m=300 g)
Q (m3/s) ∆P (Pa) l (m) u (m/s)
3.333E-05 675.5000 0.103 18.9624
6.667E-05 1351.0000 0.103 37.9248
1.000E-04 2026.5000 0.103 56.8871
1.333E-04 2702.0000 0.103 75.8495
1.667E-04 3208.6250 0.103 94.8119
2.000E-04 3546.3750 0.103 113.7743
2.333E-04 4053.0000 0.103 132.7367
2.667E-04 4897.3750 0.103 151.6991
3.000E-04 5741.7500 0.103 170.6614
3.333E-04 6417.2500 0.103 189.6238
3.667E-04 7430.5000 0.103 208.5862
4.000E-04 8443.7500 0.103 227.5486

27. 4. Untuk fluida gas (m = 450 kg)
Tabel 7 : Konversi satuan Q, ∆P, l, dan penentuan nilai u untuk fluida gas (m=450 g)
Q (m3/s) ∆P (Pa) l (m) u (m/s)
3.333E-05 1182.1250 0.153 18.9624
6.667E-05 2195.3750 0.153 37.9248
1.000E-04 3208.6250 0.153 56.8871
1.333E-04 4221.8750 0.153 75.8495
1.667E-04 5572.8750 0.153 94.8119
2.000E-04 6586.1250 0.153 113.7743
2.333E-04 7768.2500 0.153 132.7367
2.667E-04 8443.7500 0.153 151.6991
3.000E-04 9457.0000 0.153 170.6614
3.333E-04 10808.0000 0.153 189.6238
3.667E-04 12159.0000 0.153 208.5862
4.000E-04 13847.7500 0.153 227.5486
Keterangan :
 Laju alir (Q)
1
𝐿
𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
=
1 𝑚3
1000 𝐿
.
1 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
60 𝑠
= 1.6667 𝑥 10−5
𝑚3
/𝑠
 Tekanan (P)
1𝑐𝑚𝐻2 𝑂 =
101325 𝑃𝑎
76 𝑐𝑚𝐻2 𝑂
= 1333.2237 𝑃𝑎 𝑎𝑡𝑎𝑢 (
𝑁
𝑚2
)
 Tinggi unggun (l)
1 𝑚𝑚 =
1 𝑚
1000 𝑚𝑚
= 0.001 𝑚
 Kecepatan rata-rata gas atau cairan (v)
𝑢 =
𝑄
𝐴
= 𝑚/𝑠

28. Menentukan nilai bilangan Reynold
1. Untuk fluida cairan
Tabel 8 : Bilangan reynold fluida cairan
u (m/s)
d partikel (m)
ρ cairan
(kg/m3)
μ air
(Ns/m2)
Re
0
0.001175 996.26 0.0015 0
0.0017
0.001175 996.26 0.0015 1.3248
0.0034
0.001175 996.26 0.0015 2.6497
0.0042
0.001175 996.26 0.0015 3.3121
0.0051
0.001175 996.26 0.0015 3.9745
0.0059
0.001175 996.26 0.0015 4.6370
0.0068
0.001175 996.26 0.0015 5.2994
0.0076
0.001175 996.26 0.0015 5.9618
0.0085
0.001175 996.26 0.0015 6.6243
0.0093 0.001175 996.26 0.0015 7.2867
0.0102
0.001175 996.26 0.0015 7.9491
0.0110
0.001175 996.26 0.0015 8.6115
2. Untuk fluida gas
Tabel 9 : Bilangan reynold fluida gas
u (m/s)
d partikel
(m)
μ udara
(Ns/m2)
ρ udara
(kg/m3)
Bilangan Reynold
150 g 300 g 450 g
0.0170
0.001175 0.000018 1.2928 1.4326
0.0340
0.001175 0.000018 1.2928 2.8653

29. 0.0509
0.001175 0.000018 1.2928 4.2980
0.0679
0.001175 0.000018 1.2928 5.7306
0.0849
0.001175 0.000018 1.2928 7.1633
0.1019
0.001175 0.000018 1.2928 8.5960
0.1188
0.001175 0.000018 1.2928 10.02867
0.1358
0.001175 0.000018 1.2928 11.4613
0.1528
0.001175 0.000018 1.2928 12.8940
0.1698
0.001175 0.000018 1.2928 14.3266
0.1867 0.001175 0.000018 1.2928 15.7593
0.2037
0.001175 0.000018 1.2928 17.1920
Keterangan :
𝑹𝒆 =
𝒅𝒑 . 𝒖 . 𝝆
𝝁
𝑹𝒆 =
0.001175 m . 0.0017
m
s
. 996.26 kg/m3
0.0015 N.s/m2
𝑹𝒆 = 1.3248
Menentukan nilai k1 dan k2 berdasarkan persamaan Ergun (1952)
∆𝑃
𝑙
𝑔𝑐 =
𝑘1 𝜇 (1− 𝜀)2
𝑑𝑝2 𝜀3
. 𝑢 +
𝑘2 (1 − 𝜀)
𝜀3
.
𝜌 𝑔
𝑑𝑝
. 𝑢2
[
∆𝑃
𝑙
𝑔𝑐 =
𝑘1 𝜇 (1− 𝜀)2
𝑑𝑝2 𝜀3
. 𝑢 +
𝑘2 (1− 𝜀)
𝜀3
.
𝜌 𝑔
𝑑𝑝
. 𝑢2
] 𝑥
𝜀3
𝑑𝑝
(1 − 𝜀) 𝜌 𝑔 𝑢2
∆𝑃
𝑙
𝑔𝑐
𝜀3
𝑑𝑝
(1 − 𝜀) 𝜌 𝑔 𝑢2
=
𝑘1 𝜇 (1− 𝜀)2
𝑑𝑝2 𝜀3
. 𝑢
𝜀3
𝑑𝑝
(1 − 𝜀) 𝜌 𝑔 𝑢2
+
𝑘2 (1 − 𝜀)
𝜀3
.
𝜌 𝑔
𝑑𝑝
. 𝑢2
𝜀3
𝑑𝑝
(1 − 𝜀) 𝜌 𝑔 𝑢2
∆𝑃
𝑙
𝑔𝑐
𝜀3
𝑑𝑝
(1 − 𝜀) 𝜌 𝑔 𝑢2
=
𝑘1 𝜇 (1 − 𝜀)
𝑑𝑝 𝜌 𝑔 𝑢
+ 𝑘2

30. ∆𝑃
𝑙
𝑔𝑐
𝜀3
𝑑𝑝
(1 − 𝜀) 𝜌 𝑔 𝑢2
= 𝑘1
𝜇 (1 − 𝜀)
𝑑𝑝 𝜌 𝑔 𝑢
+ 𝑘2
∆𝑃
𝑙
𝜀3
𝑑𝑝
(1 − 𝜀) 𝜌 𝑢2
= 𝑘1
𝜇 (1− 𝜀)
𝑑𝑝 𝜌 𝑢
+ 𝑘2
∆𝑃
𝑙
𝜀3
𝑑𝑝
(1 − 𝜀) 𝜌 𝑢2
= 𝑘1
(1 − 𝜀)
𝑅𝑒
+ 𝑘2
𝑦 = 𝑘1 𝑥 +𝑘2
𝑦 = 150 𝑥 + 1.75
Keterangan: y =
∆𝑃
𝑙
𝜀3
𝑑𝑝
(1−𝜀) 𝜌 𝑢2
x =
(1−𝜀)
𝑅𝑒
k1 = 150 (konstantan Kozeny)
k2 = 1.75
1. Untuk fluida cairan
Tabel 10 : Nilai X dan Y fluida cairan
Q (m3/s) ∆P (Pa) l (m) u (m/s) ε Re X Y
3.333E-06 1333.2237 0.122 0.0017 0.4288 1.3248 0.431125 617.4049
6.667E-06 1333.2237 0.131 0.0034 0.4680 2.6497 0.200753 200.7209
8.333E-06 1333.2237 0.140 0.0042 0.5022 3.3121 0.150278 158.724
1.000E-05 1333.2237 0.150 0.0051 0.5354 3.9745 0.116883 133.5468
1.167E-05 1333.2237 0.163 0.0059 0.5724 4.6370 0.092195 119.9257
1.333E-05 1333.2237 0.175 0.0068 0.6018 5.2994 0.075139 106.6575
1.500E-05 1333.2237 0.187 0.0076 0.6274 5.9618 0.062504 95.46937
1.667E-05 1333.2237 0.203 0.0085 0.6567 6.6242 0.05182 88.70753
1.833E-05 1333.2237 0.215 0.0093 0.6759 7.2867 0.04448 79.91736

31. 2.000E-05 1333.2237 0.235 0.0102 0.7034 7.9491 0.037303 75.71464
2.167E-05 1333.2237 0.260 0.0110 0.7319 8.6115 0.031123 72.68088
Grafik 2 : Hubungan X dan Y untuk nilai fluida cairan
Berdasarkan percobaan untuk fluida cairan diperoleh persamaan garis lurus y=
1318 x + 3.990, sehingga nilai k1 = 1318 dan k2 = 3.990.
2. Untuk fluida gas (m = 150 g)
Tabel 11 : Nilai X dan Y fluida gas (m = 150 g)
Q (m3/s) ∆P (Pa) l (m) u (m/s) Re ε X Y
3.333E-05 266.6447 0.05 0.0170 1.4327 0.3032 0.4864 672.4643
6.667E-05 533.2895 0.05 0.0340 2.8653 0.3032 0.2432 336.2321
1.000E-04 666.6118 0.05 0.0509 4.2980 0.3032 0.1621 186.7956
1.333E-04 933.2566 0.05 0.0679 5.7307 0.3032 0.1216 147.1016
1.667E-04 1199.9013 0.05 0.0849 7.1633 0.3032 0.0973 121.0436
2.000E-04 1466.5461 0.05 0.1019 8.5960 0.3032 0.0811 102.7376
2.333E-04 1733.1908 0.05 0.1188 10.0287 0.3032 0.0695 89.2044
y = 1318.5x + 3.9901
R² = 0.955
0
100
200
300
400
500
600
700
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Y=
X =

32. 2.667E-04 1866.5132 0.05 0.1358 11.4613 0.3032 0.0608 73.5508
3.000E-04 2133.1579 0.05 0.1528 12.8940 0.3032 0.0540 66.4162
3.333E-04 2399.8026 0.05 0.1698 14.3267 0.3032 0.0486 60.5218
3.667E-04 2533.1250 0.05 0.1867 15.7593 0.3032 0.0442 52.7968
4.0000E-04 2840.1132 0.05 0.2037 17.1920 0.3032 0.0405 49.7404
Grafik 3 : Hubungan X dan Y untuk fluida gas (m = 150 g)
Berdasarkan percobaan untuk fluida gas dengan massa sebanyak 150 gram pasir
kwarsa diperoleh persamaan garis lurus y= 1398 x + 12.72, sehingga nilai k1 = 1398 dan
k2 = 12.72.
3. Untuk fluida gas (m= 300 g)
Tabel 12 : Nilai X dan Y fluida gas (m = 300 g)
Q (m3/s) ∆P (Pa) l (m) u (m/s) Re ε X Y
3.333E-05 533.2895 0.103 0.0170 1.4327 0.3235 0.4722 652.8779
6.667E-05 1066.5789 0.103 0.0340 2.8653 0.3235 0.2361 326.4390
1.000E-04 1599.8684 0.103 0.0509 4.2980 0.3235 0.1574 217.6260
y = 1398.8x - 12.727
R² = 0.997
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Y=
X =

33. 1.333E-04 2133.1579 0.103 0.0679 5.7307 0.3235 0.1181 163.2195
1.667E-04 2533.1250 0.103 0.0849 7.1633 0.3235 0.0944 124.0468
2.000E-04 2799.7697 0.103 0.1019 8.5960 0.3235 0.0787 95.2114
2.333E-04 3199.7368 0.103 0.1188 10.0287 0.3235 0.0675 79.9442
2.667E-04 3866.3487 0.103 0.1358 11.4613 0.3235 0.0590 73.9588
3.000E-04 4532.9605 0.103 0.1528 12.8940 0.3235 0.0525 68.5119
3.333E-04 5066.2500 0.103 0.1698 14.3267 0.3235 0.0472 62.0234
3.667E-04 5866.1842 0.103 0.1867 15.7593 0.3235 0.0429 59.3525
4.000E-04 6666.1184 0.103 0.2037 17.1920 0.3235 0.0394 56.6734
Grafik 4 : Hubungan X dan Y untuk fluida gas (m = 300 g)
Berdasarkan percobaan untuk fluida gas dengan massa sebanyak 300 gram pasir
kwarsa diperoleh persamaan garis lurus y= 1396 x + 5.510, sehingga nilai k1 = 1396 dan
k2 = 5.510.
y = 1396.2x - 5.5104
R² = 0.9991
0
100
200
300
400
500
600
700
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Y=
X=

34. 4. Untuk fluida gas ( m = 450 g)
Tabel 13 : Nilai X dan Y fluida gas (m = 450 g)
Q (m3/s) ∆P (Pa) l (m) u (m/s) Re ε X Y
3.333E-05 933.2566 0.153 0.0170 1.4327 0.3168 0.4769 769.1585
6.667E-05 1733.1908 0.153 0.0340 2.8653 0.3168 0.2384 357.1093
1.000E-04 2533.1250 0.153 0.0509 4.2980 0.3168 0.1590 231.9684
1.333E-04 3333.0592 0.153 0.0679 5.7307 0.3168 0.1192 171.6872
1.667E-04 4399.6382 0.153 0.0849 7.1633 0.3168 0.0954 145.0413
2.000E-04 5199.5724 0.153 0.1019 8.5960 0.3168 0.0795 119.0364
2.333E-04 6132.8289 0.153 0.1188 10.0287 0.3168 0.0681 103.1524
2.667E-04 6666.1184 0.153 0.1358 11.4613 0.3168 0.0596 85.8436
3.000E-04 7466.0526 0.153 0.1528 12.8940 0.3168 0.0530 75.9663
3.333E-04 8532.6316 0.153 0.1698 14.3267 0.3168 0.0477 70.3231
3.667E-04 9599.2105 0.153 0.1867 15.7593 0.3168 0.0434 65.3830
4.000E-04 10932.4342 0.153 0.2037 17.1920 0.3168 0.0397 62.5704

35. Grafik 5 : Hubungan X dan Y untuk fluida gas (m = 450 g)
Berdasarkan percobaan untuk fluida gas dengan massa sebanyak 300 gram pasir
kwarsa diperoleh persamaan garis lurus y= 1609 x + 10.36, sehingga nilai k1 = 1609 dan
k2 = 10.36.
Tabel 14 : Tabel nilai k1 dan k2 secara praktek
Nilai konstata
Kozeny
Secara Praktek
Fluida cairan
Fluida gas
(m=150 g)
Fluida gas
(m=300 g)
Fluida gas
(m=450 g)
K1 1318 1398 1396 1609
K2 3.990 12.72 5.510 10.36
y = 1609.4x - 10.364
R² = 0.9981
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Y=
X =

36. VIII. PEMBAHASAN
Fluidisasi adalah metoda pengontakan butiran-butiran padat dengan fluida baik cair
maupun gas. Dengan metoda ini diharapkan butiran-butiran padat memiliki sifat seperti
fluida dengan viskositas tinggi. Pada percobaan ini dilakukan pengontakan pasir kwarsa
(butiran-butiran padat) dengan fuida cairan (air) dan dengan fluida gas (udara
compressor). Pada percobaan ini dianggap bahwa nilai sperisitas atau derajat kebolaan
partikel sama dengan 1 atau berbentuk bola. Untuk unggun diam (fixed bed) ilustrasinya,
saat unggun diam yang padatan ini kemudian dialirkan gas dari bawah ke atas. Pada laju
alir yang cukup rendah, butiran padat akan tetap diam, karena gas hanya mengalir dari
bawah ke atas. Pada laju alir yang cukup rendah, butiran padat akan tetap diam, karena
gas hanya mengalir melalui ruang antar partikel tanpa menyebabkan perubahan susunan
partikel tersebut. Untuk unggun terfluidisasi dengan menggunakan fluida cair (air) yang
dilewatkan dari bawah maka sifat unggun akan menyerupai suatu cairan dengan viskositas
tinggi dengan adanya kecenderungan untuk mengalir dan mempunyai sifat hidrostatik.
Untuk percobaan pertama unggun terfluidisasi dengan menggunakan fluida cair (air)
dilakukan hanya sekali percobaan dengan laju alir yang dimulai dari 0.2 sampai 1.3
dengan interval 0.1 L/min. Untuk data pengamatan dapat dilihat pada data pengamatan
sehingga setelah dilakukan perhitungan data nilainya dapat dilihat pada (Tabel 10).
Sedangkan grafik hubungan X dan Y untuk fluida cairan (Grafik 2) diperoleh persamaan
garis lurus y= 1318 x + 3.990, sehingga nilai k1 = 1318 dan k2 = 3.990. Kecepatan fluida
yang divariasikan yakni dari 2 sampai 24 dengan interval 2 L/min. Bila kecepatan fluida
yang melewati unggun dinaikkan maka perbedaan tekanan di sepanjang unggun akan
meningkat pula. Pada saat perbedaan tekanan sama dengan berat unggun dibagi luas
penampang. Pada saat tersebut unggun akan mulai bergerak dan melayanglayang ke atas.
Partikel-partikel padat ini akan bergerak-gerak dan mempunyai perilaku sebagai fluida.
Keadaan unggun seperti ini dikenal sebagai unggun terfluidisasi (fluidized bed).
Percobaan kedua unggun diam (fixed bed) dilakukan 3 kali percobaan dengan variasi
massa partikel yang berbeda yakni 150g, 300 g, dan 450 g.Untuk percobaan fluida gas
dengan massa partikel sebanyak 150 g data perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 11

37. sehingga grafik hubungan X dan Y untuk fluida gas (m = 150 g) (Grafik 3) diperoleh
persamaan garis lurus y= 1398 x + 12.72, sehingga nilai k1 = 1398 dan k2 = 12.72. Untuk
percobaan fluida gas dengan massa partikel sebanyak 300 g data perhitungannya dapat
dilihat pada Tabel 12 sehingga grafik hubungan X dan Y untuk fluida gas (m = 300 g)
(Grafik 4) diperoleh persamaan garis lurus y= 1396 x + 5.510, sehingga nilai k1 = 1396
dan k2 = 5.510. Sedangkan untuk percobaan fluida gas dengan massa partikel sebanyak
450 g data perhitungannya dapat dilihat pada Tabel 13 sehingga grafik hubungan X dan Y
untuk fluida gas (m = 450 g) (Grafik 5) diperoleh persamaan garis lurus y= 1609 x +
10.36, sehingga nilai k1 = 1609 dan k2 = 10.36. Dapat dilihat bahwa pada fluida gas,
semakin tinggi laju alir fluida, semakin tinggi beda head. Tinggi unggun pada fluidisasi
dengan fluida gas juga tidak mengalami perubahan yang menandakan bahwa fluidisasi
yang terjadai adalah fixed fluidized bed atau fluidisasi unggun diam.
Pada percobaan ini dilakukan pengamatan terhadap hilang tekan (pressure drop).
Mengingat hal tersebut adalah aspek utama dalam percobaan ini. Mengetahui besarnya
hilang tekan (pressure drop) di dalam unggun padatan yang terfluidakan. Hal tersebut
mempunyai arti yang cukup penting karena selain erat sekali hubungan dengan besarnya
energi yang diperlukan, juga bisa memberikan indikasi tentang kelakuan unggun selama
operasi berlangsung. Penentuan besarnya hilang tekan di dalam unggun terfluidakan
terutama dihitung berdasarkan rumus-rumus yang diturunkan untuk unggun diam,
terutama oleh Blake, Kozeny, Carman, ataupun peneliti-peneliti lainnya.
Untuk diameter unggun (pasir kwarsa) ditentukan dengan melakukan analisa
ayak(sieving). Alat sieving yang digunakan terdiri dari 7 plat ayak dan sebuah pan.
Vibrator ayakan disetting dengan mode 2, vibra 2 dan waktu 5 menit. Hasil analisa ayakan
dapat dilihat pada Tabel 1. Dari hasil analisa ini diperoleh diameter partikel rata-rata atau
diameter partikel tengah (dpm) yaitu 1,175 mm. Nilai diameter partikel tengah diperoleh
dari grafik hubungan diameter partikel vs fraksi massa Grafik 1. Sedangkan untuk berat
jenis unggun (pasir kwarsa) ditentukan dengan menggunkan piknometer. Berat jenis pasir
kwarsa yang diperoleh adalah 2.1926 g/cm3.
Selanjutnya dengan menggunakan persamaan Carman Kozeny ditentukan nilai k1 dan
k2 yang di peroleh secara praktek yang dibandingkan dengan nilai k1 dan k2 menurut

38. persamaan Carman Kozeny (secara teori). Secara teori nilai k1 adalah 150 dan nilai k2
adalah 1,75. Sedangkan secara praktek untuk setiap percobaan dapat dilihat pada Table
14. Adanya perbedaan nilai secara teori dan praktek ini karena nilai sperisitas unggun
tidak diperhatikan dalam perhitungan ini. Sperisitas adalah derajat kebolaan suatu partikel.
Tetapi pada praktikum ini, sperisitas dianggap 1 (mendekati bentuk bola). Oleh karena itu,
untuk mendapatkan hasil perhitungan yang lebih akurat nilai sperisitas partikel yang
dijadikan sebagai unggun dalam percobaan ini harus diperhitungkan. Selain itu factor
yang paling mempengaruhi juga dalam pembacaan skala yang harus memiliki ketelitian
tinggi.
IX. KESIMPULAN
Bedasarkan hasil percobaan diperoleh nilai konstanta kozeny sebagai berikut untuk
masing-masing percobaan.
Nilai konstata
Kozeny
Secara Teoritis
Secara Praktek
Fluida cairan
Fluida gas
(m=150 g)
Fluida gas
(m=300 g)
Fluida gas
(m=450 g)
K1 150 1318 1398 1396 1609
K2 1.75 3.990 12.72 5.510 10.36
X. DAFTAR PUSTAKA
https://id.scribd.com/doc/218284664/Laporan-Praktikum-Proses-Unit-Operasi-
Teknik-I-Fluidisasi
https://id.scribd.com/doc/146027698/laporan-fluidisasi