1. PILOT PLANT
SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2012/2013
MODUL
PEMBIMBING
: Pencampuran dan Pengadukan
: Rintis Manfaati, ST. MT
Praktikum
: 11 April 2013
Penyerahan
: 18 April 2013
Oleh :
Kelempok VII (Tujuh)
Agi Iqbal Velayas
(111411032)
Iffa Ma’rifatunnisa
[111411046]
Kelas : 2B
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2013

2. I.
Tujuan

Menggambarkan pola aliran yang dibentuk oleh pengaduk dalam tangki

Menggambarkan pola aliran dalam berbagai kecepatan putaran pengaduk

Membuat grafik bilangan Reynolds terhadap waktu yang diperlukan dalam
pencampuran sampai homogen

II.
Menentukan daerah rezim aliran dalam operasi pengadukan.
Landasan Teori
Pencampuran (mixing) adalah peristiwa menyebarnya bahan-bahan secara acak
dimana bahan satu menyebar ke bahan yang lain dan sebaliknya, sedangkan bahanbahan tersebut sebelumnya terpisah dalam dua fase atau lebih. Prinsip percobaan
pencampuran adalah berdasarkan pada peningkatan pengacakan dan distribusi dua atau
lebih komponen yang mempunyai sifat yang berbeda.
Derajat pencampuran dapat dikarakterisasi dari waktu yang dibutuhkan, keadaan
produk atau bahkan jumlah energi yang dibutuhkan untuk melakukan pencampuran.
Derajat keseragaman pencampuran diukur dari sampel yang diambil selama
pencampuran. Jika komponen yang dicampur telah terdistribusi melalui komponen lain
secara random, maka dikatakan pencampuran telah berlangsung dengan baik.
Variabel-variabel yang mempengaruhi proses pencampuran adalah komposisi
bahan, reaktor yang digunakan, kecepatan pengadukan, waktu pengadukan, densitas,
dan viskositas bahan. Semakin lama pengadukan, maka campuran akan semakin
homogen. Homogenitas campuran berpengaruh pada viskositas dan densitas campuran.
Besar kecilnya viskositas tergantung pada densitas.
a. Tangki Pencampuran (Mixing)
Alat 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.
b. Bagian-bagian Alat Pencampur
o Tangki/vessel  wadah untuk pencampuran berbentuk silinder dengan bagian
bawah melengkung/dome atau datar

3. o Penyekat/buffle  berbentuk batang yang diletakkan dipinggir tangki berguna
untuk menghindari vortex dan digunakan untuk mempolakan aliran menjadi
turbulen. Jumlah buffle biasanya 3, 4 atau 6 buah dengan ukuran 1/12 diameter
tangki.
o Pengaduk/impeller  digunakan untuk mengaduk campuran, jenis dari impeller
beragam disesuaikan pada sifat dari zat yang akan dicampurkan. Jenis-jenis
impeller yang umumnya digunakan adalah : Tree-blades/marine impeller
digunakan untuk pencampuran dengan bahn dengan viscositas rendah dengan
putaran yang tinggi, Turbine with flat vertical blades impeller digunakan untuk
cairan kental dengan viscositas tinggi, Horizontal plate impeller digunakan
untuk zat berserat dengan sedikit terjadinya pemotongan, Turbine with blades
are inclined impeller paling cocok digunakan untuk tangki yang dilengkapi jaket
pemanas, Curve bade Turbines impeller efektif untuk bahan berserat tanpa
pemotongan dengan viskositas rendah, Flate plate impeller digunakan untuk
pencampuran emulsi, Cage beaters impart impeller cocok digunakan untuk
pemotongan dan penyobekan, Anchore paddle impeller digunakan campuran
dengan viscositas sangat tinggi berupa pasta.
c. 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.
Tata letak dari impeller seperti pada tabel dibawah ini :
Viscosity
CP
Max Level
H/Dt
Jumlah
Impeller
< 25.000
< 25.000
> 25.000
> 25.000
1,4
2,1
0,8
1,6
1
2
1
2
Letak Impeller
Bawah
H/3
Dt/3
H/3
Dt/3
Atas
2/3 h
2/3 h
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 buffle, letak pengaduk sangat mempengaruhi pola
aliran yang dihasilkan. Biasanya untuk menghindari adanya vortex aliran fluida
karena pengadukan tangki tanpa buffle meletakkan pengaduk tidak tepat
ditengah/tidak senter dengan tangki.

4. d. Waktu Pencampuran
Impeller yang berputar akan menghasilkan efek pencampuran, biasanya putaran
tinggi
menghasilkan
aliran
lebih
bergolak
sehingga
menghasilkan
efek
pencampuran lebih efektif. Adanya buffle akan mengakibatkan aliran berbelok arah
dari tepi dinding menuju pusat tangki, sehingga menyebabkan efek pencampuran
bertambah efektif. Waktu pencampuran secara umum, diberikan oleh Norwood dan
Metzner adalah :
ft = tT (nDa2)2/3 g1/6 = ntT
2
1/2
1/6
2
H1/2 Dt
Untuk pengaduk propeller,
ft = tT (nDa2)2/3 g1/6 = ntT
3/2
1/2
1/6
2
H1/2 Dt
Dimana :
Da
= Diameter pengaduk (m)
Dt
= Diameter tangki (m)
H
= Tinggi tangki (m)
ntT
= Mixing time factor
g
= Percepatan gravitasi (m/s2)
n
= Kecepatan putar (rpm)
ft
= Blending time factor
Korelasi Waktu Pencampuran

5. III. Alat dan Bahan
Tachometer
Peralatan Penunjang
 Stopwatch
 Tachometer
 Termometer
 Gelas kimia 250, 1000 mL
 Gelas ukur 50 mL, 2000 mL
 Pipet ukur 5 mL, 10 mL
 Bola isap
 Ember
Bahan





Tepung kanji
NaOH 2M
Indikator p.p.
H2SO4 2M
Air Suling

6. IV. Prosedur Kerja
Waktu Pengadukan Tanpa Menggunakan Tepung Kanji (Air saja)
Masukkan 15 liter air suling
ke dalam tangki
Atur kecepatan putaran pengaduk lalu tambahkan 5
mL indikator p.p & menentukan suhu, massa jenis,
dan viskositas larutan
Tambahkan 30 mL NaOH 2M
Catat waktu apabila perubahan warna campuran
(merah muda) telah merata
Netralkan campuran dengan
menambahkan 30 mL H2SO4 2M
dan hidupkan stopwatch
Catat waktu penetralan &
menentukan kembali massa jenis,
suhu, dan viskositas larutan
Mengulanginya dengan variasi
kecepatan pengadukan

7. Waktu Pengadukan dengan Menggunakan Tepung Kanji
500 gram tepung kanji dilarutkan
dalam 2 liter air panas
Keluarkan 2 liter air di dalam reaktor. Kemudian masukan
larutan kanji ke dalam reaktor dengan kondisi pengaduk terus
berputar.
Tambahkan 5 mL indikator p.p &
menentukan suhu, massa jenis, dan
viskositas larutan
Tambahkan 30 mL NaOH 2M dan
mengatur kecepatan pengaduk
Catat waktu apabila perubahan warna campuran
(merah muda) telah merata.
Netralkan campuran dengan
menambahkan 30 mL H2SO4 2M
dan hidupkan stopwatch
Catat waktu penetralan &
menentukan kembali massa jenis,
suhu, dan viskositas larutan
Mengulanginya dengan variasi kecepatan pengadukan

8. V.
Data Pengamatan
 Tipe pengaduk yang digunakan : Tree Blade / marine Propeller
 Diameter tangki (Dt)
: 32,2 cm (0,322 m)
 Diameter pengaduk (Da)
: 10,73 cm (0,1073 m)  (3 x 32,2 cm)
 ρ air
: 1000 kg/m3
 ρ tepung kanji
: 1500 kg/m3
 Tinggi tangki (H)
: 65 cm (0,65 m)
1
Waktu Pengadukan
 Tanpa tepung kanji
Skala
2,5
2,9
RPM
151,35
167,10
t1(detik)
5
4
t2(detik)
8
3
T(oC)
27
27
Viskositas (cP)
1,5
1,3
Viskositas (Poise)
0,015
0,013
T(oC)
27
27
Viskositas (cP)
9,3
11,2
Viskositas (Poise)
0,093
0,112
 Menggunakan tepung kanji
Skala
2,5
2,9
RPM
148,50
168,35
t1(detik)
4
3
t2(detik)
15
10
VI. Pengolahan Data
a. Menghitung Reynold Number pengaduk
 Tanpa tepung kanji (air saja) :
Untuk 151,35 RPM  Nre = D2 N ρ
µ
= (0,1073)2 x 151,35 x 1000
0,015 x 20
= 5808,46

9. Untuk 167,10 RPM  Nre = D2 N ρ
µ
= (0,1073)2 x 167,10 x 1000
0,013 x 20
= 7399,50
 Menggunakan larutan tepung kanji :
Untuk 148,50 RPM  Nre = D2 N ρ
µ
= (0,1073)2 x 148,50 x 1500
0,093 x 20
= 1378,81
Untuk 168,35 RPM  Nre = D2 N ρ
µ
= (0,1073)2 x 168,35 x 1500
0,112 x 20
= 1297,94
b. Menghitung blending time
 Tanpa menggunakan larutan kanji (air saja) :
3/2
Untuk 151,35 RPM  ft = ntT
1/2
1/6
2
0,1073 3/2 0,322 1/2
10
1/6
0,322
0,65
151,352 0,1073
= 330
= 17,85
3/2
Untuk 167,10 RPM  ft = ntT
1/2
1/6
2
0,1073 3/2 0,322 1/2
10
1/6
0,322
0,65
167,102 0,1073
= 290
= 15,18
 Menggunakan larutan tepung kanji:
Untuk 148,50 RPM  ft = ntT
= 980
3/2
1/2
1/6
2
0,1073 3/2 0,322 1/2
10
1/6
0,322
0,65
148,502 0,1073
= 53,35

10. Untuk 168,35 RPM  ft = ntT
= 1000
3/2
1/2
1/6
2
0,1073 3/2 0,322 1/2
10
1/6
2
0,322
0,65
168,35 0,1073
= 52,21
Grafik yang diperoleh (tanpa tepung kanji)
t1 terhadap Reynold Number
Reynold Number (Nre)
1600
1400
1200
1000
800
600
Series1
400
200
0
0
1
2
3
4
5
Waktu (sekon)
t2 terhadap Reynold Number
Reynold Number (Nre)
1600
1400
1200
1000
800
600
Series1
400
200
0
0
5
10
Waktu (sekon)
15
20

11. ft terhadap Reynold Number
Reynold Number (Nre)
1600
1400
1200
1000
800
600
Series1
400
200
0
0
10
20
30
40
50
60
Waktu (sekon)
Grafik yang diperoleh (menggunakan tepung kanji)
t1 terhadap Reynold Number
Reynold Number (Nre)
8000
7000
6000
5000
4000
3000
Series1
2000
1000
0
0
1
2
3
Waktu (sekon)
4
5
6

12. t2 terhadap Reynold Number
Reynold Number (Nre)
8000
7000
6000
5000
4000
3000
Series1
2000
1000
0
0
2
4
6
8
10
Waktu (sekon)
ft terhadap Reynold Number
Reynold Number (Nre)
8000
7000
6000
5000
4000
3000
Series1
2000
1000
0
0
5
10
Waktu (sekon)
15
20

13. VII. Pembahasan
Pada praktikum kali ini, dilakukan proses pengadukan danpencampuran yang
bertujuan untuk menentukkan pola aliran yang dibentuk pada pengadukan dalam tangki,
mengambarkan pola aliran dalam berbagai kecepatan pengadukan, menentukkan
bilangan reynolds terhadap waktu yang diperlukan dalam berbagai variasi pengadukan
serta menentukkan daerah rezim aliran operasi pengadukan. Percobaan tersebut
dilakukan dengan mengamati pengadukan pada air dan campuran tepung kanji pada
kondisi pengadukan yang berbeda-beda.
Variasi pengadukan dilakukan dengan cara mengubah kecepatan putaran
pengadukan pada tangki. Dalam pengamatan pengadukan air dilakukan dua variasi
kecepatan pengadukan. Pada pengadukan pertama pada pengaduk ditambahkan 15 liter
air (tanpa tepung kanji) kemudian pemutar diatur dengan kecepatan 151, 35 rpm (skala
2,5) pada percobaan pertama dan 167,10 (skala 2,9) pada percobaan kedua. Untuk
setiap percobaan kedalam tangki ditambahkan pp sebanyak 5 ml. Selanjutnya pada
tangki dimasukkan NaOH 30 ml bersamaan dengan pencatatan waktu hingga seluruh
larutan merata berwarna merah muda. Setelah terjadi perubahan warna pada larutan
dari putih jernih menjadi merah muda, larutan kemudian dinetralkan dengan
ditambahkanlarutan H2SO4 sebanyak 30 ml di ikuti pula dengna pencatatan waktu.
Sehingga dari percobaan pertama dan kedua pengadukan air (tanpa tepung kanji)
diperoleh hasil pencatatan waktu sebesar 6,5 sekon (hasil duplo) dan 3,5 sekon (hasil
duplo) dengan viskositas masing-masing percobaan adalah 0,015 poise dan 0,013 poise.
Pada percobaan pengadukan campuran tepung kanji dan air dilakukan dua variasi
kecepatan pengadukan yang berbeda . Air pada praktikum sebelumnya dikeluarkan
kurang lebih 2 Liter, kemudian pada tangki ditambahkan 2 Liter larutan kanji.
Percobaan pertama pemutar diatur dengan kecepatan 148,5 rpm (skala 2,5) sedangkan
pada percobaan kedua 168,35 rpm (skala 2,9). Untuk setiap percobaan kedalam tangki
ditambahkan pp sebanyak 5 ml. Selanjutnya pada tangki dimasukkan NaOH 30 ml
bersamaan dengan pencatatan waktu hingga seluruh larutan merata berwarna merah
muda. Setelah terjadi perubahan warna pada larutan dari putih jernih menjadi merah
muda, larutan kemudian dinetralkan dengan ditambahkan larutan H2SO4 sebanyak 30
ml di ikuti pula dengan pencatatan waktu. Sehingga dari percobaan pertama dan kedua
pengadukan air (tanpa tepung kanji) diperoleh hasil pencatatan waktu sebesar 9,5 sekon

14. (hasil duplo) dan 6,5 sekon (hasil duplo) dengan viskositas masing-masing percobaan
adalah 0,093 poise dan 0,112 poise.
Berdasarkan hasil pengamatan diperoleh data sebagai berikut:
Pengadukan dengan menggunakan air
Kecepatan Putar (rpm)
Reynold Number (Nre)
Pola Aliran
151,35
5808,46
Turbulent ( >2000)
167,10
7399,50
Turbulent ( >2000)
Pengadukan dengan menggunakan tepung kanji
Kecepatan Putar (rpm)
Reynold Number (Nre)
Pola Aliran
148,5
1378,81
Laminer (< 2000)
168,35
1297,94
Laminer (<2000)
Berdasarkan literatur, bahwa semakin besar kecepatan putaran pengaduk maka
Reynold Number (Nre) maka semakin besar pula jadi antara kecepatan putaran dan
Reynold Number (Nre) berbanding lurus. pada parktikum kali ini pada pengadukan
dengan bahan air memiliki Reynold number lebih dari 2000 sehingga pola aliran yang
dihasilkan adalah turbulent sedangkan pada penadukan dengan menggunakan larutan
tepung kanji pola aliran yang dihasilkan adalah laminer. Dari percobaan ini dapat
disimpulkan bahwa semakin viskositas bahan yang digunakan pada pencampuran maka
akan semakin mudah proses pengadukan dan waktu pengadukan pun akan semakin
cepat. Untuk kasus pengadukan dengan tepung kanji pola aliran laminer disebabkan
kecepatan pemutar sangat kecil soleh karena itu sebaiknya pada pencampuran dengan
viskositas yang tinggi diperlukan pengadukan yang lebih cepat agar proses pengadukan
dan waktu pengadukan lebih efektif
Selain itu pengaruh Bilangan Reynolds terhadap waktu pengadukan dan blending
time yaitu semakin tinggi bilangan reynold maka waktu pengadukan semakin cepat
sehingga nilai mixing time factor akan semakin kecil. Nilai mixing time factor akan
berbanding lurus dengan nilai blending time sehingga akan berbanding terbalik dengan
Bilangan Reynolds. Dari percobaan diperoleh blending time pada larutan air saja (tanpa
kanji) pada kecepatan pengadukan 151,35 rpm adalah 17,85 sedangkan pada kecepatan
167,10 rpm adalah 15,18. Untuk blending time pengadukan dengan menggunakan

15. larutan kanji pada kecepatan pengadukan 148,50 rpm adalah 53,35 sedangkan pada
kecepatan 168,35 adalah 52,21

16. VIII. Kesimpulan
Proses pencampuran menghasilkan dua fase dimana diperoleh saat nilai
viskositas didapat dengannilai yang sama atau beda tidak terlalu jauh
Variabel-variabel yang mempengaruhi proses pencampuran dan pengadukan
adalah komposisi bahan, reaktor yang digunakan, kecepatan pengadukan, waktu
pengadukan, densitas dan viskositas bahan. Semakin lama pengadukan maka
campuran akan semakin homogen. Homogenitas campuran berpengaruh pada
viskositas dan denstias campuran.
Untuk bahan dengan viskositas yang tinggi diperlukan kecepatan pengadukan
yang lebih besar sehingga proses pengadukan dan waktu pengadukan lebih
efektif.
Semakin besar harga NRe maka semakin singkat waktu pencampurannya.
Semakin besar harga NRe maka semakin kecil energi yang dibutuhkan dalam
proses pengadukan
Mixing time factor berbanding lurus dengan blending time factor, tetapi
berbanding terbalik dengan Reynold Number
Jika menggunakan air (tanpa kanji), pola aliran dalam berbagai kecepatan
putaran pengaduk adalah sebagai berikut :
Kecepatan Putar (rpm)
Reynold Number (Nre)
Pola Aliran
151,35
5808,46
Turbulent ( >2000)
167,10
7399,50
Turbulent ( >2000)
Jika tidak menggunakan tepung kanji , pola aliran dalam berbagai kecepatan
putaran pengaduk adalah sebagai berikut :
Kecepatan Putar (rpm)
Reynold Number (Nre)
Pola Aliran
148,5
1378,81
Laminer (< 2000)
168,35
1297,94
Laminer (<2000)
Pengaduk jenis Three blade marine propeller menghasilkan pola aliran aksial.
Pola aliran yang dibentuk oleh pengaduk dalam tangki adalah sebagai berikut :

17. Tangki Dengan Posisi Pengaduk Senter dan Tanpa Baffle
VIII. Daftar Pustaka
Djauhari, A., 2002, ”Peralatan Kontak dan Pemisah Antar Fasa”, Diktat Kuliah, hal 5559, Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung
Buku Petunjuk Praktikum Satuan Operasi, 2004, “Agitasi dan Pencampuran”, Jurusan
Teknik Kimia, Politeknik Negeri Bandung
McCabe, W. L., Smith, J.C. and Harriot, P., 1993, “Unit Operation of Chemical
Engineering” 5 rd., hal 257-260, McGraw-Hill, Singapore