Kinerja pencampuran fluida nan-newtonian dengan pengaduk selfaspirating
Abstract
Pencampuran (mixing) secara umum merupakan suatu proses homogenisasi dua atau lebih komponen dengan tujuan untuk mendapatkan campuran yang homogen, Pada dasarnya ada dua faktor yang sangat berpengaruh terhadap pencampuran yaitu peralatan pencampuran, yang meliputi konstruksi dari vessel, impeler, baffle dan sparger, dan material yang akan dicampur, yang merupakan fungsi dari sifat rheologi, sifat fisik, kimia dan biologi bahan.
Ada beberapa karakteristik pencampuran yang sangat berpengaruh terhadap
kinerja pencampuran, yaitu: pola aliran, konsumsi energi dan waktu pencampuran. Ketiga karakterstik tersebut satu dengan lainnya saling berhubungan dan sangat penting diperhatikan agar pencampuran dapat berlangsung optimal dan efisien.
Pengaduk selfaspirating adalah satu jenis pengaduk, yang memungkinkan penyatuan fungsi sebagai pengaduk sekaligus sebagai sparger. Penggunaan pengaduk ini dapat mengurangi jumlah komponen peralatan pada reaktor.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari kinerja pencampuran dari fluida non Newtonian melalui pengamatan terhadap sifat reologi, pola aliran, waktu pencampuran dan konsumsi energi, pada reaktor tangki berpengaduk, beraerasi, dengan menggunakan pengaduk selfaspirating.
Pada penelitian ini digunakan sebuah reaktor tangki berpengaduk, dengan pengaduk selfaspirating, yang dilengkapi dengan pengukur dan pengatur tegangan (V), pengukur kuat arus (1) dan pengukur kecepatan pengadukan (rpm). Fluida yang digunakan pada penelitian ini adalah gum xanthan dalam larutan HFS 70 brix. Konsentrasi gum xanthan yang digunakan adalah 0.1% dan 0.5%. Fluida tersebut diukur sifat reologinya dengan menggunakan rheometer Haake Rotovisco 20, kemudian diukur waktu campurnya dengan menggunakan teknik pewarnaan. Konsumsi energi dihitung dari nilai-nilai tegangan (V) dan kuat arus (I) pada beberapa kecepatan pengadukan.
Pengukuran sifat rheologi menunjukkan bahwa larutan HFS murni bersifat Newtonian. Dengan penambahan gum xanthan 0.1% dan 0.5% larutan berubah menjadi bersifat shear thinning atau pseudoplastik, yaitu suatu fluida yang nilai kekentalannya menurun dengan meningkatnya kecepatan pengadukan. Sifat fluida ini ditunjukkan oleh nilai indeks perilaku aliran (n) yang kurang dari 1. Nilai n ini semakin kecil dengan semakin besarnya konsentrasi gum xanthan yang ditambahkan.
Pola aliran yang dihasilkan oleh pengadukan dengan menggunakan selfaspirating adalah pola aliran radial. Aerasi dapat memperkecil zona stagnan dan mempercepat pergerakan fluida pada fluida yang tidak terlalu kental.