Studi Pengaruh Kecepatan Putar Impeler Terhadap Aliran Fluida Dalam Fermentor Bioetanol Secara Visualisasi

Proses pencampuran merupakan hal yang krusial ketika viskositas dan densitas larutan berbeda. Side-entering mixer telah banyak digunakan dalam industri perminyakan, berguna untuk mencegah terjadinya endapan partikel solid pada dasar tangki minyak mentah. Tangki berpengaduk side entering mixer memerlukan biaya operasi dan investasi yang rendah. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pola aliran yang terbentuk oleh putaran impeller jenis marine agitator dalam tangki berpengaduk secara side-entering di bagian konis dan mengetahui kontur distribusi molasses dengan metode visualisasi. Penelitian ini dilakukan pada tangki silinder dengan diameter 27 cm dan tinggi fluida 25 cm diatas konis. Pengaduk yang digunakan adalah propeller 3-daun dengan bahan stainless steel berdiameter 4.25 cm. Variabel kecepatan putar impeller yang digunakan untuk menganalisa pola alir adalah 275, 375, 475, 700, 1000, dan 1300 rpm dan untuk pencampuran molasses-air digunakaan kecepatan 700, 1000, dan 1300 rpm. Teknik visualisasi digunakan dalam penilitian ini, dengan memfokuskan cahaya pada layer liquid secara vertikal kemudian difoto dengan DSLR camera dan dilakukan pengamatan untuk mengetahui karateristik pola alirnya. Visualisasi terhadap pencampuran molasses dan air dilakukan dengan fitur video pada DSLR camera. Selain itu, dilakukan perhitungan terhadap propeller power consumption menggunakan pendekatan grafik power number correlations sehingga didapatkan nilai acuan yang dapat digunakan untuk melakukan scale-up. Hasil dari penelitian ini adalah: pada tiap kecepatan putar impeller, seiring dengan bertambahnya waktu pengamatan, posisi circulation flow menurun dari tengah tangki mendekati perbatasan antara silinder dan konis. Pada waktu pengamatan yang sama, seiring dengan peningkatan kecepatan putar impeller, posisi circulation flow akan menurun. Distribusi kecepatan fluida dalam tangki conical bottom, meningkat pada 5 titik pengamatan seiring dengan meningkatnya kecepatan putar impeller. Semakin besar kecepatan putar impeller yang digunakan saat pencampuran molasses maka pencampuran akan semakin cepat tercapai. Meningkatkan kecepatan putar impeller sebanyak dua kali lipat akan memangkas setengah dari waktu campuran. Nilai power consumption dari propeller berbanding lurus dengan nilai densitas fluida dan kecepatan putar impeller. ========================================================== The mixing process is crucial when viscosity and density of the solution are different. Side-entering mixer has been widely used in the petroleum industry, it is useful to prevent deposition of solid particles on the basis of crude oil tanks. Stirred tank with side entering mixer requires low operating cost and investment. The purpose of this research is to study the pattern of fluids flow that created by the rotation of impeller with marine agitator type inside stirred-tank using side entering method on conical part and to know contour of distribution of molasses using visualization method. This research was conducted on the tank cylinder with a diameter of 27 cm and the volume of liquid used was 25 cm above the conical. Impeller used in this research is 3-blade propeller made from stainless steel with a diameter of 4.25 cm. Variation of impeller speed used is 275, 374, 475, 700, 1000 and 1300 rpm. Visualization techniques used in this research, specifically focus on the vertical light liquid layer then photographed with a DSLR camera. This observation was done in order to characterize the flow pattern. Propeller power consumption was also determined using graphical approach using power number correlations graph to obtain reference value that may be used in scale-up. The result of this research are: in every impeller speed variable, as experimental time goes by, the position of circulation flow is going down from the center of the vessel approaching the peripheral area between cylindrical tank and the conical bottom. At the same observation time, as the speed of the impeller increase, the position of the circulation flow will go lower than its initial position. The fluids velocity distributions in conical bottom are showing escalation in all observation point as the speed of the impeller increases. As the speed of the impeller used increases, the mixing will be done in shorter period, while increasing the speed of the impeller by 2 will halved the mixing time. The propeller power consumption is directly proportional to the density of the fluids used and the speed of impeller