Analisis Biogas Reaktor Dengan Side Entering Mixer Berbasis CFD

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik pola aliran dan makro instabilitas berdasarkan ukuran, jenis dan kecepatan putar impeller dengan sistem gas liquid dalam tangki dengan menggunakan side-entering mixer dengan pendekatan secara simulasi menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD). CFD dapat memprediksi aliran fluida, perpindahan panas dan massa, reaksi kimia dan fenomena lain yang terkait dengan memecahkan serangkaian persamaan matematika yang sesuai sehingga dapat diketahui detail fenomena hidrodinamika yang terjadi dalam reaktor berpengaduk. Dengan menggunakan CFD dapat telihat vector, kontur dan pola aliran yang terbentuk dalam campuran. Penelitian dilakukan pada tangki berpengaduk side entering. Dalam penelitian ini fluida yang digunakan adalah air dan metana. Digunakan jenis pengaduk 45o Inclined Fan Turbine (IFT) berdiameter 3 dan 4 cm dengan masing-masing menggunakan 4 blade dan 6 blade. Orientasi pengadukan meliputi kecepatan putaran 400 rpm, 500 rpm, 600 rpm, dan 700 rpm. Model penting yang digunakan adalah Large Eddy Simulastion (LES) untuk viskositas fluida, dan sliding mesh untuk perputaran impellernya. Dari simulasi diperoleh visualisasi pola alir dari bidang pengamatan vertikal dan horizontal yakni pola alir dominan yang terjadi dalam side-entering mixer dengan menggunakan inclined fan turbine adalah one loop circulation hingga bagian tengah tangki saja, sedangkan bagian tengah tangki hingga keatas merupakan aliran stagnan jika diamati dari bidang vertikal. Semakin besar diameter dari impeller, aliran yang terjadi disekitar impeller semakin turbulen yakni pada diameter impeller 4 cm 4 blade dengan 4 kali terjadi macrovortex Semakin cepat putaran impeller (rpm) maka turbulensinya meningkat yang menyebabkan terjadinya vortex di beberapa bagian dalam tangki berpengaduk yakni pada kecepatan 600 rpm dan 700 rpm dengan diameter impeller 4 cm 4 blade. Aliran liquid pada H/D=1 (v=0,1-0,15 m/s) mencapai permukaan liquid lebih lambat dibandingkan H/D=0,5 (v=0,2-0,3 m/s). Dan fraksi volume gas metana dalam liquid sebesar 0,1 terlalu besar sehingga gas metana berada dalam bentuk gelembung yang besar