EKSPERIMEN PENGARUH UKURAN PARTIKEL PADA LAJU PENGERINGAN PUPUK ZA DALAM TRAY DRYER
Disusun oleh :Kristina Dwi yanti Nia Maulia
2308 100 537 2308 100 542
Dosen Pembimbing :
Dr. Ir. Susianto, DEA Prof. Dr. Ir. Ali Altway, MS
LABORATORIUM PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA JURUSAN TEKNIK KIMIA
FTI ITS SURABAYA
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG Penelitian tentang karakteristik pengeringan
pupuk ZA dengan perbedaan ukuran partikelmasih sangat terbatas. Oleh karena itu penelitianuntuk mendapatkan data karakteristikpengeringan pupuk ZA perlu dilakukan. Dalampenelitian ini akan dilakukan studi eksperimenkarakteristik pengeringan pupuk ZA dengankondisi ukuran partikel yang berbeda di dalamTray dryer.
.
PENELITIAN TERDAHULUPenelitian eksperimen :
PENELITI DESKRIPSI UMUM PENELITIAN
Doymaz et al(2003)
pengeringan limbah padat dari ekstraksi minyak zaitun
Singh et al al(2006) pengeringan ampas wortel
Roberts et al(2008) pengeringan biji anggur
Dedi dkk(2008) Pengeringan limbah padat tapioka
Salman dkk(2010) pengeringan pupuk ZA dalam tray dryer
Beberapa Hal Pokok Dari HasilPenelitian Terdahulu
Ukuran partikel padatan seragam. Penelitian pengeringan pupuk ZA lebih banyak
dilakukan secara modelling. Penelitian pengeringan pupuk ZA dengan ukuran
partikel berbeda masih sangat terbatas, Oleh karena itu dalam penelitian ini akan dilakukan
eksperimen tentang karakteristik pengeringan pupukZA dengan perbedaan ukuran partikel didalam traydryer.
Perumusan Masalah Permasalahan yang akan dikaji dalam penelitian ini
adalah mengenai studi karakteristik pangeringanpupuk ZA dengan meninjau perbedaan ukuranpartikel.
Tujuan Penelitian Menentukan karakteristik pengeringan pupuk ZA
dengan ditinjau perbedaan ukuran partikel. Menentukan parameter perpindahan massa (Deff )
dan koefisien perpindahan massa pada udarapengering (kG).
Menentukan pengaruh kecepatan udara, suhuudara, humidity dan perbedaan ukuran partikelterhadap drying rate.
TINJAUAN PUSTAKA
Fenomena Pengeringan
Gambar 2.1 Typical Kurva Pengeringan untuk Pengeringan Konveksi
Gambar 2. 2. Typical Kurva Rate Pengeringan untuk PengeringanKonveksi
METODOLOGI PENELITIAN
Tahap Persiapan Penelitian
Persiapan Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah
pupuk ZA- Mengayak pupuk ZA sesuai ukuran yang ditentukan.- Menentukan kadar air bahan.
1. Kipas angin
2. AC
3. Pemanas
4. Thermocouple
5. Thermocouple bola kering
6. Thermocouple bola basah
7. Pintu kaca
8. Timbangan digital
9. Tray
10. Wadah sampel
11. Ruangan Pengering
2 15
3
80
4
6 5 6
8100.0
udara keluar
udara masuk
7
9
10
11
Tahap Eksperimen
Tahap Evaluasi Data Eksperimen
1. Menentukan karakteristik pengeringan2.Menentukan Difusivitas Efektif (Deff)3.Menentukan koefisien perpindahan massa(kG)
Variabel Penelitian
Laju udara pengering : 1 m/s ; 1,2 m/s Suhu udara pengering : 60,70 dan 80 0C Ukuran Partikel Bahan : 20- 24 mesh ( 0,0510 cm)
: 24- 28 mesh ( 0,0450 cm): 28- 32 mesh ( 0,0390 cm)
HASIL DAN PEMBAHASAN
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.2000
0.2500
0.3000
0.3500
0.4000
0.000 0.500 1.000 1.500 2.000
Dry
ing
rate
(kg
H2O
/ kg
solid
ke
ring
.men
it)
moisture content(%)
Dp=0.05 cmDp=0.04 cmDp=0.03 cm
Pengaruh Ukuran Partikel terhadapDrying Rate
Gambar 4.1 Pengaruh ukuran partikel terhadap drying rate pada suhuT = 80oC, kecepatan udara pengering v = 1m/s dengan ukuran partikel
0.05 cm, 0.04 cm, dan 0.03 cm.
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500
Dry
ing
rate
(kg
H2O
/kg
soli
d ke
rin
g.m
enit
)
moisture content(%)
T=60 C
T=70 C
T=80 C
Pengaruh Suhu Udara Pengering terhadapDrying Rate
Gambar 4.2 Pengaruh suhu pengeringan terhadap drying rate padakecepatan udara pengering v = 1,2 m/s dengan ukuran partikel 0.03 cm
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200Dry
ing
rate
(kg
H2O
/kg
solid
ker
ing
.men
it)
moisture content(%)
v=1 m/sv=1.2 m/s
Pengaruh Kecepatan Udara Pengeringterhadap Drying Rate
Gambar 4.3 Pengaruh kecepatan udara pengering terhadap drying ratepada suhu T= 80oC dengan ukuran partikel 0.04 cm.
0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.2000
0.2500
0.000 0.500 1.000 1.500
Dry
ing
rate
(kg
H2O
/kg
solid
ke
ring
.men
it)
moisture content(%)
H=13.259 gr uap air/kg udara kering
H=12.328 gr uap air/kg udara kering
Pengaruh humidity Udara Pengering terhadapDrying Rate
Gambar 4.4 Pengaruh humidity udara pengering terhadap drying rate pada suhu T = 80oC, dengan ukuran partikel 0.05 cm.
Estimasi Parameter Model
Gambar 4.5 Grafik fitting data simulasi dengan eksperimen pada ukuran0.05 cm T =80oC, dan kecepatan udara pengering v =1m/s.
Pengaruh Suhu Udara Pengering terhadapDifusivitas Efektif (Deff)
Dengan fitting parameter model dengan data percobaan, maka diperoleh nilai parameter Deff. Padapenelitian ini harga Deff dinyatakan sebagai fungsisuhu dengan persamaan : Deff = 3,3884x10-15T2.096.
Gambar 4.6 Pengaruh perubahan suhu udara pengering terhadap Deff.
Pengaruh Suhu Udara Pengering terhadapDifusivitas Efektif (Deff)
Pengaruh Variabel Ukuran Partikelterhadap Difusivitas Efektif (Deff)
Gambar 4.7 Pengaruh ukuran partikel terhadap Deff.
Pengaruh Variabel Ukuran Partikel terhadapKoefisien Perpindahan Massa
Gambar 4.8 Pengaruh ukuran partikel terhadap kG pada suhu udarapengering T = 80oC
8.20E-108.30E-108.40E-108.50E-108.60E-108.70E-108.80E-108.90E-109.00E-109.10E-109.20E-109.30E-10
0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.05 0.055
kG(k
gmol
/det
ik.m
2 .Pa)
x 10
-10
ukuran partikel (cm)
v=1 m/s
v=1.2 m/s
Dengan fitting parameter model dengan data percobaan, maka diperoleh korelasi empiris sebagaiberikut: kG = 1,04647 x10-9 Dp-0.00491 T -0.0549 v 0.499. Dari persamaan diatas maka didapatkan hubunganantara kG dengan ukuran partikel, suhu pengering dankecepatan pengeringan.
Kesimpulan Pada penelitian ini didapatkan kesimpulan bahwa semakin
besar ukuran partikel, maka drying rate semakin meningkat.Berdasarkan ukuran partikel seharusnya semakin kecil ukuranpartikel, maka drying rate semakin meningkat. Hal inidisebabkan karena adanya faktor-faktor yang mempengaruhiwaktu pengeringan.
Drying rate semakin meningkat dengan kenaikan suhu udarapengering, kenaikan laju udara pengering, penurunanhumidity udara pengering.
• Semakin tinggi suhu udara pengering, maka harga Deff semakinbesar.• Semakin kecil ukuran partikel, maka harga kG semakinmeningkat.• Dari penelitian yang telah dilakukan diperoleh kesimpulanpersamaan empiris difusivitas efektif sebagai fungsi suhu sebagaiberikut: Deff = 3,388x10-15T2,096.• Dengan fitting parameter model dengan datapercobaan, diperoleh nilai parameter kG = 1,04647 x10-9 Dp-0.00491
T -0.0549 v 0.499.
Terima KasihMohon saran dan bimbingannya