EKSPERIMEN PENGARUH UKURAN PARTIKEL PADA LAJU PENGERINGAN PUPUK ZA DALAM TRAY DRYER

Transkripsi

1 EKSPERIMEN PENGARUH UKURAN PARTIKEL PADA LAJU PENGERINGAN PUPUK ZA DALAM TRAY DRYER Disusun oleh : Kristina Dwi yanti Nia Maulia Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Susianto, DEA Prof. Dr. Ir. Ali Altway, MS LABORATORIUM PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA JURUSAN TEKNIK KIMIA FTI ITS SURABAYA

2 PENDAHULUAN

3 LATAR BELAKANG Penelitian tentang karakteristik pengeringan pupuk ZA dengan perbedaan ukuran partikel masih sangat terbatas. Oleh karena itu penelitian untuk mendapatkan data karakteristik pengeringan pupuk ZA perlu dilakukan. Dalam penelitian ini akan dilakukan studi eksperimen karakteristik pengeringan pupuk ZA dengan kondisi ukuran partikel yang berbeda di dalam Tray dryer..

4 PENELITIAN TERDAHULU Penelitian 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

5 Beberapa Hal Pokok Dari Hasil Ukuran partikel padatan seragam. Penelitian Terdahulu 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 pupuk ZA dengan perbedaan ukuran partikel didalam tray dryer.

6 Perumusan Masalah Permasalahan yang akan dikaji dalam penelitian ini adalah mengenai studi karakteristik pangeringan pupuk ZA dengan meninjau perbedaan ukuran partikel.

7 Tujuan Penelitian Menentukan karakteristik pengeringan pupuk ZA dengan ditinjau perbedaan ukuran partikel. Menentukan parameter perpindahan massa (D eff ) dan koefisien perpindahan massa pada udara pengering (k G ). Menentukan pengaruh kecepatan udara, suhu udara, humidity dan perbedaan ukuran partikel terhadap drying rate.

8 TINJAUAN PUSTAKA

9 Fenomena Pengeringan Gambar 2.1 Typical Kurva Pengeringan untuk Pengeringan Konveksi

10 Gambar Typical Kurva Rate Pengeringan untuk Pengeringan Konveksi

11 METODOLOGI PENELITIAN

12 Tahap Persiapan Penelitian Persiapan Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pupuk ZA - Mengayak pupuk ZA sesuai ukuranyang ditentukan. - Menentukan kadar air bahan.

13 Tahap Eksperimen udara keluar udara masuk 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

14 Tahap Evaluasi Data Eksperimen 1. Menentukan karakteristik pengeringan 2.Menentukan Difusivitas Efektif (Deff) 3.Menentukan koefisien perpindahan massa(k G )

15 Variabel Penelitian Laju udara pengering Suhu udara pengering Ukuran Partikel Bahan : 1 m/s ; 1,2 m/s : 60,70 dan 80 0 C : mesh ( 0,0510 cm) : mesh ( 0,0450 cm) : mesh ( 0,0390 cm)

16 HASIL DAN PEMBAHASAN

17 Pengaruh Ukuran Partikel terhadap Drying Rate Drying rate(kg H2O/ kg solid kering.menit) moisture content(%) Dp=0.05 cm Dp=0.04 cm Dp=0.03 cm Gambar 4.1 Pengaruh ukuran partikel terhadap drying rate pada suhu T = 80 o C, kecepatan udara pengering v = 1m/s dengan ukuran partikel 0.05 cm, 0.04 cm, dan 0.03 cm.

18

19 Pengaruh Suhu Udara Pengering terhadap Drying Rate Drying rate(kg H2O/kg solid kering.menit) T=60 C T=70 C T=80 C moisture content(%) Gambar 4.2 Pengaruh suhu pengeringan terhadap drying rate pada kecepatan udara pengering v = 1,2 m/s dengan ukuran partikel 0.03 cm

20

21 Pengaruh Kecepatan Udara Pengering terhadap Drying Rate Drying rate(kg H2O/kg solid kering.menit) moisture content(%) v=1 m/s v=1.2 m/s Gambar 4.3 Pengaruh kecepatan udara pengering terhadap drying rate pada suhu T= 80 o C dengan ukuran partikel 0.04 cm.

22

23 Pengaruh humidity Udara Pengering terhadap Drying Rate Drying rate(kg H2O/kg solid kering.menit) H= gr uap air/kg udara kering H= gr uap air/kg udara kering moisture content(%) Gambar 4.4 Pengaruh humidity udara pengering terhadap drying rate pada suhu T = 80 o C, dengan ukuran partikel 0.05 cm.

24

25 Estimasi Parameter Model Gambar 4.5 Grafik fitting data simulasi dengan eksperimen pada ukuran 0.05 cm T =80 o C, dan kecepatan udara pengering v =1m/s.

26 Pengaruh Suhu Udara Pengering terhadap Difusivitas Efektif (D eff ) Dengan fitting parameter model dengan data percobaan, maka diperoleh nilai parameter D eff. Pada penelitian ini harga D eff dinyatakan sebagai fungsi suhu dengan persamaan : D eff = 3,3884x10-15 T

27 Pengaruh Suhu Udara Pengering terhadap Difusivitas Efektif (D eff ) Gambar 4.6 Pengaruh perubahan suhu udara pengering terhadap D eff.

28 Pengaruh Variabel Ukuran Partikel terhadap Difusivitas Efektif (D eff ) Gambar 4.7 Pengaruh ukuran partikel terhadap D eff.

29 Pengaruh Variabel Ukuran Partikel terhadap Koefisien Perpindahan Massa kg(kgmol/detik.m 2.Pa) x E E E E E E E E E E E E ukuran partikel (cm) v=1 m/s v=1.2 m/s Gambar 4.8 Pengaruh ukuran partikel terhadap k G pada suhu udara pengering T = 80 o C

30 Dengan fitting parameter model dengan data percobaan, maka diperoleh korelasi empiris sebagai berikut: k G = 1,04647 x10-9 Dp T v Dari persamaan diatas maka didapatkan hubungan antara k G dengan ukuran partikel, suhu pengering dan kecepatan pengeringan.

31 Kesimpulan Pada penelitian ini didapatkan kesimpulan bahwa semakin besar ukuran partikel, maka drying rate semakin meningkat. Berdasarkan ukuran partikel seharusnya semakin kecil ukuran partikel, maka drying rate semakin meningkat. Hal ini disebabkan karena adanya faktor-faktor yang mempengaruhi waktu pengeringan. Drying rate semakin meningkat dengan kenaikan suhu udara pengering, kenaikan laju udara pengering, penurunan humidityudara pengering.

32 Semakin tinggi suhu udara pengering, maka harga Deff semakin besar. Semakin kecil ukuran partikel, maka harga k G semakin meningkat. Dari penelitian yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan persamaan empiris difusivitas efektif sebagai fungsi suhu sebagai berikut: D eff = 3,388x10-15 T 2,096. Dengan fitting parameter model dengan data percobaan, diperoleh nilai parameter k G = 1,04647 x10-9 Dp T v

33 Terima Kasih Mohon saran dan bimbingannya