DAFTAR ISI. Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI PENGESAHAN PRAKATA DEDIKASI RIWAYAT HIDUP PENULIS ABSTRACT

Transkripsi

1 DAFTAR ISI Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ii PENGESAHAN iii PRAKATA iv DEDIKASI vi RIWAYAT HIDUP PENULIS vii ABSTRAK viii ABSTRACT ix DAFTAR ISI x DAFTAR GAMBAR xii DAFTAR TABEL xiv DAFTAR LAMPIRAN xv DAFTAR SINGKATAN xiv DAFTAR SIMBOL xvii BAB I PENDAHULUAN LATAR BELAKANG PERUMUSAN MASALAH TUJUAN PENELITIAN MANFAAT PENELITIAN RUANG LINGKUP PENELITIAN 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA PRINSIP METODE PENGAPUNGAN BATANG (BUOYANCY WEIGHING-BAR METHOD) METODE-METODE PENGUKURAN DISTRIBUSI UKURAN PARTIKEL Microscopy Coulter Counter Andreasen Pipette Sedimentation Balance Centrifugal Sedimentation 11 x

2 2.2.6 Laser Diffraction JENIS-JENIS ALIRAN PARTIKEL Stoke Flow Allen Flow Newton Flow FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI BUOYANCY WEIGHING-BAR METHOD PENELITIAN YANG SUDAH PERNAH DILAKUKAN TEPUNG TERIGU ANALISIS EKONOMI 17 BAB III METODOLOGI PENELITIAN BAHAN YANG DIGUNAKAN PERALATAN YANG DIGUNAKAN RANCANGAN PENELITIAN FLOWCHART PENELITIAN 21 BAB IV PEMBAHASAN PENGARUH WAKTU PENGENDAPAN TERHADAP MASSA BATANG PADA BUOYANCY WEIGHING-BAR METHOD PENGARUH JENIS FASA CAIR PADA BUOYANCY WEIGHING-BAR METHOD PENGARUH KONSENTRASI FASA CAIR PADA BUOYANCY WEIGHING-BAR METHOD Pengaruh Konsentrasi Pada Fasa Cair Etanol Pengaruh Konsentrasi Pada Fasa Cair Metanol 26 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN SARAN 29 DAFTAR PUSTAKA 30 LAMPIRAN 33 xi

3 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Grafik Penentuan Distribusi Ukuran Partikel pada Fluidisasi 4 Gambar 2.2 Skematik Diagram Pengendapan Partikel 5 Gambar 2.3 Grafik Penentuan Distribusi Partikel Dengan Metode Pengapungan Batang 8 Gambar 2.4 Alat Microscopy 9 Gambar 2.5 Prinsip alat Coulter Counter 10 Gambar 2.6 Metode Andreasson Pipette 10 Gambar 2.7 Metode Sedimentation Balance 11 Gambar 2.8 Alat Centrifugal Sedimentation 11 Gambar 2.9 Prinsip Laser Diffraction 12 Gambar 2.10 Alat Laser Diffraction 12 Gambar 2.11 Bentuk Partikel Tepung Terigu 17 Gambar 3.1 Skematik dari Peralatan Eksperimen 20 Gambar 3.2 Flowchart Percobaan Metode Pengapungan Batang 21 Gambar 4.1 Pengaruh Waktu Terhadap Msasa Batang dengan Fasa Cair Etanol 22 Gambar 4.2 Pengaruh Waktu Terhadap Massa Batang dengan Fasa Cair Metanol 22 Gambar 4.3 Pengaruh Waktu Terhadap Massa Batang dengan Fasa Cair Kerosin 23 Gambar 4.4 Pengaruh Jenis Fasa Cair Murni Pada Distribusi Ukuran Partikel Tepung Terigu 24 Gambar 4.5 Pengaruh Konsentrasi Fasa Cair Etanol Pada Distribusi Ukuran Partikel Tepung Terigu 25 Gambar 4.6 Pengaruh Konsentrasi Fasa Cair Metanol Pada Distribusi Ukuran Partikel Tepung Terigu 26 Gambar 4.7 Pengaruh Jenis Fasa Cair dan Konsentrasinya Pada Distribusi Ukuran Partikel Tepung terigu 28 xii

4 Gambar L2.1 Batang Aluminium 40 Gambar L2.2 Batang Pengaduk 40 Gambar L2.3 Sampel Tepung Terigu 41 Gambar L2.4 Rangkaian Peralatan 41 xiii

5 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Densitas dan Viskositas Fasa Cair Murni beserta Ukuran Partikel 24 Tabel 4.2 Densitas dan Viskositas Fasa Cair Etanol dengan Variasi Konsentrasi beserta Ukuran Partikel 26 Tabel 4.3 Densitas dan Viskositas Fasa Cair Metanol dengan Variasi Konsentrasi beserta Ukuran Partikel 27 Tabel L1.1 Data Etanol Murni dengan Metode Pengapungan Batang 33 Tabel L1.2 Data Besaran Untuk Fasa Cair Etanol Murni 34 Tabel L1.3 Data Besaran Untuk Fasa Cair Etanol Murni pada Waktu 1500 detik 34 Tabel L1.4 Distribusi Ukuran Partikel Menggunakan Fasa Cair Etanol Murni 36 Tabel L1.5 Distribusi Ukuran Partikel Menggunakan Fasa Cair Metanol Murni 37 Tabel L1.6 Distribusi Ukuran Partikel Menggunakan Fasa Cair Kerosin 38 Tabel L1.7 Distribusi Ukuran Partikel Metode Sedimentation Balance 39 xiv

6 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 Contoh Perhitungan Menentukan Ukuran Partikel Menentukan Kumulatif Massa Partikel 34 Lampiran 2 Foto Penelitian Batang Aluminium Batang Pengaduk Sampel Semen Rangkaian Peralatan 41 xv

7 DAFTAR SINGKATAN BWM SB PSD Buoyancy Weighing-Bar Method Sedimentation Balance Particle Size Distribution xvi

8 DAFTAR SIMBOL Simbol Keterangan Dimensi ρ Densitas kg/m 3 ΔP Perubahan tekanan N/m A Luas permukaan batang m 2 D(x) Massa kumulatif partikel undersize V B Volume batang m 3 h Panjang batang m ρ L Densitas cairan kg/m 3 ρ P Densitas partikel kg/m 3 C 0 Konsentrasi awal suspensi kg padatan/m 3 suspensi t Waktu s ρ S0 Densitas mula-mula suspensi kg/m 3 W B0 Massa batang mula-mula kg ρ B Densitas batang kg/m 3 C Konsentrasi suspensi %wt W Bt Massa pengapungan batang kg ρ St Densitas suspensi kg/m 3 G Bt Massa nyata dari batang kg v(x) Kecepatan pengendapan m/s W Rt Massa partikel yang lebih besar dari kg ukuran x x Ukuran partikel μm u Superficial velocity m/s R(x) Massa kumulatif partikel oversize G Rt Massa nyata partikel yang lebih besar kg dari partikel berukuran x ρ B Densitas batang kg/m 3 u t Kecepatan terminal partikel m/s d Diameter partikel m g Percepatan gravitasi m/s 2 μ Viskositas cairan kg/m.s xvii

9 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Penentuan distribusi ukuran partikel tepung terigu merupakan salah satu metode yang penting dalam teknologi partikel dalam industri tepung terigu. Selama ini, berbagai cara sudah dilakukan untuk menentukan ukuran partikel [1]. Untuk sistem padat-cair, distribusi ukuran partikel diukur menggunakan diameter Stokes dengan mengukur kecepatan perpindahan partikel dalam larutan. Metodemetode yang menggunakan cara ini antara lain adalah Metode Andreasen Pipette [2], Metode Sedimentation Balance [3], Metode Centrifugal Sedimentation [4], dan lain-lain. Metode-metode ini sangat murah dalam pengoperasiannya, tetapi membutuhkan waktu yang agak lama dan kurang praktis dalam penggunaannya. Pada sisi yang lain, berbagai metode dengan sistem berbeda juga telah ditemukan seperti Metode Laser Diffraction/Scattering [5], Microscopy [6] dan Metode Coulter Counter [7]. Pengoperasian metode-metode ini sangat praktis sekali dan hasil yang diperoleh sangat akurat dalam tempo yang singkat, tetapi harga peralatan yang dipakai sangat mahal. Untuk mengatasi masalah ini, sebuah metode yang sederhana, praktis dan murah sangat diperlukan. Metode terbaru yang sedang dikembangkan untuk mengatasi masalah tersebut adalah Metode Pengapungan Batang (Buoyancy Weighing-Bar Method). Metode ini telah terbukti dapat menentukan distribusi ukuran partikel pada Stokes region maupun pada Allen region untuk berbagai partikel seperti alumina, glass beads, silica sands, nylon beads, magnesite, calcium carbonate, glass bubbles, dan lain-lain. Metode ini pertama sekali dikembangkan oleh Obata, dkk. Mereka mengukur distribusi ukuran partikel dengan menggunakan sebuah batang logam yang digantungkan pada cairan yang berisi butiran partikel yang terdispersi pada cairan tersebut. Cara inilah yang disebut dengan Metode Pengapungan Batang (Buoyancy Weighing-Bar Method). Dalam metode ini, perubahan densitas larutan yang terjadi karena perpindahan 1

10 partikel diukur dari perubahan massa batang yang digantung di dalam suspensi [8-12]. Pada industri tepung terigu, penentuan distribusi ukuran partikel biasanya dilakukan dengan menggunakan metode laser diffraction/scattering atau metode Coulter counter. Metode ini tergolong sangat mahal, sehingga perlu dikaji pemakaian Metode Pengapungan Batang pada industri ini. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Permasalahan yang dihadapi dalam penelitian pengukuran distriburi ukuran partikel tepung terigu dengan Metode Pengapungan Batang adalah bagaimana pengaruh fasa cairan yang berbeda terhadap distribusi ukuran partikel tepung terigu. 1.3 TUJUAN PENELITIAN Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan Metode Pengapungan Batang dalam mengukur distribusi ukuran partikel tepung terigu, sehingga diharapkan dapat menjadi pengganti metode yang telah umum digunakan di industri dengan biaya yang lebih murah dan hasil yang cukup akurat. 1.4 MANFAAT PENELITIAN Manfaat dari penelitian ini adalah: 1. Mengetahui distribusi ukuran partikel tepung teigu dengan Metode Pengapungan Batang. 2. Mengetahui cara pengukuran distribusi ukuran partikel tepung terigu dengan metode yang lebih murah dan akurat. 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN Penelitian pengukuran ukuran partikel semen dengan Metode Pengapungan Batang ini dilakukan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. 2

11 Kondisi Tetap o Berat sampel o Ukuran batang = 1 wt% = Diameter 10 mm dan panjang 210 mm (aluminium dengan ρ = 2700 kg/m 3 ) o Volume larutan = 1000 ml Variabel yang divariasikan o Fasa cairan = Etanol, metanol, kerosin, dan air o Konsentrasi fasa cairan = 30 vol%, 50 vol%, 70 vol%, dan 99,9 vol% (p.a.) untuk jenis fasa cairan etanol dan metanol Hasil yang diuji = Distribusi ukuran partikel tepung terigu 3