Perhitungan Tray Dryer Adam

4.1 Pengaruh Diameter PartikelSkala Air Flow : 5Skala Temp : 5

1. Ukuran kecil ( Diameter partikel 0.3 mm )Berat tray + pasir kering : 371

t (menit)

Wts (gram)

V Vavg (m/s)

Tups (oC) Tdowns (oC)

1 2 3 4 5 Wet Dry Wet Dry0 380 1.4 1.55 1.54 1.53 1.5 1.504 27.5 32.5 27.5 32.53 379 1.57 1.62 1.4 1.51 1.52 1.524 27.5 32.5 27.5 32.56 378 1.61 1.77 1.43 1.56 1.57 1.588 27.5 32.5 28 349 377 1.45 1.56 1.34 1.43 1.5 1.456 28 32.5 28 33

12 376 1.42 1.63 1.22 1.47 1.5 1.448 27 32.5 28 32.5

2. Ukuran sedang ( Diameter partikel 0.5 mm )Berat tray + pasir kering : 349

t (menit)

Wts (gram)

V Vavg (m/s)


1 2 3 4 5 Wet Dry Wet Dry0 352 1.58 1.7 1.36 1.51 1.5 1.53 31.7 32.5 32.5 32.53 351 1.66 1.71 1.34 1.51 1.53 1.55 32.5 32 32.5 326 350 1.66 1.73 1.43 1.49 1.52 1.566 32.5 32 32.5 329 350 1.65 1.77 1.42 1.54 1.61 1.598 32.5 31.5 32.5 31.5

12 350 1.64 1.68 1.37 1.49 1.57 1.55 32.5 31.5 32.5 32

3. Ukuran besar ( Diameter partikel 0.7 mm )Berat tray + pasir kering : 438

t (menit)

Wts (gram)

V Vavg (m/s)


1 2 3 4 5 Wet Dry Wet Dry0 441 1.35 1.65 1.52 1.53 1.42 1.494 32.5 32 32.5 323 440 1.5 1.79 1.5 1.55 1.55 1.578 32.5 32 32.5 326 439 1.57 1.78 1.36 1.5 1.46 1.534 37.5 31.7 27.5 329 439 1.55 1.62 1.32 1.41 1.48 1.476 27.5 32 27.5 32

12 439 1.64 1.64 1.33 1.41 1.42 1.488 27.5 31.5 27.5 32

Kurva Kandungan air (XI) terhadap waktu (t)

0 2 4 6 8 10 12 14

-0.200

-0.100

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600Kandungan Air vs Waktu Pengeringan

d = 0.5 mmd = 0.7 mmd = 0.3 mm

Waktu Pengeringan (menit)

Kan

du

nga

n A

ir (

g ai

r/ g

pad

atan

k

erin

g)

Pengukuran laju pengeringan dengan metode penurunan berat

Diameter 0.3 mm

t Xi

(menit) d = 0.3 mm

d =0.5 mm

d = 0.7 mm

0 0.061 -0.128 0.4733 0.054 -0.135 0.4666 0.047 -0.142 0.4599 0.041 -0.142 0.459

12 0.034 -0.142 0.459

t Δt Wi ΔW As Ri Xi

(menit

)

(menit

)

(gram) (gram) (cm2) (g air / menit

cm2)

0 0 380 0 605 0 0.021657153

3 3 379 1 605 0.000550964 0.019339215

6 3 378 1 605 0.000550964 0.017920775

9 3 377 1 605 0.000550964 0.015706625

12 3 376 1 605 0.000550964 0.015256876

Diameter 0.5 mm


(menit

)

(menit

)


cm2)

0 0 352 0 605 0 0.22805743

3 3 351 1 605 0.000550964 0.225428127

6 3 350 1 605 0.000550964 0.223663726

9 3 350 0 605 0 0.222591247

12 3 350 0 605 0 0.200449749

Diameter 0.7 mm


(menit

)

(menit

)


cm2)

0 0 441 0 605 0 0.095934959

3 3 440 1 605 0.000550964 0.092752119

6 3 439 1 605 0.000550964 0.09150666

9 3 439 0 605 0 0.090192008

12 3 534.81 -95.81 605 -0.052787879 0.089638471

-0.02 0.03 0.08 0.13 0.18 0.230

0.0005

0.001

0.0015

0.002

0.0025

0.003

0.0035

d = 0.3 mmd = 0.5 mmd = 0.7 mm

Kandungan Air (g air / g padatan kering)

Laju

Pen

geri

nga

n (

g ai

r/ m

enit

cm

2)

Untuk memperjelas grafik, maka dibuatlah grafik sendiri-sendiri untuk diameter

partikel 0.5 mm dan untuk diameter partikel 0.3 mm dan 0.7 mm.

0.195 0.2 0.205 0.21 0.215 0.22 0.225 0.230

0.0001

0.0002

0.0003

0.0004

0.0005

0.0006

d= 0.5 mm

Kandungan Air ( g air/ g padatan )

Laju

Pen

geri

nga

n (

g ai

r /

men

it

cm2

)

0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0.110

0.0001

0.0002

0.0003

0.0004

0.0005

0.0006

d = 0.7 mmd= 0.3 mm

Kandungan Air ( g air/g padatan)

Laju

Pen

geri

nga

n (

g ai

r /

men

it

cm2

)

Pengukuran laju pengeringan dengan metode kenaikan kelembaban

Nilai humidity dicari baik dengan psycrometric chart dan psycrometric

calculator di internet.

Diameter 0.3 mm

Nilai humidity dari psycrometric chart dibaca dengan cara seperti ini.

Contoh untuk T upstream pada t = 0 menit:

Dari pembacaan psycrometric chart didapat nilai humidity masing-masing seperti

tertera pada tabel berikut:

Vavg

(m/s)

t

(menit

)

Tups (oC) Tdowns (oC) Humidity

∆H mi XiWet Dry Wet Dry Hups Hdowns

1504 0 27.5 32.5 27.5 32.5 0.021 0.02 0.001 0.113021163 0.0216571531524 3 27.5 32.5 27.5 32.5 0.021 0.021 0 0 0.0193392151588 6 27.5 32.5 28 34 0.021 0.021 0 0 0.0179207751456 9 28 32.5 28 33 0.022 0.02 0.002 0.21882821 0.0157066251448 12 27 32.5 28 32.5 0.022 0.02 0.002 0.217625857 0.015256876

Vavg

(m/s)

t

(menit

)

Tups (oC) Tdowns (oC) Humidity

∆H mi XiWet Dry Wet Dry Hups Hdowns

1504 0 27.5 32.5 27.5 32.5 0.023 0.0221 0.0009 0.101719047 0.0216571531524 3 27.5 32.5 27.5 32.5 0.0209 0.0209 0 0 0.019339215

1588 6 27.5 32.5 28 34 0.0209 0.0212-

0.0003-

0.035800055 0.0179207751456 9 28 32.5 28 33 0.0221 0.0218 0.0003 0.032824231 0.0157066251448 12 27 32.5 28 32.5 0.0228 0.0218 0.001 0.108812928 0.015256876

Tabel kedua menunjukkan nilai humidity dengan psycrometric calculator di internet.

Berikutnya, diplotlah grafik kandungan air vs laju pengeringan:

0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 0.022 0.024

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

Psycrometric ChartPsycrometric Calc

Kandungan Air (g air/g padatan kering)

Laju

Pen

geri

nga

n (

g ai

r/ m

enit

cm

2)

Untuk nilai diameter-diameter berikutnya, untuk mempersingkat waktu dan

ketelitian, digunakanlah psycrometric calculator.

Diameter 0.5 mm

Vavg

(m/s)

t

(menit

)

Tups (oC)Tdowns

(oC) Humidity∆H mi Xi

Wet Dry Wet Dry HupsHdown

s

1.53 0 31.7 32.5 32.5 32.5 0.023 0.02210.000

90.00010347

7 0.22805743

1.55 3 32.5 32 32.5 320.021

6 0.02090.000

78.15345E-

050.22542812

7

1.566 6 32.5 32 32.5 320.021

8 0.0218 0 00.22366372

6

1.598 9 32.5 31.5 32.5 31.50.021

8 0.02090.000

90.00010807

60.22259124

7

1.55 12 32.5 31.5 32.5 320.021

8 0.0218 0 00.20044974

9

0.2 0.205 0.21 0.215 0.22 0.225 0.230

0.00002

0.00004

0.00006

0.00008

0.0001

0.00012

Psycrometric Calc


Laju

Pen

geri

nga

n (

g ai

r/ m

enit

cm

2)

Diameter 0.7 mm

Vavg

(m/s)

t

(menit

)

Tups (oC)Tdowns

(oC) Humidity∆H mi Xi

Wet Dry Wet Dry HupsHdown

s

1.494 0 32.5 32 32.5 320.021

8 0.0209 0.00090.00010104

30.09593495

9

1.578 3 32.5 32 32.5 320.021

2 0.023 -0.0018

-0.00021344

80.09275211

9

1.534 6 37.5 31.7 27.5 320.021

2 0.0212 0 0 0.09150666

1.476 9 27.5 32 27.5 32 0.023 0.023 0 00.09019200

8

1.488 12 27.5 31.5 27.5 32 0.023 0.0218 0.00120.00013418

30.08963847

1

0.08 0.085 0.09 0.095 0.1

-0.00025

-0.0002

-0.00015

-0.0001

-0.00005

0

0.00005

0.0001

0.00015

0.0002

Psycrometric C...


Laju

Pen

geri

nga

n (

g ai

r/ m

enit

cm

2)

0.01 0.06 0.11 0.16 0.21 0.26

-0.06

-0.04

-0.02

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

d = 0.3 mmd = 0.5 mmd = 0.7 mm


Laju

Pen

geri

nga

n (

g ai

r/

men

it c

m2)

Analisis percobaan pengaruh ukuran partikel

Langkah pertama adalah menyediakan 3 ukuran partikel yang berbeda. Hal ini bertujuan

supaya hasil percobaan dari tiap masing-masing partikel bisa didapatkan laju pengeringannya

pada pengolahan data sehingga bisa diambil kesimpulan apakah dengan naiknya partikel, laju

pengeringan juga akan naik atau sebaliknya. Langkah kedua adalah mengukur massa tray

kosong sebelum diisi pasir dengan timbangan elektronik. Hal ini bertujuan supaya massa

pasir kering bisa dihitung dengan persamaan

Massa Pasir kering=( Massa pasir kering+massa tray )−(massa tray)

Langkah ketiga adalah mengisi tray dengan pasir lalu pasir itu diratakan. Hal ini bertujuan

supaya luas permukaan pengeringan sama di setiap titik di tray sehingga laju pengeringan di

setiap titik di permukaan pasir dapat diasumsikan sama. Langkah keempat adalah menimbang

tray yang telah terisi dengan pasir kering pada timbangan elektronik. Hal ini bertujuan untuk

mendapatkan (massa pasir kering + tray) yang diperlukan pada persamaan sebelumnya.

Timbangan elektronik dipakai karena pemakaiannya yang relatif lebih mudah dari timbangan

manual juga karena ketelitiannya dalam mengukur massa sampai beberapa angka di belakang

koma. Langkah kelima adalah menyemprot air ke pasir tersebut. Hal ini bertujuan supaya air

dapat diserap pasir sehingga pada percobaan dengan tray drier dapat diukur berapa massa air

yang menguap. Semprotan yang dipakai adalah jenis batch yang memiliki flowrate yang

kecil. Hal ini bertujuan supaya seluruh air diserap pasir dan tidak terbentuk genangan air di

atas permukaan pasir karena prinsip percobaan dari praktikum ini adalah memahami

fenomena yang terjadi pada proses pengeringan sedangkan menurut teori pada proses

pengeringan terjadi pemisahan air dari suatu padatan. Apabila sampai terjadi genangan air di

atas permukaan pasir atau air yang ditambahkan ke pasir terlalu banyak sehingga tidak semua

air terserap oleh pasir, maka tidak hanya fenomena drying yang terjadi di percobaan ini,

melainkan juga fenomena evaporasi. Apabila fenomena evaporasi juga terjadi dan bahkan

menjadi controlling factor dari percobaan, maka pengolahan data dan analisis hasil percobaan

tidak dapat hanya menggunakan teori pengeringan, melainkan juga harus menggunakan teori

evaporasi. Penyemprotan air ke atas pasir diusahakan merata dan dengan jumlah air yang

sama sehingga kandungan air dalam pasir di setiap titik di permukaan pasir adalah sama

sehingga dapat diasumsikan laju pengeringan di setiap titik di permukaan pasir menjadi sama.

Hal ini karena berdasarkan teori, laju pengeringan suatu zat dipengaruhi oleh kandungan air

di zat tersebut. Pada percobaan, walaupun diusahakan tidak terjadi genangan air, namun juga

harus diusahakan pasir telah menyerap cukup banyak air. Hal ini karena pada kandungan air

tertentu dan diatasnya, laju pengeringan akan konstan (constant rate) sedangkan dibawah

kandungan air tertentu maka laju pengeringan akan terus menurun (falling rate). Apabila air

yang disemprotkan terlalu sedikit, maka constant rate mungkin menjadi tidak terlihat pada

pengolahan data, hanya falling rate yang terlihat. Semprotan yang dipakai adalah yang

berjenis batch dan dikontrol manual supaya praktikan lebih mudah dalam mengontrol jumlah

air yang diserap oleh pasir.

Langkah keenam adalah mengukur massa tray yang telah berisi pasir basah dengan

timbangan elektronik. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan nilai (massa pasir basah + tray)

supaya massa pasir basah dapat dihitung dengan persamaan

massa pasir basa h=(massa pasir basah+tray )−massa tray

Langkah ketujuh adalah mengatur pengontrol kecepatan udara pengering pada posisi 5 dan

temperatur udara pengering pada posisi 5 pada setiap percobaan diameter kecil, sedang, dan

besar. Hal ini pertama bertujuan supaya variabel yang berpengaruh pada laju pengeringan

dapat diasumsikan hanya diameter partikel, sedangkan laju udara pengering dan temperatur

pengering tidak berpengaruh pada perbedaan hasil laju pengeringan di diameter kecil, sedang,

dan besar karena di tiap percobaan dengan diameter kecil, sedang, dan besar telah di-set

temperatur dan laju pengeringnya sama, yaitu pada posisi 5. Tujuan kedua adalah supaya

pengeringan berlangsung cukup cepat dan perubahan massa di tiap selang waktu pengukuran

massa (menit 3, 6, 9, dan 12) cukup besar sehingga walaupun ada error dari hasil pengukuran

maka tidak berpengaruh signifikan pada hasil pengukuran karena error ini hanya sekian

persen dari perubahan massa yang terjadi. Misalkan pada data hasil percobaan dengan set

skala air flow dan temperatur di posisi yang rendah (2) memberikan hasil perubahan massa

0.3 gram dan data hasil percobaan dengan set skala air flow tinggi (5) memberikan hasil

perubahan massa 0.5 gram, sedangkan error pengukuran massa dianggap sama, misalkan

0.0001 gram, maka persentase error pada percobaan dengan set skala air flow dan temperatur

yang rendah memiliki nilai lebih besar, yaitu 0.0010.3

×100 %=0.3333 %, sedangkan pada

percobaan dengan set skala air flow dan temperatur yang lebih besar akan memiliki nilai error

yang lebih kecil, yaitu 0.001

0.5×100 %=0.2 %. Namun skala temperatur dan air flow juga

sebaiknya tidak di-set terlalu tinggi karena apabila terlalu tinggi, maka laju pengeringan telah

menjadi nol sebelum massa di setiap selang waktu pengukuran terukur. Hal ini dapat

membuat titik-titik yang diplot di kurva laju pengeringan berkurang.

Langkah kedelapan adalah mencatat berat pasir, laju udara di lima titik keluar tray drier, dan

mengukur temperatur di upstream dan downstream. Berat pasir diperlukan untuk mencatat

perubahan massa sehingga dapat dipakai untuk mengukur laju pengeringan. Laju udara di

lima titik keluar tray drier diperlukan untuk mengukur laju pengeringan dengan perubahan

kelembapan. Mengukur laju udara di lima titik adalah supaya dapat diambil rata-rata dari

kelima titik tersebut. Temperatur di upstream dan downstream diperlukan untuk mengukur

laju pengeringan dengan perubahan kelembapan.

Secara umum, percobaan i ini bertujuan untuk menguji apakah laju pengeringan akan naik

dengan menurunnya ukuran partikel.

Perhitungan Tray Dryer Adam

Documents

Transcript of Perhitungan Tray Dryer Adam