fluidisasi

Fluidisasi adalah sebuah teknik pengontakan fluida baik gas maupun cairan dengan suatu butiran padat. Dimana butiran padatannya mempunyai diameter yang bermacam-macam seperti 0,2-0,355 mm; 0,355-0,63 mm dan 0,63-1,0 mm. Fluidisasi terjadi apabila butiran padatan tersebut telah tersuspensi dalam gas atau cairan sehingga sifat dari butiran padatannya itu berubah seperti fluida. Untuk memfluidisasi butiran padatan tersebut dapat dilakukan dengan memperbesar laju aliran gas dalam tabung/kolom. Karena apabila kecepatan fluida relatif rendah, butiran padatan tetap diam karena fluida hanya mengalir melalui ruang antar partikel tanpa menyebabkan terjadinya perubahan susunan partikel tersebut. Berbeda hal jika kecepatan fluida dinaikkan sedikit demi sedikit, pada saat tertentu penurunan tekanan akan sama dengan gaya berat yang bekerja terhadap butiran-butiran padatan sehingga unggun mulai bergerak. Dimana mula-mula dalam praktikum ini butiran padatan dengan berbagai macam besarnya diameter tersebut dimasukkan ke dalam tabung/kolom fluida pada ketinggian yang bermacam-macam pula ( 3 cm, 4 cm dan 5 cm) yang kemudian dialiri udara tekan dengan laju yang bervariasi.

Disini terlihat bahwa padatan bergerak seperti fluida dengan ketinggian yang berbeda. Pada percobaan fluidisasi ini didapatkan data besarnya nilai penurunan tekanan (ΔP) pada laju tertentu (Q). Sehingga dapat dibuat kurva karakteristik fluidisasinya.

Dilihat dalam hasil percobaan, kurva karakteristik fluidisasi tiap butiran padatan dengan berbagai ketinggian adalah berbeda. Hal ini disebabkan karena adanya pengaruh perbedaan diameter dan massa jenis dari setiap butiran padatan yang digunakan. Sehingga mempengaruhi terfluidisasinya butiran padatan meskipun laju alir udara tekan yang diberikan sama. Semakin besar diameter suatu butiran padatan, maka butiran padatan tersebut yang terfluidisasi hanya sedikit bahkan ada juga yang tidak terfluidisasi. Begitupun sebaliknya, semakin kecil diameter suatu padatan, maka butiran padatan yang terfluidisasi akan semakin banyak.

Selain itu tinggi dari unggun pun berpengaruh. Semakin tinggi unggun menyebabkan semakin banyaknya volume dari butiran padatan yang mengisi kolom tersebut. Sehingga akan mempengaruhi terfluidisasinya butiran padatan yang menyebabkan sedikitnya butiran padatan yang terfluidisasi. Sebaliknya jika semakin rendah tinggi unggun, menyebabkan semakin sedikitnya volume dari butiran padatan itu, maka butiran padatan yang terfluidisasi pun akan semakin banyak.

Untuk menentukan harga kecepatan alir minimum (U_mf) dapat dilihat dari kurva karakteristik fluidisasi atau pun bisa dilakukan dengan perhitungan rumus. Umf yg didapatkan secara grafis adalah dengan cara menarik garis ke sumbu x dari hasil kurva yang terbentuk di nilai konstan. Umf yang didapat secara grafis menghasilkan nilai yang berbeda-beda tiap tinggi unggunnya, karena perbedaan tinggi butiran padatan menyebabkan perbedaan tekanan yang besar. Dimana semakin tinggi butiran padatan maka akan semakin besar tekanan yang diperlukan supaya butiran padatan tersebut dapat terfluidisasi. Sedangkan Umf yang didapatkan dari perhitungan rumus harus ditentukan terlebih dahulu bilangan reynold nya (Nre) kurang dari 20 atau lebih dari 1000. Dari hasil perhitungan didapatkan nilai Nre butiran padatan dari berbagai macam diameter lebih dari 1000. Sehingga dapat langsung digunakan rumus Umf yang nilai Nre nya lebih dari 1000. Selain itu dari hasil perhitungan pun didapat bahwa besar kecilnya nilai Nre sangat tergantung pada diameter suatu butiran padatan yang digunakan. Semakin besar diameter butiran padatan, maka semakin besar pula nilai Nre yang didapatkan dan semakin kecil diameter butiran padatan yang digunakan maka semakin kecil nilai Nre nya.

Nre berpengaruh pada besar kecilnya kecepatan aliran fluida untuk fluidisasi. Namun Nre untuk tinggi unggun yang berbeda apabila dihitung secara teoritis nilainya akan sama karena jumlah padatan tidak berpengaruh. Dimana pada perhitungan Nre secara teoritis ini factor-faktor yang berpengaruh adalah diameter padatan, masa jenis padatan dan juga laju alir fluida.