Mesin mixing merupakan salah satu mesin yang aplikasinya sangat luas di berbagai macam industri, dari industri farmasi, makanan, sampai dengan industri pakan ternak.
Kali ini kita akan belajar mengenai macam-macam impeller / pengaduk yang sering digunakan di dalam mesin mixing berikut dengan kelebihan dan kekurangannya. Namun sebelumnya kita pelajari terlebih dahulu terkait dengan mixing dan agitasi.
Perbedaan Mixing dengan Agitasi
Pada dasarnya mixing dan agitasi adalah hal yang berbeda.
Mixing atau pencampuran adalah suatu proses mencampurkan satu atau lebih bahan dengan menambahkan satu bahan ke bahan yang lainnya sehingga membuat suatu bentuk yang seragam dari beberapa konstituen seperti :
- Cair dengan cair
- Cair dengan padat
- Cair dengan gas
- Padat dengan padat
Komponen yang jumlahnya banyak disebut dengan fase kontinue, sedangkan komponen yang jumlahnya sedikit disebut dengan fase dispers.
Sedangkan agitasi adalah mengacu pada caranya dimana agitasi melalui proses pengadukan.
Nah, dalam proses pencampuran atau mixing itu tentunya tidak hanya dengan agitasi saja, namun ada juga proses yang lainnya misalnya melalui proses difusi.
Pengadukan pada proses agitasi menggunakan alat bantu yang disebut dengan impeler.
Ada beberapa jenis impeller, antara lain propellers, paddles, turbine, helical ribbon yang nanti juga akan kita bahas. Pemilihan jenis impeller tersebut tentunya disesuaikan dengan kebutuhan.
Adapun tujuan dari proses tersebut adalah homogenisasi suatu bahan atau menjadikan dua atau lebih zat bercampur sehingga terlihat homogen.
Pencampuran dapat terjadi dengan cara menimbulkan gerak didalam bahan, sehingga menyebabkan bagian-bagian bahan saling bergerak satu terhadap yang lainnya.
Pencampuran fasa cair merupakan hal yang cukup penting dalam berbagai proses kimia.
Pencampuran fase cair dapat dibagi dalam 2 kelompok :
- Pencampuran antara cairan yang saling tercampur / miscible.
- Pencampuran antara cairan yang tidak tercampur atau tercampur sebagian yang disebut dengan immiscible.
Selain mencampuran fasa cair dikenal pula operasi pencampuran fase cair yang pekat seperti lelehan, pasta, dan sebagainya.
Sedangkan untuk pencampuran fase padat seperti bubuk kering (powder kering) dan yang lainnya, pencampuran fasa gas dan pencampuran antar fasa.
Adapun sifat fisik fluida yang berpengaruh dalam proses pencampuran yaitu densitas dan viskositas.
Dimana densitas tersebut merupakan perbandingan antara massa dan volume benda Sedangkan viskositas adalah tingkat kekentalan suatu zat.
Baca Juga : Cara Menggunakan Piknometer Untuk Pengukuran Densitas
Pentingnya Pengaduk / Impeller dalam Mesin Mixing
Proses pencampuran didalam suatu tangki dapat terlaksana dengan baik apabila faktor-faktor yang menentukan suatu proses pencampuran dipilih dengan benar, terutama dari sisi pengaduk. Hal-hal yang harus diperhatikan antara lain :
- Banyaknya bilah yang digunakan di suatu pengaduk
- Derajat kemiringan dari suatu bilah
- Putaran pengaduk
- Jenis pengaduk yang digunakan
- Fluida yang diaduk
Oleh karena itu untuk menjaga performa dari suatu pengaduk maka kita harus memilih suatu jenis pengaduk yang sesuai dengan fluida yang akan digunakan atau fluida yang menjadi objek.
Karena jika salah menggunakan suatu jenis pengaduk maka hal ini akan mempengaruhi dari hasil pencampuran yang telah dilakukan yaitu kemungkinan suatu proses pencampuran akan menjadi lebih lama ataupun hasil dari proses pencampuran menjadi kurang baik sehingga pada akhirnya akan berujung pada kurangnya efisien dari pengaduk itu sendiri.
Dan juga apabila ini Dalam suatu rangkaian proses maka ini akan menjadi salah satu penghambat dari proses tersebut.
Komponen Utama Mesin Mixer
Di dalam mesin mixer industri terdapat beberapa komponen utama yang memiliki karakteristik dan fungsi yang berbeda. Komponen-komponen tersebut adalah :
- Pengaduk atau impeller
- Tangki pengaduk atau bowl
- Motor penggerak
Sumber energi utama di dalam mixer adalah daya yang terbuang oleh putaran impeller dimana menghasilkan sirkulasi cair dan turbulensi sehingga menahan semua partikel pada dasar tangki.
Pemilihan impeler yang sesuai untuk memenuhi persyaratan suspensi sangatlah penting, impeller yang berbeda menghasilkan pola aliran yang berbeda pula yang menyebabkan hidrodinamika yang berbeda sehingga mempengaruhi efisiensi energi pada impeller.
Jenis Impeller pada Mesin Mixer
Terdapat 4 jenis tipe pengaduk yaitu :
- Pengaduk baling-baling atau propeller
- Pengaduk dayung atau Paddle
- Pengaduk turbin
- Pengaduk helical ribbon
Pengaduk Baling-Baling atau Propeller
Propeller biasa digunakan untuk kecepatan pencampuran tinggi dengan arah aksial.
Pengaduk ini dapat digunakan untuk cairan (liquid) yang memiliki viskositas / kekentalan rendah dan tidak bergantung pada ukuran serta bentuk tangki.
Kapasitas sirkulasi yang dihasilkan besar dan sensitif terhadap beban head, dimana bentuk head dari tangki akan sangat mempengaruhi pola aliran dalam proses mixing jika menggunakan tipe propeller.
Tipe propeller ada 3 yaitu :
- Marine propeller
- Hidrofoil propeller
- High flow propeller
Kelebihan Pengaduk Propeller
- Propeller digunakan pada kecepatan berkisar 400 s/d 1750 RPM dan digunakan untuk cairan dengan viskositas rendah.
- Pengaduk propeller terutama menimbulkan aliran arah aksial.
- Arus aliran meninggalkan pengaduk secara kontinyu ke satu arah tertentu sampai dibelokkan oleh dinding atau dasar tangki.
- Dapat membersihkan diri secara otomatis.
- Masa umur pakai blade panjang dan tidak mudah korosif.
- Dapat beroperasi pada kekentalan atau viskositas antara 0 – 30 cP.
- Harganya sedang / tergolong murah.
- Memiliki efisiensi yang tinggi.
Kekurangan Pengaduk Propeller
Tidak cocok atau tidak efektif jika digunakan pada cairan yang memiliki viskositas tinggi atau kental.
Pengaduk Dayung atau Paddle
Pengaduk jenis ini sering memegang peranan penting pada proses pencampuran dalam dunia industri. Paddle digunakan pada aliran fluida laminer, transisi, ataupun turbulen tanpa baffle.
Pengaduk paddle menimbulkan aliran arah Radial dan tangensial dan hampir tanpa gerak vertikal sama sekali. Arus yang bergerak ke arah horizontal setelah mencapai dinding akan dibelokkan ke atas atau ke bawah. Bila digunakan dengan kecepatan tinggi akan terjadi pusaran saja tanpa terjadi agitasi.
Berbagai jenis pengaduk dayung atau Paddle biasanya digunakan pada kecepatan rendah antara 20 s/d 200 RPM.
Untuk pengukuran kecepatan mixing tersebut biasanya laboratorium kalibrasi menggunakan standar tachometer.
Tipe impeller paddle antara lain :
- Paddle anchor
- Paddle flat beam – basic
- Paddle double – motion
- Paddle gate
- Paddle glassed Stell
- Paddle finger
- Paddle helix
- Multi paddle
Dimana tentunya penggunaanya sesaui dengan aplikasinya masing-masing.
Pengaduk jenis paddle biasanya digunakan untuk mengaduk jenis liquid yang begitu kental dengan pencampuran sedikit bahan yang memiliki granul tebal.
Pengaduk ini digunakan dengan putaran yang sangat rendah antara 20 s/d 200 RPM.
Adapun aplikasi dari pengaduk ini adalah dipakai untuk pengadukan seperti bumbu Liquid, bahan perekat, kosmetik, dan lainnya yang mengandung minyak atau sejenisnya.
Kelebihan Impeller Paddle
Penggunaan impeller paddle ini dapat digunakan pada aliran fluida laminer transisi ataupun turbulen tanpa disertai dengan baffle pada tangkinya.
Kekurangan Impeller Paddle
Tidak efektif untuk suspensi padatan karena aliran radial bisa terbentuk namun aliran aksial dan vertikal menjadi kecil.
Bila digunakan pada kecepatan tinggi akan terjadi pusaran saja tanpa terjadi agitasi.
Pengaduk Turbin
Pengaduk jenis turbin merupakan pengaduk dengan sudut tegak datar dan bersudut konstan. Pengaduk jenis ini digunakan pada viskositas fluida rendah seperti halnya pengaduk jenis propeller.
Pengaduk turbin menimbulkan aliran arah aksial dan tangensial dimana disekitar turbin terjadi daerah turbulensi yang kuat, arus dan gesekan yang kuat antar fluida. Hal ini membuat pencampuran lebih maksimal.
Tipe Pengaduk Turbin Antara lain :
- Turbine disc flat blade
- Turbine hub mounted curved blade
- Turbine disc mounted curve blade
- Turbine pitched blade
- Turbine bar
- Turbine shrouded
Kelebihan Pengaduk Turbin :
- Tidak mudah mengalami kerusakan dan tidak membutuhkan perawatan khusus di dalam pengoperasiannya
- Dapat digunakan untuk arah aliran aksial dan radial sesuai dengan bentuk bejana
- Dapat digunakan dalam beberapa tingkatan kekentalan atau viskositas pada material yang berbeda yaitu antara 0 s/d 100 cP.
- Digunakan untuk tingkat geser dan turbulensi yang cukup tinggi terutama turbulensi di dekat blade,
- Dapat beroperasi dengan kecepatan tinggi yaitu 500-1700 RPM.
- Dapat digunakan pada suspensi padatan dan cairan.
- Harganya sedang atau tidak terlalu mahal
- Memiliki efisiensi yang tinggi
Helikal ribbon
Jenis pengaduk ini digunakan pada larutan pada kekentalan yang tinggi dan beroperasi pada RPM yang rendah pada bagian laminer.
Ribbon atau bentuknya seperti kita dibentuk dalam sebuah bagian helical bentuknya seperti baling-baling helikopter dan ditempelkan ke pusat sumbu pengaduk dimana cairan bergerak dalam sebuah bagian aliran berliku-liku pada bagian bawah dan naik ke bagian atas pengaduk.
Jenis pengaduk helical ribbon ini yang sering digunakan yaitu :
- Ribbon impeller
- Double ribbon impeller
- Helical screw impeler
- Sigma impeller
- M-8 impeler
- Z Blade
Kelebihan Pengaduk Ribbon :
Dapat digunakan pada larutan yang memiliki kekentalan yang tinggi dan dapat beroperasi pada RPM yang rendah pada bagian laminer
Bentuk impeller ribbon banyak digunakan pada mesin ribbon di industri makanan atau obat tradisional yang menerapkan Standar Cara Pengolahan Obat Tradisional Yang Baik (CPOTB) untuk proses pembuatan produk ruahan.
Kekurangan Pengaduk Ribbon :
Tidak efisien jika digunakan pada fluida yang memiliki viskositas rendah atau cairan yang encer.
Penting Diperhatikan!
Hal yang penting dari mixing tank dalam penggunaannya sebelum kita melakukan pembelian, antara lain :
- Bentuk
Biasanya digunakan bentuk silindris dan bagian bawahnya cekung
- Ukuran
Ukuran yaitu perbandingan antara diameter tangki dengan tinggi tangki
- Kelengkapan
Untuk kelengkapan itu dilihat pada ada-tidaknya baffle yang mana berpengaruh pada pola aliran di dalam tangki. Selanjutnya jacket atau koil pendingin atau pemanas yang berfungsi sebagai pengendali suhu lengkap dengan alat pengukur suhu pada mesin mixing tersebut dan letak lubang pemasukan dan pengeluaran untuk proses kontinyu dan kelengkapan yang lainnya seperti tutup tangki dan sebagainya.
Kesimpulan
Pengetahuan mengenai jenis-jenis impeller / pengaduk di dalam mesin mixing tersebut sangat penting jika teman-teman bekerja di industri yang dalam flowchart produksinya terdapat proses pencampuran atau homogenisasi, contohnya :
Pada industri Farmasi, mesin mixing digunakan dalam pembautan larutan pengikat. Ribbon mixer juga banyak digunakan untuk membuat produk ruahan, dll. Sedangkan di industri pakan ternak, mesin mixing merupakan salah satu mesin utama yang mereka gunakan untuk aktivitas produksi mereka.
Semoga Bermanfaat