## Pengaruh Jumlah Sudu Pengaduk Terhadap Pola Pencampuran dan Konsumsi Daya Listrik pada Mixer Vertikal
1 Bayu Hindro Prasetyo, 2 Gatut Rubiono, 3 Untung Suryadhianto
1) Alumni Prodi Teknik Mesin Universitas PGRI Banyuwangi
2) Prodi Teknik Mesin Universitas PGRI Banyuwangi, Jl. Ikan Tongkol 22 Banyuwangi Email: rubionov@yahoo.com

## Abstract
The  effective  mixing  can  be  seen  from  the  length  of  the  stretching,  the  number  of  folding  and  the  consumption  of electric power required in the process. A suitable type of stirrer, a varying number of blades, can enrich the flow pattern created. This study aims to determine the effect of the number of mixing blades on the mixing pattern and the consumption of electric power in the vertical mixer. the number of blades varied (number of blades 4,6,8 pieces). The test material is given a dye, so that we can see the mixing pattern that occurs for electrical power consumption can be calculated with a digital multimeter. From the results of this study, we will be able to measure the length of the stretching and the number of folding produced in rounds 1-4. And will be compared with the required electric power consumption. The results showed that the more mixing blades used, the less power consumption required. The more blades used, the longer the stretching results. The more mixing blades used, the more folding can be produced..
Keywords: mixing, stretching, folding, number of blades

## 1. PENDAULUAN
Dalam  sebuah  industri  yang  memproduksi  suatu produk  pasti  melakukan  proses  pencampuran  dari  satu bahan  dengan  bahan  lain.  Proses  pencampuran merupakan suatu proses yang penting dilakukan dalam industri,  bahkan  hampir  semua  industri  pengolahan pangan maupun nonpangan melakukan proses pencampuran,baik  bahan  padat  dengan  padat,padat dengan  cair,  serta  cair  dengan  cair.  contoh  pada industri syrup, industri cat, industri kue, industri sabun, dan  industri  pakan  ternak.  Tetapi  tidak  hanya  itu bengkel pengecatan, pembuatan fiber glass, melakukan proses  pencampuran.  mulai  dari  pencampuran  yang sederhana  sampai  pencampuran  yang  rumit  seperti pada  industri  farmasi.  Mesin  pencampur  dapat digolongkan  dalam  kategori  mesin  pengolah  dalam suatu  industri  yang  menunjang  proses  pengolahan bahan menjadi produk.
Pengadukan  ( mixing )  merupakan  suatu  aktivitas operasi pencampuran dua atau lebih zat agar diperoleh hasil  campuran  yang  homogen.  Pada  media  fase  cair, pengadukan  ditujukan  untuk  memperoleh  keadaan yang  turbulen  (bergolak).  Pencampuran  merupakan operasi  yang  bertujuan  mengurangi  ketidaksamaan kondisi, suhu, atau sifat lain yang terdapat dalam suatu bahan.  Pencampuran  dapat  terjadi  dengan  cara menimbulkan  gerak  di  dalam  bahan  itu  yang menyebabkan  bagian-bagian  bahan  saling  bergerak satu  terhadap  yang  lainnya,  sehingga  operasi pengadukan  hanyalah  salah  satu  cara  untuk  operasi
pencampuran.
Pengaduk  dalam  tangki  memiliki  fungsi  sebagai pompa  yang  menghasilkan  laju  volumetrik  tertentu pada tiap kecepatan putaran dan input daya. Input daya dipengaruhi  oleh  geometri  peralatan  dan  fluida  yang digunakan.  Profil  aliran  dan  derajat  turbulensi merupakan aspek penting yang mempengaruhi kualitas pencampuran.Rancangan pengaduk sangat dipengaruhi oleh jenis aliran, laminar atau turbulen. Aliran laminar biasanya  membutuhkan  pengaduk  yang  ukurannya hampir sebesar tangki itu sendiri.
Pencampuran  yang  salah  akan  menghasilkan produk  bermutu  rendah  dan  pemborosan  energi.  bila pencampuran dilakukan pada aliran laminar maka akan timbul  permasalahan,  terutama  untuk  fluida  kental. Semakin  kental  fluida  yang  dicampur,  maka  semakin besar energi  yang diperlukan, sehingga biaya produksi juga  besar.  Akibat  kesalahan  pengetahuan  dasar tentang  proses  pencampuran  fluida  tersebut  maka kerugian dalam proses akan semakin besar.
Pencampuran  yang  efektif  bisa  dilihat  dari  aliran chaos .  Secara  harfiah chaos adalah  ketidak  beraturan suatu  pola  yang  tidak  dapat  diprediksi.pada  aliran laminar chaos dapat  dihasilkan  dengan  berbagai  cara. Jenis  pengaduk  yang  sesuai,  jumlah  sudu  yang bervariasi,  serta  kecepatan  putaran  pada  mixer  yang dapat memperkaya pola aliran yang tercipta. Munculnya  island  atau  sejenis  gumpalan  yang  terjadi pada  garis  alir  itu  menandakan  aliran chaos dalam pencampuran tersebut tidak baik walaupun pengadukan
telah  dilakukan  berulang-ulang  gumpalan  tersebut tidak  akan  bisa  hilang.  Kemampuan  menciptakan gerakan partikel dalam aliran tergantung pada seberapa jauh  pemahaman  tentang  proses  pencampuran  dan pengadukan.  Pemahaman  tentang  pencampuran  dan pengadukan tergantung pada kemampuan menciptakan gerakan partikel dalam aliran.
Berubahnya  setetes  warna  yang  mengalami regangan  menjadi  garis-garis  tipis  dan  kemudian terpisah-pisah  itu  menandakan  terjadinya  proses pencampuran.  pemisahan  tersebut  tidak  akan  dapat kembali  ke  bentuk  semula  sehingga  sistem  cenderung mengalami  chaos.gerakan  chaos  dalam  proses  sebuah pencampuran  adalah  objek  utama  dalam  penelitian engtang proses pencampuran.
Penelitian  tentang  mixer  sudah  banyak  di  lakukan di  antaranya  adalah  Ottino  (1991)  memberikan  model fisik  untuk  pencampuran chaos .  Evolusi  regangan, difusi,  pemisahan  dan  agregasi  merupakan  faktor pengendali  reaksi  dalam  aliran.  Keserupaan  diri  ( self- similarity ) terjadi selama proses pencampuran. Semakin  cepat  sistem  pengaduk  berputar,  semakin besar daerah terisolasi yang terbentuk. Jika laju geseran dikurangi  maka  daerah  yang  tidak  tercampur  akan bercampur  dengan  daerah  yang  lain.  Asrori  (2007)
meneliti  pengaruh  posisi  dan  arah  putaran  pengaduk ganda    terhadap  perilaku  chaos  pencampuran  cat  dan pewarna.
Dalam  penelitian  kali  ini  akan  mencoba  untuk mencari kondisi  pola pencampuran yang paling efektif untuk  mengurangi  jumlah  kerugian  dalam  proses produksi  sehingga  untuk  produksi  besar  akan  sangat menguntungkan. Setelah proses pencampuran pada cat dengan air dapat diamati dan dapat diambil suatu ciri– ciri  pada  kondisi  campuran  terbaik,  selanjutnya  dapat digunakan  untuk  proses  lainnya  yang  serupa.  Dari fenomena  di  atas  maka  perlu  diteliti  pengaruh  dari jumlah  sudu  pengaduk  pada  mixer  sehingga  dapat menghasilkan  kualitas  pengadukan  yang  baik  dan efisien.

## II. METODOLOGI PENELITIAN
1. Variabel  bebas:  jumlah  sudu  pengaduk  4,  6  dan  8 sudu, dengan jenis sumbu pelat datar.
2. Variabel terikat yaitu:
a. Pola  pencampuran  berdasarkan  perpanjangan ( stretching ) dan penekukan ( folding ). b. Konsumsi daya listrik.
Gambar 1. Skema alat
Pengambilan  data  dilakukan  dengan  mencampur bahan  tepung  dan  air.  Tinta  warna  hitam  diteteskan sebagai  penjejak  proses  pencampuran  yang  diamati dengan  kamera.  Konsumsi  daya  listrik  didapatkan dengan  pengukuran  arus  listrik  di  motor  penggerak yang  dikalikan  dengan  spesifikasi  tegangan  motor. Data  video  dari  kamera  kemudian  dirubah  menjadi potongan-potongan  gambar  dengan  software  video  to jpg  converter.  Dari  hasil  foto  yang  telah  ada  kita gunakan  aplikasi  software  Imagej  1.47v  untuk mengukur  panjang  warna  (streaching)  dan  untuk menghitung jumlah folding dilakukan secara manual.
Gambar 2. Pola pencampuran
Gambar 3. Skema jumlah sudu

## III. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Gambar  4.  Contoh  tampilan  pengolahan  data  untuk  4 sudu pada posisi 1 dan 2 putaran
Gambar 5. Grafik panjang stretching
Berdasarkan  grafik  pada  gambar  5  telah  terlihat bahwa  semakin  banyak  sudu  yang  dipakai  dalam sebuah  sudu  pengaduk  maka  streaching  yang dihasilkan  juga  semakin  panjang,panjang  maksimum terjadi  pada  variasi  sudu  pengaduk  berjumlah  8  buah dengan  panjang  streaching  23,98  centimeter.panjang streaching  minimum  terjadi  pada  variasi  jumlah  sudu pengaduk berjumlah 4 buah dengan panjang streaching 23,50 cm.
semakin banyak sudu pengaduk yang dipakai maka panjang  streatching  yang  di  hasilkan  akan  semakin panjang.  Hal  ini  disebabkan  karena  tipe  sudu  yang  di
gunakan  adalah  tipe  turbin  dengan  sudu  datar  maka aliran  yang  dihasilkan  adalah  aliran  radial.  Apabila sudu  pengaduk  semakin  banyak  maka  aliran  yang dihasilkan juga semakin banyak sehingga aliran proses pencampuran  yang  terjadi  juga  semakin  cepat. Kemungkinan  yang  terjadi  pada  proses  campuran dengan  sudu  seperti  ini  semakin  banyak  sudu  yang dipakai  maka  akan  semakin  cepat  pula  proses pencampuran yang akan terjadi.
Gambar 6. Grafik jumlah folding
Grafik pada gambar 6 menunjukkan bahwa folding yang  tercipta  akan  semakin  banyak  jika  jumlah  sudu pengaduk  yang  dipakai  juga  semain  banyak.  Jumlah folding  maksimum  yang  tercipta  terjadi  pada  variasi sudu  berjumlah  8  buah  dengan  jumlah  folding  yang tercipta 11. Sedangkan jumlah folding minimum terjadi pada  variasi  sudu  berjumlah  4  dengan  jumlah  folding yang tercipta sebanyak 7 buah.
Semakin  banyak  sudu  yang  dipakai  dalam  sebuah pengaduk maka jumlah folding yang di hasilkan dalam proses  pencampuran  juga  semakin  banyak.hal  ini disebabkan  karena  tipe  sudu  ini  meenghasilkan  aliran yang  berarah  tangensial  dan  radial  terhadap  bidang rotasi pengaduk. Komponen aliran tangensial menyebabkan timbulnya vortex dan terjadinya pusaran. semakin  banyak  sudu  pengaduk  akan  mempercepat timbul pusaran dalam
aliran sehingga pembelokan/folding  dalam  campuran  akan  lebih  cepat terjadi
Gambar 7. Grafik konsumsi daya
Grafik pada gambar 7  menunjukkan bahwa jumlah daya yang diperlukan dalam proses pencampuran akan semakin  sedikit  bila  menggunakan  jumlah  sudu semakin  banyak.  jumlah  daya  minimum  yang  dipakai dalam pencampuran terjadi pada variasi jumlah sudu 8 dengan  konsumsi  daya  listrik  sebesar  10,69  watt.
Sedangkan jumlah daya maksimum terjadi pada variasi jumlah  sudu  4  dengan  konsumsi  daya  listrik  sebesar 16,89 watt.
Jumlah  daya  yang  diperlukan  dalam  proses pencampuran  akan  semakin  sedikit  bila  menggunakan jumlah  sudu  semakin  banyak.  Hal  ini  disebabkan karena semakin banyak sudu yang di pakai maka jarak antara  sudu  juga  semakin  sempit  sehingga  jumlah fluida  yang  di  dorong  sudu  pengaduk  juga  semakin sedikit  sehingga  beban  motor  untuk  menggerakkan pengaduk juga semakin kecil.
Dari  pembahasan  di  atas  maka  dapat  disimpulkan bahwa  Pencampuran  dapat  terjadi  dengan  cara menimbulkan  gerak  di  dalam  bahan  itu  yang menyebabkan  bagian-bagian  bahan  saling  bergerak satu terhadap yang lainnya. Itu terbukti dari perubahan zat  pewarna  yang  mulanya  hanya  setitik  warna  yang kemudian setitik warna itu berubah menjadi memanjang  (streaching)  dan  menghasilkan  sebuah lekukan  warna  (folding)  yang  terjadi  secara  terus- menerus.  Semakin  panjang  streaching  yang  dapat dihasilkan  dan  semakin  banyak  jumlah  folding  yang dapat  terbentuk  maka  semakin  cepat  pula  proses pencampuran  itu  akan  terjadi.  Jumlah  sudu  pengaduk yang dipakai sangat mempengaruhi terhadap terciptanya  folding  dan  streaching  dan  juga  jumlah daya  listrik  yang  dipakai  dalam  proses  tersebut. semakin  banyak  jumlah  sudu  yang  dipakai  maka streaching  yang  di  hasilkan  juga  semakin  panjang  dan jumlah  folding  yang  dihasilkan  juga  semakin  banyak sedangkan konsumsi daya listrik yang di pakai semakin sedikit.sedangkan  semakin  sedikit jumlah jumlah sudu yang  dipakai  maka  streaching  yang  dihasilkan  akan semakin  pendek  dan  jumlah  folding  yang  dihasilkan juga  semakin  sedikit  serta  konsumsi  daya  listrik  juga semakin besar. Jumlah sudu pengaduk yang berjumlah 8  buah  dapat  menghasilkan  streaching  yang  paling panjang dan  menghasilkan  jumlah folding  yang paling banyak serta membutuhkan konsumsi daya listrik yang sedikit.

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa: 1. Jumlah sudu pengaduk sangat berpengaruh terhadap  pola  pencampuran  dan  konsumsi  daya listrik dalam sebuah proses pencampuran.
2. Semakin  banyak  sudu  pengaduk  yang  digunakan maka  konsumsi  daya  listrik  yang  diperlukan  juga semakin  sedikit.  Daya  listrik  maksimum  terjadi pada  variasi  sudu  pengaduk  sebanyak  4  buah dengan  konsumsi  daya  listrik  sebesar  16,89  watt. Sedangkan  daya  listrik  minimum  terjadi  pada variasi  sudu  sebanyak  8  buah  dengan  konsumsi daya listrik sebesar 10,69 watt.
3. Semakin  banyak  sudu  pengaduk  yang  digunakan maka  stretching  yang  dihasilkan  juga  semakin panjang.  Stretching  maksimum  terjadi  pada  variasi sudu  pengaduk  sebanyak  8  buah  dengan  panjang stretching 23,98 cm. Sedangkan stretching minimum terjadi pada variasi sudu sebanyak 4 buah
dengan panjang stretching 23,50 cm.
4. Semakin  banyak  sudu  pengaduk  yang  digunakan maka  jumlah  folding  yang  dapat  dihasilkan  juga semakin  banyak.  Folding  maksimum  terjadi  pada variasi  sudu  pengaduk  sebanyak  8  buah  dengan jumlah  folding  sebanyak  11.  Sedangkan  folding daya  listrik  minimum  terjadi  pada  variasi  sudu sebanyak  4  buah  dengan  jumlah  folding  sebanyak 7.

## Saran
Untuk  penelitian  selanjutnya  dapat  dilakukan dengan  studi  eksperimental  dapat  dikembangkan  lagi dengan  cara  merubah  variasi  bentuk  sudu  yang digunakan.  Dalam  penelitian  ekperimental  selanjutnya diharapkan memperhitungkan tentang diameter tangki,diameter  sudu  terhadap  tangki  dan  tinggi campuran dari pengaduk.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. Asrori.2007.  Pengaruh  posisi  dan  arah  putaran pengaduk ganda  terhadap perilaku chaos pencampuran cat  dan  pewarna,  Program  Pasca  Sarjana,  Universitas Brawijaya
[2]. Ottino.  J.M.  1991.  Unity  And  Diversity  In  Mixing: Stretching,  Diffusion,Breakup,  And  Aggregation  In Chaotic Flows, Physic of Fluids A, Vol. 3, No. 5: 1417 – 1429.
[3]. Wardana, I.N.G. 2003. Konservasi Energi dalam Gerak Melalui  Mekanika  Fluida  Berbasis  Teknik  Mesin, Pidato Pengukuhan Guru Besar FTUB, Malang.
[4]. http://id.wikipedia.org/wiki/Campuran, 13 februari 2014
[5]. http://s3.amazonaws.com/academia.edu.documents/327 79420/Pengaruh_Posisi_dan_Arah_P utaran_Pengaduk_Ganda_Thd_Perilaku_Chaos_Penca mpuran_Cat_dan_Pewarnalibre.pdf?AWSAccessKeyId =AKIAJ56TQJRTWSMTNPEA&Expires=140750946 4&Si
gnature=UpOmS%2FW0FFu8q%2BgLfBM%2BDV0 A3BE%3D, 24 Maret 2014
[6]. http://akademik.che.itb.ac.id/labtek/wp- content/uploads/2012/05/tdk-tangki-berpengaduk.pdf, 11 februari 2014