Jenis Pencampuran

Jenis Pencampuran

1. Cair – Cair

Pencampuran cairan dengan cairan digunakan untuk mempersiapkan atau melangsungkan proses-proses kimia dan fisika serta juga untuk membuat produk akhir yang komersial.

Alat yang digunakan untuk pencampuran bahan cair-cair dapat berupa tangki atau bejana yang dilengkapi dengan pengaduk. Tangki atau bejana biasanya berbentuk silinder dengan sumbu terpasang vertikal, bagian atas bejana itu bias terbuka saja ke udara atau dapat pula tertutup. Ujung bawah tangki itu biasanya agak membulat, jadi tidak datar saja, maksudnya agar tidak terdapat terlalu banyak sudut-sudut tajam atau daerah yang sulit ditembus arus zat cair. Ke dalaman zat cair biasanya hampir sama dengan diameter tangki. Di dalam tangki itu dipasang pengaduk (impeller) pada ujung poros menggantung, artinya poros itu ditumpu dari atas. Poros itu digerakkan oleh motor, yang kadang-kadang dihubungkan langsung dengan poros itu, namun biasanya dihubungkan melalui peti roda gigi untuk menurunkan kecepatannya.

Tujuan pencampuran cair-cair adalah untuk mempersiapkan atau melangsungkan proses-proses kimia dan fisika serta juga untuk membuat produk akhir yang komersil. Beberapa contoh pencampuran cair-cair adalah pada pembuatan sirop, obat tetes dan larutan injeksi.
Metode yang paling sering digunakan untuk mencampur cairan dengan cairan ialah dengan metode turbulensi didalam bejana pengaduk atau dalam suatu pencampur getar. Metode lainnya adalah misalnya dengan menyampur dengan penyemprot, dengan pompa, dengan menghembuskan gas kedalam cairan atau dengan mesin pengecil ukuran.

1. Pencampuran dengan alat pengaduk dan pencampur getar
Untuk persoalan pencampuran yang sederhana seperti untuk membuat larutan sejati, dapat digunakan pengaduk dengan putaran lambat seperti pengaduk jangkar, pengaduk bingkai, pengaduk palet dan pengaduk impeler. Untuk membuat emulsi halus dapat dipergunakan alat pengaduk dengan putaran cepat seperti alat pengaduk propeler, pengaduk turbin, pengaduk cakram gigi, ataupun pengaduk palet.


2. Pencampuran dengan alat semprot
Pada instalansi-instalansi yang bekerja secara kontinyu, cairan-cairan yang dapat saling melarut seringkali tercampur dengan sendirinya di dalam saluran-saluran pipa. Akan tetapi karena pencampuran oleh turbulensi di dalam pipa tanpa adanya alat pendukung lain tidak begitu besar, cairan dengan volume yang lebih kecil seringkali dimasukkan bersama-sama cairan lain ke dalam pipa.


3. Pencampuran dengan Alat Pompa
Seringkali penggunaan pompa sentrifugal telah cukup untuk menanggulangi persoalan pencampuran yang sederhana. Pompa tersebut dipasang sebagai alat pendorong cairan pada saluran pipa. Untuk persoalan yang lebih sukar, efek pencampuran yang baik dapat dicapai dengan memutar bahan secara terus menerus secara sirkulasi. Bahan umumnya dihisap dari bejana campur dengan sebuah pompa sentrifugal dan disalurkan kembali. 

2. Padat – Cair

Pada proses pembuatan produk industri kimia yang siap untuk diperdagangkan dan pada pengolahan produk setengah jadi, seringkali bahan-bahan padat harus dicampurkan dengan sejumlah kecil cairan. Di sini dapat terbentuk bahan padat yang lembab atau campuran yang sangat viskos seperti pasta atau adonan. Seringkali cairan harus juga ditambahkan ke dalam pasta, adonan atau massa yang plastis tersebut.

Contoh :
Mencampur serbuk dengan cairan untuk membuat butiran-butiran (granulat)
Mencampur pasta pada industri farmasi dan kosmetik dengan bahanbahan aktif.
Mencampur masa sintetik yang plastis dengan bahan-bahan penolong (misalnya bahan pelunak, stabilisator, bahan pewarna).
Alat yang digunakan dapat berupa tangki atau bejana vertikal yang berbentuk silinder, bahan digilas dan diuli oleh satu atau dua perkakas campur yang mirip pengaduk.

Pembentukan bahan-bahan kimia umumnya memerlukan air dalam pencamprannya. Disini dapat terbentuk bahan padat yang lembab atau campuran yang sangat viskos seperti pasta atau adonan. Pada saat pencampuran bahan-bahan yang sangat viskos dibutuhkan gaya yang besar untuk memisah-misahkan bahan. Bagian bahan yang satu harus saling digesekkan dengan bahan yang lain, kemudian disatukan kembali. Proses ini dinamakan menguli. Untuk tujuan inilah dibuat suatu alat penguli yang memudahkan dalam proses pencampuran. Beberapaalat penguli umum yaitu :

a. Penguli Bak Ganda
Berupa sebuah bejana persegi yang mempunyai bagian bawah berbentuk sepasang setengah-silinder yang berdampingan. Didalamnya berputar dua perkakas campur yang terletak horizontal dan umumnya berbentuk seperti huruf Z. bahan secara terus menerus dicabik-cabik, ditekan ke dinding dan disatukan kembali oleh kedua perkakas tersebut.


b. Penguli Spiral
Satu atau dua perkakas campur yang biasanya berbentuk spiral berputar dalam rumah penguli yang horizontal dan panjang. Rumah dan spiral seringkali dilengkapi dengan komponen pengganggu berupa gigi-gigi, rusuk-rusuk, cakram-cakram penahan. Bahan yang bergerak maju dalam arah memanjang dicabik-cabik dan disatukan kembali oleh aliran balik dan gaya geser yang kuat.


c. Penguli Aduk
Didalam sebuah bejana vertikal yang berbrntuk silinder atau kerucut, bahan digilas dan diuli oleh satu atau dua perkakas campuryang mirip pengaduk. Pengaduk dapat dipasangkan di dalam bejana dari sebelah atas ataupun dari bawah, baik secara vertikal ataupun miring. Untuk menunjang proses pencampuran dan untuk membangkitkan efek gaya geser sering diperlukan perkakas pengikis atau perkakas pengganggu lainnya. Penguli aduk digunakan untuk mencampur dan menguli bahan dengan viskositas menengah.

d. Penguli Gilas
Sejumlah rol penggilas disusun sejajar dalam jarak yang dekat satu sama lain. Rol-rol berputar dengan kecepatan yang berbeda, secara searah atau berlawanan. Bahan secata terus menerus di cabik-cabik oleh geseran antara roda dan kemudian disatukan kembali. Penguli ini terutama digunakan untuk mencampur bahan-bahan yang sangat lengket

3. Gas – Cair

Sama seperti pencampuran gas-padat, proses ini jarang dilakukan. Pencampuran ini misalnya digunakan pada alat pengering sembur, pembakaran minyak pada menara-menara linang (trickled tower). Persoalan dalam pencampuran ini umumnya ialah bagaimana mendistribusikan cairan secara merata kedalam gas yang mengalir kontinyu. Pada pencampuran gas dengan cairan akan terjadi tetesan ataupun kabut.

4. Padat – Padat

Pada pencampuran padat-padat, pencampuran biasanya dilakukan setelah proses sizing dan grinding. Dalam hal ini alat penggiling dan alat pencampur dapat dijadikan satu dalam suatu alat yang lebih besar. Proses pemberian bentuk dan pengisian sering dirangkai sesudahnya. Pengecilan ukuran dimaksudkan agar derajat pencampuran yang dihasilkan lebih tinggi, dengan waktu pencampuran lebih singkat dan sistem pencampuran lebih sederhana dan mudah. Pada industri pencampuran bahan padat biasanya menggunakan alat pengguliran dengan bejana-bejana berkedudukan tetap tetapi mempunyai perlengkapan pencampur yang berputar.

Faktor-faktor yang tidak menguntungkan pada proses pencampuran diantaranya adalah :


- Kadar kelembaban yang tinggi di dalam bahan atau yang sangat berbeda diantara bahan dapat mengakibatkan penggumpalan. Bahan tidak lagi dapat ditaburkan tetapi melekat pada dinding bejana atau pada bagian pencampur lainnya, atau juga membentuk gumpalan-gumpalan yang ikut berputar.


- Muatan elektrostatik pada bahan juga dapat menyebabkan penggumpalan, khususnya pada partikel-partikel yang amat kecil (< 20µm) - Perbedaan mencolok dalam ukuran butir atau kerapatan bahan mempersulit pencampuran. Pola aliran yang kurang menguntungkan akan menyebabkan campuran terpisah kembali. - Ukuran butir yang sangat kecil mengakibatkan tahanan gesek yang tinggi sehingga waktu pencampuran semakin lama. - Fraksi volume terisi yang terlalu besar (>2/3 volume bejana) tidak memungkinkan pengguliran bahan secara intensif.


- Frekuensi putaran bejana atau alat pencampur yang terlalu tinggi mengakibatkan bahan hanya berputar dalam bentuk lingkaran saja. Gerakan yang diinginkan (misalnya gerakan jatuh) tidak tercapai.


Beberapa alat pencampur bahan padat-padat


a. Pencampur tromol
Pencampur ini berupa sebuah bejana silindris yang horizontal berputar pada sumbu panjangnya. Dengan putaran ini, bahan terangkat sepanjang bagian dalam dinding dan kemudian jatuh kembali.
Karena sebagian besar aliran berarah vertikal, diperlukan waktu campur yang lama. Pencampur tromol yang besar seringkali diberi bentuk kerucut pada penyangga saluran keluaran. Adapun persyaratan untuk pencampuran dengan menggunakan alat ini adalah derajat pencampuran yang dihasilkan haruslah tidak terlalu kental.

b. Pencampur Pusar
Pencampur ini berupa bejana silindris berputar mengelilingi suatu sumbu diagonal. Prinsip kerjanya adalah bahan diangkat dan kemudian dijatuhkan lagi kebawah. Pada saat jatuh bahan terdistribusi dan termampatkan. Pencampur jenis ini akan baik untuk memperoleh derajat pencampuran yang tinggi, tetapi proses yang berlangsung tidak efektif karena bahan yang dicampurkan harus dalam jumlah yang sedikit.


c. Pencampur kerucut
Berupa sebuah bejana dengan sebelah atau kedua belah sisi berbentuk kerucut berputar mengelilingi sumbu yang melintang. Prinsip kerja dan keuntungan pencampur ini sama seperti pencampur Pusar


d. Pencampur V
Berupa sebuah bejana dengan sebelah atau kedua belah sisinya berbentuk V berputar mengelilingi sumbu yang melintang. Sama seperti pencampur kerucut, pencampur ini tidak efesien digunakan dalam industri.

e. Pencampur Kocok (pencampur Turbula)
Berupa sebuah bejana yang dipasang pada sutu sistem pemegang, digoyangkan hingga memberikan gerakan kocok tiga dimensi. Dengan gerakan tersebu bahan mengalir kian kemari bercampur aduk. Pencampur ini digunakan untuk pencampuran < 1m3 yang cepat dan intensif.


f. Pencampur Pedal
Berupa sebuah bejana silindris yang mendatar yang didalamnya terdapat beberapa pedal yang dapat berputar pada sumbu horizontal. Pencampur jenis ini dapat mencampur bahan dalam jumlah yang relatif banyak.


g. Pencampur Spiral Ganda
Berupa bejana silindris mendatar yang didalamnya terdapat dua buah pita spiral yang mempunyai jari-jari berlawanan. Pita-pita jari-jari ini berputar secara horizontal dan bertikal secara bersamaan.

h. Pencampur spiral Planet (Pencampur Nauta)
Berupa bejana berbentuk kerucut yang didalamnya terdapat spiral yang dapat berputar dan menyusuri dinding bejana. Karena putaran spiral, bahan diangkat dan kemudian jatuh kembali kebawah mengikuti aliran spiral tersebut. Pencampur ini sesuai untuk digunakan dalam mencapur bahan dalam jumlah yang besar.


i. Pencampur Unggun Denyut
Berupa seuah bejana yang bagian atasnya berbentuk silinder dan bagian bawah berbentuk kerucut. Dibagian bawah terdapat cincin berongga yang dilengkapi dengan penyembur gas. Jadi bahan dipusarkan oleh aliran gas. Pencampur ini tidak begitu populer karena prinsip kerjanya yang rumit dan bahaya penggunaannya cukup besar.

Contoh :
Pencampuran bahan pewarna dengan bahan pewarna lainnya atau dengan bahan penolong untuk menghasilkan nuansa warna tertentu atau warna yang cemerlang.

Alat yang digunakan untuk pencampuran bahan padat dengan padat dapat berupa bejana-bejana yang berputar, atau bejana-bejana berkedudukan tetap tapi mempunyai perlengkapan pencampur yang berputar, ataupun pneumatik.

5. Gas – gas

Pencampuran gas dengan gas lain terutama dilakukan pada pembuatan campuran bahan bakar yang berbentuk gas dalam alat pembakar dengangas (misalnya campuran bahan bakar – udara). Metode terpenting untuk mencampur gas dengan gas adalah pencampuran dengan alat semprot atau injektor.

6. Gas – Padat

Pencampuran gas dengan bahan padat termasuk proses yang jarang dilakukan. Proses tersebut digunakan misalnya pada pengangkutan puing secara pneumatic, pada pembakaran serbuk pemadam api. Kebanyakan persoalannya adalah bagaimana mendistribusikan bahan padat itu secara merata kedalam gas yang mengalir kontinyu. Pada pencampuran gas dengan bahan padat akan terbentuk debu maupun asap.
Metode terpenting untuk mencampur gas dengan bahan padat adalah dengan menggunakan aat penakar bahan padat dan penyemburan dengan alat semprot