Aliran Vortex

Dalam dinamika fluida, vortex adalah sebuah daerah di dalam fluida dimana sebagian besar aliran bergerak memutar terhadap sumbu imajiner. Pola gerakannya disebut aliran vortex.Vortex dibentuk oleh fluida termasuk cairan, gas, dan plasma. Beberapa contoh umum adalah lingkaran asap, pusaran air, angin pada badai dan tornado, atau sayap pesawat terbang. Vortex adalah sebuah komponen utama dalam aliran turbulen.  Gerakan vortex berputar disebabkan oleh adanya perbedaan kecepatan antar lapisan fluida yang berdekatan.

Dalam pusaran tersebut, kecepatan fluida yang terbesar berada di samping sumbu imajiner, dan penurunan kecepatan berbanding terbalik terhadap jarak dari sumbu imajner. hubungan antara jari-jari vortex dan kecepatan vortex adalah apabila jari-jari vortex semakin besar, maka kecepatan vortex semakin kecil, begitu juga dengan sebaliknya apabila jari-jari vortex semakin kecil, maka kecepatan fenomena vortex semakin besar.

Pusaran sangat tinggi di wilayah inti sekitar sumbu, dan hampir nol di ujung pusaran; sementara tekanan turun tajam saat mendekati wilayah itu. Setelah terbentuk, vortex dapat berpindah, meregang, berputar, dan berinteraksi secara kompleks. Sebuah Vortex bergerak membawa serta momentum sudut dan linier, energi, dan massa di dalamnya.

Sifat-sifat dari pusaran air:

1. Tekanan air di dalam pusaran yang paling kecil adalah di pusat pusaran dan semakin meningkat seiring dengan semakin besarnya jarak pusaran dari pusat. Hal ini sesuai dengan prinsip Bernoulli, dimana tekanan berbanding terbalik dengan kecepatan.

2. Pusat dari setiap pusaran dapat dianggap mengandung garis pusaran dan setiap partikel air dalam pusaran dapat dianggap berotasi digaris pusaran.

3. Dua atau lebih pusaran yang kira-kira sejajar dan berotasi/berputar dalam arah yang sama akan bergabung untuk membentuk sebuah pusaran tunggal.

4. Gerakan rotasi pada pusaran menimbulkan energi yang cukup besar. Apabila suatu benda diletakkan di sekitar pusaran, maka pusaran air seolah-olah menyedot benda tersebut, berputar-putar menuju inti.

Aliran vortex dapat dijelaskan dengan prinsip-prinsip Hukum Bernoulli dengan mempertimbangkan perubahan kecepatan aliran dan tekanan dalam pusaran aliran tersebut.

Dalam aliran vortex, fluida berputar secara spiral atau melingkar di sekitar sumbu tertentu. Ketika fluida berputar, kecepatan aliran di sekitar pusaran vortex meningkat seiring dengan pendekatan ke pusat pusaran dan menurun saat menjauh dari pusat. Prinsip-prinsip Hukum Bernoulli dapat membantu menjelaskan fenomena ini:

1. Hubungan antara Kecepatan Aliran dan Tekanan: Menurut Hukum Bernoulli, jika kecepatan aliran fluida meningkat, tekanan fluida pada titik tersebut akan menurun. Dalam aliran vortex, kecepatan aliran meningkat saat mendekati pusat pusaran. Oleh karena itu, tekanan di sekitar pusaran vortex akan menurun. Hal ini bisa diamati pada tornado, di mana tekanan di pusat pusaran menjadi sangat rendah.

2. Prinsip Kontinuitas: Prinsip Kontinuitas menyatakan bahwa volume aliran fluida yang masuk ke suatu area harus sama dengan volume aliran fluida yang keluar dari area tersebut. Dalam aliran vortex, ketika fluida berputar, area penampang aliran di sekitar pusaran akan berkurang karena kecepatan aliran meningkat. Dengan demikian, untuk mempertahankan volume aliran yang konstan, kecepatan aliran fluida di sekitar pusaran harus meningkat.

Kombinasi dari kedua prinsip ini menghasilkan perubahan kecepatan aliran dan tekanan dalam aliran vortex. Peningkatan kecepatan aliran menyebabkan penurunan tekanan di sekitar pusaran, dan sebaliknya. Fenomena ini membentuk gaya sentrifugal yang mempertahankan aliran vortex.

Namun, penting untuk diingat bahwa prinsip-prinsip Hukum Bernoulli secara ideal berlaku pada aliran fluida yang tidak memiliki gesekan internal yang signifikan. Pada aliran vortex sebenarnya, ada banyak faktor kompleks yang mempengaruhi aliran, seperti viskositas fluida, turbulensi, dan interaksi antara partikel-partikel fluida. Oleh karena itu, untuk memahami aliran vortex secara menyeluruh, perlu melibatkan konsep-konsep yang lebih lanjut dalam mekanika fluida.

MENERIMA JASA PEMBUATAN TABUNG DARI BAHAN AKRILIK LEMBARAN

HUBUNGI PADA KONTAK

Reaktor Trickle Bed

Trikcle bed reactor merupakan kolom penghubung antara gas-cair-padat di mana aliran cairan mengalir ke bawah di atas unggun katalis dalam bentuk droplet atau berupa tetesan dengan perbedaan tekanan yang berfungsi sebagai kekuatan pendorong. Aliran gas dapat mengalir bersamaan dengan cairan atau berlawanan dengan arus melalui unggun. Reaktor trickle bed terutama dioperasikan dalam mode kontinu tetapi kadang-kadang digunakan dalam proses semi-batch.

Reaktor Trickle bed dinamai demikian untuk operasinya dalam rezim aliran tetesan. Rezim ini ditandai dengan aliran stabil dari aliran cairan dan gas melalui unggun, mirip dengan aliran laminar dalam sistem fase tunggal. Rezim di mana sistem beroperasi tergantung pada kecepatan aliran cairan dan gas. Reaktor Trickle bed juga dapat dijalankan dalam sistem pengaliran, semprot, atau aliran tergantung pada aplikasinya.

Model reaktor trickle bed terdiri dari tangki berbentuk tabung dengan pelat saringan di dekat bagian bawahnya untuk menopang unggun yang dikemas, dan saluran masuk dan outlet untuk aliran cairan masing-masing di bagian atas dan bawah reaktor. Saluran masuk gas dapat terletak di bagian atas atau di bawah, tergantung pada prosesnya, dengan outlet berada di ujung yang berlawanan. Tutup gelembung, distributor pelat saringan, atau lapisan halus partikel yang tidak bereaksi ditempatkan di bagian atas unggun untuk memastikan distribusi cairan yang seragam di seluruh unggun.

Faktor kehandalan kinerja dari reactor trickle bed adalah jenis bed yang digunakan. Konfigurasi  unggun apakah pengemasan acak atau pengemasan terstruktur serta bentuk bed yang digunakan, akan mempengaruhi sifat-sifat seperti penurunan tekanan dan area pelapisan katalis.

Area pemakaian

Reaktor Trickle bed berperan dalam proses hidroprosesor di industri perminyakan untuk menghasilkan bahan bakar yang lebih bersih. Minyak bumi cair mengalir dengan gas hidrogen tekanan tinggi pada kecepatan yang relatif rendah untuk memperpanjang waktu tinggal dalam sistem. Reaksi pada permukaan katalis menghilangkan polutan seperti sulfur dan nitrogen dari minyak bumi. Ini biasanya adalah reaktor yang sangat besar yang sesuai dengan skala produksi besar di industri.

Reaktor trickle bed juga berguna dalam beberapa proses pengolahan air limbah. Reaktor ini digunakan untuk mengoksidasi fenol beracun dalam air limbah menjadi karbon dioksida dan air yang tidak beracun. Reaksi oksidasi sangat eksotermik, sehingga aplikasi ini dapat menyebabkan masalah perpindahan panas dan keamanan dalam sistem.

Menerima Jasa Pembuatan Kolom Reaktor Berbahan Akrilik

Hubungi KONTAK

airlift reaktor

Pengembangan dari reaktor gelembung/ buble reactor adalah Airlift Reaktor (ALR).
Perbedaan utama antara reaktor jenis airlift reactor (ALR) dengan jenis lain seperti jenis bubble colums adalah dari jenis aliran media di dalam reaktor. Pada reaktor bubble column biasanya gas diinjeksi dari dasar reaktor dan menghasilkan pergerakan dari percampuran gas dan media secara tak beraturan dari dasar ke atas reaktor. 

Sementara pada ALR reaktor, sirkulasi utama gas dan media ditentukan oleh desain reaktor yang mempunyai saluran pencampuran ke atas (riser) dan ke bawah (down comer). Saluran ini akan menentukan kecepatan tercampurnya antara media dan gas, sehingga ukuran diameter dan tinggi saluran sangat tergantung pada kepentingan pembuatan reaktor. 
Reaktor airlift mempunyai bagian-bagian utama yang mempengaruhi pola aliran media yang diperhitungkan dalam perakitannya antara lain: 
Top Clearance (Cl) : jarak antara penutup reaktor atas dengan media 
Area Ratio (Ad/Ar) : perbandingan antara luas permukaan downcomer dengan riser 
Tinggi Reaktor (h) : tinggi antara dasar dan penutup atas reaktor 
Bottom clearance (Cb): jarak antara dasar reaktor dengan tube gas input 

 gambar skema reaktor airlift

Dibandingkan dengan reaktor gelembung, airlift reaktor memiliki beberapa kelebihan diantaranya :

1. Proses pencampuran dan pergerakan media dalam reaktor dilakukan simultan dengan injeksi gas sehingga tidak memerlukan suplay energi lagi. 
2. Pencampuran gas dan media merata ke segenap ruang dalam reaktor, sehingga distribusi biomass, nutrien dan gas-gas merata.

Beberapa variabel yang mempengaruhi sirkulasi media diantaranya 
Riser. Pada ruang riser, gas dan liquid mengalir ke atas, dan kecepatan gas pada umumnya lebih tinggi daripada kecepatan liquid, kecuali pada keadaan homogenous flow dimana gas dan liquid mengalir dalam kecepatan yang sama. Hal ini terjadi bila bubble yang sangat kecil terbentuk.
Downcomer. Pada ruang downcomer, media akan mengalir dan membawa bubble.

Beberapa desain pengembangan airlift reaktor terus disempurnakan untuk mendapatkan reaktor yang sesuai untuk menjawab berbagai kebutuhan.

MENERIMA CUSTOME PEMBUATAN REAKTOR KOLOM  BERBAHAN AKRILIK

HUBUNGI PADA KONTAK

Moving Bed Biofilm Reactor MBBR

Sistem moving bed biofilm reactor adalah adalah sebuah konsep teknologi yang sangat efektif dalam pengolahan limbah cair secara biologis, konsep ini pertama kali ditawarkan oleh pemerintah Norwegia pada tahun 1980 yang bertujuan untuk mengurangi beban nitrogen dalam air laut. Ide dasar dari sistem ini adalah untuk mendapatkan sistem pengolahan air limbah dengan operasi yang berjalan terus menerus yang mencegah clogging (mampat/ buntu) sehingga tidak membutuhkan proses backwash, dan mampu  menurunkan kehilangan tekanan (headloss), dengan luas permukaan biofilm yang besar. Hal ini didapatkan dengan menumbuhkam/membiakkan biofilm/biomass di dalam media (biocarrier) kecil yang bergerak di dalam reactor.

Dalam sistem ini, bahan pencemar (substrat) yang terkandung dalam air limbah akan tercampur sempurna di dalam sebuah reaktor, dimana mikroorganisme yang hidup di dalam limbah akan tumbuh melekat pada media plastic biocarrier  dan terakumulasi membentuk lapisan biomassa (biofilm) pada permukaan media tersebut. Media-media tersebut memungkinkan konsentrasi biomassa yang besar yang dapat terjadi di dalam reactor, jika dibandingkan dengan proses biakan tersuspensi, seperti pada proses pelumpuran konvensional. Hal ini dapat meningkatkan kapasitas pengolahan biologis pada volume reaktor yang sama, sehingga menghasilkan effisiensi yang lebih baik.

Media plastic biocarrier didesain sedemikian rupa sehingga memiliki berat jenis yang lebih rendah dibandingkan dengan air sehingga memudahkannya bergerak, plastik jenis HDPE umumnya dipakai karena memiliki berat jenis 0,95 g/cm^3, desain biocarrier sedapat mungkin menyediakan luas permukaan yang besar sebagai tempat tumbuh dan berkembangnya mikroorganisme. 

biocarrier plastic

biofilm yang terjerap pada biocarrier

Di dalam reactor media plastic biocarrier akan berada dalam posisi terus bergerak, pergerakan ini disebabkan oleh energi sistem aerasi buatan yang berasal dari mesin blower/aerator ataupun dengan pengadukan mekanik. Kemampuan sistem ini sangat baik pada kondisi pengadukan yang menghasilkan turbulensi, sehingga proses penyerapan oksigen pada substrat akan lebih optimal. Pengadukan yang lebih merata akan meningkatkan performa dari sistem pengolahan air limbah. Biofilm ideal yang terbiakan pada biocarrier adalah terbentuknya lapisan yang cukup tipis dan terdistribusi merata pada permukaannya untuk itu turbulensi yang merata adalah hal penting. Dalam beberapa kasus, dimana turbulensi terlalu rendah, biofilm yang dihasilkan sangat banyak hingga biofilm juga terbentuk di dalam rongga media, sehingga mempersempit lintasan air dan substrat untuk biofilm.

Reaktor Moving Bed Biofilm Reactor menggunakan saringan untuk memisahkan media biocarrier bergerak dalam reaktor dengan air olahan yang keluar sebagai overflow dari reaktor. Waktu tinggal media di dalam reactor yang cukup, ditambah lagi dengan pengadukan substrat yang merata dalam air limbah mendorong seleksi dan pengayaan mikroba untuk tumbuh sesuai dengan konsentrasi substrat yang diterima oleh mikroba di dalam kondisi reaktor yang stabil.

MENERIMA CUSTOM PEMBUATAN TABUNG ACRYLIC UNTUK BIOREAKTOR

Reaktor Gelembung (Bubble Column Reactor)

Dari berbagai macam reaktor yang digunakan untuk kontak fase gas-cair, diantaranya dikenal reaktor kolom gelembung (bubble column reaktor). Reaktor jenis ini banyak digunakan pada proses industri kimia dengan reaksi yang sangat lambat, proses produksi yang menggunakan mikroba (biorektor) dan juga pada unit pengolahan limbah secara biologis menggunakan lumpur aktif.

Pada dasarnya, reaktor gelembung adalah reaktor dua fasa, yaitu gas dan cairan, yang berbentuk vessel silinder dengan distributor gas (sparger) di bagian bawah reaktor. Fluida berfasa gas didispersikan melalui sparger, sehingga terbentuk gelembung gas yang kemudian bergerak melalui fluida berfasa cair yang berada di dalam vessel.

Pada pengembangan reactor gelembung selanjutnya, gelembung gas bergerak melalui suspensi yang merupakan campuran fluida berfasa cair dan padatan. Reaktor gelembung model ini dinamakan dengan reaktor gelembung tiga fasa atau slurry bubble column reactor (SBC).

Reaktor kolom gelembung diaplikasikan  secara  luas  sebagai  kontaktor  dan reaktor mutifasa di industri kimia, biokimia, petrokimia, dan juga  metalurgi  material. Reaktor kolom gelembung tiga fasa digunakan dan dioperasikan dalam teknik reaksi, yaitu dengan adanya katalis dan aplikasi biokimia dimana mikroorganisme yang digunakan sebagai suspensi padat untuk menghasilkan bioproduk dalam skala industri. 

Aplikasi reaktor kolom gelembung dalam penggunaannya sebagai bioreaktor dimana mikroorganisme terlibat untuk menghasilkan produk industri seperti enzim, protein, antibiotik, dan lain sebagainya. Beberapa studi biokimia terbaru yang menggunakan kolom gelembung sebagai bioreaktor antara lain : Thienamycin menggunakan biokatalis Streptomysces cattleya ; Gluco amylase menggunakan biokatalis Aureobasidium pullulans; asam asetat menggunakan biokatalis Acetobacter aceti, asam organik menggunakan biokatalis Eubacterium limosum, Fermentasi etanol menggunakan biokatalis Sacharomyces cerevisiae.

Pada proses fermentasi, fasa gas (oksigen) dipompakan dan didispersikan ke dalam reaktor. Hasil pendispersian fasa gas ini adalah gelembung yang kemudian bergerak naik ke atas reaktor. Selama mengalir ke atas, gas dari gelembung bereaksi dengan sel. Hasil reaksi fermentasi adalah sel dengan konsentrasi dan produktivitas yang lebih tinggi.

Reaktor ini memiliki keuntungan selama proses operasi dan perawatan seperti laju transfer panas dan massa yang tinggi, kepadatan yang tinggi, dan rendahnya harga operasi dan  perawatan reaktor.

Prototype tangki pengolahan limbah cair

Circulating Cyclone Fluidized Sand Bed Filter Reactor

MENERIMA CUSTOMIZE REACTOR COLUMN BERBAHAN ACRYLIC

FLUIDISASI

Fluidisasi didefinisikan sebagai suatu operasi dimana hamparan zat padat diperlakukan seperti fluida yang ada dalam keadaan berhubungan dengan gas atau cairan. Dalam kondisi terfluidisasi, gaya gravitasi pada butiran -butiran zat padat diimbangi oleh gaya seret dari fluida yang bekerja padanya.

Fritz Winkler, pada 1921 di Jerman memperkenalkan suatu aliran gas hasil pembakaran yang dihembuskan di bawah sebuah wadah yang terdiri dari partikel-partikel batu arang. Kejadian ini menandai dimulainya hal yang sangat penting di dalam teknologi moderen. Winkler melihat partikel – partikel diangkat oleh tarikan gas, dan massa partikel dilihat seperti cairan yang mendidih.

Pada proses pengkonversian energi dengan teknologi FBC (Fluidized Bed Combustion), Awalnya ruang bakar dipanasi secara eksternal sampai mendekati temperatrur operasi. Material hamparan (Bed Material) fluidisasi yang akan dipakai untuk mengabsorsi panas adalah pasir silica.

Pasir silica dan bara api bahan bakar bercampur dan mengalami turbulensi di dalam ruang bakar sehingga keseragaman temperatur system menjadi terjaga. Kondisi ini mampu memberikan konversi energi yang baik. Selanjutnya, dengan bidang kontak panas yang luas disertai turbulensi partikel fluidisasi yang cepat menyebabkan teknologi FBC bisa diaplikasikan untuk mengkonversi segala jenis bahan bakar seperti serbuk kayu.

Kwalitas fluidisasi adalah faktor paling utama yang mempengaruhi efisiensi system FBC. Umumnya, Serbuk kayu (pellet) sangat sulit difluidisasi mengingat bentuknya yang tidak seragam. Beberapa penelitian untuk mengontrol kualitas fluidisasi telah dilakukan dengan merubah kecepatan masuk fluidisasi pada limit tertentu sesuai dengan besarnya ukuran partikel pentransfer panas yang digunakan.

Keseragaman temperatur pada reaktor adalah hal yang sangat penting untuk menjaga kestabilan pembakaran, disamping itu juga berguna untuk mengurangi emisi gas polutan seperti hidrokarbon dan NOx sebagai akibat hasil pembakaran yang tidak sempurna.

Fluidisasi Pencampuran gas dengan partikel

Merupakan fluidisasi yang terjadi pada fluida gas. Pada fluidisasi ini kebanyakan gas akan mengalir dalam gelembung atau rongga -rongga kosong yang tak berisikan zat padat, dan hanya sebagian kecil gas itu mengalir dalam saluran -saluran yang terbentuk diantara partikel. Partikel itu akan bergerak tanpa aturan dan didukung oleh fluida. Sifat ketakseragaman hamparan pada mulanya diperkirakan disebabkan oleh penggumpalan atau agregasi partikel, tetapi kenyataannya tidak ada bukti yang menunjukkan partikel itu melekat satu sama lain. Gelembung yang terbentuk berperilaku hampir seperti gelembung udara di dalam air atau gelembung uap di dalam zat cair yang mendidih.

Tahapan fluidisasi dapat dikelompokkan menjadi empat tahap, yaitu: hamparan tetap (Fixed Bed), hamparan fluidisasi gelembung (Bubbling Fluidized Bed), gelembung besar (Slugging) dan hamparan turbulen (Turbulent Bed).

Hamparan Tetap (Fixed Bed)

Pada saat udara dimasukkan dibawah plat distributor dengan laju lambat, dan naik melalui hamparan tanpa menyebabkan terjadinya gerakan pada partikel. Jika kecepatan itu perlahan dinaikkan, penurunan tekanan pada partikel. Jika kecepatan itu perlahan dinaikkan, penurunan tekanan akan meningkat, tetapi partikel-partikel itu masih tidak bergerak dan tinggi hamparanpun tidak berubah. Kondisi ini dikenal dengan fixed bed.

Hamparan Fluidisasi Gelembung (Bubbling Fluidized Bed)

Hamparan kecepatan aliran udara pada fixed bed meningkat sampai kecepatan udara mencapai titik kritis yang dikenal dengan kecepatan minimum fluidisasi (Minimum Fluidization Velocity), penurunan tekanan melintas hamparan itu akan mengimbangi gaya gravitasi yang dialaminnya, dengan kata lain mengimbangi gaya bobot hamparan. Partikel mulai akan bergerak dan gas yang mengalir melalui hamparan yang berbentuk gelembung, dan disebut Bubbling Fluidized Bed.

Gelembung Besar (Slugging)

Bila kecepatan udara yang melalui hamparan zat padat meningkat, gelembung-gelembung cenderung bersatu dan menjadi besar (Slug). Pada saat gelembung naik melalui hamparan fluidisasi sebagai slug, fenomena ini diistilahkan dengan slugging. Jika menggunakan kolom berdiameter kecil dengan hamparan zat padat yang tebal, gelembung- gelembung yang beriringan bergerak ke puncak kolom dan dipisahkan oleh zat padat.

Hamparan Turbulen (Turbulent Bed)

Ketika kecepatan udara melewati Bubbling Fluidized Bed telah meningkat diatas kecepatan minimum gelembung, hamparan partikel akan meluas. Peningkatan kecepatan tersebut mengakibatkan perubahan pada susunan partikel. Dengan kecepatan udara yang tinggi mengakibatkan gelembung kehilangan identitasnya dan mengubah bentuk perluasan hamparan. Partikel kemudian terlempar ke puncak kolom diatas hamparan sehingga mendapatkan permukaan hamparan yang tinggi. Hamparan tersebut disebut dengan turbulent bed. Tahapan ini diaplikasikan pada Circulating Fluidized Bed.

Fluidisasi increasing gas velocity

Cold Flow Fluidization Gasification Model

Untuk mempelajari proses dan mengetahui efisiensi fluidisasi digunakan perancangan desain sistem cold bubling fluidized bed yaitu dengan cara mengalirkan udara dengan kecepatan diatas kecepatan fluidisasinya dengan menggunakan kompresor. Besar kecilnya tekanan udara yang mengalir menuju hamparan akan diatur
oleh bagian gate valve. Kemudian udara mengalir melewati bagian digital flowmeter, pada bagian ini berfungsi untuk memonitor penggunaan udara dari kompresor. Udara tersebut kemudian dihembuskan melewati hamparan material yang telah ditempatkan pada sebuah tabung silinder penampung material (bed) yang terbuat dari akrilik dan disangga oleh plat distributor.

Distributor plate

Plat distributor dilengkapi dengan kisi-kisi (orifis) sebagai laluan udara menuju hamparan material yang akan difluidisasikan. Selain sebagai penyangga material, plat distributor juga berfungsi untuk meratakan pendistribusian tekanan kehamparan. Material yang akan dilalui udara akan bergolak akibat adanya kecepatan hembusan udara yang akan menyebabkan terbentuknya rongga-rongga kosong yang tidak berisi zat padat atau gelembung-gelembung udara (bubble).

Udara yang telah melewati hamparan partikel dari proses fluidisasi ini akan keluar melalui lubang pengeluaran (exhaust) yang dilengkapi bagian penampung partukel untuk menampung partikel-partikel yang ikut terbawa terbang bila terjadi error dalam percobaan.

Cold Flow Model Gasification Acrylic Transparent  Material

Bagian-bagian kontruksi meliputi:

1. Saluran Udara dan diffuser udara

Saluran udara bisa terbuat dari selang bening untuk mendistribusikan udara dari kompresor ke bagian plat distributor. Pada bagian ini dilengkapi pula dengan diffuser udara yang berfungsi untuk memecah konsentrasi udara dari selang saluran udara agar arah udara bisa menyebar ke sisi pinggir dari
tabung fluidisasi.

2. Tabung Fluidisasi (bed) dengan material acrylic

Tabung Fluidisasi (bed) berfungsi sebagai tempat dari partikel-partikel yang akan difluidisasikan. Bahan yang digunakan adalah akrilik bening. Pemilihan material ini bertujuan untuk melihat secara langsung pergerakan partikel-partikel dari proses fluidisasi sehingga terbentuk  rongga-rongga kosong yang tidak berisi zat padat atau gelembung-gelembung udara (bubble).

3. Plat Distributor

Plat distributor berbentuk lingkaran yang berfungsi sebagai penyangga material dan meratakan pendistribusian udara tekanan udara kehamparan. Plat distributor dilengkapi dengan kisi-kisi sebagai laluan udara. Pemilihan besar kisi-kisi dari plat distributor harus tepat. Besar kisi-kisi dari plat distributor ini tidak lebih besar dari besar partikel bed agar partikel bed tidak jatuh namun tidak boleh terlalu kecil juga agar tidak terjadi back preasure terlalu tinggi yang akan berpengaruh pada kerja dari kompresor.

Alat lainnya : Digital Flowmeter, Gate Valve dan Selektor Gate Valve, Kompresor, Silinder pemanas air, Elemen pemanas dan Thermostat, Pompa air panas, Saluran pipa air panas yang terbuat dari pipa tembaga, Thermometer digital.

Bila diperhatikan secara menyeluruh, bagian-bagian kontruksi terbuat dari material yang tidak tahan terhadap panas yang tinggi. Hal ini dikarenakan dalam fluidisasi ini tidak melibatkan temperatur tinggi (cold bubbling fluidzed bed). Namun tidak berarti dalam rancangan alat percobaan ini tidak akan menguji perpindahan panas yang terjadi dari proses fluidisasi. Walaupun hanya dalam temperatur rendah nantinya diharapkan akan diperoleh hasil berupa data yang bisa di pelajari atau diamati.

Menerima Custom Pembuatan Tabung Acrilic

Automatic Bell Siphon

Diagram Automatic Bell Siphon

Ide pemanfaatan bell siphon otomatis terilhami dari sistem pasang surut (ebb and flow system) pada hidroponik. Seperti kita ketahui akar tanaman juga membutuhkan oksigen yang cukup untuk bernapas, dan akar tanaman tidak boleh terendam terus menerus dalam air supaya tidak membusuk. Sistem ebb and flow bekerja dengan cara membanjiri sementara net pot dengan campuran air dan nutrisi sampai pada batas tertentu, kemudian mengembalikan nutrisi itu (mengosongkan /draining) ke dalam bak penampungan nutrisi (pada aquaponic berupa aquarium ataupun kolam ikan) , begitu seterusnya sehingga sistem ini menjaga akar tanaman untuk tidak terus menerus terendam. Sistem ini bekerja dengan pompa (submerged pump) yang dikoneksikan ke timer dan dibenamkan dalam larutan nutrisi. Ketika timer menghidupkan pompa, larutan nutrisi akan dipompa ke net pot (tempat tanaman). Ketika timer mematikan pompa air, larutan nutrisi akan mengalir kembali ke bak penampungan. Kekurangan sistem ebb and flow ini karena biaya pembuatannya cukup mahal, dan penambahan biaya pemakaian daya listrik.

Bell siphon memecahkan persoalan ini dengan cara sederhana, lebih menguntungkan, murah, dapat dibuat sendiri diy tanpa menambah beban listrik. Ini cara keren memanfaatkan prinsip fisika mengenai tekanan hidrostatik, tekanan udara, kondisi vakum dan gravitasi.

Riset menunjukkan bahwa membanjiri secara perlahan (slow flooding) dan mengosongkan secara cepat (rapid draining) pada net pot atau grow bed, menyediakan akses nutrisi yang baik bagi tanaman dan oksigenasi yang tinggi untuk akar tanaman. Mekanisme ini bisa dikerjakan sangat baik dengan menggunakan bell siphon. Terdengar sangat misterius dan membingungkan baik bagi pemula bahkan juga bagi yang sudah berpengalaman di bidang aquaponik. Memang mekanisme automatic bell siphon relatif rumit bila dijelaskan secara fisika. Namun yang terpenting bagi praktisi hidroponik maupun aquaponik tentunya dapat mengatasi kekurangan sistem pasang surut dengan mudah, murah tanpa tambahan alat elektrik apapun.

Penasaran ?, untuk lebih cepat membayangkannya bisa menyaksikan melalui video ini :

Tapi bagi anda yang tetap penasaran bagaimana prinsip bell siphon ini bekerja  dapat meneruskan membaca ini :

Prinsip dasar bell siphon, adalah tekanan hidrostatik, tekanan atmosfer yang berhubungan dengan ketinggian air pada kolom siphon. Saat air yang dipompakan memasuki kolom siphon hingga menyentuh puncak bibir tabung (drain), momentum saat itu akan terjadi : tekanan hidrostatik lebih rendah dibanding tekanan atmosfer (kondisi vakum). Kondisi yang melalui momentum perbedaan tekanan ini mengakibatkan tekanan atmosfer mendorong air menyentuh puncak kolom siphon, selanjutnya yang bekerja adalah ikatan antar molekul air dan gaya gravitasi yang dengan cepat mendorong air tersebut keluar.