TINJAUAN LITERATUR TENTANG OPTIMASI DESAIN SISTEM PENGADUK PADA PROSES PENGOLAHAN MOLTEN ALUMINUM

Abstrak

Di era industri modern, tingginya tingkat persaingan menuntut perusahaan manufaktur untuk Pengadukan mekanis pada aluminium cair merupakan proses penting untuk homogenisasi temperatur dan komposisi alloy serta penghilangan inklusi dan gas terlarut. Namun, sistem pengaduk konvensional menghadapi berbagai kendala seperti distribusi aliran tidak merata, zona mati (dead zone), pembentukan vortex pada permukaan, oksidasi film permukaan, konsumsi energi tinggi, serta kegagalan material shaft dan impeller karena temperatur kerja ekstrem. Tujuan tinjauan literatur ini adalah menganalisis perkembangan desain pengaduk aluminium cair dan menentukan parameter kunci optimasi, dengan pendekatan Systematic Literature Review. Sumber dikumpulkan dari ScienceDirect, SpringerLink, Taylor & Francis, ASME, dan Google Scholar menggunakan kata kunci seperti “molten aluminum stirring system”, “impeller design optimization”, “CFD simulation molten metal mixing”, dll. Kriteria inklusi mencakup jurnal internasional tahun 2010–2026 berbasis eksperimen, CFD, simulasi numerik, atau desain mekanik. Parameter utama optimasi yang dibahas meliputi geometri impeller (diameter, jumlah dan sudut bilah, bentuk, rasio terhadap tangki), desain bilah (flat, pitched, twisted, rotor-stator), kecepatan putaran (RPM), karakteristik pola aliran (axial, radial, turbulen), pembentukan vortex, konsumsi energi, dan ketahanan material terhadap temperatur tinggi. Hasil kajian menunjukkan bahwa variasi bentuk dan sudut bilah impeller secara signifikan mengubah pola aliran dan efektifitas pencampuran: misalnya, peningkatan sudut bilah berdampak melemahkan aliran terdistribusi (menurut Yamamoto dkk. 2018). Impeller jenis pitched-blade (45°) sering lebih efisien dibanding impeller datar (flat). Agitator rotor-stator baru menunjukkan performa homogenitas pencampuran lebih baik dan stabilitas permukaan cair yang lebih tinggi. Kecepatan putaran yang lebih tinggi meningkatkan turbulensi dan mempersingkat waktu pencampuran, tetapi juga memperkuat vortex permukaan yang dapat meningkatkan oksidasi dan keausan alat. CFD (ANSYS Fluent, OpenFOAM, Flow-3D, dll.) secara luas digunakan untuk memodelkan distribusi kecepatan, kontur tekanan, kinetik turbulen, dan pola temperatur dalam tangki pengaduk, sehingga meminimalkan eksperimen trial-error.Dalam pilihan material, analisis korosi menunjukkan bahwa material besi cor HT300 (dengan grafit serpih) memiliki ketahanan tertinggi terhadap korosi aluminium cair. Secara keseluruhan, parameter desain terpenting meliputi geometri bilah impeller (jumlah dan sudut bilah), rasio D_impeller/tangki, serta kecepatan putaran yang dioptimalkan untuk mencegah vortex berlebih.