of 21/21
EVAPORASI Evaporasi adalah proses penguapan yang bertujuan untuk memekatkan atau menaikkan konsentrasi larutan. Evaporator adalah suatu alat yang berfungsi untuk menaikkan konsentrasi larutan dengan cara menguapkan air yang ada didalamnya. Dalam proses evaporasi komponen-komponen yang diuapkan : 1. Volatile (komponen yang mudah menguap) yang disebut solvent. 2. Nonvolatile (komponen yang sukar menguap) biasanya disebut solute. Hasil evaporasi adalah suatu tart pekat. Beberapa karakteristik yang mungkin terjadi dalam proses evaporasi suatu cairan atau liquida. 1. Pemekatan atau penaikkan konsentrasi Liquida yang pekat ini density dan viskositas nya akan lebih besar bila berbentuk kristal. 2. Terjadi buih atau busa Untuk zat-zat organik tertentu pada proses evaporasi liquida sering terjadi buih atau busa pada permukaan nya. 3. Temperature sensitivity (kepekaan terhadap suhu) Pada beberapa larutan atau zat khususnya yang dapat menghasilkan obat-obatan dan makanan,peka terhadap suhu,sehingga dalam proses pemekatannya dipakai cara-cara yang khusus dengan pemanasan steam. 4. Kerak (scale) Pada proses evaporasi sering terjadi kerak sehingga harus dilakukan pembersihan secara continue. EVAPORATOR

Evaporator Done

  • View
    260

  • Download
    4

Embed Size (px)

DESCRIPTION

BEST

Text of Evaporator Done

EVAPORASIEvaporasi adalah proses penguapan yang bertujuan untuk memekatkan atau menaikkan konsentrasi larutan. Evaporator adalah suatu alat yang berfungsi untuk menaikkan konsentrasi larutan dengan cara menguapkan air yang ada didalamnya. Dalam proses evaporasi komponen-komponen yang diuapkan : 1. Volatile (komponen yang mudah menguap) yang disebut solvent.2. Nonvolatile (komponen yang sukar menguap) biasanya disebut solute.Hasil evaporasi adalah suatu tart pekat.Beberapa karakteristik yang mungkin terjadi dalam proses evaporasi suatu cairan atau liquida.1. Pemekatan atau penaikkan konsentrasiLiquida yang pekat ini density dan viskositas nya akan lebih besar bila berbentuk kristal.2. Terjadi buih atau busaUntuk zat-zat organik tertentu pada proses evaporasi liquida sering terjadi buih atau busa pada permukaan nya.3. Temperature sensitivity (kepekaan terhadap suhu)Pada beberapa larutan atau zat khususnya yang dapat menghasilkan obat-obatan dan makanan,peka terhadap suhu,sehingga dalam proses pemekatannya dipakai cara-cara yang khusus dengan pemanasan steam.4. Kerak (scale)Pada proses evaporasi sering terjadi kerak sehingga harus dilakukan pembersihan secara continue.

EVAPORATOREvaporator adalah sebuah alat yang berfungsi mengubah sebagian atau keseluruhan sebuah pelarut dari sebuah larutan dari bentuk cair menjadi uap. Evaporator mempunyai dua prinsip dasar, untuk menukar panas dan untuk memisahkan uap yang terbentuk dari cairan. Evaporator umumnya terdiri dari tiga bagian, yaitu penukar panas, bagian evaporasi (tempat di mana cairan mendidih lalu menguap), dan pemisah untuk memisahkan uap dari cairan lalu dimasukkan ke dalam kondenser (untuk diembunkan/kondensasi) atau ke peralatan lainnya. Hasil dari evaporator (produk yang diinginkan) biasanya dapat berupa padatan atau larutan berkonsentrasi. Larutan yang sudah dievaporasi bisa saja terdiri dari beberapa komponen volatil (mudah menguap). Evaporator biasanya digunakan dalam industri kimia dan industri makanan. Pada industri kimia, contohnya garam diperoleh dari air asin jenuh (merupakan contoh dari proses pemurnian) dalam evaporator. Evaporator mengubah air menjadi uap, menyisakan residu mineral di dalam evaporator. Uap dikondensasikan menjadi air yang sudah dihilangkan garamnya. Pada sistem pendinginan, efek pendinginan diperoleh dari penyerapan panas oleh cairan pendingin yang menguap dengan cepat (penguapan membutuhkan energi panas). Evaporator juga digunakan untuk memproduksi air minum, memisahkannya dari air laut atau zat kontaminasi lain.

Prinsip KerjaEvaporator adalah alat untuk mengevaporasi larutan sehingga prinsip kerjanya merupakan prinsip kerja atau cara kerja dari evaporasi itu sendiri. Prinsip kerjanya dengan penambahan kalor atau panas untuk memekatkan suatu larutan yang terdiri dari zat terlarut yang memiliki titik didih tinggi dan zat pelarut yang memiliki titik didih lebih rendah sehingga dihasilkan larutan yang lebih pekat serta memiliki konsentrasi yang tinggi.1. Pemekatan larutan didasarkan pada perbedaan titik didih yang sangat besar antara zat-zatnya.2. Titik didih cairan murni dipengaruhi oleh tekanan.3. Dijalankan pada suhu yang lebih rendah dari titik didih normal.4. Titik didih cairan yang mengandung zat tidak mudah menguap (misalnya: gula)akan tergantung tekanan dan kadar zattersebut.5. Beda titik didih larutan dan titik didih cairan murni disebut Kenaikan titik didih (boiling)Proses evaporasi dengan skala komersial di dalam industri kimia dilakukan dengan peralatan yang namanya evaporator. Ada empat komponen dasar yang dibutuhkan dalam evaporasi yaitu : Evaporator, kondensor , injeksi uap, dan perangkap uap.1. Kondensor: Kondensor adalah salah satu jenis mesin penukar kalor (heat exchanger) yang berfungsi untuk mengkondensasikan fluidaInjeksi uap2. Perangkap uap: Evaporasi dilaksanakan dengan cara menguapkan sebagian dari pelarut pada titik didihnya, sehingga diperoleh larutan zat cair pekat yang konsentrasinya lebih tinggi. Uap yang terbentuk pada evaporasi biasanya hanya terdiri dari satu komponen, dan jika uapnya berupa campuran umumnya tidakdiadakan usaha untuk memisahkan komponen-komponennya.

Bahan konstruksi dari evaporatorBahan evaporator terbuat dari cost lion atau baja sedang material khusus seperti Cu,Ni,Al,stainless steel,grafit,timah hitam,sering digunakan sebagai feed atau umpan. Pemilihan evaporator tergantung dari sifat fisika dan kimia liquid yang digunakan.

Belahan dari pipa pipa evaporator

Tipe-Tipe Evaporator Tipe evaporator berdasarkan banyak proses

1. Evaporator efek tunggal (single effect)Yang dimaksud dengan single effect adalah bahwa produk hanya melalui satu buah ruang penguapan dan panas diberikan oleh satu luas permukaan pindah panas.

Evaporator single effects

2. Evaporator efek gandaDi dalam proses penguapan bahan dapat digunakan dua, tiga, empat atau lebih dalam sekali proses, inilah yang disebut dengan evaporator efek majemuk. Penggunaan evaporator efek majemuk berprinsip pada penggunaan uap yang dihasilkan dari evaporator sebelumnya.Tujuan penggunaan evaporator efek majemuk adalah untuk menghemat panas secara keseluruhan, hingga akhirnya dapat mengurangi ongkos produksi. Keuntungan evaporator efek majemuk adalah merupakan penghematan yaitu dengan menggunakan uap yang dihasilkan dari alat penguapan untuk memberikan panas pada alat penguapan lain dan dengan memadatkan kembali uap tersebut. Apabila dibandingkan antara alat penguapan n-efek, kebutuhan uap diperkirakan 1/n kali, dan permukaan pindah panas berukuran n-kali dari pada yang dibutuhkan untuk alat penguapan berefek tunggal, untuk pekerjaan yang sama.

Evaporator efek gandaPada evaporator efek majemuk ada 3 macam penguapan, yaitu :a. Evaporator Pengumpan Muka (Forward-feed)b. Evaporator Pengumpan Belakang (Backward-feed) c. Evaporator Pengumpan Sejajar (Parallel-feed)

Tipe evaporator berdasarkan bentuknya:

1. Falling Film EvaporatorPada evaporator jenis ini cocok untuk mengoparasikan zat yang sensitive terhadap panas pada konsentrasi tinggi,contohnya pada pemekatan orange juice. Evaporator ini berbentuk tabung panjang (4-8 meter) yang dilapisi dengan jaket uap (steam jacket). Distribusi larutan yang seragam sangat penting. Larutan masuk dan memperoleh gaya gerak karena arah larutan yang menurun. Kecepatan gerakan larutan akan mempengaruhi karakteristik medium pemanas yag juga mengalir menurun. Tipe ini cocok untuk menangani larutan kental sehingga sering digunakan untuk industri kimia, makanan, dan fermentasi.Proses : Cairan yang akan dipekatkan dimasukkan dari bagian atas kolom yang kemudian mengalir kebawah bagian tube yang telah dipanaskan, (besarnya tube 1 2-10o diameter). Pada bagian bawah dilengkapi pompa untuik mensirkulasi cairan keatas guna mendapatkan konsentrasi yang diinginkan. Problem utama alat ini adalah bagaiman kita dapat mendistribusikan liquid secara merata ke tube bagian dalam sebagai film. Dalam hal ini kita bisa memasang : Plate yang berlubang pada bagian atas tube Spider distributor pada masing-masing tube Spray nozzle pada masing-masing tube.

2. Rising Film (Long Tube Vertical) EvaporatorPada evaporator tipe ini, pendidihan berlangsung di dalam tabung dengan sumber panas berasal dari luar tabung (biasanya uap). Buih air akan timbul dan menimbulkan sirkulasi.

Proses : Long vertikal tube evaporator (kestner evaporator) dengan sirkulasi alam (natural circulation) dimana liquida masuk kedalam tube dan steam mengalir diluarnya (dalam steam chest) liquida yang masuk tube tingginya tidak lebih dari 2 atau 3 ft diatas dasar tube. Setelagh mengalami pendidihan maka kecepatan liquida didalam akan tinggi,sehingga pada vapor head dipasang buffle (deflektor) untuk mencegah buih atau busa yang terjadi. Pada alat ini dipasang reflux untuk mempertinggi ukuran tube. 1 1/4 - 2 1/2 inc diameter. 10 20 ft panjang.Tube panjang gunanya: Memperlancar konduksi panas Memperbesar kecepatan aliran liquida dalam tube hingga tidak terjadikristalisasi dalam tube.

Alat ini cocok untuk cairan atau larutan yang berbusa dan sensitive pada panas,dan tidak cocok untuk larutan yang membentuk salting (garam).

RisingFilmEvaporator

Long Tube Evaporator dengan Forced CirculationAda 2 macam force circulation: 1. Dengan Internal Heating Element2. Dengan External Heating element

Pada evaporator jenis ini larutan dipompa melalui HE karena adanya tekanan hidrostatik dari liquida sendiri maka mendidihnya larutan dalam tube dapat dicegah dan larutan baru mendidih ini di dalam evaporator secara flashing,dimana larutan yang mendidih tersebut bila terdapat entraitment dan buih akan dipecahkan oleh deflector sehingga terjadi penetesan kembali. Letak HE bila didalam evaporator atau diluar evaporator yang sering dipakai dipabrik-pabrik adalah LTVE dengan external heating karena mudah dalam membersihkan,perbaikan,dan penggantian tube.

A. LTE dengan Forced-Circulation with Internal Heating ProsesProses : Feed masuk,kemudian dipompa menuju tube-tube dan mengisinya hingga hamper penuh. Stean dimasukkan pada pipa-pipa yang menyelubungi pipa feed,sehingga membuat feed mendidih. Percikan-percikanb feed atau uap yang masih mengandung air yang sangat halus ditangkap oleh deflector dan terjadi penetasan kembali,sedangkan uap yang bebas air keluar melalui saluran vapor. Sedangkan cairan kental yang terbentuk jika telah memenuhi syarat untuk keluar dikeluarkan melalui saluran thick liquor,jika belum memenuhi syarat maka direcycle.

B. LTE dgn Forced-Circulation with External HeatingProses : Feed masuk kemudian dipompa menuju HE kemudian mendidih dan dimasukkan kedalam evaporator (dengan cara tangensial untuk mempercepat pemisahan uap air dan liquida). Uap air naik keatas dan liquida mengalir kebawah. Jika liquida yang sudah cukup kental maka dikeluarkan melalui discharge. Jika belum memenuhi syarat untuk keluar maka direcycle kembali.

Perbedaan Internal Heating dan External Heating Internal : Pemeriharaan dan perbaikkan sukar Jarang dipakai Pemanasan terjadi didalam tabung

External : Pemeliharaan dan perbaikkan lebih mudah Lebih umum dipakai Pemanasan terjadi diluar tabung dan Memakan tempat yang luas.

3. Horizontal-tabung Evaporator (Horizontal Tube Evaporator)Disebut horizontal karena tube-tubenya terletak horizontal, karena kondisinya yang demikian, harga evaporator ini relative murah dengan konstruksi design yang memudahkan penggantian tube-tubenya. HTE merupakan evaporator yang sudah tua dan jarang digunakan. Tube tube dalam HTE merupakan tempat masaknya pemanas (biasanya steam). Evaporator horisontal-tabung merupakan pengembangan dari panci terbuka, di mana panci tertutup dalam, umumnya dalam silinder vertikal. Tabung pemanas disusun dalam bundel horisontal direndam dalam cairan di bagian bawah silinder. Sirkulasi cairan agak miskin dalam jenis evaporator.Kekurangannya : Perpindahanpanasnya(rateheat-transfer)rendah sekali,khususnya untuk liquid yang vicous Karena sirkulasi yang kecil Mudah terjadi kerak pada bagian luar tube Pembersihan sukar dilakukan

Karena alasan-alasan itulah,alat ini cocok untuk : Larutan non viscous (encer) Larutan yang tidak mengandung endapan atau difosit ~ Larutan yang tidak terjadi endapan kristal Kapasitas kecil Larutan yang tidak menimbulkan buih (foaming)ProsesFeed masuk (diluar pipa), baru kemudian steam (didalam pipa), didalam pipa atau tube terjadi perpindahan panas karena adanya pemanasan, sehingga liquid yang diluarnya mendidih dan uap yang terjadi mengalir keatas, kemidian liquidnya menjadi pekat, lalu dikeluarkan melalui lubang bagian dasar evaporator, sedangkan kondensat dikeluarkan melalui lubang yang sudah disediakan, demikian juga gas non kondensat dikeluarkan melalui vent.Gambar :

4. Vertikal-tabung Evaporator (Vertikal Tube Evaporator)Evaporator jenis ini yang sering digunakan adalah tipe standart. Pada mulanya vertikal tube evaporator yang dibuat tanpa adanya down tube ( ruang kosong antara 2 tube-sheet ) tetapi kemudian dengan adanya down tube ini lebih menguntungkan pada perpindahan panas.Dibanding dengan horisontal tube evaporator perpindahan panas vertikal tube evaporator lebih baik. Aliran liquida yang ada didalam vertikal tube evaporator terjadi karena perbedaan density. Kerak-kerak yang mungkin terjadi mudah dibersihkan. Dengan menggunakan tabung vertikal, bukan horizontal, sirkulasi alami dari cairan dipanaskan dapat dibuat untuk memberikan transfer panas yang baik.

Gambar :

Dalam vertikal tube evaporator dapat dibagi lagi menjadi beberapa bagian antara lain:a. Standard Vertikal Tube EvaporatorUntuk jenis ini letak tube pada body evaporator adalah vertical.

ProsesFeed masuk evaporator kemudian masuk tube melalui bawah (tinggi cairan hampir sama dengan tinggi tube) steam masuk ke pembungkus tube (dirongga steam). Jadi cairan berada didalam tube sedangkan steam berada diluarnya, cairan akan mendidih didalam tube. Cairan yang sudah pekat keluar disalurkan melaluyi down take dan dikeluarkan dari bawah evaporator, sedangkan kondensat, vapol, dan non kondensat gas keluar dari tempat ytang sudah disediakan. Luas down take 75-100% dari luias gabungan seluruh tube.b. Basket Vertikal Tube EvaporatorBentuk tube sama dengan standard vertikal tube evaporator hanya disini ditambahkan buffel atau deflector untuk menampung entraintment (percikan) yang terjadi didalam basket evaporator karena liquida mendidih didalam tube,maka liquida didalam tube bergerak naik ke atas kemudian jatuh kembali melalui saluran yang sudah ditentukan.

ProsesFeed masuk evaporator kemudian melalui bagian bawah masuk kedalam tube-tubenya. Steam dimasukkan ke pembungkus tube, hingga mendidihkan feed dalam tube. Cairan yang telah pekat keluar melalui saluran bagian dasar evaporator,sedangkan uap yang mungkin masih mengandung air yang sangat halus ditangkap oleh deflector untuk kemudian dimasukkan pipa lagi,sedangkan uap yang bebas air keluar melalui saluran bagian atas evaporator.Gambar :

5. Plate EvaporatorMempunyai luas permukaan yang besar, Plate biasanya tidak rata dan ditopangoleh bingkai (frame). Uap mengalir melalui ruang-ruang di antara plate. Uap mengalir secara co-current dan counter current terhadap larutan. Larutan dan uap masuk ke separasi yang nantinya uap akan disalurkan ke condenser. Eveporator jenis ini sering dipakai pada industri susu dan fermntasi karena fleksibilitas ruangan. Tidak efektif untuk larutan kental dan padatan.

A = ProductB = Concentrate C = CondensateD = Heating steam E = Vapour 1 = Main separator 2 = Pre-separator 3 = Plate calandria

6. Multiple effect Evaporator Multiple effect evaporators merupakan peralatan yang dirancang dengan tujuan meningkatkan efisiensi energi dari proses evaporasi yang berlangsung dengan menggunakan energi panas dari steam (uap) untuk menguapkan air. Prinsip dasar dari jenis evaporator ini yaitu menggunakan panas/kalor yang dilepaskan/disediakan dari proses kondensasi pada satu efek untuk memberikan panas bagi efek lainnya. Uap yang terbentuk dari separator first effect akan memanasi komponen yang sedang berada di unit second effect, ketika steam awal (steam langsung) sedang memanasi komponen yang berada pada unit first effect. Pada suatu multiple-effect evaporator, air dididihkan pada suatu rangkaian wadah (vessel), masing-masingnya dilangsungkan pada tekanan yang lebih rendah dibandingkan dengan dengan unit sebelumnya. Karena titik didih dari air berkurang/menurun seiring dengan penurunan tekanan maka uap yang terbentuk dari satu wadah dapat digunakan untuk memanaskan unit berikutnya dan hanya pada vessel pertama.(pada tekanan tertingi) membutuhkan sumber panas eksternal. Laju uap dan air pendingin bagi unit double effect diperkirakan 50% dibandingkan dengan unit single effect. Laju alir berbagai jenis bagi multiple effect berkisar antara 3000 LPH sampai dengan 50,000 LPH.

KeuntunganMultipleEffectEvaporator

Keuntungan utama penggunaan sistem Multiple Effect Evaporators yaitu energi yang ekonomis dan efisien. Ekonomi energi bagi multiple effect evaporators bergantung pada jumlah unit efek (number of effects) dan berkisar dari 220 kkal energi panas per 1 kg air yang diuapkan. UntukTriple Effect Evaporatorsampai dengan 120 kkal untuk sebuahSix Effect Evaporator. Oleh karena biaya operasi dari sistemMultiple Effect Evaporatorsekonomis maka sistem dengan aliran dengan debit besar menyukai aplikasi ini pada semua sektor industri dan khususnya pada proses produksi garam dan desalinasi air. Sistem ini sudah terbukti sangat ekonomis, dengan prosesnya menggunakan gas panas dengan suhu di atas 250 0C atau biaya uap yang rendah pada tekanan moderat sekitar 7 bar sampai 21 bar yang dibangkitkan dari energi biomassa/ batubara/ waste heat yang tersedia.

Aplikasi Multiple Effect Evaporators :1.Proses Desalinasi Air Laut2.Produksi Garam3.Industri Air ( Daur ulang air dari sungai penyulingan )4.Pelepasan Senyawa Kimia dengan cairan 0 % (zero liquid)5.Cat

Aplikasi dari EvaporatorAplikasi dari evaporator antrara lain digunakan pada pabrik gula, pabrik, garam, industri bahan kimia, industri makanan dan minuman, dan kilang minyak. Proses evaporasi telah dikenal sejak dahulu, yaitu untuk membuat garam dengan cara menguapkan air dengan bantuan energi matahari dan angin. Kegunaan utama dari evaporator adalah menguapkan air pada larutan sehingga larutan memiliki konsentrasi tertentu. Pada industri makanan dan minuman, agar memiliki mutu yang sama pada jangka waktu yang lama, dibutuhkan evaporasi. Misalnya untuk pengawetan adalah pembuatan susu kental manis. Evaporasi merupakan satu unit operasi yang penting dan biasa dipakai dalam industri kimia dan mineral, misalnya industri aluminium dan gula. Evaporator juga digunakan untuk mengolah limbah radioaktif cair. Kegunaan lainnya adalah mendaur ulang pelarut mahal seperti hexane ataupun sodium hydroxide pada kraft pulping bisa juga untuk menguapkan limbah agar proses penanganan limbah lebih murah. Contohcontoh Operasi Evaporasi dalam Industri Kimia lainnya yaitu : Pemekatan larutan NaOH, Pemekatan larutan KNO3, Pemekatan larutan NaCL, Pemekatan larutan nitrat dan lain-lain.Tugas perancangan alat proses

EVAPORATOROLEHKELOMPOK II Sri wahyuni Nurul Rahmah Lisa Luzwanda Shinta Raihan Reza Riandy Pratama Rahmaniar

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK KIMIAUNIVERSITAS MALIKUSSALEH2014

KATA PENGANTAR

Segala puji atas kebesaran Sang Khalik yang telah menciptakan alam semesta dalam suatu keteraturan hingga dari lisan terpetik berjuta rasa syukur kehadirat Allah SWT. Karena atas limpahan rahmat dan hidayah-Nyalah sehingga kami diberikan kekuatan dan kesempatan menyelesaikan makalah listrik dan magnet dengan judulEvaporatoryang terlaksana dengan baik. Salawat dan Salam senantiasa tercurah kepada baginda Nabi Muhammad SAW, yang di utus ke permukaan bumi ini menuntun manusia dari lembah kebiadaban menuju ke puncak peradaban seperti sekarang ini.Kami menyadari sepenuhnya, dalam penyusunan makalahinitidak lepas dari tantangan dan hambatan. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dan saran dari pembacamakalahini, supaya dalam penyusunan selanjutnya lebih baik lagi.Akhirnya dengan segala kerendahan hati kami menyadari bahwa hanya kepada Allah SWT jualah kami menyerahkan segalanya. Semoga kita semua mendapat curahan rahmat dan ridho dari-Nya, Amin.

Reuleut, Oktober 2014

TIM PENYUSUN

DAFTAR PUSTAKABadger, Waiter & Banchero, Julius, Introduction to ChemicalEngineering, 1955, Kosaldo Printing Co, Ltd : Tokyo, Japan. Brown, Granger, George, Unit Operations, 1950, Modern Asia Edition: Tokyo, Japan.Donald Q. Kern. Process Heat TransferPerry, H, Robert, Chemical Engineers Handbook Edition 5, 1973, MC Graw Hill Company : Tokyo, Japan.Principles of unit operations second edition, Jhon Wiley & sons www. google. com