BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Latar Be Belakan lakang g
Falling Film Evaporator adalah suatu jenis alat untuk meningkatkan konsentrasi suatu larutan dengan mekanisme evaporasi. Alat ini telah lama digunakan misalnya pada produksi pupuk organik, proses desalinasi, industri kertas, dan bubur kertas, industri bahan pangan dan bahan biologi, dan lain-lain. Peningkatan konsentrasinya dilakukan dengan penguapan pelarutnya yang umumnya air. Proses ini ini sering digunakan untuk penguapan larutan kental, larutan sensitif
terhadap panas, larutan yang mudah
terdekomposisi, dan penguapan perbedaan temperatur rendah. Falling film evaporator memiliki waktu tertahan yang pendek, dan menggunakan gravitasi untuk mengalirkan liquida yang melalui pipa. Pada saat sekarang ini falling ini falling film evaporator sangat sangat mening meningkat kat penggu penggunaa naany nyaa di dalam dalam proses proses indust industri ri kimia kimia untuk untuk memekatkan fluida terutama fluida yang sensitive terhadap panas (misalnya sari buah dan susu, karena waktu tertahan pendek !airan tidak mengalami pemanasan berlebih selama mengalir melalui evaporator.
1.2 1.2 Tu Tuju juan an
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut" # $engop $engoperas erasika ikan n peralat peralatan an Falling Falling Film Evaporator pemanasan pemanasan langsung % $emilih $emilih temperatur temperatur dan dan tekanan tekanan optimum optimum untuk umpan umpan tertentu. tertentu. & $enghitung $enghitung koefisien koefisien perpind perpindahan ahan panas panas pada pada FF' kalandria. kalandria. ) $enghi $enghitun tung g efisiens efisiensii penggun penggunaan aan kukus kukus ( steam steam sebagai sumber panas. * $en $enghit ghitun ung g steam ekonomi. steam ekonomi.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
+aju perpindahan panas pada falling film evaporator dapat dinaikkan dengan menurunkan suhu permukaan liquida yaitu dengan !ara penghembusan udara panas sehingga tekanan parsial uap akan turun. al ini menggantikan prinsip evaporasi se!ara vakum yang memungkinkan penguapan pada suhu rendah. Prinsip falling film evaporator adalah mengatur agar seluruh permukaan evaporator terbasahi se!ara !ontinue, dan film yang dihasilkan mempunyai ketebalan yang seragam. ehingga distributor umpan yang akan dipakai harus didesain se!ara tepat. erbagai !ara distribusi umpan, dibuat untuk menjamin keseragaman tebal film, antara lain memakai distributor tipe overflow weir, peletakan evaporator harus benar-benar tegak.
Proses penguapan ! ala" ##E
/mpan dimasukkan melalui bagian atas kolom se!ara gravitasional. 0ika vakum tidak dioperasikan turun dan membasahi dinding bagian dalam kolom dan dining-dinding bagian luar tabung-tabung penukar panas dan dalam kolom sebagian lapisan tipis (film, maka panas yang diberikan oleh medium pemanas di dalam penukar panas akan dipakai untuk memanaskan larutan men!apai titik didihnya. Penguapan pelarut membawa temperatur uap dari titik temperatur di atasnya, sehinggga di dalam kolom evaporator akan terdapat !ampuran antara larutan pada temperatur penguapan pelarut atau sedikit lebih tinggi atau rendah dari uap pelarut. 1arena temperatur pada tangki pemisah dan pendingin (kondensor lebih rendah daripada temperatur pada bagian bawah kolom maka sistem pada bagian kolom tersebut akan mengalami evakuasi yang dalam arti sebenarnya terjadi penurunan tekanan sehingga kondisi seperti vakum terjadi oleh karena !ampuran tersebut akan terhisap menuju tangki pemisah dimana bagian !ampuran yang berupa larutan produk yang lebih berat dan pekat turun menuju tangki pengumpul produk, sehingga uap pelarut menuju kondensor dikondensasikan dan turun menuju tangki destilat. Pada sistem dimana kondisi vakum dioperasikan oleh pompa vakum proses akan berlangsung serupa, tetapi titik didih yang di!apai akan lebih rendah dari pada kondisi atmosfer. elain itu, kemungkinan aliran balik karena pembentukan uap pelarut dan tekanan parsial yang dikandungnya lebih ke!il.
Alat ini diklasifikasikan dalam kelas long tube vertical evaporator (+23' bersamasama dengan Climbing film evaporator (4F'. edangkan berdasarkan tipe pemanasan dapat diklasifikasikan ke dalam sistem pemanasan dipisahkan oleh dinding pertukaran panas, yaitu jenis kolom calandria shell and tube. FF' memiliki effektivitas yang baik untuk " #
Pengentalan larutan-larutan yang jernih
%
Pengentalan larutan-larutan yang korosif
&
eban penguapan yang tinggi
)
2emperatur operasi yang rendah
1inerja suatu suatu evaporator ditentukan oleh beberapa faktor lainnya " #
1onsumsi uap
%
team ekonomi
&
1adar kepekatan
)
Persentasi produk
Proses penguapan berlangsung pada kalandria shell and tube. 5i dalam kalandria tersebut terdapat tabung berjumlah tiga, umpan masuk didistribusi ke masing-masing tube kemudian membentuk lapisan tipis pada selimut bagian dalam tube. ementara pemanas berada di luar tube, bahan umpan yang turun se!ara gravitasi menyerap panas maka terjadi penguapan pelarut sehingga keluar dari kalandria terdiri dari dua fasa (fasa uap pelarut dan larutan pekat kemudian dipisahakan di evaporator. Penguapan yang terjadi akan berada di bawah titik didih air atau pelarut lain dalam kondisi !urah. Penguapan akan memerlukan kalor yang lebih sedikit untuk umpan yang memang sedikit karena umpan mengalir dalam bentuk lapisan tipis (film. erikut ini skematik falling film evaporator se!ara umum.
$a"%ar 1. FF'
1euntungan yang lebih dari falling film evaporator ialah sangat terbatasnya waktu tinggal dari liquid . 6aktu tinggal di dalam tube terhitung dalam satuan detik, membuatnya ideal juga untuk produk-produk yang sensitif akan poanas seperti susu, sari buah, obat-obatan dan lain sebagainya. errikut adalah !ontoh aplikasi falling film evaporator pada industri susu.
$a"%ar 2. FF' di industri susu
Pada dasarnya evaporator adalah alat dimana pertukaran panas terjadi. +aju perpindahan panas dinyatakan dalam persamaan umum " 7 8 / A d2 dengan / 8 koefisien keseluruhan perpindahan panas dalam sistem. erikut ini ialah skematik dari falling film evaporator yang ada di +aboratorium Pilot Plant 0urusan 2eknik 1imia Polban.
$a"%ar &. FF' di +aboratorium Pilot Plant 0urusan 2eknik 1imia Polban
BAB III 'ET(D(L($I &.1 Alat an Ba)an
&.1.1 Alat
Alat yang digunakan adalah sebagai berikut" 9o. #. %. &. ). *. :. ;.
9ama Alat eperangkat alat FF' 2imbangan 'mber Stopwatch 2ermometer epasang sarung tangan karet elang
pesifikasi -
0umlah # # * # # % -
pesifikasi -
0umlah -
$engisi tabung umpan dengan air yang diberi warna setelah itu nyalakan alat &.#.% ahan dengan memutar saklar utama dan tombol pompa. ahan yang digunakan adalah sebagai berikut"
Ta%el &.1 Alat yang digunakan
9o. #. %.
9ama ahan Air kran Pewarna $erah $uda
Ta%el &.2 ahan yang digunakan
$elakukan kalibrasi laju alir umpan pada #<<, #*<, %<<, %*<, &<< +jam dan dilakukan se!ara duplo
$embuka aliran steam, aliran pendingin dan aliran udara tekan.
Setting tekanan pada <.%* bar dan laju alir proses pada #<<, #*<, %<<, %*<, dan &<< +jam.
&.2 Proseur Kerja
+akukan pengukuran terhadap laju alir massa distilat, steam, dan suhu umpan dan suhu steam pada setiap laju alir.
etelah dilakukan pengukuran pada tekanan <.%* bar, lakukan langkahlangkah sebelumnya untuk tekanan yang berbeda, pada <.*<, <.;*, #, dan #,%* bar.
BAB I* HASIL DAN PE'BAHASAN +.1 Has!l
# 1alibrasi laju alir (t8&< s +aju feed (+h #<< #*< %<< %*< &<<
1alibrasi = (1g %,#: %,;% &,# &,)) )
1alibrasi == (kg %,%% %,:< &,#% &,*@ &,?)
6aktu (detik &< &< &< &< &<
+aju alir = (kgh %*?,% &%:,) &;% )#%,@ )@<
+aju alir == (kgh %::,) &#% &;),) )%?,: );%,@
+aju alir >ata-rata %:%,@ &#?,% &;&,% )%#,% );:,)
2a%el +.1 ,1- 1alibrasi +aju Alir
% 5ata Per!obaan P (bar
7 (+h
$s (kg
m% (kg
<,%*
#<< #*< %<< %*< &<< #<< #*< %<< %*< &<< #<< #*< %<< %*< &<< #<< #*< %<< %*< &<< #<< #*< %<< %*< &<<
<,<% <,#) <,:@ <,*) <,*% <,)@ <,*% <,*: <,:< <,*) <,*< <,:< <,:% <,:) <,;< <,*< <,*% <,*) <,*@ <,*@ <,): <,*) <,:% <,*@ <,:%
%,*% &,;@ ),? *,:) :,* &,&% &,?< ),:) *,:: :,*) &,&% &,;@ ),;) *,*) :,*< &,#< ),#< ),*@ *,) :,* &,&% &,@% ),;) *,:) :,:%
<,*
<,;*
#,<<
#,%*
2; ( &%,? &*,% &*,? &;,@ &?,@ )%,? ):,* ):,: ):,; )),# )%,% )#,@ )%,* )%,@ )%,? )<,& &;,* &@,: )<,# )#,: )#,% )<,& )<,: &* &&,:
2## ( ?: ?; @@ @* @< ?@ ?@ ?# ?) @* ?@ ?@ ?; ?* ?# ?? ?) ?< ?% @* ?: ?@ ?: @* ;@
2a%el +.1 ,2- 5ata per!obaan
& Pengolahan 5ata P (bar
7 (+h
m# (kgh
<,%*
#<< #*< %<<
%:%,@ &#?,% &;&,%
$s (kg <,<% <,#) <,:@
ms (kgh #,% @,) )<,@
m% (kg %,*% &,;@ ),?
m% (kgh #*#,% %%:,@ %?)
m& (kgh ###,: ?%,) ;?,%
2; (o4 &%,? &*,% &*,?
2## (o4 ?: ?; @@
<,*
<,;*
#
#,%*
%*< &<< #<< #*< %<< %*< &<< #<< #*< %<< %*< &<< #<< #*< %<< %*< &<< #<< #*< %<< %*< &<<
)%#,% );:,) %:%,@ &#?,% &;&,% )%#,% );:,) %:%,@ &#?,% &;&,% )%#,% );:,) %:%,@ &#?,% &;&,% )%#,% );:,) %:%,@ &#?,% &;&,% )%#,% );:,)
<,*) <,*% <,)@ <,*% <,*: <,: <,*) <,* <,: <,:% <,:) <,; <,* <,*% <,*) <,*@ <,*@ <,): <,*) <,:% <,*@ <,:%
&%,) &#,% %@,@ &#,% &&,: &: &%,) &< &: &;,% &@,) )% &< &#,% &%,) &),@ &),@ %;,: &%,) &;,% &),@ &;,%
*,:) :,* &,&% &,? ),:) *,:: :,*) &,&% &,;@ ),;) *,*) :,* &,# ),# ),*@ *,) :,* &,&% &,@% ),;) *,:) :,:%
&&@,) &?< #??,% %&) %;@,) &&?,: &?%,) #??,% %%:,@ %@),) &&%,) &?< #@: %): %;),@ &%) &?< #??,% %%?,% %@),) &&@,) &?;,%
@%,@ @:,) :&,: @*,% ?),@ @#,: @) :&,: ?%,) @@,@ @@,@ @:,) ;:,@ ;&,% ?@,) ?;,% @:,) :&,: ?< @@,@ @%,@ ;?,%
&;,@ &?,@ )%,? ):,* ):,: ):,; )),# )%,% )#,@ )%,* )%,@ )%,? )<,& &;,* &@,: )<,# )#,: )#,% )<,& )<,: &* &&,:
@* @< ?@ ?@ ?# ?) @* ?@ ?@ ?; ?* ?# ?? ?) ?< ?% @* ?: ?@ ?: @* ;@
P (bar <,%*
<,*
<,;*
#
#,%*
4p (2## 10kg 1 ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@# ),#@#
v (2## %::? %:;# %:*: %:*#,* %:)& %:;& %:;& %::<,* %::: %:*#,* %:;& %:;& %:;# %::;,* %::<,* %:;),* %::: %:*? %::% %:*#,* %::? %:;& %::? %:*#,* %:&?
+ (2## )<%,% )<:,)* &:@,* &**,? &&),? )#<,; )#<,; &@#,% &?&,@ &**,? )#<,; )#<,; )<:,)* &?@ &@#,% )#),? &?&,@ &;; &@*,) &**,? )<%,% )#<,; )<%,% &**,? &%:,)
v (P %:@*,% %:@*,% %:@*,% %:@*,% %:@*,% %:?&,) %:?&,) %:?&,) %:?&,) %:?&,) %;<<,%* %;<<,%* %;<<,%* %;<<,%* %;<<,%* %;<:,& %;<:,& %;<:,& %;<:,& %;<:,& %;#<,: %;#<,: %;#<,: %;#<,: %;#<,:
+ (P ))),& ))),& ))),& ))),& ))),& ):;,# ):;,# ):;,# ):;,# ):;,# )@:,?* )@:,?* )@:,?* )@:,?* )@:,?* *<),; *<),; *<),; *<),; *<),; *#;,: *#;,: *#;,: *#;,: *#;,:
7feed (10h &%%&<;,<; %?#;%#,#; %:%):),#? %;&#?:,:) %;?)?#,&) %<))%),&& %:#);@,*@ %@*&*;,#) %:@;<@,*@ %;)%?:,#@ %<*#?&,); %@)<&?,:* %@:#&#,<; %?&)*;,;) %?%;&@,); %&@<&),@? %)#;%@,*) &<);*<,;* &#%:@&,&* %@);@*,#? %<)&@<,?< %@<:##,?? %@;;&*,#? %;@#%;,*) %;#*?*,#<
7steam (10h %:@?,<@ #@@%&,*: ?#)%@,;% ;%:<*,#: :??#:,<@ :)##;,)) :?):<,*: ;)@<&,:@ @<#):,@ ;%#&%,#% ::&?? ;?:;@,@ @%&&),;: @)??<,;% ?%?*@,: ::<)@ :@:@?,?% ;#&&#,@) ;::#*,:@ ;::#*,:@ :<*%:,@ ;#<*&,% @#*;?,: ;:&#:,) @#*;?,:
'fisiensi ##?@*,;;* #*)?,;::% %@;,<:?;) &;:,%;;#: &??,;*%*? &#@,@%;?; &;:,))#@ &@#,););) &&*,%;<* &@<,%:?#% &
P (bar <,%*
A (m% # #
2hi
2ho #<*,?* #<*,?*
delta 2# ;&,<* ;<,;*
delta 2% ?,?* @,?*
delta 2m &#,:* %?,@?
#<*,?* #<*,?*
#
#<*,?*
#<*,?*
;<,<*
#;,?*
&@,%:
#
#<*,?*
#<*,?*
:@,#*
%<,?*
)<,<#
#
#<*,?*
#<*,?*
::,#*
%*,?*
)%,?:
#
###,)
###,)
:@,*
#&,)
&&,;;
#
###,)
###,)
:),?
#&,)
&%,:)
#
###,)
###,)
:),@
%<,)
&@,)%
#
###,)
###,)
:),;
#;,)
&:,<%
#
###,)
###,)
:;,&
%:,)
)&,;#
#
##*,;*
##*,;*
;&,**
#;,;*
&?,%*
#
##*,;*
##*,;*
;&,?*
#;,;*
&?,&@
#
##*,;*
##*,;*
;&,%*
#@,;*
&?,??
#
##*,;*
##*,;*
;%,?*
%<,;*
)#,*%
#
##*,;*
##*,;*
;%,@*
%),;*
)),**
#
#%<,%
#%<,%
;?,?
%#,%
)),%)
#
#%<,%
#%<,%
@%,;
%:,%
)?,#*
#
#%<,%
#%<,%
@#,:
&<,%
*#,;#
#
#%<,%
#%<,%
@<,#
%@,%
)?,;#
# #
#%<,% #%&,&
#%<,% #%&,&
;@,: @%,#
&*,% %;,&
*),<& )?,;;
<,*
<,;*
#
#,%*
/
'
@),?: :%?,;) %&@?,) : #@#),) ; #:%;,) ; #@?@,: < %#%;,; @ #?);,% < %%%*,% ? #:*<,& ? #:?#,: < %<%&,# ; %<*@,: * %<):,? ? %<@:,) < #)?%,@ : #&?;,) : #&;?,) & #*)#,# < #)#@,# ) #%#:,# %
?&,<< ##,<< #,?) %,*: %,;; %,%# %,;& %,@% %,%; %,*? %,#% %,*; %,&? %,&# %,<: %,*: %,&* &,<) %,;? %,)@ %,&<
#
#%&,&
#%&,&
@&
%*,&
)@,*;
#
#%&,&
#%&,&
@%,;
%;,&
)?,?@
#
#%&,&
#%&,&
@@,&
&@,&
*?,@:
#
#%&,&
#%&,&
@?,;
)*,&
:),??
+.2 Pe"%a)asan
1- !/k0 Suk"ar!0ans0a) ,111+1122- Tegu) Tau3!4uro)!" ,111+1125&- Ug! 'u)a""a Apr!0anto ,111+1126+- 7!na Sept!ana8at! ,111+1129:- 7!na Pusp!ta As!) ,111+11&-
BAB * PENUTUP :.1 Kes!"pulan
Adapun kesimpulan dari praktikum ini adalah sebagai berikut" # Aa % Aa & Aa ) aa
#):%,? @ #:&%,< @ #%;),? & #%**,% &
%,;@ %,&? %,&@ %,#&
* Aa
DA#TA PUSTAKA 2im penyusun jobsheet praktikum Pilot Plant. %<#&. Falling Film 'vaporator. andung" 0urusan 2eknik 1imia, Polban
