Archive for the ‘Evaporation’ Category
Prinsip kerja dari evaporator adalah perpindahan panas, oleh karena itu evaporator akan bekerja maksimal apabila proses perpindahan panas berjalan lancar. Faktor yang mempengaruhi perpindahan panas dapat dilihat dari rumus dibawah :
Dari rumus diatas apabila Q besar maka perpindahan panas maksimal. Harga Q akan menjadi besar apabila faktor – faktor pengali masing-masing besar atau paling tidak salah satu faktor mempunyai harga yang besar. Kondisi tersebut mempengaruhi desain peralatan. Harga U dipengaruhi oleh jenis bahan yang digunakan yaitu pipa pemanas. Pada umumnya pipa pemanas dipilih dari bahan kuningan (brass) atau stainless steel yang mempunyai daya hantar panas yang bagus, tabel 1.
Tabel 1. Koefisien perpindahan panas beberapa bahan
Pemilihan macam bahan untuk pipa pemanas tidak hanya dari daya hantar panas dari bahan tersebut, tetapi juga mempertimbangkan mudah tidaknya bahan tersebut rusak oleh korosi maupun pertimbangan teknis lainnya. Pada pengoperasian evaporator di pabrik gula, dimana bahan yang dipanaskan adalah nira harga U dapat berubah-ubah karena terbentuknya kerak pada permukaan pipa pemanas sisi nira. Kerak terbentuk dari bahan-bahan bukan gula terutama silikat yang terlarut dalam nira. Selain itu terbentuknya lapisan tipis kondensat dan minyak pada pipa pemanas sisi uap juga mempengaruhi nilai U. Oleh karena secara periodik pipa pemanas evaporator dibersihkan baik secara kimiawi maupun mekanis untuk menjaga harga U supaya tetap tinggi. Read the rest of this entry »
Bambang Eddy Santoso dan Sunantyo
ABSTRAK
Bejana penguapan merupakan salah satu dari jenis peralatan proses industri kimia dalam satuan operasi teknik kimia yang berfungsi untuk meningkatkan konsentrasi bahan dari konsentrasi rendah menjadi konsentrasi tinggi. Salah satu industri yang selalu menggunakan satuan operasi bejana penguapan selama prosesnya adalah industri gula. Di industri gula satuan operasi bejana penguapan digunakan untuk meningkatkan konsentrasi nira encer dari konsentrasi (brix) rendah (< 15 %) menjadi nira kental yang mempunyai brix tinggi (> 60 %). Sistem operasional bejana penguapan secara kontinyu, dengan jumlah efek tripple, quadruple atau quintuple efek. Pada umumnya pabrik gula di Indonesia menggunakan quadruple efek yaitu dalam sistem operasionalnya bekerja 4 efek (badan bejana) yang dipasang seri, masukan nira encer ke badan bejana penguapan pertama searah dengan masuknya uap pemanas. Metode perhitungan kinerja bejana penguapan dijumpai 6 macam metode, yaitu menurut metode Geankoplis, Honig, Chen & Chou, Hugot, Landheer, Anonymous. Dari ke enam metode perhitungan tersebut, maka dalam studi ini dikelompokkan ke dalam 2 kelompok metode dasar yaitu kelompok I (Geankoplis, Honig dan Chen & Chou) dimana metode perhitungan berdasarkan neraca masa + neraca panas, dan kelompok II (Hugot, Landheer dan Anonymous) metode perhitungannya berdasarkan “pressure drops distribution” + neraca masa. Dengan data kondisi bahan baku baik kualitas maupun kuantitasnya yang dipandang berpengaruh terhadap kinerja bejana penguapan dibuat sama yaitu kapasitas giling 250 ton tebu/jam, nira encer % tebu = 100, brix nira encer = 13 % dan brix nira kental yang diharapkan = 65 %. Suhu nira encer masuk badan bejana penguapan pertama 100 oC, tekanan uap pemanas dari uap bekas ke badan bejana penguapan pertama = 1,33 kg/cm2 dan vakum dalam ruang uap badan bejana penguapan terakhir = 65,6 cmHg. Koefisien perpindahan panas untuk kedua metode tersebut sama. Hasil uji perhitungan menurut metode I menunjukkan kebutuhan uap bekas sebagai pemanas badan bejana penguapan pertama sebanyak 62 310 kg/jam, total luas permukaan pemanas 3786 m2 atau rata-rata per badan bejana = 947 m2 dan ekonomi uap = 321 %. Sedangkan menurut metode II menunjukkan kebutuhan uap bekas sebanyak 50 000 kg/jam, total luas permukaan pemanas 3878 m2 atau rata-rata per badan bejana = 970 m2 dan ekonomi uap = 400 %. Jika kedua metode tersebut dibandingkan, maka metode II dipandang lebih menguntungkan ditinjau dari jumlah kebutuhan uap dan ekonomi uapnya. Sebagai saran dari kajian ini, perlu dilakukan perhitungan lebih lanjut terhadap bejana penguapan dengan sistem penyadapan penuh ke pemanas pendahuluan dan pan masak.
Kata kunci: bejana penguapan standar, kebutuhan uap pemanas (bekas), luas permukaan pemanas, ekonomi uap.
FULLTEXT
Bambang Eddy Santoso dan Agus Bachtiar
Di pabrik gula, nira hasil dari proses pemurnian nira mentah disebut nira jernih atau nira encer. Sebelum diproses lebih lanjut untuk menjadi gula produk, nira encer tersebut dipekatkan terlebih dahulu menjadi nira kental di dalam unit penguapan. Menguapkan airnya yang semula kepekatannya rendah (brix sekitar 12 %) menjadi cukup tinggi (brix sekitar 60 %) untuk memenuhi kebutuhan bahan baku di unit masakan.
Pada proses penguapan diperlukan uap jenuh untuk mendidihkan dan menguapkan nira. Agar dihasilkan nira kental yang sesuai dengan kebutuhan proses selanjutnya, memenuhi kapasitas giling dan untuk menghindari pemakaian uap yang terbuang percuma, maka di unit penguapan ini dipasang beberapa bejana penguapan. Di Indonesia banyak dijumpai 4 - 5 buah bejana yang dipasang seri, pada umumnya masukan nira encer ke bejana pertama searah dengan masuknya uap jenuh. Dibanding dengan memakai satu bejana penguapan, model penguapan dengan beberapa bejana penguapan ini lebih efektif, karena dapat menghemat pemakaian uap. Uap yang dihasilkan dari bejana sebelumnya dapat dipakai lagi untuk memanasi dan mendidihkan nira di bejana berikutnya bersama-sama dengan tambahan panas dari niranya sendiri, sehingga sistem ini dikenal dengan sebutan bejana penguapan efek multipel (Geankoplis, 1983; Honig, 1953; Cabe et. al., 1987; Meade & Chen, 1985).
Perhitungan dalam bejana penguapan efek multipel dimaksudkan untuk merencanakan dan atau menaksir (a) jumlah kebutuhan uap (konsumsi uap), (b) luas permukaan pemanas yang harus disiapkan dan c) ekonomi uap dari suatu bejana penguapan sistem efek multipel (Gean koplis, 1983; Cabe et. al., 1987). Untuk menyelesaikan suatu perhitungan tersebut biasanya digunakan model linier, yaitu suatu model yang bersifat linier, yang secara umum dapat dirumuskan ke dalam bentuk persamaan ( Djauhari, 1987; Soemartoyo, 1988 ) :
Tahapan proses pembuatan gula antara lain adalah penguapan. Proses penguapan ini dilakukan di evaporator dan operasinya disebut evaporasi. Tujuan dari proses evaporasi adalah untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tak mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap, sebagai pelarut biasanya air. Sejak awal abad XIX penggunaan evaporator di PG memegang peranan penting. Susunan evaporator biasanya secara quadruple atau quintuple (multiple effect). Proses penguapan dilakukan pada kondisi vakum. Tujuannya adalah menurunkan titik didih nira, karena nira dengan brix tinggi akan mengalami kerusakan apabila dipanaskan pada suhu diatas 1000C.
Untuk pemakaian multiple effect evaporator yang perlu diperhatikan adalah pengawasan dan pengaturan tekanan uap absolute di masing-masing badan. Dalam keadaan normal, penurunan tekanan uap absolute dari badan ke badan berikutnya berlangsung secara stabil.
Didalam mendesain pan penguapan diantaranya mempergunakan factor penurunan tekanan absolute sebagai dasar perhitungan besarnya luas permukaan pemanas di masing-masing badan. Apabila dasar tersebut tidak terpenuhi maka dapat mengganggu proses penguapan karena luas permukaan pemanas yang tersedia tidak sesuai dengan kapasitas. Seperti diketahui luas permukaan pemanas dapat dilihat dari rumus perpindahan panas :
