Evaporator 3

Universitas Gadjah Mada

BAB VI.

EVAPORATOR - PRINSIP KERJA DAN PERALATAN

PENGURANGAN KADAR AIR

Tujuan dari evaporasi adalah memekatkan larutan yang mengandung zat yang sulit

menguap (non-volatile solute) dan pelarut yang mudah menguap (volatile solvent)

dengan cara menguapkan sebagian pelarutnya. Pelarut yang ditemui dalam sebagian

besar sistem larutan adalah air. Umumnya, dalam evaporasi, larutan pekat merupakan

produk yang diinginkan, sedangkan uapnya diembunkan dan dibuang. Sebagai contoh

adalah pemekatan larutan susu, sebelum dibuat menjadi susu bubuk. Beberapa sistem

evaporasi bertujuan untuk mengambil air pelarutnya, misalnya dalam unit desalinasi air

laut untuk mengambil air tawarnya.

Evaorasi berbeda dengan distilasi, dalam hal uap yang dihasilkan biasanya merupakan

komponen tunggal; bahkan jika uapnya adalah multikomponen, tidak ada usaha untuk

memurnikan uapnya menjadi fraksi-fraksi komponen penyusunnya.

Tinjau kasus pembuatan susu bubuk dan susu cair encer. Proses ini pada dasarnya

adalah operasi pengurangan kandungan air. Selama proses, sifat larutan mengalami

perubahan drastis, dan larutan susu encer menjadi larutan pekat dan akhirnya menjadi

padat/serbuk. Keseluruhan proses tersebut sulit dilakukan ekonomis dengan hanya

menggunakan satu alat saja, sehingga diperlukan beberapa tahapan proses dengan

menggunakan peralatan yang berbeda.

Pada industri susu bubuk, dua tahapan proses yang umum digunakan adalah

evaporasi dan pengeringan (dying).

Evaporator:

• Memproses cairan encer sampai menjadi cairan pekat (untuk industri susu sampai

kadar padatan sekitar 50%)

• Proses ini dibatasi oleh kekentalan cairan ataupun kemungkinan terjadinya

pengendapan karena larutan terlalu pekat.

• Kebutuhan panas untuk penguapan air relatif Iebih sedikit.

Dryer:

• Bisa memproses sampai kadar air padatan sangat rendah dan produk bisa berupa

padatan; jadi bisa memproses balk cairan maupun padatan.

• Kebutuhan panas relatif besar; biaya penguapan air dengan diyerkira

9x biaya penguapan air dengan evaporator.

OIeh karena itu, pada industri susu bubuk, pada tahap pertama digunakan evaporator

(yang Iebih murah biaya penguapannya) sampai dihasilkan larutan pekat. Tahap

berikutnya digunakan dryer

memperoleh susu bubuk. Untuk menghemat biaya operasi, perlu diusahakan, pada

tahap pertama (yaitu evaporasi) sebanyak mungkin air diuapkan.

Contoh dibawah mengilustrasikan penghematan biaya yang bisa diperoleh dengan 2

tahapan proses:

Basis perhitungan: 1000 kg larutan susu encer

Padatan dalam susu encer =

Padatan dalam susu pekat = padatan dalam susu encer

= padatan dalam produk susu bubuk = 100 kg.

Susu pekat hasil evaporasi =

Jumlah air teruapkan dalam evaporator = (1000

Jumlah susu bubuk = 10095

100 ×

Air teruapkan dalam dryer = (200

Sehingga jumlah air total yang teruapkan = (800+95) kg = 895 kg.

Terlihat bahwa jumlah air terua

dryer.

Jika biaya penguapan 1 kg air pada evaporator

Maka biaya penguapan 1 kg air pada dryer

Biaya total = 800 x Rp. y + 95 x Rp. 9 y = Rp. 1655 y,

Biaya total jika hanya menggun

= Rp. 8055 y, atau kira-kira 5 x Iebih mahal!

Bisa memproses sampai kadar air padatan sangat rendah dan produk bisa berupa

padatan; jadi bisa memproses balk cairan maupun padatan.

Kebutuhan panas relatif besar; biaya penguapan air dengan diyerkira-kira samp

9x biaya penguapan air dengan evaporator.



yer (yang Iebih mahal biaya penguapannya) untuk


tahap pertama (yaitu evaporasi) sebanyak mungkin air diuapkan.


Basis perhitungan: 1000 kg larutan susu encer

kg 100kg100010010 =×

Padatan dalam susu pekat = padatan dalam susu encer

= padatan dalam produk susu bubuk = 100 kg.

Susu pekat hasil evaporasi = kg 020kg1005010 =×

Jumlah air teruapkan dalam evaporator = (1000 - 200) kg = 800 kg

kg 105100 =kg

Air teruapkan dalam dryer = (200 - 105) kg = 95 kg.

Sehingga jumlah air total yang teruapkan = (800+95) kg = 895 kg.

Terlihat bahwa jumlah air teruapkan dalam evaporator kurang Iebih 8x dibanding pada

Jika biaya penguapan 1 kg air pada evaporator = Rp. y,

Maka biaya penguapan 1 kg air pada dryer = Rp. 9.y,-

. y + 95 x Rp. 9 y = Rp. 1655 y,-

Biaya total jika hanya menggunakan diyeruntuk menguapkan 895 kg air = 895 x Rp. 9y

kira 5 x Iebih mahal!

Bisa memproses sampai kadar air padatan sangat rendah dan produk bisa berupa

kira sampai



penguapannya) untuk



pkan dalam evaporator kurang Iebih 8x dibanding pada

akan diyeruntuk menguapkan 895 kg air = 895 x Rp. 9y


Perlu diperhatikan bahwa hitungan neraca massa pada proses penguapan air akan

menjadi sangat mudah jira berbasis pada jumlah padatan yang praktis tidak berubah.

PRINSIP KERJA EVAPORATOR

Prinsip kerja pemekatan larutan dengan evaporasi didasarkan pada perbedaan titik

didih yang sangat besar antara zat-zat yang yang terlarut dengan pelarutnya. Pada

industri susu, titik didih normal air (sebagai pelarut susu) 100°C, sedang padatan susu

praktis tidak bisa menguap. Jadi, dengan menguapnya air dan tidak menguapnya

padatan, akan diperoleh larutan yang makin pekat.

Perlu diperhatikan bahwa titik didih cairan murni dipengaruhi oleh tekanan. Makin tinggi

tekanan, maka titik didih juga semakin tinggi. Hubungan antara titik didih dengan

tekanan uapnya dapat dirumuskan dengan persamaan Antoine:

log(P°)= tC

BA

+−

Untuk air: A = 6,96681; B = 1668,21; C= 228, dimana Po dalam cmHg dan t dalam oC

Titik didih larutan yang mengandung zat yang sulit menguap akan tergantung pada

tekanan dan kadar zat tersebut. Pada tekanan yang sama, makin tinggi kadar zat,

makin tinggi titik didih Iarutannya. Beda antara titik didih larutan dengan titik didih

pelarut murninya disebut kenaikkan titik didih (boillng point rise). Gambar dibawah

merupakan contoh kurva titik didih larutan NaOH dalam air.

Evaporasi bisa dijalankan pada suhu Iebih rendah dan titik didih normal, dengan cara

beroperas pada tekanan lebih rendah dan 1 at

ada dua keuntungan operasi penguapan pada suhu lebih rendah, ya

(a) mencegah perusakkan susu, dan

(b) penghematan energi dengan memanfaatkan uap yang terbentuk sebagai pemanas.

Dalam evaporator, terjadi 3 proses penting

(a) Transfer panas

(b) Penguapan (transfer massa)

(c) Pemisahan uap dan cairan


beroperas pada tekanan lebih rendah dan 1 atm (tekanan vakum). Pada industri susu,

ada dua keuntungan operasi penguapan pada suhu lebih rendah, yaitu:

mencegah perusakkan susu, dan

penghematan energi dengan memanfaatkan uap yang terbentuk sebagai pemanas.

Dalam evaporator, terjadi 3 proses penting yang berlangsung simultan, yaitu:

Penguapan (transfer massa)

Pemisahan uap dan cairan


m (tekanan vakum). Pada industri susu,

penghematan energi dengan memanfaatkan uap yang terbentuk sebagai pemanas.

yang berlangsung simultan, yaitu:


Penguapan umumnya berlangsung cepat, sehingga tidak mengontrol kecepatan

keseluruhan proses. Penguapan cairan pada evaporator ukuran standar sudah

dirancang oleh manufacturer sedemikian rupa sehingga untukjumlah penguapan dalam

evaporator tersebut, pemisahan uap-cairan sudah bisa berjalan dengan balk. Jadi

untuk perhitungan/perancangan evaporator (bentuk standar), yang perlu diperhatikan

hanyalah kecepatan transfer panasnya. Untuk perhitungan kecepatan transfer panas,

diperlukan hitungan neraca massa dan neraca panas.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perancangan evaporator antara lain:

1. Makin cepat gerakan fluida dalam evaporator, makin besar nilai koefisien transfer

panas, sehingga kecepatan transfer panasnya juga semakin tinggi.

2. Kadar zat terlarut makin tinggi, biasanya viskositas larutan semakin tinggi. Hal ini

mengakibatkan koefisien transfer massa menurun sehingga memperlambat

transfer panas. Disamping itu, jika kekentalan makin tinggi, kadar lokal padatan

disuatu titik dalam evaporator bisa terlalu tinggi sehingga dapat mengakibatkan

kerusakan padatan (jika padatan sensitif terhadap panas), atau pemadatan lokal.

3. Pada evaporator dengan konveksi alami (naturalconvection) dimana gerak fluida

diakibatkan oleh beda suhu, maka koefisien transfer panas dipengaruhi oleh beda

suhu (�t). Semakin besar �t , semakin tinggi nilal koefisien transfer panas.

4. Gerakan yang balk dan fluida perlu dijaga. Gerakan fluida selain akan

meningkatkan transfer panas, juga dapat mencegah terjadinya konsentrasi atau

suhu lokal yang terlalu tmnggi, yang bisa mengakibatkan kerusakan padatan atau

pemadatan.

5. Faktor-faktor yang mendorong terjadinya endapan perlu dicegah.

6. Untuk bahan yang sensitif terhadap panas (mudah rusak pada suhu tinggm), maka

suhu evaporasm dmusahakan rendah dengan cara menurunkan tekanan operasi.

Disamping itu, waktu tinggal bahan dalam evaporator dijaga jangan terlalu lama.

7. Energi terbesar pada evaporator adalah untuk penguapan (panas penguapan

nilainya sangat besar dibandingkan dengan panas sensibelnya, misal: panas

penguapan air ~ 540 cal/g), sehingga usaha-usaha penghematan panas perlu

dilakukan. Salah satu caranya adalah dengan memanfaatkan uap yang timbul

sebagai pemanas evaporator.

JENIS-JENIS EVAPORATOR

Dalam bagian ini akan dibahas skema peralatan evaporasi dan p

evaporator serta beberapa kelebihan dan kekurangan masing

1. Horizontal Tube Evaporator.

Alat ini merupakan evaporator yang paling k

banyak digunakan untuk keperluan

Features

• Tidak memberikan kondisi untuk terjad

koefisien transfer panas rendah yang menjadikan perp

• Pengendapan kerak terjadi diluar pipa, sehingga sulit untuk dibersihkan. Konstruksi

alat harus diusahakan sedemikian rupa sehingga bundel pipa bisa dikeluarkan

untuk dibersihkan.

2. Basket Evaporator

Features

• Sirkulasi/aliran cairan bisa berjalan dengan

panas akibat konveksi alami (natural convection) besar, menjadikan transfer

panas cukup efisien. Sirkulasi aliran terjadi secara alami (natural circulation)

karena adanya beda

antara cairan yang berada diluar pipa dengan cairan yang ada didalam pipa

JENIS EVAPORATOR

akan dibahas skema peralatan evaporasi dan prinsip kerja berbagal

evaporator serta beberapa kelebihan dan kekurangan masing-masing.

Horizontal Tube Evaporator.

merupakan evaporator yang paling klasik dan sederhana. Evaporator

banyak digunakan untuk keperluan-keperluan kecil dengan teknologi sederhana.

Tidak memberikan kondisi untuk terjadinya sirkulasi/aliran cairan, sehingga

nas rendah yang menjadikan perpindahan panas tidak efisien.

Pengendapan kerak terjadi diluar pipa, sehingga sulit untuk dibersihkan. Konstruksi


Sirkulasi/aliran cairan bisa berjalan dengan baik sehingga koefisien transfer



rapat massa yang diakibatkan oleh adanya beda fasa


nsip kerja berbagal

asik dan sederhana. Evaporator ini

keperluan kecil dengan teknologi sederhana.

nya sirkulasi/aliran cairan, sehingga

ndahan panas tidak efisien.

Pengendapan kerak terjadi diluar pipa, sehingga sulit untuk dibersihkan. Konstruksi


sehingga koefisien transfer



rapat massa yang diakibatkan oleh adanya beda fasa


(�dalam-pipa < �irt-diluar-pipa). Pengendapan kerak terjadi didalam pipa, sehingga Iebih

mudah untuk dibersihkan.

• Pengendapan kerak terjadi didalam pipa, sehingga Iebih mudah untuk

dibersihkan.

3. Standard Vertical-Tube Evaporator

Pada alat ini, cairan mengalir dalam pipa sedangkan steam pemanas mengalir

dalam shell. Cairan dalam tabung mendidih, uap yang timbul bergerak keatas

dengan membawa cairan. Sirkulasi aliran dalam pipa terjadi karena beda rapat

massa yang terjadi karena perbedaan fasa a

campuran uap-cair) dengan yang diluar pipa (cair). Diatas pipa terdapat ruang uap

yang berfungsi untuk memisahkan cairan dengan uap. Uap akan menuju lubang

pengeluaran diatas, sedangkan cairan jatuh kebawah melewati saluran

ada ditengah bejana, dan kembali bersirkulasi masuk pipa

(natural convection) berjalan baik sehingga transfer panas Iebih efisien. Kerak dan

). Pengendapan kerak terjadi didalam pipa, sehingga Iebih

mudah untuk dibersihkan.

pan kerak terjadi didalam pipa, sehingga Iebih mudah untuk

Tube Evaporator

, cairan mengalir dalam pipa sedangkan steam pemanas mengalir



massa yang terjadi karena perbedaan fasa antara fluida dalam pipa (yaitu:

cair) dengan yang diluar pipa (cair). Diatas pipa terdapat ruang uap


pengeluaran diatas, sedangkan cairan jatuh kebawah melewati saluran besar yang

ada ditengah bejana, dan kembali bersirkulasi masuk pipa-pipa. Konveksi alami


). Pengendapan kerak terjadi didalam pipa, sehingga Iebih

pan kerak terjadi didalam pipa, sehingga Iebih mudah untuk

, cairan mengalir dalam pipa sedangkan steam pemanas mengalir



ntara fluida dalam pipa (yaitu:

cair) dengan yang diluar pipa (cair). Diatas pipa terdapat ruang uap


besar yang

pipa. Konveksi alami


endapan terbentuk didalam pipa, sehingga Iebih mudah untuk dibersihkan. Adanya

sirkulasi menyebabkan cairan berkali

ini kurang baik untuk bahan

susu, juice dan berbagai dairy product.

4. Long Tube Vertical Evaporator

Untuk memperbesar kecepatan sir

perpindahan panas makin tinggi, pipa

Aliran cairan, setelah masuk ruang uap untuk dipisahkan dengan uap yang

terbentuk, kembali kebawah melalui pipa diluar evaporator.’

Keuntungan: Koefisien transfer panas karena sirkulasi alami (natural circulation)

lebih besar, sehingga transfer panas bisa lebih efisien.

Kerugian:

Jumlah cairan yang menguap setiap passsangat besar (karena pipa panjang)

sehingga konsentrasi lokal dimulut pipa

cairan dalam evaporator tidak homogen, karena adanya perbedaan suhu dan


ulasi menyebabkan cairan berkali-kali kontak dengan permukaan pemanas. Hal

kurang baik untuk bahan-bahan yang tidak tahan terhadap panas, misalnya:

susu, juice dan berbagai dairy product.

Long Tube Vertical Evaporator

Untuk memperbesar kecepatan sirkulasi cairan dengan harapan koefisien

perpindahan panas makin tinggi, pipa-pipa transfer panas dibuat lebih panjang.


terbentuk, kembali kebawah melalui pipa diluar evaporator.’

ngan: Koefisien transfer panas karena sirkulasi alami (natural circulation)

lebih besar, sehingga transfer panas bisa lebih efisien.


sehingga konsentrasi lokal dimulut pipa bagian atas akan sangat tinggi (ingat:



kali kontak dengan permukaan pemanas. Hal

bahan yang tidak tahan terhadap panas, misalnya:

kulasi cairan dengan harapan koefisien

pipa transfer panas dibuat lebih panjang.


ngan: Koefisien transfer panas karena sirkulasi alami (natural circulation)


bagian atas akan sangat tinggi (ingat:


konsentrasi padatan lokal

gel pada pipa, sehingga bisa mengganggu sirkulasi aliran.

5. Vertical Tube Evaporator with Forced Circulation

Sirkulasi cairan untuk memperbesar koefisien transfer panas dibantu dengan

pompa. Perpindahan panas terjadi karena konveksi paksa (forcedconvection)

sehingga koefisien transfer panas bisa lebih tinggi. Disamping

sirkulasi besar, maka penyumbatan

aliran oleh pompa. Pipa tidak terlalu panjang. Sirkulasi berjalan cepat, sehingga

larutan dalam evaporator lebih homogen. Adanya pompa yang menjadi satu

dengan evaporator membuat alat

lokal). Hal ini dapat menyebabkan kristalisasi/pembentukan

gel pada pipa, sehingga bisa mengganggu sirkulasi aliran.

ical Tube Evaporator with Forced Circulation



sehingga koefisien transfer panas bisa lebih tinggi. Disamping itu, karena arus

sirkulasi besar, maka penyumbatan-penyumbatan dalam pipa bisa diatasi oleh



porator membuat alat ini lebih mahal (baik biaya pembelian maupun

dapat menyebabkan kristalisasi/pembentukan



itu, karena arus

penyumbatan dalam pipa bisa diatasi oleh



biaya pembelian maupun

biaya operasinya). Karena aliran keluar pipa cepat, maka pemisahan uap

dalam ruang uap menjadi Iebih sulit, sehingga diperlukan baffle,yang Iebih balk dan

ruang pemisah yang Iebih bes

Gambar (a dan b) dibawah,

evaporator adalah contoh lain dan forced circulation vertical tube evaporator

biaya operasinya). Karena aliran keluar pipa cepat, maka pemisahan uap


ruang pemisah yang Iebih besar dibagian atas.

Gambar (a dan b) dibawah, yaitu bolling tube evaporator dan sub merged


biaya operasinya). Karena aliran keluar pipa cepat, maka pemisahan uap-cairan


merged tube


Pada submerged tube type, seluruh pipa pemanas tercelup dalam cairan. Umpan

masuk melalui saluran dalam bejana pemisah uap

pemanas dan bawah. Pada boifing tube type, tidak seluruh pipa pemanas tercelup

oleh larutan. Larutan umpan angsung masuk kebagian bawah seksi pemanas.

6. Forced Circulation Evaporator with External Heater

Pompa, heat exchanger dan pemisah uap

yang terpisah . Untuk mendapatkan alat

dirangkai sendiri. Kelakuan alat

circulation, akan tetapi Iebih murah dan fleksibel karena bisa dirangkai sendiri.

Akan tetapi alat ini membutuhkan ruang yang Iebih luas (kurang kompak).


masuk melalui saluran dalam bejana pemisah uap-cair kemudian mengalir kedalam



Evaporator with External Heater

Pompa, heat exchanger dan pemisah uap-cairan masing-masing merupakan unit

yang terpisah . Untuk mendapatkan alat ini, bias digunakan alat-alat biasa yang

dirangkai sendiri. Kelakuan alat ini seperti pada verticaltube evaporatorwith forced


membutuhkan ruang yang Iebih luas (kurang kompak).


cair kemudian mengalir kedalam



masing merupakan unit

alat biasa yang

torwith forced


membutuhkan ruang yang Iebih luas (kurang kompak).

7. Climbing Film, Long Tube Vertical Evaporator with External Heater

Climbing Film, Long Tube Vertical Evaporator with External Heater

Pada prinsipnya sama seperti Long Tube Vertical

dan pemisah uap terpisah. Seperti forced circul

heater, alat ini mudah dirangkai sendiri, tetapi kurang kompak. Nama lain dan jenis

evaporator diatas adalah Ris

8. Falling Film Evaporator

Dalam falling film evaporator, cairan mengalir kebawah membentuk film disekeliling

dinding dalam pipa. Aliran disebabkan oleh gaya berat dan gesekan uap. Uap yang

terbentuk bergerak kebawah

adanya gaya gravitasi (bandingkan dengan natural convection evaporato

permukaan pemanasan jauh Iebih besar dibandingkan dengan volume cairan

dalam evaporator. Hal

perusakan bahan belum banyak terjadi karena waktu tinggal yang kecil (volume

cairan dalam evaporator kecil). Kapasitas alat

Pembahasan lebih detil tentang alat

Contoh beberapa jenis falllng film maupun rising film evaporatordapat dilihat pada

gambar-gambar dibawah.

sama seperti Long Tube Vertical Evaporator, hanya alat pemanas

p terpisah. Seperti forced circulation evaporator dengan external

mudah dirangkai sendiri, tetapi kurang kompak. Nama lain dan jenis

evaporator diatas adalah Rising Film Evaporator with external heater.

ng film evaporator, cairan mengalir kebawah membentuk film disekeliling


terbentuk bergerak kebawah. Meskipun �t kecil, tetapi aliran tetap baik karena

adanya gaya gravitasi (bandingkan dengan natural convection evaporato


dalam evaporator. Hal ini memungkinkan transfer panas yang cukup dan


cairan dalam evaporator kecil). Kapasitas alat ini tidak bisa divariasi terlalu besar.

Pembahasan lebih detil tentang alat ini ada pada sub-bab berikutnya.

eberapa jenis falllng film maupun rising film evaporatordapat dilihat pada

Evaporator, hanya alat pemanas

dengan external

mudah dirangkai sendiri, tetapi kurang kompak. Nama lain dan jenis

ng film evaporator, cairan mengalir kebawah membentuk film disekeliling


t kecil, tetapi aliran tetap baik karena

adanya gaya gravitasi (bandingkan dengan natural convection evaporator). Luas


yang cukup dan


tidak bisa divariasi terlalu besar.

eberapa jenis falllng film maupun rising film evaporatordapat dilihat pada

9. Agitated Film Evaporator

Nama lain : turbulent film evaporator atau wioed

horisontal).

Evaporator berbentuk tabung (shell) vertikal atau horizontal, dengan pemanas

diluar tabung. Pada sumbu tabung terdapat batang yang dapat diputar, yang

dilengkapi dengan sirip-sirip. Pada verticalagftatedfllm evaporator, saat batang

berputar, cairan bergerak kebawah akan terlempar ketepi tabung (bagian panas)

karena putaran sirip. Cairan ditepi tabung akan terpental kembali ketengah tabung.

Pada bagian atas tabung disediakan ruang untuk pemisahan uap cairan. Transfer

Agitated Film Evaporator

Nama lain : turbulent film evaporator atau wioed-film evaporator (untuk yang



sirip. Pada verticalagftatedfllm evaporator, saat batang

k kebawah akan terlempar ketepi tabung (bagian panas)



(untuk yang



sirip. Pada verticalagftatedfllm evaporator, saat batang

k kebawah akan terlempar ketepi tabung (bagian panas)



panas berjalan dengan sangat efisien. Pro

yang tinggi dapat teratasi.

Agitated film evaporator dirancang untuk larutan yang sangat kental (viskositas

tinggi) atau untuk memproduksi padatan. Meskipun demikian, alat

konstruksinya sulit dan biaya ope

panas berjalan dengan sangat efisien. Problem penyumbatan dan konsentrasi loca

yang tinggi dapat teratasi.


tinggi) atau untuk memproduksi padatan. Meskipun demikian, alat

konstruksinya sulit dan biaya operasinya tinggi (karena perlu tenaga pengadukan).

blem penyumbatan dan konsentrasi local


tinggi) atau untuk memproduksi padatan. Meskipun demikian, alat ini mahal,

rasinya tinggi (karena perlu tenaga pengadukan).

10. Direct Contact Evaporator

Pada alat ini, cairan berkontak langsung dengan gas pemanas.

Koefisien transfer panas sangat besar. Ruang didalam tabung ditengah berfungsi

untuk pembakaran. Evaporator

bahkan sluriy. Pemakalan panas kembali sulit dilakukan.

11. Stirred, Discontinuous Evaporator

Evaporator jenis ini digunakan untuk mengiapkan larutan dengan viskositas tinggi

atau bahkan pasta atau pulpy. Pemanas dapa

heating), jaket pada shell (external heating) (sumber: Sattler and Feindt, 1995,

Thermal Separation Processes).

Direct Contact Evaporator

, cairan berkontak langsung dengan gas pemanas.


untuk pembakaran. Evaporator ini digunakan untuk cairan yang sangat kental,

bahkan sluriy. Pemakalan panas kembali sulit dilakukan.

Stirred, Discontinuous Evaporator

digunakan untuk mengiapkan larutan dengan viskositas tinggi

atau bahkan pasta atau pulpy. Pemanas dapat dialirkan dalam koil (internal


Thermal Separation Processes).


igunakan untuk cairan yang sangat kental,

digunakan untuk mengiapkan larutan dengan viskositas tinggi

t dialirkan dalam koil (internal


Catatan:

Pada saat sekarang, kebanyakan industri menggunakan evaporator tipe vertical

tube evaporator dan agitated film evaporator. Pada industri susu (atau bahan

makanan/dairy yang sensitive terhadap panas), banyak digunakan fall

evaporator.

Pada sub-bab dibelakang akan dibahas secara khusus tentang falling film

evaporator.

PEMILIHAN JENIS EVAPORATOR

Pemilihan jenis evaporator setidak

berikut:

• Kapasitas produksi yang disyaratkan (throughput requirea)

• Viskositas umpan dan kenaikkan viskositas selama penguapan

• Produk yang diinginkan: padatan, slurry atau larutan

• Sensitivitas bahan/produk terhadap panas

• Apakah larutan yang diproses

• Apakah larutan dapat menimbulkan busa (foaming)


itated film evaporator. Pada industri susu (atau bahan

makanan/dairy yang sensitive terhadap panas), banyak digunakan fall

bab dibelakang akan dibahas secara khusus tentang falling film

PEMILIHAN JENIS EVAPORATOR

emilihan jenis evaporator setidak-tidaknya harus memperhatikan faktor

Kapasitas produksi yang disyaratkan (throughput requirea)

Viskositas umpan dan kenaikkan viskositas selama penguapan

Produk yang diinginkan: padatan, slurry atau larutan pekat

Sensitivitas bahan/produk terhadap panas

Apakah larutan yang diproses fouling (menimbulkan kerak) atau non-foullng

Apakah larutan dapat menimbulkan busa (foaming)


itated film evaporator. Pada industri susu (atau bahan

makanan/dairy yang sensitive terhadap panas), banyak digunakan falling film

bab dibelakang akan dibahas secara khusus tentang falling film

tidaknya harus memperhatikan faktor-faktor

foullng

• Apakah harus dilakukan pemanasan langsung (direct heating)

Tabel dibawah memberikan pe

memperhitungkan faktor-faktor diatas (sumber: Coulson and Richardson, 1983,

Chemical Engineering Volume .6).

FALLING FILM EVAPORATOR

Seperti telah diuraikan diatas, pada falllng film evaporator cairan mengalir kebawah

berbentuk film dipermukaan dalam tabung karena gaya gravitasi dan gesekan uap

yang juga mengalir kebawah. Steam pemanas mengalir dalam shell/

Alat ini dianggap cocok untuk evaporasi bahan

dan suhu tinggi, misalnya: susu.

Pada falllng film evaporator, luas permukaan transfer panas tiap volume cairan

dalam evaporator sangat besar. Artinya, perbandingan luas transfer panas tiap

volume cairan dalam evaporator sangat tinggi. Luas transfer panas yang besar

menyediakan fasilitas untuk perpindahan panas yang besar, sedangkan volume

cairan dalam evaporator yang kecil berarti waktu tinggal cairan dalam evaporator

kecil sehingga kerusakan bahan dapat diminimalkan.

Apakah harus dilakukan pemanasan langsung (direct heating)

Tabel dibawah memberikan pedoman pemilihan evaporator dengan

faktor diatas (sumber: Coulson and Richardson, 1983,

Chemical Engineering Volume .6).

FALLING FILM EVAPORATOR


erbentuk film dipermukaan dalam tabung karena gaya gravitasi dan gesekan uap

yang juga mengalir kebawah. Steam pemanas mengalir dalam shell/ diluar pipa.

dianggap cocok untuk evaporasi bahan-bahan yang snsitif terhadap panas

nya: susu.




n fasilitas untuk perpindahan panas yang besar, sedangkan volume


kecil sehingga kerusakan bahan dapat diminimalkan.

doman pemilihan evaporator dengan

faktor diatas (sumber: Coulson and Richardson, 1983,


erbentuk film dipermukaan dalam tabung karena gaya gravitasi dan gesekan uap

diluar pipa.

bahan yang snsitif terhadap panas




n fasilitas untuk perpindahan panas yang besar, sedangkan volume



Bandingkan misalnya:

a. Pipa dengan ID = 2 cm, panjang 300 cm, penuh cairan.

Luas permukaan pipa = n.(ID).L = n (2)(300) = 600 n cm2

Volum cairan dalam pipa = (n/4).(1D2).L = (n/4)(22)(300) = 300 n cm3.

Perbandingan (luas/volume) = (600 n)/(300 n) = 2/cm

b. Pipa dengan ID = 2 cm, panjang 300 cm, tebal film = 0,2 cm.

Luas permukaan pipa = n.(ID).L = n (2)(300) = 600 n cm2

Volum n.(ID).L x 0,2 = n(2)(300)(0,2) = 120 n cm3

Perbandingan (luas/volume) = (600 n)/(120 n) = 5/cm.

Evaporator masa kini umumnya harus bekerja dengan beda suhu pemanas dan

cairan (�t) yang kecil, dalam rangka memaksimumkan pemakaian kembali panas

yang dibawa oleh uap yang terbentuk. Nilai �t yang kecil ini mengakibatkan

konveksi alamiah (natural convection) tidak berjalan baik (ingat: nilai koefisien

transfer panas pada konveksi alamiah tergantung �t). Sehingga evaporator yang

bekerja berdasarkan konveksi alamiah tidak cocok digunakan. Dengan falling film

evaporator, meskipun �t kecil, gerak cairan tetap balk karena adanya gaya berat,

sehingga nilai koefisien transfer panasnya tetap tinggi, meskipun �t-nya kecil. Perlu

diperhatikan bahwa evaporator jenis forced convection kurang cocok untuk larutan

susu, karena: (a). akan memerlukan biaya pemompaan, dan (b). sirkulasi aliran

akan terlalu banyak sehingga kemungkinan ada cairan yang tinggal terlalu lama

dalam evaporator, yang dapat menyebabkan kerusakan susu. Pada falllng film

evaporator, tidak ada sirkulasi cairan.

Beda suhu, �t, yang kecil akan mengakibatkan luas transfer panas yang diperlukan

menjadi besar, sesuai dengan persamaan:

tUQ

A∆

=.

A

Dimana: A = luas transfer panas

Q = jumlah panas yang ditransfer

U= koefisien perpindahan panas overall

Jika penambahan A dilakukan dengan penambahan jumlah lubang, maka jumlah

cairan yang melewati tiap pipa akan terlalu sedikit. Hal

sebagian permukaan pipa yang tidak tertutup cairan, atau tertutup cairan dengan

ketebalan terlalu kecil. Akibat kecepatan penguapan yang besar, dapat terjadi

pemadatan dipermukaan pipa (susu menjadi rusak) dan pada akhirnya terjadi

scallng (pengotoran). Jadi, penambahan luas permukaan sebaiknya dilakukan

dengan memperpanjang pipa, bukan dengan menambah jumlah pipa. Pada saat

mi, panjang pipa evaporator dapat mencapal 15 m, dengan

tahun yang lalu, panjang pipa evapor

�t�15°C.

Mengingat jumlah cairan yang lewat pipa tidak boleh terlalu kecil, maka kapasitas

operasi falling film evaporator tidak boleh diubah/dikurangi terlalu banyak, sehingga

evaporator jenis ini kurang fleksibel te

Berkaitan dengan kesempurnaan pembasahan dinding pipa oleh cairan, muncul

parameter yang disebut dengan coverage coefficient, sebagai berikut:

Falling film evaporator harus beroperasi pada level coverage coefficient

Untuk mempertahankan coverage coefficient pada tingkat tertentu pada jumlah

cairan kecil, bisa digunakan sistem sirkulasi, dimana sebagian produk yang keluar

dan bawah pipa diumpankan kembali kebagian atas tabung. Dengan sistem mi,

jumlah cairan yang melewati pipa cukup besar. Sisi negatifnya adalah: ada

sejumlah cairan yang mengalami sirkulasi berkali

terlalu lama mengalami pemanasan dan akan rusak.


cairan yang melewati tiap pipa akan terlalu sedikit. Hal mi mengakibatkan ada




llng (pengotoran). Jadi, penambahan luas permukaan sebaiknya dilakukan


mi, panjang pipa evaporator dapat mencapal 15 m, dengan �t � 2°C. Sekitar 20

tahun yang lalu, panjang pipa evaporator hanya sekitar 3 atau 4 m, dengan


ng film evaporator tidak boleh diubah/dikurangi terlalu banyak, sehingga

kurang fleksibel terhadap perubahan kapasitas operasi.


parameter yang disebut dengan coverage coefficient, sebagai berikut:

Falling film evaporator harus beroperasi pada level coverage coefficient tertentu.




yang melewati pipa cukup besar. Sisi negatifnya adalah: ada

sejumlah cairan yang mengalami sirkulasi berkali-kali sehingga kemungkmnan

terlalu lama mengalami pemanasan dan akan rusak.


mi mengakibatkan ada




llng (pengotoran). Jadi, penambahan luas permukaan sebaiknya dilakukan


2°C. Sekitar 20

ator hanya sekitar 3 atau 4 m, dengan


ng film evaporator tidak boleh diubah/dikurangi terlalu banyak, sehingga

rhadap perubahan kapasitas operasi.


tertentu.




yang melewati pipa cukup besar. Sisi negatifnya adalah: ada

kali sehingga kemungkmnan

Ada dua sistim distribusi cairan kedalam pipa, yaitu:

• Sistim dinamis

• Sistim statis

Pada sistem dinamis (lihat gambar dibawah), distribusi aliran dicapai dengan

penyemburan melalui nozzle, dan juga diakibatkan oleh flashing (penguapan

cepat) dan cairan keluar nozzle (ingat: umpan evaporator biasanya pada keadaa

cair lewat jenuh, khususnya yang berasal dan evaporator sebelumnya yang

tekanannya lebih tinggi). Penyemburan oleh nozzle

pada nozzle, yang nilainya dipengaruhi oleh jumlah cairan yang lewat.

Jika cairan yang lewat makin

penyemburan akan makin

Sistem dinamis tidak bisa mengakomodasi penurunan kapasitas, karena dengan

turunnya kapasitas, pressure drop pada nozzle juga akan turun sehingga

penyemburan akan berjalan kuran

Cara yang lebih baik yaitu dengan

membagi evaporator menjadi 2 seksi

atau lebih (lihat gambar disamping).

Dengan alat ini, cairan umpan mengalir

pada separuh evaporator sehingga

coverage coeffident mencukupi. Cairan

keluar dan seksi satu diumpankan ke

seksi dua.

Berbeda dengan sistem sirkulasi, pada

alat ini tidak ada kemungkmnan cairan

yang berkali-kali mengalami sirkulasi.

Semua cairan hanya lewat sebanyak 2

saja.

Pada falling film evaporator, distribusi

cairan masuk kesemua pipa perlu

diperhatikan dengan cermat.

Ada dua sistim distribusi cairan kedalam pipa, yaitu:

(lihat gambar dibawah), distribusi aliran dicapai dengan


cepat) dan cairan keluar nozzle (ingat: umpan evaporator biasanya pada keadaa


tekanannya lebih tinggi). Penyemburan oleh nozzle ini didorong oleh pressure drop

pada nozzle, yang nilainya dipengaruhi oleh jumlah cairan yang lewat.

Jika cairan yang lewat makin banyak, pressure drop akan makin besar, sehingga

penyemburan akan makin baik.



penyemburan akan berjalan kurang baik dan distribusi cairan tidak berjalan

Cara yang lebih baik yaitu dengan

membagi evaporator menjadi 2 seksi

atau lebih (lihat gambar disamping).

, cairan umpan mengalir

pada separuh evaporator sehingga

coverage coeffident mencukupi. Cairan

keluar dan seksi satu diumpankan ke

Berbeda dengan sistem sirkulasi, pada

ungkmnan cairan

kali mengalami sirkulasi.

a cairan hanya lewat sebanyak 2x

Pada falling film evaporator, distribusi

cairan masuk kesemua pipa perlu

(lihat gambar dibawah), distribusi aliran dicapai dengan


cepat) dan cairan keluar nozzle (ingat: umpan evaporator biasanya pada keadaan


didorong oleh pressure drop

banyak, pressure drop akan makin besar, sehingga



distribusi cairan tidak berjalan

sempurna. Disamping itu, dengan

juga kecil sehingga tidak dapat membantu distribusi aliran.

Pada sistem statis (lihat gambar diatas), umpan cairan lewat jenuh mu

terpisah. dan uapnya akibat flashing. Cairan masuk ke plat distributor diatas ujung

ujung pipa. Tinggi cairan diatas plat distributor dijaga pada level tertentu. Cairan

mengalir melalui sejumlah lubang pada plat dan tepat jatuh diatas bidang dianta

mulut pipa, kemudian terdistribusi pada pipa

mengalir melalui pipa kecil tepat diatas tabung pemanas. Uap yang keluar lewat

pipa kecil ini akan mendorong cairan cairan menempel pada dinding tabung

pemanas sekaligus memberi

Sistim statis lebih stabil terhadap perubahan kapasitas, karena jika permukaan

cairan diatas plat distribusi naik akibat kenaikkan jumlah cairan masuk, maka aliran

cairan melalui lubang juga akan bertambah cepat sehingga mencegah

tinggi permukaan. Demikian pula jika kapasitas turun.

Khusus pada pengolahan susu, jika susu yang akan diproses bersuhu rendah (5

10°C) maka sebelum masuk evaporator, larutan susu perlu dipanasi terlebih dulu

(preheating). Preheater yang digunak

sempurna. Disamping itu, dengan �t kecil pada evaporator modern, efek flashing

juga kecil sehingga tidak dapat membantu distribusi aliran.

Pada sistem statis (lihat gambar diatas), umpan cairan lewat jenuh mu

terpisah. dan uapnya akibat flashing. Cairan masuk ke plat distributor diatas ujung


mengalir melalui sejumlah lubang pada plat dan tepat jatuh diatas bidang dianta

mulut pipa, kemudian terdistribusi pada pipa-pipa. Pada saat yang sama, uap


akan mendorong cairan cairan menempel pada dinding tabung

pemanas sekaligus memberikan kecepatan awal.



cairan melalui lubang juga akan bertambah cepat sehingga mencegah

tinggi permukaan. Demikian pula jika kapasitas turun.

Khusus pada pengolahan susu, jika susu yang akan diproses bersuhu rendah (5


(preheating). Preheater yang digunakan umumnya ada 3 jenis, yaitu:

t kecil pada evaporator modern, efek flashing

Pada sistem statis (lihat gambar diatas), umpan cairan lewat jenuh mula-mula

terpisah. dan uapnya akibat flashing. Cairan masuk ke plat distributor diatas ujung-


mengalir melalui sejumlah lubang pada plat dan tepat jatuh diatas bidang diantara

pipa. Pada saat yang sama, uap


akan mendorong cairan cairan menempel pada dinding tabung



cairan melalui lubang juga akan bertambah cepat sehingga mencegah kenaikkan

Khusus pada pengolahan susu, jika susu yang akan diproses bersuhu rendah (5-


a. Spiral Tube

Berbentuk pipa spiral yang diletakkan dalam ruang steam pemanas pada

evaporator, sehingga dapat menggunakan panas dan steam dalam evaporator.

b. Strigh-tube

Pipa berada diluar evaporator, meskipun panas disuplai d

evaporator. Pembersihan lebih mudah, tetapi karena pressure drop

besar maka diperlukan energi untuk pemompaan yang lebih besar.

c. Plate

Berada diluar evaporator, dan biasanya dipakai sebagai preheater paling awal

yang menggunakan panas

PENGHEMATAN ENERGI PADA SISTIM EVAPORAS

Penghematan panas pada sistim evaporasi dapat dilakukan dengan dua cara:

a. Menggunakan beberapa evaporator yang disusun sen (mu/ti;ole

evaporators).

b. Rekompresi Uap (Vapor recompression).

a. Multiple-Effect Evaporators

Pada prinsipnya beberapa evaporator tersusun sen dan terhubung satu dengan

yang lain, tetapi masing-masing beroperasi pada tekanan yang berbeda. Gambar

dibawah merupakan contoh dan evaporator tiga efek



Pipa berada diluar evaporator, meskipun panas disuplai dan steam di

evaporator. Pembersihan lebih mudah, tetapi karena pressure drop

besar maka diperlukan energi untuk pemompaan yang lebih besar.


menggunakan panas dari embunan dari evaporator terakhir.

PENGHEMATAN ENERGI PADA SISTIM EVAPORASI


Menggunakan beberapa evaporator yang disusun sen (mu/ti;ole

(Vapor recompression).

Effect Evaporators


masing beroperasi pada tekanan yang berbeda. Gambar

dibawah merupakan contoh dan evaporator tiga efek (triple-effect evaporators).



an steam di

evaporator. Pembersihan lebih mudah, tetapi karena pressure drop-nya lebih



Menggunakan beberapa evaporator yang disusun sen (mu/ti;ole-effect


masing beroperasi pada tekanan yang berbeda. Gambar

effect evaporators).


Tekanan pada evaporator I (P-I)> P-Il> P-Ill, sehingga suhu evaporasi pada

evaporator 1(TI) > TII > TIII. Koneksi dibuat pada vapor line, dimana uap yang

dihasilkan dan evaporator sebelumnya digunakan sebagai pemanas evaporator

berikutnya. Uap dari evaporator I (besuhu TI pada P-I) praktis dalam keadaan lewat

jenuh pada tekanan P-Il. Steam segar (fresh steam) hanya dimasukkan pada efek

pertama (evaporator-I), dimana tekanannya pahng tinggi.

Pada efek terakhir, vapor line dihubungkan dengan sistim vakum, yang bisa berupa

condenserdengan pompa vakum atau jet ejector(pada gambar diatas digunakan jet

ejector).

Untuk penguapan sampai konsentrasi yang sama dengan kadar umpan yang

sama, penggunaan tri/e effect evaporator, dapat menghemat steam sampal 2/3-nya

dibandingkan jika digunakan evaporator tunggal. (Catatan: Kebutuhan steam pada

triole effect evaporator 1/3 x kebutuhan steam untuk evaporator tunggal).

Keuntungan dan kerugian penggunaan muItiIe effect evaporatot

Keuntungan: biaya operasi lebih murah (penghematan steam).

Kerugian:

• Biaya investasi lebih tinggi (karena perlu membeli lebih banyak evaporator dan

sistim pemvakumannya, pompa dan lain-lain)

• Operasi dan pengendaliannya lebih sulit.

Berdasarkan cara pengumpanannya, ada beberapa jenis susunan mu/ti;o/e-effect

evaporator, diantaranya:

• Forward feeo’ Steam pemanas masuk efek-1. Umpan (larutan encer) juga

masuk ke efek-1. Hasil efek pertama diumpankan ke efek-2 dan seterusnya.

Uap dan efek1 digunakan sebagai pemanas di efek-2, dan seterusnya. Pompa

hanya perlu digunakan untuk mengalirkan umpan ke efek-1, dan mengeluarkan

larutan pekat dan efek terakhir.

• Backward feed. Umpan masuk ke efek terakhir, selanjutnya larutan hasH efek

terakhir dialirkan ke efek sebelumnya dan seterusnya. Pada akhirnya, produk

(yaitu: larutan pekat) dikeluarkan dan efek pertama. Steam pemanas masuk ke

efek-1. Uap hasil efek-1 digunakan sebagai pemanas pada efek-2 dan

seterusnya. Pompa perlu digunakan untuk mengalinkan larutan dan efek-n ke

efek-(n-1) dan setenusnya, karena tekanan pada efek

seterusnya.

• Mixed feed Larutan encer (umpan) masuk ke efek

mengalir secara forward ke efek benikutnya sampai efek terakhir. Dan efek

terakhir, larutan dialinkan balik ke e

backwarddialirkan sampai ke efek pertama. Sistim

pemakaian pompa, tetapi masih menguntungkan karena larutan paling pekat

diuapkan pada efek-1, dimana suhunya paling tinggi.

• Parallel feed umpan segar

masing-masing efek. Steam hanya digunakan pada efek

digunakan sebagai pemanas efek

Gambar dibawah menjelaskan tentang susunan evaporator diatas.

n setenusnya, karena tekanan pada efek-n (Pr) < P1 < P2 dan

ed feed Larutan encer (umpan) masuk ke efek-intermediate (ditengah),


terakhir, larutan dialinkan balik ke efek sebelum umpan dan secara

backwarddialirkan sampai ke efek pertama. Sistim ini dapat mengurangi


1, dimana suhunya paling tinggi.

Parallel feed umpan segar (larutan encer) dimasukkan secara parallel ke

masing efek. Steam hanya digunakan pada efek-1. Uap hasil efek

digunakan sebagai pemanas efek-2 dan seterusnya.

Gambar dibawah menjelaskan tentang susunan evaporator diatas.

n (Pr) < P1 < P2 dan

intermediate (ditengah),


fek sebelum umpan dan secara

dapat mengurangi


(larutan encer) dimasukkan secara parallel ke

1. Uap hasil efek-1

b. Vapor Recompression.

Pada prinsipnya, uap hash dan evaporator dinahkkan tekannya dengan cara

kompresi, sehingga suhunya akan naik dan bisa digunakan sebagai pemanas

evaporator tersebut. Ada dua cara rekompresi uap, yaitu:

b. 1. Thermal Vapor Recompression (TVR):

Rekompresi uap dilakukan dengan menggunakan sistim jet, menggunakan

steam tekanan tinggi yang dialirkan dalam sebuah jet ejector. Karena

adanya tambahan steam dan luar, biasanya akan menghasilkan uap dalam

jumlah yang berlebihan sehingga sebagian uap harus dibuang atau

diembunkan kembali.

Keuntungan:

Jumlah uap (tekanan rendah) yang dapat dihandle Iebih banyak.

Alat Iebih murah dan mudah perawatannya.

Kerugian:

Efisiensi mekanis dan jet rendah

Tidak fleksibel terhadap perubahan kondisi operasi.

Gambar dibawah adalah con

evaporator dua tingkat.

Vapor Recompression.



evaporator tersebut. Ada dua cara rekompresi uap, yaitu:

Thermal Vapor Recompression (TVR):

p dilakukan dengan menggunakan sistim jet, menggunakan




diembunkan kembali.

Jumlah uap (tekanan rendah) yang dapat dihandle Iebih banyak.

Alat Iebih murah dan mudah perawatannya.

Efisiensi mekanis dan jet rendah

Tidak fleksibel terhadap perubahan kondisi operasi.

Gambar dibawah adalah contoh penggunaan TVR pada fall

evaporator dua tingkat.



p dilakukan dengan menggunakan sistim jet, menggunakan




toh penggunaan TVR pada falling film

b.2. Mechanical Vapor Recompression:

Prinsip kerja mechanical vapor recompressiondapat dilihat pada gambar

dibawah. Uap yang dihasilkan dan evaporator dikompresi dengan kompresor

(positive displacement compressor atau centrifugal compressor, tergantung

tekanan yang diinginkan), sehingga suhu uap akan naik melebihi suhu didih

larutan dalam evaporator. Uap kemudian digunakan semabagi pemanas

dalam evaporator.

PERALATAN PEMBUAT VAKUM

Untuk operasi dengan tekanan dibawah 1 atm, diperlukan alat pembuat vakum.

Ada dua macam alat pembuat vakum yang dikenal secara umum, yaitu:

a. Pompa vakum

Biaya investasi lebih tinggi. Tidak memerlukan motive fluid

steam), tetapi memerlukan energi listr

maka sebaiknya digunakan jet ejector.

Mechanical Vapor Recompression:

ja mechanical vapor recompressiondapat dilihat pada gambar


displacement compressor atau centrifugal compressor, tergantung



PERALATAN PEMBUAT VAKUM

operasi dengan tekanan dibawah 1 atm, diperlukan alat pembuat vakum.


Biaya investasi lebih tinggi. Tidak memerlukan motive fluid

steam), tetapi memerlukan energi listrik. Jika harga energi listrik mahal,

maka sebaiknya digunakan jet ejector.

ja mechanical vapor recompressiondapat dilihat pada gambar


displacement compressor atau centrifugal compressor, tergantung



operasi dengan tekanan dibawah 1 atm, diperlukan alat pembuat vakum.


(misalnya:

ik. Jika harga energi listrik mahal,

b. Jet ejector.

Pada prinsipnya berupa nozzle dengan rasio ukuran diameter tertentu.

Berdasarkan motive fluid

ejector (digunakan

Water jet ejector

biaya investasi dan perawatan


Berdasarkan motive fluid-nya, ada dua jenis jetejector, yaitu: (1). Steam jet

ejector (digunakan dalam sistim evaporasi bertingkat/multistage), dan (2).

(misalnya digunakan dalam vacuum flute,). Meskipun

biaya investasi dan perawatan-nya rendah, tetapi konsumsi steam tinggi.


tu: (1). Steam jet

dalam sistim evaporasi bertingkat/multistage), dan (2).

(misalnya digunakan dalam vacuum flute,). Meskipun

nya rendah, tetapi konsumsi steam tinggi.

Tabel dibawah menggambarkan rentang operasi dan

vakum dan jet ejector.

Untuk mengurangi beban alat pembuat vakum, jumlah uap yang masuk alat

tersebut perlu dikurangi sebanyak

dalam condenser. Ada 2 jenis condenser yang sering digunakan, yaitu

a. Mixing Condenser

Nama lain dan mbdng condenser adalah barometric condenser. Pada alat

ini, uap dan air pendingin dikontakkan langsung dengan sistim semburan

air.

Keuntungan: Biaya investasi dan konsumsi air pendingin rendah (sekitar

28% Iebih rendah dar

Kerugian: Air dan embunan bercampur, sehingga jika terdapat kotoran

terbawa dan evaporator (misalnya entrainment), maka

terbawa ke cooling tower dan mengakibatkan kontaminasi.

Gambar dibawah adalah barometric co

Tabel dibawah menggambarkan rentang operasi dan berbagal jenis pompa

vakum dan jet ejector.


tersebut perlu dikurangi sebanyak-banyaknya dengan cara mengembunkannya

dalam condenser. Ada 2 jenis condenser yang sering digunakan, yaitu


, uap dan air pendingin dikontakkan langsung dengan sistim semburan

Biaya investasi dan konsumsi air pendingin rendah (sekitar

28% Iebih rendah daripada suiface condenser).

Air dan embunan bercampur, sehingga jika terdapat kotoran

terbawa dan evaporator (misalnya entrainment), maka kotoran ini akan

ng tower dan mengakibatkan kontaminasi.

Gambar dibawah adalah barometric condenser satu dan dua tingkat.

berbagal jenis pompa


banyaknya dengan cara mengembunkannya

dalam condenser. Ada 2 jenis condenser yang sering digunakan, yaitu:


, uap dan air pendingin dikontakkan langsung dengan sistim semburan

Biaya investasi dan konsumsi air pendingin rendah (sekitar

Air dan embunan bercampur, sehingga jika terdapat kotoran

kotoran ini akan

ndenser satu dan dua tingkat.

b. Surface Condenser

Merupakan condenser konvensional berupa selongsong yang didalamnya

terdapat pipa-pipa (shell and tubes).

Keuntungan: embunan dan air pendingin terpisah.

Kerugian: biaya investasi besar dan kebutuhan air pe

Gambar dibawah merupakan contoh pemasangan sistim vakum menggunakan

barometric condenser dan jet ejector. Pada (a) digunakan steam jet ejector,

sedangkan pada (b) digunakan water jet ejector. Perhatikan bahwa pada (b),

water jet ejector-nya menjadi satu dengan barometric condenser.

face Condenser


pipa (shell and tubes).

embunan dan air pendingin terpisah.

biaya investasi besar dan kebutuhan air pendingin lebih banyak.




nya menjadi satu dengan barometric condenser.


ndingin lebih banyak.




Evaporator 3

Documents