MAKALAH PERPINDAHAN PANASEVAPORATOR

DISUSUN OLEH :

1. Dian Ratnasari(1201163)2. Fredy Patasik(1201190)3. Guruh Febrianto(1201157)4. Intania .R.A.K(1201139)5. Rizky Kurniawan P(1201175)6. Wisnu Adi Kurniawan(1201146)

JURUSAN S1 TEKNIK PERMINYAKANSEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI MINYAK DAN GAS BUMIBALIKPAPAN2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur alhamdulillah kehadirat Allah SWT atas berkat rahmat dan karunianya akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas makalah Perpindahan Panas dengan baik. Tugas yang diberikan mengenai EVAPORATOR disesuaikan dengan bahan materi yang dibahas pada semester ini.Pembahasan pada makalah ini meliputi pengertian dari evaporasi itu sendiri, perbandingan evaporasi terhadap pengeringan, destilasi, dan kristalisasi, dan penerapan evaporasi di kehidupan sehari-hari. Hal ini dimaksudkan untuk materi pengayaan pengetahuan mahasiswa yang dapat dijadikan bahan masukan untuk mempelajari Geologi Indonesia secara mandiri, karena keterbatasan waktu yang tidak memungkinkan untuk dibahas secara keseluruhan di dalam perkuliahan.Terwujudnya makalah ini karena tersedianya berbagai literatur dari berbagai sumber baik yang diperoleh dari perpustakaan maupun situs-situs internet. Serta yang tidak kalah pentingnya adalah ucapan terima kasih kepada dosen pembimbing Perpindahan Panas dan semua pihak yang membantu terselesainya makalah ini. Kritik dan saran yang membangun akan selalu penulis terima untuk kesempurnaan makalah ini.

Balikpapan, Desember 2014

Kelompok 1

BAB IPENDAHULUAN

A. Latar BelakangEvaporator adalah sebuah alat yang berfungsi mengubah sebagian atau keseluruhan sebuah pelarut dari sebuah larutan dari bentuk cair menjadi uap. Evaporator mempunyai dua prinsip dasar, yaitu untuk menukar panas dan untuk memisahkan uap yang terbentuk dari cairan. Proses evaporasi telah dikenal sejak dahulu, yaitu untuk membuat garam dengan cara menguapkan air dengan bantuan energi matahari dan angin. Evaporasi adalah salah satu kaedah utama dalam industri kimia untuk memekatkan larutan yang encer. Pengertian umum dari evaporasi ini adalah menghilangkan air dari larutan dengan mendidihkan larutan di dalam tabung yang sesuai yang disebut evaporator. Evaporasi bertujuan untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tidak mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap

B. Rumusan Masalah1. Apa yang dimaksud dengan Evaporasi ?2. Bagaimana Prinsip dari Evaporasi?3. Konsep apa saja yang terdapat diproses Evaporasi?4. Faktor apa saja yang mempercepat proses Evaporasi?5. Contoh di kehidupan sehari-hari proses evaporasi?

C. TujuanAdapun tujuan dari makalah ini dibuat yaitu sebagai berikut :1. Untuk mengetahui pengertian Evaporasi.2. Untuk mengetahui prinsip dari evaporasi3. Untuk mengetahui konsep dari proses Evaporasi.4. Untuk mengetahui factor apa saja yang mempengaruhi proses Evaporasi5. Untuk mengetahui contoh penerapan evaporasi di kehidupan sehari-hari

BAB IIPEMBAHASAN

2.1. Pengertian Evaporasi dan EvaporatorEvaporasi dapat didefinisikan dalam dua kondisi, yaitu evaporasi yang berarti proses penguapan yang terjadi secara alami dan evaporasi yang dimaknai proses penguapan yang timbul akibat diberikan uap panas (steam) dalam suatu peralatan.Evaporasi dapat diartikan sebagai proses penguapan daripada liquid (cairan) dengan penambahan panas (Robert B. Long, 1995). Panas dapat disuplai dengan berbagai cara, diantaranya secara alami dan penambahan steam. Evaporasi diadasarkan pada proses pendidihan secara intensif yaitu pemberian panas ke dalam cairan, pembentukan gelembung-gelembung (bubbles) akibat uap, pemisahan uap dari cairan, dan mengkondensasikan uapnya.Evaporasi atau penguapan juga dapat didefinisikan sebagai perpindahan kalor ke dalam zat cair mendidih (Warren L. Mc Cabe, 1999).Evaporasi merupakan suatu proses penguapan sebagian dari pelarut sehingga didapatkan larutan zat cair pekat yang konsentrasinya lebih tinggi. Tujuan dari evaporasi itu sendiri yaitu untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tak mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap. Dalam kebanyakan proses evaporasi, pelarutnya adalah air. Evaporasi tidak sama dengan pengeringan, dalam evaporasi sisa penguapan adalah zat cair, kadang-kadang zat cair yang sangat viskos, dan bukan zat padat. Begitu pula, evaporasi berbeda dengan distilasi, karena disini uapnya biasanya komponen tunggal, dan walaupun uap itu merupakan campuran, dalam proses evaporasi ini tidak ada usaha untuk memisahkannya menjadi fraksi-fraksi. Biasanya dalam evaporasi, zat cair pekat itulah yang merupakan produk yang berharga dan uapnya biasanya dikondensasikan dan dibuang.Evaporasi merupakan satu unit operasi yang penting dan banyak dipakai dalam industri kimia dan mineral. Evaporasi merupakan proses pemekatan cairan dengan memberikan panas pada cairan tersebut dengan menggunakan energi yang intensif yaitu sejumlah uap sebagai sumber panas. Evaporator adalah sebuah alat yang berfungsi mengubah sebagian atau keseluruhan sebuah pelarut dari sebuah larutan dari bentuk cair menjadi uap. Evaporator mempunyai dua prinsip dasar, yaitu 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 kondensor (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.

2.2.Jenis Jenis EvaporatorJenis-jenis utama evaporator ada 2 yaitu:1. Evaporator-vertikal tabung panjanga. Aliran ke atas (film-panjat)b. Aliran ke bawah (film-jatuh)c. Sirkulasi paksa2. Evaporator film-aduk

Evaporator satu-lintas dan evaporator sirkulasi. Evaporator dapat dioperasikan sebagai unit satu lintas atau sebagai unit sirkulasi. Dalam operasi satu-lintas, cairan umpan dilewatkan melalui tabung hanya satu kali lewat saja, uapnya lepas dan keluar dari unit itu sebagai cairan pekat. Seluruh evaporasi dilaksanakan dalam satu-lintas (lewatan) saja. Rasio evaporasi terhadap umpan dalam unit satu-lintas itu terbatas; jadi, evaporator ini cocok untuk operasi efek-berganda, dimana pemekatan total terbagi-bagi dalam beberapa efek. Evaporator film-aduk (agitated-film evaporator) selalu dioperasikan dalam satu-lintas saja; tetapi evaporator film-jatuh (falling-film evaporator) dan evaporator film panjat (climbing-film evaporator) dapat pula dioperasikan dengan cara ini. Suhu zat cair dapat dijaga rendah dengan mengoperasikan unit ini dalam vakum tinggi. Dengan sekali lewatan cepat melalui tabung-tabung evaporator, cairan pekat itu hanya sebentar saja berada pada suhu didihnya, dan dapat didinginkan dengan cepat begitu keluar dari evaporator.Pada evaporator sirkulasi (circulation evaporator) terdapat suatu kolam zat cair didalam alat itu. Umpan masuk bercampur dengan zat cair didalam kolam, dan campuran itu lalu dialirkan melalui tabung-tabung evaporator. Zat cair yang tidak menguap dikeluarkan dari tabung dan kembali ke kolam, sehingga hanya sebagian saja dari keseluruhan evaporasi yang berlangsung dalam satu lewatan. Evaporator sirkulasi pakasa semuanya dioperasikan dengan cara ini, evaporator film-panjat biasanya adalah unit sirkulasi.Cairan pekat dari evaporator sirkulasi dikeluarkan dari kolam. Semua cairan dalam kolam, oleh karena itu, harus selalu berada pada konsentrasi maksimum. Oleh karena zat cair yang masuktabung itu mengandung beberapa bagian cairan pekat didalam setiap bagian umpan, maka konsentrasinya, serta densitas, viskositas, dan titik ddihnya selalu mendekati maksimum. Akibatnya, koefisien perpindahan kalornya akan cenderung rendah.Evaporator sirkulasi tidak selalu cocok untuk memekatkan zat cair yang peka panas. Dengan menggunakan vakum yang cukup baik, suhu zat cair tidak dapat dijaga pada tingkat yang tidak merusak, tetapi zat cair itu akan berulang kali berada dalam kontak dengan tabung panas. Sebagian dari zat cair itu, dengan demikian akan terpanaskan hingga suhu yang kelewat tinggi. Walaupun waktu menetap (residance time) zat cair itu dalam zone pemanasan barangkali singkat saja, sebagian dari zat cair itu mungkin tertahan didalam evaporator selama beberapa waktu. Pemanasan yang terlalu lama atas sebagian kecil saja pun dari bahan peka panas seperti makanan akan dapat menyebabkan keseluruhan produk itu rusak.Evaporator sirkulasi, di lain pihak dapat beroperasi dengan jangkau konsentrasi yang cukup luas antara umpan dan cairan pekat dalam satu unit saja, dan cocok pula untuk evaporasi efek-tunggal. Alat ini dapat dioperasikan dengan sirkulasi alamiah, dimana aliran berlangsung melalui tabung dengan disebabkan oleh perbedaan densitas;dapat pula dengan sirkulasi paksa, dimana alirannya dilaksanakan dengan pompa.

Evaporator tabung-panjang dengan aliran naik Bagian-bagian utama dari evaporator ini adalah :1. Sebuah penukar kalor jenis tabung dengan uap dalam selongsong, dan zat cair yang akan dipekatkan dalam tabung2. Sebuah separator (pemisah) atau ruang uap (vapor space) untuk memisahkan zat cair yang terbawa ikut dari uap.3. Bila alat ini dioperasikan sebagai unit sirkulasi, sebuah tangki pemulang (return leg) untuk mengembalikan zat cair dari separator ke bagian bawah penukar kalor.4. Alat ini mempunyai lubang masuk masing-masing untuk zat cair umpan dan untuk uap, lubang keluar masing-masing untuk uap, cairan pekat, kondensat uap, dan gas tak-mampu-kondensasi yang terkandung dalam uap.Evaporator vertikal tabung panjang sangat efektif untuk memekatkan zat cair yang mempunyai kecenderungan membentuk busa. Busa itu akan pecah bila campuran zat cair dan uap berkecepatan tinggi menumbuk sekat di bagian kepala uap.

Evaporator film jatuhPemekatan bahan-bahan yang sangat peka terhadap panas, mengharuskan waktu kontak yang singkat sekali dengan permukaan panas. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan evaporator film jatuh sekali lintas, dimana zat cair masuk dari atas, lalu mengalir ke bawah di dalam tabung panas itu dalam bentuk film, kemudian keluar dari bawah. Tabung-tabungnya biasanya agak besar, diameternya antara 2 sampai 10 in. Uap yang keluar dari zat cair itu biasanya terbawa turun bersama zat cair, dan keluar dari bawah unit itu. Evaporator ini bentuknya menyerupai suatu penukar kalor jenis tabung, yang panjang, vertikal, dan dilengkapi dengan separator zat cair-uap di bawah, dan distributor (penyebar) zat cair di atas.Masalah utama dengan evaporator film-jatuh ini ialah dalam mendistribusikan zat cair itu secara seragam menjadi film di bagian dalam tabung. Hal ini dilakukan dengan menggunakan seperangkat plat logam berlubang-lubang yang ditempatkan lebih tinggi di atas plat tabung yang dipasang dengan teliti agar benar-benar horisontal. Tabung-tabung itu diberi sisip pada ujungnya yang memungkinkan zat cair mengalir dengan teratur ke setiap tabung itu.Evaporator film-jatuh, tanpa sirkulasi dan dengan waktu menetap yang sangat singkat dapat menangani produk-produk yang peka yang tidak dapat ditangani dengan cara lain. Alat ini juga cocok sekali untuk memekatkan zat cair viskos.

Evaporator sirkulasi-paksaPada evaporator sirkulasi alamiah (natural-circulation evaporator) zat cair masuk ke dalam tabung dengan kecepatan 1 sampai 4 ft/det. Kecepatan linearnya bertambah dengan cepat dengan terbentuknya uap di dalam tabung, sehingga pada umumnya laju perpindahan-kalor cukup memuaskan. Akan tetapi, dengan zat cair viskos, koefisien menyeluruh unit sirkulasi-alamiah mungkin sangat rendah sehingga tidak ekonomis. Koefisien yang tinggi dapat dicapai pada evaporator sirkulasi-paksa (forced-circulation evaporator). Kecepatan yang ada pada evaporator ini cukup tinggi dan waktu-menetap zat cair di dalam tabung juga cukup singkat, sehingga zat cair yang agak peka terhadap panas pun dapat dipekatkan dengan menggunakan alat ini. Alat ini juga efektif untuk evaporasi zat cair penggaram atau yang cenderung membentuk busa.

Evaporator film-adukEvaporator ini merupakan modifikasi daripada evaporator film-jatuh yang mempunyai tabung tunggal bermantel, dimana dalam tabung itu terdapat sebuah pengaduk. Umpan masuk dari puncak bagian bermantel dan disebarkan menjadi film tipis yang sangat turbulen dengan bantuan daun-daun vertikal agitator (pengaduk) itu.Keunggulan utama dari evaporator film-aduk ini adalah kemampuannya menghasilkan laju perpindahan kalor yang tinggi pada zat cair viskos. Produk evaporasi bisa mencapai viskositas sampai setinggi 1000 P pada suhu evaporasi. Sebagaimana juga dalam evaporator jenis lain, koefisien menyeluruh turun dengan cepat bila viskositas naik, tetapi dalam rancang ini, penurunan itu cukup lambat. Dengan bahan-bahan yang sangat viskos, koefisien itu nyata lebih besar dari yang didapatkan pada evaporator sirkulasi-paksa, dan jauh lebih besar daripada unit sirkulasi alamiah. Evaporator film-aduk sangat efektif dengan produk viskos yang peka panas, seperti gelatin, lateks karet, antibiotika, dan sari buah. Kelemahanya ialah biayanya yang tinggi, adanya bagian-bagian dalam yang bergerak, yang mungkin memerlukan perawatan dan pemeliharaan dan kapasitas setiap unitnya kecil, jauh dibawah kapasitas evaporator bertabung banyak.

2.3. Metode Evaporasi Prinsip-prinsip Evaporasi :a. Penguapan atau evaporasi merupakan perubahan wujud zat dari cair menjadi uapb. Penguapan betujuan memisahkan pelarut (solvent) dari larutan sehingga menghsilkan larutan yang lebih pekatc. Evaporasi merupakan proses pemisahan terroal, dipakani secara luas untukk merekatkan cairan dalam bentuk larutan, suspensi maupun emulsi dengan cara menguapkan pelarutnya, umumnya air dan cairan.d. Evaporasi menghasilkan cairan yang lebih pekat, tetapi masih berup cairan pekat yang dapat dipompa sebagai hasil utama, reaksi kadang-kadang ada pula cairan volatile sebagai hasil utama, misalnya selama pemulihan pelarut.2.4. Ada beberapa konsep penting dalam Evaporasi :1. Transpirasi, yaitu proses hilangnya air dalam tumbuhan akibat penguapan melalui stomata daun.2. Evapotranspirasi, yaitu penguapan yang terajdi pad permukaan air, tanah, maupun tumbuhan air pada suatu DAS3. Potential evaporation, yaitu jumlah penguapan persatu-satuan luas dan waktu yang terjadi pada keadaan atmosfer saat itu, apa bila tersedia cukup air.4. Actual evaporation, yaitu jumlah penguapan persatu-satuan luas dan waktu yang benar-benar terjadi pada saat itu.5. Potential evapotranspiration, yaitu jumlah penguapan yang berasal dari tumbuhan, tubuh air, permukaan tanah dalam keadaan jenuh pada kondisi iklim saat itu (syarat air yang tersedia berlebihan).6. Actual evapotranspiration, yaitu jumlah penguapan yang berasal dari tumbuhan,tubuh air, permukaan tanah dalam keadaan jenuh yang benar-benar terjadi pada saat itu.2.5. Pertimbangan Pemilihan Evaporator1. Kontak panas harus tetap menjaga produk yang harus diuapkan2. Pemeriksaan permukaan cukup mudah dengan membukan rak evaporator3. Ekonomis dibuat bertingkat atau rekompressi termal/mekanis4. Ukuran disesuaikan dengan kapsitas produksinya5. Mudah pembersihan dan perawatannya6. Mudah dioperasikan, suara tidak gaduh7. Bahan pembuatannya cukup baik2.6. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses dalam Evaporator1. Konsentrasi dalam cairanUntuk liquid masuk evaporator dalam keadaan encer, juga semakin pekat larutan, semakin tinggi pula titik didih larutan dan untuk ini harus diperhatikan adanya kenaikan titik didih (KTD).2. Kelatutan solute dalam larutana. Dengan demikian pekatnya larutan, maka konsentrasi solute makin tinggi pula, sehingga btas hasil kali kelarutan dapat terlampaui yang akibatnya terbentuk Kristal solute. Jika dengan adanya hal ini, dalam evaporasi harus diperhatikan batas konsentrasi solute yang maksimal yang dapat dihasilkan oleh proses evaporasi.b. Pada umumnya, kelarutan suatu granul/solid makin besar dengan makin tingginya suhu, sehingga pada waktu drainage dalam keadaan dingin dapat terbentuk Kristal yang dalam hal ini dapat merusak evaporator. Jadi harus diperhatikan suhu drainage.c. Sensitifitas materi terhadap suhu dan lama pemanasan . Beberapa zat materi yang dipanaskan dalam evaporasi tidak tahan terhadap suhu tinggi atau terhadap pemanasan yang terlalu alam. Misalnya bahan-bahan biologis seperti susu, jus, bahan-bahan farmasi dan sebagainya. Jadi untuk zat-zat semacam ini diperlukan suatu cara tertentu untuk mengurangi waktu pemanasan dan suhu operasi.d. Pembuataan buih dan percikanKadang-kadang beberapa zat, seperti larutan NaOH, skim milk dan beberapa asam lemak akan menimbulkan buih, busa yang cukup banyak selama penguapan disertai dengan percikan-percikan liquida yang tinggi. Buih/percikan ini dapat terbawa oleh uap yang keluar dari evaporator dan akibatnya terjadi kehilangan.Jadi harus diusahakan pencegahannya.e. Pembentukan kerakBanyak larutan yang sifatnya mudah membentuk kerak/endapan. Dengan terbentuknya kerak ini akan mengurangi overall heat transfer coefficient, jadi diusahakan konsentrasi/teknikevaporator yang tepat karena biaya pembersihan kerak atau memakan waktu atau biaya.

BAB IIIPENUTUP

Evaporator umumnya terdiri dari tiga bagian, yaitu penukar panas, bagianb evaporasi (tempat di mana cairan mendidih lalu menguap), dan pemisah untuk memisahkan uap dari cairan lalu dimasukkan ke dalam kondensor(untuk diembunkan/kondensasi) atau ke peralatan lainnya. Hasil dari evaporator (produk yang diinginkan) biasanya dapat berupa padatan ataularutan berkonsentrasi.Evaporator biasanya digunakan dalam industri kimia dan industri makanan. Pada industri kimia, contohnyagaram diperoleh dari air asin jenuh (merupakan contoh dari prosespemurnian) dalam evaporator. Evaporator mengubah air menjadi uap,menyisakan residu mineral di dalam evaporator. Uap dikondensasikanmenjadi air yang sudah dihilangkan garamnya. Pada system pendinginan,efek pendinginan diperoleh dari penyerapan panas oleh cairan pendinginyang menguap dengan cepat (penguapan membutuhkan energi panas).Evaporator juga digunakan untuk memproduksi air minum,memisahkannya dari air laut atau zat kontaminasi lain.Pada evaporator sirkulasi alamiah (natural-circulation evaporator) zatcair masuk ke dalam tabung dengan kecepatan 1 sampai 4 ft/det. Kecepatan linearnya bertambah dengan cepat dengan terbentuknya uap didalam tabung, sehingga pada umumnya laju perpindahan-kalor cukup memuaskan. Akan tetapi, dengan zat cair viskos, koefisien menyeluruh unit sirkulasi-alamiah mungkin sangat rendah sehingga tidak ekonomis. Koefisien yang tinggi dapat dicapai pada evaporator sirkulasi-paksa (forced-circulation evaporator). Kecepatan yang ada pada evaporator ini cukup tinggi dan waktu-menetap zat cair di dalam tabung juga cukupsingkat, sehingga zat cair yang agak peka terhadap panas pun dapatdipekatkan dengan menggunakan alat ini. Alat ini juga efektif untuk evaporasi zat cair penggaram atau yang cenderung membentuk busa.

DAFTAR PUSTAKA

http://masdiisya.wordpress.com/2010/08/30/evaporasi-lanjutan/http://ridwanwibowo.wordpress.com/2012/06/06/makalah-evaporasi-kita/http://pengertian-definisi.blogspot.com/2010/11/evaporasi.htmlhttp://note-why.blogspot.com/2011/11/pengertian-evaporasi.htmlhttp://depisatir.blogspot.com/2013/10/makalah-evaporasi.html