“EVAPORATOR”

A.  Pengertian evaporator

Evaporator adalah alat yang banyak digunakan dalam industri kimia untuk memekatkan

suatu larutan. Pada proses fisik, evaporator memerlukan energi untuk mengubah cair menjadi

uap. Evaporator menggunakan proses penguapan untuk menurunkan pelarut, evaporator

membutuhkan panas dalam pengoperasiannya. salah satu sumber panas untuk evaporator berasal

dari uap air yang terbentuk dari boiler steam atau buangan uap proses lain

.

Rotary vakum evaporator adalah instrumen yang menggunakan prinsip destilasi

(pemisahan). Prinsip utama dalam instrumen ini terletak pada penurunan tekanan pada labu alas

bulat dan pemutaran labu alas bulat hingga berguna agar pelarut dapat menguap lebih cepat

dibawah titik didihnya. Instrumen ini lebih disukai, karena hasil yang diperoleh sangatlah akurat.

Bila dibandingkan dengan teknik pemisahan lainnya, misalnya menggunakan teknik pemisahan

biasa yang menggunakan metode penguapan menggunakan oven. Maka bisa dikatakan bahwa

instrumen ini akan jauh lebih unggul. Karena pada instrumen ini memiliki suatu teknik yang

berbeda dengan teknik pemisahan yang lainnya. Dan teknik yang digunakan dalam rotary vakum

evaporator ini bukan hanya terletak pada pemanasannya tapi dengan menurunkan tekanan pada

labu alas bulat dan memutar labu alas bulat dengan kecepatan tertentu. Karena teknik itulah,

sehingga suatu pelarut akan menguap dan senyawa yang larut dalam pelarut tersebut tidak ikut

menguap namun mengendap. Dan dengan pemanasan dibawah titik didih pelarut, sehingga

senyawa yang terkandung dalam pelarut tidak rusak oleh suhu tinggi.

B.  Metode Evaporasi

Prinsip-prinsip Evaporasi

         Penguapan atau evaporasi merupakan perubahan wujud zat dari cair menjadi uap

         Penguapan betujuan memisahkan pelarut (solvent) dari larutan sehingga menghsilkan larutan

yang lebih pekat

         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.

         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.

C.  Jenis-jenis evaporator

Evaporator dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu:

Submerged combustion evaporator adalah evaporator yang dipanaskan oleh api yang

menyala di bawah permukaan cairan, dimana gas yang panas bergelembung melewati

cairan

Direct fired evaporator adalah evaporator dengan pengapian langsung dimana api dan

pembakaran gas dipisahkan dari cairan mendidih lewat dinding besi atau permukaan

untuk memanaskan

Steam heated evaporator adalah evaporator dengan pemanasan stem dimana uap atau uap

lain yang dapat dikondensasi adalah sumber panas dimana uap terkondensasi di satu sisi

dari permukaan pemanas dan panas ditranmisi lewat dinding ke cairan yang mendidih.

D.  Pertimbangan Pemilihan Evaporator :

1.      Kontak panas harus tetap menjaga produk yang harus diuapkan

2.      Pemeriksaan permukaan cukup mudah dengan membukan rak evaporator

3.      Ekonomis dibuat bertingkat atau rekompressi termal/mekanis

4.      Ukuran disesuaikan dengan kapsitas produksinya

5.      Mudah pembersihan dan perawatannya

6.      Mudah dioperasikan, suara tidak gaduh

7.      Bahan pembuatannya cukup baik

E.  Komponen dan Cara kerja evaporator

a.       Komponen evaporator

Gambar rangkaian alat evaporator

Pada gambar diatas, akan saya jelaskan beberapa nama beserta fungsinya :

1.      Hot plate : berfungsi untuk mengatur suhu pada waterbath dengan temperatur yang diinginkan

(tergantung titik didih dari pelarut)

2.      Waterbath : sebagai wadah air yang dipanaskan oleh hot plate untuk labu alas yang berisi

“sampel”

3.      Ujung rotor “sampel” : berfungsi sebagai tempat labu alas bulat sampel bergantung.

4.      Lubang kondensor : berfungsi pintu masuk bagi air kedalam kondensor yang airnya disedot oleh

pompa vakum.

5.      Kondensor : serfungsi sebagai pendingin yang mempercepat proses perubahan fasa, dari fasa gas

ke fasa cair.

6.      Lubang kondensor : berfungsi pintu keluar bagi air dari dalam kondensor.

7.      Labu alas bulat penampung : berfungsi sebagai wadah bagi penampung pelarut.

8.      Ujung rotor “penampung” : berfungsi sebagai tempat labu alas bulat penampung bergantung.

a.       Cara kerja

         Dimasukkan aquadest kedalam waterbath

         Dimasukkan larutan sampel yang akan diuapkan ke labu als bulat

         Dipanaskan waterbath sesuai suhu pelarut yang digunakan

         Labu alas bulat yang berisi sampel di pasang pada ujung rotor

         Dialiri air pendingin dan vakum dijalankan

         Tombol rotor diputar dengan kecepatan tertentu (5-8 putaran)

Perlu diperhatikan, bahwa penguapan dapat terjadi karena adanya pemanasan

menggunakan hot plate yang dibantu dengan penurunan tekanan pada labu alas bulat “sampel”

yang dipercepat dengan pemutaran pada labu alas bulat “sampel”. Dengan bantuan pompa

vakum yang mengalirkan air dingin (es) dari suatu wadah kedalam kondensor dan dikeluarkan

lagi oleh kondensor kepada wadahnya lagi dan dimasukkan lagi dan seterusnya, karena proses ini

berjalan secara kontinyu. sehingga ketika uap dari pelarut mengenai dinding-dinding kondensor,

maka pelarut ini akan mengalami yang proses yg dinamakan proses kondensasi, yaitu proses

yang mengalami perubahan fasa dari fasa gas ke fasa cair. Adapun demikian, proses penguapan

ini dilakukan hingga diperoleh pelarut yang sudah tidak menetes lagi pada labu alas bulat

penampung dan juga bisa dilihat dengan semakin kentalnya zat yang ada pada labu alas bulat

sampel dan terbentuk gelembung-gelembung pecah pada permukaan zatnya.

F.   Faktor-faktor yang mempengaruhi proses evaporator

1.      Konsentrasi dalam cairan

Untuk liquida msuk 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 larutan

a.       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 dipanskan 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 percikan

Kadang-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 kerak

Banyak 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.

G. Aplikasi dari evaporasi

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.

Evaporator

Perpindahan panas tidak hanya terjadi pada heat exchanger saja, akan tetapi terjadi di banyak alat industry misalnya terjadi pada alat evaporator. Alat ini berfungsi untuk memekatkan suatu larutan agar didapatkan larutan dengan konsentrasi yang lebih tinggi dari sebelumnya dengan menguapkan pelarutnya (biasanya air). Proses dari alat ini dikenal dengan nama evaporasi. Prinsip kerjanya dimana suatu campuran larutan yang terdiri dari larutan nonvolatile yang terlarut dan pelarut volatile dipanaskan pada suhu tertentu. Hal ini bertujuan untuk mengurangi konsentrasi dari pelarut (biasanya air) pada campuran larutan. Dengan demikian didapatkan suatu larutan campuran dengan konsentrasi yang lebih tinggi. Contoh dari proses evaporasi adalah produksi jus jeruk, pemekatan untuk produksi H2SO4, produksi air bersih dan lain-lain.

Dalam hal yang berhubungan dengan pendidihan, evaporasi bukan satu-satunya proses dalam operasi. Terdapat beberapa unit operasi lain yang berhubungan dengan pendidihan yaitu :

Drying : biasanya produknya adalah padatan dengan memanaskan produk tersebut agar berkurang kadar terlarutnya (biasanya kandungan air). Akan tetapi dalam hubungannya dengan evaporasi biasanya larutan cair yang dihasilkan dengan konsentrasi yang lebih tinggi (lebih pekat).

Distilasi : proses pemisahan dua komponen atau lebih larutan yang mudah menguap. Sedangkan hubungannya dengan evaporasi adalah jumlah larutan yang mudah menguap hanya satu pada proses evaporasi.

Kristalisasi : proses pembentukan partikel padat dalam larutan cair itu sendiri pada fase homogen. Produk yang dihasilkan adalah slurry yang mengkristal dengan cepat dalam suatu larutan (bukan larutan yang sederhana).

Masalah yang sering timbul dalam proses evaporasi sering dipengaruhi oleh sifat-sifat larutan yang akan dipekatkan. Hal ini dikarenakan bermacam-macamnya sifat dari berbagai macam larutan yang mempengaruhi proses perpindahan panas pada proses evaporasi. Berikut beberapa sifat penting suatu larutan yang harus diperhatikan dalam proses pemekatan suatu cairan :

Konsentrasi Foaming (busa/buih)

Kepekaan suhu suatu larutan

Kerak (scale)

Material bangunan untuk evaporator

Berikut tipe2 utama evaporator dengan pipa pemanas uap (steam-heated tubular evaporator) yang digunakan dalam industry :

1. Long-tube verticals evaporators

Upward-flow (climbing film)

Downward-flow (falling film) Forced circulation

1. Unit operasi kimia,. 2001., Prieve. N., spring., pg.7

Smith, Mc. Cabe, Harriot., 1993., Unit Operasi Teknik Kimia., William Mc Graw Hill

Sumber: http://id.shvoong.com/exact-sciences/chemistry/2310106-evaporator/#ixzz2MUiVSJuZ