Bab 3 Pengupan Lapisan Tipis

Falling Film Vertical Evaporator

PENGUAPAN LAPISAN TIPISKasus : Perpindahan Kalor

[FALLING FILM VERTICAL EVAPORATOR]

TUJUAN PERCOBAAN:

Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan Anda dapat:

Menggunakan alat unit penguapan di lab OTK Politeknik dengan aman dan benar;

Memilih temperatur dan tekanan yang sebaik mungkin untuk umpan tertentu;

Menghitung koefisien keseluruhan perpindahan [anas untuk FFE/Kalandria;

Menerapkan efisiensi penggunaan khusus (steam) sebagai satu kalor;

Memahami piranti pengendalian tekanan secara elektronik walau cukup se-

derhana.

TEORI

Evaporator selanjutnya disebut penguap jenis lapis tipis tabung vertikal telah lama

digunakan misal pada produksi pupuk anorganik, proses desalinasi industri kertas

dan bubur kertas, industri pangan dan bahan alami/larutan biologi dll yang adalah

untuk pengingkatan konsentrasi dengan penguapan pelarutnya yang umumnya air.

Proses ini dapat/sering digunakan untuk penguapan larutan kental, larutan sensitif

akan panas, larutan yang mudah terdekomposisi dan penguapan perbedaan

temperatur rendah.

Penguapan yang terjadi akan berada di bawah titik didih air atau pelarut lain dalam

kondisi curah [bulk]. Penguapan akan memerlukan kalor yang lebih sedikit untuk

umpan yang memang sedikit tersebut karena umpan mengalir dalam bentuk lapis tipis

[film].

Molekul-molekul dalam suatu gas cenderung saling menolak : sehingga energi kinetik

translasional yang dikandung oleh setiap molekul memperlihatkan suatu gerak

sinambung yang acak yang mengakibatkan sebuah molekul yang lain mengalami

perubahan energi. Oleh sebab itu, molekul-molekul gas akan menyebar secara

seragam dan menempati ruang yang ada sebagai wadahnya. Sebaliknya, gaya tarik-

menarik antara molekul-molekul gas akan menyebar secara seragam dan menempati

ruang yang ada. Sebaliknya, gaya tarik-menarik antara molekul-molekul

menyebabkan mereka saling merapat. Tetapi jika molekul-molekul tersebut diberi

suatu tekanan, pada saat molekul-

Laboratorium Pilot Plant 18

ro

rm

tolakanTarik-menarik

r = jarak antar molekul

E = Energi o


molekul saling merapat hingga suatu jarak yang begitu dekat, suatu gaya tolakan

yang dikandung setiap molekul akan bekerja dan mengakibatkan suatu pe-

nyimpangan bentuk.

Ada dua kecenderungan yang dapat ditarik dari uraian diatas; pertama dispersi, yang

bergantung pada temperatur. Kenaikan temperatur mengakibatkan energi kinetik

translasional setiap molekul bertambah dan oleh sebab itu menaikkan kemampuan

untuk mengatasi gaya-gaya yang cenderung menarik molekul-molekul saling

mendekat. Tendens kedua adalah agregasi, yang ditentukan oleh besar gaya tarik-

menarik antar molekul dan jarak terdekat antar molekul. Gaya tarik yang dimiliki suatu

molekul bertambah hingga mencapai harga maksimum tertentu dimana antara

molekul tidak ada lagi tingkah laku ini ditunjukkan pada diagram dibawah ini.

Gambar 1. Grafik tarik-menarik antar molekul

Dimana ditarik suatu kurva antara energi intermolekul, E dan jarak antara dua

molekul, r.

Gaya tarik-menarik maksimum antara molekul terjadi pada jarak rm sebanding dengan

harga minimum energi intermolekul. Jika jarak tersebut diperdekat (r<rm), energi

potensial berubah dengan segera mencapai harga nol pada saat mencapai ro,

akibatnya gaya tolak-menolak antara molekul dan energi intermolekul akan

bertambah besar.

Suatu persamaan empiris yang dirumuskan oleh Lennard-Jonas menyatakan bahwa

energi intermolekul total sama dengan jumlah energi tolakkan dan energi tarik-

menarik antara molekul.

Jika besar energi tolakan ER = 4 (r0/r)12 dan energi tarik-menarik E sebesar 4(r

0/r)6

dimana tanda minus adalah konversi untuk menunjukkan arah gaya, maka energi

tolak intermolekul E adalah:

E = 4 [(r0/r)12 - 4(r

0/r)6]...................... (1)

Dimana: e = Energi intermolekul



R = jarak titik pusat dua yang saling bertumbukkan

Ro = jarak dimana energi tarik menarik dan energi tolak menolak

dalam keadaan seimbang

€ = energi intermolekul minimum

Jika energi tarik suatu molekul lebih besar dari energi kinetik

translasionalnya,molekul-molekul dalam kondisi ini akan membentuk agregasi yang

disebut bentuk cair.Karakteristik yang membedakan antara bentuk cair dan bentuk

gas adalah bahwa cairan tidak harus menempati seluruh ruang kosong sebagai

wadahnya.Masing-masing molekul cairan bergerak dengan energi kinetik

internal,tetapi gerak ini berupa getaran (vibrasi),yang mempunyai bertambah atau

berkurangnya jarak molekul-molekul yang terpisah.

Sebagaimana hal di atas,kondisi dari bentuk gas berubah menjadi bentuk cair

akan terjadi bila temperatur zat tersebut diturunkan,yang berarti energi kinetik

transional berkurang,molekul-molekul mendekat satu dengan yang lain dan energi

tarik menarik bertambah besar.Pada dasar teori permukaan lapisan,permukaan

cairan dianggap sebagai suatu lapisan molekul-molekul yang berkairan dengan

lapisan molekul-molekul dibawahnya dengan gaya tarik-menarik.

Sebuah lapisan molekul-molekul pada permukaan paling luar dapat

disingkirakan dengan mengatasi gaya tarik-menarik yang bekerja. Hal ini mungkin jika

molekul diberi enegri kinetik transional yang lebih besar dari pada energi potensial

maksimum yang bekerja sebagai energi tarik-menarik, sehingga memungkinkan

molekul tersebut untuk lepas dari gaya tarik-menarik maksimum. Sekali moleku itu

melampau batas maksimum itu, molekul tersebut suda bebas dari lapisan permukaan

itu dan bergerak dengan energi kinetik trasional sendiri dan menjadi molekul gas.

Suatu mekanisme teori kinetik sederhana sering kali dikatakan bahwa semua

molekul pada suatu temperatur memiliki energi yang sama dan bergerak dengan

kecepatan yang sama. Sebenarnya hal ini tidaklah benar, kecepatan dan energi

memiliki molekul-molekul bervariasi baik lebih besar ataupun lebih kecil dari harga

rata-rata.didalam zat cair atau gas selalu terdapat molekul-molekul yang lebih tinggi,

bergerak dengan kecepatan jauh melebihi kecepatan rata-rata. Jika molekul seperti

itu menumbuk lapisan permukaan cairan dengan kecepatan itu dapat menghasilkan

energi yang cukup besar untuk melepaskan molekul-molekul pada lapisan permukaan

dari gaya-gaya yang menarik dan mengikat mereka dengan lapisan dibawahnya.



Kejadian ini akan berlanjut terjadi pada setiap lapisan permukaan terluar zat cair,

sehingga molekul-molekul zat cair akan berubah wujud kebentuk gas.

Fenomena ini disebut vaporisasi atau evaporisasi tujuan dari setiap proses

evaporesasi adalah menaikkan konsentrasi atau kadar kepekatan suatu larutan yang

terdiri dari zat terlarut yang tak mudah menguap dari zat pelarutnya yang relatif lebih

mudah menguap.Penguapan beberapa posisi pelarut tersebut akan memberikan

produk yang berupa larutan pekat dan kental, sedangkan kondensasi uap pelarutnya

bisa dibuang langsung sebagai limbah, yang seharusnya diberi perlakuan kimia kalau

pelarut itu berbahaya atau didaur ulang dan digunakan lagi sebagai pelarut. Hal ini

yang membedakan proses penguapan(evaporasi) sedangkan pengeringan(drying)

atau penyulingan(destilasi) aaupun proses pemisahan(separasi) lainnya.

Falling Film Evaporator(FFE) adalah salah satu jenis alat untuk proses

penguapan yang diklasifikasikan dalam kelas long tube vertikal evaporator,LTVE,

bersama-sama dengan climbing film evaporator(CFE). Sedangkan berdasarkan tipe

pemanasan dapat di klasifikasikan ke dalam sistem pemanasan dipisahkan oleh

dinding pertukaran panas yaitu antara lain jenis kolom kalandria dan shell and tube,

untuk FFE ada dilaboratorium Politeknik Negeri Sriwijaya termasuk dalam jenis yang

kedua.Temperatur operasi yang rendah dalam hal ini satukukus (steam) relatif lebih

kecil.

Proses penguapan dalam FFE

Umpan dimasukan melalui bagian atas kolom dan secara grafitasional. Jika

fakum tidak dioperasikan turun dan membasahi dinding bagian dalam kolom dan

dinding bagian luar tabung-tabung penukar panas dan dalam kolom sebagian lapisan

tipis (film). Maka panas yang diberi medium pemanas didalam penukar panas dan

dipakai untuk memenaskan larutan mencapai titik didihnya, pebguapan pelarut dan

membawah temperatur uap dari titik temperatur diatasnya. Sehingga didalam kolom

evaporator akan terdapat campuran larutan pada temperatur penguapan pelarut atau

sedikit lebih rendah/tinggi dan uap pelarut. Karena temperatur pada tangki pemisah

dan pendingin(kondensor) lebih rendah daripada temperatur pada bagian bawah

kolom,maka sistem pada kolom tersebut akan mengalami evakuasi(pengosongan)

yang dalam arti sebenarnya terjadi penurunan tekanan sehingga kondisi seperti

vakum terjadi oleh karena campuran tersebut akan terhisap menuju tangki pemisah

dimana bagian campuran tersebut akan terhisap menuju tangki pemisah dimana

bagian campuran yang berupa larutan prduk yang lebih berat dan pekat turun menuju



tangki pengumpul produk sedangkan uap pelarut menuju kondensor di

kondensasikan dan turun ketangki pengumpul distilat.

Pada sistem kondisi vakum yang di oprasikan oleh pompa vakum proeses

akan berlangsung serupa, tetapi titik didih yang dicapai akan lebih rendah pada

kondisi atmosferik. Selain itu kemungkinan aliran balik (blow-back) karena

pembentukan uap pelarut dan tekana parsial yang dikandungnya lebih kecil.

PERHITUNGAN TEORITIKAL “FFE” SISTEM TUMPAH (BATCH)

Kinerja suatu evaporator ditentukan oleh beberapa faktor antara lain :

-konsumsi uap

-ekonomi uap atau rasio penguapan

-kadar kepekatan, konsentrasi produk dan distilast/kondensat dari umpan

-persentase/ yield produk

Untuk tujuan teknik dan karakteristik evaporator yang perlu diperhatikan adalah

-neraca massa dan neraca energi

-koefisien perpindahan panas

-effesiensi

Pada dasarnya evaporator adalah alat dimana pertukaran panas terjadi. Laju

perpindahan panas dinyatakan dalam persamaan umum :

Q=U.A.dT………………………………………(2)

Dimana U=koefisien keseluruhan perpindahan panas dalam sistem.

Untuk sistem tumpak tunggal kalor laten kondensasi uap sebagai medium

pemanasan, merambat melalui permukaan pemanasan untuk menguapkan pelarut

dan memisahkannya dari larutan yang mendidih, Sehingga kesetimbangan panas

terjadi disusun untuk proses kondensor uap didalam tabung-tabung panas dan untuk

memanaskan lapisan larutan pada dinding luar penukar panas proses penguapan

larut dan menaikan temperatur uap pelarut.



Sebenarnya dalam kolom evaporator juga akan terjadi kontak anatara uap pelarut

pada temperaturnya dengan larutan yang diumpankan dan membasahi dinding

sebelah kolom sehingga terjadi perpindahan panas dan massa serta ada panas yang

dipindahkan dari bagian dalam dinding kebagian luar dinding luar kolom kelingkungan

yaitu berupa panas yang hilang, Karena proses perpindahan panas dan massa yang

terjadi didalam kolom adalah faktor minor dan dapat diabaikan maka tinggal

kehilangan panas kelingkungan dari sistem yang diamati yang diperhatikan.

Maka secara umum dapat dituliskan neraca panas yang terjadi didalam sistem

sebagai berikut :

QST=+QST+Qe+Ql……………………………………………………(3)

Yang diturunkan dari perkiraan bahwa jumlah panas yang diberikan oleh medium

pemanas dari penukar panas digunakan untuk memanaskan sejumlah pelarut dalam

bentuk uapnya dan panas total yang dihilangkan kelingkungan.

Jumlah panas yang diberikan uap dalam hal ini, Qst adalah seluruh panas yang sudah

berada didalam sistem, yang berbeda atau lebih rendah daripada jumlah total panas

yang dihasilkan oleh ketel uap sehingga panas yang hilang selama menuju ke sistem

diabaikan. Maka jumlahpanas yang diberikan kesistem adalah :

Qst=Mst λst ………………………………………………………....(4)

Dimana massa kukus atau uap Mst adalah sejumlah masa kondensornya MC,

dan λst adalah kalor laten kondensasi pada tekanan uap didalam sistem, jika dianggap

uap atau kukus tersebut langsung melepas panas tanpa mengalami perubahan

tekanan ataupun temperatur.

Mempertimbangkan panas yang hilang dalam proses kondensasi,QL1 yang tidak dapat

diabaikan,maka persamaan yang lebih lengkap adalah

Qst= Mst λst - QL1.......... .....................................................................(5)

Pada reaksi yang lain didalam kolom,panas yang dipancarkan dari dinding bagian luar

penukar panas hasil kondensasi uap diatas diambil oleh sistem dengan dua cara :



1. Panas pendidihan Qse, dan

2. Panas penguapan Qe

Qse adalah jumlah panas yang diperlukan oleh sejumlah volume larutan yang

berupa selaput tipis(film) yang dibasahi dinding-dinding tabung penukar panas sampai

pada titik didihnya. Pada tahap ini panas yang hilang terjadi pada awal proses dan

selanjutnya dikompensasi oleh yang terbentuk.

Sehingga kehilangan panas sangat kecil dapat diabaikan.Sehingga persamaan untuk

jumlah panas Qse adalah

Qse = (Me+Md) Cp dT .......................................................................(6)

Dimana Me dan Md adalah jumlah massa larutan umpan,Mt yang dihassilkan berupa

larutan pelarutnya, dan Cp adalah kalor jenis didalam evaporator.

Maka koefisien perpindahan panas keseluruhan proses ini, Qse dapat dihitung dengan

persamaan

Qse = Use Ase dT1mse .......................................................................(7)

Qse = Q1-Q2 ....................................................................................(8)

Qse = 1/h + Xw/Kw ..........................................................................(9)

Dimana 1/h adalah koefisien perpindahan panas lapis tipis (film dari umpan) dicari

pada lembar pertanyaan.

Dimana dT1mse adalah beda temperatur rata-rata logaritmik {LMTD}.

Harga ini bergantung dan beda temperatur pada saat evaporasi mulai. Juga

tergantung pada sistem pengaliran,yaitu aliran searah atau berlawanan arah.

LMTD untuk yang searah

ϕ1- ϕ2 t1

ln(ϕ1/ϕ2) t2

T1 T2

Ket : T = temperatur fluida dingin

t = temperatur fluida panas



Dimana ϕ1 = t1 – T1

ϕ2 = t2 – T2 1= masuk, 2=keluar

LMTD untuk yang berlawanan arah

ϕ1- ϕ2

ln(ϕ1/ϕ2)

Dimana : ϕ1 = t1 – T2

ϕ2 = t2 – T1

NERACA ENERGI PADA KALANDRIA/FFE

1. Sistem “langsung” [pemanasan dengan kukus (steam)langsung]

Kalor dilepas kukus = kalor awal kukus – kalor kondensat + kalor kondensat –

kalor kukus sisa

O1 = [m1 PP hga] – [m1a PP hf] + [m1a PP hag] - [m1b PP hgb] .....................(10)

Dimana ;

hg = energi dalam [entalpi] kukus pada P [tekanan yang diinginkan]/ temperatur T14

hf = energi dalam kondensat pada temperatur kondensat keluar [pengukuran dengan langsung]

hfg = kalor laten kondensasi kukus pada temperatur kondensasi [asumsi T16]

hg, hfg, hf didapatkan di tabel uap [uap jenuh]

m1 = laju massa kukus terpakai dalam kg/jam

m1a = laju massa kondensat saja dalam kg/jam

m1b = laju massa kukus tidak terpakai [sisa keluar] dalam kg/jam =[m1-m2]

h1g = energi dalam [entalpi] kukus sisa pada temperatur kukus luar

ket. Disini bisa diasumsikan semua kukus mengalami kondensasi ie.m1b

dianggap 0 [nol] dan m1a = m1

2. Sistem “tak langsung” [pemanasan umpan oleh air yang dipanaskan

sebelumnya oleh kukus dalam HE bentuk Zig Zag] arus fluida berlawanan

arah



Kalor yang dilepas oleh fluida/air isian pemanasan Q1 = m2 PP Cp1 PP dT1 (11)

Dimana Cp1 = kapasitas panas air pada temperatur T16

dT1 = selisih temperatur fluida/air pemanas T16-T14

m2 = laju massa air pemanasan dalam kg/jam

kalor diterima oleh umpan

Q2 = [m3 PP Cp2 PP dT2] + [m4 PPCp3 PPdT3] .............................(12)

Dimana m3 = laju massa produk dalam kg/jam

m4 = laju massa distilat

Cp2= kapasitas panas umpan [asumsikan air] pada temperatur umpan T17

dT2 = selisih temperatur umpan dan produk [T11-T17]

dT3 = selisih temperatur produk dan penguapan [T10-T17]

data tersedia sesuai spesifikasi peralatan

Luas penampang perpindahan kalor A = 0,21 m2

Volume tubeside = 1,9 lt

Volume shellside = 0,14 lt

Tekanan operasi maksimum = 10 bar gauge

Temperatur operasi maksimum = 200oC

Tebal tabung evaporasi baja tahan karat/stainless stell 1.4435 = 1,8 mm

Berikut data dari Perry’s Chem. Eng. Handbook

Pengukuran [Tek maks] Tebal [mm] [Xw/Kw][pers.9] dalam [m2oK/Kw]

18 1,24 0,083

16 1,65 0,109

14 2,10 0,141

12 2,77 0,176



Gambar grafik energi – temperatur proses penguapan – pengembunan

Untuk lebih jelas Gambar dapat dilihat pada Bab 11 heat transfer equipment, Perry's

Chem. Eng. Handbook

Dengan menggunakan grafik tersebut dapat di perkirakan kebutuhan kukus [steam pressure]



Untuk proses bersangkutan.

Perkiraan koefisien lapis/Film beberapa material

w/m2 ®k (l/h per. 9)

Tidak ada perubahan fasa

Air

Gas

Larutan Organik

Minyak

1.700 – 11.000

20-300

350-3.000

60-700

Pengembunan Kukus

Larutan Organik

Minyak Ringan

Minyak Berat [Vacum]

Amonia

6.000 -17.000

900 – 2.800

1.200 – 2.300

120 – 300

3.000 – 6.000

Penguapan Air

Larutan Organik

Minyak ringan

Minyak Berat

Ammonia

2.000 – 12.000

600 – 2.000

800 – 1.700

60 – 300

1.100 – 2.300

Peralatan Tambahan

1. Beaker glass 250 ml dan 1000 ml

2. Stopwatch

3. Pompa listrik portabel

4. Titrator

5. Ember 15 lt

Bahan yang digunakan

1. 250 gr MgCl2 teknis dalam 60 lt umpan air

2. EDTA [0,1 N]

3. Indikator EBt

4. Indikator Tablet

Langkah Kerja



Perlu diperhatikan

Pipa kukus panas [gunakan sarung tangan tahan panas] Banyak uap dan “leaching” [mudah terbakar dan karsinogen] Peralatan mudah pecah [gelas dan elektronik] Lingkungan banyak loose nuts/screws dan bahan kimia [jas lab/up-roll]

i. Buka katup-katup untuk jalur air pendingin ke kondensor [sebagai standar operation procedure untuk semua peralatan/proses dengan pendingin

ii. Buat katup-katup untuk udara tekan [u/ pengendali pneumatik dan keamanan kerja]

1. Untuk praktikum pertama ; pemanasan langsung oleh kukus [steam] Arus searah

Katup-katup yang harus tertutup [rapat 100 %]lihat gambar V2, V4, V5, V6 V7 dan V8 katup utama,V3,V10 dan pembuangan di bawah “steam trap” 1 Masukan 250 gr mgcl2 teknis ke 1 air aduk dan panaskan sampai larut Masukan lar. Tsb ke tangki umpan dan tambahkan air sampai hampir penuh

[+60 lt] Tambahkan pewarna [mis indikator EBT] dan aduk sampai rata. Ambil sampel

+ 100 ml Pada panel pengendali Nyalakan pengendali dengan memutar “switch” utama [merah] ke angka 1 di

susul switch tekanan [hitam] juga keangka 1

PENGENDALI ELEKTRONIS SIPART ® DR 20 S/K



Gambar Panel Destilasi

Tekan tombol 8 sampai lampu hijau [SP-W]° menyala

Tekan tombol 10 [manual] sampai lampu kuning menyala

Tekan tombol 5.1 dan 5.2 wama kuning [OUT -Y] sampai menunjukkan

angka 9%

Tekan tombol 13 sampai lampu hijau didekatkan menyala

Tekan tombol 12.1 dan 12.2 warna hijau [SP-W] sampai angka ditampilkan

4 menunjukkan tekanan 1.0 [bar gauge]

Tekan lagi tombol 13 sampai lampu warna hijau mati

Tekan tombol 8 sampai lampu merah [PV-X] menyala tampilan 4 sekarang



menunjukkan tekanan operasi sebenarnya

Tekan tombol pompa umpan [kanan bawah panel], lampu hijau menyala

Atur laju umpan ± 150 lt/jam [catat]

Setelah ada umpan telah melalui kalandria

Tekan tombol 10 [manual] samapi lampu kuning mati [operasi sekarang

otomatis]

Mulai pencatat waktu [0 menit]

Setelah 30 menit catat temperatur TI1, T14, TI6, TI10, TI11 dan temp. kondensat

keluar [lihat gambar] catat juga tekanan operasi kukus [mesti sesuai diset 1.00 bar]

Ambil sampai pada produk [warna lebih pekat] 50 ml dan juga distilat [jernih] 50 ml

Lakukan untukl interval waktu berikut 20 menit [3 kali]

Lakukan untuk interval waktu berikut 20 menit [3 kali]

Lakukan untuk laju umpun yang berbeda [mis 200 lt/jam dg 1,50 bar]/[optional) bila

waktu memungkinkan

Titrasi sampel umpan, produk dan distilat dengan EDTA dan indikator tablet

B. untuk praktikum kedua : pemanasan tak lanqsunq oleh air isian pemanas/

berlawan arah

Katup-katup yang harus tertutup [rapat 100%] lihat gambar V3, V10

Katup yang dibuka sementara lalu ditutup V6, V10 [dicontohkan oleh

pengajar/instruktur]

Katup-katup yang harus terbuka penuh

Katup utama, V5, V6, V7 dan V8, V9 dan pembuangan dibawah "steam trap"2

Masukan 250 gr MgCl2 teknis ke 1 It air aduk dan panaskan sampai larut

Masukkan larutan tsb ke tangki umpan dan tambahkan air sampai hampir penuh [±

60 lt]

Tambahkan pewarna [mis. Indikator EBT] dan aduk sampai rata. Ambil sampel

±100ml

Pada panel pengendali

Nyalakan pengendali dengan memutar switch utama [merah] ke angka 1, disusul

switch" tekanan [hitam] juga keangka satu.

Nyalakan pompa sentrifugal air isisan pemanas dengan menekan tombol kiri

bawah panel dan atur [buka-tutup] katup V6 dan V8 sampai rotameter F15

menunjuk angka 8-10 dan tutup katup V6 dan V8



Pada pengendali siemens sipart DR 20S/K lihat gambar dan penjelasan

pengajar/instruktur

Tekan tombol 8 sampai lampu hijau [P-W] menyala

Tekan tombol 10 [manual] sampai lampu kuning menyala

Tekan tombol 5.1 dan 5.2 warna kuning [OUT-Y] sampai menunjukkan

angka angka 9%

Tekan tombol 13 sampai lampu hijau didekatnya menyala

Tekan tombol 12.1 dan 12.2 warna hijau [SP-W] sampai angka ditampilkan 4

menunjukkan tekanan 1.50 [bargauge]

Tekan lagi tombol 13 sampai lampu warna hijau mati

Tekan tombol 8 sampai lampu merah [PV-X] menyala tampilkan 4 sekarang

menunjukkan tekanan operasi sebenarnya

Tekan tombol pompa umpan [kanan bawah panel] lampu hijau menyala

Atur umpan 150 lt/jam [catat]

Setelah tombol 10 [manual] sampai kuning mati [operasi sekarang otomatis]

Mulai pencatat waktu [0 menit]

Setelah 30 menit catat temperatur TI1, TI4, TI10, TI11 dan temp kondensat keluar

[lihat gambar] catat juga tekanan operasi kukus mestinya sesuai diset 1.00 bar]

Ambil sampel pada produk [warna lebih pekat] 50 ml dan juga destilat [jernih]

650m1

Lakukan untuk interval waktu berikut 20 menit [3kali]

Lakukan untuk laju umpan yang berbeda [mis 200lt/jam dg P=2.00 bar]/[optional]

bila waktu memungkinkan.

Titrasi umpan, produk, dan distilat dengan EDTA dan indikator tablet

PENGHENTIAN PROSES

Tutup katup-katup manual kukus [baik yang ke calandria (sudah harus tertutup)

maupun penukar panas] gunakan sarung tangan

Pada pengendali PIC tekan/nyalakan tombol 10 warna kuning [manual] sampai

lampu didekatnya menyala.

Tekan tombol 5.1 sampai tampilan 6 didekatnya [OUT-Y] menunjukkan angka 9

Pada panel pengendali matikan switch tekanan [hitam] dan switch utama [merah]

ke 0 [off]

Tutup katup udara tekan

Berikut gambar alir proses dan pengendali secara sederhana [lokasi laboratorium

OTK politeknik]



Pemasukkan/setting parameter & struktur switch [oleh instruktur/pengajar]

Tekan tombol 8 terus sampai pada tampilan 6 menunjukkan "PS" tekan tombol 12.1

sampai pada tampilan 4 menunjukkan Par [masukkan data parameter dan

"Str"[struktur Switch]

Tombol 5.1 & 5.2 12.1 & 12.2 Tombol 5.1 & 5.2 12.1 & 12.2

Tamp. [6] Parameter Tamp. [4] Tamp. [6] Parameter Tamp [4] Ket

Uu Derivative

Gain

2.0 SA Batas awal 5

cP Prop.gain 20.0 SE Batas akhir 105

Tu Reset/integral 9000 SS Batas aman 0.0

Tu Waktu

Derivative

Off A2 Batas min alrm

-5.0

tF Konstanta

Filter

Off Al Batas max alrm

5.0

tS Waktu naik

Set

Off A Ambang proses

0.0

Ty Waktu posisi

Kt

60 yA Awal output -5.0

t- Periode

Output

60 yE Akhir output 105.0

LA Awal skala YS Output aman 0.0

Untuk pengaturan struktur switch yang perlu diperhatikan:

Tombol 5.1 & 5.2 12.1 & 12.2

Tombol 5.1 & 5.2 12.1 & 12.2

Tamp. [6] Parameter Tamp. [4] Tamp. [6]

Parameter Tamp [4] Ket

S2 OUTPUT K 0 S1 Tipe alatl 3

S3 Frekuensi

Listrik

0 S30 Model manual

2

S4 Sinyal

Masukan

0 S31 Perubahan

outo

0



Tabel pengamatan

Tanggal percobaan

Nama praktikan : ..................................................................

: ..................................................................

: ..................................................................

Percobaan 1 [pemanasan langsung dg kukus] searah

Waktu

[menit ke]

Tekanan

kukus [BAR]

Laju

kukus

Laju

konden

sat

T17

ump

msk

T14

kks

msk

T16

kks

kelr

T10

uap

prdk

T11

prdk

pekt

Konsentrasi MgCl2

dalam

umpan prdk distilat

30

50

70

90

Temperatur kondensat keluar= oC

Laju produk [lart.pekat] = kg/jam

Laju distilat [lart.encer] = kg/jam

Percobaan 2 [pemanasan tak langsung dg air isian pemanas berlawan-arah

Waktu

[menit ke]

Tekanan

kukus [BAR]

Laju

kukus

Laju

konden

sat

T17

ump

msk

T14

kks

msk

T16

kks

kelr

T10

uap

prdk

T11

prdk

pekt

Konsentrasi MgCl2

dalam

umpan prdk distilat

30

50

70

90

Laju produk [lart.pekat] = kg/jam

Laju distilat [lart.encer] = kg/jam



Pertanyaan

1. Berapa kalor dilepas dan kalor diterima pers 10), 11) 12)

2. Berapa efisiensi panas dad calandria/FFE

3. Koefisien perpindahan panas lapisan tipis umpan [1/n] pers 9

4. Efisiensi/potensi penguapan ditinjau dad taju produk dan distilat

5. Efisiensi/prosentasi penguapan ditinjau dari konsentrasi garam produk&distilat

Pustaka

1. and Application 2nd Edition, jane Bower, Maxwell Macmilian 1992

2. Chemical Engineering Vol 1 & 2, JM Coulson; JF Richardson Pergamon Press 1980

3. Perry’s Chemical Engineering Handbook 6th Edition MCGraw Hill 1989

4. Unit Operations, McCabe, McGraw Hill 1983

5. Phase Equilibria in Chemical Eng, Stanley Walas, Butterworth Publisher 1985

6. Introductory Quatum Mechanics, Richard L Libof. Addison Welsey Pub 1980

7. Material and Processes 2nd Edition, James F Young, Jhon Willey 1966

8. Industrial Control Electronics, J Michael Jcob, Prentice Hall 1989 Food Theory


Bab 3 Pengupan Lapisan Tipis

Documents

Transcript of Bab 3 Pengupan Lapisan Tipis