blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan...

24
TUGAS KELOMPOK SATUAN OPERASI DAN PROSES “APLIKASI EVAPORASI” Anggota Kelompok : 1. Febry Setyawan 115100700111020 2. Dina Khusnul K. 115100701111025 3. Annisaaul Azkiyah 115100713111001 4. Dewi Fatimatuz Zahra 115100713111003 5. Anik Nur habyba 115100713111005 Kelas P Dosen Pengampu : Arie Febrianto Mulyadi, STP. MP JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2013

Transcript of blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan...

Page 1: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

TUGAS KELOMPOK

SATUAN OPERASI DAN PROSES

“APLIKASI EVAPORASI”

Anggota Kelompok :

1. Febry Setyawan 115100700111020

2. Dina Khusnul K. 115100701111025

3. Annisaaul Azkiyah 115100713111001

4. Dewi Fatimatuz Zahra 115100713111003

5. Anik Nur habyba 115100713111005

Kelas P

Dosen Pengampu : Arie Febrianto Mulyadi, STP. MP

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2013

BAB I

Page 2: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

GAMBAR EVAPORATOR

1.1 Single Effect Evaporator

1.2 Multiple Effect Evaporator

1.2.1 Double Effect Evaporator

1.2.2 Triple Effect Evaporator

Page 3: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

1.2.3 Quadraple Effect Evaporator

Page 4: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

BAB II

CARA KERJA EVAPORATOR

2.1 Evaporator

Evaporator merupakan alat yang digunakan untuk mengubah sebagian atau

keseluruhan pelarut dari sebuah larutan cair menjadi uap sehingga dihasilkan produk

yang lebih pekat. Pada dasarnya semua jenis evaporator memiliki prinsip kerja yang

sama. Diantaranya yaitu pemekatan larutan berdasarkan perbedaan titik didih yang

besar antara masing-masing zat. Selain itu evaporator dijalankan pada suhu yang lebih

rendah daripada titik didih normal. Tekanan mempengaruhi tinggi rendahnya titik

didih cairan murni. Begitu pula pada titik didih cairan dipengaruhi oleh tekanan dan

kadar air pada zat yang tidak mudah menguap seperti gula. Pada efek awal diperlukan

adanya pemanasan suhu yang lebih tinggi. Dan kenaikan titik didih adalah perbedaan

titik didih larutan dan titik didih cairan murni(Anonim, 2013).

Kebanyakan orang mengenal evaporator sebagai salah satu alat yang digunakan

dalam industry gula pasir. Evaporator digunakan dalam proses penguapan sebelum

proses kristalisasi gula. Penguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi

sirup dengan cara menguapkan air menggunakan uap panas(steam). Cairan gula jenuh

yang dibutuhkan untuk proses kristalisasi adalah memiliki kandungan gula hingga

80%. Sehingga penggunaan multiple effect evaporator yang dipanaskan dengan steam

adalah cara terbaik utuk mendapatkan kondisi tersebut(Chandra, 2012).

2.1.1 Single Effect Evaporator

Pada single effect evaporator hanya terdapat satu badan penguap. Bahan

yang akan dievaporasi masuk ke dalam ruang penguap dan diberi panas steam

oleh satu luas permukaan pindah panas. Uap yang dihasilkan dari evaporator

tunggal langsung akan menjadi produk buangan. Sedangkan pada multiple efeect

evaporator uap yang dihasilkan akan digunakan pada ruang penguapan

setelahnya. Pada evaporator tunggal energi yang digunakan tergolong besar.

Sehingga evaporator ini jarang digunakan untuk industry besar seperti gula yang

memiliki nilai jual rendah. Industri gula sering menggunakan multiple effect

evaporator untuk menghemat biaya produksi.

Page 5: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

2.1.2 Multiple Effect Evaporator

Di dalam proses penguapan bahan dapat digunakan dua, tiga, empat atau

lebih dalam sekali proses, inilah yang disebut dengan evaporator efek majemuk.

Penggunaan evaporator efek majemuk berprinsip pada penggunaan uap yang

dihasilkan dari evaporator sebelumnya. Tujuan penggunaan evaporator efek

majemuk adalah untuk menghemat panas secara keseluruhan, hingga akhirnya

dapat mengurangi ongkos produksi. Keuntungan evaporator efek majemuk adalah

merupakan penghematan yaitu dengan menggunakan uap yang dihasilkan dari

alat penguapan untuk memberikan panas pada alat penguapan lain dan dengan

memadatkan kembali uap tersebut. Apabila dibandingkan antara alat penguapan

n-efek, kebutuhan uap diperkirakan 1/n kali, dan permukaan pindah panas

berukuran n-kali dari pada yang dibutuhkan untuk alat penguapan berefek

tunggal, untuk pekerjaan yang sama.

Menggunakan uap pada tahap untuk dipakai pada tahap berikutnya.

Semakin banyak tahap maka semakin rendah konsumsi energinya. Biasanya

maksimal terdiri dari tujuh tahap, bila lebih seringkali ditemui biaya pembuatan

melebihi penghematan energi. Ada dua tipe aliran, aliran maju dimana larutan

masuk dari tahap paling panas ke yang lebih rendah, dan aliran mundur yang

merupakan kebalikan dari aliran maju. Cocok untuk menangani produk yang

sensitive terhadap panas sepertienzum dan protein.

Multiple effect evaporator adalah peralatan dimana uap dari sumber luar

dikondensasikan dalam elemen pemanas efek pertama. Suhu mendidih di mana

efek pertama beroperasi cukup tinggi sehingga air menguap dapat berfungsi

sebagai media pemanas untuk efek kedua. Uap tersebut sehingga terbentuk

kemudian dikirim ke kondensor jika itu adalah evaporator efek ganda. Umpan

untuk evaporator jenis multi-efek ini umumnya ditransfer dari satu efek yang lain.

Hal ini menyebabkan konsentrasi produk utama untuk mencapai hanya dalam

efek salah satu evaporator.

Page 6: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

BAB III

RESUME JURNAL

“REKAYASA PROTOTIPE MESIN EVAPORATOR VAKUM”

3.1 Abstrak

Pembuatan tepung kristal dari rimpang pada industri rumahan banyak

menggunakan peralatan sederhana. Kendala yang sering terjadi yaitu pada proses

pengadukan yang membutuhkan waktu lama dan warna produk yang dihasilkan

terlalu coklat, tidak seragam dan kandungan air masih tinggi. Penelitian ini bertujuan

untuk merekayasa mesin evaporator vakum dengan harapan dapat menghasilkan

tepung kristal dengan kualitas yang lebih baik. Dengan menggunakan metode analisis

teknis, perancanagan desain, pabrikasi dan pengujian telah menghasilkan prototipe

mesin evaporator vakum yang dapat menjadikan proses pengadukan menjadi lebih

cepat, kadar air menjadi lebih rendah, warna yang dihasilkan menjadi lebih baik dan

memiliki aroma khas rimpang yang digunakan

3.2 Pendahuluan

Komoditas biofarmaka kembali menggunakan bahan-bahan alami. Saat ini

olahan biofarmaka rimpang sangat bermanfaat dalam menunjang industri obat

tradisional, farmasi, kosmetik dan pangan. Produk- produk yang dihasilkan antara lain

simplisia, tepung penggilingan, oleorosi, minyak atsiri dan tepung kristal.

Biofarmaka dapat juga diolah menjadi tepung ekstrak komponen aktif seperti

curcumol dan curdione yang diambil dari minyak atsiri temu putih atau hasil ekstraksi

pada oleoresin yang digunakan untuk penyedap makanan dan minuman. Biofarmaka

tepung kristal khususnya rimpang biasanya diperoleh dari ekstrak cair dicampur

dengan gula. Kemudian dievaporasi hingga terbentuk kristal. Proses ini merupakan

proses evaporasi dengan pengadukan terus menerus. Evaporasi bertujuan untuk

meningkatkan konsentrasi padatan dari bahan cair. Ektraksi cair rimpang dan larutan

gula sebanyak 1:2 hingga 1:4 akan menyatu yang menyebabkan fraksi air menguap

dan terbentuk kristal gula. Usaha ini banyak ditemukan di Yogyakarta, Lampung,

Jawa Tengah dan Jawa Timur.

Tepung kristal dibuat melalui proses evaporasi yang mengambil asebagian uap

air untuk meningkatkan konsentrasi padatan dari bahan cair. Keluhan yang sering

Page 7: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

terjadi antara lain proses pengadukan yang terlalu lama (5-8 jam), warna cenderung

coklat dan kadar air yang masih tinggi (>10%). Warna coklat disebabkan oleh proses

karamelisasi pada suhu lebih dari 1000C. Dalam industri rumahan, evaporasi

dilakukan di atas wajan dengan pengadukan secara terus menerus hingga semua air

teruapkan.

Produk yang bermutu dalam jumlah banyak secara berkesinambungan ukuran,

rasa, keseragaman dan kebersihan sulit diperoleh. Padahal hal tersebut sanagt

diperlukan oleh industri tanaman obat. Tepung kristal yang dihasilkan industri

rumahan memiliki variasi warna dan kadar air yang dipengaruhi oleh kestabilan

kecepatan pengadukan. Sehingga untuk menghasilkan warna cerah, aroma dan rasa

yang kuat serta kadar air rendah maka digunakan evaporasi dengan kondisi vakum.

Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk merekayasa prototipe evaporator vakum

sehingga menghasilkan tepung kristal sari rimpang dengan kadar air rendah (<10%),

warna cerah dan aroma khas rimpang yang kuat.

3.3 Bahan dan Metode

3.3.1 Bahan

Bahan yang digunakan pada kegiatan ini meliputi bahan rekayasa (yaitu:

plat stainless steel food grade, besi siku, besi kanal, pipa stall kotak, pisau, V

belt, pulley, kontaktor, motor listrik, reduction gear, dan sebagainya), bahan uji

(yaitu: jahe varietas gajah segar), dan bahan pembantu (yaitu: kawat las, cat, batu

gerinda, dan sebagainya).pengujian fungsional ataupun verifikasi dilakukan

dengan menggunakan instrumen-instrumen ukur dan uji organoleptik untuk

membandingkan aroma dan rasa tepung Kristal jahe dengan jahe mentah dari

beberapa varietas.

3.3.2 Metodologi

Untuk metode baku perekayasaannya dimulai dari identifikasi sampai uji

verifikasi, seperti yang tersaji pada gambar dibawah ini :

Page 8: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

Terdapat empat macam perhitungan yang digunakan untuk menentukan rancangan

dan gambar teknik mesin evaporator vakum diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Perhitungan tekanan untuk membuat kondisi vakum pada ruang evaporasi.

Dengan prinsip kerja evaporator vakum berdasarkan kenyataan bahwa

penurunan tekanan akan menyebabkan turunnya titik didih cairan.

Hukum gas ideal klasik : P x V = n x R x T …………………..…(1)

Dimana,

P : tekanan uap/gas (atm),

V : volume uap (liter),

n : jumlah molekul uap,

R : tetapan gas ideal (0.082 l.atm/mol.K),

T : suhu mutlak (K)

Hukum Boyle – Gay Lussac : n1 = n2

: P 1×V 1T 1

=P 2×V 2T 2

………………………..(2)

Karena laju perubahan air menjadi uap tetap, berarti volume uap tetap, sehingga

penuruan tekanan akan menurunkan suhu. Dengan demikian jika pada tekanan

Page 9: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

atmosfir suhu air mendidih adalah 100 oC, maka pada tekanan vakum suhu akan

menjadi lebih rendah dari 100 oC.

2. Perhitungan daya pompa

- Daya pompa = 0.163 x Y x q x H…………….(3)

Dimana,

Y : berat jenis uap air,

q : uap yang dipindahkan,

H : head total dari pompa

- q = A . v = 14

√ d2 . v………………………..(4)

Dimana,

d2 : kecepatan discharge pompa,

V : kecepatan aliran

- H = ha +∆ hp + hl + d2 / 2g…………………(5)

Dimana,

ha : ketinggian pompa

hp: perbedaan tekanan suction dengan tekanan discharge

hl : head loss (tergantung jumlah elbow dan material pipa)

g : gravitasi

3. Perhitungan proses pemanasan :

- Q = u x A x T…………………………….(6)

Dimana,

Q : panas yang dipindahkan (kcal/jam)

u : koefisien transfer panas (kcal/m2.0C.jam),

A : luas permukaan yang bersinggungan dengan panas,

T : perbedaan suhu (0C)

4. Perhitungan kecepatan putaran pengaduk :

- np=nm× ∅ 2∅ 1

……………………………….(7)

Page 10: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

Dimana,

np : putaran pengaduk (rpm) ∅ 1 : diameter pulley 1 (cm)

∅ 2 : diameter pulley 2 (cm)

nm : putaran motor (rpm)

3.3.4 Rancangan

Mesin pengkristal dengan tipe evaporator vakum ini terdiri dari beberapa komponen

utama yaitu :

1. Tangki double jacket sebagai tangki utama tempat bahan dimasukkan dan

sebagai ruangan penguapan,

2. Unit pemanas dari kompor yang digunakan untuk memanaskan air yang

terdapat antara luabang utama dengan tabung luar,

3. Vacuum system menggunakan pompa

4. Motor pengaduk dan komponen lainnya.

Selain hal diatas, perlu diperhatikan juga pengaturan antara parameter suhu dan

tekanan kerja yang digunakan untuk menguapkan air yang terdapat pada ekstraksi.

Secara langsung kedua parameter tersebut akan berpengaruh terhadap hasil olahan

dan kapasitas. Agar air, suhu, dan temperature dalam kondisi terkendali dapat

dikendalikan melalui panel control dan selama proses dilakukan pengadukan dengan

kecepatan antara 15-20 rpm agar tidak penempelan bahan atau pergerakan pada

dinding tangki penguapan.

3.4 Hasil dan Pembahasan

3.4.1 Prototipe Mesin Evaporator Vakum

Prototipe Mesin evaporator vakum ini terdiri dari beberapa komponen

utama, yaitu tangki double jacket, unit pemanas (kompor gas), pompa vakum,

dan motor pengaduk. Tangki double jacket mempunyai dua lapis dinding, di

antara kedua dinding tersebut terdapat ruang berisi air. Di bagian dalam tangki

adalah ruang penguapan (evaporasi), yang terbuat dari stainless steel food grade

(Gambar Teknik Mesin Evaporator Vakum tersaji pada Lampiran 1).

Unit pemanas terpisah dari tangki, diletakkan persis di bawah tangki,

berfungsi memanaskan air yang terdapat di antara dua lapisan dinding.

Page 11: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

Pemanasan tidak langsung ini diatur secara otomatik dengan menggunakan

kontrol panel yang mengatur aliran gas dari tabung. Pompa vakum berfungsi

untuk menarik udara dan uap air dari dalam ruang penguapan, sehingga ruang

tersebut dalam keadaan vakum.

Motor pengaduk (2 HP) berfungsi untuk menggerakkan pengaduk dalam

ruang penguapan. Pengaduk dapat mengaduk hingga dasar ruangan penguapan,

sehingga mencegah terbentuknya kerak atau gosong. Pengadukan konstan dan

kontinyu dapat menghindarkan produk dari off flavor dan juga pencoklatan

karena reaksi karamelisasi. Selain itu masih terdapat komponen pendukung

penting, yaitu bak pendingin. Fungsi dari bak pendingin ini adalah untuk

mendinginkan uap yang dipompa dari ruang penguapan.

3.4.2 Mekanisme Kerja Mesin Evaporator Vakum

Evaporator vakum merupakan pengambilan sebagian besar fraksi air dari

bahan pangan berbentuk cair melalui penguapan suhu rendah dan pemompaan.

Tujuan dari operasi ini adalah untuk mengurangi volume air dari suatu produk

sampai batas tertentu tanpa menyebabkan kehilangan komponen aktif. Pada

kondisi vakum air akan mendidih pada suhu 60-70°C, sehingga komponen volatil

belum menguap.

Suhu evaporasi diatur sejak awal, dan akan dikendalikan terus dengan

mematikan atau menghidupkan kompor pemanas secara otomatis melalui panel

kontrol. Selanjutnya, tekanan di ruang penguapan juga di kendalikan melalui

panel kontrol yang sama, sehingga tetap stabil selama proses evaporasi. Selama

proses berlangsung dilakukan pengadukan dengan kecepatan antara 15-20 rpm

agar tidak terjadi penempelan bahan yang dapat menimbulkan kerak pada dasar

atau dinding tangki penguapan. Uap air dihisap oleh pompa berkekuatan 1 HP,

dialirkan melalui pipa berjaket, kemudian dibuang ke bak pendingin.

Page 12: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

Keterangan : tangki evaporasi (kiri), bak pendingin (kanan)

Gambar 2. Prototipe mesin evaporator vakum

Spesifikasi :

Nama mesin : Mesin Evaporatot Vakum

Tipe : Pemanasan tidak langsung

Kapasitas : 35 liter per proses

Dimensi :

a. Tangki evaporator (double jacket) :

Panjang : 600 mm (I)

Lebar : 1.100 mm (I)

Diameter : : 630 mm (I)

Tinggi : 1.200 mm (I)

b. Bak pendingin uap

Panjang : 950 mm

Lebar : 460 mm

Tinggi : 1.140 mm

Material :

a. Stainless steel Food Grade (SUS 316) untuk bagian yang bersentuhan langsung

dengan produk

b.Stainless biasa (SUS 304) untuk bagian lain

Penggerak : Motor listrik 2 HP

Pengoperasian : Bahan bakar gas (kompor), pengoperasian secara otomatik,

waktu untuk pembuatan tepung kristal 3-6 jam, untuk penurunan kadar air 1-2

Page 13: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

jam.

3.4.3 Uji Kinerja Mesin Evaporator Vakum

Hasil pengujian fungsional menunjukkan bahwa mesin evaporator mampu

memvakumkan ruang proses hanya dalam waktu 1-3 menit setelah pompa

dihidupkan, dengan nilai vakum mencapai 60-70 mmHg. Sementara suhu tangki

(60-70°C) dicapai dalam waktu 20-25 menit, dan akan bertahan hingga 60 menit

apabila kompor dalam keadaan hidup dengan api minimal. Ketika suhu di bawah

60°C, program (PLC) akan memerintahkan selenoid mengatur kran pembuka

aliran gas dari tabung, sehingga api di kompor akan membesar.

Dalam pengujian dengan beban bahan, dari ekstrak jahe seberat rata-rata

1.855,20 g ditambah 3 kali bagian gula diperoleh tepung kristal jahe seberat

4.392,90 g dengan kadar air 2.67% (Tabel 1). Dalam perhitungan diperoleh

rendemen tepung kristal (dibanding ekstrak + gula) sebesar 59,20%, dengan lama

operasional 3-5 jam menggunakan 3 kg gas LPG. Jumlah ini jauh lebih besar

dibandingkan cara tradisional yang biasanya hanya menghasilkan rendemen

30%.

Warna tepung kristal jahe adalah kuning cerah pada kisaran nilai °Hue 102°

(dengan mesin) dan 89° (manual). Nilai °Hue 54-90° adalah kuning merah

(kuning gelap) sedangkan 90-126° adalah kuning. Nilai °Hue diperoleh dari

perhitungan tangen a*/b*. Nilai derajat putih (whiteness) diperoleh dari rumus

konversi L, a* dan b*, dimana nilai derajat putih berkisar dari 0 (hitam) hingga

100 (putih). Dalam pengujian ini tepung kristal yang dihasilkan dengan mesin

mempunyai derajat putih 56, sedangkan secara manual menghasilkan derajat

putih 44. Nilai derajat putih ini sesuai dengan nilai °Hue, yang memang

menunjukkan warna tepung kristal jahe adalah kuning.

Tepung kristal yang dihasilkan mempunyai aroma jahe yang sangat kuat

khas seperti rimpang segarnya. Secara organoleptik aroma tepung kristal jahe

hasil proses dengan mesin jauh lebih baik dibandingkan hasil pembuatan secara

manual. Aroma jahe ditentukan oleh senyawa volatil yang dikenal sebagai

minyak atsiri. Pada suhu tinggi, minyak atsiri akan menguap, sehingga aroma

jahe pada tepung kristal menjadi berkurang. Penggunaan suhu evaporasi rendah

akan mencegah menguapnya minyak atsiri, sehingga aroma khas jahe tetap kuat.

Page 14: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

Analog dengan aroma, rasa pedas jahe yang disebabkan kandungan oleoresin

juga tetap terjaga, sehingga tepung kristal jahe Gajah bahkan mempunyai rasa

pedas yang sama dengan jahe mentah varietas Merah.

Tabel 1. Rata-rata bobot dan kadar air tepung kristal jahe

Proses

evaporasi

Bobot

ekstrak jahe

(g)

Penambaha

n air (g)

Penambahan

gula (g)

Tepung

Kristal jahe

(g)

Kadar

air (%)

Rendemen

(%)

Dengan

Mesin

1.855,20 1.855,20 5.565.6 4.392,90 2.67 59,20

Dengan

Wajan

(manual)

1.540.50 1.540.50 4.621.50 1.848.60 9.69 30.00

Keterangan : proses dengan mesin 3 kali ulangan, proses manual tanpa ulangan

Tabel 2. Rata-rata derajat putih tepung kristal jahe

Proses evaporasi °Hue Derajat Putih

Dengan mesin 102° 56

Dengan Wajan (manual) 89° 44

Keterangan : proses dengan mesin 3 kali ulangan, proses manual tanpa ulangan

Tabel 3. Mutu sensori tepung kristal jahe

Proses

EvaporasiAroma

Rasa Jahe (dibandingkan dengan jahe

mentah)

Varietas

Gajah

Varietas

Merah

Varietas

Emprit

Dengan Mesin Kuat, khas

jahe varietas

Gajah

+++ ++++ ++

Dengan Wajan

(manual)

Lemah, tidak

khas

++ - -

Keterangan : proses dengan mesin 3 kali ulangan, proses manual tanpa ulangan

+ : mirip, ++ lebih mirip, +++ sangat mirip, ++++ sama

3.5 Kesimpulan

Prototipe mesin evaporator vakum yang dihasilkan telah dapat digunakan untuk

Page 15: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

membuat tepung kristal dan ekstrak rimpang jahe segar, dengan lama operasional 3-5

jam menghasilkan tepung kristal dengan kadar air 2.67% dan rendemen rata-rata

59,20%. Warna tepung kristal jahe adalah kuning cerah pada kisaran nilai °Hue 120°

dan derajat putih 56. Tepung kristal yang dihasilkan mempunyai aroma jahe yang

sangat kuat khas seperti rimpang segarnya, dan mempunyai rasa pedas yang sama

dengan jahe mentah varietas Merah.

Page 16: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

BAB IV

PABRIK PENGGUNA EVAPORATOR

4.1 Pabrik Gula Gondang Baru Klaten

Pada proses pembuatan gula digunakan mesin evaporator biasanya juga disebut

sebagai stasiun penguapan. Pada tahap ini uap panas digunakan berupa uap bekas dari

stasiun gilingan. Nira yang dihasilkan dari pemanas III dipompa menuju badan I. Di

dalam badan I terjadi perpindahan panas dari uap pemanas ke nira melalui media

transfer panas berupa pipa-pipa pemanas. Uap panas tersebut akan kehilangan panas

latenya sehingga mengembun menjadi bentuk cair (kondensat). Kondensat akan

ditampung oleh kondenspot. Sementara itu, temperatur nira akan naik dan akan

mencapai titik didihnya sehingga akan terbentuk uap(Setiaji, 2007).

Banyaknya air yang diuapkan tiap badan penguap dipengaruhi oleh empat faktor

utama yaitu tekanan, brik nira, suhu, dan luas pemanas. Uap pemanas yang masuk ke

dalam tiap badan penguap akan terkondensasi seluruhnya menjadi kondensat. Jumlah

uap pemanas yang masuk ke dalam tiap badan penguap besarnya akan sama dengan

jumlah kondensat yang keluar dari tiap badan penguap tersebut. Tipe evaporator yang

digunakan adalah guadraple effect evaporator dan juga digunakan kondensor

barometrik. Pada evaporator dengan isolator penuh, besar kehilangan panas pada

badan penguap 1 diperkirakan sebesar 2,5%. Keempat badan penguap di PG.

Gondang Baru diisolasi sebagian, sehingga diasumsikan besarnya kehilangan untuk

badan penguap I diperkirakan sebesar 2,5%(Setiaji, 2007).

Untuk uap yang masuk maupun keluar dari tiap badan penguap adalah uap jenuh.

Sehingga dapat digunakan tabel uap untuk mengetahui entalpi uap jenuh pada tekanan

tertentu. Nilai efisiensi dari suatu mesin menunjukkan kinerja dari mesin tersebut.

Semakin tinggi nilai efisiensi maka akan semakin optimal kinerja mesin tersebut.

Untuk alat pengukur panas termasuk evaporator, besarnya efisiensi dihitung

berdasarkan panas yang hilang. Semakin besar panas yang hilang nantinya nilai

efisiensinya akan semakin kecil(Setiaji, 2007).

4.2 PT Cheil Jedang Indonesia Pasuruan

PT Chiel Jedang Indonesia Pasuruan. Perusahaan ini merupakan pabrik

pengolahan bahan penyedap rasa seperti Monosodium Glutamat (MSG). Pabrik ini

Page 17: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

menggunakan aplikasi evaporator pada bagian produksi MSG khususnya bagian

Refinery (Pemurnian). Proses Refinery terdiri dari 3 bagian yaitu(Kristina,2006):

1. Refinery 1 atau proses H4 yaitu mengolah Broth hasil akhir fermentasi

sampai menjadi NLO (Neutrolized Liquid Zero)

2. Refinery II atau proses H5 yaitu mulai NLO (Neutrolized Liquid Zero)

sampai menjadi MSG

3. Packing yaitu proses pengemasan MSG sampai pengiriman ke gudang

penyimpanan (warehousing)

Dalam proses refinery (pemurnian), evaporator yang digunakan adalah evaporator

5 effect dan evaporator 3 effect. Pada evaporator 5 effect, evaporator ini digunakan

untuk mendapatkan asam glutamate #1GML yang berasal dari SDC 1 (Super Decanter

1). Spesifikasi evaporator ini antara lain adalah bertipe falling film multi turbular dan

berkondisi operasi vakum 110 bar dengan suhu produk 60-65o C. Peralatan

pendukung yang ada adalah pompa vakum untuk menurunkan tekanan uap jenuh air

sehingga liquid dapat mendidih pada suhu lebih rendah jika dibandingkan dengan

menggunkan tekanan atmosfer. Selain itu juga terdapat surface condenser media

cooling water untuk kondensasi vapor. Evaporasi yang dilakukan pada proses ini

bertujuan untuk meningkatkan konsentrasi liquid dan meningkatkan SG. Untuk

evaporator 3 effect digunakan untuk mendapatkan asam glutamate dari #2 GML yang

merupakan hasil dari SDC 2. Evaporator ini bertipe falling film multi turbular dan

beroperasi dalam kondisi vakum 80 bar. Apabila kadar Ca2+ lebih tinggi dari standar

(0,3 g/L) maka pada kedua evaporator ini ditambahkan Hexa Meta Phospat (HMP)

untuk mengikat Ca2+ yang dapat menimbulkan kerak pada evaporator serta dapat

menyebabkan kristal berbentuk rapuh(Kristina, 2006).

4.3 Pabrik Gula Gempolkrep

Pabrik ini menggunakan evaporator sebagai proses penguapan nira. Nira encer

ditampung dalam tangki nira jernih, kemudian dipanaskan dalam (Falling Film Plate

Evaporator) FFPE pada suhu 112-115o C. jika dilakukan cleaning (pencucian) pada

Falling Film Evaporator, maka pemanasan dilakukan pada PP III, begitu sebaliknya

jika FFE diersihkan maka pemanasan nira jernih nira jernih dilakukan pada PP III.

Pada dasarnya prinsip kerja FFE sama dengan evaporator yaitu menguapkan nira

jernih, namun metode kerja alat berbeda. Pemasukan nira jernih dari bawah kemudian

Page 18: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

tersikulasi masuk lewat atas melewati pembagi nira. Nira jernih melewati pipa-pipa

berlubang, sehingga nira jernih turun seperti air hujan dan dipanaskan menggunakan

steam. Pemanasan ini menyebabkan terjadinya penguapan air yang terkandung dalam

nira. Kemudian nira yang telah diuapkan dialirkan ke stasiun penguapan. Pabrik ini

menggunakan tiga badan penguap. Masing-masing badan penguap menghasilkan

kondensat yang kemudian ditampung dalam suatu bejana untuk digunakan pada

proses lainya(Prasetyo, 2007).

4.4 Pabrik Gula Krebet Baru Malang

Stasiun penguapan bertujuan untuk menguapkan air yang terkandung dalam nira

encer sehingga didapatkan nira dengan kepekatan tertentu. Pengurangan kadar air

dilakukan sampai kadar gula dalam nira mendekati jenuh. Untuk menghindari

kerusakan sukrosa pabrik ini menggunakan penguapan kondisi vakum. Maka

temperatur mengikuti titik didih nira dan kecepatan penguapan tinggi(Wilutomo,

2010).

Nira dari voor cooker masuk ke BP I mengalami pemanasan dengan suhu 120oC

dengan tekanan uap 0,9 kg/cm2. Uap yang dihasilkan dibagi menjadi dua dengan suhu

113 oC, untuk pemanas BP II dan untuk pemanas BP III. Pada BP III suhu nira

menjadi 94oC dan akn turun lagi pada BP IV dan BP V. Jadi dapat disimpulkan bahwa

pabrik ini menggunakan multiple effect evaporator dengan lima badan

penguap(Wilutomo, 2010).

Page 19: blog.ub.ac.idblog.ub.ac.id/.../files/2013/05/Kelompok-Evaporasi.docx · Web viewPenguapan dilakukan untuk mengentalkan jus tebu menjadi sirup dengan cara menguapkan air menggunakan

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2013.Multiple Effect Evaporator.

http://domas09.blogspot.com/2013/02/makalah-multiple-effect-

evaporators.html. Diakses 22 Mei 2013

Chandra.2012.Perbedaan Evaporasi Dengan Metode Pengeringan Vakum.

http://nurulagustinac.wordpress.com/author/nurulagustinac/ . Diakses 22 Mei

2013

Kristina,Nila.2006.Manajemen Produksi Pada Bagian Refinery Monosodium

Glutamat (MSG) Di PT. Cheil Jedang Indonesia Pasuruan.Laporan

Praktek Kerja Lapang

Prasetyo,Gunawan.2007.Neraca Massa Pada Proses Pemurnian Nira Mentah Di

Pabrik Gula Gempolkrep.Laporan Praktek Kerja Lapang

Setiaji,Bambang.2007.Neraca Massa dan Neraca Panas Pada Evaporator Dalam

Proses Penguapan Nira Di PG. Gondang Baru Klaten.Laporan Praktek

Kerja Lapang

Wilutomo,Aryo.2010.Keselamatan dan Kesehatan Kerja Karyawan PG. Gula

Krebet Baru Malang.Laporan Praktek Kerja Lapang