LATAR BELAKANG

Semakin berkembangnya dunia industri membuat alat-alat penunjang proses produksi

semakin diperlukan, bahkan semakin dicari inovasi dan titik optimumnya. Alat-alat industri

bermacam-macam, mulai dari peralatan untuk persiapan bahan baku, proses sintesa dan peralatan

untuk proses finishing sampai ke peralatan untuk pengepakan. Peralatan yang digunakan pun

semakin spesifik untuk tiap proses karena adanya karakteristik bahan baku dan produk yang

berbeda-beda. Dalam makalah ini akan dibahas mengenai ide inovasi terkait efisiensi, efektivitas

dan kualitas produk yang dihasilkan oleh evaporator yang digunakan untuk memekatkan susu.

Evaporator adalah alat yang dirancang untuk memekatkan suatu cairan dari konsentrasi

rendah menjadi konsentrasi tinggi dengan mengurangi pelarutnya (solvent). Biasanya evaporator

memerlukan energi dalam penggunaannya, misalnya panas dari steam yang dilewatkan ke dalam

evaporator yang berperan sebagai sumber panas. Panas berperan sebagai agen pemisah antara zat

pelarut dan zat terlarut. Evaporator beroperasi mengurangi pelarut dengan cara menguapkan

cairan solvent tersebut dengan cara menambahkan panas ke dalam larutan sehingga solvent

menguap. Pada kasus yang kami tinjau, susu sebagai zat terlarut dan air sebagai solvent yang

akan dikurangi jumlahnya dalam larutan.

Biasanya evaporator dikelompokkan berdasarkan prinsip cara perpindahan panas yang

diterapkan, yaitu ada tiga tipe evaporator. Tiga tipe tersebut adalah rising film, falling film, dan

forced circulation evaporator. Falling film evaporator umumnya banyak digunakan dibanding

rising film evaporator. Dan pada makalah ini, kami mengusulkan ide untuk inovasi evaporator

jenis falling film.

Falling film evaporator memiliki waktu tinggal yang pendek, dan menggunakan gravitasi

untuk mengalirkan cairan melalui pipa. Pada saat sekarang ini falling film evaporator sangat

meningkat penggunaanya di dalam proses industri kimia untuk memekatkan fluida cair terutama

fluida yang sensitif panas (thermosensitive) misalnya susu atau produk pangan lainnya. Laju

perpindahan panas pada falling film evaporator dapat dinaikkan dengan menurunkan suhu

permukaan cairan yaitu dengan cara penghembusan udara panas sehingga tekanan parsial uap

akan turun. Hal ini menggantikan prinsip evaporasi secara vakum yang memungkinkan

penguapan pada suhu rendah.

PENENTUAN KAPASITAS ALAT

(Untuk indicator)

Susu merupakan bahan pangan yang menyehatkan. Namun tidak semua susu memiliki

khasiat yang sama. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan kualitas yang dihasilkan tiap-tiap sapi

dan produsen yang mengolahnya. Bahkan sekarang susu diproduksi untuk memenuhi kategori

usia tertentu. Untuk menghasilkan produk susu yang berbeda-beda spesifikasinya, maka

diperlukan quality control yang berbeda-beda pada proses produksi yang dijalankan. Dan

semakin baik kualitas susu tersebut, berarti semakin sehat susu tersebut dan pada akhirnya harga

susu tersebut semakin mahal.

Pada teknologi produksi susu yang tergolong konvensional, pemekatan susu dilakukan di

dalam evaporator dengan bantuan operator yang selalu memantau keadaan susu. Namun seiiring

berkembangnya era komputasi dan otomatisasi, sedapat mungkin proses produksi dijalankan

secara otomatis dengan komputer. Maka dari itu diperlukan controller untuk mewujudkan sistem

otomatis yang dapat memproses susu dengan baik tanpa mengurangi kualitas susu yang diproses

tersebut.

Jika setiap sapi menghasilkan 20 liter susu murni/hari. Jumlah sapi di peternakan

misalnya sekitar 30 ekor sehingga produksi susu per hari adalah 600 liter (dengan kadar air

90%). Diambil kapasitas falling film evaporator : 90 liter/jam dengan dipasang indikator TVR

dan MVR pada evaporator.

(untuk baffle)

Efisiensi termal atau heat efficiency masih menjadi masalah utama dalam alat-alat yang

menggunakan panas dalam pengoperasiannya. Jika ingin menghemat biaya untuk energi (panas),

maka efisiensi termal alat harus ditingkatkan. Ada beberapa cara meningkatkan efisiensi termal,

salah satunya dengan memasang baffle pada alat tersebut. Baffle membuat fluida panas yang

lewat menjadi turbulensi, turbulensi ini yang menyebabkan panas berpindah dengan lebih baik.

Perpindahan panas yang lebih baik inilah yang menyebabkan koefisien transfer panas alat secara

overall meningkat. Akibatnya efisiensi termal alat meningkat.

Susu merupakan bahan pangan yang sangat sensitif terhadap perubahan suhu. Jika suhu

berubah terlalu banyak, maka hal tersebut akan merusak kandungan di dalam susu sehingga

kualitas susu turun. Dengan transfer panas yang lebih baik pada evaporator falling film, waktu

tinggal susu di dalam evaporator akan semakin singkat. Dengan demikian proses produksi susu

dapat semakin cepat dan pabrik dapat menghemat energi yang digunakan untuk memekatkan

susu.

Jika setiap sapi menghasilkan 20 liter susu murni/hari. Jumlah sapi di peternakan

misalnya sekitar 30 ekor sehingga produksi susu per hari adalah 600 liter (dengan kadar air

90%). Diambil kapasitas falling film evaporator : 90 liter/jam

(Untuk tube tinggi)

Susu merupakan bahan pangan yang sangat sensitif terhadap perubahan suhu. Jika suhu

berubah terlalu banyak, maka hal tersebut akan merusak kandungan di dalam susu sehingga

kualitas susu turun. Hal ini juga akan terjadi jika susu yang diproses tidak menempati film

dengan baik. Adanya permukaan film yang tidak terlapisi susu, menyebabkan susu yang ada

dalam film tersebut menerima panas yang lebih dari seharusnya. Hal ini dapat merusak

kandungan susu tersebut yang berakibat menurunnya kualitas susu. Oleh karena itu, sebisa

mungkin susu melapisi permukaan film pada tiap tube serata mungkin.

Pertambahan tinggi tube tempat mengalirnya susu daripada tinggi permukaan inlet susu

dapat menyebabkan aliran susu yang relatif konstan dan teratur memasuki setiap tube yang ada

pada evaporator. Dengan aliran yang cukup konstan dan teratur ini dapat membuat distribusi

susu untuk melapisi film yang ada, cukup merata. Hal ini berarti permukaan film dapat terlapisi

dengan baik sehingga susu dalam tube tersebut tidak menerima panas yang berlebih (overheat)

dan kualitas susu tersebut dapat terjaga.

Jika setiap sapi menghasilkan 20 liter susu murni/hari. Jumlah sapi di peternakan

misalnya sekitar 30 ekor sehingga produksi susu per hari adalah 600 liter (dengan kadar air

90%). Diambil kapasitas falling film evaporator : 90 liter/jam

Detail specification

Falling film evaporator yang digunakan berupa evaporator double-effect, dengan umpan steam

forward-feed (searah dengan umpan susu).

Temperatur susu umpan = 30 oC

Temperatur susu konsentrat keluar= 60 oC

Temperatur steam = 64 oC

Dipasang indikator TVR pada ?????*

Dipasang baffle pada bagian dalam shell (tempat steam mengalir)*

Bagian tube (tempat susu mengalir) lebih tinggi 2,5 cm dari permukaan inlet evaporator*

Tekanan stage dibuat vakum supaya titik didih menjadi lebih rendah sehingga tidak merusak

susu.

Umpan masuk susu mengandung 90% air, diinginkan susu konsentrat 50% air.

*Hapus yang tidak perlu