PENGUAPAN

EVAPORASI / PENGUAPAN

Merupakan salah satu satuan operasi yang penting dalam industry pengolahan pangan dan bertuuan utama untuk memekatkan atau menaikkan konsentrasi zat padat dari bahan yang berupa fluida. Dalam praktek, evaporasi paling banyak ditujukan untuk pemisahan air dari larutan bahan di dalam air. Sebagai contoh pemekatan larutan gula, susu dan uice buah-buahan.

EVAPORASI / PENGUAPAN

Pemekatan dilakukan dengan penguapan air dengan pengaturan suhu. Mula-mula suhu dinaikan sampai mencapai titik didihnya dan selanjutnya terus dipanaskan dalam waktu tertentu untuk mendapatkan konsentrasi zat padat yang diinginkan. Oleh karena fluida yang dipekatkan pada umumnya bersifat peka terhadap pemanasan, maka untuk mengurangi kemungkinan terjadinya kehilangan nilai gizi dan factor kualitas yang lain, proses penguapan sering dilakukan pada kondisi hampa.

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU EVAPORASI

• Laju dimana panas dapat dipindahkan ke cairan

• Jumlah panas yang dibutuhkan untuk menguapkan setiap satuan massa air

• Suhu maksimum yang diperbolehkan untuk cairan

• Tekanan untuk menguapkan

• Perubahan pada makanan selama penguapan

Fungsi pokok evaporator:

• Penukar panas

• Memisahkan uap yang terbentuk dari cairan

Pertimbangan praktik:• Suhu maksimum yang dipersyaratkan• Sirkulasi cairan di area (permukaan) pindah panas• Viskositas fluida• Kecenderungan terbentuknya foam

EVAPORATOR EFEK TUNGGAL“panas laten kondensasi dari uap (steam) pada bagian pemanas dipindahkan melalui satu permukaan pemanas untuk menguapkan air dari larutan yang mendidih di dalam ruang penguapan”

F = V + p

V ( uap air )

Ws (steam)

P (produk)Xp

F (umpan)Xf

EVAPORATOR EFEK TUNGGALPerhitungan kecepatan perpindahan panas dari uap (steam) yang mengembun ke cairan yang diuapkan di dalam evaporator dapat dinyatakan dalam persamaan :

Ws (hfg) = q = U A (Ts – Tp)

U = koefisien transfer panas secara keseluruhan

A = luas permukaan transfer panas di dalam evaporator

Ts = suhu uap (steam) yang mengembunan

Tp = suhu didih cairan di dalam evaporator

Q = kecepatan perpindahan panas

Ws = massa uap yang mengembun per satuan waktu

H fg = panas laten kondensasi uap (steam)

EVAPORATOR EFEK JAMAKSistem evaporasi tunggal mempunyai kerugian karena terdapat sejumlah uap air yang cukup besar yang terbuang ke atmosfir sekitar system. Konsep pemakaian system evaporasi efek jamak adalah salah satu cara pendekatan untuk meningkatkan efisiensi secara evaporasi.

Kondisi system evaporasi efek jamak ditentukan pula oleh neraca massa dan panas yang berlaku pada sebuah evaporator efek tunggal. Untuk efek triple berlaku persamaan-persamaan berikut :

Neraca massa seluruh system :Total : F = V1 + V2 + V3 + PZat padat : F xf = P xp

SOALSebuah balok es mempunyai massa 1 kg mempunyai suhu – 20o C. Balok es tersebut dipanaskan pada tekanan 1 atm sehingga semua berubah menjadi uap, hitunglah kalor yang diperlukan.

PEMBAHASANJika kapasitas kalor es adalah konstan dan sama dengan 2,05 kJ/kg.oC maka energi yang diperlukan untuk menaikkan suhu es dari -20o C adalah:

Q1= m.c. ΔT

= (1 kg).(2,05 kJ/kg.oC).(20oC) = 41 kJ

Panas laten peleburan untuk es adalah 334 kJ/kg, sehingga kalor yang diperlukan untuk mencairkan 1 kg es adalah:

Q2 = m.Lf 

= (1 kg).(334kJ/kg) = 334 kJ

1 2

PEMBAHASANKalor yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur 1 kg air yang diperoleh, dari 0oC sampai 100o C adalah:

Q3= m.v. ΔT

= (1 kg).(4,18 kJ/kg.K).(100 K) = 418 kJ

Akhirnya, panas yang dibutuhkan untuk menguapkan 1 kg air pada 100o C adalah:

Q4 = m.Lv

= (1 kg).(2,26 x 103kJ/kg) = 2,26 MJ

43

PEMBAHASAN

Jumlah total kalor yang diperlukan adalah:

Q = Q1+ Q2+ Q3+ Q4

Q = 0,041 MJ + 0,334 MJ + 0,418 MJ + 2,26 MJ

Q = 3,05 MJ = 3,05 x 106J.

5