EVAPORASI

EVAPORASI

Evaporasi : suatu proses dimana fluida berubah dari keadaan cair menjadi uap ( penguapan

Dalam industri, evaporasi adalah suatu operasi pemisahan komponen yang kurang berharga (biasanya air) dari suatu campuran dengan proses yang melibatkan penguapan ( pemekatan.

Tujuan evaporasi : pemekatan suatu larutan yang terdiri atas bahan terlarut yang tidak menguap dan pelarut yang menguap

Contoh : pemekatan NaOH, NaCl, Glycerol, gula, lem

Kesetimbangan entalpy pada evaporator bila panas pelarutan diabaikan :

(panas pengembunan uap digunakan untuk menaikkan suhu umpan ke titik didih, dan menguapkan air dari larutan).

Luas permukaan pindah panas

Keterangan :

U= koefisien pindah panas keseluruhan (Btu/ft2.h.0F)

= massa stea (uap) (lb/h)

(s= panas laten pengembunan steam (Btu/lb)

= massa umpan (lb/h)

Cpf= panas spesifik fluida umpan (Btu/lb.0F)

T= suhu didih (0F)

Ts= suhu steam (0F)

Tf= suhu fluida umpan (0F)

= massa larutan pekat (massa akhir setealh proses evaporasi)(lb/h)

= panas laten penguapan air (Btu/lb)

q= panas yang dipindahkan dalam proses evaporasi (Btu/h)

Contoh Soal :

Suatu larutan organik dipekatkan dari 10 menjadi 50 % padatan pada suatu evaporator. Steam tersedia pada tekanan gauge 15 psig (249 0F). Tekanan sebesar 4 inHg absolut dipertahankan pada ruang uap sehingga titik didih air = 125 0F. Laju pengumpanan 55000 lb/h. Koefisien pindah panas keseluruhan 500 Btu/ft2.h.0F. Panas pelarutan dan kenaikan titik didih diabaikan. Berapa konsumsi steam, ekonomi evaporator dan luas permukaan pemanas yang diperlukan jika suhu umpan :

a). 125 0Fb). 70 0Fc). 200 0F

Panas spesifik larutan umpan = 0.9 Btu/lb.0F

Panas laten penguapan larutan = panas laten penguapan air. Kehilangan karena radiasi diabaikan.

Jawab :

BahanTotal (lb/h)Padatan (lb/h)Air (lb/h)

Umpan55000550049500

Lar. pekat1100055005500

Air yang diuapkan44000

Dari Tabel Uap :

Panas laten penguapan ((s) pada 249 0F (29 7 psia) = 946 Btu/lb

Panas laten penguapan (() pada 125 0F= 1023 Btu/lb

Cpf = 0.9 Btu/lb

a). Suhu Umpan (Tf) = 125 0F

Konsumsi steam :

Luas permukaan pindah panas :

b). Suhu umpan 70 0F

PENURUNAN TEKANAN UAP DAN KENAIKAN TITIK DIDIH

Tekanan uap pelarut dalam larutan < tekanan uap pelarut murni pada temperatur yang sama.

Suatu larutan menguap bila tekanan uapnya = tekanan lingkungan. Karenanya, suatu larutan bahan terlarut harus dipanaskan di atas titik didih pelarut murni sebelum pendidihan dapat terjadi.

Hukum Duhring ( titik didih suatu larutan adalah fungsi linier titik didih air murni pada tekanan yang sama

Contoh :

Larutan 30 % NaOH dalam air mendidih pada 175 0F. Tekanan uap 30 % NaOH pada 175 0F = 3.718 lb/in2. Air murni pada 175 0F mempunyai tekanan uap = 6.715 lb/in2.

Pemurnian tekanan uap = 2.997 lb/in2.

Dari tabel uap, suhu air pada tekanan 3.718 lb/in2 = 150 0F.

Kenaikan titik didih = 25 0F.

Contoh Soal :

Suatu evaporator digunakan untuk memekatkan 25000 lb/h larutan 5% NaOH dalam air menjadi 20 %. Tekanan dalam evaporator dijaga pada tekanan atmosfir (14.7 psia), dan tekanan steam dijaga pada 35 lb/in2.gauge. Koefisien pindah panas keseluruhan diasumsikan sebesar 150 Btu/h.ft2.0F. Umpan memasuki evaporator pada suhu 70 0F. Hitunglah luas permukaan panas yang diperlukan secara teoritis.

Diketahui, kapasitas panas larutan sama dengan kapasitas panas air = 0.95 Btu/lb.0F.

Hitung pula konsumsi steam dan ekonomi evaporator bila diketahui (s pada 35 lb/in2gauge (= 49.7 psia) = 924.268 Btu/lb.

Jawab :

Tekanan steam= 3.5 lb/in2 gauge

= 35 + 14.7 = 49.7 psia

Dari tabel uap, suhu uap jenuh pada tekanan 49.7 psia (Ts)= 280.60F

Karena kenaikan titik didih tidak dapat diabaikan, maka dari plot Duhring, suhu didih larutan NaOH 20 % = 224 0F, sehingga terjadi kenaikan titik didih sebesar 12 0F.

( pada 224 = 962.6 Btu/lb

BahanNaOHAirTotal

Feed12502375025000

Padatan 125050006250

Air yang diuapkan1875018750

panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu larutan ke suhu didihnya =

Panas yang dibutuhkan untuk menguapkan air :

Total panas yang diperlukan = 3660000 + 18050000

= 21710000 Btu/h

Area yang dibutuhkan :

Konsumsi Steam :

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

PAGE 5Satuan Operasi Evaporasi (IKS)

_1119264439.unknown

_1119264739.unknown

_1119266578.unknown

_1119266902.unknown

_1341302902.unknown

_1344380598.unknown

_1119267113.unknown

_1119266816.unknown

_1119266444.unknown

_1119264600.unknown

_1119264689.unknown

_1119264458.unknown

_1119264277.unknown

_1119264420.unknown

_1119263836.unknown

_1119264255.unknown

_1119261985.unknown