TUGAS BESAR

SATUAN OPERASI DAN PROSES

EVAPORATOR

Dosen pengampu : Arie Febrianto Mulyadi,STP.MP

Di susun Oleh :

1. Mumun Rezekiana

115101000111002

2. M. Firstyawan Firmansyah

115101000111011

3. Lia Meika Sari

115101000111013

4. Rafika Arofatul Lamaah

115101000111015

5. Imas Rubaiyah

115101000111021Kelas L

LABORATORIUM MANAJEMEN AGROINDUSTRI

JURUSAN TEKNOLOGO INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2013

EVAPORATOR

1. Gambar Alat dan Bagian-bagiannya

2. Cara Kerja Evaporator

Proses evaporasi merupakan proses untuk menghilangkan atau mengurangi kadar air yang bertujuan untuk meningkatkan konsentrasi dari suatu bahan makanan cair, mengurangi volume dari suatu produk sampai batas-batas tertentu tanpa menyebabkan kehilangan zat-zat yang menggandung gizi. Dengan berkurangnya volume akan meningkatkan efesiensi penyimpanan dan dapat membantu pengawetan atas dasar berkurangnya jumlah air bebas yang menjadikan mikroorganisme tidak dapat tumbuh dan berkembang biak. Selain itu dengan berkurangnya air bebas dapat meningkatkan konsentrasi dari fraksi padatan pada bahan. Misalnya pengeringan yang dilakukan pada buah kelapa yaitu kopra. Pengurangan kadar air bebas dilakukan dengan menaikkan temperatur produk sampai titik didih dan menjaganya untuk beberapa waktu sampai konsentrasi yang diinginkan.Ada 4 komponen dasar yang dibutuhkan untuk melakukan penguapan :a. Sebuah tabung penguapanb. Alat pemindah panasc. Sebuah kondensor d. Sebuah metode untuk menjaga tekanan pada vakumdalam merencanakan suatu evaporator harus memperhatikan keempat komponen utama tersebut. Sistem tekanan vakumnya harus dapat mengalirkan gas yang tidak terkondensasi agar bisa menjaga tekanan vakum yang diinginkan di dalam tabung penguapan.3. Prinsip kerja evaporasiPrinsip kerja peralatan evaporator berdasarkan pada penurunan tekanan yang menyebabkan turunnya titik didih cairan. Efisiensi pompa pada evaporator tergantung pada derajat kondensi uap dalam kondensor yang mempengaruhi kevakuman alat. Kondensi akan berlangsung sesuai dengan banyaknya semprotan air yang didinginkan ke bagian puncak dari kondensornya. Panas yang dibutuhkan untuk penguapan cairan adalah berasal dari steam. Steam tersebut mengalami pengembunan (dikondensikan) pada tabung dan bersamaan dengan itu memberikan panasnya untuk penguapan. Steam yang telah diambil panasnya itu disebut juga kondensat, kemudian dipindahkan dari dasar calandria dan ditarik melalui kondensor menuju pompa. Calandria adalah tabung dimana terjadi pergerakan bahan pangan. Bahan cair yang akan ditingkatkan konsentrasinya akan bersikulasi terus menerus pada alat calandria dalam upaya untuk memperoleh perpindahan/pergerakan yang maksimal. Sirkulasi yang cepat akan mengurangi resiko terjadinya pengendapan pada permukaan tabung dan cepat membebaskan gelembung uap dari bahan cair selama dalam perjalanan melalui evaporator.Beberapa peralatan penguapan dapat langsung dipanasi dengan api. Api yang memanasi dinidng ketel dan secara konduksi akan memanasi bahan yang terletak di dalam alat penguap. Akan tetapi umumnya evaporator mempergunakan panas tidak langsung dalam penguapannya.Umumnya medium yang membawa panas adalah uap yang diperoleh dari boiler atau dari suatu tahapan penguapan dalam alat penguapan. Perputaran bahan cair di dalam alat penguapan merupakan hal yang penting. Sebab perputaran dapat mempengaruhi laju pindah panas dan dengan perputaran bahan yang baik akan meningkatkan laju penguapan.

4. Jenis EvaporatorEvaporator ada dua jenis tabung, yaitu evaporator tabung panjang ( Long Tube Evaporator ) dan evaporator tabung pendek ( Short Tube Evaporator ) :1. Long tube evaporator Waktu pembersihan lebih pendek Efektif untuk memekatkan cairan yang memepunyai kecenderungan untuk berbusa Efektif untuk menangani material yang sensitif terhadap panas karena evaporator ini dapat dioperasikan tanpa resirkulasi. Kapasitasnya besar Permukaan panas yang lebih besar daripada evaporator yang lainnya Biaya tinggi Umumnya membutuhkan resirkulasi pada evaporator falling film Tidak diperuntukkan untuk garam dan liquid yang dapat menggumpal Heat transfer tidak efektif pada beda temperatur untuk climbing film evaporator.2. Short tube evaporator Relatif lebih murah serta pengoperasian dan pembersihannya lebih mudah.(Ulrich, 1984) Dapat beroperasi dengan jangkauan konsenterasi yang cukup luas antara umpan dan cairan pekat dalam satu unit saja. Cocok untuk evaporasi efek tunggal. Umumnya dioperasikan dengan sirkulasi alamiah (natural evaporator) Dapat digunakan untuk larutan yang memebentuk deposit padatan,karena padatan yang terbentuk dapat dibersihkan secara mekanis. Tidak cocok menguapkan larutan dalam masa yang singkat. Tidak cocok untuk memekatkan zat cair yang peka terhadap panas Tidak cocok untuk memekatkan larutan yang sangat viskous dan mudah membentuk busaPrinsip kerja short tube evaporator Di dalam evaporator ini terdapat suatu kolam zat cair. Dimana umpan masuk akan bercampur dengan zat cair di dalam kolam, dan campuran itu lalu dialirkan melalui tube-tube evaporator. Zat cair yang tidak menguap dikeluarkan dari tube dan kembali ke kolam,sehingga hanya sebagian saja dari keseluruhan evaporasi yang berlangsung dalam satu lewatan Zat cair yang menguap akan mengisi daerah bagian atas evaporator dan dikeluarkan melalui pipa uap. Sementara cairan pekat dari evaporator dikeluarkan dari kolam melalui pipa cairan dibagian bawah evaporator.Sifat-sifat penting dari zat cair yang dievaporasikan:1. Konsentrasi Umpan masuk evaporator cukup encer yaitu mempunyai viskositas < 10cP, sehingga cocok menggunakan short tube evaporator. Dimana short tube evaporator cocok untuk fluida dengan viskositas < 10cP.2. Pembentukan busa Cairan yang akan dipekatkan di evaporator ini yaitu H2SO4. H2SO4 ini pada waktu di evaporasi cenderung tidak membentuk busa, sehingga cocok menggunakan short tube evaporator. Dimana short tube evaporator tidak cocok untuk memekatkan larutan yang mudah memebentuk busa. Jika cairan yang diuapkan membentuk busa, maka busa yang stabil akan ikut keluar evaporator bersama uap dan menyebabkan banyaknya bahan yang ikut terbawa.3. Kepekaan terhadap suhu Temperatur operasi yang digunakan yaitu 100oC. Dimana H2SO4 tidak peka terhadap suhu tersebut, sehingga cocok menggunakan short tube evaporator. Dimana short tube evaporator tidak cocok untuk memekatkan zat cair yang peka terhadap panas.4. Kerak Larutan yang dipekatkan cenderung membentuk kerak, sehingga cocok menggunakan short tube evaporator. Dimana short tube evaporator cocok untuk larutan yang memebentuk deposit padatan, karena padatan yang terbentuk dapat dibersihkan secara mekanis.5. Aplikasi Mesin dalam AgroindustriResume jurnal Judul : Pembuatan Konsentrat Sari Buah Jeruk dengan Evaporator VacuumSalah satu pengaplikasian evaporator dalam bidang agroindustri adalah pembuatan konsentrat sari buah jeruk.Jeruk merupakan tanaman yang dapat tumbuh di daerah tropis dan sub tropisa mulai dari dataran tinggi samapi dataran rendah.Oleh karena itu pada saat panen raya harga jeruk sangat rendah bahkan banyak buah jeruk yang terbuang percuma.Untuk mencegah terbuangnya buah jeruk segar pada saat panen raya dilakukan usah pengawetan dalam bentuk segar dan olahan.Produk olahan jeruk sudah banyak dilakukan diantaranya adalah sari buah jeruk,konsentrat,jam, jelly,marmalade dan sirup. Salah satu jenis produk yang berpotensi besar untuk di kembangkan adalah pekatan sari buah jeruk.Produk ini merupakan produk hasil pengentalan sari buah jeruk hingga mencapai konsistensi sirup kental. Menurut definisi dari codex Alimentarius (1982),proses pembuatan konsentrat adalah proses pemindahan air secara fisik,sehingga prosuk mengandung padatan terlarut tidak kurang dari 20% tanpa penambahan gula.

Bahan yang digunakan untuk pembuatan konsentrat jeruk adalah jeruk siem dari garut yang di beli langsung dari sentra produksi jeruk di desa sirnajaya,kecamatan semarang kabupaten garut.Selanjutnya jeruk akan di bawa ke laboratorium AP4 di IPB Bogor untuk di lakukan tahapan konsentrat. langakah-langkah pembuatan konsentrat diantara nya adalah:1. Sortasi

Sortasi ini di maksudkan untuk memilih jeruk yang berkualitas bagus dan menyeragamkan baik dari ukuran maupun bentuk.

2. Pencucian

Pencucian bertujuan untuk menghilangkan kotoran yang melekat pada buah jeruk,dimana proses pencucian buah jeruk sendiri menggunakan air mengalir.

3. Pemerasan

Untuk mempermudah proses pemerasan jeruk yang telah di cuci dipotong melintang dan diperas dengan memutar belahan jeruk diatas alat pemeras.

4. Penyaringan

Penyaringan ini bertujuan untuk memisahkan biji dan partikel-partikel yang tidak diketahui,proses penyaringan ini menggunakan kain asring yang dilipat dua.

5. Evaporasi

Cairan yang telah di saring di uapkan (evaporasi) denagn evaporator vakum pada tekanan vakum 0,75 kg/cm2, Suhu 40-45oC selama 10,20,30 menit dan tanpa evaporasi kontrol.

6. Pengemasan

Konsentrat dari cairan saringan sari buah tersebut di kemas dengan menggunakan gelas jar (botol pido)

Proses evaporasi dilakukan untuk menguapkan sebagian air yang di kadung oleh bahan pangan.Bahan pangan yang mengalami proses evaporasi akan mengalami perubahan kimia dan fisik.

Perubahan Fisik

Tabel 1. Pengaruh lama waktu evaporasi terhadap volume,viskositas dan tingkat pengentalan

Perubahan fisik yang diantaranya meliputi volume,viskositas dan tingkat pengentalan. Berdasarkan tabel 1 dapat di ketahui bahwa semakin lama waktu evaporasi maka volume akan semakin berkurang,sedangkan viskositas dan tingkat pengentalan akan semakin besar. Hal ini disebabkan karena semakin lama proses evaporasi maka penguapan akan terjadi terus menerus pada bahan pangan sehingga kadar air yang terkandung pada bahan menurun dan secara otomatis akan menurunkan volume dan menaikkan viskositas serta tingkat kekentalan.

Perubahan Kimia

Tabel 2. Pengaruh lama evaporasi terhadap kandungan kimia konsentrasi dari sari buah jeruk siem

Selama proses evaporasi berlangsung terjadi perubahan-perubahan kandungan kimia yang adapat di lihat pada tabel 2. Dimana semakin lama proses evaporasi maka smakin besar kandungan total zat padat terlarut,total asam,total gula dan vitamin C serta PH.Hal ini di karenakan kandungan air dalam buah menurun yang menyebabkan volume bahan berkurang dan menaikkan konsentrasi total asam,total gula dan total vitamin C per satuan volume konsentrat.

Tabel 3. Pengaruh lama evaporasi terhadap kandungan kimia per kekentalan konsentrasi sari buah jeruk siem dan persen retensi vitamin C

Pada Tabel 3 diketahui bahwa volume awal di bandingkan dengan tingkat kekentalan bahan ternyata konsentrasi total asam,total gula dan vitamin C mengalami penurunan,hal ini di sebabkan karena tingkat pengentalannya meningkat semakin tajam,sehingga nilai nya menjadi kecil atau kandungan total asam,total gula dan total vitamin C jadi kecil. Yang di maksud dengan % retensi vitamin C adalah perbandingan kadar vitamin C dengan kadar vitamin C mula-mula dikalikan 100% dan dibandingkan dengan tingkat kekentalan. Uji Organoleptik

Tabel 4. Pengaruh lama evaporasi terhadap warna,aroma dan rasa sari buah jeruk

Pada uji organoleptik dapat di ketahui bahwa semakin lama waktu evaporasi warnanya semakin bagus sedangkan aromanya terlalu kuat sehingga kurang di sukai,sementara rasanya tidak disukai karena agak pahit yang di sebabkan oleh limonin.

Kesimpulan

Waktu evaporasi sari buah jeruk dengan evaporator vacuum selama 20 menit dapat meningkatkan kesukaan terhadap warna (5,6). Konsentrat mempunyai ratio gula/asam yang cukup tinggi (12,3),mempunyai kandungan TSS 32,7O Brix,kadar air 2,6 gr air/g b.k.,dan tingkat kekentalan 3,9 dengan viscositas 75,7 cp.Retensi vitamin C konsentrat adalah lebih besar dari 75% (77,8).Rasa konsentrat yang di hasilkan agak pahit.

6. Contoh Pabrik yang Menggunakann EvaporatorBeberapa Pabrik/ Industri yang menggunakan evaporator , antara lain (Literatur Laporan PKL) :1. Nama Pabrik : PG Gula Krebet Baru Malang

Pabrik ini menggunakan Evaporator jenis Pre Evaporator .

Sumber : Wilutomo, A. 2010. Laporan Kerja Lapang. Kselamatan dan Kesehatan Kerja Karyawan PG. Gula Krebet Baru Malang. Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya.

2. Nama Pabrik : PG. Madukismo, Yoyakarta.

Pabrik ini menggunakan Evaporator jenis Multiple Effect Evaporator

Sumber :

1. Yuniarti, E. 2012. Laporan Praktik Kerja Lapang. Perencanaan Produksi Pada Proses Produksi ula di PG Madukismo, Yogyakarta. Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya.

2. Hardani, A.A. 2012. Laporan Praktek Kerja Lapang. Pengendaliaan Kualitas Pada Proses Produksi Gula di PG. Madukismo, yogyakata. Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya.3. Nama Pabrik : PG. GempolkrepPabrik ini menggunakan Evaporator jenis 1 buah Falling Film Evaporator (FFPE) dan 6 buah Evaporator RobertSumber : Prasetyo, G. 2007. Laporan PKL. Neraca Massa pada Proses Pemurnian NIra Mentah di pabrik Gempolrep. Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya.4. PG Gondang Baru KlatenPabrik ini menggunakan Evaporator jenis Quadraple Effect EvaporatorSumber : Setiaji. 2007. Laporan Praktek Kerja Lapang. Neraca Massa dan Neraca Panas Pada Evaporator Dalam Proses Penguapan Nira di PG. Gondang Baru Klaten. Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya.

5. Pabrik Gula Pesantren Baru Kediri

Pabrik ini menggunakan Evaporator jenis Multiple Effect EvaporatorSumber : Fauzi, M.D. 2007. Laporan PKL Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) Di PT Perkebunan Nusantara X (Persero) Pabrik Gula Pesantren Baru Kediri Daftar Pustaka

Fauzi, M.D. 2007. Laporan PKL Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) Di PT Perkebunan Nusantara X (Persero) Pabrik Gula Pesantren Baru Kediri. Malang : Universitas Brawijaya.

Hardani, A.A. 2012. Laporan Praktek Kerja Lapang. Pengendaliaan Kualitas Pada Proses Produksi Gula di PG. Madukismo, Yogyakata. Malang : Universitas Brawijaya.

Prasetyo, G. 2007. Laporan PKL. Neraca Massa pada Proses Pemurnian Nira Mentah di pabrik Gempolrep. Malang : Universitas Brawijaya.

Setiaji. 2007. Laporan Praktek Kerja Lapang. Neraca Massa dan Neraca Panas Pada Evaporator Dalam Proses Penguapan Nira di PG. Gondang Baru Klaten. Malang : Universitas Brawijaya.Sunarmani dan Soedibyo. 1992. Pembuatan Konsentrat Sari Buah Jeruk Dengan Evaporator Vacum. Jurnal Hortokultura. Nomer 2. Hal : 67 71.Wilutomo, A. 2010. Laporan Kerja Lapang. Keselamatan dan Kesehatan Kerja Karyawan PG. Gula Krebet Baru Malang. Malang : Universitas Brawijaya.

Yuniarti, E. 2012. Laporan Praktik Kerja Lapang. Perencanaan Produksi Pada Proses Produksi Gula di PG Madukismo, Yogyakarta. Malang : Universitas Brawijaya.