Evaporator

1.1.  Definisi Alat serta Fungsi dan Kegunaannya

Evaporator merupakan salah satu alat yang sering digunakan dalam proses perindustrian. Evaporator adalah alat yang digunakan untuk mengevaporasi larutan. Evaporasi sendiri artinya adalah menghilangkan air dari larutan dengan mendidihkan larutan di dalam tabung evaporator. Evaporasi bertujuan untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tidak mudah menguap dengan pelarut yang mudah menguap. Atau bisa dikatakan bahwa evaporasi adalah proses penguapan. Evaporator berfungsi untuk mengubah sebagian atau keseluruhan pelarut dari suatu larutan dari betuk cair menjadi uap.

Ada empat komponen dasar yang dibutuhkan untuk melakukan penguapan, yaitu sebuah tabung penguapan, sebuah alat pindah panas, sebuah kondensor dan sebuah metode untuk menjaga tekanan vakum. Keempat komponen ini harus diperhatikan dalam merencanakan suatu evaporator. Sistem tekanan vakumnya harus dapat mengalirkan gas yang tidak terkondensasi agar bisa menjaga tekanan vakum yang diinginkan di dalam tabung penguapan. Panas yang cukup harus dialirkan atau diberikan ke produk untuk penguapan sejumlah air yang diinginkan, serta sebuah kondensor yang berguna untuk mengembangkan dan memindahkan uap air yang diprosuksi melalui penguapan.

Evaporator mempunyai berbagai macam jenis. Jika kita melihat dari penggunaan evaporator itu sendiri, terdapat tiga metode yang biasa digunakan. Yang pertama bila kita hanya menggunakan satu evaporator saja, uap dari zat cair yang mendidih dikondensasikan dan dibuang. Metode ini disebut dengan evaporasi efek-tunggal (single-effect evaporation). Walaupun metode ini sederhana, namun proses ini tidak efektif Dalam penggunaan uap. Untuk menguapkan llb air dari larutan, diperlukan 1 – 1.3 lb uap.

Yang kedua, jika uap dari satu evaporator dimasukkan ke dalam rongga uap (steam chest) evaporator kedua, dan uap dari evaporator kedua dimasukkan ke dalam kondenser, maka metode ini akan menjadi efek dua kali atau biasa disebut eveporasi efek-dua (double-effect evaporation). Yang ketiga, ketika evaporator yang digunakan dalam suatu metode lebih dari satu, seperti misalnya uap dari evaporator kedua dimasukkan ke dalam rongga uap evaporator ketiga, dan berlanjut sampai beberapa evaporasi, maka metode ini disebut evaporasi efek-ganda (multiple-effect evaporation).

Selain itu, terdapat klasifikasi jenis evaporator lainnya yang biasa digunakan. Jenis – jenis utama evaporator tabung dengan pemasukan uap yang lazim dipakai adalah evaporator tabung horizontal, dan evaporator vertikal tabung panjang. Terdapat jenis – jenis lainnya yang biasa digunakan dalam industri, tetapi akan lebih difokuskan terhadap dua jenis evaporator ini.

1.1.1.      Evaporator tabung horizontal

Gambar 1.1 Evaporator Tabung Horizontal

Sumber : http://www.scribd.com/doc/15812827/Evaporators

Dapat dilihat contoh evaporator tabung horizontal diatas. Evaporator ini memiliki tabung yang tidak terlalu tinggi, tetapi berbentuk horizontal sehingga mempunyai ukuran yang lebih lebar dibandingkan dengan evaporator jenis lainnya.Evaporator tabung horizontal biasanya digunakan untuk kapasitas yang kecil dan untuk mengevaporasikan larutan yang encer dan larutan ini tidak berbusa dan tidak meninggalkan deposit padatan pada tabung evaporator.

1.1.2.      Evaporator vertikal tabung panjang

Evaporator jenis ini memiliki tabung yang panjang dan tidak terlalu lebar. Tabung dari evaporator sendiri mempunyai panjang sekitar 12 sampai 20 feet dengan diameter 1 sampai 2 inci. Zat cair dan uap mengalir ke atas di dalam tabung sebagai akibat dari peristiwa didih zat cair yang terpisah kembali ke dasar tabung dengan gravitasi.

Gambar 1.2 Evaporator Vertikal Tabung Panjang

Sumber : http://www.scribd.com/doc/15812827/Evaporators

1.2.  Aplikasi dalam Industri

Evaporator merupakan salah satu alat yang biasa digunakan dalam industri – industri di berbagai sektor. Salah satu industri yang menggunakan evaporator dalam prosesnya adalah dalam industri gula. Dalam pembuatan gula putih, terjadi beberapa tahapan pengolahan, yaitu pemerahan nira, pemurnian, penguapan, kristalisasi, pemisahan kristal, dan pengeringan. Evaporator sendiri berguna dalam tahap penguapan.

Untuk menghilangkan kadar uap air yang terdapat di dalam nira dilakukanlah proses penguapan atau evaporasi. Di pabrik gula, penguapan dilakukan dengan menggunakan beberapa evaporator dengan sistem multiple effect yang disusun secara dapat ditukar agar dapat dibersihkan bergantian.

Digunakan evaporator efek-ganda agar proses evaporasi berjalan lebih efektif dan efisien. Evaporasi dimulai dengan memasukkan nira yang akan di evaporasi ke dalam evaporator pertama. Nira ini akan dievaporasi sehingga terbentuk nira yang lebih pekat, serta uap dan kondensat. Uap hasil penguapan tadi digunakan lagi dalam evaporator kedua, dan umpan yang dimasukkan adalah nira yang lebih pekat tadi. Dan berlanjut terus untuk evaporator ketiga dan seterusnya, hingga didapat nira kental yang berwarna gelap dengan kepekatan kurang lebih 60 brik. Sedangkan uap yang dihasilkan dibuang ke kondensor sentral dengan perantara pompa vakum.Gambar dibawah merupakan salah satu evaporator dalam pembuatan nira, tetapi dalam pembuatannya digunakan beberapa evaporator jenis ini yang disusun sedemikian rupa hingga bekerja dengan baik.

            

1.3.  Kapasitas Alat

Untuk evaporator jenis tabung dengan pemanasan uap, maka performa evaporator diukur berdasarkan atas kapasitas evaporator tersebut. Kapasitas didefinisikan sebagai banyaknya pon air yang diuapkan per jam. Agar dapat memindahkan energi panas sesuai dengan keinginan, maka permukaan perpindahan panas evaporator harus mempunyai kapasitas perpindahan panas yang cukup, agar semua refrigeran yang akan diuapkan di dalam evaporator dapat berlangsung dengan optimal dan menghasilkan pendinginan yang maksimum pula. Pemindahan panas yang berlangsung di evaporator daoat terjadi dalam du cara yaitu konveksi dan konduksi. Besarnya kapasitas perpindahan panas pada evaporator tergantung pada lima variabel, yaitu luas area permukaan, beda suhu, faktor konduktivitas panas, ketebalan material yang digunakan, serta waktu.

Contohnya evaporator vakum. Evaporator jenis ini biasanya terbuat dari bahan stainles stell 312 dan 308.dengan kapasitas dari 20 liter sampai dengan 120 liter.

1.4.  Prinsip Kerja

Evaporator adalah alat untuk mengevaporasi larutan sehingga prinsip kerjanya merupakan prinsip kerja atau cara kerja dari evaporasi itu sendiri. Prinsip kerjanya dengan penambahan kalor atau panas untuk memekatkan suatu larutan yang terdiri dari zat terlarut yang memiliki titik didih tinggi dan zat pelarut yang memiliki titik didih lebih rendah sehingga dihasilkan larutan yang lebih pekat serta memiliki konsentrasi yang tinggi.

1.5.  Kelebihan dan Kekurangan

Segalanya yang terdapat di dunia ini mempunyai kelebihan dan kekurangannya masing – masing. Begitu pula dengan alat – alat yang sering digunakan dalam perindustrian. Terdapat beberapa kelebihan serta kekurangan dari evaporator yang sering digunakan. Contohnya dalam evaporator tabung-horizontal sirkulasi alam, kelebihannya evaporator jenis ini terus beroperasi, relatif lebih murah, dan baik untuk cairan non-viskos yang mentransfer panas tinggi. Kekurangannya evaporator jenis ini tidak cocok untuk cairan viskos atau kental karena akan memperburuk sirkulasi cairan.