BAB II
TINJAUAN
PUSTAKA
2.1
Evaporasi
Perpindahan kalor ke zat cair mendidih yang biasanya
ditangani sebagai suatu operasi tersendiri disebut evaporasi atau penguapan. Dalam perubahan fase ini diperlukan
panas. Tujuan evaporasi ialah untuk
memekatkan larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tak mudah menguap dan
pelarut yang mudah menguap. Dalam kebanyakan proses evaporasi, pelarutnya adalah air. Evaporasi dilaksanakan dengan menguapkan sebagian dari pelarut
sehingga didapatkan larutan zat cair pekat yang konsetrasinya lebih besar.
Evaporasi tidak sama dengan pengeringan, dalam evaporasi sisa penguapan adalah zat cair. Evaporasi berbeda pula dari destilasi, karena disini uapnya
biasanya komponen tunggal, dan walaupun uap itu merupakan campuran, dalam
proses evaporasi ini tidak ada usaha
untuk memisah-misahkannya menjadi fraksi-fraksi. Evaporasi lain dari kristalisasi dalam hal penekanannya disini
adalah pada pemekatan larutan dan bukan pembuatan zat padat atau kristal.
Panas yang diperlukan untuk penguapan diberikan dengan
menggunakan uap jenuh yang diperoleh dari ketel uap. Uap jenuh mengembun
mengeluarkan panas pengembunan. Panas pengembunan inilah yang digunakan untuk
memanaskan dan menguapkan air.
2.2 Faktor-faktor Evaporasi
Sifat fisik dan sifat kimia dari suatu solute yang akan dipekatkan dan uap yang
akan dipindahkan memiliki efek yang besar pada tipe evaporator yang akan digunakan dan juga pada tekanan dan temperatur
proses. Beberapa faktor yang mempengaruhi proses evaporator adalah :
2.2.1 Konsentrasi
Walaupun cairan encer yang diumpankan ke dalam evaporator mungkin cukup encer sehingga
beberapa sifat fisiknya sama dengan air, tetapi jika konsentrasinya meningkat
larutan itu akan semakin bersifat individual. Densitas dan viskositasnya
meningkat bersamaan dengan kandungan zat
padatnya hingga larutan itu menjadi jenuh atau jika tidak, menjadi terlalu
lamban sehingga tidak dapat melakukan perpindahan kalor yang memadai. Jika zat
cair jenuh di didihkan terus, maka akan terjadi pembentukan kristal dan
kristal-kristal ini harus dipisahkan karena dapat menyebabkan evaporator tersumbat. Titik didih
larutan dapat meningkat dengan sangat bila kandungan zat padatnya bertambah,
sehingga suhu didih larutan jenuh mungkin jauh lebih tinggi dari titik didih
air pada tekanan yang sama.
2.2.2
Pembentukan Busa
Beberapa bahan tertentu seperti zat-zat organik, membusa
pada waktu diuapkan. Busa yang stabil akan ikut keluar evaporator bersama uap, dan menyebabkan banyaknya bahan yang
terbawa. Dalam hal-hal yang ekstrim, keseluruhan massa zat cair itu mungkin
meluap kedalam saluran uap dan terbuang.
2.2.3
Kepekaan Terhadap Suhu
Beberapa bahan kimia berharga; bahan kimia farmasi, dan
bahan makanan dapat rusak bila dipanaskan pada suhu sedang selama waktu yang
singkat. Dalam mengkonsentrasikan bahan-bahan seperti itu diperlukan teknik
khusus untuk mengurangi suhu zat cair dan menurunkan waktu pemanasan.
2.2.4
Bahan Konstruksi
Evaporator dibuat dari baja akan tetapi banyak larutan yang dapat merusak
bahan (baja) dan membuat bahan tersebut menjadi korosif. Karena itu digunakan
bahan konstruksi khusus seperti tembaga, nikel, baja tahan karat, alumunium,
grafit tak tembus, dan timbal. Banyak karakteristik zat cair juga mendapatkan
perhatian dari perancangan evaporator
antara lain: kalor spesifik, titik beku, kalor konsentrasi, pembebasan gas pada
waktu mendidih, sifat racun, bahan ledak, radio aktivitas, dan persyaratan
operasi.
2.2.5
Kerak
Beberapa larutan tertentu menyebabkan
pembentukan kerak pada permukaan pemanasan akhirnya menyebabkan koefisien
menyeluruh makin lama makin berkurang sampai akhirnya proses evaporator terpaksa dihentikan untuk
membersihkan kerak tersebut dan jika kerak itu keras dan tidak dapat larut,
maka pembersihan itu tidak mudah untuk dilakukan dan memakan biaya.
2.3
Klasifikasi Evaporator
Jenis-jenis evaporator
tabung dengan pemasukan uap yang
banyak dipakai dewasa ini adalah :
2.3.1 Evaporator satu-lintas dan
evaporator sirkulasi.
Evaporator dapat
dioperasikan sebagai unit sirkulasi. Dalam operasi satu lintas, cairan umpan dilewatkan melalui tabung
hanya satu kali lewat saja, uapnya lepas dan keluar dari unit itu sebagai
cairan pekat. Seluruh evaporasi
dilaksanakan dalam satu lintas (lewatan) saja. Rasio evaporasi terhadap umpan dalam unit satu lintas itu terbatas jadi,
evaporator ini cocok untuk evaporasi efek ganda, dimana pemekatan
total terbagi-bagi dalam beberapa efek. Evaporator
film-aduk (agitated-film evaporator)
selalu dioperasikan dalam satu lintas saja, tetapi evaporator film-jatuh (falling-film evaporator)d
an evaporator film-panjat (climbing-film evaporator) dapat pula
dioperasikan dengan cara ini. Suhu zat cair dapat dijaga rendah dengan
mengoperasikan unit ini dalam vakum
tinggi. Dengan sekali lewatan cepat melalui tabung-tabung evaporator, cairan pekat itu hanya sebentar saja berada pada suhu
didihnya, dan dapat didinginkan dengan
cepat begitu keluar dari evaporator.
Pada evaporator sirkulasi (circulation evaporator) terdapat suatu
kolam zat cair didalam alat itu. Umpan masuk bercampur
dengan zat cair didalam kolam, dan campuran itu lalu dialirkan melalui
tabung-tabung evaporator. Zat cair
yang tidak menguap dikeluarkan dari tabung dan kembali ke kolam, sehingga hanya
sebagian saja dari keseluruhan evaporasi yang berlangsung dalam satu lewatan.
2.3.2
Evaporator tabung-panjang dengan aliran
naik
Evaporator vertikal tabung-panjang dengan aliran zat cair keatas memiliki
bagian-bagian utama yaitu:
1. Sebuah penukar kalor jenis
tabung dengan uap dalam selongsong dan zat cair yang akan dipekatkan
dalam tabung.
2. Sebuah separator (pemisah)
atau ruang uap (vapor space) untuk
memisahkan zat cair yang terbawa ikut dari uap.
3. Bila alat di operasikan sebagai alat sirkulasi sebuah kaki pemulang
(return leg) untuk mengembalikan zat
cair dari separator ke bagian bawah penukar kalor. Alat itu mempunyai lubang masuk masing-masing
untuk uap, cairan pekat, kondensat uap dan gas mampu kondensasi yang terkandung
dalam uap.
Evaporator vertikal tabung-panjang
sangat efektif untuk memekatkan zat cair yang memiliki kecendrungan membentuk
busa. Busa itu akan pecah bila campuran zat cair dan uap berkecepatan tinggi
menumbuk sekat dibagian kepala uap.
2.3.3
Evaporator film-jatuh (falling film)
Pemekatan bahan-bahan yang sangat peka terhadap panas
mengharuskan waktu kontak yang sangat singkat sekali dengan permukaan panas.
Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan evaporator
film jatuh sekali lintas, dimana zat cair masukdari atas, lalu mengalir kebawah
didalam tabung panas itu dalam bentuk film, kemudian keluar dari bawah.
Tabung-tabungnya biasanya agak besar.
Uap yang keluar dari zat cair itu biasanya terbawa turun
bersama zat cair, dan keluar dari bagian bawah unit itu. Evaporator ini bentuknya menyerupai suatu penukar kalor jenis
tabung yang panjang , vertikal, dan dilengkapi dengan separator zat cair uap
dibawah dan distributor (penyebar) zat cair diatas evaporator film-jatuh, tanpa
sirkulasi. Waktu menetap yang sangat singkat dapat menangani produk-produk peka
yang tidak dapat ditangani dengan cara lain. Alat ini cocok sekali untuk
memekatkan zat cair viskos.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar