LAPORAN PRAKTIKUM PEMISAHAN DAN PEMURNIAN 2

FALLING FILM EVAPORATOR DENGAN PEMANASAN TIDAK LANGSUNG

Laporan ini disusun untuk diajukan sebagai tugas mata kuliah Pemisahan Dan Pemurnian 2

Oleh

Kelompok III

3 - Teknik Kimia Produksi Bersih

Devian Rayanto (091424007)

Dinny Nurlaila (091424009)

Ghea Choerunnisa (091424011)

Yustus Juna Kembaren (091424031)

Tanggal Praktikum : 19 September 2011

Tanggal Penyerahan Laporan : 26 September 2011

Dosen Pembimbing : Rispiandi, S.T, M.T

TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2011

PENGUAPAN LAPISAN TIPIS ( FALLING FILM EVAPORATOR )

DENGAN PEMANASAN LANGSUNG

I. TUJUAN

Dapat mengoperasikan peralatan Falling Film Evaporator

Memilih temperatur dan tekanan optimum untuk digunakan pada umpan

tertentu

Menghitung koefisien keseluruhan perpindahan panas untuk Falling Film

Evaporator

Menghitung nilai steam ekonomi

Menghitung efisiensi () penggunaan Falling Film Evaporator

Menjelaskan sistem pengendalian tekanan pada alat Falling Film Evaporator

II. DASAR TEORI

Evaporator selanjutnya disebut penguap jenis lapis tipis tabung vertikal telah lama

digunakan misal pada produksi pupuk organic, proses desalinasi, industri kertas, dan bubur

kertas, industri bahan pangan dan bahan biologi dan lain-lain yang adalah untuk peningkatan

konsentrasi dengan penguapan pelarutnya yang umumnya air. Proses ini ini sering digunakan

untuk penguapan larutan kental, larutan sensitive akan panas, larutan yang mudah

terdekomposisi, dan penguapan perbedaan temperatur rendah.

Penguapan yang terjadi akan berada di bawah titik didih air atau pelarut lain dalam

kondisi curah. Penguapan akan memerlukan kalor yang lebih sedikit untuk umpan yang

memang sedikit karena umpan mengalir dalam bentuk lapisan tipis (film).

Tujuan dari setiap proses evaporasi menaikkan

konsentrasi atau kadar kepekatan suatu larutan yang

terdiri dari zat terlarut yang tidak mudah menguap dari

zat pelarutnya yang relatif mudah menguap. Penguapan

beberapa posisi pelarut tersebut akan memberikan

produk berupa larutan pekat dan kental, sedangkan hasil

kondensasi uap pelarutnya biasa dibuang langsung

sebagai limbah, yang seharusnya diberi perlakuan kimia jika pelarut tersebut berbahaya atau

didaur ulang dan digunakan lagi sebagai pelarut. Hal-hal ini yang membedakan proses

penguapan (evaporasi) dengan pengeringan (drying) atau penyulingan (destilasi) ataupun

proses pemisahan (separasi) lainnya. Falling Film Evaporator (FFE) adalah salah satu jenis

alat proses penguapan yang diklasifikasikan dalam kelas long tube vertical evaporator

(LTVE) bersama-sama dengan climbing film evaporator (CFE). Sedangkan berdasarkan tipe

pemanasan dapat diklasifikasikan ke dalam system pemanasan dipisahkan oleh dinding

pertukaran panas yaitu antara lain jenis kolom kalandria dan shell and tube.

III. ALAT DAN BAHAN

Alat

Satu unit peralatan Falling Film Evaporator

Beaker glass

Ember

Termometer

Sarung tangan

Stopwatch

Bahan

Steam

Pewarna makanan

Gambar Alat

IV. LANGKAH KERJA

Pertama isi tabung umpan dengan air yang diberi warna setelah itu nyalakan alat dengan memutar saklar utama dan

tombol pompa.

Lakukan pengukuran terhadap laju alir massa distilat, steam dan suhu umpan dan suhu steam pada setiap laju alir.

Buka aliran steam, aliran pendingin dan aliran udara tekan.

Lakukan kalibrasi laju alir umpan pada 100, 150, 200, 250, 300 L/jam dan

dilakukan secara duplo

Set tekanan pada 0.5 bar dan laju alir proses pada 100, 150, 200, 250, dan 300

L/jam.

Setelah dilakukan pengukuran pada tekanan 0.5 bar, lakukan langkah-langkah sebelumnya untuk tekanan yang berbeda,

pada 1.0, 1.5 dan 2 bar.

V. DATA PENGAMATAN

a. Kalibrasi laju alir

Pengambilan data pada tekanan bervariasi

P (bar)Q

(lt/jam)Ms

(kg/s)T4 (˚C) T8 (˚C) T7 (˚C) T11 (˚C)

0.1

100 1.06 110.5 100.7 28.6 69

150 0.53 118.9 112.8 34.8 77

200 0.42 122.9 142.5 49.2 78.5

250 0.42 124.3 115.6 57.5 81

300 0.32 126.5 117.8 69.6 83

0.2

100 0.34 131.2 121.5 70 90

150 0.28 132.6 123.8 70.4 92

200 0.26 133.8 124.6 72.7 93

250 0.26 133.8 124.8 76.9 94

300 0.2 135 125.2 80.3 94

VI. PENGOLAHAN DATA

a. Kalibrasi Laju alir

Laju feed (lt/h)

Kalibrasi I (kg/min)

Kalibrasi II (kg/min)

Rata-rata (kg/min)

Laju (kg/h)

100 3.72 3.1 3.41 204.6

150 3.46 4 3.73 223.8

200 3.94 4.48 4.21 252.6

250 5.58 5.4 5.49 329.4

300 6.38 6.28 6.33 379.8

b. Perhitungan

Menghitung effisiensi panas pada FFE

λ = (Hv – HL)

Menghitung koefisien perpindahan panas keseluruhan

A = 1 m2

P (bar) Q (lt/h) m (kg/h) Cp T7 (˚C)T11 (˚C)

λ (kJ/kg)

Ms (kg/h)

λ (P+1) (kJ/kg)

Qs η A (m2)Th 1 (˚C)

Th2 (˚C) Tc1 (˚C) Tc2 (˚C)ΔT1 (˚C)

ΔT2 (˚C)

0.1

100 204.6 4.2 28.6 69 2259.5 63.6 1822 26712 0.1858818 1 102.3 102.3 28.6 69 73.7 33.3

150 223.8 4.2 34.8 77 2259.5 31.8 1822 20034 0.2788227 1 102.3 102.3 34.8 77 67.5 25.3

200 252.6 4.2 49.2 78.5 2259.5 25.2 1822 21168 0.3717637 1 102.3 102.3 49.2 78.5 53.1 23.8

250 329.4 4.2 57.5 81 2259.5 25.2 1822 26460 0.4647046 1 102.3 102.3 57.5 81 44.8 21.3

300 379.8 4.2 69.6 83 2259.5 19.2 1822 24192 0.5576455 1 102.3 102.3 69.6 83 32.7 19.3

0.2

100 204.6 4.2 70 90 2259.5 20.4 1804.7 8568 0.1858818 1 104.8 104.8 70 90 34.8 14.8

150 223.8 4.2 70.4 92 2259.5 16.8 1804.7 10584 0.2788227 1 104.8 104.8 70.4 92 34.4 12.8

200 252.6 4.2 72.7 93 2259.5 15.6 1804.7 13104 0.3717637 1 104.8 104.8 72.7 93 32.1 11.8

250 329.4 4.2 76.9 94 2259.5 15.6 1804.7 16380 0.4647046 1 104.8 104.8 76.9 94 27.9 10.8

300 379.8 4.2 80.3 94 2259.5 12 1804.7 15120 0.5576455 1 104.8 104.8 80.3 94 24.5 10.8

Tabel Hasil Perhitungan

VII. DATA HASIL PERCOBAAN

P (bar)Q

(lt/jam)

m

(kg/jam)η U

0.5

100 204.6 0.1858818 525.27781

150 223.8 0.2788227 465.87274

200 252.6 0.3717637 579.76572

250 329.4 0.4647046 837.1505

300 379.8 0.5576455 951.91889

0.75

100 204.6 0.1858818 366.27782

150 223.8 0.2788227 484.41953

200 252.6 0.3717637 646.00572

250 329.4 0.4647046 909.11916

300 379.8 0.5576455 904.02939

LAMPIRAN

PERTANYAAN

a. Jelaskan perbedaan evaporasi dan distilasi?

Jawab : Dalam proses evaporasi, uap yang dihasilkan biasanya adalah

komponen tunggal dan walaupun uap tersebut masih berupa campuran,

biasanya dalam proses evaporasi ini tidak ada usaha untuk memisahkannya

menjadi fraksi-fraksi. Dalam destilasi, uap yang dihasilkan masih memiliki

komponen yang lebih dari satu.

Biasanya, dalam proses evaporasi, zat cair pekat yang dihasilkan adalah

produk dari proses evaporasi dan uapnya dikondensasi untuk kemudian

dibuang. Tetapi bisa pula sebaliknya, air yang mengandung mineral seringkali

di-evaporasi untuk mendapatkan air yang bebas zat padat terlarut, misalnya

untuk air umpan boiler, air proses atau untuk dikonsumsi manusia. Cara seperti

ini disebut destilasi air (water distillation), tetapi dari segi teknik proses ini

adalah evaporasi.

b. Bidang – bidang apa saja yang mengaplikasikan proses Falling Film

Evaporator?

Contoh aplikasi evaporasi antara lain :

Evaporasi pada produksi pupuk anorganik

Evaporasi pada proses desalinasi

Evaporasi pada Industri kertas dan bubur kertas

Industri pangan dan bahan alami atau larutan biologi

c. Jelaskan prinsip kerja alat FFE dengan pemanasan langsung?

Jawab : Umpan dimasukkan ke dalam tangki umpan dan disirkulasikan ke

bagian atas kolom FFE dengan menggunakan dosing pump. Untuk

memanaskan umpan yang masuk, digunakan steam yang dialirkan secara

counter current ke dalam FFE. Umpan mengalir ke dinding-dinding tube FFE

membentuk lapisan tipis (film). Karena adanya pemanasan oleh steam, maka

terjadilah proses penguapan pelarut yang memiliki volatilitas lebih besar

dibandingkan zat terlarutnya. Sehingga komponen yang keluar dari FFE

berupa larutan pekat dan uap pelarut yang kemudian dipisahkan melalui

separator. Dari separator ini dihasilkan produk bawah berupa larutan pekat

(produk utama evaporasi) dan produk atas berupa uap pelarut yang selanjutnya

dikondensasikan menjadi destilat.

d. Peralatan proses apa saja yang terlibat dalam peralatan FFE?

Jawab :

Kondensor berfungsi sebagai pendingin

Valve mengatur laju alir umpan maupun produk

e. Faktor – faktor apa saja yang mempengaruhi proses FFE?

Kinerja suatu evaporator ditentukan oleh beberapa faktor antara lain :

Konsumsi uap

Ekonomi uap atau ratio penguapan

Kadar kepekatan, konsentrasi produk, dan distilat atau kondensat dari

umpan

Persentase produk

Untuk tujuan teknik dan karakteristik evaporator yang perlu diperhatikan

yaitu :

Neraca massa dan neraca energi

Koefisien perpindahan panas

Effisiensi

f. Utilitas apa saja yang terlibat dalam peralatan tersebut?

Jawab :

Steam untuk memanaskan umpan

Air sebagai umpan

Listrik dan udara tekan untuk menyalakkan panel

DAFTAR PUSTAKA

Tim Pengajar Jurusan Teknik Kimia.1996. Panduan Praktikum Operasi Teknik Kimia

II.Bandung:Pusat pengembangan Pendidikan Politeknik

Geankoplis, Christi J. Transport Processes and Unit Operations : third edition.

1993, 1983, 1978. Prentice-Hall,Inc.

Reklaitis."Introduction to Material and Energy Balances"