EVAPORASI DAN DISTILASI

Oleh: Wiludjeng Trisasiwi

Pengertian: memisahkan komponen khusus dari pangan untuk meningkatkan nilai berdasarkan perbedaan tekanan uap (volatilitas) komponen-komponen, menggunakan panas

Penguapan/peningkatan konsentrasi (pemekatan) dengan cara pendidihan yaitu: air meninggalkan pangan cair dengan mendidihkan dan menguapkan air tsb.

• Meningkatkan bahan padat dan mengawetkan krn aw turun.• Digunakan pada operasi pre-concentrate, pengeringan,

pembekuan, sterilisasi, dan utk mengurangi berat dan volume.• Misal: juice buah, susu, dan kopi• Menghemat energi pada operasi penyimpanan, menurunkan

biaya transportasi dan distribusi, meningkatkan kenyamanan konsumen dan paengusaha/pabrik

• Perubahan mutu bisa diminimasi dg disain peralatan yg baik• Konsumsi energi pd evaporasi tinggi dibandingkan membrane

concentration maupun freeze concentration

• Selama evaporasi panas sensibel ditransfer dr uap ke pangan untuk meningkatkan suhu sampai titik didih.

• Panas laten penguapan disuplai oleh uap utk membentuk gelembung uap yg akan meninggalkan permukaan cairan yang mendidih.

• Kecepatan evaporasi ditentukan oleh laju pindah panas ke pangan dan laju pindah massa uap dari pangan.

Kesetimbangan panas dan massa

mf (1-Xf) = mp (1-Xp) + mv

dengan:mf = laju pindah massa dari pangan cair (kg/s)

Xf = fraksi padatan pangan cair

mp = laju pindah massa produk (kg/s)

Xp= fraksi padatan dari produk pangan

mv = laju pindah massa uap (kg/s)

Massa padatan yg masuk ke evaporator = massa padatan yg keluar dari evaporator

mf Xf = mp Xp

Kesetimbangan massa total:

mf = mp + mv

• Jika diasumsikan tidak ada panas yg hilang dr evaporator, maka kesetimbangan panasnya adl: jumlah panas yg diberikan oleh uap yg terkondensasi sama dengan jumlah panas yg digunakan oleh pangan utk meningkatkan suhu sampai titik didih dan kemudian mendidih dan menguap

Q = ms s

= mf cp (b - f) + mv v

Dengan:cp = kapasitas panas spesifik pangan cair (J/kgoC)

s = panas laten uap yg terkondensasi (J/kg)

v = panas laten penguapan air (J/kg)

panas yg disuplai oleh uap panas = panas sensibel + panas laten penguapan

Faktor2 yg mempengaruhi laju pindah panas:• Perbedaan suhu antara uap panas dan cairan yg

mendidih. Ada 2 cara utk meningkatkan beda suhu tsb yaitu 1) meningkatkan tekanan dan suhu uap panas atau 2) menurunkan suhu cairan yg mendidih dg cara menguapkan pd konsisi vakum. Keuanya butuh biaya tinggi dan konsumsi energi besar

• Luas permukaan pindah panas• Lapisan batasPengehematan energi bisa dilakukan dg:• Rekompresi uap• Preheating• Multiple effect evaporation

Peralatan evaporator

Kelengkapan:• Heat exchanger• Peralatan pemisah produk yg diuapkan• Pompa mekanis atau steam ejector vacuum pumpContoh:• Natural circulation evaporator• Short tube evaporator• Long tube evaporator• Forced circulation evaporator• Plate evaporator• Expanding flow evaporator• Mechanical thin-film evaporator• Multiple effect evaporators: forward feed, reverse feed,

mixed feed, parallel (Fig. 13.2 p. 285)

Pemilihan dan pengoperasian alat hrs mempertimbangkan:

• Kapasitas operasi (kg/jam dari air yg diuapkan)• Konsentrasi yg ingin dicapai (% bahan kering)• Sensitivitas produk thd panas• Fasilitas utk menjaga komponen volatil• Kemudahan membersihkan/mencuci• Operasi yg reliable dan sederhana• Ukuran atau kapasitas evaporator• Biaya modal dan biaya operasi hubungannya dg kapasitas dan

kualitas produk