2.2 PERSAMAAN DALAM EVAPORATOR

Evaporator Efek Tunggal Kapasitas evaporator : q = U. A. T

Neraca massa Evaporator : mf = m + mv Neraca entalpi uap : qs = ms.( Hs-Hc )

qs = ms. s Neraca entalpi cairan : q = ( mf-m ). Hv - mf.Hf + m.H

Jika kalor pengenceran diabaikan/kenaikkan titik didih diabaikan, maka :

q = mf.Cpf.( TS-Tf ) + ( mf m ).

keterangan Persamaan :

q = kapasitas kalor (W atau J/s)

mf = Laju alir umpan (kg/jam)

m = laju alir produk cairan (kg/jam)

mv = Laju alir uap (kg/jam)

qs = Laju perpindahan kalor melalui permukaan pemanasan (W)

ms = Laju alir steam jenuh (kg/jam)

Hs = Entalpi spesifik uap jenuh (Btu/lb)

Hc = Entalpi spesifik uap kondensat (Btu/lb)

s = Kalor laten kondensasi uap pemanas (kJ/kg)

Hv = Entalpi spesifik uap pemanas (Btu/lb)

Hf = Entalpi spesifik umpan/cairan encer (Btu/lb)

H = Ental[pi spesifik cairan pekat (Btu/lb)

Cpf = Kalor spesifik cairan encer (kJ/kg K)

Ts = Suhu uap jenuh (OC atau K)

Tf = Suhu umpan (OC atau K)

U = Koefisien pp menyeluruh Evaporator (W/m2.K)

2.3 PERHITUNGAN PERANCANGAN EVAPORATOR

Dalam merancang Evaporator hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain :

- Neraca massa/bahan

- Neraca entalpi uap

- Neraca entalphi cairan

- Kapasitas Evaporator

- Diagram entalpi-konsentrasi suatu zat

- Tabel uap (steam)

- Data kenaikkan titik didih (kaidah duhring)Contoh Peracangan Evaporator Efek Tunggal :Suatu Evaporator vertikal tabung panjang akan dirancang untuk memekatkan suatu larutan organik dari 5 wt % menjadi 50 wt % zat padat. Kenaikkan titik didih larutan itu dapat diabaikan dan kalor spesifik umpan adalah Cpf = 4.06 kj/kg.K dan umpan masuk pada suhu 15.6 oC.uap jenuh pada tekanan 101.32 kPa. Tekanan dalam ruang uap evaporator adalah 15.3 kPa. Laju alir umpan (air) 4536 kg/jam. Diketahui U=1988 W/m2.K. Tentukan konsumsi steam (S) yang digunakan dan luas permukaan pp (A) yang diperlukan Evaporator !Solusi Perancangan Evaporator

Diketahui :

konsentrasi umpan, xf = 0.05

Konsentrasi produk cairan, xL = 0.5

Kalor spesifik umpan, Cpf = 4.06 kj/kg.

Tf = 15.6 oC = 288.6 K=Diketahui :

mf = 4536 kg/jam

U = 1988 W/m2.K

Tekanan uap jenuh ( steam) = 101.32 kPa

Temperatur uap jenuh pada tekanan uap jenuh, Ts =100 oC =373 K

Tekanan dalam ruang uap evaporator = 15.3 kPaKalor laten () pada tekanan uap jenuh dihitung dengan Interpolasi linier dari Tabel Appendik A.2-9 (Geankoplis) :

(P/kPa) (/Kj/kg)

84,55 (P1) 2668,1 (1)

101.32(P)

101.35(P2)

2676,1(2)

Menentukan jumlah cairan pekat :

mf = m + mv = 0

mf.xf = m.xL + mv.xv

mf.xf = m.xL

(4536 kg/jam)(0.05) = 0.5m

0.5m = 226.8 kg/jam

m = 226.8 kg/jam /0.5

m = 453.6 kg/jam

Uap hasil :

mf = m+mv

mv = (mf - m)

mv = (4536-453,6)kg/jam

mv = 4082.4 kg/jam

maka : (mf m) =4082.4 kg/jamMenentukan jumlah kalor pada Evaporator efek tunggal,jika kenaikkan titik didih diabaikan:

q = mf.Cpf.(TS-Tf) + (mf - m).

q = (4536 kg/jam)(4.06 kj/kg.K)(373-288.6)K + (4082.4 kg/jam)(2676.08 kj/kg)

q = 1.558.007, 136 kj/jam + 10.924.828, 99 kj/jam (1000/3600)

q = 3.467.454, 48 W

Menentukan Luas permukaan perpindahan panas yang diperlukan Evaporator adalah :

q = U.A.T

Menentukan konsumsi steam Evaporator :

q = ms. EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

_1299899759.unknown

_1299900498.unknown

_1299900551.unknown

_1299901575.unknown

_1299900499.unknown

_1299900497.unknown

_1299899695.unknown

_1299899757.unknown

_1299899758.unknown

_1299899706.unknown

_1299899666.unknown