TUGAS BESAR

SATUAN OPERASI DAN PROSES

“EVAPORATOR”

Dosen pengampu : Arie Febrianto Mulyadi,STP.MP

Di susun Oleh :

1. Mumun Rezekiana 115101000111002

2. M. Firstyawan Firmansyah 115101000111011

3. Lia Meika Sari 115101000111013

4. Rafika Arofatul Lama’ah 115101000111015

5. Imas Ruba’iyah 115101000111021

Kelas L

LABORATORIUM MANAJEMEN AGROINDUSTRI

JURUSAN TEKNOLOGO INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2013

EVAPORATOR1. Gambar Alat dan Bagian-bagiannya

2. Cara Kerja Evaporator

Proses evaporasi

merupakan proses untuk

menghilangkan atau

mengurangi kadar air yang

bertujuan untuk

meningkatkan konsentrasi

dari suatu bahan makanan

cair, mengurangi volume

dari suatu produk sampai

batas-batas tertentu tanpa

menyebabkan kehilangan

zat-zat yang menggandung gizi. Dengan berkurangnya volume akan meningkatkan efesiensi

penyimpanan dan dapat membantu pengawetan atas dasar berkurangnya jumlah air bebas

yang menjadikan mikroorganisme tidak dapat tumbuh dan berkembang biak. Selain itu

dengan berkurangnya air bebas dapat meningkatkan konsentrasi dari fraksi padatan pada

bahan. Misalnya pengeringan yang dilakukan pada buah kelapa yaitu kopra. Pengurangan

kadar air bebas dilakukan dengan menaikkan temperatur produk sampai titik didih dan

menjaganya untuk beberapa waktu sampai konsentrasi yang diinginkan.

Ada 4 komponen dasar yang dibutuhkan untuk melakukan penguapan :

a.       Sebuah tabung penguapan

b.      Alat pemindah panas

c.       Sebuah kondensor

d.      Sebuah metode untuk menjaga tekanan pada vakum

dalam merencanakan suatu evaporator harus memperhatikan keempat komponen utama

tersebut. Sistem tekanan vakumnya harus dapat mengalirkan gas yang tidak terkondensasi

agar bisa menjaga tekanan vakum yang diinginkan di dalam tabung penguapan.

3. Prinsip kerja evaporasi

Prinsip kerja peralatan evaporator berdasarkan pada penurunan tekanan yang

menyebabkan turunnya titik didih cairan. Efisiensi pompa pada evaporator tergantung pada

derajat kondensi uap dalam kondensor yang mempengaruhi kevakuman alat. Kondensi akan

berlangsung sesuai dengan banyaknya semprotan air yang didinginkan ke bagian puncak dari

kondensornya. Panas yang dibutuhkan untuk penguapan cairan adalah  berasal dari steam.

Steam tersebut mengalami pengembunan (dikondensikan) pada tabung dan bersamaan dengan

itu memberikan panasnya untuk penguapan. Steam yang telah diambil panasnya itu disebut

juga kondensat, kemudian dipindahkan dari dasar calandria dan ditarik melalui kondensor

menuju pompa. Calandria adalah tabung dimana terjadi pergerakan bahan pangan. Bahan cair

yang akan ditingkatkan konsentrasinya akan bersikulasi terus menerus pada alat calandria

dalam upaya untuk memperoleh perpindahan/pergerakan yang maksimal. Sirkulasi yang cepat

akan mengurangi resiko terjadinya pengendapan pada permukaan tabung dan cepat

membebaskan gelembung” uap dari bahan cair selama dalam perjalanan melalui evaporator.

Beberapa peralatan penguapan dapat langsung dipanasi dengan api. Api yang

memanasi dinidng ketel dan secara konduksi akan memanasi bahan yang terletak di dalam

alat penguap. Akan tetapi umumnya evaporator mempergunakan panas tidak langsung dalam

penguapannya.Umumnya medium yang membawa panas adalah uap yang diperoleh dari

boiler atau dari suatu tahapan penguapan dalam alat penguapan. Perputaran bahan cair di

dalam alat penguapan merupakan hal yang penting. Sebab perputaran dapat mempengaruhi

laju pindah panas dan dengan perputaran bahan yang baik akan meningkatkan laju penguapan.

4. Jenis Evaporator

Evaporator ada dua jenis tabung, yaitu evaporator tabung panjang ( Long Tube

Evaporator ) dan evaporator tabung pendek ( Short Tube Evaporator ) :

1. Long tube evaporator

Waktu pembersihan lebih pendek

Efektif untuk memekatkan cairan yang memepunyai kecenderungan untuk berbusa

Efektif untuk menangani material yang sensitif terhadap panas karena evaporator ini

dapat dioperasikan tanpa resirkulasi.

Kapasitasnya besar

Permukaan panas yang lebih besar daripada evaporator yang lainnya

Biaya tinggi

Umumnya membutuhkan resirkulasi pada evaporator falling film

Tidak diperuntukkan untuk garam dan liquid yang dapat menggumpal

Heat transfer tidak efektif pada beda temperatur untuk climbing film evaporator.

2. Short tube evaporator

Relatif lebih murah serta pengoperasian dan pembersihannya lebih mudah.(Ulrich,

1984)

Dapat beroperasi dengan jangkauan konsenterasi yang cukup luas antara umpan dan

cairan pekat dalam satu unit saja.

Cocok untuk evaporasi efek tunggal.

Umumnya dioperasikan dengan sirkulasi alamiah (natural evaporator)

Dapat digunakan untuk larutan yang memebentuk deposit padatan,karena padatan yang

terbentuk dapat dibersihkan secara mekanis.

  Tidak cocok menguapkan larutan dalam masa yang singkat.

Tidak cocok untuk memekatkan zat cair yang peka terhadap panas

Tidak cocok untuk memekatkan larutan yang sangat viskous dan mudah membentuk

busa

Prinsip kerja short tube evaporator

Di dalam evaporator ini terdapat suatu kolam zat cair. Dimana umpan masuk akan

bercampur dengan zat cair di dalam kolam, dan campuran itu lalu dialirkan melalui

tube-tube evaporator.

Zat cair yang tidak menguap dikeluarkan dari tube dan kembali ke kolam,sehingga

hanya sebagian saja dari keseluruhan evaporasi yang berlangsung dalam satu lewatan

  Zat cair yang menguap akan mengisi daerah bagian atas evaporator dan dikeluarkan

melalui pipa uap.

  Sementara cairan pekat dari evaporator dikeluarkan dari kolam melalui pipa cairan

dibagian bawah evaporator.

Sifat-sifat penting dari zat cair yang dievaporasikan:

1.      Konsentrasi

Umpan masuk evaporator cukup encer yaitu mempunyai viskositas < 10cP, sehingga

cocok menggunakan short tube evaporator.

Dimana short tube evaporator cocok untuk fluida dengan viskositas < 10cP.

2.  Pembentukan busa

Cairan yang akan dipekatkan di evaporator ini yaitu H2SO4. H2SO4 ini pada waktu di

evaporasi cenderung tidak membentuk busa, sehingga cocok menggunakan short tube

evaporator.

Dimana short tube evaporator tidak cocok untuk memekatkan larutan yang mudah

memebentuk busa.

  Jika cairan yang diuapkan membentuk busa, maka busa yang stabil akan ikut keluar

evaporator bersama uap dan menyebabkan banyaknya bahan yang ikut terbawa.

3. Kepekaan terhadap suhu

Temperatur operasi yang digunakan yaitu 100oC. Dimana H2SO4 tidak peka terhadap

suhu tersebut, sehingga cocok menggunakan short tube evaporator.

Dimana short tube evaporator tidak cocok untuk memekatkan zat cair yang peka

terhadap panas.

4. Kerak

Larutan yang dipekatkan cenderung membentuk kerak, sehingga cocok menggunakan

short tube evaporator.

  Dimana short tube evaporator cocok untuk larutan yang memebentuk deposit padatan,

karena padatan yang terbentuk dapat dibersihkan secara mekanis.

5. Aplikasi Mesin dalam Agroindustri

Resume jurnal

Judul : “Pembuatan Konsentrat Sari Buah Jeruk dengan Evaporator Vacuum”

Salah satu pengaplikasian evaporator dalam bidang agroindustri adalah pembuatan

konsentrat sari buah jeruk.Jeruk merupakan tanaman yang dapat tumbuh di daerah tropis dan

sub tropisa mulai dari dataran tinggi samapi dataran rendah.Oleh karena itu pada saat panen

raya harga jeruk sangat rendah bahkan banyak buah jeruk yang terbuang percuma.Untuk

mencegah terbuangnya buah jeruk segar pada saat panen raya dilakukan usah pengawetan

dalam bentuk segar dan olahan.Produk olahan jeruk sudah banyak dilakukan diantaranya

adalah sari buah jeruk,konsentrat,jam, jelly,marmalade dan sirup. Salah satu jenis produk

yang berpotensi besar untuk di kembangkan adalah pekatan sari buah jeruk.Produk ini

merupakan produk hasil pengentalan sari buah jeruk hingga mencapai konsistensi sirup

kental. Menurut definisi dari codex Alimentarius (1982),proses pembuatan konsentrat adalah

proses pemindahan air secara fisik,sehingga prosuk mengandung padatan terlarut tidak kurang

dari 20% tanpa penambahan gula.

Bahan yang digunakan untuk pembuatan konsentrat jeruk adalah jeruk siem dari garut

yang di beli langsung dari sentra produksi jeruk di desa sirnajaya,kecamatan semarang

kabupaten garut.Selanjutnya jeruk akan di bawa ke laboratorium AP4 di IPB Bogor untuk di

lakukan tahapan konsentrat. langakah-langkah pembuatan konsentrat diantara nya adalah:

1. Sortasi

Sortasi ini di maksudkan untuk memilih jeruk yang berkualitas bagus dan

menyeragamkan baik dari ukuran maupun bentuk.

2. Pencucian

Pencucian bertujuan untuk menghilangkan kotoran yang melekat pada buah

jeruk,dimana proses pencucian buah jeruk sendiri menggunakan air mengalir.

3. Pemerasan

Untuk mempermudah proses pemerasan jeruk yang telah di cuci dipotong melintang

dan diperas dengan memutar belahan jeruk diatas alat pemeras.

4. Penyaringan

Penyaringan ini bertujuan untuk memisahkan biji dan partikel-partikel yang tidak

diketahui,proses penyaringan ini menggunakan kain asring yang dilipat dua.

5. Evaporasi

Cairan yang telah di saring di uapkan (evaporasi) denagn evaporator vakum pada

tekanan vakum 0,75 kg/cm2, Suhu 40-45oC selama 10,20,30 menit dan tanpa evaporasi

kontrol.

6. Pengemasan

Konsentrat dari cairan saringan sari buah tersebut di kemas dengan menggunakan

gelas jar (botol pido)

Proses evaporasi dilakukan untuk menguapkan sebagian air yang di kadung oleh bahan

pangan.Bahan pangan yang mengalami proses evaporasi akan mengalami perubahan kimia

dan fisik.

Perubahan Fisik

Tabel 1. Pengaruh lama waktu evaporasi terhadap volume,viskositas dan tingkat

pengentalan

Perubahan fisik yang diantaranya meliputi volume,viskositas dan tingkat pengentalan.

Berdasarkan tabel 1 dapat di ketahui bahwa semakin lama waktu evaporasi maka

volume akan semakin berkurang,sedangkan viskositas dan tingkat pengentalan akan

semakin besar. Hal ini disebabkan karena semakin lama proses evaporasi maka

penguapan akan terjadi terus menerus pada bahan pangan sehingga kadar air yang

terkandung pada bahan menurun dan secara otomatis akan menurunkan volume dan

menaikkan viskositas serta tingkat kekentalan.

Perubahan Kimia

Tabel 2. Pengaruh lama evaporasi terhadap kandungan kimia konsentrasi dari sari buah

jeruk siem

Selama proses evaporasi berlangsung terjadi perubahan-perubahan kandungan kimia

yang adapat di lihat pada tabel 2. Dimana semakin lama proses evaporasi maka smakin

besar kandungan total zat padat terlarut,total asam,total gula dan vitamin C serta

PH.Hal ini di karenakan kandungan air dalam buah menurun yang menyebabkan

volume bahan berkurang dan menaikkan konsentrasi total asam,total gula dan total

vitamin C per satuan volume konsentrat.

Tabel 3. Pengaruh lama evaporasi terhadap kandungan kimia per kekentalan

konsentrasi sari buah jeruk siem dan persen retensi vitamin C

Pada Tabel 3 diketahui bahwa volume awal di bandingkan dengan tingkat kekentalan

bahan ternyata konsentrasi total asam,total gula dan vitamin C mengalami

penurunan,hal ini di sebabkan karena tingkat pengentalannya meningkat semakin

tajam,sehingga nilai nya menjadi kecil atau kandungan total asam,total gula dan total

vitamin C jadi kecil. Yang di maksud dengan % retensi vitamin C adalah

perbandingan kadar vitamin C dengan kadar vitamin C mula-mula dikalikan 100% dan

dibandingkan dengan tingkat kekentalan.

Uji Organoleptik

Tabel 4. Pengaruh lama evaporasi terhadap warna,aroma dan rasa sari buah jeruk

Pada uji organoleptik dapat di ketahui bahwa semakin lama waktu evaporasi warnanya

semakin bagus sedangkan aromanya terlalu kuat sehingga kurang di sukai,sementara

rasanya tidak disukai karena agak pahit yang di sebabkan oleh limonin.

Kesimpulan

Waktu evaporasi sari buah jeruk dengan evaporator vacuum selama 20 menit dapat

meningkatkan kesukaan terhadap warna (5,6). Konsentrat mempunyai ratio gula/asam

yang cukup tinggi (12,3),mempunyai kandungan TSS 32,7O Brix,kadar air 2,6 gr air/g

b.k.,dan tingkat kekentalan 3,9 dengan viscositas 75,7 cp.Retensi vitamin C konsentrat

adalah lebih besar dari 75% (77,8).Rasa konsentrat yang di hasilkan agak pahit.

6. Contoh Pabrik yang Menggunakann Evaporator

Beberapa Pabrik/ Industri yang menggunakan evaporator , antara lain (Literatur Laporan PKL) :

1. Nama Pabrik : PG Gula Krebet Baru Malang

Pabrik ini menggunakan Evaporator jenis Pre Evaporator .

Sumber : Wilutomo, A. 2010. Laporan Kerja Lapang. Kselamatan dan Kesehatan Kerja

Karyawan PG. Gula Krebet Baru Malang. Teknologi Industri Pertanian Universitas

Brawijaya.

2. Nama Pabrik : PG. Madukismo, Yoyakarta.

Pabrik ini menggunakan Evaporator jenis Multiple Effect Evaporator

Sumber :

1. Yuniarti, E. 2012. Laporan Praktik Kerja Lapang. Perencanaan Produksi Pada Proses

Produksi ula di PG Madukismo, Yogyakarta. Teknologi Industri Pertanian Universitas

Brawijaya.

2. Hardani, A.A. 2012. Laporan Praktek Kerja Lapang. Pengendaliaan Kualitas Pada Proses

Produksi Gula di PG. Madukismo, yogyakata. Teknologi Industri Pertanian Universitas

Brawijaya.

3. Nama Pabrik : PG. Gempolkrep

Pabrik ini menggunakan Evaporator jenis 1 buah Falling Film Evaporator (FFPE) dan 6 buah

Evaporator Robert

Sumber : Prasetyo, G. 2007. Laporan PKL. Neraca Massa pada Proses Pemurnian NIra

Mentah di pabrik Gempolrep. Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya.

4. PG Gondang Baru Klaten

Pabrik ini menggunakan Evaporator jenis Quadraple Effect Evaporator

Sumber : Setiaji. 2007. Laporan Praktek Kerja Lapang. Neraca Massa dan Neraca

Panas Pada Evaporator Dalam Proses Penguapan Nira di PG. Gondang Baru Klaten.

Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya.

5.

Pabrik Gula Pesantren Baru Kediri

Pabrik ini menggunakan Evaporator jenis Multiple Effect Evaporator

Sumber : Fauzi, M.D. 2007. Laporan PKL Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) Di PT

Perkebunan Nusantara X (Persero) Pabrik Gula Pesantren Baru Kediri

Daftar Pustaka

Fauzi, M.D. 2007. Laporan PKL Keselamatan dan Kesehatan Kerja (K3) Di PT Perkebunan

Nusantara X (Persero) Pabrik Gula Pesantren Baru Kediri. Malang : Universitas

Brawijaya.

Hardani, A.A. 2012. Laporan Praktek Kerja Lapang. Pengendaliaan Kualitas Pada Proses

Produksi Gula di PG. Madukismo, Yogyakata. Malang : Universitas Brawijaya.

Prasetyo, G. 2007. Laporan PKL. Neraca Massa pada Proses Pemurnian Nira Mentah di

pabrik Gempolrep. Malang : Universitas Brawijaya.

Setiaji. 2007. Laporan Praktek Kerja Lapang. Neraca Massa dan Neraca Panas Pada

Evaporator Dalam Proses Penguapan Nira di PG. Gondang Baru Klaten. Malang :

Universitas Brawijaya.

Sunarmani dan Soedibyo. 1992. Pembuatan Konsentrat Sari Buah Jeruk Dengan Evaporator

Vacum. Jurnal Hortokultura. Nomer 2. Hal : 67 – 71.

Wilutomo, A. 2010. Laporan Kerja Lapang. Keselamatan dan Kesehatan Kerja Karyawan PG.

Gula Krebet Baru Malang. Malang : Universitas Brawijaya.

Yuniarti, E. 2012. Laporan Praktik Kerja Lapang. Perencanaan Produksi Pada Proses

Produksi Gula di PG Madukismo, Yogyakarta. Malang : Universitas Brawijaya.