199788061 Laporan Falling Film Evaporator

  • Published on
    10-Oct-2015

  • View
    78

  • Download
    3

Embed Size (px)

Transcript

<p>BAB I</p> <p>PENDAHULUAN</p> <p>1.1 Latar BelakangFalling Film Evaporator adalah suatu jenis alat untuk meningkatkan konsentrasi suatu larutan dengan mekanisme evaporasi. Alat ini telah lama digunakan misalnya pada produksi pupuk organik, proses desalinasi, industri kertas, dan bubur kertas, industri bahan pangan dan bahan biologi, dan lain-lain. Peningkatan konsentrasinya dilakukan dengan penguapan pelarutnya yang umumnya air. Proses ini ini sering digunakan untuk penguapan larutan kental, larutan sensitif terhadap panas, larutan yang mudah terdekomposisi, dan penguapan perbedaan temperatur rendah.Falling film evaporator memiliki waktu tertahan yang pendek, dan menggunakan gravitasi untuk mengalirkan liquida yang melalui pipa. Pada saat sekarang ini falling film evaporator sangat meningkat penggunaanya di dalam proses industri kimia untuk memekatkan fluida terutama fluida yang sensitive terhadap panas (misalnya sari buah dan susu), karena waktu tertahan pendek cairan tidak mengalami pemanasan berlebih selama mengalir melalui evaporator.1.2 Tujuan</p> <p>Adapun tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut:</p> <p>1) Mengoperasikan peralatan Falling Film Evaporator pemanasan langsung2) Memilih temperatur dan tekanan optimum untuk umpan tertentu.3) Menghitung koefisien perpindahan panas pada FFE / kalandria.4) Menghitung efisiensi penggunaan kukus (steam) sebagai sumber panas.5) Menghitung steam ekonomi.BAB II</p> <p>TINJAUAN PUSTAKA</p> <p>Laju perpindahan panas pada falling film evaporator dapat dinaikkan dengan menurunkan suhu permukaan liquida yaitu dengan cara penghembusan udara panas sehingga tekanan parsial uap akan turun. Hal ini menggantikan prinsip evaporasi secara vakum yang memungkinkan penguapan pada suhu rendah.Prinsip falling film evaporator adalah mengatur agar seluruh permukaan evaporator terbasahi secara continue, dan film yang dihasilkan mempunyai ketebalan yang seragam. Sehingga distributor umpan yang akan dipakai harus didesain secara tepat. Berbagai cara distribusi umpan, dibuat untuk menjamin keseragaman tebal film, antara lain memakai distributor tipe overflow weir, peletakan evaporator harus benar-benar tegak.Proses penguapan di dalam FFEUmpan dimasukkan melalui bagian atas kolom secara gravitasional. Jika vakum tidak dioperasikan turun dan membasahi dinding bagian dalam kolom dan dining-dinding bagian luar tabung-tabung penukar panas dan dalam kolom sebagian lapisan tipis (film), maka panas yang diberikan oleh medium pemanas di dalam penukar panas akan dipakai untuk memanaskan larutan mencapai titik didihnya. Penguapan pelarut membawa temperatur uap dari titik temperatur di atasnya, sehinggga di dalam kolom evaporator akan terdapat campuran antara larutan pada temperatur penguapan pelarut atau sedikit lebih tinggi atau rendah dari uap pelarut. Karena temperatur pada tangki pemisah dan pendingin (kondensor) lebih rendah daripada temperatur pada bagian bawah kolom maka sistem pada bagian kolom tersebut akan mengalami evakuasi yang dalam arti sebenarnya terjadi penurunan tekanan sehingga kondisi seperti vakum terjadi oleh karena campuran tersebut akan terhisap menuju tangki pemisah dimana bagian campuran yang berupa larutan produk yang lebih berat dan pekat turun menuju tangki pengumpul produk, sehingga uap pelarut menuju kondensor dikondensasikan dan turun menuju tangki destilat.Pada sistem dimana kondisi vakum dioperasikan oleh pompa vakum proses akan berlangsung serupa, tetapi titik didih yang dicapai akan lebih rendah dari pada kondisi atmosfer. Selain itu, kemungkinan aliran balik karena pembentukan uap pelarut dan tekanan parsial yang dikandungnya lebih kecil.Alat ini diklasifikasikan dalam kelas long tube vertical evaporator (LTVE) bersama-sama dengan Climbing film evaporator (CFE). Sedangkan berdasarkan tipe pemanasan dapat diklasifikasikan ke dalam sistem pemanasan dipisahkan oleh dinding pertukaran panas, yaitu jenis kolom calandria shell and tube. FFE memiliki effektivitas yang baik untuk :1) Pengentalan larutan-larutan yang jernih </p> <p>2) Pengentalan larutan-larutan yang korosif</p> <p>3) Beban penguapan yang tinggi</p> <p>4) Temperatur operasi yang rendah</p> <p>Kinerja suatu suatu evaporator ditentukan oleh beberapa faktor lainnya :</p> <p>1) Konsumsi uap </p> <p>2) Steam ekonomi</p> <p>3) Kadar kepekatan </p> <p>4) Persentasi produk</p> <p>Proses penguapan berlangsung pada kalandria shell and tube. Di dalam kalandria tersebut terdapat tabung berjumlah tiga, umpan masuk didistribusi ke masing-masing tube kemudian membentuk lapisan tipis pada selimut bagian dalam tube. Sementara pemanas berada di luar tube, bahan umpan yang turun secara gravitasi menyerap panas maka terjadi penguapan pelarut sehingga keluar dari kalandria terdiri dari dua fasa (fasa uap pelarut dan larutan pekat) kemudian dipisahakan di evaporator. 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). Berikut ini skematik falling film evaporator secara umum.</p> <p>Gambar 1. FFE</p> <p>Keuntungan yang lebih dari falling film evaporator ialah sangat terbatasnya waktu tinggal dari liquid. Waktu tinggal di dalam tube terhitung dalam satuan detik, membuatnya ideal juga untuk produk-produk yang sensitif akan poanas seperti susu, sari buah, obat-obatan dan lain sebagainya. Berrikut adalah contoh aplikasi falling film evaporatorpada industri susu.</p> <p>Gambar 2. FFE di industri susu</p> <p>Pada dasarnya evaporator adalah alat dimana pertukaran panas terjadi. Laju perpindahan panas dinyatakan dalam persamaan umum :</p> <p>Q = U A dT</p> <p>dengan U = koefisien keseluruhan perpindahan panas dalam sistem.</p> <p>Berikut ini ialah skematik dari falling film evaporator yang ada di Laboratorium Pilot Plant Jurusan Teknik Kimia Polban.Gambar 3. FFE di Laboratorium Pilot Plant Jurusan Teknik Kimia PolbanBAB IIIMETODOLOGI</p> <p>3.1 Alat dan Bahan3.1.1 Alat</p> <p>Alat yang digunakan adalah sebagai berikut:No.Nama AlatSpesifikasiJumlah</p> <p>1.Seperangkat alat FFE-1</p> <p>2.Timbangan-1</p> <p>3.Ember-5</p> <p>4.Stopwatch-1</p> <p>5.Termometer-1</p> <p>6.Sepasang sarung tangan karet-2</p> <p>7.Selang--</p> <p>Tabel 3.1 Alat yang digunakan</p> <p>3.1.2 Bahan</p> <p>Bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:</p> <p>No.Nama BahanSpesifikasiJumlah</p> <p>1.Air kran--</p> <p>2.Pewarna Merah Muda--</p> <p>Tabel 3.2 Bahan yang digunakan3.2 Prosedur Kerja</p> <p>BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Hasil1) Kalibrasi laju alir (t=30 s)Laju feed (L/h)Kalibrasi I (Kg)Kalibrasi II (kg)Waktu (detik)Laju alir I (kg/h)Laju alir II (kg/h)Laju alir Rata-rata</p> <p>1002,162,2230259,2266,4262,8</p> <p>1502,722,6030326,4312319,2</p> <p>2003,13,1230372374,4373,2</p> <p>2503,443,5830412,8429,6421,2</p> <p>30043,9430480472,8476,4</p> <p>Tabel 4.1 (1) Kalibrasi Laju Alir</p> <p>2) Data PercobaanP (bar)Q (L/h)Ms (kg)m2 (kg)T7 (T11 (</p> <p>0,251000,022,5232,996</p> <p>1500,143,7835,297</p> <p>2000,684,935,988</p> <p>2500,545,6437,885</p> <p>3000,526,539,880</p> <p>0,51000,483,3242,998</p> <p>1500,523,9046,598</p> <p>2000,564,6446,691</p> <p>2500,605,6646,794</p> <p>3000,546,5444,185</p> <p>0,751000,503,3242,298</p> <p>1500,603,7841,898</p> <p>2000,624,7442,597</p> <p>2500,645,5442,895</p> <p>3000,706,5042,991</p> <p>1,001000,503,1040,399</p> <p>1500,524,1037,594</p> <p>2000,544,5838,690</p> <p>2500,585,440,192</p> <p>3000,586,541,685</p> <p>1,251000,463,3241,296</p> <p>1500,543,8240,398</p> <p>2000,624,7440,696</p> <p>2500,585,643585</p> <p>3000,626,6233,678</p> <p>Tabel 4.1 (2) Data percobaan3) Pengolahan DataP (bar)Q (L/h)m1 (kg/h)Ms (kg)ms (kg/h)m2 (kg)m2 (kg/h)m3 (kg/h)T7(oC)T11 (oC)</p> <p>0,25100262,80,021,22,52151,2111,632,996</p> <p>150319,20,148,43,78226,892,435,297</p> <p>200373,20,6840,84,929479,235,988</p> <p>250421,20,5432,45,64338,482,837,885</p> <p>300476,40,5231,26,539086,439,880</p> <p>0,5100262,80,4828,83,32199,263,642,998</p> <p>150319,20,5231,23,923485,246,598</p> <p>200373,20,5633,64,64278,494,846,691</p> <p>250421,20,6365,66339,681,646,794</p> <p>300476,40,5432,46,54392,48444,185</p> <p>0,75100262,80,5303,32199,263,642,298</p> <p>150319,20,6363,78226,892,441,898</p> <p>200373,20,6237,24,74284,488,842,597</p> <p>250421,20,6438,45,54332,488,842,895</p> <p>300476,40,7426,539086,442,991</p> <p>1100262,80,5303,118676,840,399</p> <p>150319,20,5231,24,124673,237,594</p> <p>200373,20,5432,44,58274,898,438,690</p> <p>250421,20,5834,85,432497,240,192</p> <p>300476,40,5834,86,539086,441,685</p> <p>1,25100262,80,4627,63,32199,263,641,296</p> <p>150319,20,5432,43,82229,29040,398</p> <p>200373,20,6237,24,74284,488,840,696</p> <p>250421,20,5834,85,64338,482,83585</p> <p>300476,40,6237,26,62397,279,233,678</p> <p>P (bar)Cp (T11) KJ/kg KHv (T11)HL (T11)Hv (P)HL (P)Qfeed (KJ/h)Qsteam (KJ/h)Efisiensi</p> <p>0,254,1812669402,22685,2444,3322307,072689,0811985,775</p> <p>4,1812671406,452685,2444,3291721,1718823,561549,7662</p> <p>4,1812656368,52685,2444,3262464,1991428,72287,06974</p> <p>4,1812651,5355,92685,2444,3273196,6472605,16376,27716</p> <p>4,1812643334,92685,2444,3279491,3469916,08399,75259</p> <p>0,54,1812673410,72693,4467,1204424,3364117,44318,82797</p> <p>4,1812673410,72693,4467,1261478,5869460,56376,4418</p> <p>4,1812660,5381,22693,4467,1285357,1474803,68381,47474</p> <p>4,1812666393,82693,4467,1268708,5880146,8335,2705</p> <p>4,1812651,5355,92693,4467,1274296,1872132,12380,26912</p> <p>0,754,1812673410,72700,25486,95205193,4766399309,03096</p> <p>4,1812673410,72700,25486,95284039,6579678,8356,48083</p> <p>4,1812671406,452700,25486,95286131,0782334,76347,5216</p> <p>4,1812667,53982700,25486,95293457,7484990,72345,2821</p> <p>4,1812660,5381,22700,25486,95292738,4792958,6314,91273</p> <p>14,1812674,5414,92706,3504,7238034,8966048360,39682</p> <p>4,1812666393,82706,3504,7241728,5468689,92351,91268</p> <p>4,18126593772706,3504,7304750,7571331,84427,22962</p> <p>4,1812662385,42706,3504,7312683,3576615,68408,11927</p> <p>4,1812651,5355,92706,3504,7284785,1976615,68371,70615</p> <p>1,254,1812669402,22710,6517,6204380,9060526,8337,67009</p> <p>4,1812673410,72710,6517,6280611,9971053,2394,93223</p> <p>4,1812669402,22710,6517,6287735,1981579,6352,70483</p> <p>4,1812651,5355,92710,6517,6278127,5476316,4364,44007</p> <p>4,1812639326,42710,6517,6271595,1081579,6332,92036</p> <p>P (bar)A (m2)ThiThodelta T1delta T2delta TmUSE</p> <p>0,251105,95105,9573,059,9531,6584,9693,00</p> <p>1105,95105,9570,758,9529,89629,7411,00</p> <p>1105,95105,9570,0517,9538,262389,461,94</p> <p>1105,95105,9568,1520,9540,011814,472,56</p> <p>1105,95105,9566,1525,9542,961627,472,77</p> <p>0,51111,4111,468,513,433,771898,602,21</p> <p>1111,4111,464,913,432,642127,782,73</p> <p>1111,4111,464,820,438,421947,202,82</p> <p>1111,4111,464,717,436,022225,292,27</p> <p>1111,4111,467,326,443,711650,392,59</p> <p>0,751115,75115,7573,5517,7539,251691,602,12</p> <p>1115,75115,7573,9517,7539,382023,172,57</p> <p>1115,75115,7573,2518,7539,992058,652,39</p> <p>1115,75115,7572,9520,7541,522046,992,31</p> <p>1115,75115,7572,8524,7544,552086,402,06</p> <p>11120,2120,279,921,244,241492,862,56</p> <p>1120,2120,282,726,249,151397,462,35</p> <p>1120,2120,281,630,251,711379,433,04</p> <p>1120,2120,280,128,249,711541,102,79</p> <p>1120,2120,278,635,254,031418,142,48</p> <p>1,251123,3123,382,127,349,771216,122,30</p> <p>1123,3123,38325,348,571462,982,78</p> <p>1123,3123,382,727,349,981632,082,39</p> <p>1123,3123,388,338,359,861274,932,38</p> <p>1123,3123,389,745,364,991255,232,13</p> <p>4.2 Pembahasan</p> <p>1) Rizky Sukmariyansyah (111411026)2) Teguh Taufiqurohim (111411027)3) Ugi Muhammad Apriyanto (111411028)4) Wina Septianawati (111411029)5) Wina Puspita Asih (111411030)BAB V</p> <p>PENUTUP</p> <p>5.1 Kesimpulan</p> <p>Adapun kesimpulan dari praktikum ini adalah sebagai berikut:</p> <p>1) Aa</p> <p>2) Aa</p> <p>3) Aa</p> <p>4) aa</p> <p>5) Aa</p> <p>DAFTAR PUSTAKA</p> <p>Tim penyusun jobsheet praktikum Pilot Plant. 2013. Falling Film Evaporator. Bandung: Jurusan Teknik Kimia, Polban EMBED Visio.Drawing.11 </p> <p>Setting tekanan pada 0.25 bar dan laju alir proses pada 100, 150, 200, 250, dan 300 L/jam.</p> <p>Melakukan kalibrasi laju alir umpan pada 100, 150, 200, 250, 300 L/jam dan dilakukan secara duplo</p> <p>Membuka aliran steam, aliran pendingin dan aliran udara tekan.</p> <p>Lakukan pengukuran terhadap laju alir massa distilat, steam, dan suhu umpan dan suhu steam pada setiap laju alir.</p> <p>Mengisi tabung umpan dengan air yang diberi warna setelah itu nyalakan alat dengan memutar saklar utama dan tombol pompa.</p> <p>Setelah dilakukan pengukuran pada tekanan 0.25 bar, lakukan langkah-langkah sebelumnya untuk tekanan yang berbeda, pada 0.50, 0.75, 1, dan 1,25 bar.</p> <p>_1450452367.vsdT7</p> <p>m1</p> <p>T1</p> <p>ms</p> <p>T8</p> <p>kondensat</p> <p>T6</p> <p>T10</p> <p>T11</p> <p>m2</p> <p>m3</p> <p>T12</p> <p>T14</p> <p>md</p> <p>Tangki umpan</p> <p>FFE</p> <p>kondensor</p> <p>tangki pengumpul distilat</p> <p>tangki produk</p>