Evaporator

EVAPORATOR

Pengantar

Purpose

            Contoh umum evaporator adalah konsentrasi larutan gula, natrium klorida, natrium hidroksida, gliserol, lem, susu, dan jus jeruk. Dalam kasus ini larutan pekat merupakan produk yang diinginkan dan air evaporatored biasanya dibuang. Dalam beberapa kasus, air, yang memiliki sejumlah kecil mineral, yang evaporatored untuk memberikan air solifs bebas yang digunakan sebagai umpan boiler, untuk proses kimia khusus, atau untuk tujuan lain. Proses penguapan air laut menguap untuk menyediakan air minum telah dikembangkan dan digunakan. Dalam beberapa kasus, tujuan utama dari penguapan adalah untuk berkonsentrasi solusi sehingga pada pendinginan, kristal garam akan membentuk dan dipisahkan. Proses penguapan khusus, kristalisasi disebut, dibahas dalam Bab 12.
Video alat-alat kimia dapat di lihat di link berikut : https://www.youtube.com/watch?v=vhOpIrUjdw0

            Faktor-faktor pemprosesan

Ada beberapa faktor pemprosesan dan beberapa sifat yang memepengaruhi metodologi pemprosesannya :

1.      Kelarutan

Jika larutan dipanaskan dan konsentrasinya meningkat batasan solubilitas dari bahan didalam larutan menajadi berlebih dan kemungkinan terjadi bentuk kristal .

2.      Konsentrasi di dalam cairan

Biasnaya , umpan cair yang masuk ke dalam evaporator adalah encer, sehingga viskositasnya rendah dan diperoleh koefisien perpindahan panas yang tinggi.

Sejalan dengan terjadinya evaporasi, larutan menjadi pekat dan kental, menyebabkan koefisien perpindahan panas menjadi turun, biasanya hal ini disebabkan karena material penyusutan bisa bergerak lebih bebas. Perlu ditambahkan adanya pengadukan turbulen supaya mencegah koefsien yang lebih rendah.

3.      Selektivitas suhu dari bahan

Banyak bahan terutama makanan bahan biologi lainnya, sensitif terhadap suhu dan terdegradasi pada suhu tinggi (Setelah proses pemanasan yang lama jlh atau laju degradasi adalah fungsi daripada suhu dan juga waktu

Contoh : pada produk makanan

·         Pembuatan susu bubuk

·         Pembuatan coklat

·         Nutrisari

·         Dll

4.      Pembusaan

Biasanya terjadi pada skim milk, larutan metilacid (as.lemak) yang membentuk busa slama proses pendidikan foam ini menemani uap keluar dari evaporator.

5.      Tekanan dan suhu

Titik didih dari larutan berhubungan dengan tekanan dari sistem semakin tinggi tekanan evaporasi dari operasi, maka semakin tinggi pula suhu pendidihan. Semakin tinggi konsentrasi dari larutan bahan terlarut oleh evaporasi maka suhu , titik didih semakin meningkat. Fenomena ini disebut dengan kenaikan titik didih (boiling point)

6.      Sceall deposition dan bahan konstruksi

Beberapa larutan meninggalkan bahan padatan yang disebut dengan sceall pada permukaan pemanas. Hal ini bisa dibentuk oleh dekomposisi atau penguraian menurunnya solibilitas. Hasilnya akan menyebabkan koefisien everroad perpindahan panas menurun dan evaporator harus dibersihkan.

Jenis umum evaporator

Jenis peralatan yang digunakan tergantung primarly pada konfigurasi permukaan perpindahan panas dan pada cara yang digunakan untuk memberikan agitasi atau sirkulasi cairan. Jenis umum dibahas di bawah ini.

1.      Buka ketel atau panci

Bentuk paling sederhana dari evaporator terdiri dari panci terbuka atau ketel di mana cairan mendidih. Panas disuplai oleh kondensasi uap dalam jaket atau dalam gulungan direndam dalam cairan. Dalam beberapa kasus ketel langsung dipecat. Evaporator ini murah dan mudah dioperasikan, tetapi ekonomi panas miskin. Dalam beberapa kasus, dayung atau pencakar untuk agitasi digunakan.

2.      Horizontal-tabung evaporator sirkulasi alamiah

Horizontal-tabung evaporator sirkulasi alamiah ditunjukkan pada Gambar 8.2.1a. Berkas horizontal pemanas tabung mirip dengan bundel tabung dalam penukar panas. Uap masuk ke dalam tabung, di mana mengembun. Mengembun uap daun di ujung tabung. The mendidih larutan cair meliputi tabung. Uap meninggalkan permukaan cairan, sering pergi melalui beberapa perangkat dentraining seperti penyekat untuk mencegah carryover dari droples cair, dan daun keluar atas.

3.      Vertikal evaporator sirkulasi alamiah

Tidak bagus untuk cairan kental (non viscosity) , sering disebut cup evaporator, jenis ini sering digunakan untuk gula, garam , dll.Len=bih sering digunakan

4.      tabung panjang jenis vertikal evaporator

vertikal tubenya lebih panjang, kecepatan cairan tinggi yang diinginkan, oleh karena itu digunakan, cairan berada di dalam tube, panjangnya 3-10 m, membentuk gelembung uap di dalam tube menyebabkan gerakan pemompaan sehingga terjadi kecepatan cairan yang lebih tinggi, secara umum, liquid sekali melewati tube lalu turun lalu evaporator keatas dan concentrate turun ke bawah. Pada jenis ini waktu kontak sedikit, karena tdak di sirkulasi lagi , jenis –jenis ini digunakan untuk milk condensasi.

5.      Falling film evaporator

Pemisahan uap dan cair mengambil tempat bagian panah. Jenis ini digunakan untuk benda tahan terhadap panas .

6.      Dipaksa sirkulasi jenis evaporator

Koefisien perpindahan panas cairan dapat meningkatkan pemompaan karena untuk sirkulasi terhadap cairan. Satu gerakan alami dan gerakan pemompaan anatara garis keluar produk dan garis masuk umpan utk dis sirkulasi  umpannya. Vertikal tubenya lebih pendek daripada  yang sebelumnya. Jenis ini untuk cairan kental.

7.      Pengadukan film evaporator

Resintesis yang pertama adalah liquid. Salah satu cara untuk meningkatkannya dengan agitasi mekanikal (pengadukan mekanis). Folling film termodifikasi. Ada pengaduk internal. Masuk dari atas lalu kesebar kebawah karena ada pengaduk lalu lebih mudah ketemu dan uap ke luar dari separu yang ada diatas. Bahan yang digunakan untuk yang lebih kental, dikarenakan koefisien pemindahan panasnya lebih besar, dri no 6 . Untuk gerak, glatin, antibiotik, food juice, Mahal dan kapasitasnya kecil.

8.      Open pan denganteknologi sinar matahari

Proses yang sangat tua tapi masih belum, digunakan adalah penguapan surya dalam panci terbuka. Air garam dimasukkan ke dalam panci terbuka dangkal atau lembah dan dibiarkan menguap perlahan-lahan di bawah sinar matahari mengkristal garam

Metode operasi dari evaporator

1.      Evaporasi efek tunggal

Evaporator efek tunggal sering digunakan saat kapasitas yang diperlukan operasi relatif kecil dan / atau biaya uap relatif murah dibandingkan dengan biaya evaporator. Namun, untuk operasi besar kapasitas, menggunakan lebih dari pada efek nyata akan mengurangi biaya steam

2.      Evaporator efek umpan masuk maju

3.      Evaporator efek umpan masuk mundur

4.      Evaporator efek pararel beberapa umpan

Secara keseluruhan koefisien perpindahan panas di evaporator

Untuk evaporator paksa sirkulasi h koefisien dalam tabung dapat didasarkan jika ada sedikit atau tidak ada penguapan di dalam tabung. Kepala hidrostatik cairan dalam tabung mencegah sebagian mendidih dalam tabung. Kepala hidrostatik cairan dalam nilai cairan dalam tabung dapat digunakan.

Untuk panjang tabung vertival evaporator sirkulasi alami koefisien perpindahan panas lebih sulit untuk memprediksi, karena ada zona nonboiling di bawah tabung dan zona mendidih di atas. Panjang zona nonboiling tergantung pada perpindahan panas dalam dua zona dan penurunan tekanan di zona mendidih dua fase. Film perpindahan panas

Untuk evaporator tabung pendek vertikal koefisien perpindahan panas dapat diperkirakan dengan menggunakan metode yang sama seperti untuk tabung vertikal evaporator sirkulasi alamiah panjang. Tabung evaporator horisontal memiliki koefisien perpindahan panas dari urutan yang sama besarnya sebagai evaporator tabung pendek vertikal.

Metode perhitungan evaporator efek tunggal

1.        Panas dan material saldo untuk evaporator

Dasar persamaan untuk memecahkan untuk kapasitas evaporator efek tunggal adalah eq. (8.2.1) yang dapat ditulis sebagai

   

Data entalpi-konsentrasi ini tersedia hanya beberapa zat dalam larutan. Oleh karena itu, beberapa perkiraan yang dibuat dalam rangka untuk membuat keseimbangan panas. Ini adalah sebagai berikut.

a.      Hal ini dapat ditunjukkan sebagai pendekatan bahwa panas laten penguapan 1 kg massa air dari larutan berair dapat diperoleh dari tabel uap menggunakan suhu untuk air murni pada P1

b.      Jika kapasitas panas dari pakan cair dan cpl produk diketahui, mereka dapat digunakan untuk menghitung entalpi.

2.       Pengaruh Variabel Pengolahan pada Operasi Evaporator

a.       Effect of feed temperature

The inlet temperature of the feed has a large effect on the operation of the evaporator .

b.      Pengaruh tekanan

Ini mengatur titik didih larutan pada 373,2 K dan memberikan penggunaan ΔTfor dalam persamaan.

c.       Pengaruh tekanan steam

Menggunakan tekanan yang lebih tinggi, uap jenuh meningkatkan AT, yang menurunkan ukuran dan biaya evaporator. Namun, steam tekanan tinggi lebih mahal dan juga sering lebih berharga sebagai sumber daya di tempat lain. Oleh karena itu, saldo ekonomi secara keseluruhan benar-benar untuk menentukan tekanan uap optimal.

3.       Titik Didih Munculnya Solusi

Pada sebagian besar kasus penguapan solusi bukan solusi encer seperti yang dipertimbangkan dalam contoh 841. Dalam kebanyakan kasus, sifat termal dari solusi yang menguap mungkin jauh berbeda dengan air. Konsentrasi solusi yang cukup tinggi sehingga kapasitas panas dan titik didih yang cukup berbeda dari air.

4.       Grafik entalpi-konsentrasi solusi

Jika panas solusi dari solusi equeous yang terkonsentrasi di evaporator besar mengabaikan hal itu dapat menyebabkan kesalahan dalam saldo panas. Fenomena ini panas-of-solusi dapat dijelaskan sebagai berikut.

Kondensor untuk Evaporator

1.      Pengantar

Ini uap harus dikondensasikan dan dibuang sebagai cair pada tekanan atmosfer. Hal ini dilakukan dengan cara mengembunkan uap menggunakan air pendingin.

2.      Kondensor Permukaan

Permukaan kondensor bekerja di mana pencampuran sebenarnya dari kondensat dengan kondensor air pendingin tidak diinginkan. Secara umum, mereka adalah shell and tube kondensor dengan uap pada sisi shell dan air pendingin dalam aliran multipass di sisi tabung.

3.      Kondensor Kontak Langsung

Dalam kontak kondensor air pendingin langsung langsung kontak uap dan kondensor uap. Uap memasuki kondensor dan dikondensasikan oleh kenaikan terhadap resiko atas mandi tetesan air pendingin. Kondensor ini terletak di atas pipa ekor debit panjang.

Bahan-bahan

1.      Pendahuluan dan Sifat Bahan Biologis

Penguapan dari banyak bahan biologis sering berbeda dari penguapan bahan anorganik seperti NaCl dan NaOH dan bahan organik seperti etanol dan asam asetat. Bahan biologis seperti obat-obatan, susu, jus jeruk, dan materi tersuspensi dalam larutan.

Jenis Khas peralatan yang digunakan dan beberapa bahan biologis diproses diberikan di bawah ini.

o   Evaporator vertikal tabung panjang. Susu kental

o   Falling film evaporator. jus buah

o   Gelisah Film evaporator. Karet lateks, gelatin, antibiotik, jus buah

o   Panas pompa siklus evaporator. Jus buah, susu, obat-obatan

2.      Jus Buah

Dalam penguapan jus buah seperti jus jeruk masalah sangat berbeda dari penguapan garam khas seperti NaCl.

Untuk mengurangi kecenderungan untuk sakit dan mengurangi waktu tinggal, tingginya tingkat sirkulasi di atas permukaan perpindahan panas yang diperlukan. Karena bahan yang panas sensitif, operasi temperatur rendah juga diperlukan. Oleh karena itu, jus buah tanaman konsentrasi biasanya employes sebuah unit penguapan tunggal dan beberapa tidak. Untuk mengatasi hal ini, sebagian dari jus segar lembek by pass siklus penguapan dan dicampur dengan konsentrat menguap.

3.      Solusi Gula

Gula diperoleh terutama dari tebu dan gula bit. Gula cenderung caramelize jika disimpan pada suhu tinggi untuk waktu yang lama.

4.      Kertas Pulp Minuman keras Limbah

Dalam pembuatan bubur kertas dalam proses sulfat, kayu chip dicerna atau dimasak dan menghabiskan lindi hitam diperoleh setelah mencuci pulp. Solusi ini mengandung terutama natrium karbonat dan senyawa sulfida organik.

Share this post