MULTI EFFECT EVAPORATOR

PENDAHULUAN

1.1.    Latar Belakang Permasalahan

               Evaporator adalah sebuah alat yang berfungsi mengubah sebagian atau keseluruhan sebuah pelarut dari sebuah larutan dari bentuk cair menjadi uap. Ada beberapa macam-macam dari evaporator, sesuai dengan tujuan penggunaannya dan bentuknyapun berbeda-beda.

Evaporator Efek multi adalah peralatan dimana uap dari sumber luar dikondensasikan dalam elemen pemanas efek pertama. Suhu mendidih di mana efek pertama beroperasi cukup tinggi sehingga air menguap dapat berfungsi sebagai media pemanas untuk efek kedua. Uap tersebut sehingga terbentuk kemudian dikirim ke kondensor jika itu adalah evaporator efek ganda. Umpan untuk evaporator jenis multi-efek ini umumnya ditransfer dari satu efek yang lain. Hal ini menyebabkan konsentrasi produk utama untuk mencapai hanya dalam efek salah satu evaporator.

1.2.    Rumusan Masalah

Berdasarkan pada latar belakang yang diuraikan tersebut,permasalahan yang harus dipecahkan dalam makalah ini adalah :

1.         Bagaimana cara kerja dari Multi Effet Evaporator?

2.         Apa yang dimaksud dengan Multi Effet Evaporator?

3.         Apa itu Evaporator dan Multi Effet Evaporator?

1.3.    Tujuan Masalah

1.         Untuk mengenal dan dapat memahami Multi Effet Evaporator.

2.         Untuk mengetahui kegunaan Multi Effet Evaporator.

3.         Untuk memahami Multi Effet Evaporator.

A.      PENGERTIAN EVAPORATOR

Evaporator adalah sebuah alat yang berfungsi mengubah sebagian atau keseluruhan sebuah pelarut dari sebuah larutan dari bentuk cair menjadi uap. Ada beberapa macam-macam dari evaporator, sesuai dengan tujuan penggunaannya dan bentuknyapun berbeda-beda. Hal tersebut disebabkan karena tergatung dari jumlah atau volume zat cair yang ingin diuapkan, bisa juga tergantung pada kepekatan zat cair tersebut. Evaporator mempunyai dua prinsip dasar yaitu untuk menukar panas dan untuk memisahkan uap yang terbentuk dari cairan.

Prinsip Kerja Evaporator

·         Pemekatan larutan didasarkan pada perbedaan titik didih yang sangat besar antara zat-zatnya.

·         Titik didih cairan murni dipengaruhi oleh tekanan.

·         Dijalankan pada suhu yang lebih rendah dari titik didih normal.

·         Titik didih cairan yang mengandung zat tidak mudah menguap (misalnya: gula) akan tergantung tekanan dan kadar zat tersebut.

·         Beda titik didih larutan dan titik didih cairan murni disebut Kenaikan titik didih 

·         Harus dipanaskan ke suhu yang lebih tinggi yang ada diefek awal.

Jenis Evaporator

1.      Evaporator Efek Tunggal (single effect)

Yang dimaksud dengan single effect adalah bahwa produk hanya melalui satu buah ruang penguapan dan panas diberikan oleh satu luas permukaan pindah panas.

2.      Evaporator Efek Ganda

Di dalam proses penguapan bahan dapat digunakan dua, tiga, empat atau lebih dalam sekali proses, inilah yang disebut dengan evaporator efek majemuk. Penggunaan evaporator efek majemuk berprinsip pada penggunaan uap yang dihasilkan dari evaporator sebelumnya.

Tujuan penggunaan evaporator efek majemuk adalah untuk menghemat panas secara keseluruhan, hingga akhirnya dapat mengurangi ongkos produksi. Keuntungan evaporator efek majemuk adalah merupakan penghematan yaitu dengan menggunakan uap yang dihasilkan dari alat penguapan untuk memberikan panas pada alat penguapan lain dan dengan memadatkan kembali uap tersebut. Apabila dibandingkan antara alat penguapan n-efek, kebutuhan uap diperkirakan 1/n kali, dan permukaan pindah panas berukuran n-kali dari pada yang dibutuhkan untuk alat penguapan berefek tunggal, untuk pekerjaan yang sama.

Tipe-Tipe Evaporator

1.      Evaporator Sirkulasi Alami/paksa

Evaporator sirkulasi alami bekerja dengan memanfaatkan sirkulasi yang terjadi akibat perbedaan densitas yang terjadi akibat pemanasan. Pada evaporator tabung, saat air mulai mendidih, maka buih air akan naik ke permukaan dan memulai sirkulasi yang mengakibatkan pemisahan liquid dan uap air di bagian atas dari tabung pemanas.Jumlah evaporasi bergantung dari perbedaan temperatur uap dengan larutan. Sering kali pendidihan mengakibatkan sistem kering, Untuk menghidari hal ini dapat digunakan sirkulasi paksa, yaitu dengan manambahkan pompa untuk meningkatkan tekanan dan sirkulasi sehingga pendidihan tidak terjadi.

2.      Falling Film Evaporator

Evaporator ini berbentuk tabung panjang (4-8 meter) yang dilapisi dengan jaket uap (steam jacket). Distribusi larutan yang seragam sangat penting. Larutan masuk dan memperoleh gaya gerak karena arah larutan yang menurun. Kecepatan gerakan larutan akan mempengaruhi karakteristik medium pemanas yag juga mengalir menurun. Tipe ini cocok untuk menangani larutan kental sehingga sering digunakan untuk industri kimia, makanan, dan fermentasi.

3.      Rising Film (Long Tube Vertical) Evaporator

Pada evaporator tipe ini, pendidihan berlangsung di dalam tabung dengan sumber panas berasal dari luar tabung (biasanya uap). Buih air akan timbul dan menimbulkan sirkulasi.

4.      Plate Evaporator

Mempunyai luas permukaan yang besar, Plate biasanya tidak rata dan ditopangoleh bingkai (frame). Uap mengalir melalui ruang-ruang di antara plate. Uap mengalir secara co-current dan counter current terhadap larutan. Larutan dan uap masuk ke separasi yang nantinya uap akan disalurkan ke condenser. Eveporator jenis ini sering dipakai pada industri susu dan fermntasi karena fleksibilitas ruangan. Tidak efektif untuk larutan kental dan padatan

5.      Multi-effect Evaporator

Menggunakan uap pada tahap untuk dipakai pada tahap berikutnya. Semakin banyak tahap maka semakin rendah konsumsi energinya. Biasanya maksimal terdiri dari tujuh tahap, bila lebih seringkali ditemui biaya pembuatan melebihi penghematan energi. Ada dua tipe aliran, aliran maju dimana larutan masuk dari tahap paling panas ke yang lebih rendah, dan aliran mundur yang merupakan kebalikan dari aliran maju. Cocok untuk menangani produk yang sensitive terhadap panas sepertienzum dan protein.

B.       MULTIPLE EFFECT

Evaporator Efek multi adalah peralatan dimana uap dari sumber luar dikondensasikan dalam elemen pemanas efek pertama. Suhu mendidih di mana efek pertama beroperasi cukup tinggi sehingga air menguap dapat berfungsi sebagai media pemanas untuk efek kedua. Uap tersebut sehingga terbentuk kemudian dikirim ke kondensor jika itu adalah evaporator efek ganda. Umpan untuk evaporator jenis multi-efek ini umumnya ditransfer dari satu efek yang lain. Hal ini menyebabkan konsentrasi produk utama untuk mencapai hanya dalam efek salah satu evaporator.

Ada dua operasi pakan-pakan mundur dan operasi umpan maju. Penjelasan singkat tentang operasi ini:

Dalam operasi mundur, umpan mentah memasuki efek (paling dingin) lalu dan pulang dari efek ini menjadi umpan untuk selanjutnya untuk efek terakhir. Teknik evaporations menguntungkan, dalam hal pakan dingin, sebagai cairan apalagi harus dipanaskan ke suhu yang lebih tinggi yang ada diefek awal. Prosedur ini juga digunakan jika produk kental dan suhu tinggi diperlukan untuk menjaga viskositas cukup rendah untuk menghasilkan koefisien perpindahan panas yang baik. Jadi kesimpulannya adalah alat ini bekerja tidak secara perlahan karena arah steam dan feed saling bersinggungan, sehingga steam pada alat ini memiliki viskositas yang lebih tinggi dan pada saat dipanaskan pada suhu yang lebih tinggi di efek awal, bahan tidak harus keluar pada proses akhir, tapi keluar di tengah-tengah proses.

Dalam kasus operasi kaki depan, baku pakan diperkenalkan dalam efek pertama dan diturunkan dari efek untuk efek sejajar dengan aliran uap. Produk ini ditarik dari efek terakhir. Prosedur ini sangat menguntungkan jika pakan yang diberikan panas. Metode ini juga digunakan jika produk terkonsentrasi mungkin rusak atau dapat menyimpan skala pada suhu tinggi.

Penguapan Pengaruh Beberapa tetap menjadi salah satu metode yang populer digunakan untuk konsentrasi larutan air. Air akan dihapus dari solusi dengan cara menguapkan cairan di evaporator dan mencairkan uap. Jika solusi tersebut mengandung padatan terlarut, cairan kuat yang dihasilkan mungkin menjadi jenuh sehingga kristal disimpan. Prsoses padaalat tersebut biasa disebut dengan cocurent, karena prosesnya terjadi karena steam dan feed berjalan searah dengan proses secara perlahan, dan bertahap, karena bahan yang dimasukan pada alat ini memiliki tingkat viskositas yang sangat rendah, sehingga cairannya akan masuk dan diproses hingga tingkat kekentalan yang di butuhkan, dan bahan tersebut akan keluar pada proses evaporator yang terakhir.

Proses penguapan terdiri dari tiga langkah utama:

1.    Pemanasan awal dari solusi sebelum penguapan

2.    Penghapusan air (pelarut) sebagai uap dengan pemanasan uap

3.    Kondensasi uap dihapus

Penguapan dilakukan dengan memasok panas ke solusi untuk menguap pelarut. Panas diberikan pada dasarnya untuk menyediakan panas laten penguapan dan dengan mengadopsi metode untuk pemulihan panas dari uap, telah memungkinkan untuk mencapai ekonomi yang besar dalam pemanfaatan panas. Media pemanas yang normal umumnya tekanan uap rendah (1 sampai 1,5 kg/cm2g).

Sebuah sistem evaporator industri umumnya terdiri dari:

1.    Sebuah penukar panas untuk memasok panas yang masuk akal dan panas laten penguapan untuk feed. Uap jenuh biasanya digunakan sebagai media pemanas.

2.    Sebuah pemisah di mana uap dipisahkan dari fase cair terkonsentrasi.

3.    Sebuah kondensor untuk efek kondensasi dari uap dan penghapusan dari sistem.

Ada dua jenis utama cara untuk meningkatkan perekonomian uap di evaporator. Salah satu adalah dengan menggunakan evaporator efek ganda, yang lain adalah dengan menggunakan recompression mekanik uap.

Jika evaporator, maka dengan uap pada 399 K dengan panas total 2714 kJ / kg, air menguap pada 373 K, maka setiap kilogram uap air yang dihasilkan akan memiliki panas total 2675 kJ. Jika panas ini dibiarkan sia-sia, oleh kondensasi dalam sebuah kondensor tubular atau melalui kontak langsung dalam kondensor jet misalnya, sistem seperti ini membuat penggunaan yang sangat miskin uap. Uap yang dihasilkan, bagaimanapun, cocok untuk melewati ke calandria dari unit yang sama, asalkan suhu didih di unit kedua berkurang sehingga perbedaan suhu yang memadai dipertahankan. Hal ini dapat dilaksanakan dengan menerapkan vakum untuk efek kedua untuk mengurangi titik didih cairan. Ini adalah prinsip yang digunakan dalam sistem efek ganda.

Kegunaan Multi Evffect Evaporator

Pembuatan Sodium Chloride

Dengan Proses Multiple-Effect Evaporation

Pada proses ini biasanya digunakan saturated brine (leburan garam jenuh) alami, yang terkandung didalam tanah atau danau. Saturated brine dapat juga diperoleh dari hasil samping produksi natrium carbonate dengan proses Solvey.

Pertama-tama saturated brine (leburan garam) dari air dalam tanah dengan kadar H2S yang terlarut dalam garam NaCl maksimum 0.015%. Perlakuan pendahuluan dari bahan baku brine adalah dengan aerasi untuk menghilangkan kandungan hidrogen sulfide. Penambahan sedikit chlorine dimaksudkan untuk mempercepat penghilangan H2S dalam brine. Brine setelah proses aerasi, kemudian diumpankan dalam tangki pengendap untuk mengendapkan lumpur atau solid yang tidak diinginkan. Pengendapan dibantu dengan penambahan campuran caustic soda, soda ash dan brine sehingga didapat larutan garam.

Setelah proses pengendapan, kemudian larutan garam dipekatkan pada evaporator multi efek. Larutan garam pekat kemudian dicuci dengan brine untuk memurnikan garam. Larutan garam kemudian difiltrasi pada filter untuk proses pemisahan garam dan larutan brine. Garam yang terpisah kemudian ditambahkan kalium yodat untuk penambahan kandungan yodium pada garam sehingga dihasilkan sodium chloride. Sodium chloride kemudian dikeringkan pada dryer dan kemudian disaring untuk mendapatkan ukuran yang seragam. Sodium chloride kemudian diap dikemas dan dipasarkan. Yields yang dihasilkan pada proses ini adalah 99,8%

Keuntungan Multiple Effect Evaporator

Keuntungan utama penggunaan sistem Multiple Effect Evaporators yaitu energi yang ekonomis dan efisien. Ekonomi energi bagi multiple effect evaporators bergantung pada jumlah unit efek (number of effects) dan berkisar dari 220 kkal energi panas per 1 kg air yang diuapkan. Untuk Triple Effect Evaporator sampai dengan 120 kkal untuk sebuah Six Effect Evaporator. Oleh karena biaya operasi dari sistem Multiple Effect Evaporators ekonomis maka sistem dengan aliran dengan debit besar menyukai aplikasi ini pada semua sektor industri dan khususnya pada proses produksi garam dan desalinasi air. Sistem ini sudah terbukti sangat ekonomis, dengan prosesnya menggunakan gas panas dengan suhu di atas 250 0C atau biaya uap yang rendah pada tekanan moderat sekitar 7 bar sampai 21 bar yang dibangkitkan dari energi biomassa/ batubara/ waste heat yang tersedia.

Aplikasi Multiple Effect Evaporators :

1.      Proses Desalinasi Air Laut

2.      Produksi Garam

3.      Industri Air ( Daur ulang air dari sungai penyulingan )

4.      Pelepasan Senyawa Kimia dengan cairan 0 % (zero liquid)

5.      Cat