SINGLE EFFECT EVAPORATOR

1
SINGLE EFFECTEVAPORATOR
VAPOR
STEAM
condensat
PRODUK
feed
2
NERACA MASSA Total F S L V C
S C Solut F.Xf L.Xl NERACA PANAS F.hf
S.HS L.hl V Hv C,hc Konsumsi steam SL.hl
VHv - Fhf/?s Panas ditransfer q q S.?s
U.A.?T Luas pemanas A A q/U. ?T
V,Hv,Xv
VAPOR
STEAM
S,TS Hs
C,hC
F,hF Xf Tf
condensat
L,hL Xl TL
PRODUK
feed
3
Contoh perhitungan single effect.Suatu
evaporator dipakai untuk memekatkan larutan gula
10.000 lb/jam dari 1 menjadi 1,5 .Evaporator
bekerja pada tekanan 1 atmosfer di ruang
uap.Feed masuk pada suhu 100 oF. Steam pemanas
yang dipakai bertekanan 5 psig ( 227 oF).Overall
heat transfer coeffision U dianggap 250
Btu/jam.oF.ft2.PertanyaanBerapa uap yang
diproduksi dan berapa steam yang dibutuhkan.

• F
  10.000 lb/jam diketahui
• Xf 0.01 diketahui
• Tf 100 oF diketahui
• hf68 Btu/lb. (dari steam table)
• L ? akan dicari
• XL0.015
• TL212 oF ( sesuai 1 atm)
• hL 180 Btu/lb.(dari steam table)
• V ? akan dicari
• Xv 0
• Tv 212 ( 1 atm)
• HV1150Btu/lb(dari steamtable)
• S ? akan dicari
• TS 227 oF ( sesuai 5 psig )
• HS1156 Btu/lb (steam table)

4

• NERACA MASSA
• F S L V C
  (1)
  
• S C Steam condensate
• Larutan saja
• F L V 10.000 L V
  (2)
• Padatan (gula) saja
• F.Xf L XL V. Xv
  (3)
• Xv 0 karena V
  adalah uap ( air ) saja
• 10.000 x 0.01 L x 0.015 L 6670
  subsitusi ke (2)
• V 10.000 6670 3330 lb/jam
• MENHITUNG KEBUTUHAN STEAM
• NERACA PANAS ( BERDASARKAN PERSAMAAN (1) )
• F S L V C
  
• F hf S.Hs L. HL V. Hv C.hc
  (4)
• Atau F hf S ?s L.HL V Hv (5)
• Atau S ?s (L.HL V.Hv) - F hf (6)
• Masukkan data data dgn SC
• 10.000 x 68 1156 S 3330 x 1150 6670 x 180
  195 S
• S 4530 lb/jam

5
Pengaruh suhu feed masuk.

• Pada contoh diatas pengaruh suhu feed Tf akan
  menentukan harga hf.
• Bila suhu feed masuk pada suhu boiling mka harga
  hf hL 180 Btu/lb,dan harga pengurang dari
  persamaan (6) (F . hf), menjadi besar sehingga
  kebutuhan Steam akan mengecil dan tentu berlaku
  sebaliknya bila suhu feed sangat dingin.
• Bila kebutuhan Steam mengecil maka panas yang
  ditransfer q juga berkurang dan hal ini
  berpengaruh langsung pada design luas pemanas A.

S ?s (L.HL V.Hv) - F hf
6
Pengaruh tekanan ruang uap.
Tekanan uap psia 14,7 3.73
Suhu larutan oF 212 150
?T oF 15 77
Luas A dibutuhkan ft2 1160 226
q U A ?T

• Hasil ini masih harus dikoreksi dengan harga
  entalpi larutan dan entalpi uap keluar yang akan
  sedikit mengecil karena turunnya suhu didih
  larutan seperti dinyatakan dengan persamaan (6)
  Atau S ?s (L.hL V.Hv) - F hf dimana
  kebutuhan steam akan berkurang.

7
Pengaruh suhu steam.

• Steam yang dipakai bertekanan 5 psig atau 14,7
  5 19 psia.
• Dan temperatur yang sesuai dengan tekanan ini
  adalah 227 oF.
• suhu larutan 212 oF,
• memberikan beda suhu 15oF .
• Misal suatu pabrik mempunyai boiler yang dapat
  menghasilkan steam bertekanan 5 atm ( 73 psia),
  maka suhu yang dapat dicapai oleh steam ini
  adalah 305 oF.
• Bisakah steam ini dipakai langsung untuk memanasi
  evaporator pada contoh diatas?

8
UNTUNG RUGI PEMAKAIAN STEAM TEKANAN TINGGI

• Dipandang dari beda suhu yang dihasilkan,steam
  ini akan memberikan 93 oF.Dan tentu bila
  dihitung akan memberikan luas yang lebih
  kecil.Jadi steam dengan tekanan tinggi mungkin
  menguntungkan.
• Dipandang dari energi yang dilepas maka bila
  kondensat uap ini mengembun pada suhu steam maka
  panas latent yang dilepas sebesar kurang lebih
  806 Btu/lb bandingkan dengan steam 19.7 psia yang
  mempunyai panas latent 961 Btu/lb.Jadi makin
  tinggi tekanan steam maka panas latent nya
  semakin berkurang sehingga dipandang dari segi
  panas latent maka pemakaian steam dengan tekanan
  tinggi tidak menguntungkan.
• Dipandang dari segi bahan konstruksi, steam
  dengan tekanan tinggi akan mengakibatkan bahan
  yang digunakan adalah bahan bahan khusus dan
  mahal baik ditinjau dari segi mekanik maupun
  thermal.
• Pemakaian steam secara integral dipabrik harus
  diperhitungkan pula mana steam yang harus
  dipakai sebagai steam premier untuk kebutuhan
  power atau steam sejunder untuk kebutuhan pemanas
  dll.

9
(No Transcript)
10
(No Transcript)
11
Pengaruh kenaikan titik didih larutan.

• Beberapa larutan mempunyai kenaikan titik didih
  yang cukup siknifikan.
• Kenaikan titih didih pada larutan NaOH
  ditunjukkan dengan garis Duhring.Sebagai contoh
  larutan NaOH dengan konsentrasi 40 akan mendidih
  pada suhu 260 oF,pada tekanan 1 atm.atau kenaikan
  titik didih sebesar 260-212 48 oF.Pemakaian
  steam dengan suhu 227 tentu saja tidak dapat
  dipakai pada contoh perhitungan diatas, karena
  akan memberikan ?T yang negatif.dan arah panas
  akan membalik pula.
• Untuk mengatasi masalah seperti ini maka harus
  memakai steam dengan tekanan yang agak tinggi
  yang dapat memberikan ?T yang cukup..
• Cara kedua adalah melakukan operasi pada vacum
  misalnya pada operasi 3.72 psia dan suhu 150 oF
  NaOH akan mendidih pada 190 oF atau kenaikan
  titik didih sebesar 40 oF dan beda suhu yang
  ditimbulkan ( dengan steam yang sama ) sebesar
  227 190 37 oF.Jadi masih memadai dibanding
  dengan beda suhu pada contoh diatas yang 15 oF.
• Kenaikan titik didih larutan gula lebih kecil
  bila dibanding dengan larutan NaOH sehingga
  effeknya dapat dikatakan sangat kecil sebagai
  contoh untuk larutan gula 50 oBrix dengan
  kemurnian 70 hanya memberikan kenaikan titih
  didih sebesar 2.5 oF.(lihat tabel)

12
(No Transcript)
13
(No Transcript)
14
(No Transcript)
15

• Lanjutan ke Multifle Effect Evaporator