Materi Evaporasi dalam Mata Kuliah Fisika II yang saya rasa cukup terlambat mempostingnya ini semoga bisa bermanfaat khusunya bagi jurusan Teknik Lingkungan, segala apa yang ada di dalam materi ini saya ambil dari website - website yang telah saya tulis link nya di dalam daftar pustaka. semoga bermanfaat bagi kita semua. Terimakasih
EVAPORASI
Disusun Oleh :
Anggun Nur Angraeni (153800020)
Dosen Pembimbing:
Drs. Setyo Purwoto, S.T., M.T
Mata Kuliah :
FISIKA II
JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK DAN PERENCANAAN
UNIVERSITAS PGRI ADI BUANA
SURABAYA
2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan
kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat, karunia, serta taufik dan
hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir semester 2 mata
kuliah FISIKA IIini dengan baik meskipun banyak kekurangan didalamnya. Dan juga
berterima kasih pada Bapak Drs. Setyo Purwoto, S.T., M.T yang telah memberikan tugas,
ilmudanmembimbing kamidalammatakuliah FISIKA II.
Penulis
sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta
pengetahuan kita mengenai “EVAPORASI”
dalam mata kuliah Fisika II. Penulis menyadari sepenuhnya dalam makalah ini
terdapat kekurangan dan jauh dari kata sempurna.Oleh sebab itu, penulis
berharap adanya kritik dan saran mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna
tanpa saran yang membangun.
Semoga
makalah yang sederhana ini dapat dipahami oleh siapa saja yang
membacanya.Sekiranya proposal yang telah penulis susun ini dapat berguna bagi
penulis sendiri maupun oranglainyang membacanya.Sebelumnya penulis mohon maaf apabila
terdapat kesalahan kata yang kurang berkenan.Atas perhatiannya penulis
mengucapkan terima kasih.
Surabaya,
Juni 2016
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
I.1
LATAR BELAKANG
Penguapan
atau evaporasi adalah proses perubahan molekul di dalam keadaan cair (contohnya
air) dengan spontan menjadi gas (contohnya uap air). Proses ini adalah
kebalikan dari kondensasi. Umumnya penguapan dapat dilihat dari lenyapnya
cairan secara berangsur-angsur ketika terpapar pada gas dengan volume
signifikan.Penguapan ialah
bagian esensial dari siklus air. Uap air di udara akan berkumpul dan menjadi
awan.Lantaran pengaruh suhu, partikel uap air yang berukuran kecil bisa
bergabung (berkondensasi) menjadi butiran air dan turunlah hujan. Siklus air
terjadi terus-menerus. Energi surya menggerakkan penguapan air dari danau,
samudera, embun serta sumber air lainnya.Dalam hidrologi penguapan &
transpirasi (yang melibatkan penguapan di dalam stomata tumbuhan) dengan
kolektif diistilahkan sebagai evapotranspirasi.
Evaporasi merupakan penguapan air dari permukaan air, tanah,
dan bentuk permukaan bukan vegetasi lainnya oleh proses fisika. Energi
(radiasi) matahari dan ketersediaan air adalah dua unsur utama dari proses
evaporasi. Evaporasi dapat terjadi pada tubuh perairan (seperti laut, sungai,
danau, waduk) permukaan tanah dan tumbuh-tumbuhan (disebut transpirasi), adapun
faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan dan kelambatan evaporasi dan
transpirasi disuatu kawasan ada bermacam-macam antara lain: temperatur air dan
udara, kelembaban udara, kecepatan tiupan angin, tekanan udara, intensitas
sinar matahari, dan lain-lain.
Sedangkan alat yang digunakan dalam proses evaporasi
dinamakan evaporator, yaitu suatu alat yang memiliki fungsi untuk mengubah
keseluruhan atau sebagian suatu pelarut dari sebuah larutan berbentuk cair
menjadi uap sehingga hanya menyisakan larutan yang lebih padat atau kental.
Dalam bab – bab selanjutnya akan dijelaskan secara rinci
mengenai prinsip kerja evaporasi, tujuan evaporasi, cara kerja, jenis - jenis
evaporasi rumus evaporasi, hingga alat evaporasi.
I.2
RUMUSAN MASALAH
1.
Apakah yang
dimaksud evaporasi?
2.
Apa saja faktor
– faktor yang mempengaruhi laju evaporasi ?
3.
Apa saja prinsip dan tujuan dari evaporasi?
4.
Apa saja jenis –
jenis evaporasi ?
5.
Bagaimana cara
kerja dari evaporasi ?
I.3
TUJUAN
1.
Supaya mahasiswa
dapat mempelajari lebih dalam tentang evaporasi
2.
Supaya mahasiswa
dapat memahami cara kerja evaporasi dan hal – hal yang berkaitan dengan
evaporasi
3.
Suapaya
mahasiswa dapat mengaplikasikan prinsip, cara kerja dan proses evaporasi dalam
dunia nyata
I.4
MANFAAT
1.
Mahasiswa dapat
mempelajari lebih dalam tentang evaporasi
2.
Mahasiswa
menjadi paham tentang hal – hal yang berkaitan dengan evaporasi
3.
Mahasiswa dapat
mengaplikasikan prinsip kerja dan proses evaporasi dalam dunia nyata
BAB II
PENDAHULUAN
II.1
EVAPORASI
Penguapan / evaporasi ialah proses perubahan molekul dalam
kondisi cair (seperti air) dengan spontan menjadi gas (uap air). Proses ini
ialah kebalikan dari kondensasi. Umumnya penguapan bisa dilihat dari lenyapnya
cairan secara terus menerus saat terpapar pada gas dengan volume signifikan.
Rata-rata molekul tak mempunyai energi yang cukup untuk
lepas dari cairan. Jika tidak cairan akan berubah menjadi uap dengan cepat.
Saat molekul-molekul saling bertumbuhkan mereka saling bertukar energi di
berbagai derajat, tergantung bagaimana mereka bertumbukan. Kadang transfer
energi ini sangat berat sebelah sehingga salah satu molekul memperoleh energi
yang cukup buat menembus titik didih cairan. Jika ini terjadi di dekat
permukaan cairan molekul itu bisa terbang ke dalam gas dan menguap.
Ada cairan yang nampak tak menguap pada suhu tertentu di
dalam gas tertentu (contoh: minyak makan di suhu kamar). Cairan ini mempunyai
molekul-molekul yang cenderung tak menghantar energi satu sama lain dalam pola
yang cukup buat member satu molekul “kecepatan lepas” energi panas yang
dibutuhkan untuk berubah menjadi uap. Tapi cairan ini sebenarnya menguap, hanya
saja prosesnya lebih lambat dan karenanya lebih tak terlihat.
Evaporasi merupakan penguapan air
dari permukaan tanah, air, dan permuaakan bukan vegetasi lainnya oleh proses
fisika. Energi matahari dan ketersediaan air adalah dua unsur utama dari proses
evaporasi. Evaporasi dapat terjadi pada tubuh
perairan (seperti laut, sungai, danau, waduk) permukaan tanah dan
tumbuh-tumbuhan (disebut transpirasi), adapun faktor-faktor yang mempengaruhi
kecepatan dan kelambatan evaporasi dan transpirasi disuatu kawasan ada
bermacam-macam antara lain: temperatur air dan udara, kelembaban udara,
kecepatan tiupan angin, tekanan udara, intensitas sinar matahari, dan
lain-lain. Kombinasi antara proses evaporasi dan transpirasi merupakan
evaporasi total (evapotranspirasi) yang juga disebut dengan Consumtive use.
Evapotranspirasi dapat terjadi dalam dua keadaan, yaitu terjadi pada saat cukup
air disebut Evapotranspirasi potensial, dan evapotranspirasi yang terjadi
sesungguhnya, dalam arti kondisi pemberian air seadanya disebut
Evapotranspirasi aktual. Kehilangan air oleh proses evaporasi dan transpirasi
dapat mempercepat terjadinya kekeringan dan penyusutan debit sungai pada musim
kemarau, umumnya didaerah tropis.
Bagi pakar
hidrology, kehilangan air akibat evaporasi biasanya dilihat dari dua sisi.
Pertama, evaporasi dari permukaan (Eo) yaitu penguapan air langsung dari danau,
sungai dan badan air lainnya. Kedua, kehilangan air melalui vegetasi oleh
proses-proses intersepsi dan transpirasi. Selama proses evaporasi dapat terjadi perubahan-perubahan pada bahan, baik
yang menguntungkan maupun yang merugikan. Perubahan-perubahan yang terjadi
antara lain perubahan viskositas, kehilangan aroma, kerusakan komponen gizi,
terjadinya pencokelatan dll.
“Evaporasi adalah proses pengentalan larutan dengan cara mendidihkan atau
menguapkan pelarut. Di dalam pengolahan hasil pertanian proses evaporasi
bertujuan untuk, meningkatkan larutan sebelum proses lebih lanjut, memperkecil
volume larutan, menurunkan aktivitas air.” (Praptiningsih, 1999)
II.2
FAKTOR – FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
EVAPORASI
Proses perubahan bentuk dari air
menjadi uap air terjadi baik pada evaporasi maupun evapotranspirasi. Penguapan
dipengaruhi oleh kondisi klimatologi, yang meliputi: radiasi matahari, temperatur
udara, kelembaban udara, kecepatan angin, dan bidang permukaan.
Sebagian radiasi gelombang pendek (
shortwave radiation ) matahari akan diubah menjadi energi panas di didalam
tanaman, air dan tanah. Energi panas tersebut akan menghangatkan udara di
sekitarnya. Panas yang dipakai untuk menghangatkan partikel – partikel berbagai
material di udara tanpa mengubah bentuk partikel dinamakan panas – tampak (
sensible heat ). Sebagian energi matahari diubah menjadi tenaga mekanik. Tenaga
mekanik ini akan menyebabkan perputaran udara dan uap di atas permukaan tanah.
Hal ini menyebabkan udara di atas permukaan tanah jenuh, sehingga
mempertahankan tekanan uap air yang tinggi pada permukaan bidang evaporasi.
Melibatkan jumlah air yang ada dan
juga persedian air yang siap untuk terjadinya evaporasi. Permukaan bidang
evaporasi yang kasar akan memberikan laju evaporasi lebih tinggi daripada
bidang permukaan rata karena pada bidang permukaan kasar besarnya turbulent
meningkat.
Temperatur udara pada permukaan
evaporasi sangat berpengaruh terhadap evaporasi.Semakin tinggi temperatur
semakin besar kemampuan udara untuk menyerap uap air.Selain itu semakin tinggi
temperatur, energi kinetik molekul air meningkat sehingga molekul air semakin
banyak yang berpindah ke lapis udara di atasnya dalam bentuk uap air.Oleh
karena itu di daerah beriklim tropis jumlah evaorasi lebih tinggi, di banding
dengan daerah di kutub (daerah beriklim dingin).Untuk variasi harian dan
bulanan temperatur udara di Indonesia relatif kecil.
Pada saat terjadi penguapan, tekanan
udara pada lapisan udara tepat di atas permukaan air lebih rendah di banding
tekanan pada permukaan air.Perbedaan tekanan tersebut menyebabkan terjadinya
penguapan.Pada waktu penguapan terjadi, uap air bergabung dengan udara di atas
permukaan air, sehingga udara mengandung uap air.
Udara lembab merupakan campuran dari
udara kering dan uap air.Apabila jumlah uap air yang masuk ke udara semakin
banyak, tekanan uapnya juga semakin tinggi.Akibatnya perbedaan tekanan uap
semakin kecil, yang menyebabkan berkurangnya laju penguapan.Apabila udara di
atas permukaan air sudah jenuh uap air tekanan udara telah mencapai tekanan uap
jenuh, di mana pada saat itu penguapan terhenti.Kelembaban udara dinyatakan
dengan kelembaban relatif.
Di Indonesia yang merupakan negara
kepulauan dengan perairan laut cukup luas, mempunyai kelembaban udara
tinggi.Kelembaban udara tergantung pada musim, di mana nilainya tinggi pada
musim penghujan dan berkurang pada musim kemarau. Di daerah pesisir kelembaban
udara akan lebih tinggi daripada di daerah pedalama.
Kapasitas kadar air dalam udara
secara langsung dipengaruhi oleh tinggi rendahnya suhu di tempat tersebut.
Beasarnya kadar air dalam udara di suatu tempat tersebut. Proses evaporasi
tergantung pada deficit tekanan uap jenuh air, Dvp,( saturated vapour pressure deficit ) di udara
atau jumlah uap air yang dapat diserap oleh udara sebelum udara tersebut
menjadi jenuh. Sehingga, evaporasi lebih banyak di daerah pedalaman karena kondisi
udara cenderung lebih kering daripada di daerah pantai yang lembab karena
penguapan dari permukaan air laut.
Ketika pengupan berlangsung, udara
di atas permukaan bidang penguapan secara bertahap menjadi lembab, sampai pada
tahap ketika udara menjadi jenuh dan tidak mampu menampung uap air lagi. Pada
tahap ini, udara jenuh di atas permukaan bidang tersebut akan berpindah ke
tempat lain akibat beda tekanan dan kerapatan udara, dan demikian, proses
penguapan air dari bidang penguapan tersebut akan berlangsung secara terus –
menerus. Hal ini terjadi karena adanya pergantian udara lembab oleh udara yang
lebih kering atau gerakan massa udara dari tempat dengan tekanan udara lebih
tinggi ke tempat dengan tekanan udara lebih rendah ( proses adveksi ) dalam hal
ini kecepatan angin di atas permukaan bidang penguapan sangat penting.
Penguapan air di daerah lapang lebih besar dari daerah dengan banyak naungan
karena di daerah lapang perpindahan udara menjadi lebih bebas.
Secara alamiah bidang permukaan
penguapan akan mempengaruhi proses evoporasi melalui perubahan pola perilaku
angin. Pada bidang permukaan yang kasar atau tidak beraturan, kecepatan angin
akan berkurang oleh adanya proses gesekan. Tapi, pada tingkat tertentu,
permukaan bidang penguapan yang kasar juga dapat gerakan angin berputar (
turbulent ) yang dapat memperbesar evaporasi. Pada bidang permukaan air yang
luas, angin kencang juga dapat menimbulkan gelombang air besar dan dapat
mempercepat terjadinya evopotranspirasi.
II.3
TUJUAN EVAPORASI
Tujuan dari evaporasi
adalah memekatkan larutan yang mengandung zat yang sulit menguap (non-volatile
solute) dan pelarut yang mudah menguap (volatile solvent) dengan cara
menguapkan sebagian pelarutnya. Pelarut yang ditemui dalam sebagian besar
sistem larutan adalah air.Umumnya, dalam evaporasi, larutan pekat merupakan
produk yang diinginkan, sedangkan uapnya diembunkan dan dibuang. Sebagai contoh
adalah pemekatan larutan susu, sebelum dibuat menjadi susu bubuk. Beberapa
sistem evaporasi bertujuan untuk mengambil air pelarutnya, misalnya dalam unit
desalinasi air laut untuk mengambil air tawarnya.Evaporasi berbeda dengan
distilasi, dalam hal uap yang dihasilkan biasanya merupakan komponen tunggal;
bahkan jika uapnya adalah multikomponen, tidak ada usaha untuk memurnikan
uapnya menjadi fraksi-fraksi komponen penyusunnya. (Nuryanti, 2011)
II.4
PRINSIP – PRINSIP EVAPORASI
1.
Penguapan
atau evaporasi merupakan perubahan wujud zat dari cair menjadi uap
2.
Penguapan
betujuan memisahkan pelarut (solvent) dari larutan sehingga menghsilkan larutan yang lebih pekat
3.
Evaporasi
merupakan proses pemisahan terroal, dipakai secara luas untuk merekatkan cairan
dalam bentuk larutan, suspensi maupun emulsi dengan cara menguapkan pelarutnya,
umumnya air dan cairan.
4.
Evaporasi menghasilkan cairan yang lebih
pekat, tetapi masih berup cairan pekat yang dapat dipompa sebagai hasil utama,
reaksi kadang-kadang ada pula cairan volatile sebagai hasil utama, misalnya
selama pemulihan pelarut.
II.5
MACAM – MACAM EVAPORASI
1.
Evaporasi potensial (ETp)
Menggambarkan laju maksimum
kehilangan air dari suatu lahan yang sangat ditentukan oleh kondisi iklim pada
keadaan penutup tajuk tanaman pendek yang rapat dengan penyediaan air yang
cukup dan ditentukan oleh parameter-parameter
iklim.
2.
Evaporasi standar (ETo)
Adalah evaporasi pada suatu
permukaan standar yang dapat diperoleh dari lahan dengan lahan tajuk penuh oleh
rerumputan hijau yang ditanam pada lahan subur berkadar air tanah cukup tinggi
antara 8-15 cm.
3.
Evapotranspirasi tanaman (ETc)
Pada kondisi standar adalah ET dari
suatu lahan luas dengan tanaman sehat berkecukupan hara dan bebas hama
penyakit, yang ditanam pada kondisi air tanah optimum dan mencapai produksi
penuh di bawah keadaan suatu iklm tertentu. Nilai ETc berubah-ubah menurut umur
atau fase perkembangan tanaman.
4.
Evaporasi aktual (ETa)
Menggambarkan laju kehilangan air
dari suatu lahan bertanam pada kondisi aktual iklim, tanaman dan lingkungan
tumbuh serta pengelolaan.
II.6
RUMUS EVAPORASI
1. Cara Dalton
(Perumusan Dasar)
Keterangan :
E = Evaporasi dari permukaan air (open
water)
C= Koefisien tergantung dari tekanan
barometer
u = Kecepatan angin
ew = tekanan uap jenuh muka air danau
ea = tekanan uap diatasnya
2. Cara Rohwer
|
|
E = 0,484 (1 + 0,6 V ) (ew – ea)
|
|
Keterangan :
E = evaporasi
(mm/hari)
e.w = tekanan uap jenuh dengan temperatur
sama dengan temperatur air (milibar)
e.a = tekanan uap air di udara
(milibar)
V = kecepatan angin
rata-rata dalam sehari
3.
Cara Penman
|
E0 = 0.35 (Pa – Pu) (1 + U2/100
|
Keterangan :
E0 = Penguapan (mm/hari)
Pa = Tekanan uap jenuh pada suhu rata harian (mmHg)
Pu = Tekanan uap sebenarnya (mmHg)
U2 = Kecepatan angin dalam mile/hari, sehingga bentuk
U2 dalam m/dt masih harus dikalikan dengan 24 x 60 x 60 x 1600
II.7
EVAPORATOR
II.7.1.
DEFINSI
EVAPORATOR
Evaporator merupakan
salah satu alat yang sering digunakan dalam proses perindustrian. Merupakan alat
yang digunakan untuk mengevaporasi larutan.Evaporasi sendiri artinya adalah
menghilangkan air dari larutan dengan mendidihkan larutan di dalam tabung
evaporator.Evaporasi bertujuan untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat
terlarut yang tidak mudah menguap dengan pelarut yang mudah menguap. Atau bisa
dikatakan bahwa evaporasi adalah proses penguapan. Evaporator berfungsi untuk
mengubah sebagian atau keseluruhan pelarut dari suatu larutan dari betuk cair
menjadi uap.
Pada dunia industri, manfaat dari alat ini ialah untuk
pengentalan awal cairan sebelum diolah lebih lanjut, pengurangan volume cairan
dan untuk menurunkan aktivitas air.Evaporator memiliki dua prinsip dasar yaitu
untuk menukar panas dan untuk memisahkan uap air yang terlarut dalam cairan.
Pada umumnya evaporator terdiri dari tiga bagian yaitu:
·
Tempat
penukar panas
·
Bagian
evaporasi (tempat dimana liquid mendidih lalu menguap)
·
Bagian
pemisah untuk memisahkan uap dari cairan
Hasil dari evaporator berupa padatan
atau larutan yang berkonsentrasi dan larutan yang telah dievaporasi biasanya
terdiri dari beberapa komponen volatil (mudah menguap).
Ada
empat komponen dasar yang dibutuhkan untuk melakukan penguapan, yaitu
·
Sebuah tabung
penguapan
·
Sebuah alat pindah panas
·
Sebuah kondensor
·
Sebuah metode
untuk menjaga tekanan vakum.
Keempat
komponen ini harus diperhatikan dalam merencanakan suatu evaporator.Sistem
tekanan vakumnya harus dapat mengalirkan gas yang tidak terkondensasi agar bisa
menjaga tekanan vakum yang diinginkan di dalam tabung penguapan.Panas yang
cukup harus dialirkan atau diberikan ke produk untuk penguapan sejumlah air
yang diinginkan, serta sebuah kondensor yang berguna untuk mengembangkan dan
memindahkan uap air yang diprosuksi melalui penguapan.
II.7.2. JENIS – JENIS EVAPORATOR
1.
Pan
Evaporasi
Cara
kerja :
Bentuk evaporator yang paling sederhana
adalah bejana/ketel terbuka dimana larutan didihkan.Sebagai pemanas biasanya steam yang mengembun dalam
selubung (jaket) atau dalam pipa spiral yang dicelupkan.Kadang-kadang ketel
dipanasi api langsung. Pengaduk dapat
ditempatkan didalamnya.Evaporator ini murah dan operasinya sederhana.
2.
Horizontal
Tube Evaporator
Cara Kerja :
Feed masuk
(diluar pipa),baru kemudian steam (didalam pipa)didalam pipa atau tube terjadi
perpindahan panas karena adanya pemanasan,sehingga liquid yang diluarnya
mendidih dan uap yang terjadi mengalir keatas, kemudian liquidnya menjadi
pekat,lalu dikeluarkan melalui lubang bagian dasar evaporatorsedangkan, kondensat
dikeluarkan melalui lubang yang sudah disediakandemikian juga gas non kondensat
dikeluarkan melalui vent.
3.
Vertikal
Tube Evaporator
Cara Kerja :
Feed masuk evaporator kemudian masuk tube melalui bawah
(tinggi cairan hampir sama dengan tinggi tube) steam masuk ke pembungkus tube
(dirongga steam). Jadi cairan berada didalam tube sedangkan steam berada
diluarnya, cairan akan mendidih didalam tube. Cairan yang sudah pekat keluar
disalurkan melalui down take dan dikeluarkan dari bawah evaporator, sedangkan
kondensat, vapol, dan non kondensat gas keluar dari tempat yang sudah
disediakan. Luas down take 75-100% dari luas gabungan seluruh tube.
4.
Falling
Film Evaporator
Cara Kerja :
Zat cair
masuk dari atas, lalu mengalir ke bawah didalam tabung panas itu dalam bentuk
film, kemudian keluar dari bawah. Tabung-tabungnya biasanya agak besar,
diameternya antara 2 sampai 10in. Uap yang keluar dari zat cair itu biasanya
terbawa turun bersama zatcair, dan keluar dari bawah unit itu. Evaporator ini
bentuknya menyerupaisuatu penukar kalor jenis tabung, yang panjang, vertikal,
dan dilengkapidengan separator zat cair-uap di bawah, dan distributor
(penyebar) zat cair di atas.
5.
Agitated
film evaporator
Cara
Kerja :
Umpan masuk dari puncak bagian
bermantel dan disebarkan menjadi film tipis
yang sangat turbulen dengan bantuanmn daun-daun vertikal agitator
(pengaduk).
·
Jenis-jenis
evaporator berdasarkan cara pemanasannya dapat dibedakan menjadi tiga jenis,
yaitu:
1.
Direct
Fired Evaporator, merupkan jenis evaporator dengan cara pengapian langsung
dimana apai dan pembakar gas dipisahkan dari cairan mendidih dengan pembatas
dinding besi atau permukaan untuk memanaskan.
2.
Submerged
Combution Evaporator, yaitu evaporator yang dipanaskan oleh api yang menyala
dibawah permukaan cairan, dimana gas yang panas bergelembung melewati cairan.
3.
Steam
Heated Evaporator, adalah evaporator yang menggunakan pemanas steam atau uap
lain yang dapat dikondensasi, sumber panas dimana uap terkondensasai pada suatu
sisi di permukaan pemanas dan kemudian panas ditransmisi lewat dinding ke
cairan yang mendidih.
·
Evaporator berdasarkan
penggunaannya dapat dibedakan menjadi :
1.
Yang pertama
bila kita hanya menggunakan satu evaporator saja, uap dari zat cair yang
mendidih dikondensasikan dan dibuang. Metode ini disebut dengan
evaporasi efek-tunggal (single-effect evaporation). Walaupun metode ini
sederhana, namun proses ini tidak efektif Dalam penggunaan uap. Untuk
menguapkan llb air dari larutan, diperlukan 1 – 1.3 lb uap.
2.
Yang kedua, jika uap dari satu
evaporator dimasukkan ke dalam rongga uap (steam chest) evaporator
kedua, dan uap dari evaporator kedua dimasukkan ke dalam kondenser, maka metode
ini akan menjadi efek dua kali atau biasa disebut eveporasi efek-dua (double-effect
evaporation).
3.
Yang ketiga, ketika evaporator yang
digunakan dalam suatu metode lebih dari satu, seperti misalnya uap dari
evaporator kedua dimasukkan ke dalam rongga uap evaporator ketiga, dan
berlanjut sampai beberapa evaporasi, maka metode ini disebut evaporasi
efek-ganda (multiple-effect evaporation).
·
Selain itu, terdapat klasifikasi jenis
evaporator lainnya yang biasa digunakan. Jenis – jenis utama evaporator tabung
dengan pemasukan uap yang lazim dipakai adalah evaporator tabung horizontal,
dan evaporator vertikal tabung panjang.
1.
Evaporator
tabung horizontal
Gambar 1.1
Evaporator Tabung Horizontal
Sumber :http://www.scribd.com/doc/15812827/Evaporators
Dapat
dilihat contoh evaporator tabung horizontal diatas.Evaporator ini memiliki
tabung yang tidak terlalu tinggi, tetapi berbentuk horizontal sehingga
mempunyai ukuran yang lebih lebar dibandingkan dengan evaporator jenis lainnya.
Evaporator tabung horizontal biasanya digunakan untuk kapasitas yang kecil dan
untuk mengevaporasikan larutan yang encer dan larutan ini tidak berbusa dan
tidak meninggalkan deposit padatan pada tabung evaporator.
2.
Evaporator
vertikal tabung panjang
Gambar 1.2
Evaporator Vertikal Tabung Panjang
Sumber :http://www.scribd.com/doc/15812827/Evaporators
Evaporator
jenis ini memiliki tabung yang panjang dan tidak terlalu lebar.Tabung dari
evaporator sendiri mempunyai panjang sekitar 12 sampai 20 feet dengan diameter
1 sampai 2 inci.Zat cair dan uap mengalir ke atas di dalam tabung sebagai
akibat dari peristiwa didih zat cair yang terpisah kembali ke dasar tabung
dengan gravitasi.
II.7.3.
PRINSIP KERJA EVAPORATOR
Seperti
yang telah kita ketahui sebelumnya, evaporator merupakan alat untuk
menegevaporasi larutan sehingga prinsip kerjanya merupakan cara kerja dari
evaporasi itu sendiri. Cara kerjanya ialah dengan menambahkan kalor atau panas
yang bertujuan untuk memekatkan suatu larutan yang terdiri dari zat pelarut
yang memiliki titik didih yang rendah dengan pelarut yang memiliki titik didih
yang tinggi sehingga pelarut yang memiliki titik didih yang rendah akan menguap
dan hanya menyisahkan larutan yang lebih pekat dan memiliki konsentrasi yang
tinggi.
Proses evaporasi memiliki ketentuan, yaitu:
1.
Pemekatan
larutan didasarkan pada perbedaan titik didih antar zat-zatnya.
2.
Titik
didih cairan dipengaruhi oleh tekanan.
3.
Dijalankan
pada suhu yang lebih rendah dari titik didih normal.
4.
Titik
didih cairan yang mengandung zat yang tidak menguap akan tergantung tekanan dan
kadar zat tersebut.Beda titik didih larutan dengan titik didih cairan murni
disebut kenaikan titik didih (boiling range).
II.7.4.
PENGGUNAAN EVAPORATOR
Dalam dunia industri baik industri
yang berskala besar maupun kecil, penggunaan evaporator tentunya sangat
dibutuhkan agar dapat menghasilkan produk sesuai dengan yang diinginkan,
seperti industri kimia dan industri makanan, contohnya proses pembuatan garam,
bahan baku garam dihasilkan dari air laut yang tentunya memiliki kandungan air,
sehingga garam akan dimasukkan ke dalam evapotor dan dievaporasikan agar
mengubah air menjadi uap dan dikeluarkan sehingga yang tersisa hanya larutan
mineral-mineral yang terdapat dalam evaporator. Khusus untuk industri migas,
evaporator digunakan untuk memekatkan larutan crude oil dengan menghilangkan
kadar airnya sehingga meringankan kinerja kolom Destilasi. Skala komersial,
proses evaporasi membutuhkan peralatan pendukung seperti kondensor,
perangkap uap, injeksi uap dan evaporator itu sendiri. Dalam industri gula, khususnya pembuatan gula putih,
terjadi beberapa tahapan pengolahan, yaitu pemerahan nira, pemurnian,
penguapan, kristalisasi, pemisahan kristal, dan pengeringan.
Untuk menghilangkan kadar uap air
yang terdapat di dalam nira dilakukanlah proses penguapan atau evaporasi. Di
pabrik gula, penguapan dilakukan dengan menggunakan beberapa evaporator dengan
sistem multiple effect yang disusun secara dapat ditukar agar dapat dibersihkan
bergantian.
Digunakan evaporator efek-ganda agar
proses evaporasi berjalan lebih efektif dan efisien. Evaporasi dimulai dengan
memasukkan nira yang akan di evaporasi ke dalam evaporator pertama. Nira ini
akan dievaporasi sehingga terbentuk nira yang lebih pekat, serta uap dan
kondensat. Uap hasil penguapan tadi digunakan lagi dalam evaporator kedua, dan
umpan yang dimasukkan adalah nira yang lebih pekat tadi.Dan berlanjut terus
untuk evaporator ketiga dan seterusnya, hingga didapat nira kental yang
berwarna gelap dengan kepekatan kurang lebih 60 brik.Sedangkan uap yang
dihasilkan dibuang ke kondensor sentral dengan perantara pompa vakum.Gambar
dibawah merupakan salah satu evaporator dalam pembuatan nira, tetapi dalam
pembuatannya digunakan beberapa evaporator jenis ini yang disusun sedemikian
rupa hingga bekerja dengan baik.
II.7.5.
KAPASITAS ALAT
Untuk evaporator jenis
tabung dengan pemanasan uap, maka performa evaporator diukur berdasarkan atas
kapasitas evaporator tersebut.Kapasitas didefinisikan sebagai banyaknya pon air
yang diuapkan per jam. Agar dapat memindahkan energi panas sesuai dengan
keinginan, maka permukaan perpindahan panas evaporator harus mempunyai
kapasitas perpindahan panas yang cukup, agar semua refrigeran yang akan
diuapkan di dalam evaporator dapat berlangsung dengan optimal dan menghasilkan
pendinginan yang maksimum pula. Pemindahan panas yang berlangsung di evaporator
daoat terjadi dalam du cara yaitu konveksi dan konduksi. Besarnya kapasitas
perpindahan panas pada evaporator tergantung pada lima variabel, yaitu luas
area permukaan, beda suhu, faktor konduktivitas panas, ketebalan material yang
digunakan, serta waktu.Contohnya evaporator vakum. Evaporator jenis ini
biasanya terbuat dari bahan stainles stell 312 dan 308.dengan kapasitas dari 20
liter sampai dengan 120 liter.
II.7.6.
KELEBIHAN DAN KEKURANGAN
Segalanya
yang terdapat di dunia ini mempunyai kelebihan dan kekurangannya masing –
masing.Begitu pula dengan alat – alat yang sering digunakan dalam
perindustrian.Terdapat beberapa kelebihan serta kekurangan dari evaporator yang
sering digunakan.Contohnya dalam evaporator tabung-horizontal sirkulasi alam,
kelebihannya evaporator jenis ini terus beroperasi, relatif lebih murah, dan
baik untuk cairan non-viskos yang mentransfer panas tinggi.Kekurangannya
evaporator jenis ini tidak cocok untuk cairan viskos atau kental karena akan
memperburuk sirkulasi cairan.
II.8
CONTOH GAMBAR
EVAPORASI
BAB III
PENUTUP
III.1
KESIMPULAN
Evaporasi
merupakan penguapan air dari permukaan tanah, air, dan permuaakan bukan
vegetasi lainnya oleh proses fisika. Energi matahari dan ketersediaan air
adalah dua unsur utama dari proses evaporasi. Evaporasi
dapat terjadi pada tubuh perairan (seperti laut, sungai, danau, waduk)
permukaan tanah dan tumbuh-tumbuhan (disebut transpirasi), Penguapan
dipengaruhi oleh kondisi klimatologi, yang meliputi: radiasi matahari,
temperatur udara, kelembaban udara, kecepatan angin, dan bidang permukaan. Tujuan
dari evaporasi adalah memekatkan larutan yang mengandung zat yang sulit menguap
(non-volatile solute) dan pelarut yang mudah menguap (volatile solvent) dengan
cara menguapkan sebagian pelarutnya. Evaporasi potensial (ETp), Evaporasi
standar (ETo), Evapotranspirasi tanaman (ETc), Evaporasi aktual (ETa)
Evaporator merupakan
salah satu alat yang sering digunakan dalam proses perindustrian. Merupakan alat
yang digunakan untuk mengevaporasi larutan.Pada umumnya evaporator terdiri dari tiga bagian yaitu:
·
Tempat
penukar panas
·
Bagian
evaporasi (tempat dimana liquid mendidih lalu menguap)
·
Bagian
pemisah untuk memisahkan uap dari cairan
Cara
kerjanya ialah dengan menambahkan kalor atau panas yang bertujuan untuk
memekatkan suatu larutan yang terdiri dari zat pelarut yang memiliki titik
didih yang rendah dengan pelarut yang memiliki titik didih yang tinggi sehingga
pelarut yang memiliki titik didih yang rendah akan menguap dan hanya
menyisahkan larutan yang lebih pekat dan memiliki konsentrasi yang tinggi.
III.2
DAFTAR PUSTAKA
Bambang Triatmodjo. 2010.
Hidrologi Terapan. Yogyakarta : Beta Offset