INSTRUMEN EVAPORATOR

 “EVAPORATOR”

A.  Pengertian evaporator

Evaporator adalah alat yang banyak digunakan dalam industri kimia untuk memekatkan suatu larutan. Pada proses fisik, evaporator memerlukan energi untuk mengubah cair menjadi uap. Evaporator menggunakan proses penguapan untuk menurunkan pelarut, evaporator membutuhkan panas dalam pengoperasiannya. salah satu sumber panas untuk evaporator berasal dari uap air yang terbentuk dari boiler steam atau buangan uap proses lain
.

Rotary vakum evaporator adalah instrumen yang menggunakan prinsip destilasi (pemisahan). Prinsip utama dalam instrumen ini terletak pada penurunan tekanan pada labu alas bulat dan pemutaran labu alas bulat hingga berguna agar pelarut dapat menguap lebih cepat dibawah titik didihnya. Instrumen ini lebih disukai, karena hasil yang diperoleh sangatlah akurat. Bila dibandingkan dengan teknik pemisahan lainnya, misalnya menggunakan teknik pemisahan biasa yang menggunakan metode penguapan menggunakan oven. Maka bisa dikatakan bahwa instrumen ini akan jauh lebih unggul. Karena pada instrumen ini memiliki suatu teknik yang berbeda dengan teknik pemisahan yang lainnya. Dan teknik yang digunakan dalam rotary vakum evaporator ini bukan hanya terletak pada pemanasannya tapi dengan menurunkan tekanan pada labu alas bulat dan memutar labu alas bulat dengan kecepatan tertentu. Karena teknik itulah, sehingga suatu pelarut akan menguap dan senyawa yang larut dalam pelarut tersebut tidak ikut menguap namun mengendap. Dan dengan pemanasan dibawah titik didih pelarut, sehingga senyawa yang terkandung dalam pelarut tidak rusak oleh suhu tinggi.

B.  Metode Evaporasi

Prinsip-prinsip Evaporasi

·         Penguapan atau evaporasi merupakan perubahan wujud zat dari cair menjadi uap

·         Penguapan betujuan memisahkan pelarut (solvent) dari larutan sehingga menghsilkan larutan yang lebih pekat

·         Evaporasi merupakan proses pemisahan terroal, dipakani secara luas untukk merekatkan cairan dalam bentuk larutan, suspensi maupun emulsi dengan cara menguapkan pelarutnya, umumnya air dan cairan.

·         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.

C.  Jenis-jenis evaporator

Evaporator dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu:

• Submerged combustion evaporator adalah evaporator yang dipanaskan oleh api yang menyala di bawah permukaan cairan, dimana gas yang panas bergelembung melewati cairan
• Direct fired evaporator adalah evaporator dengan pengapian langsung dimana api dan pembakaran gas dipisahkan dari cairan mendidih lewat dinding besi atau permukaan untuk memanaskan
• Steam heated evaporator adalah evaporator dengan pemanasan stem dimana uap atau uap lain yang dapat dikondensasi adalah sumber panas dimana uap terkondensasi di satu sisi dari permukaan pemanas dan panas ditranmisi lewat dinding ke cairan yang mendidih.

D.  Pertimbangan Pemilihan Evaporator :

1.      Kontak panas harus tetap menjaga produk yang harus diuapkan

2.      Pemeriksaan permukaan cukup mudah dengan membukan rak evaporator

3.      Ekonomis dibuat bertingkat atau rekompressi termal/mekanis

4.      Ukuran disesuaikan dengan kapsitas produksinya

5.      Mudah pembersihan dan perawatannya

6.      Mudah dioperasikan, suara tidak gaduh

7.      Bahan pembuatannya cukup baik

E.  Komponen dan Cara kerja evaporator

a.       Komponen evaporator

Gambar rangkaian alat evaporator

Pada gambar diatas, akan saya jelaskan beberapa nama beserta fungsinya :

1.      Hot plate : berfungsi untuk mengatur suhu pada waterbath dengan temperatur yang diinginkan (tergantung titik didih dari pelarut)

2.      Waterbath : sebagai wadah air yang dipanaskan oleh hot plate untuk labu alas yang berisi “sampel”

3.      Ujung rotor “sampel” : berfungsi sebagai tempat labu alas bulat sampel bergantung.

4.      Lubang kondensor : berfungsi pintu masuk bagi air kedalam kondensor yang airnya disedot oleh pompa vakum.

5.      Kondensor : serfungsi sebagai pendingin yang mempercepat proses perubahan fasa, dari fasa gas ke fasa cair.

6.      Lubang kondensor : berfungsi pintu keluar bagi air dari dalam kondensor.

7.      Labu alas bulat penampung : berfungsi sebagai wadah bagi penampung pelarut.

8.      Ujung rotor “penampung” : berfungsi sebagai tempat labu alas bulat penampung bergantung.

a.       Cara kerja

·         Dimasukkan aquadest kedalam waterbath

·         Dimasukkan larutan sampel yang akan diuapkan ke labu als bulat

·         Dipanaskan waterbath sesuai suhu pelarut yang digunakan

·         Labu alas bulat yang berisi sampel di pasang pada ujung rotor

·         Dialiri air pendingin dan vakum dijalankan

·         Tombol rotor diputar dengan kecepatan tertentu (5-8 putaran)

Perlu diperhatikan, bahwa penguapan dapat terjadi karena adanya pemanasan menggunakan hot plate yang dibantu dengan penurunan tekanan pada labu alas bulat “sampel” yang dipercepat dengan pemutaran pada labu alas bulat “sampel”. Dengan bantuan pompa vakum yang mengalirkan air dingin (es) dari suatu wadah kedalam kondensor dan dikeluarkan lagi oleh kondensor kepada wadahnya lagi dan dimasukkan lagi dan seterusnya, karena proses ini berjalan secara kontinyu. sehingga ketika uap dari pelarut mengenai dinding-dinding kondensor, maka pelarut ini akan mengalami yang proses yg dinamakan proses kondensasi, yaitu proses yang mengalami perubahan fasa dari fasa gas ke fasa cair. Adapun demikian, proses penguapan ini dilakukan hingga diperoleh pelarut yang sudah tidak menetes lagi pada labu alas bulat penampung dan juga bisa dilihat dengan semakin kentalnya zat yang ada pada labu alas bulat sampel dan terbentuk gelembung-gelembung pecah pada permukaan zatnya.

F.   Faktor-faktor yang mempengaruhi proses evaporator

1.      Konsentrasi dalam cairan

Untuk liquida msuk evaporator dalam keadaan encer, juga semakin pekat larutan, semakin tinggi pula titik didih larutan dan untuk ini harus diperhatikan adanya kenaikan titik didih (KTD).

2.      Kelatutan solute dalam larutan

a.       Dengan demikian pekatnya larutan, maka konsentrasi solute makin tinggi pula, sehingga btas hasil kali kelarutan dapat terlampaui yang akibatnya terbentuk Kristal solute. Jika dengan adanya hal ini, dalam evaporasi harus diperhatikan batas konsentrasi solute yang maksimal yang dapat dihasilkan oleh proses evaporasi.

b.      Pada umumnya, kelarutan suatu granul/solid makin besar dengan makin tingginya suhu, sehingga pada waktu “drainage” dalam keadaan dingin dapat terbentuk Kristal yang dalam hal ini dapat merusak evaporator. Jadi harus diperhatikan suhu drainage.

c.       Sensitifitas materi terhadap suhu dan lama pemanasan

Beberapa zat materi yang dipanskan dalam evaporasi tidak tahan terhadap suhu tinggi atau terhadap pemanasan yang terlalu alam. Misalnya bahan-bahan biologis seperti susu, jus, bahan-bahan farmasi dan sebagainya. Jadi untuk zat-zat semacam ini diperlukan suatu cara tertentu untuk mengurangi waktu pemanasan dan suhu operasi.

d.      Pembuataan buih dan percikan

Kadang-kadang beberapa zat, seperti larutan NaOH, “skim milk” dan beberapa asam lemak akan menimbulkan buih, busa yang cukup banyak selama penguapan disertai dengan percikan-percikan liquida yang tinggi. Buih/percikan ini dapat terbawa oleh uap yang keluar dari evaporator dan akibatnya terjadi kehilangan. Jadi harus diusahakan pencegahannya.

e.       Pembentukan kerak

Banyak larutan yang sifatnya mudah membentuk kerak/endapan. Dengan terbentuknya kerak ini akan mengurangi overall heat transfer coefficient, jadi diusahakan konsentrasi/teknikevaporator yang tepat karena biaya pembersihan kerak atau memakan waktu atau biaya.

G. Aplikasi dari evaporasi

Proses evaporasi telah dikenal sejak dahulu, yaitu untuk membuat garam dengan cara menguapkan air dengan bantuan energi matahari dan angin. Kegunaan utama dari evaporator adalah menguapkan air pada larutan sehingga larutan memiliki konsentrasi tertentu.

Pada industri makanan dan minuman, agar memiliki mutu yang sama pada jangka waktu yang lama, dibutuhkan evaporasi. Misalnya untuk pengawetan adalah pembuatan susu kental manis.