F F E

PRAKTIKUM PILOT PLANT

Judul Praktikum : Falling Film Evaporator Pemanasan Langsung

I. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Tujuan dari setiap proses evaporasi adalah menaikkan konsentrasi atau kadar kepekatan suatu larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tak mudah menguap dari zat pelarutnya yang relatif lebih mudah menguap. Penguapan beberapa porsi pelarut tersebut akan memberikan produk yang berupa larutan pekat dan kental, sedangkan hasil kondensasi uap pelarutnya bisa dibuang langsung sebagai limbah atau didaur ulang dan digunakan lagi sebagai pelarut. Hal-hal ini yang membedakan proses evaporasi dengan distilasi.

Falling Film Evaporator adalah metoda penguapan dengan cara menjatuhkan bahan umpan membentuk lapisan tipis, sementara itu pemanas dikontakkan terhadap umpan lapis tipis tersebut dalam suatu kolom FFE (kalandria). Pertimbangan dibuat lapisan tipis adalah :
a. Luas permukaan lebih luas, sehingga memudahkan proses penguapan
b. Penguapan yang terjadi berada di bawah titik didih air atau pelarut lain sehingga memerlukan kalor lebih sedikit.


1. 2. Tujuan Percobaan :
Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat :
a. Mengoperasikan peralatan Falling Film Evaporator
b. Memilih temperatur dan tekanan yang optimum untuk umpan tertentu
c. Menghitung koefisien perpindahan panas pada FFE / kalandria
d. Menerapkan efisiensi penggunaan kukus (steam) sebagai sumber panas
e. Menjelaskan piranti pengendalian tekanan secara elektronis pada system kontrol


II. Teori

Falling film Evaporator adalah salah satu jenis alat untuk proses evaporasi yang diklasifikasikan dalam kelas long tube vertical evaporator (LTVE) bersama-sama dengan climbing film evaporator (CFE). Sedangkan berdasarkan tipe pemanasan dapat diklasifikasikan ke dalam sistem pemanasan dipisahkan oleh dinding pertukaran panas, yaitu jenis kolom calandria shell and tube. FFE memiliki efektivitas yang baik untuk :
a. pengentalan larutan-larutan yang jernih
b. pengentalan larutan berbusa
c. pengentalan larutan-larutan yang korosif
d. beban penguapan yang tinggi
e. temperatur operasi yang rendah

Kinerja suatu evaporator ditentukan oleh beberapa factor lainnya :
a. Konsumsi uap
b. Steam ekonomi
c. Kadar kepekatan
d. Persentasi produk

Untuk tujuan teknik dan karakteristik evaporator yang perlu diperhatikan adalah :
a. Neraca massa dan energi
b. Koefisien perpindahan panas
c. Efisiensi

Proses pengaupan berlangsung pada kalandria shell and tube. Di dalam kalandria tersebut terdapat tabung berjumlah tiga, umpan masuk didistribusi ke masing-masing tube kemudian membentuk lapisan tipis pada selimut bagian dalam tube. Sementara pemanas berada diluar tube, bahan umpan yang turun secara gravitasi menyerap panas maka terjadi penguapan pelarut sehingga keluar dari kalandria terdiri dari dua fasa ( fasa uap pelarut dan larutan pekat ) kemudia dipisahkan di separator.

Metode FFE sudah banyak digunakan pada industri :
a. Produksi pupuk organic
b. Proses desalinasi
c. Bubur kertas dan industri kertas
d. Bahan alami/larutan biologi









T7 m1



ms T4




T6

T8 T14



m3 T10
kondensat


m2 T11 T¬12

larutan pekat distilat pelarut



Neraca massa :
m1 = m2 + m3  m3 = m1 – m2
m1 : laju feed (kg/jam)  dari hasil kalibrasi
m2 : larutan pekat (kg/jam)
m¬3 : uap pelarut (kg/jam)


1. Effisiensi panas di FFE


2. Koefisien perpindahan panas total (U)
: luas diketahui A = 1 m2







Th1 Th2

T1 T2
Tc2

Tc1


3. Steam Ekonomi :
Harga koefisien perpindahan panas pada literatur :





III. Prosedur Kerja
3.1 Alat dan Bahan
a. Peralatan skala pilot falling film evaporator
b. Air umpan berisi air keran diisikan hingga tangki umpan penuh ditambah 5 gr CaCl2 dan pewarna EBT
c. Ember sebanyak tiga buah
d. Gelas plastik ukuran 2000 ml/ 1000 ml masing-masing tiga buah
e. Konduktometer
f. Termometer
g. Sarung tangan


3.2 Prosedur Percobaan

a. Kalibrasi laju alir :


Laju feed (lt/h) Kalibrasi I (kg/h) Kalibrasi II (kg/h) Rata-rata
100
150
200
250
300




b. Buat kurva kalibrasi (lt/h) vs kg/h (rata-rata) dengan regresi




Kg/h







0 100 150 200 250 300
laju alir volumetric (lt/h)

atau buat persamaan linier : y = mx + b























c. Prosedur Kondisi Operasi utk pemanasan langsung :

P (steam) bar gauge Laju alir feed (lt/jam)
0,25 100 ; 150; 200; 250; 300
0,50 100 ; 150; 200; 250; 300
0,75 100 ; 150; 200; 250; 300
1,00 100 ; 150; 200; 250; 300
1,50 100 ; 150; 200; 250; 300

Data yang diambil :
1. Laju alir steam (ms)  dari laju alir kondensat
2. Laju alir larutan pekat (m2)
3. Temperatur operasi : T4, T6, T7, T8, T10, T11, T12, dan T14

Keterangan :
T4 : Temperatur steam masuk kolom FFE
T6 : Temperatur pendingin keluar
T7 : Temperatur feed masuk
T8 : Temperatur kondensat keluar
T10 : Temperatur uap pelarut
T11 : Temperatur larutan pekat
T12 : Temperatur distilat (kondensasi pelarut)
T14 : Temperatur pendingin masuk

IV. Keselamatan Kerja

a. Umpan terlebih dahulu dialirkan kemudian steam dinyalakan (dibuka ), dilarang memasukkan steam tanpa ada bahan yang akan dipanaskan. Begitu pula apabila proses hendak diberhentikan maka katup steam ditutup terlebih dahulu kemudian aliran umpan dihentikan.
b. Gunakan sarung tangan , karena peralatan dialiri steam sehingga menimbulkan panas.
c. Gunakan helm untuk melindungi kepala dari benturan peralatan dan panel-panel disekitar alat falling film evaporator.








V. Data Hasil Percobaan
a. Data Pengamatan

P (bar) q (lt/jam) m1 Ms m2 m3 T4 T6 T7 T8 T10 T11 T12 T14
100
150
0,25 200
250
300
100
150
0,50 200
250
300
100
150
0,75 200
250
300
100
150
1,00 200
250
300
100
150
1,25 200
250
300
100
150
1,50 200
250
300

b. Data Hasil Percobaan

P (bar) q (lt/jam)  U SE
100
150
0,25 200
250
300
100
150
0,50 200
250
300
100
150
0,75 200
250
300
100
150
1,00 200
250
300
100
150
1,25 200
250
300
100
150
1,50 200
250
300


10. Daftar Pustaka

1. JF Richardson 1980 Chemical Enguneering Vol 1 & 2, JM Coulson ; Pergamon Press
2. Don Green 1989 Perry’s Chemical Engineering Handbook 6th Edition Mc Graw Hill
3. Mc Cabe 1983 Unit Operation, Mc Graw Hill
4. Stanley Walas, 1985 Phase Equilibria in Chemical Engineering. Butterwood Publisher
5. Jhon Willey 1966 Material and Process, 2nd Edition, James F. Young
6. J Michael Jacob, 1989 Industrial Control Electronics, Prentice Hall
7. Jane Bower, 1992, Food Theory and Application 2nd Edition, Maxwell Macmilian