perhitungan evaporator falling film

7/23/2019 Perhitungan Evaporator falling film

http://slidepdf.com/reader/full/perhitungan-evaporator-falling-film 1/16

ABSTRAK

Evaporasi adalah proses untuk memekatkan suatu larutan dengan menguapkan zat

pelarutnya. Evaporator adalah alat untuk menguapkan zat pelarut pada suatu larutan.

Tujuan percobaan evaporator ini adalah menghitung perpindahan massa dan panas pada

proses evaporasi Falling Film, mengetahui konsentrasi akhir dari larutan asam sitrat danmembandingkan konsentrasi akhir larutan dengan arah aliran counter current dan co-

current. Prosedur yang dilakukan adalah dengan tahap persiapan, yaitu menyalakan alat

evaporator sampai keadaan steady state dan membuat larutan asam sitrat 0,!" sebanyak

!0 gram dalam volume larutan 00 #, setelah itu mulai percobaan pada aliran co-current

dengan variabel $lo%rate &'','! #()am* &+', #()am dan 0 #()am sedangkan aliran

counter current variabel $lo%rate ',& #()am* &,+ #()am dan &, #()am. /emudian

menitrasi larutan yang keluar dari alat evaporator sengan larutan a12 0,& . 3ari

percobaan yang telah dilakukan, didapatkan beberapa kesimpulan sebagai yang pertama

konsentrasi akhir larutan meningkat setelah dievaporasi pada arah aliran co-current dan

counter current, arah aliran co-current mempunyai konsentrasi asam sitrat yang lebih besar

yaitu 0,0'* 0,0& dan 0,0 daripada konsentrasi arah aliran counter current 0,0!* 0,04 dan 0,0&! . 2asil perhitungan neraca massa yang dilakukan pada arah aliran co-current

dengan variabel $lo%rate &'','! #(jam5 &+', #(jam dan 0 #(jam, diperoleh nilai

komponen yang masuk berupa $eed 6F7 yang terdiri dari asam sitrat sebesar 04,'44

/g()am* &,0& /g()am dan &+0,0'& /g()am. 8edangkan komponen yang keluar berupa

li9uid 6#7 yang terdiri dari asam sitrat sebesar &'4,4! /g()am5 &!,&'& /g()am dan

+!,'0'& /g()am, serta vapour 6:7 sebesar 0,&04 /g()am* &4,4!'!!! /g()am dan

',4&!!! /g()am. Pada arah aliran counter current dengan variabel $lo%rate ',&

#()am* &,+ #()am dan &, #()am diperoleh nilai komponen yang masuk berupa $eed 6F7

yang komponennya terdiri dari asam sitrat sebesar 40,'40+ /g()am* &4,0&+ /g()am

dan ', /g()am, sedangkan komponen yang keluar berupa li9uid 6#7 yang terdiri dari

asam sitrat sebesar ',4!&&& /g()am* ,&0&!! /g(jam dan &&,4++!! /g()am,

serta vapour 6:7 sebesar 4',!+!0!! /g(jam* &,0''& /g()am dan &+,++&4&

/g(jam. ;erdasarkan perhitungan yang dilakukan pada aliran co-current dengan variabel

$lo%rate &'','! #(jam5 &+', #(jam dan 0 #(jam diperoleh nilai komponen steam 687

sebesar !',' /g()am* +4+,+&! /g()am dan !!4,'& /g()am. 8edangkan

pada aliran counter-current dengan variabel $lo%rate ',& #()am* &,+ #()am dan &,

#()am diperoleh nilai komponen steam 687 sebesar !&,0000 /g()am* +',+0&

/g()am dan 4&,+4&4 /g()am. Pada aliran counter-current pada $lo%rate &, #(jam

mempunyai konsentrasi tertinggi yaitu sebesar 0,0&! .

i



DAFTAR ISI

ABSTRAK......................................................................................................................i

DAFTAR ISI...................................................................................................................ii

DAFTAR GAMBAR......................................................................................................iii

DAFTAR GRAFIK. . ......................................................................................................ivDAFTAR TABEL ..........................................................................................................v

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang............................................................................................I-1

I. R!"!#an Ma#ala$......................................................................................I-1

I.% T!&!an Per'()aan.......................................................................................I-1

BAB II TIN*AUAN PUSTAKA

II.1 Da#ar Te(ri ...................................................................................................II-1

II. A+lika#i In,!#tri...........................................................................................II-1

BAB III METDLGI PER/BAAN

III.1 0aria)el Per'()aan......................................................................................III-1

III. Alat ,an Ba$an ang Dig!nakan.................................................................III-1III.% Pr(#e,!r +er'()aan.....................................................................................III-1

III.2 Diagra" Alir................................................................................................III-%

III.3 Ga")ar Alat................................................................................................III-3

BAB I0 HASIL PER/BAAN4 PERHITUNGAN4 DAN PEMBAHASAN

I0.1 Ha#il Per'()aan. .........................................................................................I0-1

I0. Pe")a$a#an ................................................................................................I0-%

BAB 0 KESIMPULAN................................................................................................0-1

DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................................vi

DAFTAR NTASI .........................................................................................................vii

APPENDIKS ..................................................................................................................viii

La"+iran 5

1. La+(ran Se"entara

. Le")ar Revi#i

ii



DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 8ingle e$$ect Evaporator ...............................................................II-1

Gambar II.2 For%ard-$eed multiple-e$$ect eva+(rat(r#....................................II-

Gambar II.3 ;ack%ard-$eed multiple-e$$ect eva+(rat(r....................................II-%

Gambar II.4 8ingle E$$ect Evaporator ..............................................................II-2Gambar II.5 Falling Film Evaporator ..............................................................II-6

Gambar II.6 Mekani#"e $alling $ilm evaporator ..............................................II-7

Gambar II.1 Rangkaian Alat Per'()aan Eva+(ra#i...........................................III-3

iii



DAFTAR GRAFIK

Grafik IV.1 H!)!ngan antara Flo%rate A#a" Sitrat ,engan K(n#entra#i Ak$ir

A#a" Sitrat +a,a Aliran <o-<urrent ,an <ounter <urrent ............................I0-%

Grafik A.1 H!)!ngan antara 2eat capacity 8/+9 !,ara ,an #!$! ,ik!ti+

,ari engineering toolbo= %ebsite 8-9...............................................................i:Grafik A.2 H!)!ngan antara Enthalpy 8H9 air ,an #!$! ,ik!ti+ ,ari

Geank(+li# 81;;%9 .........................................................................................i:

Grafik A.3 H!)!ngan antara 2eat capacity 8/+9 A#a" #itrat ,an #!$!

,ik!ti+ ,ari /.G. De kr!i< 81;79 ..................................................................:

iv



DAFTAR TABEL

Tabel IV.1 Ha#il Pe'()aan +a,a aliran co current .....................................................................

I0-1

Tabel IV.2 Ha#il Pe'()aan +a,a aliran counter current ............................................................

I0-1Tabel IV.3 Ha#il Per$it!ngan Nera'a Ma##a ,engan Aliran <o-current...................................

I0-1

Tabel IV.4 Ha#il Per$it!ngan Nera'a Ma##a ,engan Aliran <ounter-<urrent ..........................

I0-

Tabel IV.5 Ha#il Per$it!ngan Nera'a Pana# ,engan Aliran <o-<urrent ...................................

I0-

Tabel IV.6 Ha#il Per$it!ngan Nera'a Pana# ,engan Aliran <ounter-<urrent ...........................

I0-

Table A.1 Data /+ a#a" #itrat ang ,ig!nakan !nt!k +er$it!ngan.........................................

:ii

Table A.2 Data Entalphy 8aturated 8team and >ater ang ,ig!nakan !nt!k +er$it!ngan..............................................................................................................

:ii

Table A.3 Data /+ !,ara +a,a tekanan at"(#+$ere ang ,ig!nakan !nt!k

+er$it!ngan..............................................................................................................

:iii

v



DAFTAR !STAKA

An(ni". 819. ?:< E:@P1A@T1A PA1<E88 3E8<ABPTB1 . Retrieve, 11 14 124

<r(" EN/N E0APRATRS5 $tt+5==>>>.eva+(rat(r.'("="v'-+r('e##-,e#'ri+ti(n

An(ni". 879. Eva+(rat(r Han,)((k. Unite, State#.

An(ni". 8n.,.9. air properties. Retrieve, 11 14 124 <r(" engineering t((l)(:5

$tt+5==>>>.engineeringt((l)(:.'("=air-+r(+ertie#-,?13@.$t"lDe>i4 R. K. 814 #e+te")er 9. Evaporator . Retrieve, 11 14 124 <r(" E#(k Nanti5

$tt+5==k!#!"a>(rl,3.)l(g#+(t.'("=1=;=eva+(rat(r.$t"l

Fraekti4 ". '. 819. E0APRATR. ++. 1-1@.

Geank(+li#4 /. *. 81;;69. Transport Processes and Cnit 1perations. Ne> Del$i5 Prenti'e Hall

(< In,ia.

K!rnia>an4 F. 819. PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA DI DALAM. 1-@.

Lar"inat4 P. D. 8129. <alling <il" eva+(rat(r. 1-.

M'/a)e4 . L. 81;;%9. Cnit 1perations o$ <hemical Engineering th Ed . Ne> (rk5

M'Gra>-Hill.

CA0ARG4 C. C. 8@9. Per<(r"an'e (< <alling <il" +late eva+(rat(r# in. Thermal science 4

33-@1.

vi

http://www.engineeringtoolbox.com/air-properties-d_156.html

http://kusumaworld25.blogspot.com/2012/09/evaporator.html

http://www.engineeringtoolbox.com/air-properties-d_156.html

http://kusumaworld25.blogspot.com/2012/09/evaporator.html



DAFTAR "#TASI

"$. "$%a&i Ke%era'(a' Sa%)a'

1.

.

%.

2.

3.

@.

6.

7.

;.

1.

11.

1.

1%.

12.

13

F

F

L

0

SL

0

Hv

T

"

/+

N

BM

0

Fee, "a#!k

Frak#i Feed

Frak#i #i9uid

Frak#i :apor Flo%rate steam ang "a#!k

Flo%rate +r(,!k

Flo%rate vapor

Ental+i Ua+

S!$!

Ma##a

Ka+a#ita# Pana#

N(r"alita#

Berat M(lek!l

0(l!"e

Kg=*a"

-

-

-Kg=*a"

Kg*a"

Kg=*a"

k*= kg

⁰K

Kg

k*=kg.K

N

Gr="(l

"l

vii



AE"DIKS

I. er*i%)'(a' k$'&e'%ra&i

1. Meng$it!ng K(n#entra#i Te(riti# A>al Lar!tan A#a" Sitrat

K(n#entra#i A#a" A#etat 417 )erat

Ma##a a#a" #itrat 17 gra"

0(l!"e +elar!t 8air9 1. "L

BM A#a" #itrat 1;41 gr=gr."(l

"(l=L-4--;2M

1-----

1---

1;41

17-M

0

1---

BM

gr M

=

×=

×=

/@H76 /@H66- H

-4--;@2N

1-4--;2

M N

=

×=

×= e

. Meng$it!ng la&! alir <ee,

a. Ara$ aliran co-current

0aria)el )!kaan valve 77

=

sekon

ml

%

3-=

jam

sekon =

ml

liter =

sekon

ml

1

%@--

1---

1%47%;;4;7 L=*a"

). Ara$ aliran counter-current

0aria)el )!kaan valve 77 ⁰

=

sekon

ml

%

1@1=

jam

sekon =

ml

liter =

sekon

ml

1

%@--

1---

1@643%1;%4 L=*a"

%. Meng$it!ng k(n#entra#i ak$ir a#a" #itrata. Aliran co-current

0aria)el $lo%rate ;;4;7 L=&a"

01 : N1 0 : N

4;3 : 4 1 : N

N 41; N

). Aliran counter-current

0aria)el $lo%rate 1;%4 L=&a"

01 : N1 0 : N

4; : 4 1 : N

N 417 N

viii



II. Da%a )'%)k er*i%)'(a' "era+a a'a&

1. Data /+ !,ara

Grafik A.1 $!)!ngan antara 2eat capacity 8/+9 !,ara ,an #!$! ,ik!ti+ ,ari engineering

toolbo= %ebsite 8-9

Dari gra<ik ,i,a+at r!"!# linier gari# ait! 41@:4;3%7114 ,engan

a,ala$ /+ ,an : a,ala$ #!$!4 !nt!k "en'ari /+ k("+(nen4 "a#!kkan nilai #!$!

"aka akan ta$! nilai /+-na

. Data Enthalpy !a+ air 8 steam9

Grafik A.2 $!)!ngan antara Enthalpy 8H9 air ,an #!$! ,ik!ti+ ,ari Geank(+li# 81;;%9

i:



Dari gra<ik ,i,a+at r!"!# linier gari# ait! -%42%7@3@:%27%41614 ,engan

a,ala$ Enthalpy ,an : a,ala$ #!$!4 !nt!k "en'ari Enthalpy air4 "a#!kkan nilai #!$!

"aka akan ta$! nilai Enthalpy-na

%. Data /+ A#a" Sitrat

Grafik A.3 $!)!ngan antara 2eat capacity 8/+9 A#a" #itrat ,an #!$! ,ik!ti+ ,ari /.G. De

kr!i< 81;79

Dari gra<ik ,i,a+at r!"!# linier gari# ait! 4%;6;16:43321@@64 ,engan

a,ala$ /+ ,an : a,ala$ #!$!4 !nt!k "en'ari /+ k("+(nen4 "a#!kkan nilai #!$!

"aka akan ta$! nilai /+-na

III. er*i%)'(a' "era+a Ma&&a ,a' "era+a E'er(i

1. "era+a Ma&&a )'%)k alira' co-current

A'' in (!tDala" kea,aan #tea, #tate4 a''

:



Maka5

In(!t

Nera'a "a##a +a,a aliran co-current 0aria)el $lo%rate L ;;4;7 L=&a"

417 ,ala" 3 "l

Berat +ikn( k(#(ng 5 %4%% gra"

Berat +ikn( i#i 5 6;4;@ gra"

a9 Meng$it!ng ,en#ita# a#a" #itrat

ρ =−

3-

%%4%-;@46;4;;@ gr=''

L ;;4;7 L=&a" ;;;7 "l=&a"

)9 Meng$it!ng "a##a a#a" #itrat

Setela$ ,i,a+atkan ,en#ita# a#a" #itrat "aka ,a+at ,i$it!ng massa

a#a" #itrat ,ala" ;;;7 "l=&a" ,ala" L4 ,engan 'ara5

Nak$ir ml

= ?r

?assa 1---

41; ;;;7-1---

1; = ?assa

Ma##a 1;2%43@2 gra"=L

'9 Meng$it!ng "a##a a#a" #itrat t(tal

Setela$ ,i,a+atkan massa a#a" #itrat ,ala" ;;;7 "l=&a" "aka

,a+at ,i$it!ng "a##a a#a" #itrat t(tal ,ala" L

ρ v

m

4;;@ ;;;7-

m

Ma##a ;66@74777 gra"

Setela$ massa a#a" #itrat ,an "a##a a#a" #itrat t(tal ,iketa$!i "aka

,a+at ,i$it!ng <rak#i )erat a#a" #itrat ,ala" L

L total sitrat asammassa

sitrat asammassa

-7774;66@7

3@241-;2% 4%@631;@3

,9 Meng$it!ng "a##a a#a" #itrat

Setela$ ,i,a+atkan massa a#a" #itrat ,ala" L "aka ,a+at ,i$it!ng

"a##a a#a" #itrat ,ala" F4 ,engan "enga")il )a#i# v(l!"e +a,a F ait! 1

L

Ba#i# 1 L 1. "l

Na>al ml

= ?r

?assa 1---

4;2 1-----

1---

1; =

?assa

Ma##a 1674@@7 gra"

e9 Meng$it!ng "a##a a#a" #itrat t(tal

Ba#i# 1 L 1. "l

Setela$ ,i,a+atkan massa a#a" #itrat ,ala" F "aka ,a+at ,i$it!ng"a##a a#a" #itrat t(tal ,ala" F

:i



ρ v

m

4;;@ 1-----

m

Ma##a ;;@ gra"


,a+at ,i$it!ng <rak#i )erat a#a" #itrat ,ala" F

F ;;@-

@@74167 417

:F.F :L.L v.0

417.F 4%@631;@3 : ;646@71

F @64;63@7 Kg=*a"

L ;646@71 Kg=*a"

0 @64;63@7-;646@71 %1463;1 Kg=*a"

2. "era+a Ma&&a )'%)k alira' counter-current

A'' in (!t

Dala" kea,aan #tea, #tate4 a''

Maka5

In!t

Nera'a "a##a +a,a aliran counter-current varia)el $lo%rate L1;%4 L=&a"

417 ,ala" 3 "l

Berat +ikn( k(#(ng 5 %4%% gra"

Berat +ikn( i#i 5 6;4;@ gra"

a9 Meng$it!ng ,en#ita# a#a" #itrat

ρ =−

3-%%4%-;@46; 4;;@ gr=''

L 1;%4 L=&a" 1;% "l=&a"

)9 Meng$it!ng "a##a a#a" #itrat

Setela$ ,i,a+atkan ,en#ita# a#a" #itrat "aka ,a+at ,i$it!ng massa a#a"

#itrat ,ala" 1;% "l=&a" ,ala" L4 ,engan 'ara5

Nak$ir ml

= ?r

?assa 1---

417 1;%--

1---

1; =

?assa

Ma##a @@6462@6 gra"'9 Meng$it!ng "a##a a#a" #itrat t(tal

Setela$ ,i,a+atkan massa a#a" #itrat ,ala" 1;% "l=&a" "aka ,a+at

,i$it!ng "a##a a#a" #itrat t(tal ,ala" L

ρ v

m

4;;@ 1;%--

m

Ma##a 1;1674%1 gra"


,a+at ,i$it!ng <rak#i li9uid a#a" #itrat ,ala" L

:ii



L total sitrat asammassa

sitrat asammassa

1%141;167

62-@64@@6 4%2716@3

,9 Meng$it!ng "a##a a#a" #itrat

Setela$ ,i,a+atkan massa a#a" #itrat ,ala" L "aka ,a+at ,i$it!ng

"a##a a#a" #itrat ,ala" F4 ,engan "enga")il )a#i# v(l!"e +a,a F ait! 1 L

Ba#i# 1 L 1. "l

Na>al ml

= ?r

?assa 1---

4%2717 1-----

1---

1; =

?assa

Ma##a 1674@@7 gra"

e9 Meng$it!ng "a##a a#a" #itrat t(tal

Setela$ ,i,a+atkan massa a#a" #itrat ,ala" F "aka ,a+at ,i$it!ng"a##a a#a" #itrat t(tal ,ala" F

Ba#i# 1 L 1. "l

ρ v

m

4;;@ 1-----

m

Ma##a ;;@


,a+at ,i$it!ng <rak#i li9uid a#a" #itrat ,ala" F

F ;;@-

@@74167 417

:F.F :L.L v.0

417.F 4%2716@3 : 1;%

F %64;@62 Kg=*a"

L 1;1467%1 Kg=*a"

0 %64;@62-1;1467%1 16;4172777 Kg=*a"

0aria)el ang lain ,a+at ,i$it!ng ,engan 'ara ang #a"a

IV. er*i%)'(a' "era+a E'er(i

Data ang ,i+erl!kan !nt!k "eng$it!ng nera'a energi #e)agai )erik!t5

Tabel A.1 /+ A#a" Sitrat ang ,ig!nakan

T 8⁰K9 /+ 8*="(l.K ⁰9 /+ 8K&=Kg.⁰K9 S!")er

:iii



%@

%6

%7

%;

%12

%16

%1;

%1

%2

%@

%;

%%

%4117

%466@

%14%2

%147;6

%24761

%@4@33@

%64723

%;4%27

2471;

2477

2%46;%

234366@

141;732

141@

1426

1466;7

14%77

14%371

14%7666

1422;6%

1432@6

14@2@%

14@;63@

146;3

Thermodynamic

Properties 1$ <itric @cid @nd

The

8ystem <itric

@cid->ater

Tabel A.2 Entalphy 8aturated 8team and >ater

T 8⁰K9 Ent$al+ S!")er

Sat!rate, 0a+(r 8k*=kg9 LiJ!i, 8k*=kg9 H08k*=kg9%6

%7

%%

%%;

%2

%2@

376467

37746@@

3;462

3;;43;@

@4371

@@4277

;42;;

%%426%1

3141@@

74172

7@4331@

%1%4;7

%3746%

%334;%

%2143%7

%1642@7

%124;

;%4%;6

Geank(+li#

A.-;

Tabel A.3 /+ U,ara +a,a Tekanan At"(#+$er

Te"+erat!r 8K9 /+ 8K*=Kg.K9 S!")er

%3743

%@14

%63

%6341

%6;

2

14131%

141;23

141%13@

141%16

141%6;6

141627

Engineering Toolbo=

Nera'a energi +a,a aliran co-current ,engan $lo%rate L;;;7 "l=&a" ,a+at ,i$it!ng

#e)agai )erik!t5

R!"!# nera'a energi ang ,ig!nakan5

Data-,ata ang ,i)!t!$kan5

• Feed a#a" #itrat

F @64;63@7 kg=&a"

/+ 146;3111 k*=kg.⁰K

∆T T2-Tre< 83;6%9-6% 3; ⁰K

Keterangan 5

:iv

F. /+. T S. /+. T L. /+. T 0.H0



/+ a#a" #itrat ,a+at ,i+er(le$ ,ari ta)el 1 ,an ,i)!at gra<ik #e$ingga "en,a+atkan

+er#a"aan 4%;6;16:43321@@64 ,engan #!")! ait! '+ a#a" #itrat

#e,angkan #!")! : ait! #!$!.

• #i9uid a#a" #itrat

L ;646@7777 Kg=&a"/+ 14@2@@; k*=kg.⁰K

∆T T3-Tre< 83%6%9-6% 3% ⁰K

Keterangan 5



#e,angkan #!")! : ait! #!$!.

• :apour 8air9

0 %1463;1 Kg=&a"

H0 %3;4122@ k*=kg

∆T T3-Tre< 8326%9-6% 32 ⁰K • 8team 8U,ara9

/+ 141317 k*=kg.⁰K

∆T T/-Tre< 873436%9-6% 7343⁰K

Se$ingga5

U,ara=*a"Kg 71@;4%6ES

3;64727.%1-4-63;1G3%14@1.;[email protected];146;..6@-64;63

0.H0GT/+.L.ET/+.S.GT/+.F.

0.H0GL.$LES.H#G$FF.

Nera'a energi +a,a aliran co-current ,engan $lo%rate L1;% "l=&a" ,a+at ,i$it!ng#e)agai )erik!t5

R!"!# nera'a energi ang ,ig!nakan5

Data-,ata ang ,i)!t!$kan5

• Feed a#a" #itrat

F %64;@62 kg=&a"

/+ 14%371%3@ k*=kg.⁰K

∆T T2-Tre< 8226%9-6% 22 ⁰K

Keterangan 5



#e,angkan #!")! : ait! #!$!.

• #i9uid a#a" #itrat

L 1;1467%1 Kg=&a"

/+ 141;732@; k*=kg.⁰K ∆T T3-Tre< 8%%6%9-6% %% ⁰K

:v

F. /+. T S. /+. T L. /+. T 0.H0



Keterangan 5



#e,angkan #!")! : ait! #!$!.

•

:apour 8air90 16;4172777Kg=&a"

H0 ;%4621 k*=kg

∆T T3-Tre< 86%6%9-6% 6% ⁰K

• 8team 8U,ara9

/+ 141%161 k*=kg.⁰K

∆T T/-Tre< 81416%9-6% 141⁰K

Se$ingga5

U,ara=*a"Kg @%734--%--ES%14%%16;4173.@G%%141;;.1;1467.E1-41S.14-1%.G2214%..;@64%6-

0.H0GT/+.L.ET/+.S.GT/+.F.

0.H0GL.$LES.H#G$FF.

0aria)el ang lain ,a+at ,i$it!ng ,engan 'ara ang #a"a

:vi

perhitungan evaporator falling film

Documents