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. Cara kerja Evaporator

VAPCOMP

Prinsip kerja short tube evaporator

• Di dalam evaporator ini terdapat suatu kolam zat cair. Dimana umpan masuk akan bercampur dengan zat cair di dalam kolam, dan campuran itu lalu dialirkan melalui tube-tube evaporator
• Zat cair yang tidak menguap dikeluarkan dari tube dan kembali ke kolam, sehingga hanya sebagian saja dari keseluruhan evaporasi yang berlangsung dalam satu lewatan.
• Zat cair yang menguap akan mengisi daerah bagian atas evaporator dan dikeluarkan melalui pipa uap.
• Sementara cairan pekat dari evaporator dikeluarkan dari kolam melalui pipa cairan dibagian bawah evaporator.

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

Read More [...]

PENGERTIAN KOMPRESOR

JENIS-JENIS KOMPRESOR

         Kompresor adalah alat untuk memompa bahan pendingin (refrigeran) agar tetap bersirkulasi di dalam sistem. Fungsi dari kompresor adalah untuk menaikan tekanan dari uap refrigeran sehingga tekana
n pada kondensor lebih tinggi dari evaporator yang menyebabkan kenaikan temperatur dari refrigeran. Kompresor dirancang dan diproduksi untuk dapat dipakai dalam jangka waktu yang lama, karena kompresor merupakan jantung utama dari sistem refrigerasi kompresi uap dan juga kapasitas refrigerasi. Suatu mesin refrigerasi tergantung pada kemampuan kompresor untuk memenuhi jumlah gas refrigeran yang perlu disirkulasikan. Kompresor berfungsi untuk menghisap uap refrigeran yang berasal dari evaporator dan menekannya ke kondenser sehingga tekanan dan temperaturnya akan meningkat ke suatu titik dimana uap akan mengembun pada temperatur media pengembun.
Berdasarkan cara kompresi, ada lima jenis kompresor yang biasa digunakan pada sistem refrigerasi kompresi uap, yaitu:
1. Kompresor Torak (Reciprocating Compressor)
2. Kompresor Rotari (Rotary Compressor)
3. Kompresor Sentrifugal (Centrifugal Compressor)
4. Kompresor Screw
5. Kompresor Scroll
Sedangkan berdasarkan konstruksinya, ada tiga jenis kompresor yang biasa digunakan pada system refrigerasi kompresi uap, yaitu:
1. Kompresor Hermetik
2. Kompresor SemiHermetik
3. Kompresor Open Type

Kompresor yang digunakan adalah kompresor torak dengan 6 silinder. Keuntungan dari kompresor jenis ini ialah :
1. Konstruksi lebih kompak
2. Kecil kemungkinannya terjadi kebocoran refrigeran
3. Kapasitas besar
Untuk menentukan seberapa temperatur yang dapat dicapai di evaporator, antara lain di tentukan oleh berapa rendah temperatur penguapan di evaporator. Hal ini tergantung dari bahan pendinginan dan jenis kompresor yang dipakai. Kompresor yang digunakan di KPPC Sinar Mulya Cihideung adalah kompresor torak dengan jenis semi hermetik. Kompresor di KUD Cihideung ini dilengkapi dengan oil separator.
Kondensor
Kondenser berfungsi sebagai untuk membuang kalor ke lingkungan, sehingga uap refrigeran akan mengembun dan berubah fasa dari uap ke cair. Sebelum masuk ke kondenser refrigeran berupa uap yang bertemperatur dan bertekanan tinggi, sedangkan setelah keluar dari kondenser refrigeran berupa cairan jenuh yang bertemperatur lebih rendah dan bertekanan sama (tinggi) seperti sebelum masuk ke kondenser.
Berdasarkan jenis media pendingin yang digunakan kondenser dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:
a) Kondensor berpendingin air (water cooled condenser).
Kondensor berpendingin air dapat dibedakan menjadi dua kategori, yaitu:
1) Kondensor yang air pendinginnya langsung dibuang.
2) Kondensor yang air pendinginnya disirkulasikan kembali.
Sesuai dengan namanya, kondensor yang air pendinginnya langsung dibuang, maka air yang berasal dari suplai air dilewatkan ke kondensor akan langsung dibuang atau ditampung di suatu tempat dan tidak digunakan kembali. Sedangkan kondensor yang air pendinginnya digunakan kembali, maka air yang keluar dari kondensor dilewatkan melalui menara pendingin (cooling tower) agar temperaturnya turun. Selanjutnya air dialirkan kembali ke dalam kondensor, demikian seterusnya secara berulang - ulang.
b) Kondensor berpendingin udara (air cooled condenser).
Ada dua metoda mengalirkan udara pada jenis ini, yaitu konveksi alamiah dan konveksi paksa dengan bantuan kipas. Konveksi secara alamiah mempunyai laju aliran udara yang melewati kondenser sangat rendah, karena hanya mengandalkan kecepatan angin yang terjadi pada saat itu. Oleh karena itu kondensor jenis ini hanya cocok untuk unit-unit yang kecil seperti kulkas, freezer untuk keperluan rumah tangga, dll. Kondensor berpendingin udara yang menggunakan bantuan kipas dalam mensirkulasikan media pendinginannya dikenal sebagai kondensor berpendingin udara konveksi paksa. Secara garis besar, jenis kondensor dibagi menjadi dua kelompok, yaitu:
1) Kondensor yang kipasnya dioperasikan dengan pengatur jarak jauh (remote control).
2) Kondensor yang kipasnya dirakit bersama-sama dengan unit kompresor atau condensing unit. Kapasitasnya kondensor jenis ini biasanya cocok untuk beban mulai < 1kW s/d 500 kW, bahkan kadang dapat lebih dari 500 kW.
c) Kondensor evaporatif (evaporative condenser)
Kondensor evaporatif pada dasarnya adalah kombinasi antara kondensor dengan menara pendingin yang dirakit menjadi satu unit atau kondensor yang menggunakan udara dan air sebagai media pendinginnya. Jenis kondensor yang akan digunakan di KPPC Sinar Mulya Cihideung ini adalah jenis water cooled condenser sebanyak 2 buah. Fungsi dari masing – masing kondenser ialah sebagai berikut :
a. Kondensor yang pertama berfungsi untuk :
1) Media penukar kalor dan tempat terjadinya proses kondensasi
2) Sebagai heat recovery karena adanya kebutuhan air panas untuk membersihkan tangki – tangki susu.
3) Menurunkan temperatur discharge ke temperatur kondensasi sesuai rancangan yaitu 40oC.
b. Kondenser yang kedua berfungsi untuk :
1) Media penukar kalor sisa dari kondenser pertama. Bila kondisi air pada kondenser pertama sudah panas, kalor dari kondensor tidak dapat sepenuhnya diserap oleh air. Maka kondensor yang kedua akan menyerap kalor dari kondensor yang masih tersisa.
2) Memastikan refrigeran yang masuk ke dalam evaporator berada dalam keadaan cair.
3) Menurunkan temperatur kondensasi dari 75oC sampai 60oC. Untuk membantu kinerja sistem, air untuk mendinginkan kondenser kedua sehingga perpindahan kalor dapat maksimal yaitu berasal dari air sumur sebagai make up water dengan menggunakan katup apung sebagai alat kontrolnya.
Keuntungan menggunakan 2 buah kondensor ialah :
a. Kerja kompresor lebih ringan.
b. Sangat sesuai dengan kondisi lingkungan yang banyak air dengan temperatur air yang cukup rendah.
c. Refrigeran yang keluar dari kondenser benar – benar dalam fasa cair, karena apabila pelepasan kalor pada kondenser pertama tidak sempurna maka kondenser kedua yang menyempurnakannya.
d. Mempertahankan agar tekanan kondensasi tidak terlalu tinggi.
e. Hemat energi, karena menggunakan air ledeng hanya sebagai pendingin kondensor sehingga secara tidak langsung akan mengurangi kebutuhan energi listrik. Adapun dimensi dari masing – masing kondensor adalah sebagai berikut : Dimensi bak kondensor I: Panjang = 3.4 m Lebar = 1 m Tinggi = 1.5 m Dimensi bak kondensor II: Panjang = 1.5 m Lebar = 1.5 m Tinggi = 1.5 m
Evaporator
Evaporator adalah suatu alat penukar kalor dimana cairan yang mudah menguap (refrigerant) digunakan sebagai media pemindah kalor dari ruang atau permukaan suatu produk yang sedang didinginkan.

Read More [...]

SISTEM AIR CONDITIONER (AC)

KOMPONEN SISTEM AC

1. Kompresor.

Kompresor merupakan unit tenaga dalam sistem AC. Kompresor akan memompa gas refrigerant dibawah tekanan dan panas yang tinggi pada sisi tekanan tinggi dari sistem dan menghisap gas bertekanan rendah pada sisi intake (sisi tekanan rendah).

Gambar Kompresor

Ada 3 kerja yang dilakukan oleh kompresor yaitu :

• Fungsi penghisap : proses ini membuat cairan refrigerant dari evaporator dikondensasi dalam temperatur yang rendah ketika tekanan refrigerant dinaikkan.
• Fungsi penekanan : proses ini membuat gas refrigerant dapat ditekan sehingga membuat temperatur dan tekanannya tinggi lalu disalurkan ke kondensor, dan dikabutkan pada temperatur yang tinggi.
• Fungsi pemompaan: proses ini dapat dioperasikan secara kontinyu dengan mensirkulasikan refrigerant berdasarkan hisapan dan kompresi.
  

 

2. Kopling magnet (Magnetic Clutch).

Upaya hubungan kompresor dengan motor penggeraknya dapat diputuskan dan dihubungkan (pada saat AC dihidupkan dan dimatikan), maka kita perlukan sebuah kopling magnet yang dipasang pada poros kompresor, bersama roda puli.

Gambar cara kerja Kopling Magnet

Bila sakelar dihubungkan, magnet listrik akan menarik plat penekan sampai berhubungan dengan roda pulley dan poros kompresor terputar. Pada waktu sakelar diputuskan pegas plat pengembali akan menarik plat penekan sehingga putaran motor penggerak terputus dari poros kompresor (putaran mesin hanya memutar puli saja).

3. Kondensor

Kondensor di dalam sistem air conditioner merupakan alat yang digunakan untuk merubah gas refrigrant bertekanan tinggi menjadi cairan. Alat tersebut melakukan cara ini dengan menghilangkan panas dari refrigerant ke temperature atmosfir. Kondensor terdiri dari coil dan fin yang berfungsi mendinginkan refrigerant ketika udara tertiup diantaranya. Kondensor ditempatkan didepan radiator yang pendinginanya dijamin oleh kipas. Untuk refrigrant jenis R-134a menggunakan kondensor jenis parallel flow untuk memperbaiki efek pendinginan udara. Dengan cara itu maka efek pendinginan udara dapat diperbaiki sekitar 15% sampai 20%.

4. Filter (receiver drier)

Receiver drier merupakan tabung penyimpan refrigerant cair, dan ia juga berisikan fiber dan desiccant (bahan pengering) untuk menyaring benda-benda asing dan uap air dari sirkulasi refrigerant. Receiver-drier menerima cairan refrigerant bertekanan tinggi dari kondensor dan disalurkan ke katup ekspansi (katup ekspansi). Receiver drier terdiri dari main body filter, desiccant, pipe, dan side glass . Cairan refrigerant dialirkan ke dalam pipa untuk disalurkan ke katup ekspansi melalui outlet pipe yang ditempatkan pada bagian bawah main body setelah tersaringnya uap air dan benda asing oleh filter dan desiccant.

Filter / Reciever drie mempunyau 3 fungsi , yaitu :

1. Menyimpan refrigrant
2. Menyaring benda-benda asing dan uap air dengan desiccant dan filter agar tidak bersirkulasi pada sistem AC.
3. Memisahkan gelembung gas dengan cairan refrigrant sebelum dimasukkan ke katup ekspansi
   

5. Saklar pengatur tekanan.

Dual pressure switch dipasangkan pada refrigerant line di antara kondensor dan receiver drier atau pada receiver drier. Dual pressure switch, sebagai alat pengaman, berfungsi untuk menghentikan kompresor dengan meng-off-kan magnetic clutch, ketika tekanan pada high pressure line tidak normal tinggi atau rendah.

• Low pressure : Jika tidak ada refrigerant dalam sistem A/C, switch ini akan terbuka, sehingga memutus pengiriman listrik ke compressor clutch . Ia dapat melindungi kerusakan compressor.
• High pressure : Ia mendeteksi tekanan refrigerant pada sisi tekanan tinggi,jika tekanan yang ada lebih tinggi dari normal, maka switch akan terbuka dan memutus aliran listrik, untuk menjaga agar tekanan sistem A/C tidak melampaui batasnya.

 

5. Katup ekspansi .

Tekanan zat pendingin yang berbentuk cair dari kondensor, saringan harus diturunkan supaya zat pendingin menguap, dengan demikian penyerapan panas dan perubahan bentuk zat pendingin dari cair menjadi gas akan berlangsung dengan sempurna sebelum keluar evaporator. Untuk itulah pada saluran masuk evaporator dipasang katub ekspansi. Bekerjanya katup ekspansi diatur sedemikian rupa agar membuka dan menutupnya katup sesuai dengan temperatur evaporator atau tekanan di dalam sistem.

 

6. Katup ekspansi jenis Blok

Ruangan di atas membran diisi dengan cairan khusus yang sensitif terhadap perubahan temperatur pada evaporator. Bila temperatur evaporator rendah, tekanan cairan di atas membran tidak mampu melawan tekanan pegas, katup jarum menutup saluran masuk ke evaporator, penguapan zat pendingin terhenti dan temperatur evaporator naik kembali. Sebaliknya pada saat temperatur evaporator naik, tekanan cairan di atas membran akan naik pula, sampai melebihi tekanan pegas, katup terdorong ke bawah, saluran terbuka. Suhu evaporator turun kembali, demikian seterusnya.

7. Evaporator.

Zat pendingin cair dari receiver drier dan kondensor harus dirubah kembali menjadi gas dalam evaporator, dengan demikian evaporator harus menyerap panas, agar penyerapan panas ini dapat berlangsung dengan sempurna, pipa–pipa evaporator juga diperluas permukaannya dengan memberi kisi–kisi (elemen) dan kipas listrik (blower), supaya udara dingin juga dapat dihembus ke dalam ruangan.
Rumah evaporator bagian bawah dibuat saluran/pipa untuk keluarnya air yang mengumpul disekitar evaporator akibat udara yang lembab. Air ini juga akan membersihkan kotoran–kotoran yang menempel pada kisi–kisi evaporator, karena kotoran itu akan turun bersama air.

Gambar Evaporator

8. Thermostat

Jika suhu pengabutan refrigrant menurun dibawah 0oC maka akan terbentuk pembekuan (frost) pada fin evaporator dan hal ini menyebabkan menurunya aliran udara serta kapasitas pendinginan menurun.. Untuk mencegah seperti pembekuan / frosting ini, dan agar temperatur ruang dalam kendaraan dapat disetel sesuai dengan suhu yang diinginkan, maka thermostats dipasangkan. Alat berupa saklar ini terpasang pada evaporator case dengan pipa kapilernya terpasang dan terbungkus rapat pada pipa saluran masuk evaporator.
Thermostat dihubungkan ke magnetic clutch pada kompresor secara seri. Thermostat akan melepaskan magnetic clutch ketika temperatur permukaan evaporator fin ada dibawah sekitar 1 C dan akan menghubungkan magnetic clutch dengan kompresor ketika suhunya telah mencapai > 4 C.

 

9. Penyaring udara (air filter).

Air filter ini menggunakan combination filter, untuk menyaring debu dan bau dalam udara secara efektif sehingga udara yang masuk ke ruangan mobil benar – benar bersih dan tidak berbau.

10. Motor Blower.

Kegunaannya adalah meniupkan udara ke ruangan dalam penumpang dan mengirimkannya melalui evaporator. Biasanya putaran motor blower terdiri lebih dari satu tingkat kecepatan ( 2 – 3 tingkat kecepatan ).

Read More [...]