Oleh :
Kelompok
: 8 (Delapan)
Nama Anggota
: 1. Ridho Kurniadi (M1B114029)
2. Tri Putri Oktaviani (M1B114030)
3. Reski Nadia Safitri (M1B114031)
4. Muhammad Ilham (M1B114032)
BAB I
Pendahuluan 1.1 Latar Belakang
Proses evaporasi telah dikenal sejak dahulu, yaitu untuk membuat garam dengan cara menguapkan air dengan bantuan energi matahari dan angin. Evaporasi merupakan proses pemekatan larutan dengan cara mendidihkan atau menguapkan pelarut. Proses evaporasi akan menurunkan aktivitas air dalam bahan hasil pertanian, penurunan aktifitas air ini akan membuat bahan lebih awet karena proses pertumbuhan pada mikroba akan terhambat. Bahan hasil pertanian merupakan bahan pangan yang mudah rusak dan tidak tahan lama. Oleh karena itu butuh penanganan lebih lanjut seperti evaporasi. Contoh produk hasil evaporasi adalah jam, jelly, gula pasir, kecap dan susu kental manis.
Proses evaporasi selain berfungsi menurunkan aktivitas air, evaporasi juga dapat meningkatkan konsentrasi atau viskositas larutan dan evaporasi akan memperkecil volume larutan sehingga akan menghemat biaya pengepakan, penyimpanan, dan transportasi. Pada praktikum kali ini akan menggunakan bahan, yaitu susu segar, jus buah, larutan gula pasir untuk menentukkan perubahan yang terjadi selama evaporasi.
Mengingat pentingnya peranan proses evaporasi terhadap bahan makanan, maka perlu adanya pengetahuan yang lebih luas sehingga kualitas produk makanan akan semakin tinggi. Untuk mendapatkan hasil tersebut maka makalah ini dibuat, agar mahasiswa mengerti fungsi dan peranannya.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut. 1. Apa yang dimaksud dengan Evaporasi?
2. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi proses Evaporasi? 3. Apa saja proses yang terjadi di Evaporasi?
4. Konsep apa saja yang penting dalam proses Evaporasi?
Sesuai dengan permasalahan di atas, tujuannya untuk memperoleh gambaran lengkap tentang hal-hal di bawah ini :
1. Definisi dari Evaporasi
2. Faktor-faktor yang mempengaruhi Evaporasi 3. Proses-proses Evaporasi
4. Konsep-konsep penting dalam Evaporasi 5. Contoh alat dan cara kerja Evaporator
Landasan Teori 2.1 Definisi Evaporasi
Evaporasi dapat didefinisikan dalam dua kondisi, yaituevaporasi yang berarti proses penguapan yang terjadi secara alami dan evaporasi yang dimaknai proses penguapan yang timbul akibat diberikan uap panas (steam) dalam suatu peralatan.
Evaporasi dapat diartikan sebagai proses penguapan daripada liquid (cairan) dengan penambahan panas (Robert B. Long, 1995). Panas dapat disuplai dengan berbagai cara, diantaranya secara alami dan penambahan steam. Evaporasi diadasarkan pada proses
pendidihan secara intensif yaitu pemberian panas ke dalam cairan, pembentukan gelembung-gelembung (bubbles) akibat uap, pemisahan uap dari cairan, dan mengkondensasikan uapnya. Evaporasi atau penguapan juga dapat didefinisikan sebagai perpindahan kalor ke dalam zat cair mendidih (Warren L. Mc Cabe, 1999).
Evaporasi merupakan suatu proses penguapan sebagian dari pelarut sehingga
didapatkan larutan zat cair pekat yang konsentrasinya lebih tinggi. Tujuan dari evaporasi itu sendiri yaitu untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tak mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap. Dalam kebanyakan proses evaporasi, pelarutnya adalah air. Evaporasi tidak sama dengan pengeringan, dalam evaporasi sisa penguapan adalah zat cair, kadang-kadang zat cair yang sangat viskos, dan bukan zat padat. Begitu pula, evaporasi berbeda dengan distilasi, karena disini uapnya biasanya komponen tunggal, dan walaupun uap itu merupakan campuran, dalam proses evaporasi ini tidak ada usaha untuk memisahkannya menjadi fraksi-fraksi. Biasanya dalam evaporasi, zat cair pekat itulah yang merupakan produk yang berharga dan uapnya biasanya dikondensasikan dan dibuang.
Evaporasi merupakan satu unit operasi yang penting dan banyak dipakai dalam industri kimia dan mineral. Evaporasi merupakan proses pemekatan cairan dengan memberikan panas pada cairan tersebut dengan menggunakan energi yang intensif yaitu sejumlah uap sebagai sumber panas.Evaporator adalah alat yang banyak digunakan dalam industri kimia untuk memekatkan suatu larutan.Terdapat banyak tipe evaporator yang dapat digunakan dalam industri kimia.
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.
2.2 Faktor-faktor dalam proses Evaporasi
Adapun faktor-faktor yang menyebabkan dan mempengaruhi kecepatan pada proses evaporasi adalah :
1. Radiasi matahari (solar radiation)
Perubahan dari keadaan cair menjadi gas ini memerlukan input energi yang berupa panas latent atau evaporasi. Proses tersebut akan sangat aktif jika ada penyinaran langsung dari matahari. Awan merupakan penghalang radiasi matahari dan akan mengurangi input energi, jadi akan menghambat proses evaporasi.
2. Angin (wind)
Jika air menguap ke atmosfer maka lapisan batas antara tanah dengan udara menjadi jenuh oleh uap air sehingga proses evaporasi terhenti. Agar proses tersebut berjalan terus, lapisan jenuh itu harus diganti dengan udara kering. Pergantian itu dapat
dimungkinkan hanya kalau ada angin, jadi kecepatan angin memegang peranan dalam proses evaporasi.
3. Kelembaman Relatif (relative humidity)
Jika kelembaman relatif ini naik, kemampuannya untuk menyerap uap air akan
tanah dan udara dengan udara yang sama kelembaman relatifnya tidak akan menolong untuk memperbesar laju evaporasi. Ini hanya dimungkinkan jika diganti dengan udara yang lebih kering.
4. Suhu (temperature)
Jika suhu udara dan tanah cukupp tinggi, proses evaporasi akan berjalan lebih cepat jika dibandingkan dengan suhu udara dan tanah rendah, karena adanya energi panas yang tersedia.
Faktor – Faktor Penentu Evaporasi
Pada kedua proses evaporasi di atas terjadi proses – proses fisika, yakni terjadinya perubahan bentuk dari zat cair menjadi gas.
Faktor – faktor yang berpengaruh antara lain : 1. Panas
Panas diperlukan untuk berlangsungnya perubahan bentuk dari zat cair ke zat gas dan secara alamiah matahari menjadi sumber energy panas.
2. Suhu Udara, permukaan bidang penguapan ( air, vegetasi dan tanah ) dan energy panas matahari
Makin tinggi suhu udara di atas permukaan bidang pengupan, makin mudah terjadi perubahan bentuk dari zat cair menjadi zat gas. Dengan demikian, laju evapotranspirasi menjadi lebih besar di daerah tropic daripada daerah beriklim sedang. Perbedaan laju evapotranspirasi yang sama juga dijumpai di daerah tropic pada musim kering dan musim basah.
3. Kapasitas kadar air dalam udara
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.
4. Kecepatan angin
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.
5. Bidang permukaan
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.
Sedangkan menurut Buckle (1987), dalam prakteknya ada beberapa faktor yang harus diperhatikan selama proses penguapan meliputi :
1. sirkulasi udara sehingga proses penghantaran panas tinggi.
2. terjadinya kenaikan viskositas
3. terbentuknya deposit pada evaporator
4. kehilangan aroma
Mekanisme kerja evaporator adalah steam yang dihasilkan oleh alat pemindah panas, kemudian panas yang ada (steam) berpindah pada bahan atau larutan sehingga suhu larutan akan naik sampai mencapai titik didih. Steam masih digunakan atau disuplay sehingga terjadi peningkatan tekanan uap. Di dalam evaporator terdapat 3 bagian, yaitu:
1.Alat pemindah panas
Berfungsi untuk mnsuplai panas, baik panas sensibel (untuk menurunkan suhu) maupun panas laten pada proses evaporasi. Sebagai medium pemanas umumnya digunakan uap jenuh.
2.Alat pemisah
Berfungsi untuk memisahkan uap dari cairan yang dikentalkan.
3.Alat pendingin
Berfungsi untuk mengkondnsasikan uap dan memisahkannya. Alat pendingin ini bisa ditiadakan bila sistem bekerja pada tekanan atmosfer (Gaman, 1994).
Faktor-faktor yang Berpengaruh dalam proses evaporasi
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.
Pemekatan dapat dilakukan melalui penguapan, proses melalui membrane, dan pemekatan beku. Peralatan yang digunakan untuk memindahkan panas ke bahan bermacam-macam bentuk dan jenisnya. Penggunaan berbermacam-macam-bermacam-macam peralatan ini akan berpengaruh pada kemudahan penguapan dan retensi zat gizi. Pada waktu air menguap dan larutan menjadi pekat, terjadi beberapa perubahan penting. Pertama zat terlarut reaktif menjadi lebih pekat dan laju kerusakan kimiawi dapat meningkat. Kedua terjadikenaikan titik didih. Ketiga viskositas larutan meningkat dengan tajam, jika viskositas meningkat, maka cairan menjadi sulit dipanaskan. Kesulitan ini menyebabkan penyebaran suhu yang tidak seragam sehingga dapat terjadi bercak panas dan hangus. Hal ini sangat mempengaruhi retensi zat gizi. Sebagai contoh adalah susu dan produk olahannya yang merupakan produk umum dengan kadar protein tinggi yang dipekatkan. Karena adanya gula reduksi kerusakan terjadi pada lisin. Hasil riset tahum 1960 menunjukkan bahwa pada susu kental manis yang diolah dengan retort pada suhu 113° C Selma 15 menit, retensi lisin yang tersedia adalah 80%. Sedangkan pada susu kental manis yang tidak diolah dengan retort retensi lisin yang tersedia adalah 97%. Kerusakan
vitamin pada proses pemekatan hamper tidak terjadi selama proses pemekatan itu dilakukan dengan benar. Sari buah yang dikentalkan pada suhu rendah menunjukkan retensi menunjukkan retensi vitamin C sebesar 92 – 97%. Thiamin adalah perkecualian, selama pemekatan zat ini dapat mengalami susut sebesar 14 – 27%. Retensi zat gizi juga dipengaruhi oleh lama waktu pemanasan larutan di dalam evaporator. Semakin lama lama pemanasan maka retensi zat gizi semakin menurun (Tejasari, 1999)
Besarnya suhu dan tekanan evaporator sangat berpengaruh terhadap proses penguapan cairan. Semakin tinggi maka semakin cepat proses evaporasi, tetapi dapat menyebabkan kerusakan-kerusakan yang dapat menurunkan kualitas bahan. (Anonim, 2006).
2.3 Proses-proses Evaporasi
1.Interface evaporation, yaitu transformasi air menjadi uap air di permukaan tanah. Nilai ini tergantung dari tenaga yang tersimpan.
2.Vertikal vapour transfers, yaitu perpindahan lapisan yang kenyang dengan uap air dari interface ke uap (atmosfer bebas).
2.4 Konsep-Konsep Evaporasi
1. Transpirasi, yaitu proses hilangnya air dalam tumbuhan akibat penguapan melalui stomata daun.
2. Evapotranspirasi, yaitu penguapan yang terajdi pad permukaan air, tanah, maupun tumbuhan air pada suatu DAS
3. Potential evaporation, yaitu jumlah penguapan persatu-satuan luas dan waktu yang terjadi pada keadaan atmosfer saat itu, apa bila tersedia cukup air.
4. Actual evaporation, yaitu jumlah penguapan persatu-satuan luas dan waktu yang benar-benar terjadi pada saat itu.
5.Potential evapotranspiration, yaitu jumlah penguapan yang berasal dari tumbuhan, tubuh air, permukaan tanah dalam keadaan jenuh pada kondisi iklim saat itu (syarat air yang tersedia berlebihan).
6.Actual evapotranspiration, yaitu jumlah penguapan yang berasal dari tumbuhan,tubuh air, permukaan tanah dalam keadaan jenuh yang benar-benar terjadi pada saat itu.
2.5 Contoh alat dan cara kerja Evaporator
Evaporator merupakan alat yang digunakan untuk memekatkan suatu larutan dengan cara menguapkan airnya. Sedangkan Vaporizer adalah alat yang digunakan untuk memekatkan suatu larutan dengan cara menguapkan cairan selain air.
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.
BAB III
Penutup 1. Kesimpulan
Evaporasi merupakan suatu proses penguapan sebagian dari pelarut sehingga
didapatkan larutan zat cair pekat yang konsentrasinya lebih tinggi. Tujuan dari
evaporasi itu sendiri yaitu untuk memekatkan larutan yang terdiri dari zat terlarut yang tak mudah menguap dan pelarut yang mudah menguap
Faktor-faktor yang mempengaruhi Evaporasi yaitu,
1. Angin
2. Suhu Permukaan 3. Radiasi Matahari 4. Kelembaman Relatif
Proses-proses dalam Evaporasi
1. Interface evaporation
2. Vertikal vapour transfers
Konsep-konsep dalam Evaporasi
1. Transpiras 2. Evapotranspirasi 3. Potential evaporation 4. Actual evaporation 5. Potential evapotranspiration 6. Actual evapotranspiration
