METODE OPERASI
EVAPORATOR
Single-effect evaporators
Forward-feed multiple-effect evaporators
Backward-feed multiple-effect evaporators
Parallel-feed multiple-effect evaporators
SINGLE EFFECT EVAPORATOR
Steam jenuh pada TS memasuki bagian pertukaran panas.
Uap meninggalkan kondensat atau menetes.
Larutan dalam evaporator diasumsikan sepenuhnya tercampur (well mixed)
Oleh karena itu, produk pekat dan larutan dalam evaporator memiliki komposisi yang sama.
Temperatur T1 adalah titik didih larutan.
Temperatur uap juga T1, karena berada dalam kesetimbangan dengan larutan mendidih.
Tekanannya adalah P1, yang merupakan tekanan uap larutan di T1.
Evaporator efek tunggal sering digunakan ketika kapasitas operasi yang dibutuhkan relatif kecil dan / atau biaya uap relatif murah
dibandingkan dengan biaya evaporator.
Namun, untuk operasi berkapasitas besar, menggunakan lebih dari satu efek akan mengurangi biaya uap.
Panas laten dari uap yang keluar tidak digunakan tetapi dibuang.
Laten panas ini dapat dipulihkan dan digunakan kembali dengan
menggunakan evaporator multi-efek.
FORWARD-FEED MULTIPLE-
EFFECT EVAPORATORS
Jika umpan ke efek pertama mendekati titik didih pada tekanan pada efek pertama, 1 kg uap akan menguap hampir 1 kg air.
Efek pertama beroperasi pada suhu yang cukup tinggi sehingga air yang diuapkan berfungsi sebagai media pemanas untuk efek kedua.
Di sini, sekali lagi, hampir satu kg air diuapkan, yang kemudian dapat digunakan sebagai media pemanas untuk efek ketiga.
Sebagai perkiraan yang sangat kasar, hampir 3 kg air akan diuapkan untuk 1 kg uap dalam evaporator tiga efek.
Oleh karena itu, steam economy , yaitu kg uap yang diuapkan / kg yang digunakan, meningkat.
Ini juga berlaku kira-kira untuk lebih dari tiga efek.
Dalam operasi forward feed seperti yang ditunjukkan pada Gambar, umpan segar ditambahkan ke efek
pertama dan mengalir ke yang berikutnya dalam arah yang sama dengan aliran uap.
Metode operasi ini digunakan ketika umpan panas atau ketika produk akhir terkonsentrasi mungkin rusak pada suhu tinggi.
Suhu mendidih berkurang dari efek ke efek. Ini berarti
bahwa jika efek pertama adalah pada P
1= 1 tekanan
abs atm, efek terakhir akan berada di bawah vakum
pada tekanan P
3.
BACKWARD-FEED MULTIPLE-
EFFECT EVAPORATORS
Dalam operasi backward feed yang ditunjukkan pada
Gambar untuk evaporator tiga efek, umpan segar memasuki efek terakhir dan terdingin dan berlanjut hingga produk
terkonsentrasi meninggalkan efek pertama.
Metode backward feed ini menguntungkan ketika umpan segar dalam keadaan dingin, karena sejumlah kecil cairan harus dipanaskan ke suhu yang lebih tinggi pada efek
kedua dan pertama.
Namun, pompa cair harus digunakan di setiap efek,
karena alirannya dari tekanan rendah ke tekanan tinggi.
Metode umpan balik ini juga digunakan ketika produk
terkonsentrasi sangat kental.
PARALLEL-FEED MULTIPLE-
EFFECT EVAPORATORS
Parallel feed dalam evaporator multi-efek melibatkan penambahan pakan segar dan penarikan produk
terkonsentrasi dari setiap efek.
Uap dari masing-masing efek masih digunakan untuk memanaskan efek berikutnya.
Metode operasi ini terutama digunakan ketika pakan
hampir jenuh dan kristal padat adalah produk, seperti
dalam penguapan air garam untuk membuat garam.
CAPACITY AND ECONOMY OF
MULTIPLE-EFFECT EVAPORATORS
The total capacity of a multiple-effect evaporator is usually no greater than that of a single-effect evaporator having a heating surface equal to one of the effects and operating under the same terminal conditions, and, when there is an appreciable boiling-point elevation, is often considerably smaller.
When the boiling-point elevation is negligible, the effective overall ΔT equals the sum of the ΔT's in each effect, and the amount of water evaporated per unit area of surface in an N-effect multiple-effect evaporator is approximately 1/Nth that in the single effect.
EFFECT OF BOILING-POINT ELEVATION
ON CAPACITY OF EVAPORATORS
EFFECT OF BOILING-POINT ELEVATION ON CAPACITY OF EVAPORATORS
Consider an evaporator that is concentrating a solution with a large boiling-point elevation.
The vapor coming from this boiling solution is at the solution temperature and is therefore superheated by the amount of the boiling point elevation.
Superheated steam is essentially equivalent to saturated steam at the same pressure when used as a heating medium.
The temperature drop in any effect, therefore, is calculated from the temperature of saturated steam at the pressure of the steam chest, and not from the temperature of the boiling liquid in the previous effect. This means that the boiling-point elevation in any effect is lost from the total available temperature drop. This loss occurs in every effect of a multiple-effect evaporator, and the resulting loss of capacity is often important.
The boiling-point elevation tends to make the capacity of a multiple-effect evaporator less than that of the corresponding single effect.
In a single-effect unit producing 50 percent NaOH, for example, the overall coefficient U for this viscous liquid would be small. In a triple-effect unit, the coefficient in the final effect would be the same as that in the single effect, but in the other effects, where the NaOH concentration is much lower than 50 percent, the coefficients would be greater. Thus the average coefficient for the triple-effect evaporator would be greater than that for the single effect.
