SIMULASI PROSES EVAPORASI NIRA DALAM
FALLING FILM
EVAPORATOR
DENGAN ADANYA ALIRAN UDARA
Nama/NRP : Ratih Triwulandari/ 2308 100 509
Riswanti Zawawi / 2308 100 538
Pembimbing : Prof. Dr.Ir. Kusno Budhikarjono, MT
Dr. Ir. Susianto, DEA Abstraksi
Evaporator adalah alat yang banyak digunakan dalam industri kimia untuk memekatkan suatu larutan. Digunakan untuk memekatkan fluida yang sensitif terhadap panas. Salah satu cara untuk meningkatkan kemampuan falling film evaporator adalah dengan penghembusan udara yang bertujuan untuk menurunkan tekanan uap air, sehingga akan terjadi penurunan titik didih larutan.
Sesuai dengan lingkup masalah yang ditinjau maka penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisa secara teoritis tentang fenomena perpindahan panas dan massa pada
falling film evaporator dengan sistem nira-udara dan menentukan model matematis dan penyelesaian numerik untuk memprediksikan kinerja falling film evaporator. Distribusi temperatur dan konsentrasi akhir produk didapatkan dengan melakukan pengembangan model matematis perhitungan neraca massa dan neraca panas yang menghasilkan sistem persamaan differensial yang diselesaikan secara numerik dengan metode Runge-Kutta orde 4 dan finite difference dengan menggunakan program software MATLAB. Variabel dari penelitian ini adalah laju alir liquida yang divariasi 40 l/jam; 60 l/jam; 80 l/jam, laju alir udara yang divariasi 1 m3/jam; 2 m3/jam; 3 m3/jam, dan konsentrasi awal nira yang divariasi 11%; 12% 14%.
Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa penelitian ini menghasilkan suatu program komputer dalam MATLAB yang dapat memprediksi distribusi temperatur liquida (TL),
distribusi temperatur gas (TG) dan distribusi konsentrasi (%) pada proses evaporasi larutan
nira dalam falling film evaporator. Program komputer ini juga dapat memprediksi konsentrasi nira dalam aliran keluar evaporator untuk berbagai kondisi operasi. Pada hasil penelitian konsentrasi nira keluar tertinggi pada tiap-tiap konsentrasi masuk adalah ketika laju alir larutan 40 l/jam dan laju alir gas 3 m3/jam diperoleh 12.439% pada konsentrasi masuk 11 %; 13.549 % pada konsentrasi masuk 12 %; dan 15.761 % pada konsentrasi masuk 14 %. Laju alir udara memberikan pengaruh yang cukup signifikan terhadap konsentrasi produk. Dengan kenaikan laju alir udara dari 1 m3/jam sampai dengan 3 m3/jam dapat menaikkan konsentrasi larutan keluar dari 0.692 % sampai 1.439 % Hasil prediksi simulasi cukup dekat dengan data eksperimen dengan kesalahan rata-rata 5.474893 %.
PENDAHULUAN
Penelitian ini dilakukan karena untuk mengetahui distribusi temperatur dan konsentrasi pada falling film evaporator
dengan adanya aliran udara. Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan penelitian dengan system black liquor-udara dan variabel input yang divariasi adalah laju alir liquida, laju alir gas dan suplai panas pada dinding kolom. Pada penelitian sebelumnya tidak menggunakan konsentrasi liquida masuk sebagai input variable, maka dari itu penelitian ini menggunakan laju alir liquida, laju alir gas, dan konsentrasi liquida masuk sebagai input variable dan system yang dipakai adalah nira-udara.
Evaporator adalah alat yang banyak digunakan dalam industri kimia untuk memekatkan suatu larutan. Terdapat banyak tipe evaporator yang dapat digunakan dalam
industri kimia. Umumnya evaporator
dioperasikan pada kondisi vakum untuk menurunkan temperatur didih larutan. Namun sistem vakum memerlukan biaya tinggi, ada cara lain untuk menurunkan temperatur penguapan yaitu dengan cara menurunkan tekanan parsial uap air didalam fase gas dengan cara pengaliran udara. Untuk memekatkan larutan yang peka terhadap panas diperlukan alat dengan waktu kontak yang singkat dan pemanasan dengan temperatur yang tidak terlalu tinggi, dalam hal ini digunakan falling film evaporator. Karena waktu kontak sangat pendek cairan tidak mengalami pemanasan berlebihan selama mengalir melalui evaporator serta
dibutuhkan driving force perbedaan
temperatur yang rendah, dengan pressure drop yang rendah.
Falling film evaporator memiliki
waktu tertahan yang pendek, dan
menggunakan gaya gravitasi untuk
mengalirkan liquida yang masuk melalui pipa. Falling film evaporator kurang peka terhadap padatan, tetapi lebih peka terhadap liquida yang melewati pipa. Pada umumnya umpan masuk pada bagian atas dari kolom
melewati tube yang sudah dipanaskan
dengan steam. Selanjutnya umpan mengalir dengan membentuk pola film yang tipis. Hewit, et al. (1993) memberikan persamaan koefisien perpindahan panas pada aliran laminar halus, laminar gelombang dan turbulen.
Beberapa penelitian yang telah dilakukan, G.D. Saravacos et al, (1970) mengadakan penelitian tentang prinsip kinerja falling film evaporator menggunakan macam-macam sistem larutan. M.Y. Lonkar S.K. Bhojaraj et al, (1991) mengadakan penelitian tentang penyusunan aplikasi
falling film evaporator pada industri gula di India dengan mempertimbangkan aplikasi yang efektif dari kriteria perpindahan panas dan distribusi masukan. Palen, et al, (1994) mengadakan penelitian hubungan antara perpindahan panas dan perpindahan massa, untuk campuran biner ethylen glikol dan propilen glikol, pada tekanan atmosfer. Penelitian ini menggunakan distribusi film
tipe plug flow melalui celah. Lailatul, et al. (2000) mengadakan penelitian tentang pengaruh laju alir, dan konsentrasi terhadap koefisien perpindahan panas untuk larutan gula. Penelitian ini dilakukan pada tekanan
atmosferik. Hasil yang diperoleh
menunjukkan bahwa koefisien perpindahan panas tergantung pada laju alir dan konsentrasi larutan. Budhikarjono, et al (2005) mengadakan penelitian tentang evaluasi pengaruh laju alir gas dalam hal ini udara, laju alir umpan cair dan konsentrasi terhadap koefisien perpindahan panas dan koefisien perpindahan massa di dalam
falling film evaporator untuk sistem larutan organik, larutan elektrolit dan larutan campuran biner serta menentukan persamaan empiris koefisien perpindahan panas dan massa falling film evaporator untuk laju alir umpan dan laju alir udara berlawanan arah
dan searah. Hasil yang diperoleh
menunjukkan meningkatnya laju alir udara maka perpindahan panasnya juga meningkat meskipun tidak signifikan. Liang-Han Chien, et al (2005) mengadakan penelitian tentang membandingkan data eksperimen dengan prediksi model falling film evaporator pada
literatur, hasil yang diperoleh bahwa dari data eksperimen falling film evaporator pipa horizontal yang menggunakan refrigerants, bahwa boiling effect pada liquid film adalah signifikan dan seharusnya dihitung untuk prediksi tersebut. Tanjung, et al (2009) mengadakan penelitian tentang simulasi
falling film evaporator dengan sistem larutan
black liquor – udara. Hasilnya, perpindahan panas tergantung dari laju alir larutan, semakin besar laju alir larutan semakin besar perpindahan panasnya, perpindahan panas tergantung dari laju alir gas, semakin besar laju alir gas semakin kecil temperatur gas.
Pada penelitian ini digunakan sistem nira-udara dengan menggunakan falling film evaporator. Nira adalah hasil dari proses penggilingan tebu pada pabrik gula. Nira
merupakan larutan berwarna kuning
kecoklatan yang terbentuk antara glukosa dan fruktosa.
PENURUNAN RUMUS
Persamaan Neraca Massa Momentum
d(r r.z) = (L-G) g r dr...(1.1) r r.z = (L-G) g 2 2 r + K1...(1.2) Boundary Condition I : r = R- → r.z = 0 0 = (L-G) g 2 ) (R 2 + K1...(1.3) K1 = - (L-G) g...(1.4)
Substitusi Persamaan (1.4) ke Persamaan (1.2) r r.z= (L-G) g 2 2 r - (L-G) g 2 ) (R 2 ...(1.5) r.z= (L-G) 2 g ( ) ) ( 2 r R r ... (1.6)
Untuk fluida Newtonian : r.z = -
dr dVz sehingga, r.z = - dr dVz = (L-G) 2 g ( ) ) ( 2 r R r …(1.7) dVz = - dr r R r g G L ( ( ) ) 2 ) ( 2 ...(1.8) Vz = - 2 2 2 ( ) ln ) 2 1 ( 2 ) ( K r R r g G L ...(1.9)
Boundary Condition II: r=R → Vz = 0
0 = -2 2 2 ( ) ln ) 2 1 ( 2 ) ( L G g R R R K ...(1.10) K2 = ( ) ln ) 2 1 ( 2 ) ( L G g R2 R 2 R ...(1.11)
Substitusi Persamaan (1.11) ke Persamaan (1.9)
Vz=- ( ) ln ) 2 1 ( 2 ) ( L G g r2 R 2 r + ) ln ) ( 2 1 ( 2 ) ( L G g R2 R 2 R ...(1.12) Vz= ( ) 4 ) ( L G g R2r2 - ) ln ) ( 2 ) ( 2 r R R g G L ...(1.13)
Persamaan Distribusi Temperatur dan Konsentrasi
Persamaan Distribusi Temperatur
Untuk Neraca neraca panas film liquida (2 r r Vz L Cp.L TL)z=z + (-kL 2 r z r TL )r=r – (2 r r Vz L Cp.L TL) z=z+z + (-kL 2 r z r TL )r=r+r = 0 Dibagi dengan 2 r r z 0 ) ( ) ( 1 ) ) ( ) ( ( . . r r T r k r T r k r z T C V T C V rr L L r r r L L z z L L p L z z z z L L p L z ...(1.14) 0 ) ( 1 . r T r k r r z T V C L L L z L p L ...(1.15) 0 ) ( . r T r r r k z T V C L L L z L p L ...(1.16)
Penurunan rumus untuk metode finite difference :
) ( 1 1 . r T r r r Vz C k z T L L p L L L ...(1.17) L pL L C k . ...(1.18) ) ( 1 2 2 r T r T r r Vz z TL L L ...(1.19)
) 1 ( 2 2 r T r r T Vz z TL L L ...(1.20) ) 2 ) , 1 ( ) , 1 ( 1 ) , 1 ( ) , ( 2 ) , 1 ( ( ) ( 2 r j i T j i T ri r j i T j i T j i T Vz z i TL L L L L L ...(1.21) Boundary Condition III :untuk pertemuan antara fase liquid dan fase gas
Q=( ) ( ) ( ) AG AS y G L R r L hT T K Y Y dr dT k .. (1.22) ) ( )) , 1 ( ) , 1 ( ( ) , 1 ( ) , 2 ( AG AS y G L L L hT j T j K Y Y r j T j T k ...(1.22) r k h Y Y K j hT j T r k j TL L G y AS AG (2, ) (1, ) ( ) ) , 1 ( …...(1.23) untuk indeks i s/d n ) 2 ) , 1 ( ) , 1 ( ) ( 1 ) , 1 ( ) , ( 2 ) , 1 ( ( ) ( 2 r j i T j i T i r r j i T j i T j i T Vz z i TL L L L L L ...(1.24) untuk i=2 ) 2 ) , 1 ( ) , 3 ( ) 2 ( 1 ) , 1 ( ) , 2 ( 2 ) , 3 ( ( ) 2 ( 2 r j T j T r r j T j T j T Vz z TL L L L L L ...(1.25) untuk i=3 ) 2 ) , 2 ( ) , 4 ( ) 3 ( 1 ) , 2 ( ) , 3 ( 2 ) , 4 ( ( ) 3 ( 2 r j T j T r r j T j T j T Vz z TL L L L L L ...(1.26) untuk i=n r j n T j n T k dr dT k Q L L L ( 1, ) ( , )...(1.27)
Masuk persamaan dalam finite difference ke persamaan: K21= ) 2 ( z V Z (3, ) 2 (22, ) (1, ) r j T j T j TL L L + ) 2 ( 1 r r j T j TL L 2 ) , 1 ( ) , 3 ( K31=
) 3 ( z V Z 2 ) , 2 ( ) , 3 ( 2 ) , 4 ( r j T j T j TL L L + ) 3 ( 1 r r j T j TL L 2 ) , 2 ( ) , 4 ((dilanjutkan sampai i=4 dan j=4)
K44=
) 4 ( z V Z (5, ) 2 (24, ) (3, ) r j T j T j TL L L + ) 4 ( 1 r r j T j TL L 2 ) , 3 ( ) , 5 (Dengan metode runge kutta : TL (2,j+1) = TL (2,j) + 6 1 (K21+2K22+2K23+K24)...(1.28) TL (3,j+1) = TL (3,j) + 6 1 (K31+2K32+2K33+K34)...(1.29) TL (4,j+1) = TL (4,j) + 6 1 (K41+2K42+2K43+K44)...(1.30) Distribusi Konsentrasi
Perhitungan Neraca Massa Udara
YAS = P j T P C Ca P P L o A AS )) , 1 ( ( ) 1 ( ...(1.31) F QCao Ca ...(1.32) ) ( AS AG AG ky D Y Y z Y ...(1.33)
Perhitungan Neraca Panas Udara
) ) , 1 ( ( . G L G G p G G G DT j T V C h z T ...(1.34)
Perhitungan Neraca Massa Total
) (YAS YAG D ky z F ...(1.35)
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan secara teoritis dengan membuat program simulasi untuk mempelajari fenomena perpindahan
panas dan massa pada falling film
evaporator untuk penguapan nira dengan aliran udara.
Langkah-langkah Penelitian
Secara garis besar penelitian ini dilakukan dengan langkah-langkah yang ditunjukan pada gambar dibawah.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Pada penelitian kami ini dilakukan simulasi dengan menggunakan fasilitas
MATLAB, menggunakan metode Runge
Kutta dan Finite Diferrence. Dari simulasi tersebut diperoleh prediksi distribusi temperatur larutan (TL), distribusi temperatur
gas (TG) dan konsentrasi akhir produk (%)
pada proses evaporasi menggunakan falling film evaporator dengan sistem nira-udara. Dalam simulasi ini kami menggunakan variabel input laju alir larutan, laju alir gas (udara), dan konsentrasi nira yang masuk. Sedangkan output yang akan dibahas yaitu distribusi temperatur larutan dan distribusi temperatur gas, konsentrasi liquida dalam aliran laminar dan konsentrasi akhir nira.
Pengaruh dari variable-variabel input
terhadap perubahan temperatur larutan, temperatur gas dan konsentrasi nira akan dibahas pada bab ini.
Pengaruh Laju Alir Larutan Terhadap Distribusi Temperatur
Dalam falling film evaporator hal yang perlu diperhatikan yaitu ketebalan film dari aliran laminar, karena akan mempengaruhi distribusi temperatur larutan dan konsentrasi. Posisi radial pada sumbu mendatar grafik adalah pada saat r' = r – (R-δ); dimana r → r = 0 pada tengah sumbu kolom.
Gambar 4.1 Hubungan antara temperatur larutan (K) dengan posisi radial,r (m) dengan laju alir gas 2 m3/jam, dan konsentrasi awal nira 11 %.
Dari Gambar 4.1 di atas diperoleh hubungan antara temperatur larutan terhadap posisi radial adalah semakin ke arah radial mendekati dinding kolom maka semakin naik temperatur larutan, hal tersebut terjadi karena semakin ke arah radial maka semakin mendekati sumber panas pada permukaan dinding kolom yang menyebabkan suhu larutan semakin naik. Dari Gambar 4.1 juga diperoleh hasil bahwa semakin besar laju alir larutan maka semakin kecil temperatur larutan pada posisi yang sama. Hal tersebut terjadi karena pada laju alir larutan yang besar diperoleh tebal film yang semakin besar pula dan semakin banyak material dalam larutan yang harus dipanasi oleh pemanasan pada dinding sehingga pada bagian film yang lebih tebal diperoleh distribusi temperatur yang lebih kecil.
364 368 372 376 380 0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 Te m pe ra tu r La ru ta n (K ) Posisi Radial, r ' (m) Q larutan = 40 l/jam Q larutan = 60 l/jam Q larutan = 80 l/jam
Mencari data sifat fisik dan properti dari bahan
Menyusun program penyelesaian dari masing-masing persamaan differensial menggunakan metode Runge-Kutta orde 4 dan finite difference
dengan menggunakan dengan software
MATLAB.
Melakukan interpretasi terhadap model yang diperoleh.
Menyusun algoritma penyelesaian persamaan differensial non linier
Mengembangkan model fenomena perpindahan panas dan massa pada proses penguapan dalam
falling filmevaporator yang berupa sistem persamaan differensial non linier.
Gambar 4.2 Hubungan antara temperatur larutan (K) dengan posisi axial,z (m) pada bagian interface dengan laju alir gas 1 m3/jam, dan konsentrasi awal nira 12 %.
Dari Gambar 4.2 di atas diperoleh hubungan antara temperatur larutan pada bagian interface terhadap posisi axial adalah semakin ke arah axial mula-mula temperatur turun dan mulai naik pada jarak 0.25 meter, kenaikan temperatur disebabkan oleh akumulasi panas larutan selama berada di dalam kolom yang semakin ke arah axial
semakin panas. Dari Gambar 4.2 juga diperoleh hasil bahwa semakin besar laju alir larutan maka semakin kecil temperatur larutan pada posisi yang sama. Di sini terjadi penyimpangan yang mungkin disebabkan karena adanya penyesuaian ketika udara masuk dan terjadi penguapan pada interface
antara larutan dan gas sebelum panas mengalir. Sehingga terjadi perubahan fase pada interface yang semula larutan menjadi uap air, dan kita perlu mempertimbangkan adanya panas laten yang terjadi di permukaan.
Gambar 4.3 Hubungan antara temperatur larutan (K) dengan posisi axial,z (m) pada bagian dinding kolom dengan laju alir gas 1 m3/jam, dan konsentrasi awal nira 12 %.
Dari Gambar 4.3 di atas diperoleh hasil hubungan antara temperatur larutan pada bagian dinding kolom terhadap posisi
axial adalah semakin ke arah axial maka temperatur larutan semakin naik, hal ini disebabkan oleh akumulasi panas larutan selama berada di dalam kolom. Dari Gambar 4.3 juga diperoleh hasil bahwa semakin besar laju alir larutan maka semakin kecil temperatur larutan pada posisi yang sama. Hal ini disebabkan pengaruh tebal film yang semakin jauh arah axial, tebal film semakin tipis sehingga perambatan panas semakin cepat yang menyebabkan temperatur larutan pada dinding semakin naik.
Gambar 4.4 Hubungan antara temperatur larutan (K) dengan posisi axial,z (m) pada bagian dinding kolom, dengan laju larutan 40 l/jam dan laju alir gas 1 m3/jam.
Dari Gambar 4.4 di atas diperoleh hubungan antara temperatur larutan pada bagian dinding kolom terhadap posisi axial
adalah semakin ke arah axial maka
temperatur larutan semakin naik, hal ini disebabkan oleh akumulasi panas larutan selama berada di dalam kolom. Dari Gambar 4.4 juga diperoleh hasil bahwa semakin besar konsentrasi larutan yang masuk maka semakin kecil temperatur larutan pada posisi yang sama. Hal ini disebabkan perbedaan konsentrasi akan mempengaruhi sifat fisik larutan seperti viskositas, densitas, dan konduktivitas panas larutan. Sifat fisik yang berpengaruh besar adalah viskositas larutan. Semakin pekat larutan maka perpindahan panas juga semakin kecil, sehingga
364 368 372 376 0 0.5 1 1.5 2 Te m pe ra tu r La ru ta n (K ) Posisi Axial, z (m) Q larutan = 40 l/jam Q larutan = 60 l/jam Q larutan = 80 l/jam 364 368 372 376 380 384 0 0.5 1 1.5 2 Te m pe ra tu r La ru ta n (K ) Posisi Axial, z (m) Q larutan = 40 l/jam Q larutan = 60 l/jam Q larutan = 80 l/jam 372 374 376 378 380 382 0 0.5 1 1.5 2 Te m pe ra tu r La ru ta n (K ) Posisi Axial, z (m) Nira = 11 % Nira = 12 % Nira = 14 %
perubahan temperatur larutan juga semakin turun.
Pengaruh Laju Alir Gas Terhadap Distribusi Temperatur
Gambar 4.5 Hubungan antara temperatur gas (K) dengan posisi axial,z (m) dengan laju alir larutan 40 l/jam, dan konsentrasi awal nira 12 %.
Dari Gambar 4.5 diatas diperoleh hubungan antara temperatur gas terhadap posisi axial adalah semakin ke arah axial
maka temperatur gas semakin turun. Dari Gambar 4.5 juga diperoleh hasil bahwa semakin besar laju aliran gas maka semakin
kecil temperatur gas. Hal tersebut
disebabkan aliran udara selain mempercepat proses penguapan juga menurunkan tekanan parsial uap air, sehingga titik jenuh larutan cenderung turun, yang mempengaruhi temperatur udara menurun.
Pengaruh Konsentrasi Awal Nira
Karena untuk mengetahui kinerja suatu evaporator kita harus mengetahui sejauh mana pengaruh konsentrasi awal nira.
Gambar 4.6 Hubungan antara konsentrasi nira dan posisi axial,z (m) pada laju alir gas 1 m3/jam dan konsentrasi awal nira 12 %.
Dari Gambar 4.6 diatas diperoleh hubungan antara konsentrasi nira terhadap posisi axial
adalah semakin ke arah axial maka
konsentrasi nira semakin naik, hal ini terjadi karena adanya proses perpindahan masa uap air ke udara yang menyebabkan konsentrasi nira semakin meningkat dari semula. Dari Gambar 4.6 juga diperoleh hasil bahwa semakin besar laju alir larutan yang masuk maka semakin kecil konsentrasi larutan pada posisi yang sama. Hal ini disebabkan karena terbentuknya falling film yang semakin tebal pada laju alir larutan masuk yang semakin besar, dan jumlah H2O yang teruapkan pada
laju alir larutan yang semakin besar lebih banyak.
Gambar 4.7 Hubungan antara konsentrasi nira dan posisi axial,z (m) pada laju alir larutan 40 l/jam dan konsentrasi awal nira 12 %.
Dari Gambar 4.7 diatas diperoleh hubungan antara konsentrasi nira terhadap posisi axial adalah semakin ke arah axial
maka konsentrasi nira semakin naik, hal ini terjadi karena adanya proses perpindahan masa uap air ke udara yang menyebabkan konsentrasi nira semakin meningkat dari semula.. Dari Gambar 4.7 juga diperoleh hasil bahwa semakin besar laju alir gas yang masuk maka semakin besar konsentrasi larutan pada posisi yang sama. Hal ini disebabkan karena adanya aliran udara mempercepat proses penguapan.
362 364 366 368 370 0 0.5 1 1.5 2 Te m pe ra tu r G as (K ) Posisi Axial, z (m) Q gas = 1 m3/jam Q gas = 2 m3/jam Q gas = 3 m3/jam 12 12.2 12.4 12.6 12.8 13 0 0.5 1 1.5 2 K on se ntr as i N ir a (% ) Posisi Axial, z (m) Q larutan = 40 l/jam Q larutan = 60 l/jam Q larutan = 80 l/jam 12 12.2 12.4 12.6 12.8 13 0 0.5 1 1.5 2 K on se ntr as i N ir a (% ) Posisi Axial, z (m) Q gas = 1 m3/jam Q gas = 2 m3/jam Q gas = 3 m3/jam
Validasi Dengan Eksperimen
Hasil eksperimen digunakan sebagai validasi dengan penelitian ini. Data eksperimen yang digunakan dari skripsi dengan judul studi perpindahan panas dan massa pada evaporasi nira di dalam falling film evaporator dengan adanya aliran udara.
Gambar 4.8 Hubungan antara konsentrasi akhir nira dengan laju alir gas pada laju alir larutan 80 l/jam dan konsentrasi awal nira 12 %.
Dari Gambar 4.8 diatas
membandingkan antara konsentrasi akhir nira pada hasil eksperimen dan hasil simulasi. Diperoleh nilai error sebesar 5.474893 %.
KESIMPULAN
Dari penelitian yang telah dilakukan diperoleh hasil sebagai berikut :
1. Penelitian ini menghasilkan suatu program komputer dalam MATLAB yang dapat memprediksi distribusi temperatur liquida (TL), distribusi
temperatur gas (TG) dan distribusi
konsentrasi (%) pada proses
evaporasi larutan nira dalam falling film evaporator.
2. Pada hasil penelitian konsentrasi nira keluar tertinggi pada tiap-tiap konsentrasi masuk adalah ketika laju alir larutan 40 l/jam dan laju alir gas 3 m3/jam diperoleh 12.439 % pada konsentrasi masuk 11 %; 13.549 % pada konsentrasi masuk 12 %; dan 15.761 % pada konsentrasi masuk 14 %.
3. Laju alir udara memberikan pengaruh yang tidak terlalu signifikan terhadap
konsentrasi produk. Dengan kenaikan laju alir udara dari 1 m3/jam sampai
dengan 3 m3/jam hanya dapat
menaikkan konsentrasi larutan keluar dari 0.692 % sampai 1.439 %.
4. Hasil prediksi simulasi cukup dekat dengan data eksperimen dengan kesalahan rata-rata 5.474893 %. DAFTAR PUSTAKA
Bhojaraj, M.Y. Lonkar S.K, et. al,. (1991).
“Falling Film Evaporator: A
Potential Application to Indian Sugar Industry”. Proceedings Journal of The 54th Annual Convention. The Sugar Technologists Association of India. New Delhi, India
Budhikarjono, Kusno. (2005). “Perpindahan Panas dan Massa Penguapan Falling
Film Campuran Uap-Gas”, Laporan
Disertasi Jurusan Teknik Kimia, ITS. Surabaya
Chien, Liang-Han, et. al. (2005). “A Predictive Model of Falling Film Evaporation With Bubble Nucleation on Horizontal Tubes”. Journal, Taiwan
Geankoplis, C. J. (2003). “Transport Processes and Unit Operation”, 4th edition, Allyn and Bacon, Inc., Boston
Hewit, G.F., Shires, G.L., and Bott, T.R. (1993) “Process Heat Transfer”, CRC Pres, London
Hugot E., “Handbook of Cane Sugar Engineering”, 2nd edition, Elsevier
10 11 12 13 14 15 16 0 2 4 K on se ntr as i A kh ir N ir a (% )
Laju Alir Gas (m3/jam)
eksperimen simulasi
Publishing Company, New York, 1972.
Kern, D.Q, (1965) “Process Heat Transfer”, International edition, Mc Graw-Hill Book Company, Singapore.
Lailatul, et. al,. (2000). “Pengaruh Laju Alir dan Konsentrasi terhadap Koefisien Perpindahan Panas untuk Larutan Gula “. Laporan Skripsi Jurusan Teknik Kimia, ITS. Surabaya Palen J.W., Wang, Q., and Chen, J.C.,
(1994). “Falling Film Evaporation of Binary Mixtures”, Dept. of Chemical Engineering, Lehigh University, Bethlehem, PA., AIChE Journal 40, p. 207 – 214
Saravacos, G. D.,et. al,. (1970).
“Concentration of Liquid Foods in a Pilot-Scale Falling Film
Evaporator”. New York’s Food and Life Sciences Bulletin of Journal. New York
Tanjung, et. al,. (2009). “Simulasi Falling Film Evaporator Dengan Sistem Black Liquor - Udara“. Laporan Skripsi Jurusan Teknik Kimia, ITS. Surabaya
Treybal, R.E., “Mass Transfer Operation”, third edition, Mc Graw-Hill Book Company, Singapore.
