Alat penukar panas

Peralatan Industri Pertanian 1

Dr. Ir. Meika Syahbana Rusli, MSc

HEAT EXCHANGER EQUIPMENT


Prinsip-prinsip rancangan penukar panas yang baik : Pergerakan lapisan fluida yang kontak dengan kedua sisi

permukaan penukar panas harus cepat. Terjadi pengadukan dari lapisan yang kontak dengan permukaan penukar panas dengan badan fluidanya. Gunakan prinsip-prinsip aliran berlawanan. Sedapat mungkin perbedaan suhu yang besar konsisten

terhadap pengendalian suhu yang tepat dan mencegah pengaruh pada produk. Gunakan fluida secukupnya Dinding fluida berupa lembaran tipis yang mempunyai sifat ketahan yang baik. Gunakan logam yang mempunyai konduktifitas panas yang tinggi/baik


Tipe-tipe alat penukar panas :

• Penukar panas tipe permukaan• Penukar panas tipe tabung (tubular)• Penukar panas plat datar (Plate Heat Hxchanger/PHE)• Penukar panas tipe Barrel (Shell And Tube Heat

Exchanger)• Pemanas Roswell• Penukar panas tipe Swept atau Surface• Alat penukar panas kumparan pipa• Penukar panas aliran bersilangan• Pemanas uap air kontak langsung


Penukar Panas Tipe Permukaan

Operasi pindah panas berlangsung dengan cara mengalirkan media pemanas atau pendingin lewat tabung/pipa dan produk dibiarkan turun ke bawah sebagai akibat gaya gravitasi melalui luaran tabung/pipa tersebut.

Komponen pendistribusi produk ditempatkan di bagian atas dan komponen penampung produk ditempatkan di bagian bawah.


Penukar Panas Tipe Tabung (Tubular)

Penukar panas tipe tabung ganda terdiri dari dua pipa yang mana salah satu pipa berdiameter lebih kecil berada di dalam pipa lainnya. Produk dialirkan melalui pipa dalam sedangkan media pendingin atau pemanas mengalir pada ruang antara dinding pipa dalam dan pipa luar.

Penukar panas tipe tabung tiga terdiri dari tiga lapis tabung yang disusun secara konsentris. Produk dialirkan melaui lapisan bagian tengah sedangkan media pemanas atau pendingin dialrkan dibagian luar dan bagian dalam produk .


Penukar panas tipe tabung ganda


Penukar panas tipe tabung tiga

Produk

Produk

Media pemanas/pendingin

Media pemanas/pendingin


Penukar Panas Tipe Barrel (Shell AndTube)

Tipe ini merupakan tipe khusus dari penukar panas tipe tabung dan sama dengan unit shell dan tabung yang digunakan sebagai unit kondenser pada pabrik pendingin.

Produk yang dipanaskan dibawa melalui tabung stainless steel yang ditempatkan di dalam tabung yang lebih besar.

Uap air panas atau pemanas/pendingin lainnya mengalir didalam tabung atau silinder yang lebih besar mengelilingi produk yang akan dipanaskan atau didinginkan

Tipe ini sering digunakan pada pabrik pengentalan susu sebagai pemanasan awal yang menggunakan media pemanas uap dari evaporator atau bejana vacuum






Penukar Panas Plat datar (Plat Heat Excanger)

Tipe ini sangat efisien, kompak, biaya operasi lebih murah dan mudah dibersihkan.

Aliran antara media pemanas atau pendingin bisa searah atau berlawanan terhadap aliran produk sesuai dengan yang diharapkan.

Jika digunakan sebagai pemanas maka media pemanasnya bisa menggunakan air panas atau uap dan untuk pendinginan biasanya dengan menggunakan air yang telah didinginkan


Plate heat exchangers Plate heat exchangers are smaller and lighter than the conventional ones and they are easy to install and maintain. They are compact, flexible designed, economicaly and up to five times more eficient than conventional heat exchangers. For all industries where heat exchanging is necessary we can provide a various range of plate heat exchangers: gasket type, semi-welded, welded, electrical and more. The plates are made of stainless steel, titanium or graphite.


Plate heat exchanger components:


Plate heat exchanger flow principle:





Pemanas Roswell• Tipe ini memiliki tabung jaket tempat uap

pemanas dialirkan. Ruangan ini didisain agar aliran uap pemanas berbentuk spiral pada permukaan pertukaran panas.

• Kecepatan aliran produk dirancang dari 18 sampai 30 ft per menit untuk memperoleh aliran turbulen dan mencegah terjadinya kegosongan. Kecepatan aliran yang tinggi dan restriksi dimensi mengakibatkan takanan berlangsung lebih tinggi dibanding penukar panas tipe lain.

• Tipe ini biasanya digunakan untuk pemanas akhir pada sistem pasteurisasi es krim dan untuk pemanasan produk tertentu.


Penukar Panas Tipe Swept/Scraped Surface Tipe ini digunakan terutama untuk produk yang

kekentalannya melebihi kisaran kemampuan dari penukar panas plat datar atau produk dengan pemanasan/pendinginan pada suhu yang ekstrim. Tipe ini bisa beroperasi diatas 300 oF atau dibawah suhu titik beku.

Penukar panas tipe ini mempunyai silinder jaket yang didalamnya terdapat blade pembawa produk yang berputar. Kecepatan pendinginan/pemanasan tidak tergantung pada kecepatan alir produk tetapi tergantung pada kecepatan putar blade dan jumlah efektif dari jalur pada blade.


Media pemanasnya menggunakan uap air panas, air panas atau cairan panas lainnya, sedangkan sebagai media pendingin digunakan air, pendingin lain (coolant) juga refrigeran ekspansi langsung.

Kapasitas pindah panas pada penukar panas tipe ini ditentukan oleh luasan permukaan silinder, kecepatan putaran blade, jumlah lajur pada blade,perbedaan suhu antara produk dengan media pemanas atau pendingin, dan karakteristik pindah panas internal dari produk.


The scraped-surface heat exchanger consists of a rotating bladed shaft positioned concentrically within a jacketed, insulated tube. The product flows in the inner tube, where it is continuously agitated and removed from the walls by the blades. Heating or cooling fluid flows in the annular space between the heat transfer cylinder and the outer insulated tube.



Scraped-surface heat exchangers are designed for heavy-fouling products and for crystallization processes and can handle a product containing as much as 75% solid particles. This type of exchanger can be positioned horizontally or vertically. Cleaning and inspection are accomplished by lowering or sliding the rotor and blade assembly.


In the scraped surface heater the heat transfer surface is continuously being scraped off by a fast rotating scraper made of food-grade synthetic material to avoid any product adherence resulting in burnt


• deposits with reduced heat transfer as a consequence. The scraped surface heater is especially suited for products with high solids content. They can operate continuously for 20 hours and are cleaned together with the remaining feed system.

• The scraped surface heat exchanger is not recommended for products containing crystals like precrystallized whey or permeate, due to wear problems.



Pipa penukar panas dililit menjadi sebuah paket spiral, dipasang dalam sebuah wadah berbentuk silinder (Bernasconi et al., 1995).

Agak sukar dibuat menghemat tempat Biaya cukup murah

Alat penukar panas kumparan pipa



Penukar panas aliran bersilangan

Penukar panas ini umumnya digunakan untuk pendinginan udara atau gas

Zat alir yang didinginkan atau dipanaskan dialirkan melalui pipa dan udara atau suatu gas dapat dipaksa mengalir melalui kisi-kisi menyilang arah aliran zat dalam pipa


Pemanas Uap Air Kontak Langsung

• Pada tipe ini tidak ada diniding penukar panas antara produk dan media pemanas. Panas ditransfer pada produk dengan cara mencampur secara terbaur melalui injeksi uap infusi.

• Pemanas tipe ini dibagi menjadi dua jenis, yaitu pemanas jenis injector dan pemanas jenis infuser.


• Pemanas tipe injector, uap air panas diinjeksikan ke dalam produk, sementara untuk jenis infusi uap air panas disemprotkan ke dalam produk.

• Saat dioperasikan pada kapasitas rendah, pemanas injector cenderung gemuruh karena terjadi kondensasi dari gelembung uap air menjadi air.

• Injector biasanya dioperasikan pada kisaran yang relatif kecil, baik ukuran, laju alir, kisaran suhu, jumlah uap air panas dan tekanan.

• Jenis infuser lebih banyak digunakan, lebih fleksibel dan memungkinkan dioperasikan pada kisaran yang cukup besar, untuk laju alir produk, kisaran suhu dan tekanan.

Perbedaan pemanas jenis injector dan infuser


Peralatan Pendingin• Mesin pendingin memiliki bagian utama, yaitu

evaporator, kompresor dan kondensor, yang didalamnya terdapat medium pendingin yang disebut refrigeran.

• Medium pendingin adalah bahan yang digunakan untuk mengangkut panas dari bahan yang yang didinginkan dan membuangnya ke luar mesin pendingin melalui kondensor.

• Peralatan pendingin yang umum digunakan adalah refrigerator, freezer, condition chamber dan cold storage.


Jenis-jenis refrigeran yang sering digunakan:

Amoniak (NH3) untuk pendingin makanan

Air untuk ACCO2 padat, sebagai es keringCCl3, untuk AC berkapasitas besar


Refrigerator


Refrigerator cycle for a vapor-compression refrigerating system

CompressorFrom: Air Conditioning and Refrigeration Institute

CondenserFrom: Air Conditioning and Refrigeration Institute

Expansion ValveFrom: Air Conditioning and Refrigeration Institute


• First, the energy to the motor causes the positive displacement compressor, whose maximum capacity is a function of the speed and volume of the cylinder displacement, to draw cold, low pressure refrigerant vapor from the evaporator and compresses it.

• Second, the high pressure, high temperature discharge gas passes through the natural draft air cooled condenser. The air circulates over the condenser by convection, and when it comes into contact with the warm condenser, it absorbs heat and rises. The cooler air underneath rises to where it may also absorb condenser heat. The gas is then condensed to a liquid and the heat is rejected into the ambient air.

• Thirdly, the liquid refrigerant passes through a pressure reducing capillary tube to the evaporator, at a low pressure. The device permits the flow of refrigerant into the evaporator to be at the rate needed to remove the desired heat load.

• Lastly, the low pressure, low temperature liquid in the evaporator absorbs heat from its surroundings, and evaporates to a gas, which is withdrawn by the compressor.


Schematic


• Schematic Equipment• Step 1-2 Compressor• Step 3-4 Condenser• Step 5-6 Receiver (Hold

subcooled liquid)• Step 7-8 Expansion Valve• Step 8-9 Evaporator



STANDARD FEATURES • Air-cooled condensing unit• Automatic condensate

evaporation• Automatic defrost• Casters – 1 & 2 door• 6” legs – 3 door• Coated evaporator• Digital LED thermometer• Door opening heaters• Ducted air distribution• Epoxy coated shelves• Expansion valve system• Fluorescent interior light

• Full glass doors• Key locks• Magnetic gasketing• Adjustable control range from

2°C to 10°C. Factory preset at 4°C.

• Polyurethane foam insulation• Stocked for same day shipment• White exterior• White interior• Warranties: 1 year parts and labor. 5 year compressor


Freezer

Freezer merupakan peralatan pendingin yang kontak dengan padatan dingin. Peralatan pendingin ini dibuat dari logam yang tersusun seri yang berada di bagian bawah refrigeran. Lempengan logam tersebut seperti puncak paralel yan dapat berbentuk horisontal atau vertikal


OPTIONAL FEATURES

Alarm systems Custom paint Extra shelves Left or right hand hinges Legs in lieu of casters Live quadplex outlet 2” sleeve with cover Up to 8 stainless steel drawers per door section Solid doors Stainless steel exterior Stainless steel interior Temperature recorder


Peralatan Industri Pertanian 46Bottom Mount Freezer


Cold storage


Cold storage


TERIMA KASIH

Alat penukar panas

Business