EVAPORASI_2015

PRINSIP TEKNIK PANGAN

MSB/FTIP/USAHID/2015 1

Evaporasi = proses penggunaan panas untuk

menguapkan air pada titik didih

Aplikasi dalam industri pangan:

Industri susu kental

Industri jus buah menjadi jus kental (konsentrat)

Pembuatan jem, jeli, dan produk sejenis untuk

meningkatkan kandungan padatan untuk

membentuk gel

Industri gula untuk mengentalkan larutan gula

pada proses kristalisasi

MSB/FTIP/USAHID/2015 2

Proses evaporasi:

Pada kondisi atmosfir suhu tinggi

pada kondisi vakum suhu rendah

Jenis evaporator:

Single-effect

Multiple-effect

Pemecahan soal/masalah dalam bab

evaporasi melibatkan:

Pindah panas (heat transfer)

Kesetimbangan bahan (material balance)

Kesetimbangan energi (energy balance)

MSB/FTIP/USAHID/2015 3

Bagian-bagian penting evaporator:

Ruang penguapan (vapor chamber)

Kondensor (Condenser)

Alat penukar panas (heat exchanger)

MSB/FTIP/USAHID/2015 4

MSB/FTIP/USAHID/2015 5

MSB/FTIP/USAHID/2015 6

MSB/FTIP/USAHID/2015 7

MSB/FTIP/USAHID/2015 8

MSB/FTIP/USAHID/2015 9

Terjadi kenaikan titik didih (ΔTb):

ΔTb = kenaikan titik didih larutan (°C)

m = molalitas (mol/kg pelarut)

Tekanan (P) pada kolom liquid setinggi h dan

densitas ρ (dalam ruang penguapan):

g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2)

ΔTb = 0,51 m

P = ρ g h

MSB/FTIP/USAHID/2015 10

Beban kondensor (Qc) = jumlah panas yang

harus dikeluarkan untuk mengembunkan

(mengkondensasi) uap

V = jumlah uap yang dikondensasi

hg = entalpi uap di dalam ruang uap evaporator

hfc = entalpi liquid kondensat

Qc = V (hg – hfc)

MSB/FTIP/USAHID/2015 11

Untuk kondensor tipe kontak langsung, jumlah air yang dibutuhkan per unit uap kondensat dapat ditentukan dengan kesetimbangan panas:

atau

W = jumlah air dingin yang dibutuhkan

hfw = entalpi air dingin yang masuk ke kondensor

Entalpi campuran kondensat-air (hfc) dapat ditentukan (dengan kondensor barometrik) pada suhu 5 °F (2,7 °C) lebih rendah dari suhu uap

W (hfc – hfw) = V (hg – hfc)

W/V = (hg – hfc)/ (hfc – hfw)

MSB/FTIP/USAHID/2015 12

Jumlah uap air dengan gas yang tidak dapat

dikondensasi yang keluar dari kondensor

dapat ditentukan sbb.:

Wv = kg uap air/kg udara

Pc = tekanan uap air pada suhu campuran

kondensat-air dingin

Pv = tekanan absolut di dalam evaporator

Wv = Pc (18)/(Pv – Pc)(29)

MSB/FTIP/USAHID/2015 13

Kapasitas evaporator ditentukan oleh jumlah panas yang dipindahkan ke fluida oleh alat penukar panas (heat exchanger)

Persamaan kesetimbangan panas sbb.:

Q = jumlah panas yang dipindahkan

P = massa produk konsentrat

Cc = panas jenis konsentrat

V = massa uap

hf = entalpi komponen air dalam bahan yang dikonversi ke uap

T1 = suhu bahan masuk

T2 = suhu liquid dalam evaporator

Q = PCc (T2 – T1) + V(hg – hf)

MSB/FTIP/USAHID/2015 14

Laju pindah panas HE dinyatakan sbb.:

U = koefisien pindah panas

A = area pindah panas

ΔT = perbedaan suhu medium dan liquid

Persamaan kesetimbangan massa:

F = laju bahan masuk

Xf = kandungan padatan awal

Xp = kandungan padatan akhir (produk)

Q = U A ΔT

P = (Fxf)/(Xp) V = F (1 – Xf/Xp)

MSB/FTIP/USAHID/2015 15