Steam merupakan uap air atau air dalam fasa gas. Steam atau air berupa gas merupakan media panas yang memiliki panas yang sangat tinggi dan lebih banyak menjadi bahan bakar dalam industri kimia dan merupakan jenis komoditi yang sangat penting. 

Sebagian besar panas steam adalah panas kondensasi, jadi panas ini harus digunakan. Untuk mencegah uap yang tidak terpakai keluar dari sistem pemanas dan untuk mencegah pembentukan kondensat di ruang pemanas, penyebar kondensat harus dipasang di saluran keluar. Saluran kondensat juga dapat mempertahankan tekanan uap yang tinggi di ruang pemanas. 

Dalam pemanasan tidak langsung, hanya uap super panas dan panas kondensasi yang digunakan sebagai panas. Suhu yang diinginkan di ruang pemanas dapat diatur dengan pengatur tekanan. Pasokan uap juga dapat diatur oleh katup. 

Dengan menginjeksikan uap langsung ke bahan pemanas, panas sensibel cairan lebih baik digunakan. Air sangat bermanfaat sebagai media pemanas karena memiliki panas kondensasi yang besar, mudah terbakar dan tidak beracun. Uap dapat menyebabkan luka bakar yang parah, terutama jika semua panas yang terkondensasi menyebar ke seluruh kulit. Oleh karena itu, saluran pengangkat uap hanya dapat digunakan saat mengurangi tekanan dan mendinginkan saluran. Uap dihasilkan di tengah pembangkit uap di dalam ketel (ketel radiasi, ketel pembakaran, ketel listrik) dengan menggunakan batu bara sebagai bahan bakar, bahan bakar minyak atau listrik. 

Uap ini dihasilkan dari air yang semua garam dan gasnya telah dihilangkan (air umpan boiler). Di sini, uap dihasilkan pada suhu yang sesuai dengan tekanan ketel. Uap yang dihasilkan dipanaskan kembali oleh gas buang sehingga kehilangan panas tidak segera menyebabkan kondensasi selama pengangkutan ke tempat penggunaan. Setelah tekanan tinggi dalam turbin uap, misalnya, telah dikurangi dan air telah diinjeksikan ke dalam uap superheated, uap tersebut kemudian dialirkan melalui pipa-pipa yang diisolasi dengan baik ke konsumen. 

Pada titik penggunaan, panas kondensasi terutama dibutuhkan. Karena uap tidak dapat disimpan, kelebihan uap diubah menjadi air panas atau air panas. Pemanas dengan uap sebagai media pemanas dapat dipasang dengan mudah secara profesional. Pemanasan dapat dilakukan dengan memasukkan uap langsung ke bahan yang dipanaskan. Suhu pemanasan maksimum yang dimungkinkan pada perangkat dengan ventilasi adalah 100 oC. Cara ini hanya dapat digunakan jika penambahan air atau volume tidak mengganggu sistem. Uap dapat digunakan secara tidak langsung, misalnya dalam pemanasan. Suhu yang dapat dicapai secara teoritis sama dengan suhu kondensasi uap.

 

•   Macam-Macam Steam

Steam dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu:

1. Saturated Steam, yaitu uap air yang terbentuk pada suhu didih dan tidak mengandung titik-titik air maupun gas asing.
2. Wet Steam, yaitu campuran dari saturated steam dan titik-titik air yang terdistribusi merata. Steam ini terbentuk misalnya pada waktu air mendidih dengan sangat kuat atau karena kondensasi sebagian dari uap jenuh.
3. Supaerheated Steam, yaitu uap yang dipanaskan melebihi temperatur didihnya. Pada tekanan yang sama steam ini memiliki kerapatan lebih rendah daripada saturated steam.

 

•  Syarat Steam

Tekanan dan temperatur steam harus diketahui agar keadaan steam ini dapat diidentifikasi dengan baik. Untuk mengolah 1 kg air pada temperatur 0 oC menjadi steam diperlukan panas sebagai berikut:

• Panas sensibel cairan, yaitu jumlah panas yang diperlukan untuk memanaskan air tersebut dari 0 oC ke temperatur didih.
• Panas penguapan, yaitu jumlah panas yang diperlukan untuk menguapkan air tersebut pada temperatur didih tanpa terjadi keaikan temperatur.
• Panas steam lanjut, yaitu panas yang diperlukan untuk pemanasan saturated steam sehingga terjadi superheated steam.

Jumlah panas keseluruhan yang dibutuhkan untuk mengubah air bertemperatur 0 oC menjadi steam disebut kandungan panas dari uap/steam (kkal/kg). Pada pemanfaatan steam sebagai media pemanas akan terjadi hal-hal sebagai berikut:

• Pada waktu pendinginan, superheated steam akan melepaskan panasnya sampai menjadi saturated steam.
• Jumlah panas yang dibebaskan ini relatif kecil (misalnya hanya 10 %) bila dibandingkan dengan jumlah panas kondensasi.
• Pada waktu pedinginan, saturated steam akan segera terkondensasi. Seluruh panas kondensasi akan dibebaskan, yang besarnya sama dengan panas penguapan.
• Pada waktu pendinginan kondensat, sebagian energi panas dibebaskan lagi (panas sensibel air). Penggunaan energi panas ini hampir selalu berlangsung dengan tidak sempurna dalam sistem pemanasan yang pertama. Panas yang tersisa sering dimanfaatkan lagi dalam alat penukar panas selanjutnya, misalnya untuk pemanasan awal bahan-bahan proses yang akan diumpankan.

 

Kualitas Steam harus tersedia pada titik penggunaan:

• Dalam jumlah yang benar untuk menjamin bahwa aliran panas yang memadai tersedia untuk perpindahan panas
• Pada suhu dan tekanan yang benar, atau akan mempengaruhi kinerja
• Bebas dari udara dan gas yang dapat mengembun yang dapat menghambat perpindahan panas
• Bersih, karena kerak (misal karat atau endapan karbonat) atau kotoran dapat meningkatkan laju erosi pada lengkungan pipa dan orifice kecil dari steam traps dan kran
• Kering, dengan adanya tetesan air dalam steam akan menurunkan entalpi penguapan aktual, dan juga akan mengakibatkan pembentukan kerak pada dinding pipa dan permukaan perpindahan panas.

 

• Jenis jenis steam

Berdasarkan fluida yang mengalir dalam pipa

1. Ketel Pipa api (Fire tube boiler)
2. Ketel pipa air ( water tube boiler )

     

 

Berdasarkan pemakaiannya

1. Ketel stasioner ( stasionary boiler ) atau ketel tetap

 

2. ketel mobil ( mobile boiler ), ketel pindah / portable boiler

 

Berdasarkan letak dapur (furnace posisition )

1.Ketel dengan pembakaran di dalam (internally fired steam boiler )

2. Ketel dengan pembakaran di luar ( outernally fired steam boiler ) 

 

Berdasarkan jumlah lorong (boiler tube )

1.Ketel dengan lorong tunggal (single tube steam boiler ).

2. Ketel dengan lorong ganda ( multi tube steam boiler )

 

 Berdasarkan pada porosnya tutup drum (shell)

1.Ketel tegak ( vertikal steam boiler ), seperti ketel cocharn, ketel clarkson dll

2.Ketel mendatar ( horizontal steam boiler ), seperti ketel cornish, lancashire, scotch dll.

 

Berdasarkan bentuk dan letak pipa

1.ketel dengan pipa lurus, bengok dan berllekak-lekuk ( stright, bent and sinous tubeler heating surface)

2. ketel dengan pipa miring datar dan miring tegak ( horizontal, inclined or vertical tubeler heating surface)

 

Berdasarkan peredaran air ketel ( water circulation )

1.Ketel dengan peredaran alam ( natural circulation steam boiler )

2.Ketel dengan peredaran paksa ( forced circulation steam boiler )

 

• Proses Steam

Untuk mengubah air dalam fase cair menjadi uap (uap), energi panas ditambahkan untuk menaikkan suhu terlebih dahulu, yang disebut “kalor sensibel”. Titik didih air pada tekanan atmosfer adalah 100 0 C (212 oF) dan meningkat dengan meningkatnya tekanan dalam sistem. Ketika air (cair) mulai berubah menjadi uap (uap), suhu tidak akan lagi berubah dengan penambahan panas. Cairan menunjukkan hubungan antara tekanan dan suhu saturasi saat berubah dari air menjadi uap. 

Energi panas yang dipindahkan dari fase cair ke uap pada suhu konstan disebut “panas laten” penguapan. Uap yang telah menguap seluruhnya, tetapi belum dipanaskan hingga suhu yang lebih tinggi dari suhu jenuhnya, disebut “uap jenuh kering”. Uap yang belum sepenuhnya menguap disebut “uap basah”. Persentase berat tetesan air dalam uap basah dikenal sebagai % kelembaban. Persentase kualitas uap basah diperoleh dengan mengurangkan persentase kelembaban dari 100%. Secara umum, dengan meningkatnya tekanan “uap kering jenuh”, jumlah panas yang masuk akal juga meningkat dan jumlah panas laten berkurang

 

Referensi ;

http://masnilala.blogspot.com/2014/06/steam.html?m=1 

https://www.prosesproduksi.com/apa-itu-steam/