Dalam industri proses, kita sering berhadapan dengan larutan encer yang harus dipekatkan, baik untuk proses kristalisasi, penghematan biaya transportasi, maupun pemulihan zat terlarut. Di sinilah Evaporasi berperan sebagai unit operasi pemisahan berbasis panas yang memisahkan pelarut volatil (biasanya air) dari zat terlarut yang non-volatil.

Pengertian: Evaporasi Lebih dari Sekadar Penguapan

Secara teknis, evaporasi adalah proses penghilangan pelarut dari larutan dengan cara mendidihkannya dalam sebuah wadah yang disebut evaporator. Berbeda dengan distilasi yang memisahkan komponen berdasarkan perbedaan volatilitas relatif, evaporasi fokus pada pemisahan pelarut murni dari padatan yang tidak bisa menguap.

Sumber: prosesindustri

Faktor-Faktor yang Memengaruhi Evaporasi

Dalam skala industri, efisiensi evaporasi tidak hanya bergantung pada suhu, tetapi juga pada karakteristik fisik larutan:

• Konsentrasi dalam Larutan: Seiring bertambahnya konsentrasi, viskositas larutan meningkat, yang dapat menurunkan nilai U (koefisien perpindahan panas).

• Kenaikan Titik Didih (Boiling Point Elevation/BPE): Larutan yang mengandung zat terlarut akan mendidih pada suhu yang lebih tinggi daripada pelarut murninya. Hal ini mengurangi dT efektif yang tersedia.

• Pembentukan Kerak (Fouling): Beberapa larutan mengendapkan kerak pada permukaan tabung pemanas, yang bertindak sebagai isolator panas dan menurunkan efisiensi.

• Sensitivitas Panas: Produk seperti susu atau jus buah bisa rusak jika terpapar suhu tinggi terlalu lama, sehingga memerlukan evaporasi pada tekanan vakum untuk menurunkan titik didih.

 

Kegunaan dan Aplikasi

Evaporasi adalah tulang punggung di berbagai sektor industri:

1. Industri Makanan: Pembuatan susu kental manis, konsentrat jus buah, dan ekstraksi gula tebu.

2. Industri Kimia: Pemekatan soda kaustik (NaOH), asam fosfat, dan pengolahan limbah cair (Zero Liquid Discharge).

3. Desalinasi: Mengubah air laut menjadi air tawar dengan menguapkan air dan mengondensasikannya kembali.

4. Farmasi: Pemekatan ekstrak obat-obatan yang sensitif terhadap suhu.

 

Strategi Efisiensi: Multiple Effect Evaporator (MEE)

Sumber: klarentechnology

Untuk menghemat energi, industri jarang menggunakan satu evaporator saja (single effect). Mereka menggunakan Multiple Effect Evaporator, di mana uap panas yang dihasilkan dari unit pertama digunakan sebagai media pemanas untuk unit kedua, dan seterusnya. Ini meningkatkan Steam Economy (rasio air yang diuapkan per kilogram steam yang digunakan).

Sumber:

• Geankoplis, C.J. Transport Processes and Unit Operation
• Desai, K. M., & Pathak, S. S. (2020). Review on Design and Analysis of Multiple Effect Evaporator. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT).