## PERANCANGAN VACUM EVAPORATOR METODE LIQUID RING VACUM PUMP
Siswanto * , Nurul Widji T
Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, UPN “Veteran” e-mail : siswantomoenandar@yahoo.com

## Abstrak
Proses  evaporasi  pada  nira  dengan    vacum  evaporator  menggunakan  barometrik  condensor memerlukan energi yang cukup besar, untuk menghemat energi maka diperlukan perancangan suatu evaporator  vacum  yang  dapat  menurunkan  titik  didik  juga  yang  hemat  energy  yaitu  dengan mengganti  barometrik  condensor menjadi metode Liquid Ring  Vacum Pump dimana uap yang telah terkondensasi  di  dalam  condensor  dialirkan  ke  pompa  vacum  untuk  menarik  uap  pada  ruang evaporator  sehingga  terjadi  kondisi  vacum.  Pompa  vacum  jenis  ini  menggunakan  energy  kecil  bila dibandingkan  dengan  menggunakan  steam  jet  ejector  dan  diharapkan  pada  penggunaan  vacum evaporator  dengan  Metode  Liquid  Ring  Vacum  Pump  ini  akan  dapat  menghemat  daya  listrik.. Perancangan  vacum  evaporator  dengan  metode  Liquid  Ring  Vacum  Pump  ini  dapat  menurunkan suhu  penguapan  sampai  76 0 C  dengan  tingkat  kevacuman  mencapai  200  mm  Hg  terhadap  tekanan 760  mm  Hg.  Hasil  perancangan  vacum  evaporator  ini  diharapkan  dapat  digunakan  pada  Industri yang  menggunakan  proses  evaporasi  larutan  yang  peka  terhadap  suhu  tinggi,  dengan  membuat kondisi vacum maka akan menurunkan titik didih yang secara otomatis akan menghemat biaya dalam proses penguapannya.
Kata kunci : Nira , Liquid Ring Vacum Pump, Vacum evaporator

## VACUM EVAPORATOR DESIGN LIQUID RING VACUM PUMP METHOD

## Abstract
The  evaporation  process  in  the  nira  with  vacuum  evaporator  using  barometric  condenser requires considerable energy, to save energy, it is necessary to design a vacuum evaporator that can decrease the point also energy-saving by replacing the barometric condenser into Liquid Ring Vacum Pump method  where the vapor has been condensed in the condensor is flown to the vacuum pump to draw steam in  the evaporator chamber so that vacuum conditions occur. This type of vacuum pump uses a small energy when compared with using a steam jet ejector and is expected to use the vacuum evaporator with the Liquid Ring Vacum Pump Method will be able to save electrical power. Vacuum Pump vacuum design with Liquid Ring Vacum Pump method can reduce the evaporation temperature to  76 0 C  with  a  level  of  vacuum  reaching  200  mm  Hg  against  pressure  760  mm  Hg.  The  results  of vacuum evaporator design is expected to be used in industries that use the evaporation process of a solution  that  is  sensitive  to  high  temperatures,  by  making  the  vacuum  condition  will  decrease  the boiling point which will automatically save costs in the evaporation process.
Keywords: , Nira, Liquid Ring Vacuum Pump, Vacum evaporator

## PENDAHULUAN
Kebutuhan  energi  di  Indonesia  pada  tahun 2016  terus  meningkat  sedangkan  pada  tahun  2014 kebutuhan akan energi sudah mencapai pertumbuhan 3,06  %  dari  kebutuhan  energi  pada  tahun  2013 (British  Petroleum  2015).  Penggunaan  terbanyak
yang  menggunakan  energi  adalah  dalam  sektor industri  dimana  kebutuhannya  mencapai  42,12  % dari total kebutuhan energi nasional (Kencono at al., 2014). Untuk penghematan energy maka dibutuhkan langkah  penghematan  energi  pada  kebutuhan industri  agar  kenaikan  kebutuhan  energi  dapat ditahan.
Penggunaan  energi  pada  industri  gula  yang berbasis  air  tebu  maupun  yang  berbasis  rafinasi terkatagori industri yang membutuhkan energy yang cukup  besar  untuk  kebutuhan  listrik  maupun  untuk pembuatan steam boiler. Untuk mencukupi kebutuhan  listrik  dan  steam  tersebut  industri  gula menggunakan tungku pembakaran yang menggunakan gas maupun batu bara (Hasan, Mahlia & Nur, 2014).
Perbedaan  proses  produksi  gula yang berbahan  baku  air  tebu  dan  yang  berbahan  baku rafinasi  terletak  pada  penggunaan  bahan  bakarnya dimana  penggunaan  bahan  bakar  ampas  tebu digunakan pada proses produksi gula berbahan baku air  tebu  sedangkan  produksi  gula  berbahan  baku rafinasi  menggunakan  gas  atau  batu  bara  dalam pembakaran pada bioler (Santoso, 2014)
Tujuan  Perancangan  Vacum  Evaporator metode  Liquir  Ring  Vacum  Pump  adalah  untuk menmbuat  tekanan  vacum  pada  evaporator,  dengan adanya  tekanan  vacum  dalam  evaporator  maka diharapkan  dapat  menurunkan  titik  didih  larutan. Pembuatan  kondisi  vacum  dengan  metode  Liquid Ring  Vacum  Pump  ini  menggunakan  energi pemanas  yang  lebih  sedikit  bila  dibandingkan dengan  menggunakan  metode  Steam  jet  ejector. Proses  pembuatan  gula  yang  banyak  membutuhkan energi  adalah  pada  sistim  evaporator  dimana  fungsi dari  evaporator  adalah    untuk  menguapkan  air  nira hingga  menjadi  kental  sebelum  masuk  proses pengkristalan. Pada evaporator dilakukan penguapan air  nira  dari  kadar  12 0 brix  menjadi  kadar  65 0 Brix dengan  menggunakan  pemanas  steam,  untuk menghemat  penggunan  energi  dalam  evaporator tekanan  diusahakan  dalam  kondisi  vacum  dimana titik didih larutan akan menjadi rendah.
Gambar 1. Alur pemanfaatan energi di pabrik gula
Pada  proses  penguapan  uap  yang  terjadi didinginkan  dalam  condensor  untuk  merubah  uap menjadi  kondensat,  apabila uap  yang  terjadi  terus
menerus  dikondensasikan  maka  tekanan  dalam evaporator  akan menjadi vacum.  Uap  dari evaporator masuk dari sisi atas kondensor kemudian mengalami  kondensasi  sebagai  akibat  penyerapan panas  oleh  air  pendingin.  Proses  pendinginan  uap dilakukan  pada  condensor,  apabila  menggunakan steam jet ejector dapat menghasilkan tekanan vacum antara  0,13  –  0,03  bar.  Penelitian  yang  dilakukan oleh  Rakhmadiono,  S  (1995)  m enggunakan  Vacum Evaporator  pada  pembuatan  gula  cair  dapat menghemat energi karena Evaporator yang digunakan  dapat  menghasilkan  tekanan  vacum sehingga  dapat  menurunkan  suhu  penguapan  pada proses  evaporasinya.  Pembuatan  gula  cair  dapat dilakukan  pada  penguapan  dengan  menggunakan vacum  evaporator  suhu  70 0 C  menghasilkan  gula cair  dengan  kadar  terbaik.  Penggunaan  vacum e vaporator  dengan  metode  Liquid  ring  vacum pump dapat  dipakai  untuk  membuat  tekanan  vacum dalam evaporator ( Wikipedia.2015a ). Karakteristik Liquid ring vacum pump adalah menyalurkan energi dari impeler ke  fluida  yang  dipompakan  melalui cincin  cairan,  LRVP  terdiri  atas  rotor  tunggal dengan  satu  set  baling-baling  di  bagian  depannya. Prinsip  kerja  LRVP  adalah  menaikkan  tekanan  gas dengan  memutar  baling-baling  impeler    dalam sebuah  silinder  casing  yang  eksentris,  cairan  yang ada di bagian keluaran gas kemudian dipisahkan dan disirkulasikan  dalam  sebuah  sistem  pemisahan. (Lehmann, 1995). LRVP memiliki kapasitas antara 3 -    27  m 3 /jam  dan  pada  umumnya  digunakan  untuk tekanan  antara  0,13  s.d.  5,5  bar  a  bahkan  bisa digunakan sampai pada tekanan 7 bar.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  adalah  merancang  Vacum Evaporator  dengan  Metode  Liquid  Ring  Vacum Pump  skala  prototype  diharapkan  dapat  membuat kondisi  vacum  pada  evaporator  sehingga  titik  didih larutan akan menjadi rendah  dengan demikian dapat menurunkan penggunaan energi.
Bahan baku pada penelitian  ini adalah nira atau air tebu  sebagai  bahan  yang  akan  diuapkan  dengan berbagai  tekanan  vacum  dimana  nira  atau  air  tebu dengan konsentrasi awal 12 0 Be.
Variabel  penelitian yang  dilakukan  pada  tekanan vacum  (  mm  Hg  )  adalah  :  100,  140,  160,  180  dan 200,    jumlah  nira  yang  digunakan  tetap  sebanyak  6 liter dengan pemanasan konstan.
Peralatan yang digunakan untuk membuat tekanan vacum  pada  evaporator    metode    Liquid  Ring Vacum  Pump  adalah  terdiri  dari  tangki  evaporator beserta  pemanasnya,  condensor  dan  pompa  vacum sebagai berikut .

## Gambar 2. Rangkaian Peralatan.

## Prosedur penelitian
Alur percobaan dalam  merancang evaporator vacum  dengan  menggunakan  LRVP  dapat  dilihat pada skema berikut.

## Gambar 3. Blok diagram Penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dengan  mengatur  tekanan  pada  pompa vacum maka nira atau air tebu akan menguap sesuai dengan tekanan vacum yang divariasikan.
Dari  steam  table  (Mc  Cabe)  :  untuk  tekanan vacum 100 mm Hg = 100/760 x 14,7 psi = 1,94 psi dimana  dari  steam  table  didapatkan  titik  didih  air  = 125 0 F = 51,6 0 C. Dari percobaan pendahuluan apabila menggunakan  air  murni  dipanaskan  pada  tekanan
vacum  100  mm Hg didapatkan titik didih  air = 145 0 F = 62 0 C.
Dari  hasil  percobaan  dengan  bahan  nira  atau air  tebu    menggunakan  prototipe  evaporator  vacum dengan  memvariasi  tekanan  vacum  mulai  100  mm Hg sampai 200 mm Hg didapatkan hasil tertera pada tabel berikut.
Tabel 1. Tekanan vacum Tekanan vacum ( mm Hg ) Suhu penguapan ( 0 C ) 100 140 160
180 200 94 91
88 84 76
Secara teoritis dari steam table untuk tekanan 100  mm  Hg  air  akan  mendidih  pada  suhu  51,6 0 C dan  dari  kenyataan  yang  ada  dalam  penguapan  air murni  menggunakan  prototype  evaporator  pada tekanan vacum 100 mm Hg didapatkan air mendidih pada  suhu  62 0 C  hal  ini  disebabkan  karena  kurang sempurnanya  peralatan  yang  dirancang.  Bila menggunakan  nira  atau  air  tebu  dengan  derajad kekentalan  12  Be  dipanaskan  pada  tekanan  vacum 100 mm Hg menguap pada suhu 94 0 C hal ini sesuai dengan  grafik  Duhring  Line  (  Mc  Cabe,  Unit Operations  1968  )  dimana  titik  didih  suatu  bahan akan  meningkat  sesuai  dengan  kadarnya.  Suhu evaporasi  berpengaruh  pada  kecepatan  penguapan makin  tinggi  suhu  evaporasi  maka  penguapan  yang terjadi semakin cepat namun penggunaan suhu yang tinggi  dapat  menyebabkan  beberapa  bahan  yang sensitive  terhadap  panas  mengalami  kerusakan. Untuk  memperkecil resiko kerusakan tersebut  maka suhu  evaporasi  yang  digunakan  harus  rendah.  Suhu evaporasi  dapat  diturunkan  dengan  menurunkan tekanan evaporator.

## SIMPULAN
Penguapan nira dengan menggunakan vacum evaporator metode Liquid Ring Vacum Pump dapat menurunkan  suhu  penguapan  sampai  76 0 C  dengan tekanan  vacum 200  mm Hg sehingga  evaporator ini dapat  digunakan  untuk  larutan  yang  peka  terhadap panas.

## DAFTAR PUSTAKA
British  Petroleum.  (2015).  BP  Statistical  Review  of World  Energy,  (June).  Retrieved  from http://sholar.google.com/sholar?/hl=en&btm G=search&q=intitle:BP+statistical+Review+ of+world+Energy#0
Converti,  A.,  &  Borghi,  M.  Del.  (n.d.).  Vacuum
Creating Equipment. Encyclopedia of
Desalination andi,  Water Resources. Perancangan Vacum Evaporator Pemasangan pipa uap dan kondensor Pemasangan LRVP
Variasi Tekan vacum 100, 140, 160, 180, 200 (mm Hg)
Analisa suhu yang didapatkan  pada Evaporator
Hasan, M. H., Mahlia, T. M. I., & Nur, H. (2012). A review  on  energy  scenario  and  sustainable energy in Indonesia. Renewable and Sustainable  Energy  Reviews , 16 (4),  2316– 2328. doi:10.1016/j.rser.2011.12.007
Kencono,  A.  W.,  Adam,  R.,  Baruna,  E.  S.,  & Ajiwihanto,  N.  (2014).  Handbook  of  Energy &  Economic  Statistics  of  Indonesia.  Jakarta: Kementrian  Energy  dan  Sumber  Daya Mineral.
Rakhmadiono,  S.  (1995)  Pengolahan  Kelapa  (Studi Kasus  Pengolahan  Gula  Kelapa  di  desa
Sawentar  Kecamatan  Kanigoro  Kabupaten Blitar  )  Fakultas  Pertanian  Universitas Brawijaya, Malang
Santoso,  B.  (2014).  Proses  Pembuatan  Gula  dari
Tebu pada
PG X, (1), 1–5. doi:10.1007/s13398-014-0173-7.2 Wikipedia. (2015a). Liquid ring pump.doi.10.1016/ 0042-207X(53)90465-5
Dewi,  dkk,  Pengaruh  suhu  pemasakan  nira,”Jurnal Teknologi Pertanian” vol 15 No 3, Desember 2014, hal 149-158.