## DESAIN EVAPORATOR DAN PENGUJIAN KONDISI OPERASI OPTIMAL PADA DESAIN PERALATAN

## Achmad  Faisal Faputri
Program Studi Tek nik  Pengolahan Migas, Jurusan Tek nik  Kimia, Politek nik  Ak amigas Palembang Jl. Kebon Jahe, Komperta Plaju, Palembang, Indonesia
Email: achmadfaisal@pap.ac.id

## Abstrak
Alat  Evaporator  berfungsi  untuk   memisahk an  air  dari  k andungan  etanol,  dengan  meng gunak an pemanas  yang  berupa  uap  air  atau  steam  yang  mempunyai  temperatur  tinggi,  sehing ga  mampu mengubah  etanol  dari  fase  liquid  k e  fase  gas    yang berada di dalam shell pada alat Evaporator. Dalam  perancangan  alat  Evaporator  banyak   hal  penting   yang  harus  diperhatik an,  mulai  dari pemahaman cara k erja dan fungsi alatEvaporator, perancangan desain, pemi lihan material sampai dengan proses perancangan alat Evaporator, hal ini bertuju an untuk  mendapatkan hasil yang optimal dari k erja alat Evaporator. Pengaruh temperatur merupak an aspek  penting dalam proses yang terjadi didalam alat Evaporator hal tersebut ak an menentuk an efek tifitas dari Evaporator sehingga mampu memisahk an  k andungan  air  dalam  etanol.  Kondisi  optimum  Δt  LMTD  dari  rangk aian  peralatan Evaporator yang telah dirancang pada temperatur tube inlet 230 o F dan tube outlet226,4 o F dan shell inlet 89,6 o F dan shell outlet 176 o F.
Kata  kunci : Perpindahan panas dan temperatur.

## Abstract
Evaporator tool serves to separate water from ethanol content, using the heater in the form of water vapor or steam has a high temperature, so that can heat the ethanol inside the shell on a Evaporator tool.  In  designing  tool  Evaporator  many  important  thin gs  that  need  to  be  noticed,  ranging  from understanding the work ings and functions of the tool Evaporator, designing, material selection until the  evaporator  equipment  design  process,  it  aims  to  get  the  maximum  results  from the tools work Evaporator. The effect of temperature is an important aspect in the process that occurs within the tool Evaporator that will determine the effectiveness of the evaporator so as to separate the water content in  ethanol.  The  optimum  conditions  of  the  circuit  Evaporator  equipment  that  it’s  designed  on temperature of 230 o F inlet tube and outlet tube 226.4 o F and 89.6 o F shell inlet and outlet shell 176 o F.
Keywor ds  : heat transfer and temperature.
1. Pendahuluan Dalam industri perminyakan, banyak terdapat  peralatan  pemisah  komponen  seperti Evaporator , Knock out  Drum , Flash  Drum , Distilasi dan  lain  –  lain.  Semua  peralatan tersebut  mempunyai  fungsi  dan  kemampuan untuk memisahkan komponen  berdasarkan trayek  didih.Agar  tidak  terjadi  pemborosan energi  yang  digunakan  maka diperlukan adanya satu  manajemen  energi,  sehingga  energi  yang digunakan lebih efisien, tanpa adanya pengurangan kualitas dan kuantitas produk yang diperoleh.
Pada  proses  pengolahan  minyak  bumi, fungsi  dan  peran  alat  pemisah  komponen berdasarkan perbedaan  titik  didih  sangat penting, salah satunya seperti Evaporator yang
dirancang  untuk  memisahkan  /  memurnikan kandungan  etanol  dari  air. Evaporator adalah suatu  alat  yang  digunakan  untuk  memisahkan dua fasa antara liquid gas dan liquid cair dengan menggunakan  media  pemanas.  Dengan  cara memanaskan  hingga  salah  satu  komponen menguap  pada  trayek  didihnya,  sehingga dapat terpisah  dari  komponen  lainnya. Evaporator ini merupakan  jenis vessel yang  menggunakan pemanas steam yang digunakan untuk memanaskan  dan  menguapkan  fraksi  etanol yang  terdapat  dalam  kandungan  air.  Bagian bottom    Evaporator berupa  air  dan  bagian top evaporator berupa etanol.

## 1.1 Proses Pemisahan  dalam  industri kimia
Pemisahan  bahan  dalam  suatu  proses industri  pengolahan  bahan  merupakan  metode yang  umum  digunakan.  Pemisahan  bahan  ini dimanfaatkan  untuk  memperoleh  bahan  dengan fraksi  atau  bentuk  dan  ukuran  yang diinginkan. Adapun  metode  umum  pemisahan  bahan  yaitu pemisahan  dengan  cara mekanis dan pemisahan bahan dengan cara kontak keseimbangan bahan. Perbedaan  keduanya  adalah  pada  ada  tidaknya perubahan  fasa  bahan  setelah  dipisahkan. Pemisahan  dengan  metode  mekanis  merupakan pemisahan bahan dengan tetap mempertahankan fasa bahan atau tidak mengalami perubahan fasa bahan,  sedangkan  pemisahan  bahan  dengan kontak  keseimbangan  bahan  dapat  mengubah fasa  bahan  yang  dipisahkan  dari  fasa  awalnya. Pemisahan  mekanis  ini  contohnya  adalah pengendapan, filtrasi, ekstraksi, dan sentrifugasi. Sedangkan  metode  pemisahan  bahan  dengan kontak keseimbangan bahan meliputi penguapan,  distilasi,  adsorbsi,  koagulasi,  dan kristalisasi.  Metode ini banyak diterapkan dalam industri khususnya industry  pengolahan minyak dan  gas  bumi  untuk  memproduksi  produk tertentu.  Pengetahuan  mengenai  metode  ini perlu  dikuasai  agar  penggunaanya  dalam industri  dapat  disesuaikan  dengan  kebutuhan pemisahan  bahan  baku  sampai  menjadi  produk dengan kemurnian yang diinginkan.

## 1.1.1 Pemisahan  Secara Mekanik a. Pengayakan
Pengayakan  adalah  metode  pemisahan bahan berdasarkan ukuran dengan menggunakan gaya  gravitasi  dan  getaran.  Ayakan  dapat berbahan  logam,  pelat  logam  berlubang,  kain. Ukuran  lubang  ayakan  ini  berkisar  antara  4  in sampai  400  mesh.  Contoh  pengayakan  adalah pemisahan  ukuran  bahan  pati dengan vibrating screen . Penggunaan ukuran ayakan ini tergantung dari ukuran bahan yang  akan diayak.
b.  Filtrasi
Filtrasi  adalah  metode  pemisahan  untuk memisahkan  zat  padat  dari  cairannya  dengan menggunakan  alat  berpori  (penyaring).  Dasar pemisahan  ini  adalah  dengan perbedaan ukuran partikel  antara  pelarut  dan  zat  terlarutnya. Penyaring akan menahan zat padat denga ukuran yang  lebih  besar  dari  pori  saringan.  Proses  ini dilakukan dengan bahan yang berbentuk larutan cair.  Hasil  penyaringan  disebut filtrate dan  zat yang tertahan disebut residu.
c. Pengendapan
Pengendapan merupakan metode pemisahan  dua  bahan  cair  yang  tidak  dapat bercampur,  atau  bahan  cair  dan  bahan  padat, dipisahkan  dengan  membiarkan  bahan  ini sampai  pada  keadaan  keseimbangan  di  bawah pengaruh gaya gravitasi, bahan yang lebih berat
akan  jatuh  terlebih dahulu daripada bahan yang ringan.
d.  Ekstraksi
Ekstraksi merupakan pemisahan zat dengan larutan yang berdasarkan kepolaran  dan massa  jenisnya.  Contohnya  adalah  pemisahan senyawa organik dan pelarutan air dan minyak.

## e. Sentrifugasi
Sentrifugasi  adalah  proses  pemisahan komponen  yang  terdiri  dari  bahan  cair  yang tidak  saling  melarutkan  dengan  memanfaatkan gaya  sentrifugal.  Prins ipnya  adalah  dengan pemutaran  objek  secara  horizontal  pada  jarak tertentu. Dengan metode ini proses pengendapan atau  pemisahan  bahan  dapat  lebih  cepat  dan optimum  dibanding  teknik  biasa.  Prinsip  ini dapat  optimum  dengan  memasukkan  Rpm  dan nilai konsentrasi yang tepat  dalam  alat sentrifugasi.  Pada  industri,  contoh  penggunaan metode  ini  adalah  dalam  proses  pembuatan minyak kelapa. Santan yang merupakan campuran  air  dan  minyak  dapat  disentrifugasi dengan kecepatan antara 3000-3500 rpm sehingga  terpisah  fraksi  kaya minyak (krim) dan fraksi  miskin  minyak  ( sk im ).  Lalu  krim  yang diasamkan  disentrifugasi lagi untuk memisahkan minyak  dan bagian bagian bukan minyak.
1.1.2 Pemisahan dengan kontak keseimbangan a. Sublimasi Sublimasi adalah metode pemisahan campuran  dengan  menguapkan  zat  padat  tanpa melalui fasa cair sehingga kotoran tak menyublim  akan  tertinggal.  Evaporasi  adalah penguapan  bahan pelarut untuk memperoleh zat terlarut  (garam)  dengan  prinsip  perbedaan  titik didih  (garam  titik  didih  lebih  tinggi  sehingga akan tertinggal).
b.  Kristalisasi Kristalisasi adalah  metode  pemisahan untuk  memperoleh zat padat yang terlarut dalam suatu  larutan.  Dasarnya  adalah  dengan  prinsip kelarutan  bahan  dalam  pelarut  dan  perbedaan titik  beku.  Contohnya  adalah  dalam  pembuatan garam  dapur  dari  air  laut  dan  dalam  proses pembuatan Kristal  gula pasir dari nira tebu.
c. Distilasi
Distilasi  merupakan  metode  pemisahan untuk  memperoleh  bahan  berwujud  cair  yang terkotori  oleh  zat  padat  lain  atau  bahan  yang memiliki  titik  didih  berbeda.  Bahan  yang dipisahkan  dapat  dalam    bentuk  larutan  atau cair,  tahan  terhadap  pemanasan, dan perbedaan titik  didihnya  tidak  terlalu  dekat.Contoh metode ini  adalah  dalam  penyulingan  minyak  bumi menjadi  fraksi-fraksi  seperti  bensin,  avtur.Selain itu  juga  dalam  pembuatan  minyak  kayu  putih,
pemurnian  parfum  dari  ekstrak  tanaman,  serta dalam  pemurnian  air  minum  juga  destilasi  air laut  untuk  memperoleh  air  murni.  Metode selanjutnya  adalah  dengan  ekstraksi merupakan metode  pemisahan  dengan  melarutkan  bahan campuran dengan pelarut yang sesuai. Dasarnya adalah  dengan  prinsip  kelarutan  bahan  dalam pelarut tertentu.
d.  Adsorpsi
Adsorpsi  merupakan  metode  pemisahan untuk  membersihkan  suatu  bahan  pengotor dengan  penarikan  bahan  pengadsorpsi  secara kuat sehingga menempel.
e. Evapor ator
Evaporator adalah suatu alat yang digunakan  untuk  memisahkan  dua  fasa  antara liquid  gas  dan  liquid  cair  dengan  mengunakan media  pemanas.  Dengan  cara  memanaskan hingga  salah  satu  komponen  menguap  pada trayek  didihnya,  sehingga  dapat  terpisah  dari komponen lainnya
Berikut  ini  adalah Jenis – jenis Evaporator: 1. Horizontal  Tube
Horizontal tube adalah tube-tube nya terletak  horizontal, karena kondisinya yang demikian,  harga evaporator ini relative murah  dengan  konstruksi design yang memudahkan  penggantian tube – tube nya.
2. Calandria  Vertical Tube
Calandria  Vertical  Tube prinsipnya  sama seperti dengan Horizontal Tube , hanya saja letak tube yg  berbeda,  dimana Calandria Vertical  Tube  Evaporator , tube nya  akan berada  pada  posisi  vertikal,  dimana Feed masuk  melalui shell  Evaporator kemudian steam akan  masuk  kedalam tube melalui bagian  bawah  (tinggi  cairan  hampir  sama dengan tinggi tube).
3. Long  Tube  Vertical
Jenis  ini  sama  seperti Vertical  Tube Evaporator ,  yang  membedakan  hanya panjang tube ,  pada tube memiliki  panjang berkisar  antara  12  sampai  24  ft  dan  terdiri dari tube vertikal  yang  panjang dilalui  oleh bahan baku (cairan) sedangkan steam di sisi shell .

## 1.2. Jenis Panas
1.2.1 Pengertian  Panas
Panas  adalah  salah satu perubahan energi, jika  suatu  zat  menerima  atau melepaskan panas, maka  akan  ada  dua  kemungkinan  yang  akan terjadi yang pertama adalah terjadinya perubahan  temperatur  dari  zat  tersebut,  panas yang  seperti  ini  disebut  dengan  panas sensibel ( sensible  heat ).  dan  yang  kedua  adalah  terjadi perubahan  fase  zat,  panas  jenis  ini  disebut dengan panas laten ( latent heat ). a. Panas  Sensibel (Sensible Heat)
Seperti yang sudah di jelaskan sebelumnya, apabila  suatu zat menerima panas sensibel maka akan  mengalami  peningkatan temperatur, namun jika  zat  tersebut  melepaskan  panas  sensible maka  akan mengalami  penurunan temperatur. Persamaan  panas  sensibel  adalah  sebagai berikut: Q = m · Cp · ΔT  …………………..(1.1) Dimana  : Q = Energi  kalor  yang  dilepas atau diterima suatu zat [J]
m = Massa zat yang mengalami  perubahan temperatur [kg]
Cp = kalor  jenis zat [J/kg/K] ΔT = Perubahan temperatur yang terjadi [K]

## b. Panas Laten  (Laten  Heat)
Jika  suatu  zat  menerima  atau  melepaskan panas,  pada  awalnya  akan  terjadi  perubahan temperatur,  namun  demikian  hal  tersebut  suatu saat  akan  mencapai  keadaan  jenuhnya  dan menyebabkan  perubahan  fase.  Kalor  yang demikian  itu  disebut  sebagai  panas  laten.  Pada suatu  zat  terdapat  dua  macam  kalor  laten, yaitu panas  laten  peleburan  atau  pembekuan  dan panas  penguapan  atau  pengembunan,  panas laten  suatu  zat  bias anya  lebih  besar  dari  kalor sensibelnya,  hal  ini  karena  diperlukan  energi yang besar untuk merubah fase suatu zat.
Secara  umum  panas  laten  yang  digunakan untuk  merubah  fase  suatu  zat  di  rumuskan dengan ;L = ɤ · LB  ·T/TB  ……. (1.2) Dimana  : L = Heat Vaporzation at Absolute Temperature LB = Heat of vapor zation at absolut normal boiling point
ɤ = Factor Abtainet T = Temperature (°F) TB = Temperature Boiling Point (°F)
Hubungan  antara  energi  kalor  dengan  laju perpindahan  kalor  yang  terjadi  adalah  sebagai berikut : Q = q · ΔT ……….  ….(1.3 ) Dimana  :
Q =  Energi  kalor  yang dilepas atau di terima suatu zat
q =   Laju perpindahan panas (Watt)
ΔT=  Waktu yang di butuhkan untuk memindahkan  energi panas

## 1.3. Pengertian  alat penukar  panas
Alat  penukar  panas  ( Heat  Exchanger ) adalah  suatu  alat  yang  digunakan  untuk memindahkan panas antara dua buah fluida atau lebih  yang  memiliki  perbedaan  temperature yaitu  fluida  yang  bertemperatur  tinggi  kefluida yang  bertemperatur  rendah.  Perpindahan  panas teesebut  baik  secara  langsung  maupun  secara tidak  langsung.  Pada  kebanyakan  sistem  kedua
fluida  ini  tidak  mengalami  kontak  langsung. Kontak  langsung  alat  penukar  kalor  terjadi sebagai contoh pada gas kalor yang terfluidisasi dalam cairan dingin untuk  meningkatkan temperature cairan atau mendinginkan gas.
Alat  penukar  panas  digunakan  dalam instalasi  industri,  antara  lain  pada  : Boiler, Kondensor, Cooler, Cooling Tower . Sedangkan pada  kendaraan  kita  dapat  menjumpai  radiator yang  fungsinya  pada  dasarnya  adalah  sebagai alat penukar panas.
Tujuan  perpindahan  panas  tersebut  di  dalam proses industri diantaranya adalah :
a. Memanaskan  atau  mendinginkan  fluida hingga  mencapai  temperatur  tertentu  yang dapat  memenuhi  persyaratan  untuk proses selanjutnya,  seperti  pemanasan  reaktan atau pendinginan produk dan lain-lain.
b. Mengubah keadaan (fase) fluida : destilasi, evaporasi, kondensasi dan lain-lain.
2. Metode  Perhitungan
Langkah-langkah  perhitungan  desain  alat evaporator :
2.1.  Menghitung  Panas Laten
L = ɤ · LB  ·T/TB …..............(Pe rs.  2.1) Dimana  :
L = Heat Vaporzation  at absolute temperatur
LB  = Heat of vaporzation at absolut normal  boiling  point
ɤ   = Faktor obtainet T   = Temperatur (°F) TB = Temperatur  Boiling  Point (°F)

## 2.2. Menghitung  Heat  Balance
Merupakan  variable  perhitungan  untuk menentukan  harga  neraca  panas  (Q)  yang dihasilkan,  menggunakan persamaan :
q = W .Cp . ΔT ………….(Pe rs.  2.2  a) q = W. (Lvapor - Lliquid)..(Pers.  2.2  b) Q = q+q …………………..(Pers.2.2  c)
Q = w .Cp . ΔT…………...(Pers.  2.2  d)
Dimana  :
Q = Jumlah  panas yang dihasilkan, Btu/jam W = Laju  alir  fluida panas, lb/hr w = Laju  alir  fluida dingin Cp = Kapasitas panas fluida, Btu/Ft 2 .hr. ℉ 2.3. Menghitung LMTD ( Log Means
Temperature Differences  ) LMTD  = (𝑇1−𝑡2)−(𝑇2−𝑡1) 𝑙𝑛 (𝑇1−𝑡2) 𝑇2−𝑡1 ……(pers.  2.3a)
𝑅 = 𝑇1−𝑇2
𝑡2 −𝑡1 ………………..(pers.  2.3b)
𝑆 = 𝑡2−𝑡1 𝑇1−𝑡1 ………………..(pers.  2.3c)
Mencari  nilai FT dengan menggunakan Figure 18 D.Q  Kern
Mencari Nilai  Δt LMTD  koreksi : Δt LMTD  = LMTD  x  F T Dimana  : R dan S    = Temperature efficiency T 1 dan T 2 = Temperatur inlet dan outlet fluida panas, o F t 1 dan t 2 = Temperatur inlet dan outlet fluida dingin, o F F T = Faktor perbedaan temperature
2.4. Menentukan  Temperatur  Kaloric
2 1 1 2 t T t T t t h c      ……(pers.2.4)
FC  di  dapatkan  pada  table Figure  17  D.Q Kern
2.5. Menentukan temperatur
rata-rata fluida Tc = T 2 + Fc.(T 1 – T 2 )……(Pers.  2.5) tc = t 1 +Fc.( t 2 − t 1 ) ………..(Pers.  2.6)
Dimana  : TC = Temperatur caloric fluida panas, ( ℉ ) tc = Temperatur caloric fluida dingin, ( ℉ ) FC  = Factor caloric, ( ℉ ) T1 = Temperatur inlet fluida panas,( ℉ ) T2 = Temperatur outlet fluida panas,( ℉ ) t 1 = Temperatur inlet fluida dingin,( ℉ ) t 2 = Temperatur outlet fluida dingin,( ℉ )

## 2.6. Menentukan  area heat  transfer
UD Asumsi dengan menggunakan Table 8 D. Q Kern
𝐴 = 𝑄 𝑈𝐷 .∆𝑡𝐿𝑀𝑇𝐷 ………..(Pers.  2.7)
Number  of tube = 𝑨 𝑳.a ” Dimana  : A = Area perpindahan panas, ft 2 Q = Jumlah  Panas yang dihasilkan, Btu/jam UD  = Pendekatan Koefisien Perpindahan Panas Keseluruhan Desain Δt LMTD  = Long Mean Temperature Difference Terkoreksi.  °F
2.7. Menghitung  Flow  Area tube side
a t =  N t a’ t /144n…………...(Pers.  2.8)
2.8. Menghitung  Mass Velocity  tube side
G t = W/a t ……………………(Pers.  2.9) Dimana  :
G t =  Kecepatan  massa  aliran  fluida  dalam tube , lb/hr.Ft 2 w = Massa aliran fluida dingin, lb/hr a t =  Luas flow area tube , Ft 2 n t = Jumlah  tube n = jumlah  pass tube
Pada T c didapatkan nilai μ
menggunakan figure 14 D.Q  Kern
2.9. Menghitung  Reynold  Number  tube side
Re t = D.G t / μ……………...(Pe rs.  2.10) Dimana  : Re t = Nilai Reynold Number pada tube D = Diameter tube , Ft
2.10. Menentukan  Heat  Transfer  factor j H tube
Rasio 𝑳 𝑫 ; j H didapatkan  dari  figure  24
D.Q  Kern Dimana  = L = Length of tube , Ft
D = Diameter tube , Ft
2.11. Menentukan  koefisien  transfer  (  ho  dan hio )
Pada  temperatur t c didapatkan  nilai  c (Btu/lb. o F)  dan k (Btu/(hr.ft 2 )( o F/ft))
( 𝑐𝜇 𝑘 ) 1/3 didapatkan dari figure 16 D.Q  Kern
ℎ 𝑖 = 𝑗 𝐻 𝑘 𝐷 ( 𝑐𝜇 𝑘 ) 1 3 ⁄ Ф 𝑡 …….pers.  2.11a) ℎ𝑖𝑜 Ф 𝑡 = ℎ𝑖 Ф 𝑡 𝐼𝐷 𝑂𝐷 ……………….(pers.  2.11b)
Dapatkan  nilai 𝜇 𝑤 𝑑𝑎𝑛 Ф 𝑡 = (𝜇 𝜇 𝑤 ⁄ ) 0.14 didapatkan dari figure 24 D.Q  Kern
Koefisien koreksi ℎ 𝑖𝑜 = ℎ𝑖𝑜 Ф 𝑡 Ф 𝑡 ………….(pers.  2.11c)
2.12. Mencari  temperatur  dinding Tube  wall  temp, 𝒕 𝒘 𝑡 𝑤 = 𝑡 𝑐 + ℎ𝑜 ℎ𝑖𝑜+ℎ𝑜 (𝑇 𝑐 − 𝑡 𝑐 ) ..(pers. 2.12)
2.13. Mencari Uc Koefisien perpindahan panas  menyeluruh  saat bersih
𝑈𝑐 = ℎ𝑖𝑜.ℎ𝑜 ℎ𝑖𝑜+ℎ𝑜 …………….(pers.  2.13)

## 2.14. Mencari  Dirt  factor  Rd
𝑅𝑑 = 𝑈𝑐 −𝑈𝑑 𝑈𝑐.𝑈𝑑 …………….(pers.  2.14)
Dimana  : Uc = Koefisien perpindahan panas bersih. Ud = koefisien  perpindahan panas kotor
3. Metodologi  penelitian
3.1 Data  Hasil Perhitungan
Tabel  1 :Data  Hasil Perhitungan  Desain Dan  Alat  Evapor ator Variabel Fluida Dingin (Shell Side) Fluida Panas (Tube Side) Satuan Nama Fluida Etanol Steam Aliran Massa 1056,9 6 792,7 2 Lb/hr Temperat ur Masuk 89,6 225,5 o F Temperat ur Keluar 175,6 2 173,8 85 39 o F Δt 86,02 4 51,61 o F o API Gravity 23,82 3 10 ID 25,4 0,482 Inch OD 26 ¾ Inch BWG 10 Length 1,5 Ft Pitch Tube 1 Inch Tube Clearance ¼ Inch Pass (n) 2 Pass a’t 0,182 Inch 2 Nt 10 buah a” 0,196 3 inch Tipe Tube Squar e  Tube Uc 351,6 14 5 Btu/hr.Ft 2 .°F Ud 260 Btu/hr.Ft 2 .°F Rd 0,001 hr.ft 2 . o F/Btu
Gambar  1. Alat Evaporator
Alat Evaporator dirancang  dengan  jenis shell and tube dengan mengunakan aliran1 pass shell dan  2 pass  tube, dan  mempunyai  jumlah tube sebanyak  10  tube  dengan  panjang  tube yaitu  1.5  ft  dan  diameter  tube  ¾  inch menggunakan  tipe  susunan  tube  yaitu  square pitch.  Bahan  material  yang  digunakan  pada rancangan  Alat Evaporator ini  mengunakan bahan tube yaitu  stainless  steel  dan konstruksi shell yaitu besi baja. Rancangan alat Evaporator ini  dirancang  untuk  memisahkan  kandungan Etanol  dan  air  dengan  menggunakan  media pemanas yaitu steam.

## 3.2. Uji  Coba  Rancangan  Alat
Setelah  alat  penukar  panas  yang  telah selesai  didesain  dan  dibangun,  kemudian langkah  selanjutnya  adalah  pengujian alat yang sudah  selesai  tersebut,  apakah  hasilnya  sesuai dengan  data  -  data  yang  ada  pada  referensi perhitungan  untuk  perancangan  Alat  penukar panas  tersebut.  Sebelum  melakukan  pengujian untuk menunjang  kelangsungan  pengujian supaya  di  dapatkan  hasil  yang  maksimal, terdapat beberapa peralatan dan bahan penunjang yang
dibutuhkan untuk
mengoperasikan  rekonstruksi  Alat  penukar panas ini. 3.2.1 Peralatan yang digunakan, diantaranya :
a. Instalasi  perpipaan  yang  terdiri  dari  :  Pipa besi, Ball  valve 3/4  Kuningan,  Selang pendingin kondensor, Ball  valve ¾
Galvanis, Koupling dan sambungan ( Elbow ). b. Tempat  penampungan  fluida  ( Storage ) berupa panci stainless stell . c. Tempat penampungan air pendingin
kondensor berupa box plastic
d. Pompa akuarium
e. Kompor  listrik.
f. Kondensor glass .
g. Temperatur indikator dan Pressure indikator
h. Safety valve
3.2.2. Fluida  yang  digunakan  untuk  proses yaitu :
a. Fluida  dingin  yang  akan  diuapkan  yaitu Etanol 60  %.
b. Fluida  panas  yang  digunakan  untuk pemanas yaitu air.
3.3. Teknik Pengumpulan  Data Proses pengumpulan data dilakukan dengan  cara  melakukan  uji  coba  langsung terhadap rancangan peralatan Evaporator , dalam proses  uji  coba  tersebut  peneliti  melakukan  uji coba  terhadap  kondisi  operasi  desain  pada peralatan yaitu225 °F. Kemudian  peneliti melakukan  uji  coba  kondisi  operasi  peralatan
denganmenggunakan  variasi  temperatur  yaitu temperatur steam pada224,6 o F, 225,5 o F, 226,4 o F  dan  230 o F  untuk  memanaskan  fluida dingin (etanol 60%) , kemudian dengan menggunakan steam tersebut diharapkan didapatkan pada temperatur fluida panas (steam) yang  paling  efisien  untuk  memanas kan  fluida dingin  (etanol  60%)  tersebut,  sehingga  terjadi proses  penguapan  etanol  sebagai  mana  fungsi dari rancangan Alat Evaporator tersebut.

## 4. Hasil Penelitian
Pada saat  melakukan  pengujian  alat Evaporator peneliti  mencatat  temperatur inlet dan outlet pada tube dan shell untuk mendapatkan  hasil  dari  kinerja  peralatan  yang telah  dirancang  apakah  sesuai  antara  kondisi operasi desain dengan kondisi operasi pada saat uji  coba,  dengan  cara  melakukan  percobaan berdasarkan  data  pada  desain  alat,  sehingga nantinya didapatkan data dari hasil ujicoba.
Tabel  2. Data Desain Peralatan
Temperatur Shell °F Temperatur tube  °F Inlet Outlet Inlet Outlet 89,6 175,6 23 225,5 173, 88 Tabel  3. Hasil Uji  Coba Berdasarkan Perbedaan Temperature Diferensial  Δt(LMTD) No. Temperatur Shell o F Temperatur Tube o F Δt (LMTD)
o F Inlet Outlet Inlet Outlet 1. 89,6 174,2 224,6 222,8 81,789 2. 89,6 176 225,5 219,2 81,5579 3. 89,6 176 226,4 215,6 80,4439 4. 89,6 176 230 226,4 88,185 4.1 Pembahasan Pada alat Evaporator yang telah dirancang dengan tipe shell and tube, yang berfungsi untuk menguapkan  fluida  dingin  yang  berupa  etanol 60%  dengan media pemanas berupa steam yang mengalir  pada tube ,  dengan  menggunakan system  aliran  2 pass .  Pada  saat  pengujian  alat Evaporator ,  disini  peneliti melakukan pengujian temperatur  disain  rancangan  alat,  yang  akan digunakan  untuk  memanaskan  fluida  dingin yaitu  (Etanol  60%).  Dengan  temperatur  desain untuk fluida  panas  ( steam )yang  mengalir kedalam  tube  yaitu  225,5  °F  yang  berfungsi untuk  memanaskan  fluida  dingin  (Etanol  60%) yang  terdapat  pada  bagian shell dengan temperature  awal  89,6  °F,  setelah  proses pemanasan  terjadi  di  dalam  alat Evaporator
maka  didapatkan  hasil  yaitu  fluida  dingin mengalami  peningkatan  temperatur  menjadi 175,62435  °F.
Gambar  2. Grafik  Perbandingan Temperature Inlet Steam  Terhadap Δt LMTD
Dari  hasil  percobaan  dan    data  grafik membuktikan bahwa, temperatur desain mampumemanaskan fluida dingin atau menguapkan  (Etanol  60%)  sehingga  dapat memisahkan  etanol  dari  kandungan  air  yang sebagai mana fungsi dari alat Evaporator , hal ini dapat  dilihat  dari  perubahan  temperatur  yang terjadi  pada  fluida  dingin,  dimana  peningkatan temperatur  awal  dari  fluida  dingin  (Etanol  60%) pada  percobaan  temperatur  awal  etanol  89,6  °F meningkat  menjadi  174,2  °F  dimana  etanol tersebut  sudah  mengalami  perubahan  fase dikarenakan  etanol  mempunyai  titik  didih  dan berubah  fase  pada  temperatur  174,2  °F. Sehingga  etanol  mulai  mengalami  perubahan fase  dari cair menjadi uap etanol dari temperatur awal  89,6  °F  menjadi174,2  °F.  Pada  percobaan kedua    peneliti  mengamati  bahwa  temperatur padasaat percobaan mendekati temperatur design alat Evaporator dimana temperature pada saat  percobaan inlet  shell 89,6  °F  serta outlet shell 176  °F,  dan  pada  bagian tube temperatur inlet 225,5  °F  dan outlet 219,2  °F,  yang dibandingkan temperature design alat Evaporator pada bagian shell inlet sebesar 89,6 °F shell  outlet 175,62435  °F  dan  pada  bagian tube  inlet sebesar  225,5  °F  dan tube  outlet sebesar  173,88539  °F.  Dimana  perubahan  fase dari  fluida  dingin  (etanol  60%)  tersebut sepenuhnya  teruapkan  pada  saat  dipanaskan dengan temperatur desain.
Dalam permasalahan ini pada dasarnya, peneliti ingin mengetahui kinerja  kondisi operasi desain  pada  proses  pengujian  rancangan  alat, apabila  dilihat  dari  hasil  uji  coba  pada  proses pemanasan  fluida  dingin  (etanol  60%)  kondisi operasi desain sudah mampu menguapkan etanol 60%  dari  air  dimana  titik  didihnya  lebih  rendah dari  air,  serta  kondisi  operasi  desain  tersebut
sudah efektif untuk penguapan secara keseluruhan.
5. Kesimpulan Dari  hasil  penelitian  perancangan  alat
Evaporator , maka  dapat  simpulkansebagai berikut.
1. Untuk  mendisain Evaporator jenis shell and tube hal  yang  perlu  diperhatikan adalah  menghitung  nilai  Δt  LMTD, Nt (jumlah tube ), dan Rd. 2. Prinsip kerja Evaporator adalah memurnikan  kandungan etanol dari  air dengan  menggunakan  prinsip perpindahan panas serta panas sensible dan panas laten
3. Jenis alat evaporator yang dibuat yaitu tipe Horizontal  –  Tube  Force  Circulation Evaporator.
4. Kondisi  optimal  dari  Evaporator  yang dirancang  adalah  pada  nilai  Δt  LMTD    = 88,185 0 F

## DAFTAR  PUSTAKA
Geankoplis  C.J.,  1993,  Transport  Processes andUnit  Operations   Third  Edition,  Prentice-Hall
Inc. (p. 491  - 492)
Kern,  D.  Q.  1965. Process  Heat  Transfer .  New
York:International StudentEdition, McGraw-
Hill Book.  (p. 466  – 477)
Ludwig,  E  .E.  1984. Applied  Process  Design  for Chemical  and  Petrochemical  Plant Volume III . Houston,  Texas:  Gulf Publishing Company.  (p. 57 – 580).
McCabe  W.L,  Smith  J.C,  Harriott  P,  1993, Unit Operations  Of  Chemical  Engineering 5th  Edition ,  New  York  McGraw-Hill.
(p 476,  482,  532,  549)
Nelson W.L, 1958, Petroleum Refinery Engineering , 4th  Edition ,    McGraw- Hill.  (p. 174-177).
Trot,  A.R    Welch, T. (2000). Refrigeration and Air  conditioning  (3th  end).  Woburn Butterword-Heinemann.  (p. 83  – 90)
76 78 80 82 84 86 88 90 224.6 225.5 226.4 230 Δt (LMTD)