evaporator

EVAPORATOR
Penguapan atau evaporasi adalah proses perubahan molekul di dalam keadaan cair (contohnya air) dengan spontan menjadi gas (contohnya uap air). Proses ini adalah kebalikan dari kondensasi. Umumnya penguapan dapat dilihat dari lenyapnya cairan secara berangsur-angsur ketika terpapar pada gas dengan volume signifikan.
Prinsip dasar evaporator adalah untuk menukar panas dan untuk memisahkan uap yang terbentuk dari cairan. Alat ini menggunakan prinsip vakum destilasi, sehingga tekanan akan menurun dan pelarut akan menguap dibawah titik didhnya. Tujuan dari evaporasi adalah menguapkan air yang ada pada larutan yang mengandung produk yang diinginkan.  evaporator sering digunakan dibandingkan dengan alat lain yang memiliki fungsi sama karena alat ini mampu menguapkan pelarut dibawah titik didih sehingga zat yang terkandung di dalam pelarut tidak rusak oleh suhu tinggi.
Perbedaan evaporasi dengan metode pengeringan lain adalah produk akhir evaporasi adalah liquid terkonsentrasi, bukan solid. perbedaan antara evaporasi dan distilasi Dalam evaporasi zat cair pekat merupakan produk yang dipentingkan, sedangkan uapnya biasanya dikondensasikan dan dibuang serta jika uapnya merupakan campuran dari bebrapa komponen tidak ada usaha untuk memisahkannhya sedangkan dalam destilasi uap yang dikondensasi yang dipentingkan.
Evaporator dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu:
1.    Submerged combustion evaporator adalah evaporator yang dipanaskan oleh api yang menyala di bawah permukaan cairan, dimana gas yang panas bergelembung melewati cairan.
2.    Direct fired evaporator  adalah evaporator dengan pengapian langsung dimana api dan pembakaran gas dipisahkan dari cairan mendidih lewat dinding besi atau permukaan untuk memanaskan.
3.    Steam heated evaporator adalah evaporator dengan pemanasan stem dimana uap atau uap lain yang dapat dikondensasi adalah sumber panas dimana uap terkondensasi di satu sisi dari permukaan pemanas dan panas ditranmisi lewat dinding ke cairan yang mendidih.

Gambar alat evaporasi :


Komponen-komponen evaporasi, yaitu :
1.    Labu alas bulat sampel
Berfungsi sebagai wadah tempat sampel.

2.    Labu alas bulat penampung
Berfungsi sebagai wadah tempat penampungan hasil penguapan.

3.    Kondensor
Berfungsi untuk mengubah uap hasil pemanasan sampel menjadi bentuk cair kembali.
4.    Waterbath
Berfungsi untuk memanaskan sampel dengan suhu yang dapat diatur sesuai kebutuhan. Pemanasan sampel dilakukan secara tidak langsung, hal ini karena  Beberapa bahan kimia berharga, bahan kimia farmasi dan bahan makanan dapat rusak bila dipanaskan selama waktu yang singkat saja. Dalam mengkonsentrasikan bahan-bahan seperti itu diperlukan teknik khusus untuk mengurangi suhu zat cair dan menurunkan waktu pemanasan.

5.    Kompresor
Berfungsi untuk menekan tekanan dari uap pendingin.

6.    Pemanas listrik
Berfungsi untuk memanaskan waterbath yang berisi air untuk memanaskan sampel.

7.    Ujung rotor sampel
Berfungsi untuk menyangga labu alas bulat sampel.

8.    Ujung rotor penampung
Berfungsi untuk menyangga labu las bulat penampung.

Faktor-faktor yang mempengaruhi percepatan evaporasi antara lain:
1.    Suhu
Proses evaporasi cepat terjadi ketika suhu di sekeliling lebih tinggi. Hal ini terjadi karena evaporasi menyerap kalor laten dari sekelilingnya.
2.     Kelembapan udara
Jika kelembapan udara kurang, berarti udara sekitar kering.Semakin kering udara (sedikitnya kandungan uap air di dalam udara) semakin cepat evaporasi terjadi.

3.    Tekanan
Semakin besar tekanan yang dialami semakin lambat evaporasi terjadi.
4.    Gerakan udara
Jika gerakan angin lancar, maka dapat  mengurangi kelembapan udara.
5.    Sifat cairan
Cairan dengan titik didih yang rendah terevaporasi lebih cepat.
Beberapa sifat zat cair yang di evaporasikan :
1. Konsentrasi
Jika konsentrasi meningkat, larutan akan bersifat individual. Densitas dan viskositasnya meningkat bersamaan dengan kandungan zat padatnya, hingga larutan menjadi jenuh, atau jika tidak menjadi terlalu lamban sehingga tidak dapat melakukan perpindahan kalor secara memadai. Jika zat cair jenuh di panaskan terus menerus maka akan terjadi pembentukan kristal, dan kristal-kristal ini harus dipisahkan karena dapat menyebabkan tabung evaporator tersumbat. Titik didihpun semakin bertambah jika kandungan zat padat bertambah, sehingga suhu didih larutan jenuh mungkin jauh lebih tinggi dari titik didih air pada tekanan yang sama.
2. Pembentukan busa
Beberapa bahan tertentu, terutama zat organik, membusa pada waktu di uapkan. Busa yang stabil akan ikut keluar evaporator bersama uap, dan menyebabkan banyaknya bahan yang terbawa ikut.
3. Kepekaan terhadap suhu
Beberapa bahan kimia farmasi,dan bahan makanan dapat rusak bila di panaskan pada suhu sedang, selama waktu singkat saja. Dalam mengkonsentrasikan bahan-bahan seperti itu diperlukan teknis khusus untuk mengurangi suhu zat cair dan menurunkan waaktu pemanasan.
4. Kerak
Beberapa larutan tertentu menyebabkan pembentukan kerak pada permukaan pemanasan. Hal ini menyebabkan koefisien menyeluruh makin lama makin berkurang sampai akhirnya kita terpaksa menghentikan operasi evaporator itu untuk membersihkannya.
5. Bahan konstruksi
Kita perlu menentukan bahan konstruksi dari evaporator, bila mungkin evaporator di buat dari baja. Akan tetapi, banyak larutan yang merusak bahan-bahan besi, atau menjadi terkontaminasi oleh bahan itu. Karena itu digunakan bahan konstruksi khusus yang relatif mahal, seperti tembaga, nikel, bja tahan karat, aluminium, grafit tak tembus, dan timbal. Oleh karena itu laju perpindahan kalor harus cepat/ tinggi agar dapat menurunkan biaya pokok peralatan.
Hal-hal yang Harus Diperhatikan dalam evaporator :
1.    Selang air serta tekanan in out tidak boleh tertukar
2.    Perhatikan petunjuk masing-masing alat, karena kemampuan alat pompa vakum berbeda-beda. Jika tertara “matikan vakum setiap 30 menit (untuk menghindari panas berlebih pada vakum)” atau “tekanan maksimal 30 Psi (perhatikan jarum pengatur tekanan, jangan sampai melebihi ketentuan agar tehindar dari bahaya ledakan)”; pengurangan tekanan pada jalan membuka cerat pengatur tekanan pada ujung kondensor atau pada pompa vakum.
3.    Urutan pemasangan dan pengoprasian juga pelepasan serta pengnonaktifan lat harus tertib. Terutama saat akan melepas alas labu bulat. Jika labu alas bulat sulit dilepas, kemungkinan masih tersisa tekanan dalam kondensor, bukalah kran pengatur dengan seksama dengan waktu yang tidak boleh lama (cepat). Untuk membantu melepas labu alas bulat, oleskan pada sambungan antara labu bulat dengan kondensor.
4.    Suhu pada watherbath harus disesuaikan dengan pelarut yang digunakan. Misalnya, jika pelarut yang digunakan adalah n-butanol yang memilki titik didih 75-78⁰C, maka suhu yang digunakan berkisar 60-65⁰C pada tekanan 15-20 Psi.