Turbin DeWei 德维透平

Berfokus pada produksi dan penerapan kompresor uap

Keunggulan Penerapan Teknologi Evaporasi MVR dalam Produksi Manitol

Abstrak: Penerapan teknologi bed bergerak simulasi dalam skala besar pada produksi manitol telah meningkatkan rendemen manitol dari bahan baku gula. Namun, penggunaan agen desorpsi—air—yang meluas menyebabkan penurunan konsentrasi bahan, sehingga proses penguapan dan pemekatan menjadi tahap yang sangat krusial dan secara langsung menentukan biaya produksi produk. Sebagai jenis evaporator baru yang sangat efisien dan hemat energi, evaporator MVR (rekompresi uap mekanis) mampu secara efektif memulihkan panas laten dari uap yang dihasilkan selama proses penguapan, sehingga mengurangi biaya operasional serta memberikan manfaat penghematan energi dan keuntungan sosial yang signifikan. Kompresor uap sentrifugal yang digunakan dalam sistem MVR yang diuraikan dalam makalah ini dikembangkan oleh Turbovap.

2018-02-27

FONT

 

　　Abstrak: Penerapan teknologi simulated moving bed dalam skala besar pada produksi manitol telah meningkatkan rendemen manitol dari bahan baku gula. Namun, penggunaan agen desorpsi—air—yang meluas menyebabkan penurunan konsentrasi bahan, sehingga proses penguapan dan pemekatan menjadi tahap yang sangat krusial dan menentukan biaya produksi produk tersebut. Sebagai jenis evaporator baru yang sangat efisien dan hemat energi, evaporator MVR (mechanical vapor recompression) mampu secara efektif memulihkan panas laten dari uap yang dihasilkan selama proses penguapan, sehingga mengurangi biaya operasional serta memberikan manfaat penghematan energi dan keuntungan sosial yang signifikan.

 

　　Kompresor uap sentrifugal yang digunakan dalam sistem MVR yang disebutkan dalam artikel tersebut dikembangkan dan diproduksi oleh Liyang Turbovap Co., Ltd.

　　Kata kunci: rekompresi uap; MVR; penghematan energi

 

　　1. Gambaran Umum Latar Belakang

　　Teknologi tempat tidur bergerak simulasi, sebagai teknik pemisahan yang inovatif, memegang peran kunci dalam produksi manitol. Glukosa diubah menjadi manosa 30% melalui isomerisasi kimia; pemisahan selanjutnya menggunakan tempat tidur bergerak simulasi menghasilkan manosa dengan kemurnian 90%, yang kemudian, setelah hidrogenasi, menghasilkan manitol dengan kemurnian 90%. Proses ini tidak hanya meningkatkan hasil manitol dari gula bahan baku, tetapi juga mengurangi jumlah tahap kristalisasi. Dalam larutan induk kristalisasi yang mengandung sorbitol pada konsentrasi 12% berdasarkan berat, tempat tidur bergerak simulasi memungkinkan pemisahan manitol dari sorbitol secara efisien. Hal ini tidak hanya menurunkan kadar manitol dalam larutan induk hingga memenuhi standar mutu komersial, tetapi juga secara signifikan meningkatkan hasil total manitol.

　　Dalam pemisahan dengan sistem tempat tidur bergerak simulasi, diperlukan sejumlah besar eluen—yang dalam industri alkohol gula berupa air. Karena itu, aliran masuk yang telah dipisahkan harus dikonsentrasikan kembali hingga mencapai konsentrasi semula. Bahkan dengan menggunakan evaporator lima efek berteknologi terkini yang dilengkapi pompa panas, penguapan satu ton air tetap memerlukan 0,19 ton uap, dan tahap konsentrasi selanjutnya juga membutuhkan input uap yang signifikan, sehingga mengurangi manfaat ekonomi dari penggunaan sistem tempat tidur bergerak simulasi untuk meningkatkan hasil.

　　Selama operasi, lini produksi manitol menggunakan evaporator multiefek untuk memekatkan aliran umpan. Uap segar berfungsi sebagai media pemanas pada efek pertama, sementara sebagian besar uap sekunder yang dihasilkan pada tahap tersebut tidak dialirkan ke kondensor; melainkan digunakan kembali sebagai sumber pemanas untuk efek kedua. Dengan mengulangi prinsip ini, jumlah tahap penguapan bertambah, sehingga konsumsi uap langsung berkurang, dan cairan umpan semakin terkonsentrasi seiring melewati setiap efek berturut-turut. Uap sisa yang keluar dari evaporator didinginkan dengan air sirkulasi sebelum dibuang, yang merupakan salah satu penyebab kehilangan panas yang signifikan dalam sistem evaporasi multiefek.

 

　　2. Pengenalan Sistem MVR

　　Evaporator MVR (Mechanical Vapor Recompression), sebuah jenis peralatan penguapan baru yang sangat efisien dan hemat energi, meningkatkan suhu uap sekundernya sebesar 6–20°C melalui kompresor uap, lalu mengembalikannya sebagai sumber pemanas bagi evaporator, sehingga menggantikan sebagian besar kebutuhan uap segar. Hal ini secara signifikan mengurangi konsumsi uap segar, sehingga mencapai penghematan energi yang substansial. Ketika konsentrasi larutan gula berada di bawah 50%, peningkatan titik didih tetap kurang dari 2°C, sesuai dengan persyaratan operasi MVR. Penghematan energi yang dicapai oleh evaporator MVR pada dasarnya setara dengan pengurangan konsumsi uap akibat penggantian evaporator multieffect dengan unit MVR, dikurangi energi listrik yang digunakan oleh sistem MVR itu sendiri.

　　Evaporator MVR umumnya terdiri atas pemanas awal, evaporator tipe pelat, pemisah, sistem vakum, sistem kompresor, sistem kontrol otomatis berbasis PLC, pompa, serta sistem kondensasi. Sebelum memasuki evaporator, larutan gula yang akan dikonsentrasikan dipanaskan terlebih dahulu dalam penukar panas, kemudian mengalir ke dalam evaporator untuk melakukan pertukaran panas dengan uap pemanas guna mewujudkan proses penguapan. Untuk memisahkan uap dari cairan, dapat dipilih berbagai jenis pemisah sesuai dengan karakteristik larutan masukan; pilihan yang umum meliputi pemisah sentrifugal, pemisah gravitasi, atau pemisah yang dirancang khusus. Sistem vakum menjaga tekanan vakum yang diperlukan di seluruh unit, sekaligus menghilangkan udara, gas yang tidak dapat dikondensasikan, serta uap yang terbawa, sehingga menjamin kondisi penguapan yang stabil. Sistem kompresor merupakan komponen paling penting pada evaporator MVR, karena berfungsi mengompresi uap sekunder untuk menyediakan sumber panas yang dibutuhkan dan meningkatkan entalpi-nya. Pusat kontrol MVR mengelola operasi otomatis—seperti proses penguapan, pembersihan, dan penghentian—dengan mengatur kecepatan motor serta mengendalikan katup, flow meter, suhu, dan tekanan. Pompa dalam sistem MVR terutama digunakan untuk memompa baik larutan masukan maupun produk yang telah dikonsentrasikan; jenis pompa yang tepat dipilih berdasarkan sifat-sifat larutan, dengan pompa sentrifugal, pompa perpindahan positif, dan pompa ulir yang umum digunakan. Berikut ini adalah gambaran singkat mengenai sebuah evaporator berkapasitas 5 ton/jam yang baru-baru ini diperkenalkan oleh perusahaan kami.

 

　　2.1 Parameter Proses

　　Laju umpan: 7–7,5 m³/jam

　　Laju pembuangan: 2,45–2,8 m³/jam

　　Daya poros kompresor uap: 118 kW.

 

　　2.2 Fitur Teknis

　　2.2.1 Konsumsi uap yang rendah

　　Evaporator MVR memiliki konsumsi uap yang rendah. Perusahaan kami telah memperkenalkan evaporator pelat dengan rekompresi uap mekanis (MVR) yang mampu menguapkan 5 ton per jam; setelah enam bulan beroperasi, konsumsi uap per ton air tercatat sangat kecil—jauh lebih rendah dibandingkan dengan evaporator lima efek paling canggih yang dilengkapi pompa panas.

　　2.2.2 Konsumsi air pendingin sirkulasi yang rendah

　　Untuk sebuah evaporator tiga efek dengan kapasitas penguapan 5 t/jam, kondensor memerlukan laju aliran air sirkulasi sebesar 150 t/jam (suhu masuk ti ≤ 30°C, suhu keluar t0 ≥ 40°C). Sebaliknya, sebuah evaporator MVR dengan kapasitas penguapan yang sama hanya membutuhkan seperempat dari jumlah air pendingin sirkulasi yang diperlukan oleh evaporator multi‑efek.

　　2.2.3 Konsumsi Daya Tinggi

　　Kompresor uap memiliki daya terukur yang relatif tinggi, sehingga menimbulkan konsumsi energi listrik spesifik yang besar per ton air yang diuapkan. Pada evaporator MVR dengan kapasitas penguapan 5 t/jam, motor dilengkapi dengan pengendali berbasis penggerak frekuensi variabel; termasuk pompa kondensat, pompa umpan, dan peralatan pendukung lainnya, konsumsi listrik per ton air yang diuapkan adalah 33 kW·h.

　　2.2.4 Suhu Penguapan yang Lebih Rendah

　　Pada evaporator tiga efek, suhu umpan harus mencapai 90°C, sementara evaporator efek pertama beroperasi pada 85°C. Baik glukosa maupun manitol bersifat sensitif terhadap panas; suhu yang terlalu tinggi dapat memicu berbagai reaksi sampingan dan menyebabkan perubahan warna menjadi kecokelatan. Sebaliknya, evaporator MVR menggunakan penguapan vakum satu efek dengan menjaga suhu operasi tetap rendah, di bawah 70°C, sehingga meminimalkan degradasi termal yang menimbulkan perubahan warna dan mengurangi terjadinya reaksi sampingan tambahan.

 

　　3. Analisis Kinerja Ekonomi MVR

　　3.1 Biaya Operasional Tahunan

　　Berdasarkan tolok ukur konsumsi energi setempat, sistem MVR dengan kapasitas penguapan 5 t/jam mampu menurunkan biaya operasional sebesar 72,42% dibandingkan dengan evaporator tiga efek yang memiliki kapasitas pemrosesan setara.

　　3.2 Dampak Sosial

　　Pengoperasian sistem MVR dengan kapasitas penguapan 5 t/jam dapat mengurangi emisi tahunan sebesar 2.933,1 ton CO2, 9.515,75 kg SO2, dan 8.284,3 kg NOX dibandingkan dengan evaporator tiga efek.

 

　　4. Kesimpulan dan Prospek Masa Depan

　　Untuk evaporator dengan kapasitas yang sama, yaitu 5 t/jam, sebuah evaporator MVR mampu mengurangi biaya operasional tahunan lebih dari 2 juta RMB per unit dibandingkan dengan evaporator tiga efek. Apabila harga bahan baku terus meningkat atau skala produksi semakin diperluas, keunggulan teknologi MVR akan menjadi semakin nyata. Dalam proses konsentrasi aliran alkohol gula berkonsentrasi rendah, penggantian evaporator multi‑efek dengan unit MVR telah menjadi tren yang tak terelakkan.

Kata kunci:

Yang sebelumnya

Kompresor uap sentrifugal Turbovap berkapasitas 5 ton dengan tingkat peningkatan tekanan 14 derajat telah berhasil diterapkan pada sistem MVR untuk air limbah ladang minyak.

Turbovap menghadiri Pameran Teknologi Evaporasi dan Kristalisasi.

Berikutnya

Sebelumnya:

Kompresor uap sentrifugal Turbovap berkapasitas 5 ton dengan tingkat peningkatan tekanan 14 derajat telah berhasil diterapkan pada sistem MVR untuk air limbah ladang minyak.

Berikutnya:

Turbovap menghadiri Pameran Teknologi Evaporasi dan Kristalisasi.