1. GASES & VAPORS
R. Baskara Katri Anandito, S.TP, MP.
Mata Kuliah : Satuan Operasi Industri Pangan I
Program Studi : Ilmu & Teknologi Pangan UNS

2. 1. Pendahuluan
• Pada beberapa proses pengolahan makanan, sangat
penting untuk mengetahui sifat-sifat gas dan uap.
• Pada proses pengeringan, udara panas digunakan
untuk menguapkan air yang ada pada bahan hasil
pertanian.
• Pada penyimpanan produk, terjadi perubahan kadar
air antara produk dan udara lingkungan.
• Ada perbedaan pengertian antara gas dan uap.
• The term vapours refers to the gaseous state of
substances that are normally liquid at room
temperature, ex : water, alcohol, and most organic
solvent.

3. 2. Tekanan

4. Contoh :
1. Berapakah tekanan absolut (kPa) di dalam evaporator yang
bekerja pada tekanan vakum 20 in.Hg ? Tekanan atmosfer 30
in.Hg.
kPa33,863
Pa1000
kPa
x
in.Hg
Pa3386,38
xin.Hg10
in.Hg10
Hgin.20)-(30
P-PP vakumatmosferabsolut

5. R = konstanta gas = 8,318 kJ/(kg mol. K) ; 0,08206 L
(atm) / (gmol K); 1545 ft lbf / (lb mol. 0R)
• Jika mol gas (n) konstan sedangkan R juga konstan,
maka :
3. Persamaan Gas Ideal
2
22
1
11
T
VP
T
VP

6. • Persamaan umum gas ideal juga bisa dinyatakan :
dengan W = massa gas; M = berat molekul; ρ =
densitas gas.
RT
PM
V
W
RT
M
W
PVnRTPV

7. Contoh :
1. Hitunglah kuantitas oksigen yang masuk ke dalam kemasan
selama 24 jam jika bahan kemasan tersebut mempunyai luas
permukaan 3000 cm2 dan permeabilitas kemasan terhadap
oksigen 100 cm3 / (m2) (24 jam) STP (standard temperature and
pressure = 0 0C dan 1 atm) !
3
2
22
2
2
3
cm30
)cm(3000x
cm(100)
m1
xjam24x
jam)(24m
cm100
V
jam24dalamkemasankemasukyangoksigenVolume

8. gmol0,001339
cm1000
L1
x
K)(273K)](gmol./L(atm)[0,08206
)cm(30atm1
n
RT
PV
n
nRTPV
3
3
Dengan menggunakan R = 0,08206 L (atm) / (gmol.K) maka :

9. 2. Sebuah proses memerlukan gas 10 m3/s pada 2 atm dan 20 0C.
Tentukan kecepatan kompresor (m3/s pada kondisi STP) yang
harus digunakan untuk menyuplai udara pada proses
tersebut!
V1 = 10 m3/s; T1 = (273 + 20) K = 293 K; P1 = 2 atm = 202650 N/m2
P2 = 1 atm = 101325 N/m2 ; T2 = (273 + 0) K = 273 K
V2 = ..... ???
/sm18,635
)N/m(101325K)(293
K)(273/s)m(10)N/m(202650
PT
TVP
V
T
VP
T
VP
3
2
32
21
211
2
2
22
1
11

10. 3. Hitunglah volume CO2 (ft3) pada 70 0F dan 1 atm, yang
diproduksi dari penguapan 1 lb dry ice! Diketahui M = 44
lb/lbmol
2
f2
2
2
f
/ftlb2116,8
ft
in144
x
in
lb14,7
atm1P
lbmol0,02273
mollb/lb44
lb1
M
W
n
3
2
f
0
0
f
00
ft8,791
ft/lb2116,8
R530
x
R)(lbmol
lbft1545
xlbmol0,02273
P
nRT
V
R530460F70T

11. • Gas dan uap yang berada pada suatu campuran,
masing-masing memiliki tekanan sendiri-sendiri
4. Campuran Gas

12. Contoh :
1. Hitunglah jumlah udara dalam headspace sebuah kaleng pada
20 0C jika tekanan vakum dalam kaleng 10 in.Hg! Tekanan
atmosfer 30 in.Hg. Volume headspace 16,4 cm3. Headspace
tersebut telah jenuh dengan uap air. Tekanan uap air pada 20
0C adalah 2336,6 Pa.
kgmol10x4,4
K)(293J/kgmol.K)(8318
)m10x(1,64)N/m(65391,4
RT
VP
n
Pa65391,4Pa2336,6)-(67728
P-PtP
K29327320T
m10x1,64
cm
m10
xcm16,4V
Pa67728
in.Hg
Pa3386,38
xin.Hg10)-(30Pt
7-
35-2
udara
udara
airuapudara
35-
3
36-
3

13. • Jika sebuah kontainer tertutup dikondisikan pada
suhu konstan dan diisi dengan air, maka molekul
dari air tersebut akan menguap dan tekanan uap air
akan meningkat. Semakin lama, tekanan yang
disebabkan oleh uap air tersebut akan mencapai
kesetimbangan, yaitu kecepatan penguapan sama
dengan kecepatan kondensasi. Pada keadaan
tersebut, uap air berada pada kondisi jenuh
(saturated water vapour)
5. Saturated Vapors

14. Persamaan Clausius-Clapeyron
dengan ΔHV adalah panas penguapan; P adalah tekanan uap
pada suhu T; R adalah konstanta gas; P1 adalah tekanan uap
pada suhu T1

17. • Jika saturated vapors dipanaskan pada kondisi
tekanan konstan, suhu uap tersebut akan menigkat
di atas suhu saturasinya  dinamakan superheated
vapors
6. Superheated Vapors

20. Contoh Soal :
1. Gunakan tabel uap air (steam tables) :
a) Enthalpy of liquid water pada 50 0C, 100 0C, dan 120 0C
b) Enthalpy of saturated steam pada 50 0C, 100 0C, dan 120 0C
c) Panas laten penguapan pada 50 0C, 100 0C, dan 120 0C
Jawab :
a. Enthalpy of liquid water :
50 0C = 0,20925 MJ/kg
100 0C = 0,41908 MJ/kg
120 0C = 0,50372 MJ/kg
dst

23. 2. Berapakah panas laten penguapan air pada suhu 104 0C ?
Pada steam tables, posisi 104 0C berada di antara 102,5 0C
dan 105 0C  interpolasi

24. Dari steam tables didapatkan panas laten pada suhu :
102,5 0C = 2,25035 MJ/kg
104 0C = ....... ???
1050C = 2,24354 MJ/kg
INTERPOLASI  seperti membuat persamaan garis yang melewati
dua titik
.....?y;C104x
MJ/kg2,24354y;C105x
MJ/kg2,25035y;C102,5x
)y,B(xdan)y,A(xtitikMisal
0
2
0
2
1
0
1
2211

25. 2,246264y
5,61566y2,5
5,6258752,5y-0,010215
10x6,81
2,25035-y
2,5-
1,5
2,24354-2,25035
2,25035-y
105-5,102
102,5-104
y-y
y-y
x-x
x-x
3-
21
1
21
1
Jadi panas laten penguapan pada suhu 104 0C = 2,246264 MJ/kg