2. Arang aktif sebagai penyerap uap. Biasanya berbentuk granula atau pellet yang sangat keras dengan diameter
pori berkisar antara 10-200 A . Tipe porinya lebih halus dan digunakan
dalam fase gas yang berfungsi untuk memperoleh kembali pelarut atau katalis pada pemisahan dan pemurnian gas. Umumnya arang ini dapat
diperoleh dari tempurung kelapa, tulang, batu bata atau bahan baku yang mempunyai struktur keras.
Arang aktif yang merupakan adsorben adalah suatu padatan berpori, yang sebagian besar terdiri dari unsur karbon bebas dan masing- masing berikatan
secara kovalen. Dengan demikian, permukaan arang aktif bersifat non polar. Selain komposisi dan polaritas, struktur pori juga merupakan faktor yang penting
diperhatikan. Struktur pori berhubungan dengan luas permukaan, semakin kecil pori-pori arang aktif, mengakibatkan luas permukaan semakin besar. Dengan
demikian kecepatan adsorpsi bertambah. Untuk meningkatkan kecepatan adsorpsi, dianjurkan agar menggunakan arang aktif yang telah dihaluskan. Sifat arang aktif
yang paling penting adalah daya serap.
2.7. Refrigerant
Untuk terjadinya suatu proses pendinginan diperlukan suatu bahan yang mudah dirubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya untuk
mengambil panas dari evaporator dan membuangnya di kondensor. Karakteristik termodinamika refrigerant antara lain meliputi temperature penguapan, tekanan
penguapan, temperatur pengembunan. Untuk keperluan suatu jenis pendinginan misal untuk pendinginan udara atau pengawet beku diperlukan refrigeran dengan
Universitas Sumatera Utara
karakteristik termodinamika yang tepat. Adapun syarat-syarat untuk refrigerant adalah :
1. Tidak dapat terbakar atau meledak bila tercampur dengan udara,
pelumas dan sebagainya. 2.
Tidak menyebabkan korosi terhadap bahan logam yang dipakai pada sistem mesin pendingin.
3. Mempunyai titik didih dan kondensasi yang rendah.
4. Perbedaan antara tekanan penguapan dan tekanan penguapan
kondensasi harus sekecil mungkin. 5.
Mempunyai panas laten penguapan yang besar, agar panas yang diserap evaporator yang sebesar-besarnya.
6. Konduktivitas thermal yang tinggi.
Dalam penelitian ini bahan refrigeran yang digunakan adalah metanol. Metanol dipilih karena memiliki kelebihan sebagai berikut :
1. Pada tekanan atmosfir metanol berbentuk cairan yang ringan,
mudah menguap. 2.
Sangat efisien. 3.
Tidak korosif terhadap besi atau baja. 4.
Dapat dgunakan sistem adsorpsi dan kompresi. Secara fisik Metanol merupakan cairan bening, berbau seperti alkohol, dapat
bercampur dengan air, etanol, chloroform dalam perbandingan berapapun, hygroskopis, mudah menguap dan mudah terbakar dengan api.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4. Metanol
Spesikasi metanol yang di gunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut: Rumus molekul
: CH3OH Produksi
: Merck KGaA Jerman Index No.
: 603-001-00-X Kemurnian
: 99.9 Keasaman
: 0,0002 meqg Massa molar
: 32.04 gmol Density
: 0,791- 0793 gcm
3
Titik didih : 64-65
C Titik leleh
: -97,8 C
Kelarutan dalam air : Sangat larut
Viskositas : 0.59 Mpa pada suhu 20
C
2.8. Kalor Q
Kalor adalah salah satu bentuk energi yang dapat mengakibatkan perubahan suhu. Pada abad ke 19 berkembang teori bahwa kalor merupakan fluida
ringan, yang dapat mengalir dari suhu tinggi ke suhu rendah, jika suatu benda mengandung banyak kalor, maka suhu benda itu tinggi panas. Sebaliknya, jika
Universitas Sumatera Utara
benda itu mengandung sedikit kalor, maka dikatakan benda itu bersuhu rendah dingin.Kuantitasenergi kalor Q dihitung dalam satuan joules J. Laju aliran
kalordihitung dalamsatuan joule per detik Js atau watt W. Laju aliran energi ini juga disebut daya, yaitu laju dalam melakukan usaha. [2].
2.8.1. Kalor Laten
Suatu bahan biasanya mengalami perubahan temperatur bila terjadi perpindahan kalor antara bahan dengan lingkungannya. Pada suatu situasi tertentu,
aliran kalor ini tidak merubah temperaturnya. Hal ini terjadi bila bahan mengalami perubahan fasa. Misalnya padat menjadi cair mencair, cair menjadi uap
mendidih dan perubahan struktur kristal zat padat. Energi yang diperlukan disebut kalor transformasi.Kalor yang diperlukan untuk merubah fasa dari bahan
bermassa m adalah [2] :
Pers 2.1
Dimana : Q
L
= Kalor laten zat J Le = Kapasitas kalor spesifik laten Jkg
m = Massa zat kg
2.8.2. Kalor sensibel
Tingkat panas atau intensitas panas dapat diukur ketika panas tersebut merubah temperatur dari suatu subtansi. Perubahan intensitas panas dapat
diukur dengan termometer. Ketika perubahan temperatur didapatkan, maka dapat diketahui bahwa intensitas panas telah berubah dan disebut sebagai panas
sensible. Dengan kata lain, kalor sensibel adalah kalor yang diberikan atau yang
Universitas Sumatera Utara
dilepaskan oleh suatu jenis fluida sehingga temperaturnya naik atau turun tanpa menyebabkan perubahan fasa fluida tersebut. [2].
Pers 2.2
Dimana : Qs = Kalor sensibel zat J
Cp = Kapasitas kalor spesifik sensibel Jkg. K ΔT = Beda temperatur K
2.8.3. Perpindahan Kalor
Bila dua benda atau lebih terjadi kontak termal maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bertemperatur lebih tinggi ke benda yang
bertemperatur lebih rendah, hingga tercapainya kesetimbangan termal. Proses perpindahan panas ini berlangsung dalam 3 mekanisme, yaitu :
konduksi, konveksi dan radiasi [2] .
1. Konduksi
Proses perpindahan kalor secara konduksi bila dilihat secara atomik merupakan pertukaran energi kinetik antar molekul atom, dimana partikel yang
energinya rendah dapat meningkat dengan menumbuk partikel dengan energi yang lebih tinggi. Sebelum dipanaskan atom dan elektron dari logam bergetar pada
posisi setimbang. Pada ujung logam mulai dipanaskan, pada bagian ini atom dan elektron bergetar dengan amplitudo yang makin membesar. Selanjutnya
bertumbukan dengan atom dan elektron disekitarnya dan memindahkan sebagian energinya. Kejadian ini berlanjut hingga pada atom dan elektron di ujung logam
Universitas Sumatera Utara
yang satunya. Konduksi terjadi melalui getaran dan gerakan elektron bebas. Fourier telah memberikan sebuah model matematika untuk proses ini. Dalam hal
satu dimensi, model matematikanya yaitu [2] :
Pers. 2.3
Dimana : Q = laju aliran energi W A = luas penampang m
2
∆t = beda suhu K L = panjang m
k = konduktivitas termal WmK Persamaan untuk laju perpindahan kalor konduksi secara umum dinyatakan
dengan bentuk persamaan diferensial di bawah ini [4]:
Pers. 2.4
Dimana : dTdx = Laju perubahan suhu T terhadap jarak dalam arah aliran panas x
2. Konveksi
Apabila kalor berpindah dengan cara gerakan partikel yang telah dipanaskan dikatakan perpindahan kalor secara konveksi. Bila perpindahannya
dikarenakan perbedaan kerapatan disebut konveksi alami natural convection dan bila didorong, misal dengan fan atau pompa disebut konveksi paksa forced
convection. Besarnya konveksi tergantung pada :
a. Luas permukaan benda yang bersinggungan dengan fluida A.
b. Perbedaan suhu antara permukaan benda dengan fluida
∆T.
Universitas Sumatera Utara
c. koefisien konveksi h
Persamaan laju perpindahan kalor secara konveksi telah diajukan oleh Newton pada tahun 1701 yang berasal dari pengamatan fisika. [2].
Pers.2.6
Dimana : h
c
= koefisien konveksi Wm
2o
C t
s
= suhu permukaan C
t
f
= suhu fluida C
Beberapa parameter yang telah diuji dan mengenal bentuk korelasi yang banyak digunakan untuk menentukan koefisien konveksi h
c
yaitu :
a. Bilangan Reynold R
