Hasil Pengujian Pengujian Kemampuan Adsorpsi Dari Adsorben Karbon Aktif Untuk Mesin Pendingin Tenaga Surya

2. Adsorber Tidak Menggunakan Baut

a. Grafik Temperatur Adsorsi vs Waktu Gambar 4.5 Grafik Temperatur vs Waktu Pemanasan Awal Alat Penguji Adsorpsi metanol Tidak mengunakan baut Data-data temperatur pada adsorber saat pemanasan adalah seperti berikut ini. Temperatur awal percobaan pada adsorber adalah 29,50 o C pada pukul 13.05 WIB. Temperatur maksimum adsorber yang dapat dicapai ketika pemanasan adalah 201,9 o C yaitu berada titik 3 thermocouple pada pukul 19.38. WIB. b. Grafik Temperatur Gelas Ukur vs Waktu Gambar 4.6 Grafik Temperatur gelas ukur vs Waktu Pada Saat Pemanasan Awal Temperatur terendah yang dapat dicapai pada gelas ukur yaitu 13,2 o C pada pukul 18.50 WIB. c. Grafik Tekanan vs Waktu Gambar 4.7 Grafik Tekana vs Waktu Tekanan maximum yang dapat dicapai pada porses pemanasan awal yaitu 16,04 Psi pada pukul 15.59 WIB.

B. Data Pengujian Adsorpsi Metanol

Adsorpsi dimulai pada pukul 20.08 WIB setelah selesai proses pemanasan dan pemvakuman dan selasai pada pukul 13.02. Pada pengujian ini gelas ukur diisolasi, sehingga temperatur lingkungan tidak berpengaruh terhadap gelas ukur. Adapun data-data pada adsorber dan gelas ukur seperti temperatur, tekanan, volume refrigeran yang terserap adsorpsi oleh 1 kg adsorben karbon aktif dan alumina aktif adalah sebagai berikut ini.

1. Adsorber Menggunakan Baut

a. Grafik temperature Adsorber vs waktu Gambar 4.8 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi Alat Penguji Adsorpsi metanol menggunakan baut Temperatur terendah yang dapat dicapai pada adsorber terjadi yaitu 26 o C pada pukul 06.32, dan pada kondisi ini temperatur relative konstan pada setiap titik temperature, yang mengakibatkan garis grafik temperatur kelihatan seperti segaris. b. Grafik Temperatur Gelas Ukur vs Waktu Gambar 4.9 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi Gelas Ukur Refrigerant metanol Temperatur terendah yang dapat dicapai pada gelas ukur yaitu 8 o C pada pukul 07.14 WIB. Pada proses adsorpsi ini, volume refrigeran metanol yang mampu diserap oleh karbon aktif 1 kg beserta baut adalah sebanyak 350 mL. c. Grafik Tekanan Vs Waktu Gambar 4.10 Grafik Tekana vs Waktu Tekanan minimum yang dapat dicapai pada porses adsorpsi yaitu -12,95 Psi pada pukul 02.23 WIB.

2. Adsorber Tanpa Menggunakan Baut

a. Grafik Temperatur Adsorber vs Waktu Gambar 4.11 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi Alat Penguji Adsorpsi metanol tanpa baut Temperatur terendah yang dapat dicapai pada adsorber yaitu 25 o C pada pukul 06.29 WIB. b. Grafik Temperatur Gelas Ukur vs Waktu Gambar 4.12 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi Gelas Ukur Refrigerant metanol Temperatur terendah yang dapat dicapai pada gelas ukur yaitu 8 o C pada pukul 01.29. Pada proses adsorpsi ini, volume refrigeran metanol yang mampu diserap oleh karbon aktif 1 kg tanpa baut adalah sebanyak 275 mL. c. Grafik Tekanan Vs Waktu Gambar 4.13 Grafik Tekana vs Waktu Tekanan minimum yang dapat dicapai pada porses yaitu -12,95 Psi pada pukul 02.38 WIB. C. Data Pengujian Desorpsi Metanol Setelah proses adsorpsi maka selanjutnya adsorben karbon aktif yang mengandung refrigeran adsorbat dipanaskan menggunakan lampu halogen 1000 W pada alat penguji kapasitas adsorpsi. Refrigeran yang terserap adsorben karbon aktif akan keluar dan masuk ke dalam gelas ukur. Volume refrigeran yang masuk ke dalam gelas ukur akan dicatat sebagai kapasitas desorpsi. Berikut ditampilkan grafik dan data-data desorpsi pada masing-masing refrigeran.

1. Adsorber Menggunakan Baut

a. Grafik Temperatur Adsorber vs Waktu Gambar 4.14 Grafik Temperatur vs Waktu Desorpsi Alat Penguji Adsorpsi metanol menggunakan baut Temperatur maksimum yang dapat dicapai pada adsorber ketika dilakukan pemanasan adalah 259,3 o C pada pukul pukul 17.50 WIB. Temperature maximum adsorber bagian bawah adalah 241,7 o C pukul 18.53 WIB. b. Grafik Temperatur Gelas Ukur vs Waktu Gambar 4.15 Grafik Temperatur vs Waktu Desorpsi Gelas Ukur Refrigerant metanol Temperatur pada gelas ukur berangsur-angsur meningkat seperti terlihat pada gambar di atas. Temperatur maksimum yang dicapai oleh gelas ukur adalah 17,9 o C pada pukul 18.05 WIB. Pada pengujian. pada gelas ukur dapat dilihat jumlah volume metanol yang kembali pada proses desorpsi. Volume metanol yang kembali setelah dilakukan pemanas dari pukul 13.05 WIB sampai dengan jam 20.05 WIB ke gelas ukur adalah sebanyak 350 mL. Dari data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa 1 kg karbon aktif menggunakan baut mampu menyerapmengadsorpsi metanol sebanyak 350 mL dengan gelas ukur diisolasi. Semua metanol kembali ke gelas ukur pada proses desorpsi yaitu 350 mL. c. Grafik Tekanan vs waktu Gambar 4.16 Grafik Tekana vs Waktu Tekanan maximum yang dapat dicapai pada desorpsi yaitu 18,95 Psi pada pukul 17.38.

1. Adsorber Tanpa Menggunakan Baut

a. Grafik Temperatur Adsorber vs Waktu Gambar 4.17 Grafik Temperatur vs Waktu Desorpsi Alat Penguji Adsorpsi metanol tanpa menggunakan Baut Temperatur maksimum yang dapat dicapai pada adsorber ketika dilakukan pemanasan adalah 201,9 o C pada pukul 19.38 WIB. b. Grafik Temperatur Gelas Ukur vs Waktu Gambar 4.18 Grafik Temperatur vs Waktu Desorpsi Gelas Ukur Refrigerant metanol Temperatur pada gelas ukur berangsur-angsur meningkat seperti terlihat pada gambar di atas. Temperatur maksimum yang dicapai oleh gelas ukur adalah 17,7 o C pada pukul 13.32 WIB. Pada gelas ukur dapat dilihat jumlah volume metanol yang kembali pada proses desorpsi. Volume metanol yang kembali setelah dilakukan pemanas dari pukul 13.05 WIB sampai dengan jam 20.05 WIB ke gelas ukur adalah sebanyak 275 mL. Dari data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa 1 kg karbon aktif tanpa baut mampu menyerapmengadsorpsi metanol sebanyak 275 mL dengan gelas ukur diisolasi. Semua metanol kembali ke gelas ukur pada proses desorpsi yaitu 275 mL. c. Grafik Tekanan vs waktu Gambar 4.19 Grafik Tekana vs Waktu Tekanan maximum yang dapat dicapai pada desorpsi yaitu 16,04 Psi pada pukul 15.47 WIB.

4.2 Energi Adsorpsi Karbon Aktif

Untuk menghitung besar energy adsorpsi dari karbon aktif, digunakan persamaan 2.5 sebagai berikut ini. Ln W = LnW - 1E 2 [ R. T Ln P0P ] 2 - Menghitung energy adsorpis korbon aktif dengan adsorbat menggunakan baut. Ln W = LnW - 1E 2 [ R. T Ln P0P ] 2 E o = R . T . Ln � � � � 1 � � ��− � E o = 8,314Jmol . 214,285K . Ln 13,74 −10,98 � 1 � � 1,2�10 −2 − 1,85 � 10 −2 E o = 8,314Jmol. K . 214,285 K . 0,286 � 1 0.994 E o = 509,46 Jmol √1,006 E o = 509,46 Jmol x 1,002 E o = 510,48 Jmol - Menghitung energy adsorpis korbon aktif dengan adsorbat tanpa baut Ln W = LnW - 1β.E 2 [ R. T Ln P0P ] 2 E o = β R . T . Ln � � � � 1 � � ��− � E o = 8,314Jmol K . 129,18 K . Ln 12,44 −11,68 � 1 � � 1,2�10 −2 − 1,75 � 10 −2 E o = 8,314Jmol. K . 129,18 k . 0,345 � 1 0,9945 E o = 370,53 Jmol �1,00553 E o = 370,53 Jkmol x 1,00276 E o = 371,55 Jmol

4.3 Neraca Kalor

4.3.1 Kalor Yang Diserap Gelas Ukur

Untuk menghitung besar kalor yang diserap oleh evaporator, digunakan persamaan 2.7 sebagai berikut ini. Q s = m C p ∆T Dimana : Q s = Kalor sensible J m = Massa gelas ukur kg = 2 kg C p = Kapasitas kalor spesifik sensibel plat gelas ukur Jkg.K = 480 Jkg.K ∆T = Beda temperatur K Beda temperatur diambil dari temperatur rata-rata sore hari setelah pemvakuman sampai temperatur terendah gelas ukur di pagi hari. Berikut ini dituliskan beda temperatur pada masing-masing pengujian. 1. Pengujian masing – masing refrigeran dengan gelas ukur diisolasi dengan Styrofoam. ∆T Penguijan Metanolmenggunakan baut = 13,33 – 8 K = 5,33 K ∆T Penguijan Metanoltanpa baut = 15,41 – 8 K = 7,41 Sehigga kalor sensibel gelas ukur dapat dicari sebagai berikut ini.. - Qs Penguijan Metanolmenggunakan baut = m C p ∆T = 2 kg x 480 Jkg.K x 5,33 K = 5116,8 J = 5,1168 kJ - Qs Penguijan Metanoltanpa baut = m C p ∆T = 2 kg x 480 Jkg.K x 7,41 K = 7113,6 J = 7, 1136 kJ

4.3.2 Perhitungan Kalor Laten

Persamaan kalor laten di bawah ini pers. 2.6 digunakan untuk menghitung kalor yang dibutuhkan metanol dalam proses penguapan: � � = � � . � � � = Kalor laten metanol kJ L e = Kapasitas kalor spesifik laten � �� �� � m = massa refrigeran kg Mencari massa metanol m yang dapat di serap teradsorpsi dan yang terdesorpsi dari adsorben karbon aktif selama pengujian adalah sebagai berikut ini. Dari tabel 2.4 diperoleh sifat metanol: ρ metanol = 787 kgm 3 ; L e = 1100 kJkg. 1. Perhitungan kalor laten dengan gelas ukur diisolasi Styrofoam • Adsorber karbon aktif dengan baut - V metanol = 350 ml = 0,350 L = 0,350 x 10 -3 m 3 . - m = ρ metanol x V metanol m = 787 kgm 3 x 0,350 x 10 -3 m 3 = 0,2754 kg Maka massa m metanol yang dapat teradsorpsi dan terdesorpsi adalah 0,2754 kg. Perhitungan kalor laten penguapan metanol dapat dicari sebagai berikut ini. � � = � � . � � � = 1100 kJkg x 0,2754 kg � � = 302,94 kJ • Adsorber karbon aktif tanpa baut - V metanol = 275 ml = 0,275 L = 0,275 x 10 -3 m 3 . - m = ρ metanol x V metanol = 787 kgm 3 x 0,275 x 10 -3 m 3 = 0,2164 kg Maka massa m metanol yang dapat teradsorpsi dan terdesorpsi adalah 0,2164 kg. Perhitungan kalor laten penguapan metanol dapat dicari sebagai berikut ini. � � = � � . � � � = 1100 kJkg x 0,2164 kg � � = 238,04 kJ

4.4 Analisa Perpindahan Panas pada Adsorber saat Desorpsi

Analisa perpindahan panas radiasi, konveksi dan konduksi pada adsorber pada pengujian refrigerant methanol dapat diuraikan sebagai berikut ini.

4.4.1 Perpindahan Panas pada Pengujian Metanol

Gambar susunan mekanisme perpindahan panas pada adsorber dapat digambarkan sebagai berikut ini. Gambar 4.20 Mekanisme Perpindahan Panas pada Adsorber Dari mekanisme perpindahan panas di atas, dapat dituliskan persamaan berikut ini: Perpindahan panas pada absorber dengan menggunakan baut. • Menghitung luas permukaan penampang baut : Type baut yang digunakan adalah M24, dari table B-2 Ukuran metrik baut pada lampiran diperoleh spesipikasi baut sebagai berikut : T L =29,69 o C Q konv Panas Lampu Panas Lampu Q c k =0,11WmK T s q konveksi q rad I s o l a s i Iso la si I so l a si • Diameter luar baut do = 23,55 mm • Diameter dalam baut di = 20, 102 mm • lebar kepala baut h = 24 mm • diameter luar kepala baut d = 27 mm Pada pengujian ini luas penampang yang digunakan adalah luas penampang kepala baut, sehingga untuk menghitung luas penampang kepala baut menggunakan rumus luas segi 6 yaitu : A = n 1 2 � 2 sin 60 = 6 1 2 � 2 1 2 √3 = 3 2 � 2 √3 Dimana d = 27 mm R = 0,0135 mm Maka, A = 3 2 � 2 √3 A = 3 2 0,0135 � 2 √3 = 0,0004735 m 2 Jumlah baut yang dibunakan 9 buah, sehingga : A = 0,0004735 m 2 x 9 = 0,0042615 m 2 • Menghitung Luas Permukaan Adsorber yang digunakan : A = P x L Dimana : P = 280 mm = 0,28 m L = 250 mm = 0,25 m Maka, A = 0,28 m x 0,25 m = 0,07 m 2 Maka luas penampang keseluruhan yang digunakan adsorber adalah : A luas penampang baut + A luas penampang adsorber = 0,0042615 m 2 + 0,07 m 2 = 0,0742615 m 2 • Menghitung Kalor sensible Adsorber. Qs menggunakan baut = m.C p . ∆T Berat 1 buah baut = 90 gram, Dalam Penelitian Percobaan menggunaan 9 buah baut. Jadi : m = 0,09 kg x 9 = 0,81 kg • Qs menggunakan baut = m.C p . ∆T = 0,81kg x 480 Jkg.K x 17,6 K = 6842,88 J = 6,843 kJ • q tot = q r + q konv + q c Maka : • q r = ���� � 4 − � � 4 = 1 . 5,67 �10 −8 � � 2 � 4 x 0,0742615 m 2 532,3 4 – 302,69 4 K 4 = 1 . 5,67 �10 −8 � � 2 � 4 x 0,0742615 m 2 7,18889x10 10 K 4 = 303,697 w