PENINGKATAN UNJUK KERJA DESTILASI AIR ENERGI SURYA MENGGUNAKAN REFLEKTOR

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PENINGKATAN UNJUK KERJA DESTILASI AIR ENERGI SURYA MENGGUNAKAN REFLEKTOR TUGAS AKHIR

  Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin

  Diajukan Oleh: CHRISTIAWAN HARDI PRASETYO NIM : 085214040 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2011

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ENHANCEMENT OF SOLAR ENERGY WATER DISTILLATION PERFORMANCE USING REFLECTOR FINAL PROJECT

  Presented As Partitial Fulfilment of The Requirement To Obtain The Sarjana Teknik Degree

  In Mechanical Engineering By:

  CHRISTIAWAN HARDI PRASETYO NIM : 085214040 MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2011

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  TUGAS AKHIR PENINGKATAN N UNJUK KERJA DESTILASI AIR EN ENERGI SURYA A MENGGUNAKAN REFLEKTOR Disusun oleh:

CH CHRISTIAWAN HARDI PRASETYO

  

NIM : 085214040

Telah disetujui oleh: Pembimbing Utama Tanggal 16 Januari 2012

  Ir. FA. Rusdi Sambada, M. M.T.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Na NI

  Telah dipertahankan Nama Le

  Ketua : Budi Sugiha Sekretaris : I Gusti Ketu Anggota : Ir.Franciscu

  

TUGAS AKHIR

N UNJUK KERJA DESTILASI AIR EN A MENGGUNAKAN REFLEKTOR

PENINGKATAN SURYA

  Dipersiapkan dan disusun oleh: Nama : Christiawan Hardi Prasetyo NIM : 085214040 an di depan panitia penguji pada tanggal 16 Januar dan dinyatakan memenuhi syarat

  Susunan Panitia Penguji : Lengkap Tand iharto,S.T.,M.T. ……… etut Puja,S.T.,M.T. ……… cus Asisi Rusdi Sambada,M.T. ………

  Yogyakarta, 16 Januari Fakultas Sains dan Tekn Universitas Sanata Dha

  Yogyakarta Dekan

  ( Yosef Agung Cahyanta, S.T

  ENERGI

  uari 2012 nda Tangan ………...... ………….. ………….. ri 2012 knologi harma

  .T., M.T. )

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat karya yang pernah dibuat dan belum pernah diajukan di perguruan tinggi manapun. Saya dapat mempertanggung jawabkan bahwa Tugas Akhir ini merupakan hasil karya yang otentik serta sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Yogyakarta, 16 Januari 2012 Christiawan Hardi Prasetyo

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

PENINGKATAN UNJUK KERJA DESTILASI AIR ENERGI

SURYA MENGGUNAKAN REFLEKTOR

  Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Christiawan Hardi Prasetyo Nomor Mahasiswa : 085214040 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah dengan judul :

PENINGKATAN UNJUK KERJA DESTILASI AIR ENERGI SURYA MENGGUNAKAN REFLEKTOR

  Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

  Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal 16 Januari 2012 Yang menyatakan Christiawan Hardi Prasetyo

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

INTISARI

  Air bersih merupakan keperluan sehari-hari masyarakat untuk minum dan memasak. Air yang ada sering terkontaminasi dengan tanah, garam (air laut) atau bahan lain. Air dalam kondisi ini dapat mengganggu kesehatan jika digunakan, untuk itu air tersebut harus dijernihkan lebih dahulu.

  Tujuan penelitian ini adalah mengetahui perbedaan unjuk kerja alat destilasi air menggunakan reflektor dan tanpa reflektor. Dan untuk mengetahui perbandingan kandungan air sebelum dan sesudah didestilasi.

  Alat destilasi ini terdiri dari tangki air masuk, pipa air masuk, destilator, reflektor, dan tangki penyimpanan air hasil destilasi. Alat ini mempunyai panjang 1 meter dan lebar 0,5 meter. Sedangkan untuk reflektor pertama mempunyai panjang 1 meter dan lebar 0,5 meter sebanyak 2 buah. Dan reflektor yang kedua mempunyai panjang 0,5 meter dan lebar 0,5 meter sebanyak 2 buah. Variabel ketinggian air yang divariasikan di dalam alat destilasi adalah 5 mm, 7,5 mm, dan 10 mm.

  Volume tertinggi air hasil destilasi menggunakan reflektor yaitu 850 ml per 120 menit pada ketinggian air 5 mm. Efisiensi tertinggi alat destilasi menggunakan reflektor yaitu 22,8% pada ketinggian air 5 mm. Volume tertinggi air keluar alat destilasi tanpa reflektor yaitu 148 ml per 120 menit pada ketinggian air 7,5 mm. Efisiensi tertinggi alat destilasi tanpa reflektor yaitu 14,3% pada ketinggian air 7,5 mm. Dari hasil uji laboratorium, air hasil destilasi ini memenuhi syarat air bersih karena berkurangnya MPN coli tinja, kekeruhan, kandungan besi (Fe), kandungan mangan (Mn), kandungan nitrit, kandungan sulfat, kesadahan, dan kandungan zat kimia organik. Kata kunci : destilator, reflektor,efisiensi, air bersih

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur saya hadiratkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena atas berkat dan rahmat-Nya tugas akhir ini yang berjudul “Peningkatan Unjuk Kerja Destilasi Air Energi Surya Menggunakan Reflektor” dapat diselesaikan dengan baik dan merupakan salah satu persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

  Dalam penyusunan laporan naskah ini juga tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  2. Ir P.K Purwadi M.T. selaku Ketua Program studi Teknik Mesin dan selaku pembimbing akademik

  3. Bapak Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku dosen pembimbing tugas akhir yang telah mendampingi dan memberikan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  4. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan materi selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

  5. Laboran (Ag. Rony Windaryawan) yang telah membantu memberikan ijin dalam penggunakan fasilitas yang diperlukan dalam penelitian ini.

  6. Orang tua saya Simon prasetyo dan Sri Harjanti serta adik-adik saya Christianto Ega Prasetyo dan Monica Tri Jayanti yang telah mendoakan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  yang terbaik buat saya serta mendukung dan memberikan semangat kepada saya

  7. Teman – teman yang turut membantu menyelesaikan tugas akhir ini, seluruh Mahasiswa Universitas Sanata Dharma jurusan teknik mesin angkatan 2008 khususnya Iqbal Hariyadi, Imanuel Suryo Lindung, dan Markos Totok Mardiyanto.

  8. Pihak-pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, yang telah memberikan dorongan dan bantuan dalam wujud apapun selama penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam penyusunan laporan ini karena keterbatasan pengetahuan yang belum diperoleh, oleh karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas ini. Semoga karya ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Apabila ada kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis mohon maaf. Terima kasih.

  Yogyakarta, 16 Januari 2012 Penulis

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i

TITLE PAGE ............................................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN

  5

  3.2 Variabel Yang Divariasikan .......................................................................... 11

  9

  9 3.1 Skema Alat Penelitian ..................................................................................

  7 BAB III. METODE PENELITIAN ................................................................. ...........

  6 2.3 Penelitian Yang Pernah Dilakukan................................................... ...........

  2.2 Unjuk Kerja Alat Destilasi Tenaga Surya ..............................................

  5 2.1 Dasar Teori ...................................................................................................

  .................................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................ v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ................................. vi

  3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................

  3 1.4 Batasan Masalah ...........................................................................................

  3 1.3 Manfaat .........................................................................................................

  1 1.2 Tujuan ...........................................................................................................

  1 1.l Latar Belakang ..............................................................................................

  

INTISARI ..................................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR .................................................................................................. viii

DAFTAR ISI ................................................................................................................. x

DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... xv

BAB I. PENDAHULUAN ...........................................................................................

  3.3 Variabel yang Diukur ................................................................................... 11 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  3.4 Prosedur Penelitian ....................................................................................... 12

  

BAB IV. DATA DAN PEMBAHASAN ...................................................................... 13

  4.1 Data Penelitian .............................................................................................. 13

  4.2 Perhitungan Data ........................................................................................... 20

  4.3 Pembahasan ................................................................................................... 28

  

BAB V. PENUTUP ....................................................................................................... 58

  5.1 Kesimpulan........................................................................................... 58

  5.2 Saran .................................................................................................... 59

  DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................

  60 LAMPIRAN .................................................................................................................. 61

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 data pada variasi ketinggian air 5 mm di dalam kotak destilasi yang memakai reflektor dan tanpa reflektor pada percobaan

  pertama.

  14 Tabel 4.2 data pada variasi ketinggian air 5 mm di dalam kotak destilasi yang memakai reflektor dan tanpa reflektor pada percobaan kedua.

  15 Tabel 4.3 data pada variasi ketinggian air 7,5 mm di dalam kotak destilasi yang memakai reflektor dan tanpa reflektor pada percobaan pertama.

  16 Tabel 4.4 data pada variasi ketinggian air 7,5 mm di dalam kotak destilasi yang memakai reflektor dan tanpa reflektor pada percobaan kedua.

  17 Tabel 4.5 data pada variasi ketinggian air 10 mm di dalam kotak destilasi yang memakai reflektor dan tanpa reflektor pada percobaan pertama.

  18 Tabel 4.6 data pada variasi ketinggian air 10 mm di dalam kotak destilasi yang memakai reflektor dan tanpa reflektor pada percobaan kedua.

  19 Tabel 4.7 data pada variasi ketinggian air 5 mm di dalam kotak destilasi dengan menggunakan reflektor pada percobaan pertama.

  20 Tabel 4.8 data pada variasi ketinggian air 5 mm di dalam kotak destilasi tanpa menggunakan reflektor pada percobaan pertama.

  22 Tabel 4.9 data pada variasi ketinggian air 5 mm di dalam kotak destilasi dengan menggunakan reflektor pada percobaan kedua.

  22

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Tabel 4.10 data pada variasi ketinggian air 5 mm di dalam kotak destilasi tanpa menggunakan reflektor pada percobaan kedua.

  23 Tabel 4.11 data pada variasi ketinggian air 7,5 mm di dalam kotak destilasi dengan menggunakan reflektor pada percobaan pertama.

  23 Tabel 4.12 data pada variasi ketinggian air 7,5 mm di dalam kotak destilasi tanpa menggunakan reflektor pada percobaan pertama.

  24 Tabel 4.13 data pada variasi ketinggian air 7,5 mm di dalam kotak destilasi dengan menggunakan reflektor pada percobaan kedua.

  24 Tabel 4.14 data pada variasi ketinggian air 7,5 mm di dalam kotak destilasi tanpa menggunakan reflektor pada percobaan kedua.

  25 Tabel 4.15 data pada variasi ketinggian air 10 mm di dalam kotak destilasi dengan menggunakan reflektor pada percobaan pertama.

  26 Tabel 4.16 data pada variasi ketinggian air 10 mm di dalam kotak destilasi tanpa menggunakan reflektor pada percobaan pertama.

  26 Tabel 4.17 data pada variasi ketinggian air 10 mm di dalam kotak destilasi dengan menggunakan reflektor pada percobaan kedua.

  27 Tabel 4.18 data pada variasi ketinggian air 10 mm di dalam kotak destilasi tanpa menggunakan reflektor pada percobaan kedua.

  27

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema alat destilasi energi surya yang umum

  6 Gambar 3.1 Skema alat destilasi tenaga surya tanpa menggunakan reflektor

  9 Gambar 3.2 Skema alat destilasi energi surya menggunakan reflektor

  10 Gambar 3.3 Variasi ketinggian air terhadap alat destilasi

  11 Gambar 4.1 Grafik perbandingan waktu dengan volume air hasil destilasi pada ketinggian air 5 mm

  28 Gambar 4.2 Grafik perbandingan waktu dengan volume air hasil destilasi pada ketinggian air 7,5 mm

  29 Gambar 4.3 Grafik perbandingan waktu dengan volume air hasil destilasi pada ketinggian air 7,5 mm

  29 Gambar 4.4 Diagram volume output air hasil destilasi menggunakan reflektor dan tanpa reflektor dengan ketinggian air di dalam kotak destilasi 5 mm, 7,5 mm, dan 10 mm

  30 Gambar 4.5 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi alat destilasi pada ketinggian air 5 mm

  31 Gambar 4.6 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi alat destilasi pada ketinggian air 7,5 mm

  31 Gambar 4.7 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi alat destilasi pada ketinggian air 10 mm

  32 Gambar 4.8 Diagram efisiensi alat kolektor menggunakan reflektor dan tanpa reflektor dengan ketinggian air dalam destilator 5 mm, 7,5 mm, dan 10 mm

  32

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.9 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan volume air hasil destilasi menggunakan reflektor (perbandingan

  reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor parabola (perbandingan kolektor parabola dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 5 mm

  33 Gambar 4.10 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan volume air hasil destilasi menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor parabola (perbandingan kolektor parabola dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 7,5 mm

  34 Gambar 4.11 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan volume air hasil destilasi menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor parabola (perbandingan kolektor parabola dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 10 mm

  34 Gambar 4.12 Diagram perbandingan volume air destilasi menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor parabola (kolektor parabola dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 5 mm, 7,5 mm, dan 10 mm

  35 Gambar 4.13 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi laten menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor parabola (kolektor parabola dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 5 mm

  36 Gambar 4.14 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi laten menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor parabola (kolektor parabola dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 7,5 mm

  36

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.15 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi laten menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa

  reflektor) dan kolektor parabola (kolektor parabola dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 10 mm

  37 Gambar 4.16 Diagram perbandingan efisiensi laten menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor parabola (kolektor parabola dengan tanpa kolektor) dengan ketinggian air dalam destilator 5 mm, 7,5 mm, dan 10 mm

  37 Gambar 4.17 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi total menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor parabola (kolektor parabola dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 5 mm

  38 Gambar 4.18 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi total menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor parabola (kolektor parabola dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 7,5 mm

  39 Gambar 4.19 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi total menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor parabola (kolektor parabola dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 10 mm

  39 Gambar 4.20 Diagram perbandingan efisiensi total menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor parabola (kolektor parabola dengan tanpa kolektor) dengan ketinggian air dalam destilator 5 mm, 7,5 mm dan 10 mm

  40 Gambar 4.21 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan volume air hasil destilasi menggunakan reflektor (perbandingan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar seri (perbandingan kolektor pelat datar pipa seri dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 5 mm

  41 Gambar 4.22 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan volume air hasil destilasi menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar seri (perbandingan kolektor pelat datar pipa seri dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 7,5 mm

  41 Gambar 4.23 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan volume air hasil destilasi menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar seri (perbandingan kolektor pelat datar pipa seri dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 10 mm

  42 Gambar 4.24 Diagram perbandingan volume air destilasi menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor seri (kolektor pelat datar seri dengan tanpa kolektor) dengan ketinggian air dalam destilator 5 mm, 7,5 mm dan 10 mm

  42 Gambar 4.25 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi laten menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar seri (perbandingan kolektor pelat datar pipa seri dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 5 mm

  43 Gambar 4.26 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi laten menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar seri (perbandingan kolektor pelat datar pipa seri dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 7,5 mm

  44

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.27 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi laten menggunakan reflektor (perbandingan reflektor

  dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar seri (perbandingan kolektor pelat datar pipa seri dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 10 mm

  44 Gambar 4.28 Diagram perbandingan efisiensi laten menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor seri (kolektor pelat datar seri dengan tanpa kolektor) dengan ketinggian air dalam destilator 5 mm, 7,5 mm dan 10 mm

  45 Gambar 4.29 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi total alat destilasi menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar seri (perbandingan kolektor pelat datar pipa seri dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 5 mm

  46 Gambar 4.30 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi total alat destilasi menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar seri (perbandingan kolektor pelat datar pipa seri dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 7,5 mm

  46 Gambar 4.31 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi total alat destilasi menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar seri (perbandingan kolektor pelat datar pipa seri dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 10 mm

  47 Gambar 4.32 Diagram perbandingan efisiensi total alat destilasi menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor seri (kolektor pelat datar seri dengan tanpa

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  kolektor) dengan ketinggian air dalam destilator 5 mm, 7,5 mm dan 10 mm

  47 Gambar 4.33 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan volume air hasil destilasi menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar paralel (perbandingan kolektor pelat datar pipa paralel dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 5 mm

  48 Gambar 4.34 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan volume air hasil destilasi menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar paralel (perbandingan kolektor pelat datar pipa paralel dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 7,5 mm

  49 Gambar 4.35 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan volume air hasil destilasi menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar paralel (perbandingan kolektor pelat datar pipa paralel dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 10 mm

  49 Gambar 4.36 Diagram perbandingan volume air hasil destilasi menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor paralel (kolektor pelat datar paralel dengan tanpa kolektor) dengan ketinggian air dalam destilator 5 mm, 7,5 mm dan 10 mm

  50 Gambar 4.37 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi laten menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar paralel (perbandingan kolektor pelat datar pipa paralel dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 5 mm

  51

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.38 Grafik perbandingan waktu dengan efisiensi laten menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan

  tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar paralel (perbandingan kolektor pelat datar pipa paralel dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 7,5 mm

  51 Gambar 4.39 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi laten menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar paralel (perbandingan kolektor pelat datar pipa paralel dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 10 mm

  52 Gambar 4.40 Diagram perbandingan efisiensi laten menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor paralel (kolektor pelat datar paralel dengan tanpa kolektor) dengan ketinggian air dalam destilator 5 mm, 7,5 mm dan 10 mm

  52 Gambar 4.41 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi total menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar paralel (perbandingan kolektor pelat datar pipa paralel dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 5 mm

  54 Gambar 4.42 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi total menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar paralel (perbandingan kolektor pelat datar pipa paralel dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 7,5 mm

  54 Gambar 4.43 Grafik perbandingan waktu dengan perbandingan efisiensi total menggunakan reflektor (perbandingan reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor pelat datar paralel

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  (perbandingan kolektor pelat datar pipa paralel dengan tanpa kolektor) pada ketinggian air 10 mm

  55 Gambar 4.44 Diagram perbandingan efisiensi total menggunakan reflektor (reflektor dengan tanpa reflektor) dan kolektor paralel (kolektor pelat datar paralel dengan tanpa kolektor) dengan ketinggian air dalam destilator 5 mm, 7,5 mm dan 10 mm

  55 Gambar 4.45 Grafik perbandingan kandungan air sebelum dan sesudah didestilasi

  56

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Di dalam kehidupan, air merupakan kebutuhan yang sangat penting bagi manusia. Terutama air bersih yang sekarang menjadi barang langka untuk ditemui di sekitar kita. Air yang ada sering terkontaminasi dengan garam (air laut), tanah, dan bahan lain. Sehingga air yang terkontaminasi seperti ini dapat menyebabkan penyakit di dalam tubuh kita. Untuk itu air harus dibersihkan sehingga tidak ada kandungan lain di dalam air.

  Ada beberapa cara penjernihan air diantaranya dengan menggunakan alat destilasi energi surya. Alat destilasi ini memiliki beberapa keuntungan, diantaranya adalah dalam hal biaya pembuatan dan perawatan yang murah dan juga pengoperasian yang mudah karena tidak menggunakan teknologi tinggi.

  Alat destilasi surya umumnya terdiri dari 2 (dua) komponen penting yakni pelat absorber dan penutup kaca. Pelat absorber berfungsi menyerap energi surya untuk menguapkan air sehingga air terpisah dari kotoran. Penutup kaca berfungsi sebagai tempat mengembunnya uap air sehingga dihasilkan air murni.

  Unjuk kerja suatu alat destilasi surya ditentukan oleh jumlah air bersih yang dapat dihasilkan efisiensi alat destilasi. Banyak faktor yang mempengaruhi jumlah air destilasi yang dihasilkan diantaranya: keefektifan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  absorber dalam menyerap energi surya, keefektifan kaca dalam mengembunkan uap air, jumlah massa/volume air yang ada di alat destilasi dan temperatur awal air masuk kedalam alat destilasi. Absorber harus terbuat dari bahan dengan absorbtivitas energi surya yang baik, untuk meningkatkan absorbtivitas umumnya absorber dicat hitam. Kaca penutup tidak boleh terlalu panas, jika kaca terlalu panas maka uap akan sukar mengembun. Jumlah massa/ volume air yang ada di dalam alat destilasi tidak boleh terlalu banyak karena akan memperlama proses penguapan air. Tetapi jika massa/ volume air dalam alat terlalu sedikit maka alat destilasi dapat rusak karena terlalu panas (umumnya kaca penutup akan pecah). Temperatur air di dalam kotak destilasi diusahakan tinggi karena semakin tinggi temperatur air masuk alat destilasi maka air jernih yang dihasilkan akan semakin banyak sehingga unjuk kerja alat destilasi semakin meningkat. Cara yang dapat digunakan untuk mempertinggi temperatur air di dalam alat destilasi adalah dengan menggunakan reflektor pada destilator.

  Informasi tentang unjuk kerja alat destilasi yang menggunakan reflektor di Indonesia belum banyak sehingga masih perlu dilakukan banyak penelitian tentang hal ini. Penelitian ini pada dasarnya bertujuan untuk mengetahui kenaikan unjuk kerja alat destilasi dengan menggunakan reflektor untuk menaikkan temperatur air di dalam destilator.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

1.2 Tujuan

  1. Mengetahui unjuk kerja alat destilasi dengan menggunakan reflektor untuk menaikkan temperatur air di dalam alat destilasi. Unjuk kerja alat destilasi dinyatakan dengan jumlah air destilasi yang dihasilkan dan efisiensi alat destilasi.

  2. Membandingkan hasil alat destilasi menggunakan reflektor dengan tanpa menggunakan reflektor

  3. Mengetahui kandungan air sebelum dan sesudah didestilasi.

  1.3 Manfaat 1. Menambah kepustakaan teknologi alat destilasi air energi surya.

  2. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat prototipe dan produk teknologi alat destilasi dengan energi surya yang dapat diterima masyarakat sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.

  3. Meningkatkan taraf kesehatan masyarakat.

  1.4 Batasan Masalah

  Alat destilasi dengan menggunakan reflektor dan alat destilasi tanpa menggunakan reflektor mempunyai perbedaan dalam hal desain dan karakteristiknya. Desain alat destilasi tanpa menggunakan reflektor lebih sederhana sehingga pembuatannya lebih mudah dan murah namun temperatur yang dapat dihasilkan oleh alat destilasi tanpa reflektor lebih rendah dibandingkan alat destilasi menggunakan reflektor, hal ini disebabkan alat

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  destilasi tanpa menggunakan reflektor tidak menggunakan pemantulan panas, sehingga suhu air kontaminasi yang masuk kedalam kotak destilasi juga semakin rendah. Kelebihan alat destilasi dengan menggunakan reflektor adalah suhu air di dalam kotak destilasi lebih tinggi karena reflektor pada alat destilasi berfungsi memanaskan air di dalam alat destilasi.

  Dari perbedaan karakteristik alat destilasi tersebut maka unjuk kerja alat destilasi yang dihasilkan sangat bergantung pada kondisi cuaca dimana alat destilasi tersebut digunakan. Untuk daerah yang kondisi cuaca rata-rata tahunannya cerah maka akan lebih menguntungkan jika menggunakan jenis reflektor. Pada penelitian ini akan digunakan 2 (dua) jenis alat destilasi yakni: (1) alat destilasi tanpa reflektor, (2) alat destilasi dengan reflektor untuk diteliti pengaruhnya terhadap unjuk kerja alat destilasi. Ketinggian air di dalam alat destilasi juga akan divariasi sebanyak 3 (tiga) variasi yakni 5 mm, 7,5 mm, dan 10 mm. Unjuk kerja alat destilasi dinyatakan dengan jumlah air destilasi yang dihasilkan dan efisiensi alat destilasi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

  Destilasi atau penyulingan adalah suatu proses penguapan yang diikuti pengembunan. Destilasi dilakukan untuk memisahkan suatu cairan dari campurannya apabila komponen lain tidak ikut menguap (titik didih jauh lebih tinggi).

  Proses perpindahan kalor pada alat destilasi tenaga surya dapat terjadi secara: a. Konduksi merupakan perpindahan kalor yang tejadi dimana energi kalornya berpindah sedangkan zat perantaranya tidak bergerak.

  b. Konveksi adalah perpindahan panas antara fluida yang bergerak dengan benda padat.

  c. Radiasi merupakan perpindahan kalor melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain.

  Komponen utama yang terdapat pada sebuah alat destilasi energi surya pada umumnya adalah plat absorber dan kaca penutup. Absorber berfungsi sebagai penyerap energi surya untuk memanasi air yang akan didestilasi. Kaca penutup berfungsi sebagai kondenser yang berfungsi mengembunkan uap air. Bagian lain yang umum terdapat pada alat destilasi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  adalah saluran masuk air terkontaminasi, saluran keluar air destilasi. Komponen penting diluar alat destilasi adalah pengatur ketinggian air yang mengatur jumlah air dalam alat agar tidak terlalu banyak.

  Proses destilasi meliputi penguapan dan pengembunan air. Air yang terkontaminasi menguap karena mendapat kalor dari absorber, bagian yang menguap hanya air sedangkan bahan kontaminasi tertinggal di absorber. Uap naik ke atas dan bersentuhan dengan kaca, karena temperatur kaca bagian luar lebih rendah dari temperatur bagian dalam destilator maka air mengembun. Embun mengalir ke saluran keluar karena posisi kaca yang miring.

Gambar 2.1 Skema alat destilasi energi surya yang umum

2.2 Unjuk Kerja Alat Destilasi Tenaga Surya

  Unjuk kerja alat destilasi energi surya dinyatakan dengan jumlah air destilasi yang dihasilkan dan efisiensi alat destilasi.

  Efisiensi harian dari sebuah penyuling dapat dinyatakan dalam panas laten dari produksi air harian sebagai fraksi udara yang masuk.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Efisiensi alat destilasi didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah radiasi surya yang datang ke destilator dan ke luasan reflektor selama waktu tertentu. Efisiensi laten dapat dihitung dengan persamaan (Arismunandar, 1995):

  m . h g fg

  (2.1)

  η = L t A ∫ G . dt

  

C

  dengan :

  2 A : luasan alat destilasi dan reflektor (m ) C

  dt : lama waktu pendidihan (detik)

  2 G : radiasi surya yang datang (W/m )

  h : panas laten air (J/(kg))

  fg

  m : massa uap air (kg)

  g

2.3 Penelitian Yang Pernah Dilakukan

  Alat destilasi energi surya konvensional umumnya dapat menghasilkan air bersih 2 liter per hari tiap satu meter persegi luasan kolektor.

  Keuntungan alat destilasi energi surya sebagai penjernih air diantaranya tidak memerlukan biaya tinggi dalam pembuatannya, pengoperasian dan perawatannya mudah (Kunze, 2001). Alat destilasi air laut energi surya menggunakan arang sebagai absorber sekaligus sebagai sumbu

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  menghasilkan efisiensi 15% diatas alat destilasi jenis sumbu. Pada penelitian ini alat destilasi diposisikan miring dan air laut dialirkan dari satu sisi alat kesisi lain yang lebih rendah (Naim et. al., 2002a). Penelitian alat destilasi energi surya menggunakan penyimpan panas dengan material

  2

  berubah fasa menghasilkan air destilasi 4,536 L/m dalam 6 jam atau setara dengan efisiensi 36,2%. Material penyimpan panas yang digunakan adalah air lilin parafin dan minyak parafin. Dengan menggunakan bahan penyimpan panas alat destilasi ini dapat bekerja siang dan malam (Naim et. al., 2002b). Penelitian alat destilasi surya satu tingkat menggunakan aspal sebagai penyimpan panas dapat bekerja siang dan malam. Efisiensi yang dihasilkan sampai 51%. Proses destilasi pada malam hari memberikan kontribusi sebanyak 16% dari total air destilasi yang dihasilkan. Alat destilasi ini dilengkapi dengan penyembur air (Badran, 2007). Penelitian

  2

  alat destilasi energi surya jenis kolam tunggal seluas 3m di Amman, Jordania menggunakan campuran garam, pemberian warna lembayung dan arang untuk meningkatkan daya serap air terhadap energi surya menghasilkan peningkatan efisiensi sebesar 26% (Nijmeh et. al., 2005)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Skema Alat Penelitian

  Alat destilasi air energi surya pada penelitian ini terdiri dari 2 (dua) konfigurasi alat:

  1. Alat destilasi tanpa menggunakan reflektor (Gambar 3.1)

  2. Alat destilasi dengan menggunakan reflektor (Gambar 3.2)

Gambar 3.1 Skema alat destilasi tenaga surya tanpa menggunakan reflektor kaca

  Tangki air destilasi Tangki air terkontaminasi Alat destilasi _{Saluran air keluar}

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

reflektor

Tangki air terkontaminasi

  Saluran air keluar Tangki air destilasi

Gambar 3.2 Skema alat destilasi energi surya menggunakan reflektor

  Selain alat utama seperti Gambar 3.1 dan 3.2, digunakan alat-alat pendukung sebagai berikut:

  1. Stopwatch Digunakan untuk mengukur waktu volume air yang keluar dan intensitas cahaya.

  2. Solar meter Digunakan untuk mengukur intensitas energi surya yang datang

  3. Termokopel Dipakai untuk megetahui suhu kaca alat destilasi dan suhu air di dalam alat destilasi.

  4. Gelas ukur Dipakai untuk menghitung volume air yang keluar dari alat destilasi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  11

  3.2 Variabel Yang Divariasikan

  Berikut adalah variabel yang divariasikan: Konfigurasi alat destilasi: (1) tanpa menggunakan reflektor dan (2) menggunakan reflektor Ketinggian air di dalam kotak destilasi: 5 mm, 7,5 mm, dan 10 mm.

  (a) Posisi air 5 mm (b) posisi air 7,5 mm (c) Posisi air 10 mm

Gambar 3.3 Variasi ketinggian air terhadap alat destilasi

  3.3 Variabel Yang Diukur

  1. Temperatur mula-mula (T )

  f1

  2. Temperatur air setelah selang waktu tertentu (T )

  f2

  3. Jumlah massa / volume air destilasi yang dihasilkan (m )

  f

  4. Radiasi surya yang datang

  5. Lama waktu pencatatan data

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  12

  Untuk pengukuran temperatur digunakan termokopel, untuk pengukuran tekanan digunakan manometer, dan untuk pengukuran intensitas energy surya yang datang digunakan pyranometer.

3.4 Prosedur Penelitian

  Secara rinci prosedur penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut:

  1. Penelitian diawali dengan penyiapan alat seperti pada Gambar 3.1 dan 3.2.

  2. Kedua konfigurasi alat dipanasi dengan energi surya secara bersamaan.

  3. Pengambilan data dilakukan setiap 10 menit selama 2 hari untuk tiap variasi jumlah massa / volume air dalam alat destilasi.

  4. Data yang dicatat adalah temperatur air mula-mula (T ), temperature

  f1

  air selang waktu tertentu (T ), jumlah massa / volume air destilasi yang

  f2

  dihasilkan (m), radiasi surya yang datang (G) dan waktu pencatatan data.

  5. Sebelum melanjutkan pengambilan data untuk variasi berikutnya kondisi alat destilasi haru didiamkan agar kembali kondisi awal sebelum dilakukan pengambilan data berikutnya. Pengolahan dan analisa data diawali dengan melakukan perhitungan pada parameter-parameter yang diperlukan dengan menggunakan persamaan

  2.1, 2.2 dan 2.3. analisa akan mudah dilakukan dengan membuat grafik hubungan jumlah massa/volume air destilasi pada semua alat dan variasi jumlah massa/volume air dalam alat destilasi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

  Dalam pengambilan data secara keseluruhan terdapat 3 variasi, yaitu:

  1. Ketinggian air 5 mm di dalam kotak destilasi yang memakai reflektor dan tanpa reflektor

  2. Ketinggian air 7,5 mm di dalam kotak destilasi yang memakai reflektor dan tanpa reflektor

  3. Ketinggian air 10 mm di dalam kotak destilasi yang memakai reflektor dan tanpa reflektor Secara lengkap data dari tiga variasi tersebut dapat dilihat secara berurutan pada tabel 4.1 samapai 4.6 sebagai berikut dengan t1 adalah suhu air dalam kotak destilasi dan t2 adalah suhu permukaan kaca kotak destilasi:

Tabel 4.1 data pada variasi ketinggian air 5 mm di dalam kotak destilasi yang memakai reflektor dan tanpa reflektor pada percobaan pertama.

  54 540

  51

  61

  76 640

  76

  48 85 973

  61

  62

  73

  25 80 300

  51

  67

  75

  78

  53 75 190

  68

  48

  83

  25 70 966

  56

  66

  54 440

  82

  61 65 1070

  65

  45 90 927

  69

  76

  84

  53 total 820 total

  65

  70

  82

  54 349 80 120

  64

  82 820

  86

  54 115 991

  61

  78

  51 1003 80 110

  62

  61

  76 780

  82

  52 105 940

  62

  75

  83

  49 947 60 100

  62

  70 720

  80

  51 95 902

  61

  25 60 991

  menit ke G

  54

  61

  49 25 265

  62

  66

  67

  10 20 973

  48

  58

  66 160

  69

  46 15 1009

  62

  59

  67

  10 10 926

  43

  51

  53 110

  63

  53 5 850

  52

  43

  53

  249

  (W/m²) reflektor tanpa reflektor t1 (°C) t2 (°C) V (ml) t1 (°C) t2 (°C) V (ml)

  51 240

  46

  48

  70

  64

  56 380

  75

  48 55 1020

  59

  64

  69

  20 50 744

  45

  58

  59 320

  43 45 580

  10 30 311

  56

  64

  65

  15 40 353

  43

  54

  53 300

  61

  43 35 372

  57

  44

  60

  80 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  74 560

  51

  62

  74 670

  84

  53 85 978

  61

  73

  83

  60 80 931

  56

  63

  83

  78

  56 75 980

  61

  72

  82

  40 70 788

  60

  60

  68 460

  80

  55 65 922

  60

  90 90 801

  69

  79

  79

  53 total 880 total 150

  64

  62

  75

  54 540 150 120

  64

  70 880

  81

  53 115 988

  63

  69

  49 969 120 110

  63

  61

  63 800

  73