Proses efek pendinginan berlangsung dari titik C – A’ – A. Pada proses ini terjadi dua proses yaitu proses pendinginan oleh refrigerant isokhorik
refrigerant, dan proses penguapan tekanan konstan isobaric penguapan.
2.2 Adsorben
2.2.1 Karbon Aktif
Karbon aktif adalah suatu bahan berupa karbon armof yang sebagian besar teridiri atas karbon bebas serta memiliki “permukaan dalam” internal surface
sehingga mempunyai kemampuan daya serap yang baik. Daya serap dari karbon aktif umumnya bergantung pada senyawa karbon sehingga 85 sampai 95
karbon bebas Taufan, 2008. Karbon aktif dibagi atas 2 tipe, yaitu karbon aktif sebagai pemucat dan
sebagai penyerap uap. Karbon aktif sebagai pemucat biasanya berbentuk bubuk yang sangat halus, digunakan dalam fase cair, berfungsi untuk memindahkan zat-
zat pengganggu yang menyebabkan warna dan bau yang tidak diharapkan, membebaskan pelarut dari zat-zat pengganggu dan kegunaan lain yaitu pada
industri kimia. Diperoleh dari serbuk-serbuk gergaji, ampas pembuatan kertas atau dari bahan baku yang mempunyai densitas kecil dan mempunyai struktur yang
lemah Purba, 2013.
Gambar 2.3 Adsorben Karbon Aktif Sumber : Purba, 2013
Adsorben karbon aktif yang digunakan dalam penelitian ini terbuat dari cangkang kelapa. Adapun sifat dari adsorben karbon aktif yang digunakan adalah
sebagai berikut ini. Tabel 2.1 Sifat Adsorben Karbon Aktif.
No. Sifat Adsorben Karbon Aktif
Nilai Sifat Karbon Aktif 1.
Massa Jenis 352,407 – 544,629 m
3
Kg 2.
Pore Volume 0,56 – 1,20 cm
3
g 3.
Diameter rata – rata pori 15-25 Å
4. Regeneration Temperatur
100 140 C
5. Ukuran Karbon Aktif
3 mm Purba, 2013
Untuk lebih jelasnya perhatikan bagian-bagian dari struktur satu adsorben karbon aktif berikut ini.
Gambar 2.4 Struktur Karbon Aktif sumber : Purba, 2013
Pada adsorben berpori mikro seperti karbon aktif, salah satu teori yang paling sering digunakan untuk memberi gambaran adsorpsi fisik molekul gas
adalah teori pengisian volume pori mikro TVFM, Theory Of Volume Filling of Micropores
yang dikembangkan oleh M.M Dubinin. Berbeda dengan teori – teori
sebelumnya yang memberikan gambaran fisik berupa pembentukan satu atau lebih lapisan film adsorpsi pada permukaan adsorben. Teori pengisian volume mikro
menekankan bahwa adsorpsi tidak terjadi melalui pembentukan lapisan film adsorpsi tetapi berupa pengisian volume dalam ruang adsorpsi dan zat yang
teradsorpsi berada dalam bentuk cair Wuntu dan Kamu, 2008. Persamaan adsorpsi dapat dilihat dibawah ini :
W = W exp
�– ��
�
� 2.1
Dimana : W = Volume adsorbat yang terkondensasi pada suhu T dan tekanan
Relative PP cm
3
gr T = Suhu mutlak K
P = Tekanan parsial adsorbat tekanan kondensasi atm P = Tekanan uap jenuh adsorbat tekanan evaporasi atm
W = Volume
total pori mikro yang dapat diakses oleh adsorbat cm
3
gr A = kemampuan adsorpsi dari karbon aktif
E = Energy adsorpsi Jmole
n = parameter yang bergantung pada jenis adsorbat. Dalam persamaan ini, parameter n pada persamaan Dubinin – Astakhov
ditetapkan memiliki nilai 2 sehingga persamaan Dubinin – Astakhov dinyatakan dalam bentuk :
W = W exp
�– ��
2
� 2.2
Persamaan 2.2 selanjutnya dapat diubah ke dalam bentuk : Ln W = LnW
- 1E
2
A
2
2.3 Dimana :
A = R.T Ln P P
2.4 Sehingga bentuk persamaan linear model Isoterm adsorpsi DR adalah :
Ln W = LnW - 1E
2
[R. T Ln P0P ]
2
2.5
2.2.2 Pembuatan Karbon Aktif
Untuk membuat arang aktif, setidaknya minimal dilakukan dengan 2 cara. antara lain:
1. Karbonisasi atau pembuatan arang dari batok kelapa tua
2. Aktivasi arang batok
Untuk membuat arang dari batok kelapa perlu memenuhi syarat antara lain tempurung dari kelapa tua dan berkadar air rendah. Syarat ini akan memudahkan
proses pengarangan, pematangannya akan berlangsung baik dan merata. Prinsip dasar aktivasi arang aktif adalah destilasi kering atau pirolisis yaitu pembakaran
tanpa menggunakan udara atau oksigen dengan suhu tinggi Purba, 2013. Berikut cara kerja pembuatan arang aktif:
1. Karbonisasi atau pembuatan arang
Untuk membuat arang ada beberapa cara, yang pertama cukup dimasukkan ke dalam drum minyak, kemudian tempurung dibakar saat awal saja, kemudian
setelah menyala ditutup. Harap ingat, drum harus dikasih lubang udara sedikit untuk melihat apakah arang sudah jadi atau belum, bisa dilihat dari indikasi asap
yang keluar. Cirinya adalah jika asap tebal dan putih, berarti batok sedang mengering,
jika asap tebal dan kuning, berarti sedang terjadi pengkarbonan, Pada fase ini
sebaiknya tungku ditutup dengan maksud agar oksigen pada ruang pengarangan serendah-rendahnya sehingga diperoleh hasil arang yang baik. Untuk pengaturan
udara di dalam tungku bisa diatur dengan membuka tutup lubang udara. Kemudian jika asap semakin menipis dan berwarna biru, berarti
pengarangan hampir selesai, tunggu sampai arang menjadi dingin. Setelah dingin arang bisa di bongkar.
2. Aktivasi Arang Aktif
Adapun prosedur atau langkah-langkah untuk mengaktifkan karbon dapat dilakukan dengan berikut ini.
a. Arang dimasukkan ke dalam tangki aktivasi pirolisis dan ditutup rapat.
b. Pastikan sambungan pipa pendingin, dan termocouple untuk pengamatan
temperatur berfungsi sebagaimana mestinya. c.
Alirkan air pendingin ke dalam pipa pendingin, kemudian kompor tungku pirolisis mulai dinyalakan. Kompor bisa menggunakan bahan bakar
minyak tanah atau solar. Pengaturan api bisa diatur menggunakan
kompresor.
d. Melakukan pengamatan terhadap kerja dari tungku aktivasi dengan
mengamati kenaikan temperatur. Temperatur selama proses sekitar 600°C, apabila temperatur telah mencapai 600°C dan terlihat pada ujung
pendingin tidak adanya tar cairan berwarna coklat yang keluar, ditandai dengan adanya gelembung air, maka pembakaran dipertahankan selama 3
jam. Setelah waktu tersebut proses telah selesai. Kemudian api dimatikan, dan tungku aktivasi dibiarkan sampai dingin, setelah itu bisa dibuka dan
dikeluarkan untuk dilakukan penggilingan sesuai mesh yang diinginkan.
Arang aktif atau karbon aktif siap digunakan. 2.2.3 Kegunaan Karbon Aktif
Karbon aktif digunakan secara luas dalam industri kimia, makanan dan farmasi. Pada umumnya karbon aktif digunakan sebagai bahan penyerap dan
penjernih. Dalam jumlah yang kecil digunakan juga sebagai katalisator. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam tabel berikut ini.
Tabel 2.2 Kegunaan Karbon Aktif No.
Pemakaian Kegunaan
1. Industry obat dan makanan Menyaring, penghilangan baud an rasa
2. Minuman keras dan ringan Penghilangan warna, bau pada inuman
3. Kimia perminyakan Penyulingan bahan mentah
4. Pembersih air Penghilang warna, bau penghilangan
resin 5. Pelarut yang digunakan kembali Penarikan kembali berbagai pelarut
6. Pemurnian gas Menghilangkan sulfur, gas beracun,
bau busuk asap 7. Katalisator
Reaksi katalisator pengangkut vinil kholorida , vinil asetat
Pratama,2009
Syarat mutu karbon aktif menurut Standar Industri Indonesia SII No. 0254-79 adalah seperti tabel berikut ini.
Tabel 2.3 Standar Mutu Karbon Aktif No.
Jenis Uji Satuan
Persyaratan 1.
Bagian yang hilang pada pemanasan Maksimum 15
2. Air
Maksimum 10 3
Abu Maksimum 2,5
4. Bagian yang tidak mengarang
Maksimum 2,5 Purba,2013
2.3 Refrigeran
Refrigeran adalah fluida kerja utama pada suatu siklus pendingin refrigerasi yang berfungsi menyerap panas pada temperature dan tekanan rendah
dan membuang panas pada temperature dan tekanan tinggi. Umumnya refrigerant yang digunakan adalah zat tunggal, tetapi adakalanya beberapa refrigerant akan
dicampur untuk menghasilkan refrigerant baru dengan sifat yang diinginkan Ambarita, 2013.
Berikut istilah – istilah campuran dari campuran refrigerant tersebut. 1.
Blends adalah campuran beberapa refrigerant murnitunggal. Misalnya R- 22 dengan R-134a.
2. Azeotropic jika campuran refrigerant memiliki sifattitik yang sama saat
menguap dan mengembun. Dengan kata lain campuran ini tidak dapat dipisahkan dengan cara destilasi.
3. Zeotropic jika campuran mempunyai titik didih dan titik embun yang
berbeda. 4.
Glide adalah perbedaan temperature yang terjadi pada saat perubahan fasa.
2.3.1 Metanol
Untuk terjadinya suatu proses pendinginan diperlukan suatu bahan yang mudah dirubah bentuknya dari gas menjadi cair atau sebaliknya. Adapun sifat
Metanol dapat dilihat seperti tabel berikut ini Purba,2013. Tabel 2.4 Sifat Metanol
No. Sifat Metanol
Nilai Sifat Metanol 1.
Massa Jenis cair 787 Kgm
3
2. Titik Lebur
-97.7 C
3. Titik Didih
64,5 C
4. Klasifikasi EU
Flamamable F, Toxic T 5.
Panas Laten Penguapan L
e
1100 kJkg Purba, 2013
Metanol juga dikenal sebagai metil alkohol, wood alcohol atau spiritus. Metanol merupakan bentuk alkohol paling sederhana. Pada keadaan atmosfer,
