Destilator air energi termal surya jenis konvensional menggunakan pendingin air dengan kaca ganda.

(1)

INTISARI

Air merupakan kebutuhan pokok manusia yang harus terpenuhi dalam kehidupan sehari-hari. Sumber daya air di Indonesia berlimpah-limpah karena wilayah Indonesia di kenal dengan nama Negara Maritim dan banyak dikelilingi oleh banyak lautan, ini bukan menjadi jaminan bagi warga Indonesia mendapatkan pasokan air bersih dan layak di konsumsi. Hal ini disebabkan sudah sangat langkanya mendapatkan air bersih karena di Indonesia sendiri sudah banyak pabrik-pabrik yang berdiri, ini menyebabkan air bersih menjadi terkontaminasi zat-zat berbahaya yang di keluarkan oleh pembuangan pabrik-pabrik. Untuk menghilangkan zat-zat yang mengganggu kesehatan dan menyebabkan penyakit, perlu dilakukan pengolahan terlebih dahulu. Salah satu cara pengolahan air terkontaminasi adalah destilasi.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil dan membandingkan unjuk kerja (efisiensi) dari alat destilasi air energi surya konvensional dan alat destilasi air energi surya dengan menggunakan kaca ganda. Variasi yang digunakan adalah ketinggian air 1.5 cm, 2.0 cm, 2.5 cm pada kotak destilator, debit aliran air pendingin kaca, dan memasukkan air pendingin kaca ke bak destilasi.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi aktual tertinggi pada alat destilasi menggunakan kaca tunggal berpendingin udara yaitu sebesar 33,45 %

pada (G) 523,34 watt/m2. Namun untuk keseluruhan alat destilasi jenis kaca ganda

berpendingin air maupun alat destilasi jenis kaca tunggal berpendingin udara, alat destilasi konvensional (alat destilasi menggunakan kaca tunggal berpendingin udara), memperoleh efisiensi aktual tertinggi sebesar 33,45 % rata-rata (G) 523,34 watt/m2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil air destilasi terbanyak pada alat destilasi menggunakan kaca tunggal berpendingin udara ditunjukan pada ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 180 ml/10 s, dengan hasil 1,94 liter per hai

(2)

ABSTRACT

Water is a basic human needs that must be met in everyday life. Water resources is very larges in Indonesia because Indonesian territory known by the name of the State Maritime and many are surrounded by many oceans, this is not a guarantee for the citizens of Indonesia to get a supply of clean water and decent in consumption. This is already very rare to get clean water as in Indonesia itself has many factories were established, this causes the water becomes contaminated with harmful substances were released by the disposal factories. To eliminate substances that damage the health and cause disease, treatment needs to be done first. One of processing contaminated water is destillation.

This study attempts to determine and compare the results of the performance (efficiency) of solar energy water distillation appliance of conventional and solar energy water destillation equipment using double glazing. Variation used is water height 1.5 cm, 2.0 cm, 2.5 cm at the box distillation, cooling water flow rate of glass, and the glass insert cooling water bath to destillation.

The results showed that the highest actual efficiency of the distillation apparatus using air-cooled single glass that is equal to 33.45 % in (G) 523,34 watt / m2. But for the entire instrumen distillation water-cooled type of double glazing or glass distillation equipment type air-cooled single, conventional distillation apparatus (distillation apparatus using a single glass air-cooled)to obtain the highest actual efficiency of 33,45 % average on (G) 523,34 watt/m 2. The results showed that the majority of distilled water result in a distillation apparatus using air-cooled single glass is shown at a height of 2.8 cm distillation water bath to variation of the glass discharge cooling water flow of 180 ml/10s, with a result of 1.94 liters per day.

(3)

DESTILATOR AIR ENERGI TERMAL SURYA JENIS

KONVENSIONAL MENGGUNAKAN PENDINGIN AIR

DENGAN KACA GANDA

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1

Program Studi Teknik Mesin

Oleh:

FRANSISKUS XAVERIUS RIAN KRISTI PRATAMA

NIM : 115214045

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

(4)

WATER SOLAR THERMAL ENERGY DESTILLATOR USING

CONVENTIONAL TYPES OF WATER COOLERS WITH

DOUBLE GLASSES

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of The Requirements To Obtain The Sarjana Teknik Degree

in Mechanical Engineering

Presented by:

FRANSISKUS XAVERIUS RIAN KRISTI PRATAMA

NIM : 115214045

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA 2015

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

vii

INTISARI

Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi aktual tertinggi pada alat destilasi menggunakan kaca tunggal berpendingin udara yaitu sebesar 33,45 %

pada (G) 523,34 watt/m2. Namun untuk keseluruhan alat destilasi jenis kaca ganda

(10)

viii

ABSTRACT

(11)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan berkah-Nya, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir. Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Banyak hambatan yang dialami penulis selama proses penulisan skripsi. Namun karena kuasa Tuhan Yang Maha Esa, bantuan dan keterlibatan berbagai pihak, penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan baik. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih atas segala bantuan, dukungan dan dorongan, baik secara moral, material dan spiritual antara lain kepada :

1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Si., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta atas segala yang telah diberikan selama penulis belajar di Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, S.T, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin atas segala yang telah diberikan selama penulis belajar di Program Studi Teknik Mesin.

3. Ir. Rines, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah

memberikan saran, kritik dan bimbingan selama penulis belajar di Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

4. Doddy Purwadianto, S.T.,M.T., selaku Dosen Pembimbing Skripsi yang telah

memberikan waku, tenaga dan pikiran selama penulisan skripsi.

5. Ir. Franciscus Asisi Rusdi Sambada, M.T., atas bantuan selama proses

penelitian.

6.

Segenap dosen dan staff Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Sanata

Dharma, Yogyakarta atas segala kerjasama, pelayanan dan bimbingan selama penulis menempuh kuliah dan proses penulisan skripsi.

(12)

(13)

xi DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... v

LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI ... vi

INTISARI ... vii

ABSTRACT ... viii

KATA PENGANTAR ... ix

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xv

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 3

1.3 Tujuan Penelitian ... 3

1.4 Batasan Masalah ... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 4

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Landasan Teori ... 6

2.2 Persamaan yang Digunakan ... 8

2.3 Penelitian yang Pernah Dilakukan ... 9

2.4 Jenis-jenis Destilasi ... 11

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Alat Penelitian ... 15

3.2 Alat yang Mendukung Dalam Pengambilan Data ... 17

3.3 Variabel yang Divariasikan ... 18

3.4 Parameter yang Diukur ... 18

(14)

xii BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian ... 20

4.2 Pembahasan ... 27

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 42

5.2 Saran ... 43

DAFTAR PUSTAKA ... 44

(15)

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air kaca 16 ml/s dengan ketinggian air 15 mm hari pertama dan hari kedua ...21 Tabel 2 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang

datang dengan aliran air kaca 16 ml/s dengan ketinggian air 20 mm hari ketiga dan hari ke empat ...21 Tabel 3 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang

datang dengan aliran air kaca 16 ml/s dengan ketinggian air 25 mm hari ke lima dan ke enam ...22 Tabel 4 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang

datang dengan aliran air kaca pendingin 18 ml/s pada hari ke tujuh dan hari ke delapan ...22 Tabel 5 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang

datang dengan aliran air kaca pendingin 14.5 ml/s pada hari ke sembilan dan hari ke sepuluh ...23 Tabel 6 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang

datang dengan aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak destilator pada hari ke sebelas ...23 Tabel 7 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang

dengan aliran air kaca 16 ml/s dengan ketinggian air 15 mm hari pertama dan hari kedua pada destilasi kovensional ...24 Tabel 8 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang

dengan aliran air kaca 16 ml/s dengan ketinggian air 20 mm hari ke tiga dan hari ke empat pada destilasi kovensional ...24 Tabel 9 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang

dengan aliran air kaca 16 ml/s dengan ketinggian air 25 mm hari ke lima dan hari ke enam pada destilasi kovensional ...25

(16)

xiv

Tabel 10 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air kaca pendingin 18 ml/s pada hari ke tujuh dan hari ke delapan pada destilasi konvensional ...25 Tabel 11 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air kaca pendingin 14.5 ml/s pada hari ke sembilan dan hari ke sepuluh pada destilasi konvensional ...26 Tabel 12 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak destilator pada hari ke sebelas pada destilasi konvensional ...26 Tabel L1 Tabel sifat air dan uap ...46

(17)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Skema alat destilasi air energi surya yang umum ...6 Gambar 2 Mekanisme perpindahan massa uap air pada destilator

konvensional ...7 Gambar 3 Skema alat destilasi energi surya konvensional menggunakan

pendingin kaca ganda ...16 Gambar 4 Alat destilasi energi surya konvensional dengan pendingin kaca

tunggal ...16 Gambar 5 Grafik hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang pada

variasi debit aliran air pendingin kaca 16 ml/s terhadap variasi: a) dengan ketinggian air dalam bak destilator 15 mm, b) dengan ketinggian air dalam bak destilator 20 mm, c) dengan ketinggian air dalam bak destilator 25 mm ...32 Gambar 6 Grafik hubungan efisiensi aktual dan energi yang datang pada variasi: a) ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 18 ml/s, b) ketinggian air bak destilator 2,8 cm

terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 14.5 ml/s, dan c) aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak

destilator ...33 Gambar 7 Grafik hubungan efisiensi aktual dan efisiensi teoritis pada variasi

debit aliran air pendingin kaca 16 ml/s terhadap variasi: a) dengan ketinggian air dalam bak destilator 15 mm, b) dengan ketinggian air dalam bak destilator 20 mm, c) dengan ketinggian air dalam bak destilator 25 mm ...34 Gambar 8 Grafik hubungan efisiensi teoritis dan efisiensi aktual pada variasi: a)

ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 18 ml/s, b) ketinggian air bak destilator 2,8 cm

terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 14.5 ml/s, dan c) aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak destilator ...35

(18)

xvi

Gambar 9 Grafik hubungan efisiensi hasil massa air destilasi menggunkan kaca ganda berpendingin air dengan alat destilasi menggunakan kaca tunggal berpendingin udara pada variasi debit aliran air pendingin kaca 16 ml/s terhadap variasi: a) dengan ketinggian air dalam bak destilator 15 mm, b) dengan ketinggian air dalam bak destilator 20

mm, c) dengan ketinggian air dalam bak destilator 25 mm ...37

Gambar 10 Grafik hubungan hasil massa air destilasi menggunkan kaca ganda berpendingin air dengan alat destilasi menggunakan kaca tunggal berpendingin udara pada variasi: a) ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 18 ml/s, b) ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 14.5 ml/s, dan c) aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak destilator ...38

Gambar 11 Grafik perbandingan hasil massa uap air dan hasil massa air destilasi dengan variasi debit aliran air pendingin kaca 16 ml/s terhadap variasi: a) dengan ketinggian air dalam bak destilator 15 mm, b) dengan ketinggian air dalam bak destilator 20 mm, c) dengan ketinggian air dalam bak destilator 25 mm ...39

Gambar 12 Grafik perbandingan hasil massa uap air dan hasil massa air destilasi dengan variasi: a) ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 18 ml/s, b) ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 14.5 ml/s, dan c) aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak destilator ...40

Gambar L.1 Logger (Biru) dan Stalker (Merah) ...48

Gambar L.2 Dallas Semiconductor Temperature Sensors (TDS) ...48

Gambar L.3 Solarmeter ...48

Gambar L.4 Penampung Air Hasil Destilasi ...48

Gambar L.5 Alat Destilasi Air Energi Surya Jenis Absorber Kain Menggunakan Kaca Tunggal Berpendingin Udara ...48 Gambar L.6 Alat Destilasi Air Energi Surya Jenis Kaca Ganda Berpendingin

(19)

xvii

Air ...49 Gambar L.7 Mekanisme Pengatur Debit Aliran Air ...49 Gambar L.8 Bak Penampung Air Sisa Aliran Absorber dan Pendingin ...49

(20)

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan pokok manusia yang harus terpenuhi dalam kehidupan sehari-hari. Sumber daya air di Indonesia berlimpah-limpah karena Wilayah Indonesia di kenal dengan nama Negara Maritim dan banyak dikelilingi oleh banyak lautan, ini bukan menjadi jaminan bagi warga Indonesia mendapatkan pasokan air bersih dan layak di konsumsi. Bahkan banyak manusia harus rela mencari air bersih dengan berjalan kaki dengan jarak yang jauh. Hal ini disebabkan sudah sangat langkanya mendapatkan air bersih.

Di Indonesia sendiri sudah banyak pabrik-pabrik yang berdiri, ini menyebabkan air bersih menjadi terkontaminasi zat-zat berbahaya yang di keluarkan oleh pembuangan pabrik-pabrik. Bahkan di daerah-daerah terpencil di Indonesia air bersih dan layak di konsumsi sudah sangat jarang didapatkan. Ditambah sudah banyak sumber air bersih mengalami kekeringan. Hal ini menyebabkan banyak masyarakat mengkonsumsi air yang buruk, dan kelama-lamaan dapat mengangu kesehatan badan kita. Dari beberapa masalah tersebut tentu ini sangat menggangu untuk kelanjutan hidup manusia, karena air dan manusia sudah tidak bisa terpisahkan kembali.

Terdapat beberapa langkah untuk mengatasi permasalahan air kotor yang sudah terkontaminasi. Salah satu caranya untuk menjerihkan air yang sudah terkontaminasi dengan menggunakan destilasi air tenaga surya. Destilasi air

(21)

tenaga surya dengan pemanfaatan panas dari sinar matahari, ini dapat didukung

dengan letak Indonesia secara astronomis berada antara 6LU – 11 LS dan 95BT-

141BT yang merupakan lintang rendah ini menyebabkan Indonesia beriklim tropis. Permasalahan alat destilasi air tenaga surya terletak pada masih rendahnya efisiensi yang dihasilkan. Seperti pada alat destilasi air tenaga surya konvensional umumnya berbentuk kotak yang disebut kotak destilator. Kotak destilator terbagi menjadi 2 (dua) komponen utama yakni bak air dan kaca penutup. Bak air berfungsi menyerap energi surya untuk menguapkan air sehingga air terpisah dari zat yang terkontaminasi. Sedangkan kaca penutup pada alat ini berfungsi untuk tempat mengembunnya uap air sehingga dihasilkan air bersih yang langsung dapat di konsumsi.

Bak destilator konvensional energy surya dengan menggunakan pendingin kaca ganda sangat cocok untuk diterapkan dalam mengatasi permasalahan keterbatasan air yang ada di Indonesia, karena pembuatan yang sangat sederhana dan air yang digunakan untuk mendinginkan kaca tersebut dapat menggunakan air terkontaminasi, dan prinsip kerna yang relatih sederhana karena memanfaatkan energy yang mudah dan murah. Keuntungan alat destilator surya sebagai penjernih air diantaranya tidak memerlukan biaya tinggi dalam pembuatannya, alat dan bahannya mudah didapat dipasaran, pengoperasian dan perawatan mudah. Selain itu, destilator yang dilengkapi dengan menggunakan air pendingin kaca ganda adalah solusi dari permasalahan pada destilator energy surya konvensional.

(22)

1.2 Rumusan Masalah

1. Penelitian tentang alat destilasi surya jenis kaca ganda berpendingin air belum banyak dilakukan oleh para ahli.

2. Alat destilasi surya jenis kaca ganda berpendingin air dengan ukuran dan kemiringan tertentu belum banyak dilakukan penelitian.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin didapatkan pada penelitian ini :

1. Membuat model alat destilasi air tenaga surya kaca ganda berpendingin air dan model alat destilasi air energi surya menggunakan kaca tunggal berpendingin udara.

2. Mengetahui unjuk kerja antara alat destilasi air energi surya menggunakan kaca tunggal berpendingin udara dan alat destilasi air energi surya menggunakan kaca ganda berpendingin air.

1.4 Batasan Masalah

1. Pada alat destilator pendingin air kaca tunggal menggunakan 3 variasi yaitu,

menaikan ketinggian bak destilator (bak ayam), menaikan debit aliran air pendingin kaca, dan memasukan aliran air pendingin kaca ke dalam bak destilator.

2. Ketinggian air dalam bak destilator dinaikan sebanyak 3 kali selama 6 hari masing-masing 2 hari, dengan ketinggian bervariasi yaitu, 15 mm, 20 mm, 25 mm, dengan debit aliran air kaca pendingin yang sama yaitu 16 ml/s.

(23)

3. Pada variasi berikutnya adalah menaikan debit aliran air kaca pendingin selama 4 hari dengan debit yang berbeda yaitu, 2 hari pertama aliran air sebesar 18 ml/s, dan 2 hari kedua aliran air sebesar 14.5 ml/s, dan volume di dalam bak destilator sebesar 30 mm.

4. Pada variasi yang terakhir adalah air pendingin kaca dimasukan kedalam bak

destilator dan mengganti penampungan air kotor ( tempat minum ayam ) yang sudah dimodifikasi.

5. Pada alat destilasi air energi surya menggunakan kaca tunggal berpendingin

udara berukuran 122 cm x 72 cm x 10 cm dengan kemiringan 75o sedangkan

pada alat destilasi air energi surya jenis kaca ganda berpendingin air memiliki

ukuran 120 cm x 60 cm x 30 cm dengan kemiringan 15o

6. Alat yang digunakan waktu pengambilan data meliputi piranometer, dallas

semiconductor temperature sensors (TDS), sensor capacitive, solarmeter, microcontroller arduino.

1.5 Manfaat Penelitian

1. Dapat menguasai proses pembuatan destilasi air energi surya menggunakan

pedingin kaca ganda.

2. Dapat membantu masyarakat dengan mudah mendapatkan air bersih dengan

pemanfaatan energi alternative khususnya energi surya sehingga dapat mengurangi pencemaran alam dan penghematan energi.

3. Meningkatkan kemampuan masyarakat dalam bidang desain, perekayasaan

(24)

4. Hasil penelitian ini dapat dikembangkan dan dapat digunakan masyarakat untuk meningkatkan kesehatan dan kesejahteraan masyarakat.

(25)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Landasan Teori

Destilator energi surya adalah alat yang pada dasarnya memiliki prinsip kerja seperti alat penyulingan yaitu untuk memisahkan air dari zat yang tidak diinginkan atau zat kontaminan. Komponen utama destilator adalah bak destilator dengan kaca penutup pada bagian atas. Bak destilator memiliki fungsi sebagai tempat penampung air yang akan didestilasi dan sebagai absorber energi surya. Untuk memperbesar absorpsivitas energi surya maka bak dicat dengan warna hitam. Menurut Cengel (1998:589) cat hitam memiliki absorpsivitas sebesar 0,97 sehingga dapat menyerap energi surya dengan baik.

Gambar 1 Skema alat destilasi air energi surya yang umum

Prinsip kerja proses destilasi adalah gabungan proses penguapan dan pengembunan seperti yang terlihat pada Gambar 1. Energi surya yang datang memanasi bak destilator dan diserap oleh air terkontaminasi yang didestilasi.

(26)

Akibatnya air tersebut berubah fase dari cair menjadi gas berupa uap air. Pada proses ini, bahan-bahan yang mengkontaminasi air tidak dapat berubah fase dan terpisah dari air yang telah menjadi gas. Uap air yang bersentuhan dengan kaca akan mengembun. Pengembunan tersebut diakibatkan suhu lingkungan di bagian luar kaca lebih rendah dibandingkan suhu bak air di bagian dalam kaca sehingga panas mengalir dari uap air menuju lingkungan. Embun mengalir ke saluran keluar karena posisi kaca yang miring.

Mekanisme perpindahan masa uap air dari bak air ke kaca penutup pada alat destilasi air energi surya terjadi secara: konveksi alami, purging, dan difusi tersaji pada Gambar 2. Sebagian besar massa uap air berpindah secara konveksi alami dan hanya sebagian kecil yang berpindah secara purging dan difusi. Mekanisme yang penulis jelaskan dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 2 Mekanisme perpindahan massa uap air pada destilator konvensional

Prinsip kerja alat destilasi air energi surya adalah penguapan air yang terkontaminasi dan pengembunan uap air. Secara teoritis alat destilasi energi surya dapat menghasilkan air bersih 6 liter per hari tiap satu meter persegi luasan alat. Unjuk kerja suatu alat destilasi surya diukur dari efisiensi yang dihasilkan.

(27)

Komponen utama yang terdapat pada sebuah alat destilasi air energi surya jenis vertikal (Gambar 3) adalah absorber dan kaca penutup. Absorber berfungsi sebagai penyerap energi surya untuk memanasi air yang akan diuapkan (didestilasi). Kaca penutup berfungsi sebagai tempat mengembunnya uap air sehingga dihasilkan air bersih yang dapat langsung dikonsumsi.Absorber terbuat dari bahan yang memiliki sifat kapilaritas seperti kain atau spon.

2.2 Persamaan yang Digunakan

Efisiensi alat destilasi energi surya didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah energi surya yang datang selama waktu pemanasan (Arismunandar, 1995):



 _t C fg uap dt G A h m 0 . .

 (1)

dengan Ac adalah luas alat destilasi (m2), t lama waktu pemanasan (s), G energi surya yang datang (W/m2), hfgpanas laten air (J/(kg), dan muapmassa uap air (kg). Massa uap air (mg) dapat diperkirakan dengan persamaan matematis berikut (Arismunandar, 1995):            C W C W kon uap fg g T T P P q q h

m . 16,27.10 3. . (2)



W C



W W C W C W

kon T T T

P P P T

q _ 

           . 10 . 9 , 268 10 . 84 , 8 3 1 3 4 (3)

(28)

dengan quap adalah bagian energi matahari yang digunakan untuk proses penguapan (W/m2), qkonv bagian energi matahari yang hilang karena konveksi (W/m2), Pw tekanan parsial uap air pada temperatur air (N/m2), Pc tekanan parsial uap air pada temperatur kaca penutup (N/m2), Tw temperatur air (oc), dan Tc temperatur kaca penutup (oc).

2.3 Penelitian yang Pernah Dilakukan

Penelitian beberapa jenis alat destilasi air energi surya telah dilakukan oleh Malick (Malick dkk, 1982). Hasil yang diperoleh Malick dilanjutkan oleh Tiwari (Tiwari, 1992). Penelitian unjuk kerja alat destilasi jenis vertikal sisi tunggal dengan menggunakan absorber spon berwarna hitam menghasilkan air destilasi antara 0,275 sampai 1,31 liter/m2.hari dengan jumlah energi surya antara 8,42 sampai 14,71 MJ. Efisiensi harian berkisar antara 7,85 sampai 21,19 %. (Boukar, 2005). Penelitian tersebut dilakukan di Aljazair pada musim panas dan gugur 2003. Luasan spon yang digunakan 0,817 m2.Pada penelitian tersebut diketahui bahwa uap air yang mengembun di kaca menghalangi energi surya yang masuk. Penelitian unjuk kerja alat destilasi jenis vertikal sisi tunggal tersebut dimodifikasi dengan menambahkan kondensor pasif di bagian belakang alat destilasi (Boukar, 2007). Modifikasi tersebut menerapkan metode tetesan air terbalik yang telah diteliti sebelumnya oleh Badran yang menerapkan metode tersebut untuk kolektor pelat datar (Badran, 1992) dan untuk alat destilasi air energi surya (Badran, 1993). Penelitian modifikasi oleh Boukar tersebut dilakukan di Aljazair pada musim dingin (Desember 2005 sampai Januari 2006) dengan luas alat destilasi 0,94 m2

(29)

dan luas bagian penguapan (kondensor pasif) 0,869 m2. Produktivitas harian yang diperoleh bervariasi antara 0,863 sampai 1,32 liter/m2.hari dengan energi surya

sebesar 19,15-26,08 MJ/m2 dan temperatur lingkungan antara 10,68 sampai 15,19

C, efisiensi maksimum yang diperoleh tiap jam antara 47,69 sampai 57,85 %. Sebuah prototipe alat destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan absorber rata dengan luas 0,817 m2 terbuat dari kain spon hitam mempunyai penutup kaca dengan luas 0,876 m2 diteliti pada musim panas dari bulan Mei sampai Juli 2003 dan musim gugur dari September sampai November di daerah gurun di Adrar. Jarak kaca dengan absorber 70 mm dan tebal isolasi 35 mm. Penelitian tersebut menganalisis parameter-parameter yang mempengaruhi unjuk kerja dan produktivitas alat destilasi. Parameter yang dianalisis adalah temperatur air masuk dan keluar, temperatur sekitar, temperatur kaca, energi aurya yang datang dan posisi alat destilasi. Hasil penelitian tersebut menunjukkan unjuk kerja dan produktivitas alat destilasi air energi surya jenis vertikal sangat bergantung pada energi surya yang datang, temperatur sekitar dan posisi alat destilasi. Hasil air yang diperoleh bervariasi antara 0,5 sampai 2,3 kg/m2 (Boukar, 2004). Produktivitas destilasi air energi surya bergantung pada banyak parameter seperti kondisi cuaca, sifat termal material alat, posisi alat, kemiringan kaca, kebocoran uap dan parameter operasional lainnya (Garg, 1976). Pada alat destilasi miring menggunakan absorber kain umumnya dihasilkan air 20-50 % lebih banyak dibandingkan alat destilasi konvensional (Tanaka, 1982). Penelitian pengaruh cuaca, disain dan parameter operasional pada produktivitas alat destilasi juga diteliti oleh Yeh dan Chen (Yeh, 1986). Penelitian pengaruh regeneratif pada

(30)

destilasi air energi surya jenis vertikal juga pernah dilakukan (Wibulswas, 1984). Menurut Dunkle parameter operasional utama yang mempengaruhi unjuk kerja destilasi air energi surya adalah jumlah energi surya, temperatur sekitar, kedalaman air dalam bak dan kebocoran pada bagian dasar alat (Dunkle, 1976). Jarak kaca dan absorber yang optimum adalah 40 sampai 60 mm (Ramli, 1984). Penelitian pengaruh disain parameter terhadap unjuk kerja alat destilasi juga dilakukan oleh Headly (Headly, 1970), Singh (Singh, 1996) dan Garcia (Garcia, 1999). Penelitian menggunakan dua alat destilasi air energi surya vertikal jenis tidak langsung di Sahara pada musim dingin menghasilkan laju alir air bersih

maksimum 1,061 kg/m2.jam. Temperatur penguapan maksimum 73,26 oC pada

temperatur sekitar antara 9,05 sampai 21,76 oC. Penelitian alat destilasi air energi surya vertikal jenis gabungan antara tidak langsung dan langsung di lakukan di gurun Sahara di Adrar Aljazair. Alat destilasi tersebut menghasilkan air bersih antara 1,78 sampai 6,26 liter/m2.hari di bagian tidak langsung dan 0,55 sampai 1,93 liter/m2.hari di bagian langsung. Bagian langsung berbentuk bak dengan penampang trapesium dengan ukuran sisi panjang 0,98 m dan sisi pendek 0,84 m. Penelitian dilakukan dari bulan Mei sampai Juli 2006 dengan temperatur sekitar rata-rata 28,07 sampai 43,28 oC dan energi surya antara 28,48 sampai 22,79 MJ/m2 hari.

2.4 Jenis-jenis Destilasi

Terdapat berbagai jenis-jenis dari destilasi yang berkembang, berikut penjelasan dari berbagai jenis destilasi :

(31)

1. Destilasi Sederhana

Pada dasarnya destilasi ini memiliki pemisah yang jelas beruapa perbedaan titik didih yang jauh. Jika campuran dipanaskan maka komponen yang titik didihnya lebih rendah akan lebih menguap lebih dahulu. Destilasi ini dilakukan pada tekanan atmosfer. Aplikasi ini sering dignakan untuk memisahkan air dan alkohol.

2. Destilasi Uap

Destilasi uap dilakukan untuk mernisahkan komponen campuran pada temperatur lebih rendah dari titik didih normal komponen-komponennya. Dengan cara ini pernisahan dapat berlangsung tanpa merusak komponen yang hendak dipisahkan. Cara ini dapat dipilih jika komponen-komponen yang dipisahkan sensitif terhadap panas dan harus dijaga.

Ada dua cara melakukan destilasi uap. Yang pertama adalah dengan menghembuskan uap secara kontinu di atas campuran yang sedang diuapkan. Cara kedua adalah dengan cara mendidihkan senyawa yang dipisahkan bersama dengan pelarut yang diuapkan. Komponen yang dipisahkan dididihkan bersama-sama dengan pelarutnya. Tekanan parsial dari komponen ini secara bertahap akan mencapai kesetimbangan tekanan total sistem. Dalam model destilasi uap ini temperatur dari komponen yang dipisahkan dapat diturunkan dengan cara menguapkannya kepada uap

pembawa (carrier), biasanya uap pelarut. Temperatur penguapan dalam hal ini

lebih rendah dari temperatur didih senyawa-senyawa yang dipisahkan. Hal ini juga untuk menjaga agar senyawa-senyawa komponen yang dipisahkan

(32)

tidak rusak karena panas. Jika pelarutnya air maka uap pelarut adalah uap air. Uap pelarut ini akan membawa serta komponen.

3. Destilasi Vakum

Destilasi vakum dilakukan dengan menurunkan tekanan, dari beberapa ratus mmHg sampai 0,001 mmHg atau hampir vakum. Tujuan utamanya adalah menurunkan titik didih cairan yang bersangkutan. Hal ini dilakukan jika senyawa-senyawa target mudah terdekomposisi pada titik didihnya atau jika titik didih senyawa target susah untuk dicapai. Tambahan lagi, volatilitas relatif juga meningkat jika tekanan diturunkan.

Dengan demikian, rancangan peralatan destilasi tidak sederhana karena memerlukan sistem tertutup. Kolom destilasi biasanya mempunyai desain sebagai kolom berisi dan tertutup (packed column) untuk destilasi fraksional. Destilasi vakum tinggi (high vacuum distillation) dilakukan untuk tekanan 1-50 mmHg. Di bawah 1 mmHg destilasi dilakukan dengan kolom fraksionasi khusus. Destilasi vakum sangat berhubungan dengan destilasi fraksional. Untuk kolom fraksionasi besaran yang digunakan untuk menentukan keberlangsungan proses adalah HETP (height equivalent to a theoreticai plates) di mana harga HETP rendah merupakan indikasi sistem yang baik.

4. Destilasi Fraksionisasi

Fungsi destikasi fraksionasi adalah memisahkan komponen – komponen

cair, dua atau lebih, dari suatu larutan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Destilasi ini juga dapat digunakan untuk campuran dengan perbedaan titik didih

(33)

kurang dari 200 C dan bekerja pada tekanan atmosfer dan tekanan rendah. Aplikasi dari destilasi jenis ini biasa digunakan pada industri minyak mentah, untuk

memisahkan komponen – komponen dalam minyak mentah. Perbedaan destilasi

fraksionisasi dengan destilasi sederhana terletak pada kolom fraksionisasinya,

dalam kolom ini terjadi pemanasan secara bertahap dengan suhu berbeda – beda

(34)

15 BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Alat Penelitian

Alat destilasi yang dibuat berjumlah 2 (dua) alat, seperti pada gambar 3.1 dan gambar 3.2. Terdapat 3 bagian penting pada alat destilasi yang harus diperhatikan adalah bak variasi satu tingkat, kaca ganda dan indikator ketinggian air. Bak variasi satu tingkat terbuat dari aluminium dengan tebal 0.3 mm dengan luas pada bak T=8 cm, L=30 cm, dan panjang 120 cm. Untuk pengaturan jumlah ketinggian air di dalam bak destilator digunakan tempat air minum ayam, dikarenakan tempat minum ayam dapat konstan untuk mempertahankan ketinggian air didalam bak dengan laju aliran air yang rendah.

Skema alat destilasi energi surya pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Alat destilasi energi surya konvensional menggunakan pendingin kaca

Ganda (pada gambar 3).

2. Alat destilasi energi surya konvensional dengan pendingin kaca tunggal

(35)

Gambar 3 Skema alat destilasi energi surya konvensional menggunakan pendingin kaca ganda

Gambar 4 Alat destilasi energi surya konvensional dengan pendingin kaca tunggal

(36)

3.2 Alat yang Mendukung Dalam Pengambilan Data

1. Piranometer

Piranometer merupakan alat yang digunakan untuk mengukur radiasi

matahari, alat tersebut digunakan untuk mengkalibrasikan dengan solar meter agar dapat memberikan hasil data energi surya yang datang sama dengan hasil data energi surya yang datang pada alat piranometer.

2. Dallas Semiconductor Temperature Sensors (TDS)

Dallas Semiconductor Temperature Sensors (TDS) digunakan untuk

mengukur temperatur alat destilasi.

3. Sensor Capacitive

Sensor Capacitive alat yang digunakan untuk mengukur hasil ketinggian air dalam penampung air yang sudah didestilasi.

4. Solarmeter

Solarmeter digunakan untuk mengukur intensitas energi matahari yang

dating.

5. Microcontroller Arduino

Microcontroller Arduino merupakan aplikasi software yang digunakan

(37)

3.3 Variabel yang Divariasikan

Terdapat beberapa jenis parameter yang akan di variasikan diantaranya sebagai berikut :

1. Menaikan ketinggian bak destilator (bak ayam) dengan 3 variasi.

2. Menaikan debit aliran air pendingin kaca dengan 2 variasi.

3. Memasukan aliran air pendingin kaca ke dalam bak destilator.

3.4 Parameter yang Diukur

1. Temperatur air (TW)

2. Temperatur kaca penutup (TC)

3. Jumlah massa air destilasi dalam penampung air yang dihasilkan alat

destilasi (mD)

4. Energi surya yang datang (G)

5. Lama waktu pengambilan data (t)

6. Kelembaban udara sekitar (RHA)

7. Temperatur udara sekitar (TA)

(38)

3.5 Langkah Penelitian

Langkah penelitian yang akan dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Penelitian diawali dengan mempersiapkan alat seperti pada gambar 3.1 dan

gambar 3.2.

2. Kedua alat tersebut dijemur dibawah sinar matahari.

3. Setiap 2 jam alat dicek pada setiap sensornya dan menghitung pertambahan

etape pada setiap alat destilasi. Penghitungan etape dilakukan sampai jam 4 sore. Setelah jam 4 sore dihitung jumlah penambahan etape pada setiap alat destilasi.

4. Data yang akan dicatat adalah temperatur air (TW), temperatur kaca penutup

(TC), jumlah massa air destilasi dalam penampung air yang dihasilkan alat destilasi (mD), radiasi surya yang datang (G) dan lama waktu pencatatan data (t). Semua data tersebut sudah tercata dalam sensor dan data didalam sensor tinggal dipindahkan kedalam laptop.

5. Sebelum melanjutkan pengambilan data pada hari berikutnya kondisi

alatdestilasi harus diperiksa untuk memastikan ketinggian air saat awal dan tidak ada masalah seperti pada indikator air yang terlepas. Sehingga air yang ada pada bak destilasi masih dengan ketinggian yang sama dengan sebelumnya, dan mengecek air didalam tempat minum ayam bila air didalam minum sudah habis segera diisi dan merapikan kembali alat destilasi ditutup dengan terpal.

(39)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

1.1 Hasil Penelitian

Dalam pengambilan data penelitian secara keseluruhan ada 3 variasi alat, yaitu:

1. Variasi ketinggian air dalam bak destilator dinaikan sebanyak 3 kali selama

6 hari masing-masing 2 hari, dengan ketinggian bervariasi yaitu, 15 mm, 20 mm, 25 mm, dengan debit aliran air kaca pendingin yang sama yaitu 16 ml/s.

2. Pada variasi berikutnya adalah menaikan debit aliran air kaca pendingin selama 4 hari dengan debit yang berbeda yaitu, 2 hari pertama aliran air sebesar 18 ml/s, dan 2 hari kedua aliran air sebesar 14,5 ml/s, dan volume di dalam bak destilator sebesar 30 mm.

3. Pada variasi yang terakhir adalah air pendingin kaca dimasukan kedalam

bak destilator dan mengganti penampungan air kotor ( tempat minum ayam) yang sudah dimodifikasi.

Secara lengkap data dari tiga variasi tersebut dapat dilihat secara berurutan pada Tabel 1sampai dengan Tabel 12 dengan keterangan sebagai berikut :

(40)

Tabel 1 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air kaca 16 ml/s dengan ketinggian air 15 mm hari pertama dan hari kedua.

Tabel 2 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air kaca 16 ml/s dengan ketinggian air 20 mm hari ketiga dan hari ke empat.

1 41,79 34,26 610,78 8042,88 5429,95 2420,24 0,01 0,08 0,12 0 16,08 0 2 40,56 41,61 764,44 7549,78 7970,02 2402,81 0,00 0,01 0,01 0,01 1,09 0,47 3 40,48 48,12 820,93 7518,45 11107,37 2387,31 0,02 0,12 0,18 0,01 17,19 0,55 4 40,90 50,69 476,01 7683,55 12640,45 2381,14 0,02 0,18 0,27 0,07 44,98 4,44 5 37,54 49,13 307,62 6453,68 11691,57 2384,87 0,03 0,20 0,30 0,17 76,62 16,38 6 33,83 45,34 96,25 5307,12 9646,81 2393,94 0,03 0,16 0,24 0,19 197,87 62,00 7 34,55 43,46 340,55 5514,00 8763,62 2398,42 0,02 0,11 0,16 0,03 38,28 3,09 8 32,21 42,56 220,36 4867,64 8370,48 2400,55 0,02 0,12 0,18 0,21 66,51 28,88

454,62 0,70 32,08 15,20

Kaca Ganda dengan Ketinggian 15 mm

Jam ke- G (W/m2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)

q konv

(kW/m2) q uap

(kW/m2) mg

(kg/jam.m2) mD (liter) TC (°C) TW (°C)

η teoritis

(%)

η aktual

(%)

Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi

1 42,26 32,21 244,13 8239,70 4866,93 2425,07 0,02 0,12 0,17 0 56,94 0

2 42,53 39,11 300,93 8354,74 7003,94 2408,74 0,01 0,03 0,05 0,01 13,16 1,46 3 40,19 46,26 359,73 7405,93 10112,76 2391,73 0,01 0,08 0,12 0,01 27,20 2,69 4 40,31 51,27 400,94 7450,91 13010,99 2379,75 0,03 0,21 0,32 0,07 62,24 14,13 5 39,21 53,29 417,52 7038,11 14373,75 2374,92 0,04 0,30 0,46 0,14 86,15 25,84 6 34,93 50,08 391,12 5625,37 12258,78 2382,61 0,04 0,27 0,41 0,30 83,18 61,22 7 35,41 47,23 367,66 5772,16 10619,54 2389,43 0,03 0,18 0,27 0,07 58,97 14,72 8 34,62 45,90 356,74 5534,99 9927,93 2392,60 0,03 0,16 0,24 0,12 53,88 26,72 354,84 Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi 0,72 57,21 20,07

Kaca Ganda dengan Ketinggian 20 mm

Jam ke- _{G (W/m}2_{) P}_C (Pa) P_W (Pa) h_fg(kJ/kg) q konv (kW/m2)

q uap (kW/m2)

(kg/jam.m2) mD (liter)

T_C(°C) T_W (°C) η teoritis

(%)

η aktual (%)

(41)

Tabel 3 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air kaca 16 ml/s dengan ketinggian air 25 mm hari ke lima dan ke enam.

Tabel 4 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air kaca pendingin 18 ml/s pada hari ke tujuh dan hari ke delapan.

1 40,97 34,48 527,22 7711,22 5495,79 2419,70 0,01 0,07 0,10 0 15,01 0

2 43,00 40,57 767,19 8558,42 7552,83 2405,29 0,003 0,02 0,03 -0,04 3,45 -4,17

3 42,39 47,24 807,55 8297,20 10628,37 2389,39 0,01 0,07 0,10 -0,01 9,78 -0,63

4 41,98 50,87 791,48 8120,61 12754,14 2380,71 0,02 0,16 0,25 0,10 24,59 10,12

5 37,57 50,98 360,26 6462,30 12824,33 2380,45 0,03 0,25 0,38 0,32 84,03 70,69

6 37,63 48,47 419,75 6483,48 11307,96 2386,46 0,02 0,18 0,27 0,13 50,46 24,24

7 36,51 47,39 369,65 6115,59 10708,94 2389,04 0,02 0,17 0,25 0,16 54,25 34,15

8 34,45 45,44 311,07 5486,93 9698,63 2393,69 0,02 0,15 0,23 0,17 58,61 42,04

544,2708 0,10 30,31 37,12

Kaca Ganda dengan Ketinggian 25 mm

Jam ke- TC (°C) TW (°C) G (W/m2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)

q konv

(kW/m2) q uap

(kW/m2) mg

(kg/jam.m2) mD (liter)

Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi

η teoritis

(%) η aktual

(%)

1 41,23 31,31 534,0666 7813,59 4634,71 2427,20 0,02 0,11 0,16 0 24,32 0

2 41,36 37,23 592,9928 7867,93 6348,43 2413,21 0,01 0,04 0,06 -0,18 7,94 -23,57

3 41,94 43,54 830,7839 8107,23 8800,91 2398,22 0,00 0,01 0,02 -0,13 1,93 -12,31

4 41,95 48,90 771,741 8110,17 11554,68 2385,43 0,01 0,11 0,17 0,03 17,13 3,34

5 40,87 50,51 607,10 7672,08 12526,21 2381,58 0,02 0,18 0,26 0,17 34,33 21,70

6 40,80 51,38 717,9931 7642,41 13076,87 2379,51 0,02 0,20 0,31 0,01 33,63 0,76

7 40,20 51,11 514,1821 7408,69 12903,10 2380,15 0,03 0,21 0,31 0,63 47,83 95,80

8 37,77 49,21 355,4384 6531,23 11733,70 2384,70 0,03 0,20 0,30 0,35 65,62 77,40

615,54 0,88 25,53 14,11

Debit Aliran Kaca Pedingin 18 ml/s

Jam ke- TC (°C) TW (°C) G (W/m2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)

q konv

(kW/m2) q uap

(kW/m2) mg

(kg/jam.m2) mD (liter)

Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi

η teoritis

(%) η aktual

(42)

Tabel 5 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air kaca pendingin 14,5 ml/s pada hari ke sembilan dan hari ke sepuluh.

Tabel 6 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak destilator pada hari ke sebelas.

1 43,00 35,48 536,88 8559,45 5793,57 2417,34 0,01 0,09 0,13 0 19,47 0 2 44,23 42,69 723,75 9118,50 8426,86 2400,24 0,00 0,01 0,02 -0,04 2,18 -4,90 3 42,04 49,30 858,72 8149,41 11790,12 2384,47 0,01 0,12 0,18 -0,03 16,54 -2,90 4 42,19 53,99 892,19 8212,59 14874,19 2373,24 0,03 0,26 0,40 0,16 34,91 13,75 5 42,71 55,28 782,03 8433,01 15840,84 2370,14 0,03 0,30 0,45 0,34 45,57 34,12 6 42,25 54,56 581,48 8235,40 15295,16 2371,87 0,03 0,28 0,43 0,28 57,74 37,73 7 40,08 51,88 480,72 7363,22 13410,51 2378,29 0,03 0,23 0,35 0,26 57,97 42,28 8 37,12 49,82 396,98 6314,03 12103,84 2383,22 0,03 0,23 0,34 0,08 67,76 15,14

656,59 1,04 34,62 15,54

Debit Aliran Kaca Pedingin 14,5 ml/s

Jam ke- T_C(°C) T_W_{(°C) G (W/m}2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)

q _konv (kW/m2)

q _uap (kW/m2)

m_g

(kg/jam.m2) mD (liter)

Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi

η teoritis

(%) η aktual

(%)

1 44,47 34,68 575,94 9231,07 5551,59 2419,25 0,02 0,13 0,30 0 26,42 0

2 43,14 39,24 712,88 8623,20 7050,11 2408,44 0,01 0,04 0,49 -0,02 6,78 -2,23

3 41,87 43,36 638,77 8075,32 8717,74 2398,66 0,00 0,01 0,96 0,01 2,26 1,19

4 36,70 44,04 336,13 6176,71 9028,17 2397,04 0,01 0,09 0,64 0,09 32,12 21,82

5 38,54 43,89 691,54 6798,30 8958,38 2397,40 0,01 0,06 0,89 -0,05 10,69 -5,42

6 40,99 48,43 732,21 7720,22 11285,73 2386,55 0,02 0,12 0,37 -0,01 19,03 -1,15

7 38,18 45,23 452,99 6672,67 9593,71 2394,20 0,01 0,09 0,33 0,13 24,28 22,98

8 36,74 42,16 297,35 6189,84 8199,37 2401,50 0,01 0,06 0,10 0,11 23,00 30,53

554,73 0,27 16,10 4,83

Air Pendingin Kaca Masuk Dalam Bak Destilator

Jam ke- TC (°C) TW (°C) G (W/m2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)

q konv

(kW/m2) q uap

(kW/m2) mg

(kg/jam.m2) mD (liter)

Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi

η teoritis

(%)

η aktual

(43)

Tabel 7 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air kaca 16 ml/s dengan ketinggian air 15 mm hari pertama dan hari kedua pada destilasi kovensional.

Tabel 8 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air kaca 16 ml/s dengan ketinggian air 20 mm hari ke tiga dan hari ke empat pada destilasi kovensional.

1 48,71 38,09 551,35 11445,08 6641,88 2411,16 0,02 0,18 0,26 0 37,83 0 2 51,71 42,36 714,40 13298,02 8282,76 2401,03 0,02 0,18 0,27 0,18 29,92 19,82 3 53,93 46,67 802,33 14831,37 10323,49 2390,76 0,02 0,15 0,23 0,22 22,52 21,76 4 51,98 44,31 540,94 13475,89 9153,87 2396,39 0,02 0,15 0,22 0,23 32,13 34,32 5 44,56 42,10 360,08 9271,99 8173,18 2401,65 0,00 0,02 0,04 0,20 8,14 44,90 6 35,29 36,36 131,23 5734,63 6066,21 2415,27 0,00 0,01 0,01 0,18 4,91 111,86 7 38,99 38,62 369,79 6957,63 6826,98 2409,91 0,00 0,00 0,00 0,04 0,49 8,69 8 35,63 36,26 288,06 5836,86 6034,13 2415,51 0,00 0,00 0,00 0,13 1,12 36,41 469,77 Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi 1,19 21,80 25,24 G (W/m2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)

q konv

(kW/m2) TC (°C) TW (°C)

Pembanding dengan Ketinggian 15 mm

Jam ke- η teoritis

(%)

η aktual

(%) q uap

(kW/m2) mg

(kg/jam.m2) mD (liter)

1 48,49 39,16 492,94 11321,41 7021,34 2408,63 0,020 0,15 0,23 0 36,39 0 2 53,43 46,19 700,91 14473,18 10075,94 2391,90 0,015 0,15 0,22 0,13 25,04 15,16 3 55,74 53,37 827,56 16197,43 14428,69 2374,73 0,003 0,04 0,06 0,17 6,10 15,89 4 57,20 55,18 900,52 17381,40 15765,66 2370,37 0,003 0,04 0,06 0,20 4,92 17,13 5 51,80 51,60 662,13 13356,69 13226,46 2378,96 0,000 0,00 0,00 0,20 0,24 23,27 6 38,52 40,86 320,94 6791,19 7665,63 2404,60 0,003 0,02 0,03 0,23 7,01 56,92 7 39,98 40,83 445,27 7326,28 7653,30 2404,68 0,001 0,01 0,01 0,09 1,35 16,54 8 38,09 38,53 332,94 6641,10 6794,68 2410,13 0,000 0,00 0,00 0,15 0,67 36,66

585,40 1,17 10,28 19,77

(kg/jam.m2) mD (liter)

Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi

TC (°C) TW (°C)

η teoritis

(%)

η aktual

(%)

Pembanding dengan Ketinggian 20 mm

Jam ke- G (W/m2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)

q konv

(kW/m2) q uap

(44)

Tabel 9 Data hasil perhitungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air kaca 16 ml/s dengan ketinggian air 25 mm hari ke lima dan hari ke enam pada destilasi kovensional.

Tabel 10 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air kaca pendingin 18 ml/s pada hari ke tujuh dan hari ke delapan pada destilasi konvensional.

1 48,93 46,51 468,95 11574,40 10240,22 2391,14 0,00 0,03 0,05 0 7,78 0 2 55,02 55,14 637,47 15642,09 15733,09 2370,48 0,00 0,00 0,00 0,20 0,15 24,44 3 59,47 62,53 737,06 19366,01 22328,91 2352,65 0,01 0,08 0,13 0,29 13,22 31,01 4 55,93 59,94 711,14 16352,38 19795,29 2358,90 0,01 0,10 0,15 0,30 16,99 32,55 5 45,14 51,16 423,28 9552,42 12936,12 2380,03 0,01 0,11 0,16 0,31 29,78 57,60 6 41,88 45,40 423,34 8079,69 9679,84 2393,78 0,01 0,04 0,06 0,20 11,42 37,67 7 41,12 46,31 423,71 7772,25 10138,38 2391,61 0,01 0,07 0,10 0,20 19,21 37,52 8 38,52 40,76 361,79 6789,31 7627,20 2404,84 0,00 0,02 0,03 0,21 5,87 45,84

523,34 1,71 12,75 32,15

η teoritis

(%)

η aktual

(%)

Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi Pembanding dengan Ketinggian 25 mm

Jam ke- T_C(°C) T_W_{(°C) G (W/m}2

) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)

q konv

(kW/m2) q uap

(kW/m2) mg

(kg/jam.m2) m_D (liter)

1 37,90 470,75 418,53 6576,20 7439,54 2405,98 0,00 0,02 0,03 0,00 4,73 0,00 2 38,71 562,93 604,46 6859,20 11516,47 2385,59 0,02 0,17 0,25 0,25 34,58 33,35 3 39,82 819,38 747,35 7264,17 19871,69 2358,71 0,06 0,60 0,92 0,19 85,18 17,90 4 39,27 816,14 755,97 7061,05 32175,41 2332,71 0,11 1,47 2,27 0,37 208,49 33,46 5 38,76 630,09 743,26 6876,78 24010,38 2348,81 0,08 0,90 1,38 0,37 165,15 43,72 6 41,03 760,11 668,41 7735,44 25216,19 2346,18 0,08 0,92 1,41 0,20 139,19 19,55 7 41,88 613,21 473,02 8081,73 20144,03 2358,01 0,05 0,57 0,86 0,30 106,42 36,54 8 39,65 419,09 230,69 7199,88 13077,61 2379,50 0,03 0,23 0,34 0,27 62,34 49,38

580,21 1,94 114,76 29,71

η teoritis

(%)

η aktual

(%)

Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi Pembanding Debit Aliran Kaca Pedingin 18 ml/s

Jam ke- TC (°C) TW (°C) G (W/m2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)

q konv

(kW/m2) q uap

(kW/m2) mg

(kg/jam.m2) mD (liter)

(45)

Tabel 11 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air kaca pendingin 14,5 ml/s pada hari ke sembilan dan hari ke sepuluh pada destilasi konvensional.

Tabel 12 Data hasil perhitungan hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang dengan aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak destilator pada hari ke sebelas pada destilasi konvensional.

1 52,92 46,18 464,10 14118,69 10072,54 2391,92 0,014 0,13 0,20 0,00 33,92 0,00 2 58,34 54,32 626,61 18353,35 15116,73 2372,45 0,007 0,09 0,14 0,16 17,83 19,90 3 62,79 61,83 764,90 22599,87 21621,24 2354,34 0,001 0,02 0,03 0,25 2,89 25,03 4 63,65 64,33 828,66 23504,75 24246,91 2348,28 0,001 0,01 0,02 0,29 1,83 26,79 5 61,16 63,23 748,59 20960,30 23056,53 2350,96 0,003 0,05 0,08 0,39 8,16 40,35 6 56,88 57,75 602,18 17116,87 17842,44 2364,19 0,001 0,01 0,02 0,33 2,52 43,09 7 49,17 50,10 523,09 11713,54 12273,30 2382,55 0,001 0,01 0,01 0,29 2,16 43,67 8 42,84 43,25 375,70 8489,16 8670,70 2398,91 0,000 0,00 0,00 0,19 0,71 39,88

616,73 1,89 8,02 30,03

η teoritis

(%) η aktual

(%)

Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi Pembanding Debit Aliran Kaca Pedingin 14,5 ml/s

Jam ke- TC (°C) TW (°C) G (W/m2) PC (Pa) PW (Pa) hfg (kJ/kg)

q konv

(kW/m2) q uap

(kW/m2) mg

(kg/jam.m2) mD (liter)

1 52,23 40,80 494,20 13641,08 7642,19 2404,75 0,027 0,23 0,34 0,00 55,10 0,00 2 56,63 47,29 651,77 16913,56 10652,96 2389,28 0,021 0,23 0,35 0,18 42,38 22,35 3 58,21 51,38 675,28 18235,86 13083,04 2379,48 0,014 0,18 0,27 0,42 31,00 48,38 4 46,99 44,49 365,00 10495,56 9237,86 2395,97 0,004 0,03 0,04 0,74 9,40 160,88 5 50,59 47,76 674,02 12573,60 10907,78 2388,17 0,004 0,04 0,06 0,84 7,19 97,92 6 54,61 52,52 815,32 15331,21 13842,78 2376,75 0,003 0,03 0,05 0,98 4,95 94,30 7 48,15 47,26 546,00 11128,98 10636,23 2389,36 0,001 0,01 0,01 1,23 1,77 177,40 8 43,82 42,53 348,78 8928,42 8354,17 2400,64 0,001 0,01 0,02 1,44 3,55 327,76

571,30 5,82 19,75 100,68

η teoritis (%)

η aktual (%)

Hasil Destilasi dan Rata Rata Efisiensi Pembanding Air Pendingin Kaca Masuk Dalam Bak Destilator

Jam ke- T_C(°C) T_W_{(°C) G (W/m}2_{) P}_C (Pa) P_W (Pa) h_fg(kJ/kg) q konv (kW/m2)

q uap (kW/m2)

(46)

TW adalah temperatur pada air destilasi (oC), TC adalah temperatur pada kaca penutup (oC), G adalahenergi surya yang datang (W/m2), PW adalah tekanan

parsial uap air pada temperatur air (N/m2), PC adalah tekanan parsial uapair pada temperatur kaca (N/m2), hfg adalah kalor laten air (kJ/kg), mg adalah massa uap air (kg/jam.m2), qkonvadalah bagian energi matahari yang digunakan untuk konveksi

(kW/m2), quap adalah bagian energi matahari yang digunakan untuk proses

penguapan (kW/m2) dan mDadalah jumlah air destilasi yang dihasilkan (kg)

1.2 Pembahasan

Langkah berikutnya setelah pengumpulan data yang dilakukan yaitu mencari persamaan dan menghitung dengan rumus yang sudah ditentukan. Sebagai contoh perhitungan penulis mengambil data yang tercantum pada Tabel 1 yang merupakan data dari alat destilasi jenis kaca ganda dengan variasi pendingin air (aliran air), diketahui:

TC pada jam keenam = 34, 93 °C = 307,93 K

TW pada jam keenam = 50, 08 °C = 323,08 K

G jam keenam = 391, 12 ⁄

AC alat destilasi vertikal = 0,827

mD alat destilasi vertikal = 0,30 liter = 0,30 kg

Bagian energi matahari ke kaca penutup karena konveksi (pers. 3) :

[ ] ⁄

(47)

= [ ⁄ ⁄

] ⁄ ) = ⁄

Bagian energi matahari yang digunakan untuk proses penguapan (pers. 2):

( )

₍ ⁄

) ⁄

Massa uap air perjamnya pada proses destilasi vertikal (pers. 2):

⁄ ⁄ ⁄

Proses perhitungan efisiensi teoritis dan aktual alat destilasi (pers.1):

∫ ⁄ _⁄⁄

⁄

(48)

∫

⁄ ⁄

⁄

Berikutnya mencari persamaan dan menghitung dengan rumus yang sudah ditentukan alat destilasi pembanding dari alat destilasi jenis vertikal yang tercantum pada Tabel 7 yang merupakan data dari alat destilasi konvensional :

diketahui:

TC pada jam kelima = 42,95 °C = 315,95 K

TW pada jam kelima = 61,16 °C = 334,16 K

G jam kelima = 748,59 ⁄

ACalat destilasi vertikal = 0,866

mD alat destilasi vertikal = 0,39 kg

Bagian energi matahari ke kaca penutup karena konveksi (pers. 3):

[ ] ⁄

[ – ⁄ ⁄

(49)

⁄

Bagian energi matahari yang digunakan untuk proses penguapan (pers. 2):

₍ ⁄

) ⁄

Massa uap air perjamnya pada proses destilasi vertikal: (pers. 2)

⁄ ⁄ ⁄

Proses perhitungan efisiensi teoritis dan aktual alat destilasi (pers. 1):

∫

⁄ ⁄

⁄

(50)

⁄ ⁄

⁄

Efisiensi teoritis adalah efisiensi yang didapat dengan perbandingan antara jumlah energi yang digunakan sebagai proses penguapan dibagi dengan rata-rata radiasi surya yang datang dalam satu hari. Sedangkan Efisiensi aktual adalah efisiensi yang didapat dengan melakukan perhitungan dari massa air hasil destilasi dikalikan dengan panas laten air kemudian dibagi dengan luasan absorber yang menerima energi surya dikalikan dengan rata-rata radiasi surya yang datang dalam 1 hari.

Gambar 5 sampai 6 menunjukan perbandingan hasil efisiensi aktual per hari yang dihasilkan pada masing-masing variasi pada alat destilasi menggunakan kaca ganda berpendingin air dengan efisiensi aktual alat destilasi menggunakan kaca tunggal berpendingin udara sebagai pembanding dan menunjukan hubungan antara efisiensi aktual dan energi surya yang datang tehadap variabel yang divariasikan

(51)

Gambar 5 Grafik hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang pada variasi debit aliran air pendingin kaca 16 ml/s terhadap variasi: a) dengan ketinggian air dalam bak destilator 15 mm, b) dengan ketinggian air dalam bak destilator 20 mm, c) dengan ketinggian air dalam bak destilator 25 mm, pengujian dilakukan selama +/- 8 jam per hari.

Gambar 5 menunjukkan grafik hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang pada variasi debit aliran air pendingin kaca 16 ml/s terhadap variasai ketinggian air bak destilator. Pada alat destilasi menggunakan kaca ganda berpendingin air memperoleh efisiensi tertinggi mencapai 20,1 %, dengan rata- rata radiasi yang datang mencapai 470,1 W/m2. Sedangkan pada alat destilasi menggunakan kaca tunggal berpendingin udara memperoleh efisiensi tertinggi

(52)

Gambar 6 Grafik hubungan efisiensi aktual dan energi yang datang pada variasi: a) ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 18 ml/s, b)ketinggian air bak destilator 2,8

cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 14,5 ml/s, dan c)

aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak destilator,pengujian dilakukan selama +/- 8 jam per hari.

Gambar 6 menunjukan grafik hubungan efisiensi aktual dan energi surya yang datang pada variasi ketinggian air dalam bak destilator terhadap aliran kaca pendingin dan pada variasi aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak destilator. Pada alat destilasi menggunakan kaca ganda berpendingin air memperoleh efisiensi tertinggi mencapai 15,1 %, dengan rata- rata radiasi yang

datang mencapai 636,7 W/m2. Sedangkan pada alat destilasi menggunakan kaca

tunggal berpendingin udara memperoleh efisiensi tertinggi mencapai 30,7 %, dengan rata-rata radiasi yang datang mencapai 597,9 W/m2.

Pada grafik tersebut efisiensi aktual tertinggi diperoleh pada alat destilasi menggunakan kaca tunggal berpendingin udara mencapai 33,4 %, dengan rata-rata radiasi yang datang mencapai 533,8 W/m2. Hal ini di karenakan alat tersebut menggunakan absorber kain. Sedangkan pada variasi aliran air pendingin kaca

(53)

yang dimasukan ke dalam bak destilator efisiensi aktualnya rendah di sebabkan karena adanya sirkulasi antara air pendingin kaca ke bak destilator ke bak penampung kemudian di alirkan sebagai pendingin kaca. Sehingga menyebabkan temperatur bak menjadi rendah, dan pada variasi ini ketinggian air dalam bak tinggi.

Gambar 7 dan 8 menunjukan perbandingan hasil efisiensi teoritis dan efisiensi aktual per hari yang dihasilkan pada masing-masing variasi pada alat destilasi menggunakan kaca ganda berpendingin air.

Gambar 7 _{Grafik hubungan efisiensi aktual dan efisiensi teoritis pada variasi} debit aliran air pendingin kaca 16 ml/s terhadap variasi: a) dengan ketinggian air dalam bak destilator 15 mm, b) dengan ketinggian air dalam bak destilator 20 mm, c) dengan ketinggian air dalam bak destilator 25 mm, pengujian dilakukan selama +/- 8 jam per hari.

Gambar 7 menunjukkan grafik hubungan efisiensi aktual dan efisiensi teoritis pada variasi debit aliran air pendingin kaca 16 ml/s terhadap variasai ketinggian air bak destilator. Pada alat destilasi menggunakan kaca ganda

(54)

berpendingin air memperoleh efisiensi teoritis tertinggi mencapai 57,2 % dan efisiensi aktual tertinggi mencapai 20,1 %.

Gambar 8 Grafik hubungan efisiensi teoritis dan efisiensi aktual pada variasi: a) ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 18 ml/s, b) ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 14,5 ml/s, dan c) aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak destilator, pengujian dilakukan selama +/- 8 jam per hari.

Gambar 8 menunjukan grafik hubungan efisiensi teoritis dan efisiensi aktual pada alat destilasi menggunakan kaca ganda berpendingin air memperoleh efisiensi teoritis tertinggi mencapai 34,6 % pada variasi ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 14,5 ml/s sedangkan efisiensi aktual tertinggi mencapai 15,1 % pada variasi ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 14,5 ml/s.

(55)

Pada kedua grafik perbandingan hasil efisiensi teoritis dan efisiensi aktual per hari yang dihasilkan pada masing-masing variasi pada alat destilasi

menggunakan kaca ganda berpendingin air memperoleh efisiensi teoritis tertinggi mencapai 57,2 % pada variasi dengan ketinggian air dalam bak destilator 20 mm dan efisiensi aktual tertinggi mencapai 20,1 % pada variasi dengan ketinggian air dalam bak destilator 20 mm. Di karenakan variasi dengan ketinggian air dalam bak destilator 20 mm air dalam bak mempunyai temperatur yang tinggi yang di karenakan itensitas matahari yang tinggi.

Gambar 9 dan 10 menunjukan hubungan perbandingan antara hasil massa destilasi (md) alat destilasi menggunkan kaca ganda berpendingin air dengan alat destilasi menggunakan kaca tunggal berpendingin udara (pembanding) terhadap rata- rata energi surya yang datang (G) pada masing-masing alat destilasi dengan variabel yang divariasikan.

(56)

Gambar 9 _{Grafik hubungan efisiensi hasil massa air destilasi menggunkan kaca} ganda berpendingin air dengan alat destilasi menggunakan kaca tunggal berpendingin udara pada variasi debit aliran air pendingin kaca 16 ml/s terhadap variasi: a) dengan ketinggian air dalam bak destilator 15 mm, b) dengan ketinggian air dalam bak destilator 20 mm, c) dengan ketinggian air dalam bak destilator 25 mm, pengujian dilakukan selama +/- 8 jam per hari.

Gambar 9 menunjukkan grafik hubungan hasil massa air destilasi menggunkan kaca ganda berpendingin air dengan alat destilasi menggunakan kaca tunggal berpendingin udara pada variasi debit aliran air pendingin kaca 16 ml/s terhadap variasai ketinggian air bak destilator. Pada alat destilasi menggunakan kaca ganda berpendingin air memperoleh hasil massa tertinggi mencapai 0,72 liter/m2 per hari, dengan rata- rata radiasi yang datang mencapai

533,8 W/m2. Sedangkan pada alat destilasi menggunakan kaca tunggal

berpendingin udara memperoleh hasil massa air tertinggi mencapai 3,09 liter/m2

(57)

Gambar 10 Grafik hubungan hasil massa air destilasi menggunkan kaca ganda berpendingin air dengan alat destilasi menggunakan kaca tunggal berpendingin udara pada variasi: a) ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 18 ml/s, b) ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 14,5 ml/s, dan c) aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak destilator, pengujian dilakukan selama +/- 8 jam per hari.

Gambar 10 menunjukan grafik hubungan hasil massa air pada alat destilasi menggunakan kaca ganda berpendingin air memperoleh hasil massa air tertinggi mencapai 1,04 liter/m2 per hari, dengan rata- rata radiasi yang datang mencapai 657,8 W/m2, sedangkan hasil massa air pada alat destilasi menggunakan kaca tunggal berpendingin udara memperoleh hasil massa air tertinggi mencapai 4,95 liter/m2 per hari, dengan rata- rata radiasi yang datang mencapai 657,8 W/m2.

Pada kedua gambar grafik hubungan hasil massa air destilasi dan energi surya yang datang menunjukkan bahwa besarnya rata-rata energi surya yang

datang (G), kemampuan kaca ganda maupun kaca tunggal dalam mengembunkan

(58)

Gambar 11 dan 12 menunjukan perbandingan antara massa uap ( g) dan

massa hasil destilasi ( ) alat destilasi menggunakan kaca ganda berpendingin air

pada masing-masing variabel yang divariasikan

Gambar 11menunjukan perbandingan hasil massa uap air dan hasil massa

air destilasi dengan debit aliran air pendingin kaca 16 ml/s terhadap variasi: a) dengan ketinggian air dalam bak destilator 15 mm, b) dengan ketinggian air dalam bak destilator 20 mm, c) dengan ketinggian air dalam bak destilator 25 mm. Hasil massa uap tertinggi (mg) mencapai 2,05 liter/m2 dengan massa hasil (mD) destilasi 0,72 liter/m2.

(59)

Gambar 12 Grafik perbandingan hasil massa uap air dan hasil massa air destilasi dengan variasi: a) ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 18 ml/s, b) ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 14,5 ml/s, dan c) aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak destilator, pengujian dilakukan selama +/- 8 jam per hari.

Gambar 12 menunjukan perbandingan hasil massa uap air dan hasil massa air destilasi dengan variasi: a) ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 18 ml/s, b) ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 14,5 ml/s, dan c) aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak destilator. Hasil massa uap tertinggi mencapai 2,31 liter/m2 dengan massa air hasil destilasi 1,04 liter/m2.

Pada kedua grafik perbandingan antara massa uap ( g) dan massa hasil

destilasi ( ) alat destilasi menggunakan kaca ganda berpendingin air didapatkan

hasil paling baik pada variasi debit aliran air absorber 16 ml/s dan debit aliran air pendingin kaca 14,5 ml/s dengan massa uap ( g) mancapai 2,31 liter/m2 dan

massa hasil destilasi ( ) mencapai 1,04 liter/m2. Sedangkan pada grafik

(60)

10), diketahui bahwa efisiensi teoritis mencapai 34,6 % dan efisiensi aktual

mencapai 15,1 %. Hasil ini menunjukan bahwa perbandingan massa uap ( g) dan

massa hasil destilasi ( ) lebih kecil daripada perbandingan antara efisiensi teoritis dengan efisiensi aktual. Hal ini kemungkinan dikerenakan penentuan sudut kemiringan kaca yang diatur 15 derajat kurang baik. Dapat diperkirakan embun yang ada pada di kaca penutup akan jatuh kembali ke absorber kain sebelum sampai ke penampung hasil air destilasi.

(61)

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Telah dibuat model alat destilasi air energi surya jenis kaca ganda

berpendingin air dan alat destilasi air energi surya jenis kaca tunggal berpendingin udara.

2. Pada alat destilasi energi surya jenis kaca ganda berpendingin air efisiensi teoritis tertinggi sebesar 57,2 % dan efisiensi aktual sebesar 20,1 % yang dapat menghasilkan air hasil destilasi (md) sebanyak 1,04 liter/ m2 pada variasi debit aliran air pendingin kaca 16 ml/s terhadap variasi ketinggian air dalam bak destilator 15 mm, ketinggian air dalam bak destilator 20 mm, ketinggian air dalam bak destilator 25 mm, ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 18 ml/s, ketinggian air bak destilator 2,8 cm terhadap variasi debit aliran air kaca pendingin 14,5 ml/s, dan aliran air pendingin kaca yang dimasukan ke dalam bak destilator diperoleh efisiensi teoritis tertinggi sebesar 16,10 % dan efisiensi aktual sebesar 4,83 % yang dapat menghasilkan air hasil destilasi (md) sebanyak 0,27 liter/m2. Pada alat destilasi energi surya jenis kaca tunggal berpendingin udara efisiensi teoritis tertinggi sebesar 75,4 % dan efisiensi aktual sebesar 33,4 % yang dapat menghasilkan air hasil destilasi (md) sebanyak 1,94 liter/ m2.

(62)

5.2 Saran

1. Untuk meminimalisir terjadinya efisiensi aktual yang sangat rendah

dibanding efisiensi teoritis maka sebaiknya sambungan pada pida di kurangi supaya kebocoran yang terjadi semakin sedikit.

2. Dalam proses pengambilan data diusahakan dilakukan di tempat yang rata

(63)

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar, Wiranto, 1995. Teknologi Rekayasa Surya. Jakarta : Pradnya Paramita.

Badran, A.A., Hamdan, M.A., 1993, Inverted trickle solar still, 4th Arab International Solar Energy Conference, Amman, Jordan November 20–25, 1993, Publication of Royal Scientific Society, Amman, Jordan, 2 (1993) 763–773.

Badran, A.A., Najjar, Y.S., 1992, The inverted trickle flat plate solar collector, Proc. International Renewable Energy Conference, Amman, Jordan, June 22–26,M. Audi, ed., 1 (1992) 119–129.

Boukar, M., Harmim, A., 2004, Parametric study of a vertical solar still under desert climatic conditions, Desalination 168, 21–28.

Boukar, M., Harmim, A., 2005, Performance evaluation of one-sided vertical solar still tested in the Desert of Algeria, Desalination, 183, 113–126.

Boukar, M., Harmim, A., 2007, Design parameters and preliminary experimental investigation of an indirect vertical solar still, Desalination 203, 444–454 Cengel, Yunus A., (1998). Heat Transfer: A Practical Approach. Boston: McGraw

Hill

Dunkle, R.V., 1976, Solar distillation and combined distillation and water heating for tropical areas. Conf. Application of Solar Energy, pp. 148–172.

Garcia Rodriguez, L. Gomez-Camacho, C., 1999, Design parameters selection for a distillation system coupled to a solar parabolic trough, Desalination, 122, 195–204.

Garg, H.P., Hann, H.S., 1976, Effect of climatic, operational and design parameters on the year round performance of single sloped and double sloped solar stills under Indian arid zones conditions. Solar Energy, 1, 159. Headly, O.St., Springer, B.G.F., 1970, Effects of design and empirically variable

parameters on solar still performances, 3rd Internat. Symp.on Fresh Water from Sea, 1, 669–677.

Kunze, H. H.,(2001), A New Approach To Solar Desalination For Small- And

Medium-Size Use In Remote Areas, Desalination, 139, pp 35–41

Malick, M.A.S., Tiwari, G.N., Sodha, M.S., 1982, Solar Distillation. Pergamon Press.

(64)

Ramli, M., Wibulswas, P., 1984, Solar stills with vertical and flat absorbing surface, Regional seminar on simulation and design in solar energy applications, UNESCO-USAID, Bangkok.

Singh, S.K., Bhatnan, V.P., Tiwari, G.N., 1996, Design parameters for concentrator assisted solar distillation system, Energy Conves. Mgmt., 37(2), 242–252.

Tanaka, K., Yamashita, A., Watanabe, K., 1982, Experimental and analytical study of the tilted wick type solar still, in: Solar World Forum, Vol. 2, Pergamon Press, Oxford.

(65)

LAMPIRAN

Lampiran 1 Tabel Sifat Air dan Uap

Tabel L1. Sifat Air dan Uap Jenuh t °C Ps bar hfg kJ/kg

0.01 0.006112 2500.8

1 0.006566 2498.3

2 0.007054 2495.9

3 0.007575 2493.6

4 0.008129 2491.3

5 0.008719 2488.9

6 0.009346 2486.6

7 0.01001 2484.3

8 0.01072 2481.9

9 0.01147 2479.6

10 0.01227 2477.2

11 0.01312 2474.9

12 0.01401 2472.5

13 0.01497 2470.2

14 0.01597 2467.8

15 0.01704 2465.5

16 0.01817 2463.1

17 0.01936 2460.8

18 0.02063 2458.4

19 0.02196 2456.0

20 0.02337 2453.7

21 0.02486 2451.4

22 0.02642 2449.0

23 0.02808 2446.6

24 0.02982 2444.2

25 0.03166 2441.8

26 0.03360 2439.5

27 0.03564 2437.2

28 0.03778 2434.8

29 0.04004 2432.4

30 0.04242 2430.0

32 0.04754 2425.3

34 0.05318 2420.5

36 0.05940 2415.8

38 0.06624 2411.0

40 0.07375 2406.2

42 0.08198 2401.4

(66)

46 0.1009 2391.8

48 0.1116 2387.0

50 0.1233 2382.1

55 0.1574 2370.1

60 0.1992 2357.9

65 0.2501 2345.7

70 0.3116 2333.3

75 0.3855 2320.8

80 0.4736 2308.3

85 0.5780 2295.6

90 0.7011 2282.8

95 0.8453 2269.8

100 1.01325 2256.7

Dari Wiranto Arismunandar, Teknologi Rekayasa Surya (Jakarta, 1995)

(67)

Lampiran 2 Foto-foto Alat Penelitian

Gambar L.1 Logger (Biru) dan Stalker (Merah)

Gambar L.2 Dallas Semiconductor

Temperature Sensors

(TDS)

Gambar L.3 Solarmeter

Gambar L.4 Penampung Air Hasil Destilasi

Gambar L.5 Alat Destilasi Air Energi Surya Jenis Absorber Kain Menggunakan Kaca Tunggal Berpendingin Udara

(68)

Gambar L.6 Alat Destilasi Air Energi Surya Jenis kaca ganda

berpendingin air

Gambar L7 Mekanisme pengatur debit aliran air

Gambar L.8 Bak Penampung Air Sisa aliran absorber dan Pendingin Air

(1)

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar, Wiranto, 1995. Teknologi Rekayasa Surya. Jakarta : Pradnya Paramita.

Badran, A.A., Najjar, Y.S., 1992, The inverted trickle flat plate solar collector, Proc. International Renewable Energy Conference, Amman, Jordan, June 22–26,M. Audi, ed., 1 (1992) 119–129.

Boukar, M., Harmim, A., 2004, Parametric study of a vertical solar still under desert climatic conditions, Desalination 168, 21–28.

Boukar, M., Harmim, A., 2005, Performance evaluation of one-sided vertical solar still tested in the Desert of Algeria, Desalination, 183, 113–126.

Hill

Dunkle, R.V., 1976, Solar distillation and combined distillation and water heating for tropical areas. Conf. Application of Solar Energy, pp. 148–172.

Garcia Rodriguez, L. Gomez-Camacho, C., 1999, Design parameters selection for a distillation system coupled to a solar parabolic trough, Desalination, 122, 195–204.

Headly, O.St., Springer, B.G.F., 1970, Effects of design and empirically variable parameters on solar still performances, 3rd Internat. Symp.on Fresh Water from Sea, 1, 669–677.

Kunze, H. H.,(2001), A New Approach To Solar Desalination For Small- And Medium-Size Use In Remote Areas, Desalination, 139, pp 35–41

Malick, M.A.S., Tiwari, G.N., Sodha, M.S., 1982, Solar Distillation. Pergamon Press.

(2)

Ramli, M., Wibulswas, P., 1984, Solar stills with vertical and flat absorbing surface, Regional seminar on simulation and design in solar energy applications, UNESCO-USAID, Bangkok.

Singh, S.K., Bhatnan, V.P., Tiwari, G.N., 1996, Design parameters for concentrator assisted solar distillation system, Energy Conves. Mgmt., 37(2), 242–252.

Tanaka, K., Yamashita, A., Watanabe, K., 1982, Experimental and analytical study of the tilted wick type solar still, in: Solar World Forum, Vol. 2, Pergamon Press, Oxford.

(3)

LAMPIRAN

Lampiran 1 Tabel Sifat Air dan Uap

Tabel L1. Sifat Air dan Uap Jenuh

t °C Ps bar hfg kJ/kg

0.01 0.006112 2500.8

1 0.006566 2498.3

2 0.007054 2495.9

3 0.007575 2493.6

4 0.008129 2491.3

5 0.008719 2488.9

6 0.009346 2486.6

7 0.01001 2484.3

8 0.01072 2481.9

9 0.01147 2479.6

10 0.01227 2477.2

11 0.01312 2474.9

12 0.01401 2472.5

13 0.01497 2470.2

14 0.01597 2467.8

15 0.01704 2465.5

16 0.01817 2463.1

17 0.01936 2460.8

18 0.02063 2458.4

19 0.02196 2456.0

20 0.02337 2453.7

21 0.02486 2451.4

22 0.02642 2449.0

23 0.02808 2446.6

24 0.02982 2444.2

25 0.03166 2441.8

26 0.03360 2439.5

27 0.03564 2437.2

28 0.03778 2434.8

29 0.04004 2432.4

30 0.04242 2430.0

32 0.04754 2425.3

34 0.05318 2420.5

36 0.05940 2415.8

38 0.06624 2411.0

40 0.07375 2406.2

42 0.08198 2401.4

(4)

46 0.1009 2391.8

48 0.1116 2387.0

50 0.1233 2382.1

55 0.1574 2370.1

60 0.1992 2357.9

65 0.2501 2345.7

70 0.3116 2333.3

75 0.3855 2320.8

80 0.4736 2308.3

85 0.5780 2295.6

90 0.7011 2282.8

95 0.8453 2269.8

100 1.01325 2256.7

Dari Wiranto Arismunandar, Teknologi Rekayasa Surya (Jakarta, 1995)

(5)

Lampiran 2 Foto-foto Alat Penelitian

Gambar L.1 Logger (Biru) dan Stalker (Merah)

Gambar L.2 Dallas Semiconductor Temperature Sensors

(TDS)

Gambar L.3 Solarmeter

Gambar L.4 Penampung Air Hasil Destilasi

Gambar L.5 Alat Destilasi Air Energi Surya Jenis Absorber Kain Menggunakan Kaca Tunggal Berpendingin Udara

(6)

Gambar L.6 Alat Destilasi Air Energi Surya Jenis kaca ganda

berpendingin air

Gambar L7 Mekanisme pengatur debit aliran air

Gambar L.8 Bak Penampung Air Sisa aliran absorber dan Pendingin Air

Destilator air energi termal surya jenis konvensional menggunakan pendingin air dengan kaca ganda.

INTISARI

ABSTRACT

DESTILATOR AIR ENERGI TERMAL SURYA JENIS

KONVENSIONAL MENGGUNAKAN PENDINGIN AIR

DENGAN KACA GANDA

SKRIPSI

FRANSISKUS XAVERIUS RIAN KRISTI PRATAMA

NIM : 115214045

WATER SOLAR THERMAL ENERGY DESTILLATOR USING

CONVENTIONAL TYPES OF WATER COOLERS WITH

DOUBLE GLASSES

FINAL PROJECT

FRANSISKUS XAVERIUS RIAN KRISTI PRATAMA

NIM : 115214045

INTISARI

ABSTRACT

KATA PENGANTAR

6.







BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB V

PENUTUP

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR PUSTAKA

Parts

Dokumen yang terkait

Pengujian Mesin Pendingin Ruangan Dengan Menggunakan Energi Surya Dan Campuran Air, Garam, Dan Es Sebagai Media Pendingin

Rancang Bangun Mesin Pendingin Ruangan Dengan Menggunakan Energi Surya Dan Campuran Air, Garam,Dan Es Sebagai Media Pendingin

Membandingkan unjuk kerja alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air dengan berpendingin udara.

Karakteristik kolektor surya CPC untuk pompa air energi termal menggunakan pompa piston air - USD Repository

POMPA AIR ENERGI TERMAL MENGGUNAKAN POMPA MEMBRAN

KARAKTERISTIK KOLEKTOR SURYA CPC UNTUK POMPA AIR ENERGI TERMAL MENGGUNAKAN FLUIDA KERJA BENSIN

KARAKTERISTIK KOLEKTOR SURYA CPC UNTUK POMPA AIR ENERGI TERMAL MENGGUNAKAN POMPA RENDAM

UNJUK KERJA DESTILASI AIR ENERGI SURYA JENIS VERTIKAL MENGGUNAKAN EFEK KAPILARITAS ABSORBER KAIN LAPIS GANDA TUGAS AKHIR - Unjuk kerja destilasi air energi surya jenis vertikal menggunakan efek kapilaritas absorber kain lapis ganda - USD Repository

DESTILASI AIR ENERGI SURYA JENIS VERTIKAL DENGAN MENGGUNAKAN EFEK KAPILARITAS ABSORBER KAIN TUNGGAL TUGAS AKHIR - Destilasi air energi surya jenis vertikal dengan menggunakan efek kapilaritas absorber kain tunggal - USD Repository

UNJUK KERJA DESTILATOR AIR ENERGI SURYA DENGAN KONDENSER PASIF BELAKANG ATAS TUGAS AKHIR - Unjuk kerja destilator air energi surya dengan kondenser pasif belakang atas - USD Repository

Dokumen yang Anda mencari sudah siap untuk unduhkan