PENGUJIAN KEMAMPUAN ADSORPSI DARI ADSORBEN ALUMINA AKTIF UNTUK MESIN PENDINGIN TENAGA SURYA SKRIPSI

Skripsi Yang DiajukanUntukMelengkapi SyaratMemperolehGelarSarjanaTeknik

ABDI ZENTRA AORNA MANIK NIM. 120421044 PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan karuniaNya serta nikmat kesehatan yang diberikanNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana ini dengan sebaik-baiknya dan dalam waktu yang sesingkat-singkatnya.

Tugas Sarjana ini merupakan salah satu syarat yang harus dilaksanakan mahasiswa untuk menyelesaikan pendidikan agar memperoleh gelar sarjana di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun Tugas Sarjana yang dipilih dengan judul “PENGUJIAN KEMAMPUAN

ADSORPSI DARI ADSORBEN ALUMINA AKTTIF UNTUK MESIN

PENDINGIN TENAGA SURYA”

Dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini penulis banyak mendapat dukungan dari berbagai pihak. Maka pada kesempatan ini dengan ketulusan hati penulis ingin menghaturkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua orang tua dan keluarga tercinta (Ayah) Jahillim Manik dan (Ibu) Nursaini Sigalingging yang senantiasa memberikan kasih sayang, dukungan, motivasi dan nasihat yang tak ternilai harganya. Serta kepada adik-adik saya yaitu Apri R. Manik, S.pd, Andriana Yunilia Manik, Astri N. Manik, Ardi S. D. Manik, Anita S. Manik yang terus mendoakan saya dalam menyelesaikan Tugas sarjana ini.

2. Bapak Dr.Eng. Himsar Ambarita.ST.MT. selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya membimbing, memotivasi, dan membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini.

5. Bapak Ir. M. Syahril Gultom, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Universitas Sumatera Utara.

6. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU.

7. Rekan satu tim Hakimin Nasution dan Bonardo Sormin atas kerja sama yang baik untuk menyelesaikan penelitian ini.

8. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Departemen Teknik Mesin, khususnya kepada kawan-kawan seperjuangan Angkatan 2012 yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah banyak membantu dan memberi masukan yang berguna demi kelengkapan Tugas Sarjana ini, "Solidarity

Forever" .

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan baik dalam penulisan maupun penyajian Tugas Sarjana ini. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran-saran yang membangun dari semua pihak demi kesempurnaan Tugas Sarjana ini dikemudian hari.

Akhir kata, dengan segala kerendahan hati penulis memanjatkan doa kepada Tuhan Yang Maha Esa semoga Tugas Sarjana ini bermanfaat untuk kita semua.

Medan, April 2015 Penulis

ABSTRAK

Akhir-akhir ini mesin pendingin siklus adsorpsi semakin banyak diteliti oleh para ahli karena disamping ekonomis juga ramah lingkungan dan menggunakan energy terbarukan yaitu energi surya. Agar proses adsorpsi dan desorpsi mesin pendingin adsorpsi dapat berjalan dengan baik perlu diketahui jumlah perbandingan yang ideal antara adsorben dengan refrigeran yang digunakan. Disini untuk mencari perbandingan antara absorben alumina aktif menggunakan baut maupun tidak menggunakan baut. Data tersebut dapat dicari menggunakan alat penguji kapasitas adsorpsi. Alat penguji kapasitas adsorpsi yang digunakan dilengkapi dengan lampu halogen 1000 W sebagai sumber panas. Adsorber pada alat penguji ini terbuat dari bahan stainless steel yang bertujuan agar tahan terhadap korosi akibat dari variasi refrigeran yang digunakan. Alumina aktif yang digunakan sebagai adsorben sebanyak 1 kg. Sedangkan variasi refrigeran yang digunakan yaitu amonia. Kapasitas amonia yang dapat diadsorpsi dan didesorpsi oleh adsorben alumina aktif mengunakan baut diisolasi adalah sebanyak 300 mL. Sedangkan kapasitas amonia yang dapat diadsorpsi dan didesorpsi oleh adsorben alumina aktif tidak menggunakan baut diisolasi adalah sebanyak 220 mL.

Kata kunci: Adsorpsi, desorpsi, adsorber, alumina aktif, refrigeran.

ABSTRACT

Lately adsorption refrigeration cycle more and more scrutinized by experts as well as eco-

friendly and economical use of renewable energy is solar energy. In order for the process

of adsorption and desorption adsorption refrigerating machine can run well to note that

the ideal number of comparisons between the adsorbent with a refrigerant used. Here to

find a comparison the absorbent activated alumina using or not using a bolt. The data can

be searched using the adsorption capacity testers. Adsorption capacity testers are used

equipped with a 1000 W halogen lamp as a heat source. Adsorber on this tester is made of

stainless steel which aims to resist corrosion due to the variation of refrigerant used.

Mixture of active alumina used as much as 1 kg of adsorbent. While the refrigerant used

is amonia. The capacity of amonia which can be adsorbed by the adsorbent and didesorpsi

activated alumina using bolt isolated is much as 300 mL. While the capacity of amonia

which can be adsorbed by the adsorbent and didesorpsi activated alumina not using bolt

isolated is much as 220 mL.

Keywords: Adsorption, desorption, adsorber, activated alumina, refrigerants.

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................... i ABSTRAK ............................................................................................. iii ABSTRACT ........................................................................................... iv DAFTAR ISI .......................................................................................... v DAFTAR GAMBAR ............................................................................. viii DAFTAR TABEL .................................................................................. xii DAFTAR SIMBOL ................................................................................ xiii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .....................................................................

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

1.2.1 Tujuan Umum ……………………………………

2 1.2.2 Tujuan Khusus …………………………………...

2 1.3 Batasan Masalah ...................................................................

2 1.4 Manfaat Penelitian ...............................................................

3 1.5 Sistematika Penulisan ..........................................................

3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Siklus Adsorpsi ....................................................................

5 2.1.1 Teori Umum Adsorpsi ..........................................

5 2.2 Adsorben ..............................................................................

8 2.2.1 Alumina Aktif .......................................................

8 2.2.2 Pembuatan Alumina Aktif .....................................

10 2.2.3 Kegunaan Alumina Aktif ......................................

12 2.3 Refrigeran .............................................................................

13 2.3.1 Amonia ..................................................................

15 2.4 Keamanan Lingkungan .........................................................

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu ...............................................................

23 3.2 Bahan ...................................................................................

3.3 Alat Ukur yang Digunakan pada Pengujian Kapasitas Adsorpsi 23 3.4 Peralatan yang Digunakan ....................................................

25 3.5 Set-Up Eksperimental ..........................................................

29 3.5.1 Prosedur Pengujian ...............................................

30 3.6 Alat Penguji Kapasitas Adsorpsi ..........................................

3.6.1 Dimensi Utama Alat Penguji Kapasitas Adsorpsi

33 3.7 Langkah Pembuatan Alat Penguji Kapasitas Adsorpsi ........

34 3.7.1 Pembuatan Adsorber .............................................

34 3.7.2 Pembuatan Gelas Ukur ..........................................

37 3.8 Flowchart Penelitian .............................................................

38 BAB IV ANALISA DATA 4.1 Hasil Pengujian ....................................................................

39 4.1.1 Pengujian dengan Gelas Ukur ..............................

4.1.2 Data Alat Pengujian Kapasitas Adsorbsi Menggunakan Fin Dan Tanpa Fin Dengan Gelas Ukur Diisolasi .......................................................

41 4.2 Energi Adsorpsi Alumina Aktif ...........................................

55 4.3 Neraca Kalor ……………………………………………….

56 4.3.1 Kalor yang Diserap Gelas Ukur ............................

56 4.3.2 Perhitungan Kalor Laten .......................................

57 4.4 Analisa Perpindahan Panas pada Adsorber saat Desorpsi ...

59 4.4.1 Perpindahan Panas Pada Pengujian Amonia ........

59 4.5 Analisa Perpindahan Panas pada saat adsrobsi .....................

63 4.5.1 Konveksi Natural Pada Pengujian Amonia ............

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

PENGUJIAN KEMAMPUAN ADSORPSI DARI ADSORBEN ALUMINA AKTIF UNTUK MESIN PENDINGIN TENAGA SURYA SKRIPSI