PERALATAN PENGKRISTAL GARAM DARI AIR LAUT BERBAHAN BAKAR GAS LPG TUGAS AKHIR - Peralatan pengkristal garam dari air laut berbahan bakar gas LPG - USD Repository

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

PERALATAN PENGKRISTAL GARAM DARI AIR LAUT

BERBAHAN BAKAR GAS LPG

TUGAS AKHIR

  Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat Memperoleh gelar Sarjana Teknik Mesin

  Disusun oleh:

  

ANDRIE MATIUS JAYA

NIM : 095214020

PROGRAM STUDI JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

2013

  i

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

SALT CRYSTALLISER EQUIPMENT USING LPG FUEL

FINAL PROJECT

  Presented as partial fulfillment of the requirement to obtain the SarjanaTeknik Degree in Mechanical Engineering by

  

ANDRIEMATIUS JAYA

Student Number : 095214020

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

2013

  ii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

ABSTRAK

  Selain membuat alat pengkristal air laut pengujian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik alat pengkristal air laut yang dibuat meliputi: (a) mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam dari air laut. Kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka penuh dan kondisi atap ditutup (b) mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam dari air laut. Kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka setengah dan kondisi atap ditutup (c) mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam dari air laut. Kondisi blower tidak berputar dan kondisi atap ditutup (d) mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam air laut. Kondisi tanpa blower dan tanpa tutup (terkontak langsung dengan udara sekitar)

  Pengujian dilakukan dengan menggunakan air laut yang mempunyai nilai awal Be = 2. Volume awal air laut sebesar 1,5 liter. Sumber energi yang dipergunakan berasal dari kompor gas LPG. Kondisi air laut ketika dilakukan pengkristalan dalam kondisi diam (tidak bergerak) dan diletakkan di dalam panci. Pemanasan panci yang berisi air laut dilakukan oleh air panas. Seluruh permukaan panci bagian bawah yang dipasangi sirip dan disentuhkan dengan air panas. Air dipanaskan dengan alat pemanas. Alat pemanas berupa water heater yang didalamnya mengalir air panas secara kontinyu. Air panas tersebut tertampung dalam suatu bak. Air panas diperoleh dari air yang dipanaskan oleh water heater berbahan gas LPG. Pengujian dilakukan di laboratorium dengan berbagai variasi pembukaan tutup peralatan dan pembukaan katup aliran udara. Dari pengujian yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut (a) peralatan pengkristal garam dapat dibuat dan dapat menghasilkan garam (b) Untukpercobaandengan kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka penuh dan kondisi atap ditutup, diperoleh kesimpulan bahwa dengan volume air laut 1,5 liter, waktu yang diperlukan untuk menjadikan garam 4 jam 30 menit (c) untuk percobaan dengan kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka setengah dan kondisi atap ditutup, diperoleh kesimpulan bahwa dengan volume air laut 1,5 liter, waktu yang diperlukan untuk menjadikan garam 2 jam 10 menit (d) untuk percobaan dengan kondisi blower tidak berputar dan kondisi atap ditutup, diperoleh kesimpulan bahwa dengan volume air laut 1,5 liter, waktu yang diperlukan untuk menjadikan garam 6 jam (e) untuk percobaan dengan kondisi tanpa blower dan tanpa tutup (terkontak langsung dengan udara sekitar), diperoleh kesimpulan bahwa dengan volume air laut 1,5 liter, waktu yang diperlukan untuk menjadikan garam 3 jam. vii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat dan kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir

  G

  yang berjudul Peralatan pengkristal garam dari air laut berbahan bakar gas LP Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

  Sarjana Teknik di Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Dalam penelitian dan penyusunan Tugas Akhir ini tentunya tidak terlepas dari bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1.

  Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  2. Ir. P.K Purwadi, M.T. selakuKetua Program studi Teknik Mesin dan Dosen pembimbing Tugas Akhir yang telah mendampingi dan memberikan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  3. Doddy Purwadianto, S.T.,M.T, selaku Dosen Pembimbing Akademik 2009.

  4. Dosen-dosen program studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma, atas ilmu pengetahuan dan bimbingannya kepada penulis semasa kuliah.

  5. Terimakasih kepada Ayah, Ibu dan kaka yang telah memberi motivasi dan memberikan dana untuk kelancaran pembuatan Tugas Akhir.

  6. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin Sanata Dharma.

  7. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam pemberian semangat sampai dengan penyusunan skripsi ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Semoga dengan naskah Tugas Akhir yang telah disusun ini dapat memberi banyak manfaat bagi penerapan teknologi tepat guna untuk masa depan yang lebih baik serta menjadi sumber inspirasi bagi mahasiswa maupun pembaca lainnya untuk menciptakan inovasi dalam karya teknologi. Ketidaksempurnaan penulisan naskah ini menjadi cambuk bagi penulis untuk terus belajar, maka segala bentuk kritik dan saran yang membangun akan penulis terima. Penulis mohon maaf jika terdapat kesalahan dan informasi yang kurang dalam naskah ini.

  Yogyakarta, 17 Desember 2013 Penulis

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

DAFTAR ISI

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

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

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... iii

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

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

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ........................................................ vi

ABSTRAK ......................................................................................................... vii

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

DAFTAR ISI ......................................................................................................

  x

  

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiv

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

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

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

  2 1.3 Rumusan Masalah ...............................................................................

  3 1.4 Batasan masalah ..................................................................................

  3 1.5 Manfaat Penelitian ..............................................................................

  5 BAB II. DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ...............................

  7 2.1 Dasar Teori .........................................................................................

  7 2.1.1 Perpindahan Kalor Konduksi, Konveksi dan Radiasi .....................

  7 x

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  2.1.2 Berat Ekivalen ( Be ) .......................................................................

  9

  2.1.3 Kondisi Fluida (air laut) .................................................................. 10

  2.1.4 Panci Tempat Fluida Air Laut ......................................................... 10

  2.1.5 Fluida Pemanas Panci ...................................................................... 11

  2.1.6 Tempat Fluida Air Pemanas ............................................................ 11

  2.1.7 Isolator Tempat Fluida Air Panas .................................................... 12

  2.1.8 Pipa Aliran Fluida............................................................................ 12

  2.1.9 Pompa Air ........................................................................................ 12

  2.1.10 Blower ........................................................................................... 13

  2.1.11 Water Heater .................................................................................. 13

  2.1.12 Sumber Pemanas. .......................................................................... 13

  2.1.13 Bak Penampung. ............................................................................ 14

  2.1.14 Sirip. .............................................................................................. 14

  2.2 Tinjauan Pustaka. ............................................................................... 14

  

BAB III. PEMBUATAN ALAT DAN METODE PENELITIAN ............... 16

  3.l Pembuatan Alat ................................................................................... 16

  3.2 Metodelogi Penelitian ......................................................................... 18

  3.2.1Benda Uji .......................................................................................... 18

  3.2.2 Variasi Pengujian ............................................................................. 24

  3.2.3 Peralatan pendukung ........................................................................ 24

  3.2.4 Cara Pengambilan Data .................................................................... 29

  3.2.5 Cara Pengolahan Data ...................................................................... 30

  3.2.6 Cara Mendapatkan Kesimpulan ....................................................... 30 xi

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

BAB IV. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN ................................. 31

  4.1 Hasi Pengujian dan Pembahasan......................................................... 31

  

BAB V. PENUTUP ............................................................................................ 39

  5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 39

  5.2 Saran ................................................................................................... 40

  

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 41

  LAMPIRAN

  A. Skema Dudukan Panci ............................................................................... 42

  B. Skema Alat Pengkristal Garam .................................................................. 43

  C. Alat Pengkristal Air Laut Keseluruhan ..................................................... 44 D.Sirip, Panci tempat air laut, Panci tempat air laut, dan Dudukan panci ..... 45

  E. Variasi penelitian menggunakan tutup dan blower .................................... 46

  F. Variasi penelitian kontak langsung dengan udara sekitar .......................... 47

  G. Garam hasil pengujian ............................................................................... 48 xii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Hasil pengujian dengan peralatan tertutup dan pembukaan

  Katup blower terbuka penuh .............................................................. 32

Tabel 4.2. Hasil pengujian dengan peralatan tertutup dan pembukaan

  Katup blower terbuka ½ ....................................................................... 33

Tabel 4.3. Hasil pengujian dengan peralatan tanpa menggunakan blower

  Dan kondisi atap ditutup ...................................................................... 34 Tabel 4.4.Hasil pengujian dengan kondisi peralatan tanpa blower dan

  Atap dibuka .......................................................................................... 35 xiii

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Skematik alat pengkristal air laut ...................................................... 5Gambar 2.1. Perpindahan kalor secara induksi .................................................... 8Gambar 2.2. Perpindahan kalor secara konveksi ..................................................... 9Gambar 2.3. Alat pengkristal air laut keseluruhan............................................. 15Gambar 2.4. Diagram alir pembuatan alat ............................................................. 17Gambar 2.5. Panci tempat air laut. ....................................................................... 19Gambar 2.6. Sirip yang dipasang pada dasar panci. ............................................ 20Gambar 2.7. Panci tempat air pemanas ................................................................ 20Gambar 2.8. Ata palatpengkristal ........................................................................ 21Gambar 2.9. .Isolator (glass wool) ....................................................................... 21Gambar 3.1. Diagram alir pembuatan alat .......................................................... 17Gambar 3.2. Panci tempat air laut ........................................................................ 19Gambar 3.3. Sirip yang dipasang pada dasar panci ............................................ 20Gambar 3.4. Panci tempat air pemanas ................................................................ 20Gambar 3.5. Atap alat pengkristal ...................................................................... 21Gambar 3.6. Isolator (glass wool) ........................................................................ 21Gambar 3.7. Blower ............................................................................................ 22Gambar 3.8. Water heater .................................................................................... 22Gambar 3.9. Pompa .............................................................................................. 23Gambar 3.10. Alat pengkristal air laut keseluruhan ............................................ 23Gambar 3.11. Be mete ......................................................................................... 24 xiv

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 3.12. Glas ukur ...................................................................................... 25Gambar 3.13. Blower .......................................................................................... 25

  Gambar 3.14.Thermo meter dah thermo kopel ................................................... 26

Gambar 3.15. Roll kabel ..................................................................................... 26Gambar 3.16. Pocket balance .............................................................................. 27Gambar 3.17. Anemometer ................................................................................. 27Gambar 3.18. Air PDAM .................................................................................... 28Gambar 3.19. Bak penampung ............................................................................ 28Gambar 4.1. Nilai suhu pada kondisi peralatan tertutup dan pembukaan katup blower terbuka penuh ........................................................... 32Gambar 4.1. Nilai suhu pada kondisi peralatan tertutup dan pembukaan katup blower terbuka ½ ................................................................. 33Gambar 4.1. Nilai suhu pada kondisi peralatan tanpa blower dan tutup ............ 34Gambar 4.1. Nilai suhu pada kondisi peralatan tanpa blower dan atap dibuka (kontak langsung udara sekitar) .......................................... 35

  xv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Garam merupakan sumber alam yang melimpah selain itu garam juga merupakan kebutuhan sehari-hari masyarakat, sebagai salah satu penyedap masakan. Garam juga diperlukan dalam dunia kesehatan ( bahan infus, dll ) dan diperlukan juga dalam industri tertentu ( khususnya industri kimia ) yang memerlukan garam dapur atau NaCl dalam prosesnya. Jumlah penduduk Indonesia sangat banyak (lebih dari 200 juta), ehingga kebutuhan garam di Indonesia sangat banyak, karena setiap orang memerlukan garam setiap harinya.

  Mampukah pemerintah indonesia menyediakan garam untuk masyarakat indonesia.

  Informasi terakhir, Bangsa Indonesia sudah mengimpor garam dari India dan Kamboja. Hal ini memperlihatkan bahwa produksi garam di Indonesia mengalami kekurangan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Kondisi ini sangat memalukan karena bangsa Indonesia dikenal sebagai negara maritim dengan daerah lautan yang sangat luas. Lautan yang luas merupakan sumber potensi yang sangat besar untuk menghasilkan garam. Para petani garam di Indonesia umumnya masih membuat garam secara tradisional dengan cara mengalirkan air laut ke dalam bak penampungan.

  Kemudian air laut di dalam bak penampungan dipanaskan biasa oleh sinar matahari, dibiarkan selama satu minggu sampai menjadi garam. Meskipun proses pembuatan garam dengan cara tradisional memberikan keuntungan dalam hal

  1

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  hemat energi ( karena mempergunakan energi surya yang disediakan alam atau gratis ) dan ramah lingkungan ( karena tidak ada polusi yang dihasilkan ), tetapi proses pembuatan secara tradisional mempunyai beberapa kekurangan. Kekurangan tersebut diantaranya mempunyai ketergantungan terhadap sinar matahari sehingga tidak setiap saat dapat dipergunakan karena jika tidak terdapat sinar matahari ( pada malam hari ) proses pembuatan garam tidak dapat dilaksanakan. Ketika musim hujan intensitas sinar matahari rendah hal ini sangat berpengaruh terhadap proses pembuatan garam karena sinar matahari rendah maka proses pembuatan garam tidak berjalan baik. Padahal musim hujan di Indonesia cukup lama sekitar 5-6 bulan, hal ini sangat merugikan petani garam karena proses memproduksi garam menjadi terkendala. Salah satu solusi untuk membuat garam pada saat musim hujan adalah dengan membuat peralatan pembuat garam yang tidak tergantung dengan energi surya. Energi yang digunakan ini misalnya digunakan energi dari kayu, batu bara atau biogas.

1.2 Tujuan

  Tujuan dari penelitian ini adalah: a.

  Membuat alat pengkristal air laut.

  b.

  Mengetahui karakteristik alat pengkristal air laut yang dibuat : 1)

  Mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam dari air laut. Kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka penuh dan kondisi atap ditutup. 2)

  Mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam dari air laut. Kondisi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  blower berputar, katup aliran udara blower dibuka setengah dan kondisi atap ditutup.

  3) Mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam dari air laut. Kondisi blower tidak berputar dan kondisi atap ditutup.

  4) Mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam air laut. Kondisi tanpa blower dan tanpa tutup (terkontak langsung dengan udara sekitar).

1.3 Perumusan Masalah

  Diperlukan perancangan alat pengkristal air laut yang mampu bekerja dengan tanpa ketergantungan energi matahari atau dengan kata lain dengan sumber energi selain energi matahari. Sumber energi lain selain energi matahari misalnya : kayu, biogas, listrik, dll.

1.4 Batasan Masalah

  Batasan- batasan yang diambil dalam pengujian ini adalah: a. Air laut mempunyai nilai Be = 2 .

  b.

  Volume awal air laut sebesar 1,5 liter.

  c.

  Sumber energi dalam perancangan alat ini mempergunakan energi yang berasal dari kompor gas LPG. Dimungkinkan penggunaan energi dari sumber lain, seperti : kayu, biogas, batubara, listrik dll, d. Kondisi air laut ketika dilakukan pengkristalan dalam alat pengkristal air laut dalam kondisi diam (tidak bergerak) dan diletakkan di dalam panci.

  e.

  Pemanasan panci yang berisi air laut dilakukan oleh air panas. Seluruh permukaan panci bagian bawah (yang dipasangi sirip) disentuhkan dengan air panas, dengan tujuan untuk memperluas permukaan benda, agar laju

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  2. Penutup tempat air laut

  6. Gas LPG

  11. Sirip

  5. Water heater

  10. Kran air

  4. Tempat air panas

  9. Ember penampung air

  3. Tempat air laut

  8. Pompa air

  perpindahan panas dapat diperbesar serta dapat mempercepat proses pemanasan sehingga suhu panci dapat dianggap merata.

  f.

  1. Blower

  Keterangan

Gambar 1.1 Skematik alat pengkristal air laut

  Skematik peralatan pengujian seperti tersaji Gambar 1.1

  h.

  Air panas diperoleh dari air yang dipanaskan oleh water heater berbahan gas LPG.

  g.

  Air dipanaskan dengan alat pemanas. Alat pemanas berupa water heater yang didalamnya mengalir air panas yang mengalir secara kontinyu. Air panas tersebut tertampung dalam suatu bak.

  7. Kompor gas

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Langkah awal pengujian dilakukan dengan cara air laut dengan nilai Be = 2 dituang kedalam panci tempat air laut. Kemudian panci air laut dipanasi fluida air yang ada di bawah panci. Fluida air dipanasi oleh water heater. Air didalam pipa akan menjadi panas karena air dipanaskan menggunakan water heater melalui pipa tembaga sehingga air menjadi panas. Air didalam pipa dialirkan oleh pompa sehingga air dapat mengalir dan bersirkulasi. Ketika air laut dalam panci tempat air laut panas, maka air akan menguap dan terpisah dari garam. Pada percobaan dengan menggunakan blower, fungsi blower untuk mempercepat pembuangan uap air yang terpisah dari garam sehingga proses pengkristalan garam berjalan cepat. Selain itu fungsi dari penutup agar air laut tidak kontak dengan udara luar sehingga air laut cepat memanas.

1.5 Manfaat Pembuatan Alat Pengkristal Air Laut

  Manfaat dari pembuatan alat pengkristal air laut ini adalah: a. Hasil peralatan pengkristal air laut dapat dipergunakan untuk menggantikan proses pembuatan garam secara tradisional.

  b.

  Hasil peralatan pengkristal air laut yang dibuat dapat dipergunakan pada waktu musim hujan, pada malam hari, atau pada saat tidak ada energi matahari.

  c.

  Dapat menambah khasanah perpustakaan perihal peralatan pengkristal air laut.

  d.

  Dapat dipergunakan sebagai referensi bagi para pembuat peralatan pengkristal air laut atau hasil penelitian dapat dipergunakan sebagai referensi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  e.

  Pada aplikasi langsung pembuatan pengkristal air laut, dengan adanya penelitian ini diharapkan engineer dalam merancang alat pengkristal air laut selalu mempertimbangkan bahan jenis panci, faktor kecepatan fluida dalam perancangan suatu sistem pemanas dan kecepatan penguapan uap dari proses pemanasan air laut.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Perpindahan Kalor Konduksi, Konveksi dan Radiasi

  Perpindahan kalor konduksi yaitu perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut, yang dapat dirumuskan seperti pada persamaan (2.1) q = k.A.

  ……………………..………………………………………...........(2.1) Pada persamaan (2.1) : q = Laju aliran kalor secara konduksi, (w) k = Konduktivitas thermal ( ) A = Luas permukaan yang tegak lurus arah perpindahan kalor ( )

  = Beda suhu permukaan 1 dan permukaan 2 dari benda ( ΔT

• = ( = Tebal benda (m)

  Δx = Suhu permukaan di posisi 1 = Suhu permukaan di posisi 2 (

  7

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  A k q

  ∆x

Gambar 2.1 Perpindahan kalor secara konduksi

  Perpindahan kalor konduksi dapat berlangsung pada benda padat, cair dan gas. Untuk perpindahan kalor konduksi pada zat cair dan gas, syaratnya adalah dalam keadaan yang diam. Perpindahan kalor konveksi yaitu perpindahan kalor pada suatu zat yang disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Persamaan yang diperlukan untuk menghitung laju aliran kalor konveksi dapat dinyatakan seperti persamaan (2.2). q = h.A.( )

• Pada persamaan (2.2) : q = Laju aliran secara konveksi (w) h = Koefisien perpindahan kalor konveksi A = Luasan yang bersentuhan dengan fluida (

  …………………………………………………………….. (2.2)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  = Suhu fluida ( = Suhu permukaan ( q u

  ∞ h A

Gambar 2.2 Perpindahan kalor secara konveksi

  Perpindahan kalor konveksi terjadi pada fluida yang mengalir (zat cair dan gas). Perpindahan kalor konveksi tidak dapat berlangsung pada benda padat.

  Perpindahan kalor konveksi ada 2 macam : konveksi paksa dan konveksi bebas. Konveksi paksa terjadi jika aliran fluida yang mengalir dikarenakan ada peralatan bantu yang memaksa fluida mengalir, sedangkan konveksi bebas, tidak ada peralatan bantu yang mengalirkan fluida. Aliran fluida pada konveksi bebas terjadi karena ada perbedaan kerapatan.

2.1.2 Berat ekivalen (BE) Berat ekivalen adalah perbandingan antara berat molekul dengan valensi.

  BE dapat disebut sebagai kadar bahan yang terlarut dan dinyatakan dengan konsentrasi (kepekatan). Konsentrasi suatu larutan merujuk ke bobot atau volume zat terlarut yang berbeda dalam pelarut ataupun larutan yang banyaknya ditentukan. Konsentrasi dapat dinyatakan dalam satuan fisika yaitu dengan massa

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  zat terlarut persatuan volume larutan dan dengan persen komposisi atau jumlah satuan massa pelarut perseratus satuan massa massa larutan.

2.1.3 Kondisi Fluida ( larutan garam )

  Dalam pengujian kondisi air laut sama dengan 2 BE. Kondisi air laut selama proses pengkristalan dilakukan pada kondisi diam (tidak bergerak).

  Keuntungan jika fluida diam adalah suhu fluida air laut yang didapat akan tinggi, atau tidak jauh dari fluida yang memanaskannya. Sebaiknya tinggi permukaan air laut dibuat tipis (diukur dari permukaan dasar plat penampung air laut), keuntungannya supaya lebih cepat menghasilkan garam. Jika air laut mempunyai permukaan yang luas, maka perpindahan kalor yang terjadi secara konveksi akan semakin besar. Proses penguapan akan semakin cepat dan produksi garam akan semakin cepat pula.

2.1.4 Panci Tempat Fluida Air Laut

  Bahan yang digunakan sebaiknya terbuat dari logam yang mempunyai konduktivitas tehrmal lebih tinggi, supaya kalor yang dipindahkan lebih besar serta lebih cepat untuk menghantarkan panas. Selain itu karena sebagian besar logam bersifat korosif maka dipilih benda logam yang tahan terhadap korosi atau tidak dapat berkarat, karena terkait dengan bahan makanan (garam yang sudah jadi, ketika diambil dari panci pengkristal garam tidak bercampur dengan karat).

  Dan sebaiknya plat yang digunakan tipis dan kuat agar hambatannya lebih kecil, sehingga perpindahan kalor atau kalor yang disalurkan terjadi lebih cepat. Akan lebih menguntungkan jika permukaan bawah panci yang berisi air laut bersirip vertikal dan horizontal, sehingga luas permukaan yang bersentuhan dengan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  fluaida pemanas menjadi besar. Kalor yang diterima oleh air laut besar. Akan memberi keuntungan jika seluruh permukaan luar panci yang berisi air laut bersentuhan langsung dengan fluida pemanas.

  2.1.5 Fluida Pemanas Panci

  Sebaiknya menggunakan fluida kerja yang mampu memberikan suhu yang tinggi. Misalnya minyak suhu didih minyak lebih tinggi dari pada air, bahkan dapat lebih tinggi dari 500˚C. Jika menggunakan air maka panas yang dihasilkan hanya mencapai suhu 100˚C. Sistem perpipaan sebaiknya tidak tertutup (saluran terbuka dengan udara luar yang bertekanan 1 atm), untuk menghindari terjadinya suhu gas yang tinggi yang berakibat nilai tekanan pada sistem perpipaan tinggi.

  Semakin tinggi kalor yang diterima fluida air laut maka akan semakin cepat terjadinya proses penguapan, karena perbedaan suhu dengan udara sekitar semakin besar. Hasil akhirnya proses produksi garam cepat. Dalam pemilihan fluida ini, harus harus mempertimbangkan sistem perpipaannya. Termasuk didalamnya peralatan yang mendukung, seperti: pompa. Suhu yang tinggi dapat mengakibatkan kerusakan pada perapat atau sel dari karet yang ada didalam pompa, dll.

  2.1.6 Tempat Fluida Air Pemanas

  Bahan tempat fluida (panci air panas) sebaiknya dipilih dari logam yang mempunyai nilai konduktivitas thermal yang rendah, supaya kalor tidak bocor keluar dari tempat fluida (panci air pemanas). Logam dengan nilai konduktivitas rendah misalnya: Baja, besi, dll. Jika masih dimungkinkan terjadinya kebocoran

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  kalor melalui panci fluida pemanas, maka sebaiknya permukaan luar dari panci diisolasi. Bahan panci harus tahan terhadap suhu dan kerja tinggi, supaya tidak mudah bocor.

  2.1.7 Isolator Tempat Fluida Air Panas

  Isolator adalah bahan yang dipergunakan untuk mencegah keluarnya kalor dari air panas yang ada di panci pemanas. Nilai konduktivitas thermal bahan isolator adalah rendah. Ada isolator yang tahan terhadap suhu dingin dan ada juga isolator yang tahan terhadap suhu panas. Sebaiknya dipilih bahan isolator yang tahan terhadap suhu panas, seperti glass wool. Sifat sifat glass wool adalah: Ringan, fleksibel, isolasi suhu panas yang sangat baik, daya konduksi yang rendah, bebas digunakan dalam temperature

  100˚C-250˚C, tahan terhadap korosi, tidak mudah terbakar dan aman.

  2.1.8 Pipa Aliran Fluida

  Sebaiknya pipa aliran fluida dipilih dari bahan yang tahan terhadap suhu dan tekanan yang tinggi. Maka dari itu digunakan slang tahan suhu tinggi dan tekanan tinggi. Sistem perpipaan sebaiknya tidak tertutup (saluran terbuka dengan udara luar yang bertekanan 1 atm), untuk menghindari suhu gas yang tinggi yang berakibat harga tekanan menjadi tinggi, dan mengakibatkan saluran pipa menjadi bocor.

  2.1.9 Pompa Air

  Sebaiknya dipergunakan pompa yang mampu mengalirkan fluida didalam pipa seperti yang diinginkan dengan debit yang konstan, agar fluida yang akan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  dipanaskan tetap terjaga pada suhu yang diinginkan serta mampu mengatasi penurunan tekanan akibat adanya lekukan pada pipa. Untuk itu digunakan pompa yang mempunyai head tinggi sehingga dapat pengalirkan fluida dengan lancar. Pompa harus mampu bekerja pada suhu dan tekanan kerja.

  2.1.10 Blower

  Fungsi blower yaitu memaksa fluida udara yang berada diatas permukaan air laut untuk mengalir keluar menjauhi permukaan air laut. Dengan berpindahnya udara, maka kelembaban udara diatas air laut menjadi lebih rendah, maka air dari air laut akan lebih mudah untuk menguap. Semakin air lebih mudah dan cepat menguap, semakin cepat produksi garam yang dihasilkan. Dengan demikian fungsi blower dapat diartikan berfungsi untuk menjaga agar kelembaban udara tetap rendah dilingkungan sepanjang permukaan air laut. Sebaiknya dipilih blower yang mampu memberikan putaran yang dapat menghasilkan garam paling banyak.

  2.1.11 Water Heater

  Sebaiknya menggunakan water heater yang mampu memberikan pemanasan yang optimal pada fluida yang mengalir didalam sistem perpipaan dan dengan debit yang tinggi dan mampu memberikan pemanasan yang cepat. Water heater berfungsi sebagai pemanas fluida air yang memanaskan panci dengan berbahan bakar gas LPG. Dalam pemanasannya kalor yang dihasilkan konstan dengan mengatur volume gas pada katup pengatur. Sehingga panas fluida pemanas dapat merata dan suhu yang dihasilkan dapat konstan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  2.1.12 Sumber Pemanas

  Berfungsi untuk menggantikan sumber energi matahari. Dapat diperoleh kompor gas LGP, serta dapat diganti dengan sumber energi yang lain, seperti kayu, biogas, batubara, dll. Yang berfungsi untuk memanaskan water heater.

  2.1.13 Bak Penampung

  Bak penampung berfungsi untuk mengkondisikan agar fluida yang mengalir didalam perpipaan tetap terjaga pada suhu dan tekanan yang diinginkan.

  Idealnya sistem perpipaan air adalah tertutup tetapi harus ada katup pengaman yang berfungsi untuk melepaskan uap panas baik tekanan dalam sistem peepipaan tinggi atau untuk pembuangan gas bertekanan jika sistem dalam keadaan tertutup. Dengan adanya bak penampung sistem perpipaan air menjadi terbuka dan ini mencegah terjadinya pecahnya saluran air (kerusakan pada sistem perpipaan).

  2.1.14 Sirip

  Fungsi sirip (fin) secara umum adalah untuk memperluas permukaan benda, agar laju perpindahan panas dapat diperbesar, sehingga dapat mempercepat proses pemanasan. Sirip yang digunakan vertikal dan horizontal, sehingga luas permukaan yang bersentuhan dengan fluida pemanas menjadi besar. Kalor yang diterima oleh air laut besar.

2.2 Tinjauan Pustaka

  Penelitian tentang pengktistalan air laut untuk mendapatkan garam telah dilajukan oleh peneliti lain, seperti yang telah dilakukan Lukiyanto YB

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  (2011). Untuk mendapatkan garam, perlakuan yang diberikan kepada air laut yang dikondisikan dalam keadaan mengalir. Debit aliran air dikondisikan tetap sebesar 5 liter/menit. Air dikondisikan mengalir pada saluran yang mengalir dari atas kebawah dengan sudut kemiringan tertentu. Permukaan dasar dari aliran fluida dipanasi dengan udara panas. Sumber panas yang diberikan udara berasal dari kompor yang menggunakan gas LPG. Tujuan peneliti memperlakukan bahan untuk membuat air laut dengan nilai Be=24 diperlukan waku selama 12 jam.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB III PEMBUATAN ALAT DAN METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Pembuatan Alat

  Pengerjaan alat disusun ke dalam beberapa tahap yang mencakup perencanaan dan pola pelaksanaan kerja. Desain cara kerja alat tersebut meliputi: pemilihan bahan kontruksi, perumusan masalah, perancangan model, perancangan perangkat, penyatuan perangkat, dan pengujian sistem hingga memenuhi syarat.

  Perancangan model meliputi perancangan desain dan pemilihan bahan yang akan dipergunakan. Pemilihan bahan yang tepat sangat mempengaruhi kinerja dan daya tahan alat. Yang perlu diperhatikan dalam pemilihan bahan untuk pembuatan alat pengkristal air laut adalah sifat korosinya. Untuk itu digunakan bahan-bahan yang tidak bersifat korosif. Perancangan model sudah pernah dilakukan sebelumnya pada rancang bangun mesin alat pengkristal larutan air garam yang dibuat sebagai dasar pertimbangan desain, berupa pengujian dalam bentuk proto tipe. Hal ini bertujuan untuk melihat apakah desain yang dibuat sudah dapat bekerja secara optimal serta bahan kontruksi yang kuat pada tekanan dan suhu fluida yang panas. Apabila kinerja pada model belum dapat bekerja secara optimal maka perlu dilakukan perubahan pada desain yang dibuat, sedangkan apabila desain sudah berjalan secara optimal maka lanjut ketahap berikutnya, yaitu pembuatan alat. Pembuatan alat mencakup pembuatan panci tempat air laut, pembuatan panci air pemanas, pembuatan dudukan panci pengkristal dan pembuatan sistem perpipaan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  untuk sirkulasi air pemanas. Selanjutnya dilakukan uji coba, uji coba mencakup pengukuran parameter yang mempengaruhi kinerja alat pengkristalan air laut.

  Diagram alir pembuatan alat disajikan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram alir pembuatan alat

  Selesai

Mulai

  UulaPembu

  

Perumusan Masalah

Perancangan Model

Model Sesuai

Pembuatan Panci Pengkristal Air Laut

  

Integrasi Bagian Sistim Perpipaan dan Sirkulasi Fluida Air Pemanas

Pembuatan Dudukan Alat Pengkristal

Uji Coba Berhasil

  

Pengambilan Data

Pengolahan Data

Pembuatan laporan

Pemilihan Bahan Kontruksi

  Ya Tidak ya

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

3.2 Metodologi Penelitian

3.2.1 Benda Uji

  Alat pengkristal air laut ini terdiri dari dua bagian utama yaitu panci tempat air laut (Gambar 3.1) dan panci tempat air pemanas (Gambar 3.3). Panci tempat air laut terbuat dari bahan plat stainless steel dengan ukuran 1000 x 400 x 150 mm. Penggunaan panci yang terbuat dari plat stainless steel ditujukan untuk menghindari terjadinya korosi yang disebabkan oleh air laut, sedangkan pemilihan plat bertujuan untuk supaya kalor yang dipindahkan besar serta lebih cepat untuk menghantarkan panas. Panci air laut dipasang sirip vertikal dan horizontal agar luas permukaan yang bersentuhan dengan fluida pemanas besar, sehingga kalor yang diterima air laut juga besar. (Gambar 3.2) Untuk mengurangi kehilangan energi panas ke lingkunan maka disisi luar panci tempat air pemanas dilapisi isolator berupa glass wool pada bagian luar panci, sebagai dudukan panci dibuat cassing dari kayu dengan ketebalan 3 mm. Rangka atap ruang air laut dibuat tutup yang terbuat dari bahan acrilyc (Gambar 3.4) agar proses pengristalan dapat dilihat dan diamati. Sedangkan dinding dari ruang air laut terbuat dari triplek (Gambar 3.5) dengan ketebalan 3 mm. Ruangan ini memiliki tinggi 30 mm. Atap alat pengkristal tidak boleh terlalu landai agar uap air laut yang tertumpuk pada atap yang terbuat dari bahan acrilyc tidak jatuh kedalam panci tempat air laut. Penggunaan acrilyc dipilih sebagai atap dikarenakan mempunyai sifat kaku dan tahan terhadap panas. Fungsi blower untuk mempercepat pembuangan uap air yang terpisah dari garam sehingga proses pengkristalan garam berjalan cepat.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Keterangan:

  a) Panci tempat air laut (Gambar 3.1)

  b) Sirip yang dipasang pada dasar panci (Gambar 3.2)

  c) Panci tempat air pemanas (Gambar 3.3)

  d) Atap alat pengkristal (Gambar 3.4)

  e) Isolator (glass wool) (Gambar 3.5)

  f) Blower (Gambar 3.6)

  g) Water Heater (Gambar 3.7)

  h) Pompa (Gambar 3.8)

Gambar 3.2 Panci tempat air laut

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 3.3 Sirip yang dipasang pada dasar panciGambar 3.4 Panci tempat air pemanas

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 3.5 Atap Alat PengkristalGambar 3.6 Isolator (glass wool)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 3.7 BlowerGambar 3.8 Water heater

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 3.9 PompaGambar 3.10 Alat pengkristal air laut keseluruhan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

3.2.2 Variasi Pengujian

  Penelitian dilakukan dengan variasi pembukaan katup aliran udara dan kondisi tutup tempat air laut berada.

  a.

  Kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka penuh dan kondisi atap ditutup.

  b.

  Kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka setengah dan kondisi atap ditutup.

  c.

  Kondisi blower tidak berputar dan kondisi atap ditutup.

  d.

  Kondisi tanpa blower dan tanpa tutup (terkontak langsung dengan udara sekitar).

3.2.3 Peralatan Pendukung

  Alat alat yang dipergunakan untuk mendukung penelitian, yaitu (a) Be meter (b) Gelas ukur (c) Blower (d) Thermo meter dan thermo kopel (e) Roll kabel (f) Pockert balance (g) Anemometer (h) Air PDAM (i) Bak penampung air.

  a.

  BE meter BE meter berfungsi untuk mengukur nilai Be air laut.

Gambar 3.11 BE meter

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  b.

  Gelas ukur Glas ukur berfungsi untuk mengukur volume air laut.

Gambar 3.12 Glas ukur c.

  Blower Blower berfungsi untuk memaksa fluida udara yang berada diatas permukaan air laut untuk mengalir keluar menjauhi permukaan air laut.

Gambar 3.13 Blower

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  d.

  Thermometer dan thermokopel Thermometer dan thermokopel berfungsi untuk mengukur suhu air laut, suhu air pemanas dan suhu udara sekitar.

Gambar 3.14 Thermometer dan thermokopel e.

  Roll kabel Roll kabel berfungsi untuk memberi arus untuk pompa dan blower supaya bisa hidup.

Gambar 3.15 Roll kabel

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  f.

  Pocket balance Pocket balance berfungsi untuk menimbang gas LPG

Gambar 3.16 Pocket balance g.

  Anemometer Anemometer berfungsi untuk mengukur kecepatan blower.

Gambar 3.16 Anemometer

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  h.

  Air PDAM Air PDAM berfungsi untuk dijadikan media yang dipanaskan.

Gambar 3.17 Air PDAM i.

  Bak penampung air Bak penampung air berfungsi untuk menampung fluida yg dipanaskan.

Gambar 3.18 Bak penampung air

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

3.2.4 Cara Pengambilan Data