Karakteristik pendingin adsorpsi amonia-CaCL2 energi termal.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
KARAKTERISTIK PENDINGIN ADSORPSI AMONIA-CaCl2
ENERGI TERMAL

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh:
HOUTSMA SIMON TOMBOY
NIM : 095214015

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2012

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
CHARACTERISTIC OF THERMAL ENERGY AMMONIA-CaCl2
ADSORPTION REFRIGERATION

FINAL PROJECT

Presented as partitial fulfilment of the requirement
as to obtain the Sarjana Teknik degree
in Mechanical Engineering

By:

HOUTSMA SIMON TOMBOY
Student Number : 095214015

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2012

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK

TIDAKTERPUJI
TERPUJI

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

ABSTRAK
Negara-negara berkembang belum semua daerah memiliki jaringan listrik
sehingga diperlukan sistim pendingin yang dapat bekerja tanpa adanya energi

listrik. Salah satu sistem pendingin yang tidak memerlukan energi listrik adalah
sistem pendingin adsorpsi Amonia-CaCl2. Sistem pendingin adsorpsi AmoniaCaCl2 hanya memerlukan energi termal untuk dapat bekerja. Unjuk kerja alat
pendingin menggunakan adsorben CaCl2 yang dijual di pasar lokal belum banyak
diketahui. Tujuan penelitian adalah mengetahui temperatur terendah dan koefisien
unjuk kerja (COP) yang dapat dicapai alat pendingin adsorpsi Amonia-CaCl2.
Pada penelitian ini pendingin adsorpsi Amonia-CaCl2 menggunakan stainless
steel sebagai material dengan dimensi diameter tabung generator 10 cm dengan
panjang 40 cm Alat pendingin adsorpsi Amonia-CaCl2 yang digunakan pada
penelitian ini terdiri dari 3 (tiga) komponen utama yakni (1) Katup desorpsiadsorpsi (2) generator dan (3) evaporator sekaligus berfungsi sebagai kondensor.
Variabel yang divariasikan adalah : (1) Massa CaCl2 : 425 gram dan 850 gram (2)
Tekanan amonia : 1 bar, 9 bar , 11,5 bar, 11,7 bar dan 12,3 bar (3) massa ammonia
: 7,7gram, 14,3gram, 18,2 gram, 20,6 gram. Temperatur terendah sebesar 0oC
dihasilkan oleh variasi massa CaCl2 850 gram dengan massa amonia 20,6 gram
dengan tekanan 11,5 bar dan COP tertinggi dihasilkan oleh massa amonia 14,3
gram dengan CaCl2 850 gram pada tekanan amonia 9 bar.
Kata kunci: Pendingin adsorpsi, Amonia-CaCl2 , Energi termal, Temperatur
terendah.

vi

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas berkah dan rahmat Tuhan Yang Maha Sempurna,
sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini
merupakan salah satu persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program
studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

Penulis merasa bahwa penilitian yang sedang di lakukan merupakan
penelitian yang tidak mudah, karena pada penelitian ini penulis melakukan
langsung cara pembuatan dari awal, pengambilan data, pemahaman tentang
prinsip kerja alat, dan solusi yang tepat terhadap masalah yang dihadapi.
Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Karakteristik
Pendingin Adsorpsi Amonia-CaCl2 Energi Termal” ini karena adanya bantuan
dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. selaku Dekan Fakultas
Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
2. Ir. P.K. Purwadi, M.T. selaku Ketua Program studi Teknik Mesin.
3. Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku dosen pembimbing tugas akhir yang
telah mendampingi dan memberikan bimbingan dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
4. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan materi
selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

viii

PLAGIAT

PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

5. Laboran ( Ag. Rony Windaryawan ) yang telah membantu memberikan
ijin dalam penggunakan fasilitas laboratorium untuk keperluan penelitian
ini.
6. Rekan kerja Briyanttony Bancing Lautt dan Petrus Agus Dwi Ratnatha
yang membantu dalam penyelesaian tugas akhir.
7. Drs.Samuel Suwondo dan segenap rekan GpdI Sosrowijayan yang telah
memberikan dukungan dan doa.
Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam penyusunan
laporan ini karena keterbatasan pengetahuan yang belum diperoleh, oleh karena
itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak yang
bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas ini. Semoga karya ini berguna
bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Terima kasih.

Yogyakarta,

Penulis

ix

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i
TITLE PAGE ............................................................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................... .iii
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... iv
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................. v
ABSTRAK .................................................................................................... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ................................................... vii
KATA PENGANTAR .................................................................................. viii
DAFTAR ISI ................................................................................................. x
DAFTAR TABEL ........................................................................................ xii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiii

BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................ 1
1.l Latar Belakang ................................................................................ 1
1.2 Batasan Masalah.............................................................................. 2
1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................ 3
1.4 Manfaat Penelitian .......................................................................... 3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 4
2.1 Penelitian yang Pernah Dilakukan ................................................. 4
2.2 Dasar Teori ..................................................................................... 6

x

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN

MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB III. METODE PENELITIAN ............................................................ ..10
3.l Deskripsi Alat ................................................................................. ..10
3.2 Variabel yang Divariasikan ............................................................. ..13
3.3 Variabel yang Diukur ...................................................................... ..14
3.4 Langkah Penelitian .......................................................................... ..14
3.5 Peralatan Pendukung ....................................................................... ..17

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... ..21
4.1 Tabel data ........................................................................................ 21
BAB V. PENUTUP ........................................................................................ ..38
5.1 Kesimpulan ..................................................................................... ..38
5.2 Saran ................................................................................................ ..38

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... ..39
LAMPIRAN ................................................................................................... ..40

xi

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Tabel massa amonia 7,7 gram menggunakan CaCl 2 425 gram
pada tekanan amonia 11,5 bar .....................................................

20

Tabel 4.2 Tabel desorpsi amonia 7,7 gram menggunakan CaCl2 425 gram
pada tekanan ,7 bar ........................................................................

21

Tabel 4.3 Tabel adsorpsi I CaCl2 425 gram pada tekanan amonia 11,7 bar .

22

Tabel 4.4 Massa amoniak 18,2 gram menggunakan CaCl2 425 gram
Pada tekanan 2,3 bar. .....................................................................

22

Tabel 4.5 Tabel desorpsi II massa amonia 18,2 gram menggunakan
CaCl2 425 gram pada tekanan amonia 12,3 bar ……..................

23

Tabel 4.6 Tabel proses adsorpsi II massa amonia 18,2 gram
menggunakan CaCl2 425 gram pada tekanan amonia 12,3 bar. .....

24

Tabel 4.7 Pengisian massa amonia 1,5 bar CaCl 850 gram. ..........................

24

Tabel 4.8 Proses desorpsi I amoniak 1,5 bar CaCl2 850 gram. .......................

25

Tabel 4.9 Massa amonia 14,6 gram CaCl2 425 gram tekanan 1 bar. ..............

25

Tabel 4.10 Desorpsi II massa amonia 14,3 gram CaCl2 850gram..................

26

Tabel 4.11 Tabel Adsorpsi II massa amonia 14, gram CaCl2 850 gram
tekanan awal 9 bar ......................................................................

27

Tabel 4.12 Tabel massa amonia 20,6 gram menggunakan CaCl2 850 gram. .

28

Tabel 4.13 Desorpsi massa amonia 20,6 gram menggunakan CaCl2 850 gr .

28

Tabel 4.14 Proses adsorpsi ke III tekanan amonia 11,5 bar ...........................

29

xii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Skema alat penelitian .......... ....................................................... 9
Gambar 3.2 Skema proses desorpsi ........ ....................................................... 10
Gambar 3.3 Skema proses adsorpsi ........ ....................................................... 11
Gambar 3.4 Dimensi generator ............... ....................................................... 11
Gambar 3.5 Dimensi evaporator ............. ....................................................... 11
Gambar 3.6 Skema variabel yang diukur ....................................................... 12
Gambar 3.7 Stop watch ........................... ....................................................... 15
Gambar 3.8 Kompor listrik ..................... ....................................................... 16
Gambar 3.9 Logger ................................. ....................................................... 16
Gambar 3.10 Termokopel ...................... ....................................................... 17
Gambar 3.11 Ember ................................ ....................................................... 17
Gambar 3.12 CaCl2 .................................................. ..................................................................................18
Gambar 3.13 Manometer ....................... ....................................................... 18
Gambar 4.1 Perubahan tekanan proses desorsi adsorpsi semua variasi ........ 30
Gambar 4.2 Perubahan temperatur desorpsi-adsorpsi semua variasi ............ 35
Gambar 4.3 Grafik perbandingan temperatur evaporator per waktu ............. 37
Gambar 4.4 Grafik perbandingan COP pada tiap variasi ................................ 38

xiii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang
Di negara-negara berkembang seperti Indonesia, khususnya di daerah
pedesaan atau daerah terpencil, kebutuhan sistem pendingin untuk
pengawetan/ penyimpanan obat dan bahan makanan, dirasakan semakin
meningkat. Sistem pendinginan yang ada saat ini kebanyakan bekerja
dengan sistim kompresi uap menggunakan energi listrik dan refrijeran
sintetik seperti : R-11, R-12, R-22, R-134a, dan R-502. Masalah yang ada
adalah belum semua desa atau daerah memiliki jaringan listrik sehingga
sistim pendingin sederhana yang dapat bekerja tanpa adanya jaringan listrik
merupakan alternatif pemecahan permasalahan kebutuhan sistem pendingin
di daerah yang belum ada jaringan listrik.
Salah satu sistem pendingin yang tidak memerlukan energi listrik adalah
sistem pendingin adsorpsi. Sistem pendingin adsorpsi hanya memerlukan
energi panas untuk dapat bekerja. Energi panas yang diperlukan dapat
berasal dari pembakaraan kayu, arang, bahan bakar minyak dan gas bumi.
Energi panas juga dapat berasal dari buangan proses industri, biomassa,
biogas atau dari energi alam seperti panas bumi dan energi surya.
Pada dasarnya penelitian ini bertujuan untuk menjajagi kemungkinan
penerapan sistim pendingin adsorpsi energi panas menggunakan refrijeran
amonia dengan adsorben CaCl2 untuk memenuhi kebutuhan sistim

1

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

2

pendingin di masyarakat terutama di daerah yang belum terdapat jaringan
listrik. Dapat tidaknya suatu sistim pendingin diterapkan pada masyarakat
ditentukan oleh beberapa hal. Hal pertama adalah bagaimana unjuk kerja
yang dapat dihasilkan oleh sistim pendingin tersebut. Unjuk kerja suatu
sistim pendingin dapat dilihat dari temperatur terendah yang dapat dicapai
dan koefisien unjuk kerja (COP) yang dapat dihasilkan. Temperatur
terendah dan COP yang dihasilkan harus dapat memenuhi kapasitas
pendinginan (laju pendinginan) yang diperlukan masyarakat. Hal kedua
yang juga penting adalah desain alat pendingin tersebut harus dapat
dioperasikan dan dirawat sendiri oleh masyarakat pengguna serta dapat
dibuat dengan teknologi dan bahan yang ada di daerah
1.2. Batasan Masalah
Temperatur terendah yang dapat dicapai tergantung tekanan pada
evaporator, temperatur fluida pendingin kondensor, dan massa CaCl2 pada
generator. Unjuk kerja alat pendingin tergantung pada unjuk kerja generator
dan evaporator. Unjuk kerja generator selain ditentukan oleh kemampuan
generator dalam menghasilkan uap pada proses pemanasan juga tergantung
pada kemampuan generator menyerap amonia dalam CaCl1 pada proses
adsorbsi. Pada penelitian ini generator juga berfungsi sebagai adsorber dan
evaporator juga berfungsi sebagai kondensor serta logger yang digunakan
hanya mampu menampilkan temperatur terendah sebesar -5℃ dan lamanya
suhu -5℃ dapat bertahan. Pada penelitian ini volume amonia dimasukkan
pada generator yang berisi CaCl2 yang akan divariasikan dan diamati

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

3

pengaruhnya terhadap temperatur pendinginan dan unjuk kerja yang
dihasilkan.

1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai oleh peneliti yaitu :
1. Membuat model pendingin adsorpsi sederhana dengan bahan yang ada di
pasar lokal dan teknologi yang didukung kemampuan indusri lokal.
2. Mengetahui koefisien unjuk kerja tertinggi yang dapat dihasilkan.
3. Mengetahui temperatur terendah yang dapat dihasilkan oleh sistem
pendingin adsorpsi.
1.4. Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini :
1. Menambah kepustakaan teknologi pendingin sistem adsorpsi.
2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk penelitian
lebih lanjut.
3. Mengurangi ketergantungan penggunaan energi listrik.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1.

Penelitian yang Pernah Dilakukan
Penelitian

sistem

pendingin

absorbsi

oleh

Ayala

(1994)

menggunakan refrijeran amoniak-air dengan penggerak energi panas bumi
yang menghasilkan temperatur pemanasan 90OC-145OC di Meksiko untuk
pendingin hasil pertanian menghasilkan kapasitas pendinginan sebesar
10,5 kW. Modifikasi sistem ini dengan menggunakan refrijeran amoniaklitium nitrat (NH3/LiNO3) menghasilkan temperatur pendinginan 0OC10OC. Penelitian oleh Grover (1998) dilakukan untuk mengetahui unjuk
kerja pendingin absorbsi kecil dengan pasangan refrijeran (i) air-litium
chlorida dan (ii) air-litium chlorida/litium bromida (dengan perbandingan
berat 1:1).
Hasil penelitian tersebut menunjukkan untuk temperatur evaporator
yang sama refrijeran air-Libr/LiCl memerlukan temperatur pemanasan
yang lebih kecil. Penelitian pendingin absorbsi oleh Best (2007)
menggunakan refrijeran litium bromida-air menunjukan jika campuran
refrijeran yang digunakan semakin jenuh maka temperatur sumber panas
yang digunakan dapat semakin tinggi tanpa resiko terjadinya kristalisasi.
Dengan semakin tingginya temperatur sumber panas yang
digunakan maka temperatur pendinginan yang dihasilkan dapat semakin
rendah. Penelitian pendingin absorbsi oleh Eisa (2007) menggunakan

4

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

5

refrijeran air-litium bromida dilakukan untuk mengetahui pengaruh
perubahan kondisi kerja pada unjuk kerja yang dihasilkan.
Hasil yang didapat menunjukan parameter yang penting adalah
temperatur pemanasan dan perbandingan laju aliran. Semakin tinggi
temperatur pemanasan semakin tinggi unjuk kerja yang dihasilkan. Laju
aliran yang lebih besar memerlukan temperatur generator yang lebih
tinggi. Shiming (2001) menggunakan refrijeran baru untuk sistem
pendingin absorbsi yakni 2,2,2-trifluoroethanol (TFE)-N-methylpyrolidone
(NMP). Refrijeran baru ini mempunyai keunggulan dibandingkan dengan
refrijeran klasik seperti H2O–LiBr and HNO3–H2O. Keunggulan refrijeran
baru tersebut adalah dapat menghasilkan temperatur yang lebih rendah
dengan menggunakan energi pemanas yang lebih sedikit. Keunggulan ini
disebabkan terutama karena sifat refrijeran TFE–NMP tidak mengalami
kristalisasi, tekanan kerja yang rendah, temperatur pembekuan yang
rendah dan kestabilan termal yang baik pada temperatur tinggi.
Kelemahan refrijeran baru ini adalah temperatur penguapan antara
TFE dan NMP yang hampir sama. Studi untuk mengetahui karakteristik
alat pendingin energi surya oleh Ali (2002) pada sebuah prototipe
menghasilkan COP sebesar 19%. Pengujian dilakukan dengan menghitung
energi yang diberikan dan dihasilkan tiap komponen alat pada beberapa
variasi

kondisi

kerja.

Beberapa

penelitian

pendingin

adsorbsi

menggunakan zeolit-air oleh Hinotani (1983) mendapatkan bahwa harga
COP sistem pendingin adsorbsi surya menggunakan zeolit-air akan

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

6

medekati konstan pada temperatur pemanasan 160OC atau lebih. Grenier
(1983)

melakukan

eksperimen

sistem

pendingin

adsorbsi

surya

menggunakan zeolit-air dan mendapatkan harga COP sebesar 0,12. Pons
(1986) meneliti pendingin adsorpsi zeolit-air tetapi COP nya hanya 0,1.
Zhu Zepei (1987) melakukan pengetesan pada sistem pendingin adsorbsi
surya menggunakan zeolit-air dengan kolektor plat datar dan kondensor
berpendingin udara mendapatkan COP yang rendah sebesar 0,054
modifikasi yang dilakukan dengan memvakumkan sistem dan penggunaan
reflektor datar tidak banyak menaikkan harga COP. Kreussler (1999)
melakukan penelitian dan hasilnya adalah dengan pemanasan 150O C
didapatkan energi pendinginan sebesar 250 kJ per kilogram zeolit. Sebuah
penyimpan dengan volume 125 L dapat didinginkan menggunakan
kolektor seluas 3 m2. Ramos (2003) mendapatkan COP sebesar 0,25
dengan menggunakan kolektor parabola secara terpisah dari sistem
pendingin sehingga setiap kali diperlukan proses pemvakuman. Sistem
yang dipakai Ramos tidak menggunakan kondensor, Ramos juga
mendapatkan kapasitas adsorbsi zeolit mencapai optimal dengan
pemanasan tabung zeolit sebesar 250OC.
2.2

Dasar Teori
Alat pendingin adsorpsi umumnya terdiri dari 3 (tiga) komponen
utama yaitu: (1) generator, (2) katup desorpsi-adsorpsi dan (3) evaporator.
Siklus pendinginan adsorpsi terdiri dari proses adsorpsi (penyerapan)
refrijeran kedalam adsorber dan proses pelepasan refrijeran dari adsorben

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

7

(proses desorpsi) proses ini dapat dilihat pada Gambar 1. Proses adsorpsi
dan desorbsi terjadi pada generator.
Pada proses desorpsi generator memerlukan energi panas dalam
penelitian ini sebagai sumber energi panas digunakan kompor listrik untuk
mempermudah pengukuran besar energi panas yang digunakan. Refrijeran
yang digunakan pada penelitian ini adalah amonia . Pada sistem pendingin
adsorpsi dengan refrijeran amonia diperlukan bahan lain sebagai adsorben
yakni Calsium Chlorida(CaCl2).
2. MEMBEBASKAN
UAP
MENGGUNAKAN
KALOR
1. MENYERAP
UAP KEDALAM
ADSORBEN
SAMBIL MELEPAS

DESORPSI

EVAPORATOR
YANG JUGA
BERFUNGSI
SEBAGAI
KONDENSOR

KATUP DESORPSIADSORPSI

KALOR

ADSORPSI
GENERATOR

EVAPORATOR

Adsorber berfungsi untuk menyerap uap amonia

pada sistem

pendingin agar proses pendinginan bahan (makanan dan obat).
Unjuk kerja pendingin adsorpsi umumnya dinyatakan dengan
koefisien

prestasi adsorpsi (COPAdsorpsi) dan dapat dihitung dengan

persamaan

(Arismunandar, 1995) :

COPAdsorpsi =
Kerja pendinginan = ∆(m.hfg)evaporator

(1)
(2)

Kerja pemanasan pada generator dapat dihitung dengan persamaan
(Arismunandar, 1995) :

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Kerja pemanasan =

8

(3)

Pada penelitian ini, analisa digunakan pendekatan siklus pendingin
carnot, ini dikarenakan untuk perhitungan kerja pemanasan pada
temperatur refrijeran dan adsorber pada generator tidak bisa dilakukan,
karena tidak memungkinkannya peletakkan termokopel di dalam generator
untuk mengukur temperatur pada amonia dan CaCl2, berikut penjelasan
siklus pendingin carnot:
Karena proses melingkar carnot adalah proses reversible, maka
proses dapat dibalik. Proses yang dibalik ini disebut refrigerator carnot.
Jadi refrigerator carnot bekerja dengan kebalikan dari mesin carnot.
Refrigerator carnot menerima kerja luar W dan menyerap panas Q1
dari reservoir dingin (heat sink) temperatur T1 serta memberikan panas Q2
ke reservoir panas temperatur T2. Skema diagram alir refrigerator carnot,
pada gambar :

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Gambar 2.1.1. Skema diagram alir refrigeration carnot
Jadi dapat dibuat hubungan :
Q1 = Q2 – W

(4)

W = Q2 – Q1

(5)

koefisien performance,
COP =

(6)

=

(7)

=

(8)

=

(9)

=
Sehingga dapat digunakan

(10)
:

COP = T1/T2

(11)

Untuk menghitung massa amonia digunakan persamaan gas ideal
(Thermodynamics 5th edition,hal 438 ) :
P.v = m.R.T

(12)

m = n.mr

(13)

9

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB III
METODE PENELITIAN

3.1.Deskripsi Alat
Skema pendingin adsorpsi menggunakan Amonia-CaCl2 ditunjukan gambar
3.1

2

1

Gambar 3.1.Skema alat pendingin adsorpsi
Keterangan gambar :
1. Generator
2. Keran desorpsi-adsorpsi
3. Evaporator yang berfungsi juga sebagai kondensor
Proses desorpsi adalah proses pemisahan amonia dari CaCl2 melalui proses
pemanasan, skema gambar proses desorpsi dapat dilihat dari Gambar 3.2

10

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

6

4

7
5
3

2

1

Gambar 3.2.Skema proses desorpsi
Keterangan :
1. Kompor listrik
2. Kotak berisi minyak
3. Generator
4. Keran saluran masuk
5. Keran desorpsi-adsorpsi
6. Manometer
7. Evaporator
Proses adsorpsi adalah proses penyerapan amonia kedalam generator yang
berisi CaCl2 Gambar 3.3

11

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

12

AIR

Gambar 3.3. Skema proses adsorpsi
Berikut ini adalah dimensi dari generator

2,54cm
30cm
16 cm

10 cm

40cm

15 cm

Gambar 3.4. Dimensi generator
Berikut ini adalah gambar dari dimensi evaporator

15 cm

15cm

5

Gambar 3.5. Dimensi evaporator

1 5 cm

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

13

3.2.Variabel Yang Divariasikan
Variabel yang divariasikan dalam penelitian yaitu:
1. Variasi massa CaCl2 425 gram dan 850 gram.
2. Variasi tekanan amonia 1 bar; 9 bar; 11,5 bar ; 11,7 bar ; 12,7 bar
3. Variasi massa amonia 7,7 gram; 14,3 gram; 18,2 gram; 20,6 gram.
Contoh perhitungan mencari massa amonia :
Tekanan (P) terukur = 1 bar, P absolut = (1+1)bar = 2 bar
P absolut = 200000 N/m2
Volume tabung pengisian (V)= 0,00513 m3.
Tetapan Gas (R) = 8,314 (J/mol.K).
Temperatur (T)= 333 K.
Massa per mol (mr) = 17 gram/mol.
P.V = n.R.T
=

= 0,37 mol

m = n.mr = 0,37 mol . 17 gram/mol
m = 6,3 gram, massa amonia dengan tekanan 1 bar dan temperatur 333K
adalah 6,3 gram.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

14

3.3.Variabel yang Diukur
P

T2

T1

W

Gambar 3.6. Skema Variabel yang diukur
Dalam penelitian ini variabel-variabel yang diukur antara lain :
1. Temperatur generator (T1).
2. Temperatur evaporator (T2).
3. Tekanan sistem (P).
4. Energi panas yang digunakan (W).
5. Waktu yang digunakan (t).
3.4.Langkah Penelitian
Pengambilan data dalam penelitian Pendingin adsorpsi ini menggunakan
metode langsung yaitu penulis mengumpulkan data dengan menguji langsung
alat yang telah dibuat. Langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai
berikut :

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

15

P1

P2

Gambar 3.7. Skema tabung pengisian
1. Penelitian diawali dengan pemisahan amonia dengan air ( Gambar 3.7)
2. Alat ukur termokopel yang telah disiapkan dipasang pada setiap bagian
yang akan diukur temperaturnya.
3. Generator diisi dengan CaCl2 sesuai variasi massa.
4. Generator pendingin adsorpsi divakumkan selama beberapa menit dengan
menggunakan pompa vakum.
5. Alat diisi dengan amonia sesuai dengan massa amonia yang divariasikan
dengan tabung pengisi.
6. Kemudian alat pendingin adsorpsi dipanasi menggunakan kompor listrik.
Pada kompor listrik, terdapat tingkatan-tingkatan level panas. Jadi jika
panas yang diharapkan sudah konstan atau lampu pada penunjuk kompor
mati, maka level kompor listrik dapat dinaikan. Keadaan tersebut bisa
terus berlanjut hingga level kompor listrik maksimal. Proses pemanasan

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

16

terjadi hingga tekanan yang ada di alat ukur manometer menunjukan
tekanan maksimal saat alat bekerja (konstan) proses ini dinamakan proses
desorbsi sesuai gambar 3.3.
7. Setelah tekanan konstan, kompor dimatikan dan di geser. Lalu dilanjutkan
ketahap keselanjutnya yaitu proses pendinginan.
8. Sebelum proses pendinginan, keran adsorpsi-desorpsi ditutup.
9. Generator didinginkan sampai mencapai temperatur awal (T1). Setelah T1
mendekati temperatur awal sebelum pemanasan, pada evaporator diberi air
pendingin supaya terjadi pengembunan amonia pada evaporator.
10. Kemudian keran desorpsi-adsorpsi dibuka sehingga tekanan sistem turun
sampai menjadi vakum kembali, pada saat tekanan turun ini terjadi proses
adsorbsi yaitu penyerapan amonia ke dalam CaCl2 pada saat proses inilah
temperatur evaporator ( T2 ) diukur dan dicata penurunan temperatur yang
dihasilkan.
11. Pengambilan data dilakukan setiap 5 menit untuk proses adsorpsi dan
proses desorpsi dengan mencatat temperatur di setiap titik
12. Data yang dicatat saat proses desorpsi adalah waktu (t), tekanan (P),
temperatur generator (T1), temperatur minyak (T2), sedangkan data yang
dicatat saat proses adsorpsi adalah waktu (t), tekanan (P), temperatur
generator (T1), temperatur evaporator (T2).
13. Untuk mengetahui unjuk kerja dapat digunakan persamaan 11 yaitu T1/T2
atau T.evaporator / T.generator Analisa akan lebih mudah dilakukan
dengan membuat grafik hubungan :

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

17

1. Perubahan tekanan evaporator pada proses desorpsi-adsorpsi
2. Perubahan temperatur evaporator pada proses desorpsi-adsorpsi
3. Perbandingan temperatur evaporator tiap variasi
4. Perbandingan COP tiap variasi
3.5.Peralatan Pendukung
Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah :
a. Stopwatch
Alat ini digunakan untuk mengukur waktu pencatatan tekanan dan
temperatur.

Gambar 3.8. Stopwatch

b. Kompor Listrik
Kompor listrik yang dapat diatur dayanya digunakan untuk
memanaskan generator saat proses desorbsi.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

18

Gambar 3.9. Kompor listrik

c. Pencatat (Logger)
Logger digunakan untuk mencatat dan menampilkan temperatur di
setiap titik dari termokopel.

Gambar 3.10. Logger
d. Termokopel
Termokopel

digunakan

dihubungkan ke logger.

untuk

mengukur

temperatur

yang

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

19

Gambar 3.11. Termokopel

e. Ember
Ember digunakan untuk merendam evaporator saat proses desorbsi
dan merendam generator saat proses pendinginan dan adsorpsi.

Gambar 3.12. Ember

f. CaCl2 (Calsium Chloride)
CaCl2 berupa butiran ini digunakan sebagai adsorben dalam model
pendingin adsorpsi ini.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Gambar 3.13 .CaCl2
g. Manometer
Manometer digunakan untuk mengukur tekanan evaporator.

Gambar 3.14. Manometer

20

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB IV
DATA DAN PEMBAHASAN

4.1.

Tabel data

Tabel 4.1 Tabel massa amonia 7,7 gram menggunakan CaCl2 425 gram pada
tekanan amonia 1,5 bar.
No.

Waktu

P1(bar)

P2(bar)

T1(oC)

T2(oC)

T3(oC)

T4(oC)

1

5

Vakum

Vakum

25

25

25

25

Tanggal 3-5-2012

2

10

0,0

Vakum

25

25

25

25

P1 = tekanan (bar)

3

15

0,0

Vakum

25

25

25

25

P2= tekanan (bar)

4

20

0,0

Vakum

27

26

25

25

Waktu (menit)

5

25

0,0

Vakum

27

26

25

25

T (oC)

6

30

0,0

Vakum

33

25

26

26

7

35

0,1

0,0

35

26

26

26

8

40

0,5

0,4

42

34

27

27

9

45

0,6

0,5

48

34

28

28

10

50

1,0

0,8

51

36

30

30

11

55

1,2

1,0

52

38

32

30

12

60

1,4

1,2

52

41

32

29

13

65

1,5

1,3

57

43

33

30

14

70

1,6

1,4

56

45

33

30

15

75

1,8

1,5

58

48

35

32

16

80

1,9

1,6

59

50

35

34

17

85

2,0

1,7

61

51

38

35

18

90

2,0

1,7

62

50

37

35

19

95

2,0

1,7

64

50

40

35

20

100

2,0

1,8

64

51

40

36

21

105

2,0

1,9

65

50

40

35

22

110

1,2

1,0

57

49

33

30

23

115

1,2

1,0

57

48

32

29

24

120

1,2

0,9

56

49

29

27

25

125

1,4

1,0

58

44

29

27

26

130

1,5

1,1

59

44

29

27

27
28

135

1,5

1,2

58

46

29

28

140

1,5

1,3

59

49

29

27

21

Keterangan

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

22

Tabel 4.1 Tabel massa amonia 7,7 gram menggunakan CaCl2 425 gram pada
tekanan amonia 1,5 bar.

No.

Waktu

P1(bar)

P2(bar)

T1(oC)

T2(oC)

T3(oC)

T4(oC)

29

145

1,5

1,3

59

51

29

27

30

150

1,6

1,5

62

52

33

28

31

155

1,8

1,6

64

54

34

29

32

160

2,0

1,7

64

57

35

30

33

165

2,0

1,8

65

58

35

30

34

170

2,0

1,8

65

59

35

29

35

175

1,9

1,5

66

54

35

32

Keterangan

Tabel 4.2 Tabel desorpsi amonia 7,7gram menggunakan CaCl2 425 gram pada
tekanan 11,7bar
Suhu

No.

Waktu

Tekanan
(bar)

T1(oC)

T2(oC)

1

5

Vakum

27

43

04 Mei 2012

2

10

0,0

27

46

P akhir 10,5 bar

3

15

0,1

28

53

Waktu = Lama pengujian (menit)

4

20

0,5

30

66

Tekanan = Tekanan pada manometer (bar)

5

25

0,9

34

69

T1 = Temperatur tabung generator

6

30

1,0

37

76

T2 = Temperatur minyak pemanas

7

35

2,0

40

82

Massa amoniak 1,5 bar

8

40

2,6

42

88

9

45

3,5

45

92

10

50

4,3

48

99

11

55

5,0

51

102

12

60

6,0

53

107

13

65

6,5

54

112

14

70

7,4

57

115

15

75

8,0

58

118

16

80

8,5

58

122

17

85

9,2

59

123

18
19

90

9,6

59

123

95

10,0

65

125

Keterangan

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

23

Tabel 4.2 Tabel desorpsi amonia 7,7gram menggunakan CaCl2 425 gram pada
tekanan 11,7bar (lanjutan).
Suhu
T1(oC) T2 (oC)
65
126

No.

Waktu

20

100

Tekanan
(bar)
10,5

21

105

10,9

65

128

22

110

11,0

64

129

23
24

115

11,2

66

130

120

11,3

64

131

25

125

11,4

64

131

26

130

11,4

65

131

27

135

11,4

66

133

28

140

11,5

67

132

29

145

11,6

67

132

30

150

11,6

69

133

31

155

11,7

69

133

32

160

11,7

68

133

33

165

11,7

67

133

Keterangan

Tabel 4.3 Tabel adsorpsi I CaCl2 425 gram pada tekanan amonia 11,7 bar.
No.

Waktu

P(bar)

T1(oC)

T2(oC)

COP

1

5

10,5

27,0

27

1,0

Tanggal 05 Mei 2012

2

10

2,0

4,0

27

0,15

Temperatur terendah yang dicapai 20C

3

15

1,5

12,8

27

0,47

Terjadi bunga es selama 7 menit

4

20

0,8

22,1

27

0,82

T1=T evaporator

5

25

0,6

24,0

27

0,89

T2 = T generator

6

30

0,4

25,5

27

0,94

Tekanan awal = 11,7 menjadi 10,5 bar

7

35

0,3

26,0

27

0,96

Keterangan

Tabel 4.4 Massa amoniak 18,2 gram menggunakan CaCl2 425 gram pada
tekanan 2,3 bar.
No.

Waktu

1
2

Tekanan

Suhu

Keterangan

P1(bar)

P2(bar)

T1(oC)

T2(oC)

T3(oC)

T4(oC)

5

0

Vakum

26

26

26

26

Tanggal 05 Mei 2012

10

0

Vakum

27

27

27

27

Tabung Horisontal

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

24

Tabel 4.4 Massa amoniak 18,2 gram menggunakan CaCl2 425 gram pada tekanan 2,3 bar
pada tekanan amonia 2,3 bar (lanjutan) .
No

Waktu

3

Tekanan

Temperatur
o

P1(bar)

P2(bar)

T1( C)

T2(oC)

T3(oC)

T4(oC)

15

0,1

0

29

27

27

27

4

20

0,4

0,2

34

28

29

29

5

25

0,6

0,4

36

32

30

30

6

30

0,9

0,7

41

34

32

32

7

35

1,2

0,9

43

35

32

33

8

40

1,5

1,2

46

38

33

33

9

45

1,6

1,4

49

37

33

32

10

50

2

1,7

51

38

33

32

11

55

2,2

2,1

52

42

34

33

12

60

2,5

2,3

57

42

34

34

Keterangan

Tabel 4.5 Tabel desorpsi II massa amonia 18,2 gram menggunakan CaCl2 425
gram pada tekanan amonia 12,3 bar.
No.

Waktu

P(bar)

1

5

2

Temperatur

Keterangan

T1(oC)

T2(oC)

0,1

26

29

Tanggal 05 Mei 2012 Tabung Horisontal CaCl2 425 gr

10

0,1

27

30

P akhir 12,3 bar

3

15

0,1

27

35

4

20

0,2

27

44

T1 = T Tabung

5

25

0,5

29

54

T2 = T minyak pemanas

6

30

0,8

30

60

7

35

1,3

35

69

8

40

2

38

78

9

45

2,7

43

83

10

50

3,7

43

90

11

55

4,7

48

94

12

60

5,6

49

99

13

65

6,6

52

101

14

70

7,6

53

105

15

75

8,6

36

108

16

80

9,5

60

112

17

85

10,3

61

114

18

90

10,6

60

115

19
20

95

10,9

65

115

100

11,2

68

120

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

25

Tabel 4.5 Tabel desorpsi II massa amonia 18,2 gram menggunakan CaCl2 425 gram
pada tekanan amonia 12,3 bar.

No.

Waktu

P(bar)

21

105

22

Temperatur
o

Keterangan

o

T1( C)

T2( C)

11,4

67

121

110

11,4

67

121

23

115

11,4

77

121

24

120

11,5

84

123

25

125

11,7

89

124

26

130

11,9

91

126

27

135

12

92

126

28

140

12,1

93

128

29

145

12,1

94

130

30

150

12,3

94

131

Tabel 4.6 Tabel proses adsorpsi II massa amonia 18,2 gram menggunakan CaCl2
425 gram pada tekanan amonia 12,3 bar.
No.

Waktu

1

5

2
3
4
5
6
7
8
9

10
15
20
25
30
35
40
45

Tekanan
T1(oC) T2(oC) COP
Keterangan
(bar)
10,3
27,5
28
0,98 Tanggal 06 Mei 2012
3,5
3,8
4,1
4,3
4,5
4,5
3,9
3,4

7,5
8,7
9,4
11,1
12,5
13,9
20,9
24

28
28
28
28
28
28
28
28

0,27 T terendah yang dicapai 7,50C
0,31 penambahan gas amoniak 2,3 bar
0,34 P awal = 10,3 bar dari P = 12,3 bar
0,4
0,45
0,5
0,75
0,86

Tabel 4.7 Pengisian massa amonia 8 gram menggunakan CaCl2 850 gram pada
tekanan 1,5 bar.
No.

Waktu

1

5

Tekanan
Temperatur
Keterangan
P1(bar) P2(bar) T1(oC) T2(oC) T3(oC) T4(oC)
Vakum Vakum
26
26
25
21
Tanggal 24 Mei 2012

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

26

Tabel 4.7 Pengisian massa amonia 8 gram menggunakan CaCl2 850 gram pada tekanan
1,5 bar.(lanjutan )

No

Waktu

2
3
4
5
8
9
10
11
12

10
15
20
25
30
35
40
45
50

Tekanan
Temperatur
o
P1(bar) P2(bar) T1( C) T2(oC) T3(oC) T4(oC)
Vakum Vakum
26
26
25
21
0,0
Vakum
27
26
25
21
0,1
0,0
28
27
26
21
0,4
0,1
33
29
27
25
1,0
0,8
43
37
29
28
1,4
1,0
45
40
29
29
1,5
1,2
49
42
30
29
1,6
1,4
51
43
32
32
2,0
1,5
52
46
35
32

Keterangan

Tabel 4.8 Proses desorpsi I massa amonia 8 gram menggunakan CaCl2 850 gram
pada tekanan amonia 1 bar
No.

Waktu

Tekanan (bar)

1

5

2

Temperatur

Keterangan

T1(oC)

T2(oC)

Vakum

30

37

10

Vakum

30

43

3

15

Vakum

32

50

4

20

Vakum

33

59

T1 = tabung

5

25

0,0

35

67

T2 = minyak

6

30

0,2

37

74

7

35

0,4

40

80

8

40

0,5

43

85

9

45

0,7

44

89

10

50

0,8

48

93

11

55

0,9

49

97

12

60

1,0

51

99

13

65

1,0

53

102

14

70

1,0

53

106

15

75

1,0

56

107

Tanggal 24 Mei 2012

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

27

Tabel 4.9 Massa amonia 14,6 gram menggunakan CaCl2 850 gram pada tekanan 1
bar.
P1(bar) P2(bar)

No.

Waktu

1

5

Vakum

2

10

3

Temperatur

Keterangan

T1(oC)

T2(oC)

T3(oC)

T4(oC)

Vakum

25

25

25

25

Vakum

Vakum

26

25

25

25

15

Vakum

Vakum

27

25

25

25

4

20

Vakum

Vakum

29

27

25

25

P1 = tabung pengisisan

5

25

0,0

Vakum

34

28

26

26

P2 = tabung horinsontal

6

30

0,1

0,0

40

30

27

27

7

35

0,4

0,2

43

33

27

27

8

40

0,6

0,4

48

35

28

27

9

45

0,8

0,6

51

38

30

28

10

50

1,0

0,7

54

40

32

29

11

55

1,1

0,9

57

43

32

29

12

60

1,2

1,0

59

44

33

31

13

65

1,5

1,2

60

44

35

33

14

70

1,5

1,3

63

46

35

35

15

75

1,6

1,4

64

46

38

33

17

145

0,5

0,4

53

40

28

28

18

150

0,6

0,5

54

42

27

27

19

155

0,7

0,6

57

43

27

27

20

160

0,8

0,7

59

43

27

27

21

165

0,9

0,8

59

43

28

27

22

170

1,0

0,8

59

43

28

27

23

175

1,0

0,9

60

45

29

28

24

180

1,0

0,9

61

45

29

27

25

185

1,1

1,0

64

46

29

29

26

190

1,2

1,0

64

48

30

32

27

195

1,3

1,1

61

48

33

34

28

200

1,4

1,2

64

49

34

34

29

205

1,5

1,2

64

51

34

34

30

210

1,5

1,2

64

51

34

35

31

215

1,5

1,3

65

52

35

34

32

220

1,5

1,3

65

51

34

33

33

225

1,5

1,3

65

51

33

33

34
35

230

1,5

1,2

62

51

33

33

235

1,4

1,1

61

50

33

33

16

Tanggal 25 Mei 2012

Penurunan Temperatur

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

28

Tabel 4.9 Massa amonia 14,6 gram menggunakan CaCl2 850 gram pada tekanan 1 bar
(lanjutan).

No.

Waktu

36

Temperatur

Tekanan
o

P1(bar)

P2(bar)

T1( C)

T2(oC)

T3(oC)

T4(oC)

240

1,3

1,0

61

50

32

33

37

245

1,3

1,0

60

49

32

33

38

250

1,1

1,0

60

49

32

33

Keterangan

Tabel 4.10 Desorpsi II massa amonia 14,3 gram menggunakan massa CaCl2 850gram
Temperatur

No.

Waktu

Tekanan
(bar)

T1(oC)

T2(oC)

1

5

Vakum

25

29

2

10

Vakum

25

35

3

15

Vakum

26

43

Penambahan Amoniak 1 bar

4

20

0,0

28

50

Kondisi manometer vakum

5

25

0,1

30

59

6

30

0,4

35

65

7

35

0,5

37

69

8

40

0,7

41

75

T1= T. Tabung

9

45

1,0

42

80

T2= T.Minyak

10

50

1,4

45

85

11

55

1,6

48

88

12

60

2,0

50

91

13

65

2,4

51

93

14

70

2,7

53

97

15

75

3,0

56

99

16

80

3,4

57

101

17

85

3,8

58

104

18

90

4,1

59

106

19

95

4,3

60

107

20

100

4,6

61

107

21

105

5,0

61

108

22

110

5,3

62

109

23

115

5,5

65

112

24

120

5,6

65

112

25
26

125

6,0

66

113

130

6,3

75

115

Keterangan
Tanggal 26 Mei 2012

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

29

Tabel 4.10 Desorpsi II massa amonia 14,3 gram menggunakan massa CaCl2 850gram
(lanjutan)

Temperatur

No.

Waktu

Tekanan
(bar)

T1(oC)

T2(oC)

27

135

6,6

80

115

28

140

7,0

83

116

29

145

7,4

85

118

30

150

7,5

85

118

31

155

7,8

88

120

32

160

8,0

89

122

33

165

8,4

91

122

34

170

8,5

91

122

35

175

8,7

91

123

36

180

9,0

92

123

Keterangan

Tabel 4.11 Tabel Adsorpsi II massa amonia 14,6 gram menggunakan CaCl2 850
gram tekanan amonia 9 bar
No.

Waktu

1

5

2

10

3
4

Tekanan (bar)

Temperatur

COP

Keterangan

T1(oC)

T1(oC)

0,0

22

25

0,88

Tanggal 30 Mei 2012

0,0

22

25

0,88

T awal = 25 0C ,T akhir = 25 0C

15

0,0

24

25

0,96

Penambahan Amoniak 1 bar

20

Vakum

25

26

0,96

Tekanan awal= 8,7 bar

Tabel 4.12 Tabel massa amonia 20,6 gram menggunakan CaCl2 850 gram.
P1(bar)

P2(bar)

5

Vakum

2

10

3

No.

Waktu

1

Temperatur
o

Keterangan

T1( C)

T2(oC)

T3(oC)

T4(oC)

Vakum

25

25

25

25

Vakum

Vakum

25

25

25

25

15

Vakum

Vakum

26

25

25

25

P1 = Tabung pengisian

4

20

0,0

Vakum

30

27

27

26

P2 = Tabung horisontal

5

25

0,0

Vakum

38

29

27

27

Penambahan amonia

6
7

30

0,2

0,0

41

33

28

27

35

0,3

0,2

45

36

28

28

Tanggal 30 Mei 2012

Ke II

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

30

Tabel 4.12 Tabel massa amonia 20,6 gram menggunakan CaCl2 850 gram (lanjutan)

Temperatur

Tekanan

No.

Waktu

8

40

0,5

9

45

0,8

10

50

11

55

T1( C)

T2(oC)

T3(oC)

T4(oC)

0,5

49

38

30

29

0,6

52

43

32

32

1,0

0,9

54

44

33

32

1,3

1,0

59

46

33

32

P1(bar)

o

P2(bar)

Keterangan

Tabel 4.13 Desorpsi massa ammonia 20,6 gram menggunakan CaCl2 850gram.
No.

Waktu

Tekanan (bar)

1

5

2

Temperatur

Keterangan

T1(oC)

T1(oC)

Vakum

25

29

10

Vakum

26

35

3

15

Vakum

27

43

Penambahan Amoniak 1 bar

4

20

0,0

30

54

Kondisi manometer vakum

5

25

0,3

35

61

6

30

0,5

40

68

7

35

0,8

43

75

8

40

1,2

49

81

T1= T. Tabung

9

45

1,4

53

85

T2= T.Minyak

10

50

1,8

58

91

11

55

2,1

61

94

12

60

2,6

66

99

13

65

3,1

69

102

14

70

3,5

72

102

15

75

4,1

76

108

16

80

4,7

77

112

17

85

5,3

80

114

18

90

5,7

82

116

19

95

6,3

83

117

20

100

6,8

85

120

21

105

7,3

88

122

22

110

7,7

88

123

23

115

8,2

89

124

24

120

8,7

90

125

25

125

9,0

91

126

26

130

9,5

91

128

27

135

9,8

92

129

28
29

140

10,0

93

129

145

10,4

93

130

Tanggal 31 Mei 2012

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

31

Tabel 4.13 Desorpsi massa ammonia 20,6 gram menggunakan CaCl2 850gram.

No.

Waktu

Tekanan (bar)

30

150

31

155

32

Temperatur
T1(oC)

T2(oC)

10,5

93

130

10,7

94

131

160

11,0

96

131

33

165

11,1

96

131

34

170

11,2

97

131

35

175

11,3

97

132

36

180

11,4

97

133

37

185

11,5

98

133

Keterangan

Tabel 4.14 Proses adsorpsi ke III tekanan amonia 11,5 bar
No.

Waktu

Tekanan
(bar)

T1(oC)

T2(oC)

T3(oC)

T4(oC)

COP

1

5

10

24

24

24

24

1

2

10

1,5

4

13

10

26

0,38

Temperatur terendah yang dicapai 00C

3

15

0,5

16

18

17

26

0,62

P= 2,5 bar bunga es selama 4 menit

4

20

0,2

19

19

19

27

0,7

T1 = Bawah evaporator

5

25

0,1

19

20

19

26

0,73

T2= Depan evaporator

6

30

0,1

19

21

20

26

0,73

T3 = Belakang evaporator

7

35

0,0

20

21

21

26

0,77

T4 = Generator

4.2.

Keterangan
Tanggal 04 Juni2012

Hasil dan Pembahasan

Berdasarkan data penelitian diatas, pendingin adsorpsi ini meliputi
beberapa proses, yaitu :
4.2.a Proses desorpsi : Proses pelepasan uap amonia murni dari adsorben
melalui proses pemanasan dengan kompor listrik saat generator
dipanaskan.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

4.2.b Proses Pendinginan/ kondensasi

32

: proses pendinginan dan

pengembunan uap amonia dengan cara mencelupkan tabung
generator kedalam bak atau ember.
4.2.c Proses adsorpsi : Proses penyerapan amonia murni oleh adsorben.
Proses penyerapan ini bisa terjadi dikarenakan perbedaan tekanan
antara ruang didalam evaporator dan ruang didalam generator,
amonia murni ini terhisap dan menguap menjadi uap amonia. Proses
penguapan amonia ini menyerap kalor yang ada disekitar evaporator
sehingga temperatur evaporator akan turun.

adsorpsi

TEKANAN (BAR)

14
12

Massa amonia 7,7
gram CaCl2 425 gram

10

Massa amonia 18,2
gram CaCl2 425 gram

desorpsi

Massa amonia 8 gram
CaCl2 850 gram

8
6

Massa amonia 14,3
gram CaCl2 850 gram

4

Massa amonia 20,6
gram CaCl2 850 gram

2
0
0
-2

50

100

150

200

250

WAKTU (MENIT)

Gambar 4.1Perubahan tekanan pada proses desorpsi-adsorpsi pada semua variasi
Massa amonia 7,7 gram pada CaCl2 425 gram menunjukan proses desorpsi
yang terjadi hingga mencapai tekanan 11,7 bar, pada saat proses pendinginan atau
kondensasi saat katup desorpsi-adsorpsi ditutup terjadi bocor di dalam keran yang

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

33

diakibatkan oleh sil di dalam keran ataupun penutupan keran yang tidak rapat
sehingga tekanan turun menjadi 10,5 bar.
Pada saat temperatur generator turun kemudian keran desorpsi-adsorpsi
dibuka sehingga terjadi penurunan tekanan namun tidak mencapai 0 bar, kondisi
ini dipengaruhi laju kecepatan amonia yang membuat tekanan turun namun massa
amonia terlampau sedikit sehingga tidak mampu terserap total oleh CaCl2
sehingga masih di permukaan CaCl2. Sebagai akibat terlalu sedikitnya massa
amonia temperatur evaporator bertahan pada 2oC selama 7 menit.
Percobaan berikutnya diasumsikan menambah massa amonia dengan
tujuan untuk menambah laju kecepatan dan temperatur yag dihasilkan lebih lama
bertahan. Proses desorpsi dan adsorpsi yang terjadi pada saat generator CaCl2 425
gram ini diberi tambahan amonia sebesar 10,5 gram sehingga menjadi 18,2 gram.
Pada saat proses desorpsi tekanan mencapai 12,3 bar terjadi kebocoran di
dalam keran sehingga saat proses kondensasi tinggal amonia 10,3 bar yang tersisa,
kebocoran ini terjadi saat tekanan tinggi dan terjadi tekanan di dalam keran
sehingga mengakibatkan bocor di dalam keran sehingga tekanan menjadi 10,3 bar.
Pada saat proses adsorpsi tekanan terendah amonia lebih tinggi dibandingkan
variasi sebelumnya ini dikarenakan amonia yang ada mengambang di permukaan
dan tidak mampu terserap sempurna sehingga terukur 3,4 bar.
Peneletian berikutnya dengan memvariasikan massa CaCl2 menjadi 850
gram, diharapkan laju kecepatan amonia lebih baik dan mampu menyerap tekanan
sehingga pada manometer terbaca vakum. Proses desorpsi pada CaCl2 850 gram
dengan massa amonia sebesar 8 gram. Pada fase ini kenaikan yang terjadi sangat

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

34

lama dan kenaikan yang terjadi tidak signifikan yaitu 1 bar sehingga tidak
dilakukan proses adsorpsi, kenaikan tekanan yang lambat ini berdasarkan volume
yang lebih besar dibandingkan dengan volume massa CaCl2 425 gram, sehingga
dengan temperatur pemanasan yang sama pada massa CaCl2 850 gram tidak
terjadi kenaikan yang signifikan sehingga perlu ditambahkan massa amonia.
Pada proses desorpsi yang terjadi pada penambahan amonia 6,3 gram
sehingga massa amoniak menjadi 14,3 gram pada CaCl2 850 gram, generator
dipanasi sampai mencapai tekanan 9 bar. Pada saat kondensasi kembali terjadi
kebocoran namun tidak begitu banyak menjadi 8,7 bar. Pada saat proses adsorpsi
terjadi penurunan secara cepat sehingga mencapai kondisi vakum ini dikarenakan
massa amonia mampu diserap sepenuhnya oleh massa CaCl2 850 gram ini
merupakan kondisi dimana banyaknya massa CaCl2 terlampau sedikit sehingga
berpengaruh pada tekanan akhir saat proses adsorpsi .
Dengan data dari percobaan sebelumnya maka perlu ditambahkan massa
amonia sehingga mampu menghasilkan tekanan yang tinggi, laju kecepatan yang
lebih baik serta temperatur evaporator terendah. Proses desorpsi pada variasi
penambahan massa amonia kedua sebesar 6,3 gram lagi sehingga massa amoniak
menjadi 20,6 gram pada CaCl2 850 gram. Tabung dipanasi sampai tekanan
mencapai 11,5 bar kemudian ditutup dan didinginkan supaya terjadi proses
kondensasi pada saat proses adsorpsi ketika keran dibuka tekanan turun tapi tidak
mencapai vakum ini dikarenakan CaCl2 sudah menjadi jenuh sehingga tidak
mampu mencapai tekanan vakum atau bisa diakibatkan amonia yang sudah terlalu
banyak.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

35

120

Temperatur ˚C

100

Massa amonia 7,7
gram CaCl2 425 gram

80

Massa amonia 18,2
gram CaCl2 425 gram

60
40

Massa amonia 8 gram
CaCl2 850 gram

20

Massa amonia 14,3
gram CaCl2 850 gram

0

Massa amonia 20,6
gram CaCl2 850 gram

0

50

100

150

200

250

Waktu (menit)

Gambar 4.2.Perubahan temperatur proses desorpsi-adsorpsi pada semua variasi
Pada massa 7,7 gram proses desorpsi saat temperatur mencapai 69oC pada
saat penurunan tekanan proses adsorpsi terjadi penurunan tekanan dan juga
penurunan temperatur, temperatur yang mampu dicapai oleh variasi ini sebesar
2oC dengan lama bertahan selama 7 menit, pada grafik ini pemanasan hampir
mencapai temperatur 100oC ini menunjukan bahwa tekanan sebanding dengan
temperatur, ketika tekanan tinggi saat proses deorpsi terjadi penurunan tekanan
sehingga terjadi ruang kosong di dalam generator sehingga pada evaporator
amonia murni menguap dan mengambil kalor pada sisi evaporator sehingga
terjadi penurunan temperatur pada evaporator. Tidak terjadi bunga es sebagai
akibat massa amonia terlampau sedikit dan laju kecepatan amonia yang tinggi.
Pada massa amonia 18,2 gram proses desorpsi yang terjadi mencapai
temperatur maksimal sebesar 94oC, ketika proses desorpsi terjadi penurunan
temperatur hingga mencapai temperatur terendah sebesar 7,5oC pada tekanan 3,5
bar. Temperatur ini lebih besar daripada temperatur sebelumnya dikarenakan

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

36

banyaknya massa amonia berpengaruh terhadap penurunan temperatur pada
evaporator namun akibatnya laju kecepatan amonia rendah sehingga temperatur di
sisi evaporator lebih tinggi dibandingkan dengan massa amonia 7,7 gram.
Untuk mendapat hasil temperatur evaporator terend