DESAIN ALAT DESZlLASl AIR LAUT DENGAN SUiMBER ENERGI TENAGA SURYA SEBAGAl ALTERNATIF PENYEDLAAN AIR BERSM
PROGRAM SlZTDl TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN FAKULTAS PERU(ANAN DAN ILMU KELAUTAN TNSTITUT PERTANIAN BQGOR 2008
T A W AKEIRUDIN. C34103041 Desain A h t Dcstbsi Air Laut dengan Snmber Eoergi Tenaga SPrga scbagai Ahernatif Pmyalifu~Air Bersi Dibimbing OEeb UJU clan ANNA CAROLJNA ERUNGAN. Airmerupakankebuiuhanyangsangaperdingbagisetiap~hidup. Bagi rnarmsia air maupalran kebtmhan yang tak dapat dipisahkan karerra banyak d i p a d a n dalam sedap aktivitas kehidupan antiua lain mluk mimun, memasak dan mencuci. Seiring bejalanuya waktu dan bertambahnya penduduk dunia ketenediaan air beni mi menjadi semakio b d u a g . Krisis air tawar lmtuk air minum umumnya dialami oleh sebagian besar mqmbt pesisir. Kondjs daerah pesisir yang berlimpab eoergi radiasi antahxi yang besar pada musim kemarau dan tersedianya air laut menrpakan parameter yang d q a t digabungkan unhlk menjadi sotusi dari pemzasalahan kdanalr;mn air bersih. Oleh karena itu, dipertukan suatu alat dengan t h l o g i seddma yaq dapa memanfadm energi radiasi matahari tenebut berupa destilatsi air laut dengan sumber energi tenaga surya Tujuan penelitian ini adalah merancang alat W a s i air laut deogan sumber energi temga snya t;mpa kolehor dan deagan kolektor, menguji kineja alat deailasi air laut deq&an .sumber energi tenaga surya dan . dari proses keja alat. Meiode pewlitian yang dilalcukao meliputi desaio dao pernbuatan d a t destilator air laut seata patgujian m a a h melahi peuguhmn variabd suhu tinkelembabaa udara hgbngaq d m evaporator, suhu kdektor dan salinh dan auks Air deailat yang dipemleb dilalolkan uji lrualitas air meliputi wama, bau, m a , pH dan kekeruhan sesta nilai salinitas. Hasil penelitian m bahwa alat destilasi air laut dengan sumber
~t~suryad~~Ox40cm2mcogguna*aokolrldapcl.datar memiliki produkijvitas tertinggi. Fhks a h destilasi air hut d e q p sumber energi tenaga surya yang menggunalran k o l h r peiat datar memiliki mlai sebesar 0,098 iljam.m2 pada suhu 27-30 OC. Rendemen.tertinggiterdapat pada .. destilasi dengan kolektor pdat datar yaitu &esa 15,Ol %. Pduknwm dat destilad air laut deogan sumber v.tesaga surya pada pewlitiao ini dip& oleb sdm evapomr, suhu komlensor, suhu kolektor, suhu Iingirxmgaq kelembabaa udara d m jeais k o l e b r yang dig& Uji Witas air destilat d i k e bahwa air y a q dipgoleh memiliki salinitas ml, ail& parsmeter wama 0,432-0,787 Uni~PCo, nilaj kekeruhan 0,4-2,O NTU, uilai pH 7 , 8 8 2 rasa tawar ( w d ) dan bau normal (tidak bdau). H a d uji kualitas air telab mememihi syaal standas air minum memmd SNI 01-3553-19%.
DESALN ALAT DESllLASI AIR LAUT DENGAN SUMBER ENERGI TENAGA SURYA SEBAGAI ALTERNATIF P E N Y E D W AIR BERSIH
OM:
PROGRAiM STUD1 TEKNOLOGI HASIL PERlKANAN FAKULTAS PERlKANAN DAN E M U KELAUTAN INSTITUT PERTANZAN BOGOR 2008
J n d d Puditian
: DESAN ALAT DESTlLASl AIR LAUT DENGAN
Nama
SUh4BER ENERGI TENAGA SURYA SEBAGAI ALTERNATIP PENYEDIAAN AIR BERSIH : Tad& Akhimdin
NRP
: a4103045
Ir. Anna C E m m a M S
NIP. 131 601 219
PERmATAAN hlENGENAI SKRIPSI DAN SIJMBER~RMASI
Dmgan ini saya rnenyxbkm b h slcripsi den- judd Dcsaio Alat Dat.ilasi Air Lant denpaa k m k Eoergi Tmaga Srvga scbagai Atternatif Pmyediaan Air &mih adalah kxya saya sendiri dm betum diajukan dalam b e d apapun k@ perguruan tinggi manapun Slrmber inform& atau k h p a yang berasal dari karya yang d i t d i m a q m yang tidak diterbitkan dari permlis lain telah disebutkan dalam teks dan dimmmkan dalam D a b Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Tauiik Akhirudin, dilahirkan di Bogor pada taggal 26 Februari 1985 menrpakan anak pertarna dari tiga bersaudara,
putradaripasanganBap&MWahyudan ibusadiah.
Pemdis mengawali jenjang pendidikan formal di Selrolah Dasar Neg& Rawa Eodab Cilewgsi pada t a b u 1991 dan menydeaiLan pendidisran dasar pada t a b 1997.
i Pertama Negeri 5 Kota Bogor dan axaydesailran pendidikan pada t a l n ~2000. ~ P d s rndanjutkan pendidisran di Sekolab Menengab Atas Negeri 1 Kota Bogor dan menyelesaikan pendidikan pada taIn~~ 2003. Sejak tatntn 2003 p e a k diterima sebagai mahasiswa lnstihd Patanian Bogor d u i Undaugan Sdeksi Masuk IPB Pada t a h n yang sama permlis &ma
di Selolah Lan*
T
(USMJ) di Fahhas P e d a m n dan Ilmu K e h t m . Program Studi TeknolOgi Hasil
Perikanan. P d i s pemah aktif meqjadi asisten mata kuliah Reliigerasi dan Thermal Roses Hasil Perikanan (2MWZ007). Permlis juga aktif dalam keg-
Lampus.
P d s pemah aktif dalam Himpunan Mahasiswa Teknologi Hasil Perikanan (HIMASILKAN) periode 2003-2006, dan menjadi Kepala Departemen K -
HIMASILKAN periode 2005-2006 serta menjadi panitia dalam
behagai kegiatan kampus. Dalam bidang permlisan ilmiah, permlis pemah
diantaranya juara I permlisao dmiah bidang penelitiao dalam Pekao Ilmiah Mahasisara Perikanan Nasiod (PIMPMNAS) dan meraih
memlapatkan pe&mgam
juara harapan 1 pada lomba Teknologi Tepat Guna Departemen Kelautan dan
Perikanan (TTG DKP)pada talnm 2006 di Jakarta P d i s rnelabkan pemdisaa slaipsi dengan judul Desain AIat DahilaJi Air Laut dagan Sember Eoergi Tmaga Snrya s&+
Atternatif
Peayedinan Air Bersih yang dibimbing oleh Bapak Uj S.Pi., M S . dan Ibu Ir. Anna Carolina Ehungan, MS.
KATA PENCANTAR
Puji syukur @is
panjatkan ke h a d h AUah SWT, yang telah
rnemberiLao rahmat dan hidayab-Nya sehingga permlis dapat meoyelesaikao kegiatan penelitian dengan judul Desain alat desbilasi air h d dengan
@isan
sumbex energi tenaga arrya sebagai a I t d p e o y e d i a a n air bersih. Penelitian ini menrpakan d a b
sahl syzml mtuk
mempemleb geiar sajana di Departemen
Teknologi Hasil Perairao, Fakulta~ Perikarran dan Ilmu Kelautaq hs&h Perraniao Bogor.
Permlis rneugucapkan terima kasih kepada pihak yang telah rnembantu
dalam menyelesaikan slcripsi ini :
Ir. Anna Carolina Enmgaq MS selabcu dosen pembimbing atas segala b i d p e u g d s q sPrta segala penjelasao yang telah diberikan kepada permLis s e h g g a pemrlis dapat meuyelesaikao &psi ini. Bapak Dr. Ir. Bu& Ibiahim, MSc. dan Bapak Ir. Dadi R SukaM selabu
1. Bapak Ujy S.Pi, M.Si. dan Ibu
2.
dosen penguji atas masukao serta penjelasan yang teiah d
i
i kepada
permlis. 3
dan adik-adiku tercima Terima kasih atas &kungan baik moril kasih sayang, cinta, dan doa yang tutus selama ini yang tidak akan
Ayah, Ibu mrrteril,
terbalaskan sepanjang Wupku. 4. Ibu
Deny guru konselinglcu saa di SMAN 1 Kota Bogor yang telab
rnengantarttanh,rneuuju 5. Bapak
perguruan tinggi.
Dr.drh. Hasyim, DEA dan Bapak Dr. Ir. Indra Jaya, MSc. yang telah
rnemberikan &kungan materi sekma permlis melalrulran kegiaian shrdi. 6. Sahabat-sababatla, yang teiah mernberikan dhmgan dan kebersamaao
Hilmaq Te*
Tenu, (Aris), Dedeq Setyo, Rhama, Angling, Dimas, Johan,
Rudex, Gami, ha, Pisuko, Aal, Fida, Naraini (Pooh Lianny, Bangun, F i i
Indra,A M , Nono, Juhli, W~da,Y m h , May,Dian, W i d o , Tommy, Tobi Astari, Helda, FJ. Dithya, Ari serta semua anak anak THP 40 yang telab
7. Buat para Staf Tats Usaha THP, Irmail,Pa% J a m h i , Pa% Ade terima kasih
ataskejasarnadanb-8. Bua! adik-adik kelash T o e Glory, Amel dan Sena terima kasih atas keja
sama kalian dan aoak-amk THP 4 1, THP 42 serta kakak kelas THP 39. 9. Semua pihak yang tebb membanhl dabm p e d i b n dan p d s a n slaipsi
yanstidakdapatdisebutLanmpasahr. Pemdis menyadari babwa dcripsi ini masih banyak k&nangan Oleh karma ity permlis men&mqkao
saran dan kritik yang k iutembangun.
DAFTAR IS1
DAFTAR G A i A R ...............................................................................
ix
DAFTAR L A W M ...........................................................................
xi
2. lTNlAUAN PUSTAKA .....................................................................
3.2 Mat dan Bahan ............................................................................ 3.3.1 Desain mukhtral dan IiqGonal sata pembuatan alat destilasi.............................................................................. 3.3.1.1 Desain evaporator ................................................ 3.3.1.2 Desain kol&or pelat datar ................................... 3.3.1.3 Desain kol&or tubular ............................... .........
-
3.2.2 2 3.2.4 >2.5
-. -.
..
Penguj~analat.................................................................... . . . Uj1sahma.S ....................................................................... Uji kualitas air destilat .................................................... ..
Aoalisis data .....................................................................
4. HASlL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 4.1 Alat Destilasi Air Liad dengan S u m k ETenaga Surya ...... 4.1.1 Alat destilasi air hitanpa kolektor ................................. 4.1.2 Kolektor peht datar ......................................................... 4.1.3 Kolektor tubular ..............................................................
4.3.1
4.4 Fluks
Stdm ............................................................................... 4.3.1.1 Stdm Evaporator ............................................... 4.3.1.2 Suhu Kondensor ............................................... 4.3.1.4 StdmKolektor .................................................. ........................................................................................
4.5 Pengaruh Kondisi L 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4
i clan Kinerja Alat tertradap Ruks ...
Pengaruhsublin&mgaotertradapfhk~ ........................ Pengaruh sub evaporator tertradap fluks.......................... Pengaruh sub kondensor terbadap ftuks .......................... P e n g d sub kolektor tahadap fhrks .............................
4.6 Kualitas Air Destilat ................................................................ 5. ICESIMPULAN DAN SARAN .......................................................... 5.2 Saran
........................................................................................
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................
D A n A R TABEL
.
.
Distribusi air di dunia ...................................................................... . . .
Komponen kimia atr laut .................................................................
----.
Standar air minum ( S M 01->>>>-19%) .......................................... Konduhivitas termal beberapa bahan kolekor surya ....................... ..
h4etode pengujian L d i t a s air.......................................................... . .
Hasil pengukuran sal~nitas............................................................... Hasil pengujian Laditas air deailat ................................................. Rendemen air destilat dari proses destilasi air laut ..........................
Komponen radiasi matahari pada suatu permukaan ..........................
Diagram pindah panas yang tejadi pada alat destilasi tipe bak sedemana ........................................................................................... Langkah desain. pembuatan dan pengujian alat destilasi air laut dengan sumber emrgi t e q a nrrya ................................................... Desain ala! destilasi air laut dengan sumber.er& tenaga sur).a ..... Desain alat evaporator........................................................................
Desain ala! kolektor pelat datar.......................................................... Desain alat kolektor tubular ...............................................................
............ AIat destilasi air laut tanpa kolektor ................................................. Koleh~orpepelat datar ........................................................................... Kolektor tubular ................................................................................. Pengujian alat descilasi dengan sumber ewrgi tenaga
Suhu Lingkungan selama pengujian alat ............................................
dan kolektor ....................
Suhu evaporator. kondensor. l~~
............................................ Suhu kondensor selama w j i m alai .............................................. Suhu kolektor selama pengujiao alat ................................................. Nil& fluks pada alat destilasi air lm d e m p sumber er& tenaga Suhu evaporator selama pengujian a
h
.. ~
nuks =lama
..
\\&
pengUJl ...........................................................
Pengarub suhu 'nghxmgm terbadap fluks .........................................
Pengaruh suhu e\.aporator khadap fluks .......................................... Pengaruh suhu kondeosor terhadap fluks ..........................................
Pengaruh suhu kolektor terhadap fluks..............................................
Hasil pengujian alat destilasi air lax! dengan wnber energi tenaga suiya tanpa-m kolektor ................................................
48
Hasil pengujiaa alat destilasi air 1;ad dengan sumber ezmgi tenaga suiya-nr kolektor tubular ..............................................
52
t
Hasilpengularran&alatdestilasiatrlautdengansumber~ q arrya pada bagian evaporator, kondensor dan kolektor ........
54
Hasil pengukuran kelembaban udara lin&mgan, had destilaf dan . . m l a fluks ........................................................................................ N i salinitas air laut awal, air laut alchir dan air de& ................
55
Hasil pengujiaa kuaIitas air destilaf .................................................
56
Biaya pembuatao alat destilasi air hut dmgm sumber energi tenaga atrya ..............................................................................................
57
Contoh p d h m g m a i h rendemen air laut ....................................
57
Foto alat destilad yang dibuat, haban pembuatao alat dan alat yang digunakan dalam analisis ...............................................................
58
56
1.1 Latar Bdakang
Air meaupakan k-
yang sangat penring bag- setiap maW& hidup.
Bagi marmsia air bersih merupakan k e h d u b yang tidak dapa! dipisahkan karena banyak digunakan dalam setiap aktivitas kehidupan antam lain untuk kepertuao m e m a d , m-ci
dan minum Seiring bejafarmya w a h dan bertambahnya
pendudulr dunia pasokan air bersib meojadi semakin berianartg. Krisis air tawar untuk air minum pada umumnya dialami oleh d @ n
besar masyarakat @sir,
termma di pulau-pulau k&l dan terpencil. Beberapa d a d di selatan paniai Jawa, Nusa T e q g m Barat dan Nusa Tenggara T i sering mengalami Leditan penyediaan air bersih. Kesulitao air bersib
yang menimpa ompakat Tiomr
bukan baru tejadi tapi sudah hmm temunrn tendama pada musim kemarau
(Kompas 2007). Kehgkaan air sungguh ironis dengan predikat bumi sebagai 'Plawt Air' sebab 70 % permukaan bumi terhrhrp air. Sebagiao besar air di bumi
mentpakan air asin sehingga tidak dapat digmakm se-caia langsung untuk air minum. Disbibusi
air di dunia memjuldcan bahwa 97.3 % benrpa air laut dan
sisanya benrpa air tawar yang tidak dapai dimanfaatkan kareaa dalam bentulr
gunuog es 2,l % dan hanya sekitar 0.6 %
yang dapa! d h a d b d m secara
tangsung (JefSes dan M l l s 19% &hn EEfendi 2003).
Teknologi yang sudah d
i
m untuk penyediaan air bersib yang berasal
dari air laut yaitu membran desbilasi dan re-
osmxis. Kedua jenis teknologi
tersebul larrang a p W bila diterapkan dalam skala rumah tmgga karena memiliki teknologi yang rumit dan memburuhlran in-
tinggi.
Salahsatualt~pengadaanairbersibuntukairminumdariairlaut
adalah dengan menggunakan teknologi desrilasi. Melalui proses d d a s i garam yang menyebabkan air asin dan kotoran kinnya dapat ctipisahlran Teknologi
destilasi m
e pemisahan komponen
titik did& deugan m e u m h h n en+
suatu
bahan berdasarkan perbedaan
panas. Saai ini sumber enesgi panas yang
banyak digunakan untuk proses destilasi bemsal dari energi l i d . Akao di Indonesia energi L d i masih cukup rektif mabat dm sulit.
tetapi,
Kondisi d a d pesisir yang bedimpah energi radiasi matahari pada musim
dan ketenediaao air laut yang melimpah rnerqakan parameter yang dap! digabw&m sehingga w a d i sotusi dari permaslahan kehgkaan air k-
beni. Kebutuhan akan air bersih bagi daerah pesisir pada musim kemaray bestepam dengan tersedianya i n k d a s radiasi matakxi paling besar dalam satu
tatnrn (Tjahyow 1993).
Untulc ity dipertulran s u m alat dengan teknologi
sedehanayangdapatmemanfaatLaneoagiradiasimatakxibenrpaalatdestilasi air l a . Penelitian yang d h h k a n oleh R u d q d m g (2001) alat destilasi air laut
dengan sumber energi tenaga surya berukuran 100 cm x 70 cm diperoleh basil 705 ml per bari pada cuaca cerah dengen eiisiensi energi 26,4 %. Alat destilasi air lard dengan armber exrgi tenaga surya yang d i i pada
penelitian ini terdiri dari e v a p o m yang menrpakao hasil modifikasi dari penelitian Sudjito (2001). Kolektor pekt datar dan kolektor tubular yang dibuat menrpakan hasil desain deagan mengacu kepada be&
Secara ekonomis
kolektor yang ardab ada.
alat l e b i mudah dan relatif lebih mumb dibandingkan dengan alat destilasi yang menggunaLan sumber energi lishik L peahaan
1 2 Tojaan
Penelman ini berhrjuan unhlk :
..
1. M a a o c a n g d a n m e n g ~ ~ t e r b a i k d a r i a l a t ~ a i r l a u t dengan sumber energi temga surya tanpa kolektor dan dengan kolelrtor.
2. Meuguji kineja alat destilasi air laut dmgan sumber aergi tenaga arrya dan
mengetahui fabaor-fabaor yang
pmduktivitas keja alat.
3. M e u g b laralitas air destilat yang dihasillran dari proses keja alat.
,
2.1 Air Laut
Air laut memiliki kadar garam ratrwata sebesar 35 % ,I artinya dalam 1 liter (1000 ml)
air laut terdapat 35 gram giaam Air laut mempkm kompooen yaog
terdiri atas beberapa l l l l kimia ~ dengan ~ a dan * CT sebagai kompom terbesar
selain unw air (HP). Kandungan mengenai kompooen kimia air laut dapaf dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Kompom kimia air laut -.
I
02 0,469
cr Na-
mt SO,"
0,oszs 0,0283 0,0103 0,0102 0.00206 0,000844 0,000416 0,oooosI
Cat
?c CT Bi Br
Sr~
~
o
r
g
)
2.2Salinitas
Satinitas adalah tingkat keasinan atau kadar garam yang teriarut dalam air. I d a h teknik untuk keasinan air laut adalah halinitm yang didasahn pada kandmgn halida-halida terutama klorida yang paling banyak dari d e m d e m e o
terlann Dalam
halim'itm biasa din-
b&an &lam persen tetapi
dalam parrs per lhotrPmd @pt) P-1 yang menrpalran jumlah gram garam untuk setiap liter landan Sebehun tahun 1978, dinitas atau hdim'ms ..
diiyatakan sebagai permil (%) yang didasarkan pada rasio konduldnaas elektrik
yang terdapat pada sum bahan sampel terhadap air laut buatan yang digunakan sebagai standar air laut dunia Pada tahun 1978,Oseawgraer meredlfinisilran salinitas dalam Prucfiml WniV
0.
Kandungaogarampadasebagiao~danayamgai~-~
alami sangat k d sehingga air di tempat ini dihegorilran sebagai air tawar. Air t a m memiliki
nilai salinitas latrang dari 0.5 %. Perairan dekat pantai yang
tqolong paym memiliki uilai dinitas bakisar antara 0.5 ?& s a w 30 ?&. Air laut secara alami muupakan air solbae dengan
kandungan garam sekitar 30 %
sampai 35 %. 2.3 Datilasi
Destilasi adalah suatu proses pemisahan zat cair
campuran uap air
menjadi fraksi kompown mumi yang dihginkan yang mengguoakan pemanasan (Anhah 2003). Destilasi muupakan salah satu metode desalinasi. Desaliwi
rnenrpakan proses pemrnrnan kadar garam terland Proses ini banyali digunakan uoruk menghasikan air tawar (kadar gamm terland <SO0 ppm). Air yang dapat
didesalinasi dapat benrpa air la*
air payay air limbah maupun air
di daerah-dagah dengan Ladar garam tinggi (Sayi& 1977) Desalinasi adalah proses yang menghilangkao kadzr garam berlebiih &lam air untuk mendapatkan air yang dapat dikonntmsi binatang, tmaman dan mamsia.
seringkali proses ini juga mertghasikan gamm dapur sebagai hasil samphgan. Dua metode yang paling banyak digunakan addah reverse osmosis (47,2~%)dan rnulti stage flash (36,s %). Kedua proses tersebut memertukan biiya yang k g a t mahal untuk petawam dan pembuatannya Pengoperasian kedua alat tersebut
memerfukan ewrgi yang besar unhlk ndti stage flash memertukan energi listrik
sebesar 3500-7000 kWh d m untuk alat r e v e s e osmosis memerfukan enesgi tistrik sebesar 5800-12000 kWh ( t m p f / w w w . ~ . c o m2006).
Prinsip destilasi adalah pemisahan kompown dari campan cairan melalui penyaringao yang
mas$j-masing
tergantung
kepada pabedaan titik didib dari
komponen Proses destilasi t
m
pula pada komentrasi
kompown dan jenis tekaaan uap dari campan cairan Katnggulan dari proses destilasi yaitu muupakan suatu m-
yang efektif dalam menghasillran air dan
jika didesain dengaa baik akan m e n g h i l e 99,9 % dari zat-pmxmar. Destilasi merupakan proses yang menggunakan panas s e w bakteri virus dan lain zat-
biologi lainnya akan msrab. Destilasi menrpakan proses yang
meagmpulkao uap air yang m
e uap
atr naik dari air
yang dinurmikaq
sisa-sisa hampir semua zatpencemar kin tidak akan ilad menguap (Anhah 2003). Roses destilasi merupa%anproses yang mirip dengan proses daur air yang terjad~ di alam yang bertlrjuan untuk mernbersihkan
air dari k o r u a m i ~ ~
Kamtungan kemumian air yang dihasilkan dari proses destilasi san& tinggi dan sanga baik untuk kesehatan ~ J I w w w . ~ . c o 2006). r n T i embun hasii paguapn memiliki diameter yang vaiasi t q m t m g pada lapisan penmhan sehingga
titik-titik embun itu akan mmkntd
mekar&me
pindab panas yang efe%tifdan koefisien pams bahan yang sanga~ekstrim juga
menjadi falrtor penentu &lam pembenhlkkan titik embun (Cengel2003). Dalam p e n g e d a q m metode destilasi dengan menggunakan teraga surya
terdaparduapedeban Pendekatanpertamayaitumenggunakansinarntrya
sebagai armber emrgi unhlk menghasilkan air tawar dengan proses ~ d i f i b a s i - d e ~ d i f i k a s iPendehtm . y a q kedua yaitu
energi
surya urduk pemlatan destilasi yang digunakan benamaan dengan jenis energi Dianrara kedua pendehtm ini yang paling banyak digunakan adalah
Lain
ped2.4
yang pertama (Syigb 1977).
Air Bersib
Air bersih banyak diperNranuntuk h b g a i kepertuan bagi marmsia. Kriteria air bersii yang dapat dimanfsatkan yaitu memiliki warm yang jemib (tidak keruh), tidak berbau dan tidak berwarna Air bersib yang digunakan urduk
air minum harus wcwrmtri
yang teiab ditetapkan Hal ini bahrjuan
umuk menghindari dam@ negatif dari pemanfaatan air secara hgsmg sehingga
dapatmemkhyahnkgetratanmarmsia Penyaratanairyangdigunakansebagai
air mirmm berdasarkan SNI 0 1-3553-19% dapat dilihat pada Tabd 3.
Kaumrngan energi mtahai adalab jumlahnya culatp besar, koutinyu, tidak berpohsii terdapat di manapun di perrnukaan bumi ini dan gratis (Hadi 2000).
Memmd Hadi (2000) perancangan siQean konversi esmgi mtahai pertu peax.mptm peralatan konvasi
teartang jumlah cahaya
energi matahari dan penrbabao jumlah cahaya yang diterima. Unhlk mendapatkan r a d i i yang maksimum biasanya alat pengumpul panas atau kolektor yang digunakan diarahkan dengan kemiringan tatenhl. Radiasi pada bidang miring
sekbmya dan sesuai denpan kondid yang ada Fksmn radiasi pada permukaan bidang miring ini sangat dipengaruhi oleh kafakleristik dari
x 1 j-
selanjmya dapat digunakao untuk merancartg sistem tisbik tenaga maahari. Sumber esmgi gimmempunyai k-
dan k e m g k sebagai
sumber temga. Memnut Tlahyono (1993) armber tenaga matahari mempwryai beberapa keuntungan dan kemgian dalam pemanfaalmqa sebagai sumber tenaga
yangdimanfaatkanseclaraintensif.~k~diantaranyasebagai besib: 1. maqakansumberenergiyangbersihtanpaakiipotUSi.
2. tenedia dengan cllmacuma 3. selalu siap d i m a h a h n dan terdapar di segala tempat sehingga tanpa
memerlukan proses
dan tranportasi.
Kelemahannya meliputi beberapa faktor sebagai berilnd: 1. menrpakan
armber tenaga tingkat rendah (low grade energy) artiqa
a r t i n y a p
sesuaiunhlkpemanfaatantemperahtrrpndah. 2. hanya tersedia pada siang hari.
3. ketersedianoya tidak dapat dipastikaa Lareoa
berbagai faktor yang
tidak dapat dikontrol seperti cuaca,Mim dan lain-lain 4. tekwlogi pemanfaatamtya masih dalam tarafpeugembangan
Teknologi pentanfaatan t e q a mrrtahari ~ a a ini t adalab untuk pernanas air bagi nrmah tangga dan industri. Di negara maju, pemanas air tenaga maahari untuk rumah tangga telah menyumbang lebib dari 60 % kebuhlhan erp-gi. Memmd rjahy0IIO (1993), beberapa jenis pemartfaaa yang mempunyai prospek
baik dan bernjlai sbategis di Lrtdonesia adalab penranas air indusbi, pengeiq
hasidpanendantlmgkumasak
En@
surya yang diterima dibumi intensitas yang rendab dan fluktuasi
yang besar. Untuk
dig&
diubah menjadi energi
t d .
sxaa efektif maka energi ini kEnergi ini kemudian dapat digmdim sebagai
p a o a s s e c a r a ~ m a u p u o ~ ~ ~ ~ ~ s e b a
meuggerakkan mesin Energi srrya yang diterima di bumi dapat diubah menjadi
enerpi tarnal dengan m e n g g m d a kokktor. Kolektor pada dasarnya adalah suatu permkar panas yang memindahtan panas dari radiasi arrya (Sayigb 1977).
Intensitas dan kmkterisdk radiasi rnatahari di suatu lokasi sangat
menetukaa pro+
peamhmmya Lotensitas radiasi di Lndonesia tidak begitu
besar dan sebagiao besar komponeonya diperkirakan berupa radiasi baur.
Me-
T)ahyom, (1993), jeais-jenis k o l b bidang datar, pipa Mhrm
(eummfd&be wlleaor) dan parabola cncok lmruk kondisi lndomsia karena dapat menangkap kedua jenis radiasi yaitu radiasi baur dan radiasi- 1
Memmrt Sudjito (20021 emrgi radiasi yang mengenai suatu p m d a a n benda padaf maka sebagaian energinya akan diserap &lam bemut: panas, sebagian di-
dan sebagian d i p a h kembali. Uutuk ntendaparkan iadiasi yang maksimum b i i alat pengumpul panas atau kolektor yang digumkan diarahkan dengan kemiringan tertentu Memmrt Hadi (2000), besarnya
radiasi dapat dihinmg berdasarkan pada dara hadl penguhm dengan
menggunakan Yang benrpa: 1. pyrheliomef~r,alat ini d i
m lmruk mengukui radiasi -1
2. pirwzomeler, alat ini digudcan untuk mengukur radiasi global.
3. alat perekam sinar mamhi, digunakan mengularr jumlah jam matahaFi benicedl
Radiasi pada bid-
.
miring dipenganhi oleh karakterisdk dari permukaan
.
dwkrtamya dan searai dengan kondisi yang ada, maka mdiasi total pada
permukaan bidang miring menrpaLan komponen dari radiasi langsung, radiasi sebaran dan radiasi pantulan Mernmd Hadi (2000) terdapat bebgapa Eak&oryang
m e m p a g m h i radiasi pada bidang miring antara lain kemiringan, sudut mimuth, sumd deklinasi,
jam dan lokasi daerah. Secara kesehrruhao komponen
radiasi yang mencapai bumi dapat clilihat pada Gambar I .
radiasi
Gambar I. Komponea radiasi m a h a r i pada sum pendaan L6 KofeLdor Panas Kolekor panas menrpakm suahl alat yang dapat rnenampung panas yang hjtm
Berbagai jenis tip
untuk mencegah pemmum panas secara
kolektor panas yang teiab baoyak d&nakan an!ara kolekqor panas berbenhlb:
kolektor
lain kolektor pelat
datar,
pelat dam yang disusun dengan
tertentu, kolektor yang diberi kaca pemrtup maupun kolektor yang
-k
berisi aliran air (Sayigh 1977). M e m m d Kristanto (2000), kolektor surya mmpakan suatu bagian yang dipatukan unruk mengubah energi radiasi m a a k i ke b e d erm@panas unruk be+ Kolektor
surya
akan
kepemtao misalnya sebagai pemanas air.
menyerap
energi
dari
radiasi
matahari
dm
mengkonversikannya menjadi panas yang bagMa m!uk memanaskan air di
dalam kolektor sehingga d m air akan meningkat dan terjadi konveksi alami berdasartan efek tmosipon karem adanya perbedaan massa jenis ftuida. Koleidor pelat d a m biasanya dibuat miring menghadap ke atas pada lintasao marahari untuk cmma&q
jumlah yang besar.
secara tangsung mdiasi tenaga matabari dalam
Kemkbgan mdu~tertradap horizontal mempengaruhi
kehilangan panas dari kolektor maka pada bagian betinsulator (Ceagd 2003). Berdasarkao percobaan
yartg
kolektor diberi
dilakukan oleh Kristanto
(2001) didapatkan bahwa posisi terbaik dari kolelrtor yang menghasilkan efisiemi y a q optimal dengan kemhbgan kolektor 45".
M e m m Ira-
(2001) prinrip kerja dari sistem kolektor surya yang
dibuat miring ini akan menyebabkan air dingin yang masuk ke &lam kolektor akan mendapatkan bansfer kalor baik secara koweksi maupun radiasi h i b a t
-
taperannkapnya radiasi arrya dalam kolektor yang dibatasi oleh pelat dan kaca
bening ternbus caltaya Karena adanya transfer panas te-seh~maka ahu air yang sulnI air ketika
berada di dalam kolektor akan lebib tinggi diidin$ran d-
memaatki kolekor. Perbedaan sulnI air di dalam kolektor ini akan menimbulkan
arlanya perbedaan massa jeuis air, dimam air yang bcasuhu lebii tinggi memiliki massa jenis yang lebih k e d sehingga memiliki kecendenrrtgnan unhlk berg&
ke posisi yang lebii
dmikjan pula air di dahm pipa yang m e m i l i
ahu
lebih rendah memiliki massa jenis lebih besar dan cedenmg bergerak ke bawah sebingga tejadi pa-istiwa koweksi secara alami.
Komponedtomponen yang berpengaruh terhadap kinerja dari kolektor
panas meliputi dua Elktor yaitu Elktor dakm dan faldor luar. F W r yang besasal dari dalam benrpa bentuk kolektor, jeuis
kgca pemmrp,
daya scrap kaca
terhadap panas, keebalan kaca pemrtup, insulator panas, jenis bahan penyerap paras (aIumunium/besi), kondulrtivitas panas dari bahan kolektor panas, proses
pi&
panas yang tejadi (kodddkonveksii, penyunman kolektor terttadap
sinar marahari (miringIdatar). Faktor yang berasal dari tuar tediri atas efisiensi radiasi themral di atmodis (radiasi global), ahu Lin-
dan kecepatan angin
(Hahw 1978).
Pespindahao panas dari matahmi ke pelat kolektor be-
radiasi dan
udara yang terdapat di dalam kol&or menyebabkan pespidakan panas secara kooveksi. Memmd Irawan (2001), penangkapan dengan sistem pelat datar relatif lebih besar dibandingkan dengan memakai sistem pipa, e m @
matah3ri yang
ditangkq d e n g a ~kolekor ~ @a! data lebih besar 8,s % bila dibad@an dengan menggunakan sistem p i p 2.7 P d & w g m Perpmdahan Panat
Perpindahao panas yang tejadi dari sinar matahaFi sampai ke media payerap tidak bisa secara h g a q me(ainka0secarabertahapyaitUdariradiasi ke konduksi kemudian konveksi dan Visa juga radiasi ire koweksi pada udara kemudian ke konduksi dan temkhir konveirsi (Lrawan 2001).
27.1 Kortdnksi Panas mengalir seona k o W dari dacmb bertempmlm tinggi ke dagab
yang bea-tempemtm rendah meldui suatu bahan Persarnaan laju perpindaban
panas dinyatakao dmgan kukum Fourier (Jansen 1995):
dimarra:
Q
pindah panas konduksi (Watt) k koefisien pindab panas konduksi (Waalm2.~) A = hLas permukaan alat (m2) TI= t& Pemda& hrar (K) T2 = -1 dalam (K) = =
Proses pindah panas secara konduksi pada sum bahao e tg pada .. kondubdvrtas termal bahan KonduktivitaS termal beberapa logam dan ooo-lOgam
yang diguaakao &lam konstruksi kolektur arrya dapat &libat pada Tabel 4.
..
Tabel 4. Konduhmm temal beberap bahan koleidor surya Kondntdivitas tcrmal (k), W I ( ~ ' X )
Bahan Tem'Jaga Alumunium Titnab putib Baja, 1 % karbon Baja tahan karat Kaca ABS (Akrilonitril-B&eo-Stiren) Polikarbonat Kam alam 30 dun~meter Kam alam 70 duometer Isolasipapankacaseratfi~) S c d x c JS ~ IIEI
385,O 21 1,O 660 45,O 16,O 1,05 0,227 0.2 0,14 0,17 0,043
(1995)
2.72 Konvekri Konveksi merupakan proses perpindahan panas yang terjadi dengan
melibarkan u d a m Apabila a l i i udara disebabkan oleb sebuah blower disebut
sebagai konveksi paksa dan apabila disebabkan oleh @en koweksi alami.
massa jenis disebut
Penamaan laju pepindaban panas secara komteksi dapat .
.
dinyatakan deqan trukum pedmgmm Newton (Jansen 1995).
Penaaman laju pindab panas secara konveksi:
dimana: Q = pindab panas koweksi (Walt) h = koe6sie-n pindab panas koweksi (wattlm2.~) A = luas pemnrkaan alat (m2) T I = temperaturperrrmkaaokfl) T I = temperaturperrrmkaaoWW)
Radiasi mentpakan proses windaban panas yang diabjbatkao oleh
. .
adanya pemanmm gelombang yang. d h d k a d~e~b aurtu bahan Radiasi surya
adalah radiasi gelombang pendek yang diserap oleh pelar penygap sebuah kolektor snya dan diubab menjadi panas. Persamaan perhihtngan untuk radiiasi
adalah sebagai berilad :
dimana: Q = p.kdab panas r a d i i (Watt) a = konaanta St&Bottzujan 5.67 x loa wl(m2.~4) A = luas permukaan alat (m2) T I = temperatwperrrmkaaok(K) T2=- t pemnrkaan dalam (K)
Memnut Hadi (2000) mdiasi yang sampai ke permukaan bumi adalah
radiasi yang tersedIa di k w f e r pennukam bumi (ekstrateresterial) dihvrangi dengan intemitas oleh penyerapan dan pmanh&n Bes2.rnya radiasi
Ia = k [I+ 0,034 cos (360.d3651 sin a.
I
dimana:
1. = pancaran mdiad matahari di bumi pada hari ke-a dalam satu t a b k = konaantamaahi, 1353 w/m2 n = hari ke-a dalam satu tahm
a. = wdut altitude
H = I,,=(24/1~).(1+ 0,034
ax (36O.(nf365))Kms UJ cos 6 sin w +
((n.wyl80) sin UJ sin 6)
dimaoa: H = pancaran radiasi marahari di bumi pada hari k:w dalam sah, t a b I, = konstanta m;irahari 1353 w/m2 o = hari k w dalam satu takm UJ =pMisisudutgariSlilnallg 6 = sudut deklioasi o = sudutjam 27.4 Pindab panas pada atat destissi
Proses pindah panas yartg tejadi pada a h deailasi air 1-
dengan sumber
kouduksi dan konveksi. Deskripsi pindah panas ylrng tesjadi pada a h d d l a s i air laut deagan sumber energi tenaga surya dapat dilihat pada Gambar 2.
+Gambar 2.
Diagram pindah panas yang tujadi pada alat deailasi tipe bak sed(Howe 1982 dalmn h o s i r 1993)
3.1 Waktu dan Tempat
Penelitian dilalrcannlrnn pada bulan Mare sampai @stus
2007.
Pembuatan alat bertempat di Labomrium Rekayas Alat dan Proses T b l o g i Hasil Perairaq Departemen T h l o g i Hasil Perairan Analisis air basil destilat
dilahvkan di Laboratorium Kimia Lh&mgaq Departanen Wldidaya Perairan
dan Labomrium
.
.
Lk@mgan Perairan Departanen Manajemen
dan ILmu KeiImtitut PatanIao Bogor. Pengujiao alat dilahndcan di hpmpn Rrri Alam Cibiimng, Bogor. SumberQya Perairaq Fakuhas Perikiinan
3 3 Alat dan Bahan
Alat-ab yang digunakan dalam pembuatan alat yaitu alat p e t & m p ~ meliputi pah, obeng gu-
mftm,gergaji bor, W
s
, busur derajat, pompa
akuarium YmnanoSP1200 daya 13 Wan dan alat tulis. T m m e t e r , stopwach, W o m e t e r , tdidimeter, spektrofoto&er, pH-meter dan Qelas ukur digmkan dalam proses pengujian ala dan analisis hasil destilat alat adalab acrylic @be@aq) Bahan yang digudan unhlk tebal 3 mm, kaca tebal 3 mm, pelat ahununium dengan ketebalan 1 mm, kayu batang~5cmx5cm~jang2meter,papankayudengantebd2~ paky baut, ~ryrofomn;selangpplastikukuran % ,pylmhitamdan lem silikon
Bahao yang digunalran dalam proses pengujian adalab air l a yang djperoleh dari Saworid (Jakarta) dan air minum kernasan k o d W tang". 3 3 Metode Penditian 33.1 Desain strnktaral dan fungshnal serta panbaatan alat dataasi Alat destilasi air
dmgan armber eoergi tenaga avya
yartg
didesain
meiiputi alat destilasi tanpa kolekor (evaporator dan kondensor), kol&or pelat
d a m dan kolektor tubular. Masing-masing alat didesain dengan m a g a m kepada b e d alat yang sudab ada namm ditambahkan dmgan modilikasi. Rosedur mengeaai desain, pembuatan dan pengujian alat destilasi dapat dilihat pada
Gambar 3.
Gambar3. Desain, pembuatan d m pengujiao alat destilasi air sumber energi teoaga surya
taut
dengan
D e s k alat destilasi air W d q a n sumber exm@ tenaga surya dan bagian-bagiannya secara kesehrruhan dapat dilihat pada Gambar 4. Pada desain alat yang dibuat terdapat beberapa bagian alat yang dinmgkahn sehingga menjadi satu kesatuan sistem yang bekerja secara bgsama Pada desain alat
destilasi air laut dengan sumber
temga anya ini terdapat dua aliran massa
air yaitu aliran air dingin pada bagian a m kondensor yang berfuogsi untuk mempercepat proses pengembunao @ads Gambar 4 ditunjuldran d e w garis bawanra abuabu).
Aliran yang k e h a menrpakan aliran air laut dari ruang
evaporrrtor mermju kolektor kermdian kembali lag, ke evaporator secara siirkulasi (pada Gambar 4 ditunjukkan dengan garis hitam).
4. Pomp-
5. R&mlupung~1air6. @ut&rla@l
7. ~ a i r d c s t i t s d 8. tangbairLoodcram
Gambar 4. Desain alat destilasi air lad dengan sumber energi t
q surya
33.1.1 Dcsain Evaporator
Evapomo~ didesain menyenrpai akuarium denga. bagian p e w tersuam miring, Ukuran evaporator yang didesain yaitu 50 x 40 duntuk bagian
alas, tinggi bagian d q a n 10 can, ti@ pemrhrp 30".
bagian belakang 39 an
dan kemifingan
Pada bagian alas dan sisi digumkan ucrylic dengan tebal 3mm,
untuk bagian pemmtp digunakan kaca dengan tebal3 mm Pada bagian alas diberi lapisaoalumuniumhitamuntukmenyerappanasdansyr~f~mnserta~yu~
insulator.
Pemilihan ahununium sebagai media penyerap panas disebabkan
b-arena alumunium ini rnemiliki harga yang datif lebi rmwh d
dengan tembaga yaug lebib efektif dalam menyerap panas.
evaporator dan bagk&a@aanya dapat dilihaf pada Gambar 5.
i
i
Gambar desain
KaaaDgm: 1 kprnanrp 2 RJ=%aapOranr
3 4
Airb A'
5. llxdaur 8. tnpmairlHlt 6. W a d a b ~ p m p m g 9. lnpmairdarikokkIar air &s&si la. a m & m a i r & m 7. am&mair&&si
hiram
Sehap bagian pada alat evaporator naemiliki h g s i yang berbeda Kaca
dp berfupi
sebagai kondensor.
A h m i u m hitam pada bagian dasar
ba5mg.G untulr menangkap mdiasi maakiri sehirtgga meningkda suhu pada ruang evaporator. Pada bagian paling d a s r diberi imulidor berupa W J l f a m n dan h y u yang
WUJK
mencegah kP.hirarw;ln panas pada
proses
33.13 Dcsain koleldor petat datar
Kolektor pelat d a t a didesain dengan ukusan 50 cm x 40 cm yang t g s l s l n
*beberapa bagia~Bagian
afas berupa aaylic, pelat hitam, selang untuk m e o g a l i air, pelat ahurmnium dan paling bawab benrpa
s f y ~ ~ f cserta ~ n kayu sebagai i n d a m .
Aayilc berbgsi untuk meojaga ..
keseimbangaa suhu dan' pelat alumunium hitam yang ada di bawahnya.
Alumunium hitam berfUngsi dagai media penyerap panas radiasi.
*g
berfungsi untuk membawa air l a d dari dan mermju evaporator. Pada slang inilah htejadisuatuprosespindahpaaassehinggaakaomembuat&airlautakao
meniogkat. Lapisan dumunium di bagian bawab selang dhjukan mengokohkan rangkaiao selang pada kolektor pelat datar. M a t o r berfungsi untuk mencegah
kehilaugan paaas. Desain kolektor p e b datar dapat dilihat pada Gambar 6.
man Gambar 6. Desain kolektor pelat dam
3 3 . 1 3 Iksain kofeidor tabular
Kolektor hlbular diiuat dari selang yang diieai w m hitam agar penangkapan radiasi surya lebih optimal sehingga dapat menin-
air
laut yang mengalir pada seiang. Bagian alas diberi alas alumunium hitam tmuk
membanru menan$kap ndiasi surya, s?y~~fomn dan kayu sebagai insulator. Ukuran diameter slang 5 cm dan panjang 40 cm. Ben& desain kolektor tubular dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Desaio kolektor hlbular 3 3 2 Pengujian alat
Pengujian alat destilasi air l a d dengan sumber en6@ tpnaea nrrya dan analisis data ditunjukkan
Gambar 8. Pengujian alat t&
dari tip kegiatan
yaitu p h k g a n dinitas, pengujian alat se~aralartgsung meIaiui pengulawn;
bebesap variabel keja alat dan pengujian air basil d d a t benrpa uji kualitas air.
4 A h &sikrir i trnt dQBm -eDsgi-=ear~r:
Air lam sisa
>TaW3-@2F--) 3KaIekmwCfzm 3KaIekmtlmntB
--+
Uiilcnaliasair: >Ktkndm
>Raa
Gambar 8. Pengujian alat destilasi deugan sumber ewrgi tenaga surya
matahari tidak terldang oleh bangunan aau benda lain. Pengularran data
dilakukan setiap setengah jam mulai jam 08.00 sampai jam 15.30. Pengujian alat yang dilakdran pada lapangan terbuka *gga terkeoa sioar marahari. Alat diisi deigan
F'eq&mn
lraca pemrtup dan pelat kol&or
air hut secara Langsung dengan sinem
dan peoc&&m suku dilakukan setiap set-
jam Suhu
yang diukur meliputi dm air laut di dalam evaporator, suku air kaca pemrtup (metode bola hasah dan bola kering). Pagamatm dilakukan terhadap hasil destilat yang tgtanrpung dan diularr deugan gelas ukur setiap set-
jam
Air hasil .destilat diuji kualitasnya meliputi warm, bau, rasa, kekeruhan
dan pH, pengujian dilakukan di LaboratoriUm Rodulrtivhas Lingiolngan Pgaiian, Departemen bkajemen S u d d a y a Pgaiian, Fa!dtas Perhnm dan Ilmu
Kelautan, Instiad Pertanian Bogor. Salinitas air destilat diuhrr yang dilakukan di Perikaoan dan b u Keiautaq InstiM Pertanian Bogor. Salinitas air laut awal dan setelah proses juga diularr. Data yang diperoleh selama operasi alat dianalisis
secara staristik denpan . N~laifluks sama dengan laju destilasi memrnd Jansen (1995) laju destilad menrpakan keceQataa perpindahao massa penguapan dengao satuan
liter/jamm2. Nilai fh&s diperoleb dengan - k
sebagai beaikut:
Total volume air destilat Q)
Ruks (l/jamm2&
W&m operasi (jam) x Luas alat (m2) 33.21 Uji salinitas
Uji salinitas dilakukan di Laborztorium Kirnia Ling$mgaq Departernen Budidaya Perairaq Fakuhas P e r i . dan Ilmu Kelautaq Lnstitut Petaniao Bogor.
Pengujiao dilakukan -m
alat retiaktometer yang bekeja
berdasarbran prinsip r e M . Minitas yang diukur adalab air
ma
d sebehun
diproses, air Mil destilat dan air laut yang tersisa setelah proses. Metode peng&mn dinitas dapat dilihat pada Tabel 3.
3 3 3 2 Uji k o d h s air
U2i kualitas air dilabrukan terhadap air hadl destilasi (destilat). Uji Witas
air yang dilakukan meliputi pammeter kimia dan fisika Parameter-pameter tenebut meliputi nilai pH, warns, kek-
terhadap k&
rasa dan bau. Metode pengujian
parameta tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Metode pengujian kualitas air
3 3 3 Anakisis data
Data yang diperoleh dianalisii secara statisdk berdasarkan regresi Linier
y a n g b e m r j u a n u n t u k m e n g e t a k u i h u b u n g a n d i a n t a r a ~ ~ .I i h q a n
amarapeubabbebasdanpeubahtakbebassecarakumhtifdapatdimodellran yang disebut pesmnan rrgresi. Pesamaan regmi
dalam persamaao mat&
dapat terdfri dari dari
satu
peubab bebas dan satu peubah terikat atau beberapa
peubah bebas deqgan peubab t reg&
d .
Persamaan y-
pertam disebut penamaan
sedahana dan yang kedua disebur pmsanman regresi Linier berganda
(MaUjik dan Sumertajaya 2002). Reg&
linier sederlsana adalah penamaan regresi yang mengymbarkan
trubunganamarasatupeubahbebas~dansatu~tahbebasataut~(Y)
di mana k u b m p keduanya dihlliskan dalam bentuk perranraan:
Di mana a adalah intasep a i m paptongan dengan armbu tegak dan $ adalah
@en
atau kemkingan
T
i keeraatan hub-
Linier
antara
dm peubah
teMbvt dapat digambarkan dengan d a i koefisien korelasi. Koefisien korelasi
dinyarakan dengan r yang besaroya -1s r $ I OvIartjik dan Sumehajaya 2002).
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Atat lkdlasiAir Laat dengan h b e r hergi Tcnaga Sprya 4.1.1
Ahct lkdlasiAir Laat Tanpa KoieLtor
ALatdestilasiairlauttanpakolektorterdiriatasnrangwaporatoTdan
kondemor. Rumg evaporator beapeam dalam p a g u p m air Liaa Bagian dasar nrang ini d i i ahrmunium wanra hitam ymg beat$mn lmtuk meningkatiransuhu nrangevaporator. B a g h b a w a h d i l a p i S i w f - d a n k a y u y a n g b e a p e a m
sebagaiiasulator~proseslcehiLanganpanasdapatdicegah.BentnLalas
destilad air farrt tanpa kolehu yang d i i pada peneiitian dapat dilihat pada Gambar 9.
(a)
Gambar 9.
@) (4 destilasi air laut tanpa kolektor; (a) tampak smpkg (b) tampak
depan; (4 tampak Evaporator yang di-
=
pada peeelitian ini
bgim depan 10 can, tin& bdakaq 39
. hras 0 2 an2,tinggi
d m kemirkgm p u t u p 300.
( ~ 1
Evaporatoriniterbuatdari~ic~tebal3mmpadabgimsiSidanalas sxta haca tebal3 mm pads bagian penutup. A&ic
mempakmfiberglau yang
memilikidayatembuspinras(anissivitas,E)~hampirdeJIg8nhaca (E
kaca = 0,98; ~fibergiprr= 0.96). Aaylic memil& bobot yang lebib ringan
diidengmkaradenganukuranymgsamadanlebibtabantezkdap
Lahs
-wdiadsuryayangtinggidanmemiliki
k==v-d mmgahbm air lebih baik dibaadinglran dengan bahan Lain sqxxti plastilr
(Samosir 1993).
Kondasor d h s m dengan kemirkgp 300, ha1 ini bedm&an jumlah makskd air des6.k yang mengalir ke dalam wadah p v g . Ketllhrp k o d e n m b k m y a bexkism mima 10-200 ku&hgm yang lebib Iced
men-
air destilat skan jatuh kembali ke dalam wadah berid air tau!
sebehrm sfunpai ke wadah ppmmpmg Mmund Sudjito (2001) kemiringan k a ~ a pen*
bexkismmtma 15-18". h Mapi, pada penelitian ini kemjrhp 300
merrrpakank~terbailrdimana~airdestilatyangmengalir menrpal;m jumlab yang nmksbd. Pada bagian kondcnsoT im dialtrtan secara
sirlrulasidengan ~ p o m p a y a n g ~ d m e n ~ s u h u
4.13
Kotrldor P a Datar K o l b pelat darar merrrpakan atat yang bedim@ xbgi media
penyerap prnras Kolektor pelat datar dibuat b e d a s d m rmcagan alat yang teiah didsain. KoleadoT pelat darar bauhrran I l l a s 0,2 can2 den-
tebal30 mm.
K o l e k t o r ~ ~ y m g & i & p t d i l i h a t p a d a G a m b a10. r
Gambar 10. Kolebrtor pelat dam, (a) fmnpzkipis;@) tampaL samping
-
mudah diperoleh dan lmganya relatif murah. Teatapt beberapa tipe kolektor penyeaa~pana~d'.
adalah kolektor pelat datar, kolektor tubular (Ira20011 kolektor p r i d 2000). Marrmd Imwan (2001) amgi matabriaLanmmmasiperm~peirdkolehorm~&hgp
panas yang tersgap lebii b e . dan di bawah pelat datar terdapai air yang mengali, dengan memakai sistem pelat datar perpindahan energi cara radiasi lebib besar dibandinglran deagan w i n d a h a n cara k o d pada kolektor pipa
(-1. Prinsip yang digunakan pada kolektor pelat datar ad&
berdasarkao
terjadinya proses kehilangan pams pada logam yang ter%ena radiasi matahari. sutru jika menerirna radiasi slrrya Sutru
Suah~logam akan mengahni&k
akan terus meningkat hingga mencapai sutru kes&hmgm dimana laju energi yang diteima sama dengan laju partas yang dilepaskan oleh logam. Penambahan ;nsulasi pada bagian bawah, fibe&7s
di bagian paling atas dan peogecatan
logam akan membuat sutru kgeimbangan lebih tinggi Berdasarkan prinsip tersebut maka komponen-komponen ldama dari
kolektor pelat datar adahh absorber bentpa ahununium hitam unrmk rnenerima
dan mengabsorbsi radiasi sqa, sahrran pada abasorber yang b e h n g i sebagai tempatsirkulasiuntukmemindahkan~termal,tacapemrhrpyangbapaan
dalam pengembunan dan kehilangan panas ke atas dari plat di bagian dasar, dm
iosulasi pada bagian bawah untu% meqerkecil kehilangan partas dari absorber. Memrnd Garg (1981) c?lzhn Samosii (1993) keuntungan yang dimiliki
oleh kolektor pe4.a datar dihadi&m
dengan jenis kolektor lainnya yaitu
memiliki kemampuan untuk menyerap komponen radiasi secara bgsun& diffuse m a w terpantul dari radiasi
sqa,dipasang secara tetap, tidak pertu mengikuti
g e d smya, mudah untuk dibuat dan biaya pembwmqa rendah, b i y a perawatamya rendah dan masa palrai yang lama, mempunyai efisieasi komparatif yang lebih ti*. 4-23
Kolddor tubotar Kolektor tubular menrpakan ripe penyerap radiasi panas berupa pipa
(selang yang d i w sema tubulaT). diiapisi warm hitam dan dibuai
Koleidor t&uhterbuat dari selang yang
sg.ara t&uhdeogan
ukuian diameta 5 an dan
panjang tubular 40 c m Pada bagian dasar kolektor tubular diberi ahununiurn hitam unhlk membantu penyerapan panas radiasi mntahari. Kolektor tubular yang dibuat dapa dilihat pada Gambar I I.
Kolektor tubular dioperadksn secara besma-ssma dmgm evaprator.
Fungsi kofeidor tubular sama dglgan kolektor pelat datar yaitu sebgai me& penyerap panas radiad Immbi. Benh&an p e w i m ysng d i h k u h oleh Kristmm (2001) didapatfran bahwa pmisi teats&
dari kolcbr &
mengbadIkan ekieusi yang optimal adalah d a g m ke-
Kolektor disuam miring mengbadap ke
kolektor 45".
pada Lintasrm ma!abni rmruk
~seclaralimgsrmgrsdiad~~dalam~ylmgbesar.
Kfmiringan~terhadaphorimntaljugamempengaTuhikehilangan~dari kolektor malts pada bagian belalrangkolektor d i imulator (Cengel2003). Menurut Irawau (2001) prim$ keaja dari &em
kolektor surya ymg
d i i miring yHitu air dingin yang rmsuk ke dalam kolektor aban mendapattsn tnnsfex kalor, baik secara koweksi
terpaangtapnYa Isdiasi surya dalam koleidor. F%ms ysng disaap pada koleidor tubular oleh ma up^
rediasi a k i i
selangtubularhitamjugadisaapolehahrmmiumhitam. Padapenelitianinidigunakanp0mpayang~lmtnkmcmb;mtn~ sirkulad air hut
lebih apat d h g g a tajadi peningliatan snhu pada
rumg evaprator. Pmggmam p o m p p d a pewlitian ini
energi listrikscka13wau T e n t u ~ r r \ a p j ~ ~ y a t i d a k
4 2 Suho h g h q a n
Suhu lingkwqp merupakan War eknemal yang akan m e m w i
..
produldrvrtas alat destilatsi air lmt. Komponeokomponen yang berpengaFuh tabadap kineja dari kolektor panas yang berasal dari &or
(radiasi global), suhu lingkungan dan
efisiensi radiasi thermal di at&
ke. angin
alam terdiri atas
(Hahne 1978). Hasil penguk*tr;m suhu hgkwgan pada saa!
pengujian clap! d i m pada Gambar 12. Sub -it
yang diperoleb pada
saat pengujian memil& kisaran suhu y a h antan 27 OC - 37 OC dan memiliki pola
hiperbola. Suku liagtatngan tertinggi sebesar 37 OC
yang sama yaitu
diperoleb selama pengujian alat dari jam 8.00-15.30 dan kondisi cuaca pada saa! pengujian t&
rehifcenh
40 3LI
--s g: 5;
36
3
.28 24
n 20
am
0 9 9m 9 3
iom i o a iim i
*T-
-
i a lux, iuo i3m 1 3 3 i4m 1 4 3 ism
--RLdtkw
isa
T --
Gambar 12. Suku hgkwgan selama pengujian a l a ~ Sub hgkwgan ini diperoleh dari hasil pengukuran dengan termornetex
yang d i l m di sekitaT slat S&
Linghugan yang diperoleb merupakan basil
peq&wan mengguoakan termomex raksa dmgan
dtala 0-100 OC. Suhu
lingkungan yang didapar ini memiliki uilai yang lebih tinggi bila dibandingkm d
w k&
yang d i d u d z m oleb Badan Metwrologi dan Geofisika yang
menyatakan bhwa suku hgkmgan daerah Bogor Imtu% bulan M i ntta-ma
berkisar antam 25-33 OC O
oleh panas radiasi matabari sehingga
sldxunya tertihat lebih tinggi.
Suhu lingfarngan dip#
oleb kondisi araca, kdernbaban relatifudara
dan wilayab atau lokasi geografis. Sub
menrpakaa faldor yang
h i f a t reLatif dan tidak dapat dikeadalikan S h lbgkugan berkahan
gat
dargan inremitas mdiasi matahari d i q g a suhu lingkungao secara tidak mempengaruhi Lineja dari alat yaug dibuat. 4 3 Kinaja alat (pajibrmmce) 43.1
Sohn Sutru menrpakao pameter pedng dalam proses pengujian alat destilasi
air laut karem & men&
.. ci@xd produkrrvrtas dari
alat. Parameter suhu
yang diularr dalam penelitiao ini d& & lingkwyq evaporator,
kondeosor, dan kolektor.
Pengukuran suhu dilaku%an t e h d q alat destilasi air h
d tanpa
kolektor,
datar dan t h d a . Pada Gambar 13 teriihat bahwa a h deslilazi air Ilaut yang kole8aor pelat datar memililci suhu yang lebii tinggi bila dibandingkan dengan dua a h lainnya. Hal ini disebabkan kareoa kolektor pelat datar rnamp memygap panas radiasi matahari secara optimal dan piinas dalam kolektor tersebar secara merata Untuk alat destilasi tanpa kolektor memiliki nilai & terertdah b i d i i dengan dm alat lainnya Hal ini d i i k a n karena tidak adanya panas radiasi mat;lkni yang dhampung oleh sum r n e q g u d m kolektor pelat
a h (kolektor). Pemn&pn radiasi p;mas matahari dargan sistem pelat datar relatif lebih besar dibandingkan dengao memakai sistem tubular,euergi matahari yang ditangkap dengan kolektm pelat datar lebib besar 8.5 % b i d i i d-
rnengguna%an sistem pipa (Irawm 2001).
Snho evaporator
43.1.1
Evaporator menrpakan ruang unhlk menguapkan air kut dan berkaitan
dengan proses destilasi. Hasil peng&mn sutru evaporator meuuujubrkan bahwa dengan kolektor +at
datar memiliki suhu l e b i tiaggi (Gambar 14). Hal ini
disebabkaa karena kolektor pelat datar mampu menyesap radiasi snya Iebi baik
m85 -
am aa s m DJ, tom
10x1
rtm 1 1 3 rur, t w o t3m
w-
m a i4m
1 4 3
tsm
1 5 s
Tppo(.Iso.*-Rht-+-T-
Gambar 14. Sutru evaporator dams pengujiao ah. Pengujian terhadap alat dilahkan pada selang waktu yang sama jaitu jam 8.00 sampai jam 15.30. Pada pnbar 14 terlihat bahwa dm evaporxtor memiliki
deskripsi yang hampir sama yaitu berbenruk kurva pambok Suhu tdnggi pada kolektor pelat datar sebesar 64 OC terjadi pada jam 12.30, pada kolektor tubular sebesar 57 OC terjadi pada jam 13.00 dan pada kolektor sebesar 54 OC teajadi pada jam 12.30. Sutru wapomor den$im menggunakan kolektor pelat datar menrpakao Sutn, tertinggi.
Hal ini d h m d c m air hut yang m@ir
datar memiliki
Sutn, yang lebib tit&
sehingga dapar
melahi kdeidor pelat
~~d x u air laut
di dalam ruang evaporator.
Penguapanairlautpadaalattejadipadasutrudibawab100"Cpadahal
semra teori air akan m a p a p pada suhu 100 OC pada keadaan normal (I am). Hal ini disebabkan Larena ruang evaporator memiliki suhu yang tinggi akiba pemmsm mdiasi smya yang menyebabkan kdembaban udara dalam rumg
evaporator meajadi meningkat. Bii dilihat dari grafik p@mmem'c, dengan adanya kondensasi pada bagian pemmtp yang memiliki dm ymg lebib rendah
bila dibandjngkan dengao suhu pada evaporator, mabra akan memrrunlran sutru
pengembunan sehingga menyebabkan suhu evapor;aor terrebut berada di bawah
titik uap air secara normal. 4 3 . 1 2 Snho kondmsor
Kondensor berperan dalam proses pendinginao uap air lam yang telah dievaporasi. Kondensor harus memiliki suhu yang lebih readab %arena berpan
dalam pembenhlkan titik-titik embun hasil peaguqm d a i air IauL Oleh %arena itu, pada bagian kondensor dialirlcan air yang betujuan untuk mempercepat
pem-
basil penguapan titik-titik embun dan mengalir ke wadah
penampllilg Pada Gambar 15
t d h t
bahwa suhu kondeosor pada ketiga ah
memiliki kisaran yang kampir sama yaihl beatmt&
hrna parabola
Hasil
pengukuran suku kondensor mermnjukkan bahwa suku kondeosor pada alat
kolektor pekt datar memiliki suku yang lebib
destilasi air laut tine. I
1
Gambar 15. Suku kondensor selarna pengujian alat Suhu kondensor tatbggi pada ah destilasi air lm tanpa kolektor sebesar 36 "C teradi pada jam 12.30. S&
kondensor tduggi pada ah destilasi yang
menggunakan kolektor pelat clam sebesar 37 C ' tejadi pada jam 13.00. Sutru
kondeosor tatinggi pada alat destilasi yang o m g g u d m kolektor tubular sebesar 36 OC tejadi pada jam 12.00 dan 13.00. Suhu kondensor um@mi
peningkatan
~ d i ~ ~ l e h s u h u l i o g i r u n g a n p a d a s a a r ~ i ' i a h ~ Selain itu, penggunaaa air sirlrulasi pada kondersor memililri jumlab yang sedikit
dan suhu air yang di-
menrpakan suku rump,
Hal ini a h mempengamhi
kenaikan suhu kondemor akiba pengaruh suhu lingbngan dan pams matahari. S u h kondeosor lebih banyak dipengaruhi oleh W o r &anal
seperti
lingkuqan dan kondisi cuaca saat pengujiaa 43.13 Sahu kolddor
radiasi
matahmi,
menyimpamya dan dimanfaakan sehgai olmber e n q i panas.
Memmrt
Kolektor
digunakan
untuk
menyerap
energi
Kristanto (2002) kolektor surya akan menyerap emrgi dari radiasi matahari dan men&onve.rsikaanya menjadi panas yang berguna untuk memanaskao air
di dalam pipa-pipa kolektor sehingga suhu air akan meningkat dan tujadi koweksi alami berdasarkan efek tennospion karena admya pabedaan massa jenis
fluida
66 80.
am
8x1
9m
930
-
rom r o a rrm rrm 1w tw i3m
1 3 3 t4m 14x1 rsm
tsa
Gambar 16. Sutru kolektor se&ma peugujian alat.
Suttu kolektor pada Gambar 16 teriihat memiliki dedrripsi yang sama yaiiu &ntu kurva parabola. Sub kolektor mtinggi umuh alat kolektor peh daiar sebesar 67 OC dan kolektor tubular sebesar 64 OC yang terjadi pada jam 13.00. SuItu kolektor p e h datar memiliki suhu yang lebih tit@ dibadingkao dengan koleh-or tubular. Hal i a i disebaMuto karma tuas permukaan pada kolehor pelat datar
lebii luas unhlk menangkap radiad matnkrri d
i
i dmgan kolektor
pipa tubular. Bentuk dm sllsunao kolektor sangar mempengaruhi terhadap
penyerapan panas mdiasi matahari sebingga bent& kolektor akan mernpenparuhi
..
proctulbrvrtas alat.
4.4 Rnb
Fluks menrpakan peshdingan volume basil destilat yang dihasilkan oleh
ah d e d a s i si dalam opeaasi tatentu dan lua+an ah tertentu, saruan nilai fluks ini yaitu liter per jam meter peasegi. Nilai Buks dapat menggambarkan ..
produkrrvrtas dari alat destilasi air Laut dengan sumber energi tenaga arrya karena dalam operasinya terdapat pmduksi yang bervariasi teqanhmg kepada jumlah air
laut yang diproses, tuas alat, wakh opeaasi ah dan hadl destilat
Gambar 17. Nilai fluks pada ah destilasi air lrad dengan sumber en- tenaga arrya Niai f k h yang dihasilkan pada setiap alat memiliki hasil yang berbeda Pada Gambar 17 dapat dilibat bahwa nilai fluks tertinggi dihasilkan oleh ah
destilasi d e w kolektor pelat datar yaitu sebesar 0,098 i/jamm2. Hal ini
d m &lam ruang
d k b b k a o karena k o l h r pelat d a m lnampu menin-
evaporator sehingga peaguapan dapat berlangsung lebib cepat dan produktivitas yang dihasilkan lebii tinggi. 0.m
-
0.I.
.
a m aso om s a rom r o a nm
-
izm
r3.a *39
izx, 83m
luo irm
-TPp-+)(QI;PIRPc---c-~I Gambar 18. Ruks selama waktu pengujian
-
ids,
r x a ruo
Fluks yang dihasilkan seiama whg w a h operasi yang sama memiliki nilai yang Mukhlasi namun memiliki deskripsi yang hampin sama yaitu bmtmduk hrna parabola (Gambar 18).
Hal ini disebabkan karena kondisi
l i n m yang Mukhlasi dan radiasi matahari tidak beriangsung secara konstan. Pada awal pengujiao rrmlai jam 8.00 tidak t d a p i f?uks karena sistem
mulai beropemsi. Ftuks tertinggi dihasilkan pada jam 12.30 sampai jam 13.00, nilai Ruks teshggi pada kolektor pelat datar sebesar 0,14 mlljam.m2, 0uks pada kolektor tubular sebear 0,9 mlljamm2 dan tanpa koleldor sebesar 0,s mlljam.m2. Ndai Ruks yang tinggi disebabkan kanm pada jam 12.30 sampai 13.00
menrpakan waktu dimana imensitas radiasi maakui memiliki d a i teztesr.
Pmgarnh Kondisi b q h q a n dan Ktnaja Atat terhadap Ftatcr 4.5.1 Pmgarob sahn I' _' gao tahadap Ooks
4-5
Suhu l h g h g a n mentpakan &or ahm yang berpengaruh terbadap fhb.
Hubungan pengaruh dua variabe4 antara suku l
i
i dagan
fhb yang
diperoleh disajikan pada Gambar 19. Suku hcrlormr;ln pada saat pengujiao tertradap Ruks.
liuiubungan anma suku 1incrlormr;ln dengan Ruks
memiliki tiogkat keeratan agak kua dmgan whg kepmayaan antara 83-91 %. Hal ini dap! d i h h dari grafik regresi tinier pada Gambar 20 bahwa headcan suku IingWtgm 1 OC akan meningkatkan Ruks 0,0102 l/jamm2 pada alat destilasi
tanpa kolektor, alat d e w kolektor p e h datar Ruks meningkat 0,0173 l/jam.m2
dan alai destilasi dengan kolektor tubular 0,0079 Ujam.m2.
Gambar 19. Pengad lingiourtgao terhadap ftuks; (a) tanpa kolektor, @) kolektor pelat datar,(c) kolektor hlbukr. 452
-P
sahn evaporator terhadap ffnkP
S u h eMporator b e r m dalam proses pengqan air laut yang dipmses.
..
.
.
Hubungan e ~ p o m rterhadap W ~ a n g (fluks) dapat dilihat pada Gamhar 20. T i kegatrm antara dua variabel tersebut tergolong kuat d e q p selang kepercaan mencapaj 95 % tendama pada
ah destilasi yang rnenggudm kolektor pelat daiar.
(a)
0.m 0.07 0.-
2
-
y=o.--0.07s R2 0.BSgB
0.m g o m-
2 o m -
3 u
-
0.-
o mom o m, a
P
a
35
so
IS
4)
rn
5
ShlEaOoraa*)
0.16
(b)
-
0.14 -
y=0.0038~-0.114
FQ=os€s
0.12 -
I::: 3
Om7-
omom om .' a
0
2
5
3
0
3
5
4
)
4
5
5
0
5
5
~
D
O
7
0
Shlhap~~~aeo
(C)
0.10 "-E 0.06 ?j0.- -
.
0.12
bp
0.04
).=O.~-oJ3637 I?2=0Srl4
-
Om rn OAR -? .
25
EI)
35
a
a
So
56
rn
s+UE-s--A)
Gambar 20. Pertganrh suhu evaporator terhadap ftuks; (a) tanpa kolektor; @) kolektor pelat dam, (c) koleldor hrbular. Berdasarkan regresi linier (Gambar 20) teriihat bahwa umuk kenaikan suhu evaporator sebesar 1 "C akan meningkatkan f h h 0,0028 l/jam.m2pada alat tanpa kolektor, pada alat dengan kolektor pelat datar sebesar 0,0038 l/jam.m2dan
0,0026 l/jam.m2 pada alat dengan kolektor W. Hal tersebur m j u k l c a n
bahwa usaha rekayasa peningkatkan s u h bagiaa evaporator dalam proses d d a s i air laut dengan sumber energi tenaga surya sangat p c n h g
453
Pengarah snho konderrsor terbadap hb
Kondensor menrpakan bagian yang berperan dalam pengembunan, suhu kondensor
prig
lebih rendah akan mempercepat proses pengembunan Pada
Gambar 21 teriihat bahwa suhll kondersor yang semakin tinggi akan rnenyehabkan Buks tinggi padabal secara teori sh kondesor harus lebii rendah
agar menghasjllcan f l u b yang tinggi. Pada saat pmgujian alat sh kondensor semakin meningkat Hal ini disebabkan kzem pengaruh dari radiasi matahari, suhu liogkungao dm jumlah air yang dialhkan komtan (tidak ada peqga&m air)
sehingga air pada kondemor d
i
w oleb panas radiasi matahari kemudian
terjadi pindah piutas secara koweksi pada air kondensor.
Berdasarkan regresi Linier (Gambar 21) tertihat bahwa untu% kenaikan
kondemor sebear 1 "C akan meningkabn Dulrs 0,0077 iljam.m2 pada & tanpa kowor, pada alat dengan kolektor pelat datar sebesar 0,0139 iljamrn2 dan
0,0081 iljamrn2 pada alat deugan kolektor tubular. T
i keerara~hubungan
diantara suhu kondemor dengan ftuks t q l o n g agak Barat karma selang
kepercaayao berkisar amara 81-94 %. Hal tersebut mermrjukkao bahwa pada penelitian ini s a h kondemor cemierung mengalami penin&atan &bat pengaruh
dari d m lingkungan mimm sukunya masib lebih rendah dari suhll evaporator se~ggapenguapan
dapat wag.
i
0.-
OD8 -
om.
2
ope-
a. om,
.
3u om. om -
0 4
.
om 4 2s
n
n
29
33
%
37
--A
Gambar21. Peagarub shu k o n d m r terhadap Buks; (a) tanpa kolektor, @) kolektor pelar dam. (c) kolektor tubukr.
45.4
Peqamh d
o koldbor terhadap finks
Suhu kolektor menrpakan hadl yang diperoleh Qri pengukuran suhu @ kolektor dengan maggtmkm kolektor. Kolektor berpemn &lam menyerap paoirs
radiasi rnatahari s&ingga
paaas tersebut dapl d h d i d c m tmtuk
meningkatkan suhu @ alat tendama di bagian evaporator. Suhu kolektor yang
tinggi secara teori akan meniogkatkan suhu evaporator akibat adanya proses pindah pilnas dari kolektor ke air l a yang m e l e d kolektor kemudi;m air laut
yang telah memperoleh
paoirs
tenbut akan masuki kembali ke evaporator,
sehingga akan menyebabkan suhu evaporator akan meningkat clan produktivitis akan meningkat pula Hubungan penganh suhu kolektor terhadap pduktivitas dapatdilihatpadaGambar22.
Gambar 22. Pengarub suhu kolektor tahadap fluks; (a) kolektor pelat datar; (b) kolektor tubular. Penyllsunan bentuk kolektor akan mempengaruhi tahadap produktivitas
fluks jang Wi Pa& kolektor pelar datar
penggu~laanalurn~miumyang
diletakkan pada bagian hawah seiang aliran air akm menyebabkan heed larr yang besar. HaJinidisebab%ao~lapisanahImuniumtersebutmenyerappanas
dariseiaugdiatasnyasehinggapanasyangtaserapairhtdalamselaagakan ~~0ptimal. 4.6 Kaalitsr Air Destaat
Pengujian W i air destilat yang diperoleh berupa uji salinitas dan sebagian uji kualitas air. Salinitas menrpakan tingtcat keasirran a m perbandingan jumlah garam teriarut dalam satuan gram yang terdapat dalam sab~Liter air. Pada Tabel 6 tertihat bahwa basil pengujian salinitas terhadap basil destilat adalah nol, basil uji dinitas terhadap air lind awal sebesar 35 %o dan untuk hasil uji dinitas terhadapairlautsisabenmriasipadatiap~lmhlhtlmpakoleldorsebesar74%o,
dengan kolektor pelat d a m sebsar n %o dan &qan kotektor tubu~ar76 960.
pengujian terhadap basil destilat ini meaunju%kao bahwa air basil destilat tergolong tawar karena memilib nilai dinitas $srang dari 0,OS %.
Pengujian dinitas terhadap bad1 air destilat ini smga~penting karena kandungan garam m e q m g a m h terhadap kualitas air tendama jika air tersebut
digunakan sebagai air minum, ha1 ini akan membahayakan ires-
manusia
@np/www.purewatainc.com 2007).
Kualitas air yang diuji terhadap air destilasi (dedlat) m e t i p i parameter ras, bau, wama, kekeuban
dan pH Hasil uji kualitas air destilat dapat dilihat
pada tabel Tabd 7. Pada TabeJ 7 tertihat bahwa h a d uji bualitas air terhadap air h a d d c d a t yang diperoleh dari hasil kerja alat telah memenuhi syarat standar air
minum me-
SM 01-3553-19%.
Tabel 7. Hasil uji kualitas air
Air destilat secara visual memilikj warns jernih Hasil pengukuran dengan
spektrofotometer W ailai air destilat dari a h tanpa kolektor 0,663 Unit ffi, dengan kolektor tllbular 0,787 Unit ffidan dengan kol&or p e h darar sebesar
0,432 Unit ffi.Niai ini mash di b a d standar SNI 01-3553-1996 kareoa d a i maksimal untuk parameter warn untuk d i g m b n sebagai air rninum adalab 5. Parameter pH mermnjukkan babwa air destilat
bgada
pada kisamn yang
ditentukan oleh standar SNI 01-3553-1996 dengan ailai terendah 7.8 untuk air destilat dari alat dengan kol&or tubvlar dm d a i testing@ 8 2 pada air destilat
dari alat dengan kolehor pelat datar. Kisaran nilai pH air yang boleh digunalcan untuk air minum memmrt standar SNI 01-3553-1996 adalab 6,s s a w 8,s.
Hasil uji parameter kekeauhan terendah sebesar 0,4 N l U (Nephe-c Ttlrbirtiry Unit)dipero1e.h dari air destilat pada alat destilasi dengan kolektor pelat
datar dm nilai tertinggi 2,O NTU bgasal dari alat destilasi tanpa kolektor. Hasil ini m m j u k k a n bahwa untuk parameter kekeuhan berada di bawah ldsarao yang ditentukan SNI 0 1-3553-1996 y a h oilai maksimal yang dap! ditolgansi adalah 5 NTU. Kekeauhan dalam air dihubungkan dengan kemmgkkm pencemaran oleh air buangan Kekenhao air meoyebablrao hambatan bagi proses d d e h a n oleh karena itu kekeauhan dalam air harus dihihgkan untuh air yang dipergunakaosebagaiairminUm(Sufiawiria2003). Padapmmetarasadanbau
memilii rasa yang tawar dm tidak berbau (normal). Kualitas air memmrt standar SM 01-3553-1996 menrpaBan syarai penling yang harus dipemhi agar dap! dimanfdatkan sebagai air minum. SelaLn dapat
dimanfaatkan sebagai air minum, air basil im dapat pula dimanfaafkan unruk
kepertuan Lain misalnya untuk memasak dan menmci. P r e p keaja alai berupa destilasi merupakan sum metode yang e f W dalam meq@Glkan air dan akan
menghilangkan 99,9 % dari zatperazmar berupa virus, bakieai dan senyawa logam berat. Unhtk ity air yang diperoleh dari proses ini merrrpakan air rmrmi
yang bebas dari kontaminasi (Anhah 2003). Rendemen air denilat yang dihasilkan dari proses pengujian dapat dilihat pada Tabel 8. Reodemen yang diperoleb menrpakan hasil pembagian anrara
volume air laut yang diuji dengan v o h e total air destilar yang dihasilkan selama sat^^
hari proses pengujian Tabel 8. Rendemen air destilat dari proses destilasi air laut.
AIat destilasi
air laut dengan
kolektor pelat datar memiliki
nilai rendemen tertinggi yaitu sebesar 15,01 % dugan v o h e total destilar yang d i h a s i i sebesar 150.1 ml. Nfi rendemen terendah terdapat pada alzt destilasi
air laut tanpa kolektor yaitu sebesar 8,26 % dengan volume total destilat yang d i h a s i i sebesar 82,6 ml. Nilai rendemen yang diperoleh selama proses
pengujian alai destilasi pada penel&
ini tergolong masih rendah. Hal ini
disebabkan karena selama proses pengujian b d a n g s q air laut yang digunakan memiliki jumlah yang konstan atau tidak ada peoanbalmn air laut selama proses. SeLain iq proses kineja dari alat yang &
t
masib behm optimal baik dari segi
dm evaporator, dm kondemor yang ceuderung mwhgka! serta proses heat buqbfer pada kolektor.
5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kaimpalan
Alat destilasi air laut dengan sumber energi tenaga surya dengan u)arran
50 cm x 40 cm dan menggunakan kolektor p l a t d a m memiliki produldivitas
Nilai fluks yang d h s i i pada ah destilasi dertgan sumber energi
.-t
temga snya sebesar
Nilai remlemen- t
0,098 i/jamm2 pada
slln, L i n w s e k s u
27-30 OC.
alai destilasi air hut dengan sumber energi t a a g a surya
sebesar 15,OI % dengan votume total d d a t sebesar 150,l ml dari 1000 ml air laut yang diujikan pada a l a M v i t a s alat destilari air laut dengan sumber energi tenaga surya pada penelitian ini dipengaruhi oleh
ahu kondeusor, suhu kolelltor, ahu hgkungan dan jenis kolektor yang digunakan Kualitas air destilat yang dipemleb memiliki nilai d i nol, nilai parameter warns yaitu antara 0,4324,787 UM PtCo, nilai kelrenhan sebesar 0,4-2,O NTU (Nqthehmemc Twbidity Unit), nilai pH sebesar 7,842 memilibi rasa tawar (normal) d m bau normal (tidak berbau). Hasil uji %ualitas air tehh memermhi q w a ~aandar air &urn memrnrt SNI 01-3553-1996. evaporator,
5.2Saran
Saranyangdapatdiipadapenelitianiniyaitu:
I. Pah, dilakukan pen&
Ian+ .
mengenai W O K - M t o r lain yang
.
ah meliputi jenis bahaq intemitas mdiasi mmbai, kecepaian angin sata lokasi geografis peagujian alat di daeaab @sir agar lebii a p l i . -terhadapprodu%trvdas
2. Pah, pengkajian merrgenai proses pindah pams dan p e & h q a n pindah panas
y
3. P&
q tesjadi pada a h sehingga efisiemi ah dapat dihitunp
desain alat yang mampu meoyimpaa panas dengan baik sebngga pada
malam hari ah ini dapat diopgasikan
4. Penggunaao alumunium pada kolektor pelat datar yang diletakkan di bawah selang sebaiknya tidak digunakan.
5. Penggunam energi listrik pada proses sir%lllasi dalam alat destilasi ini sebaikoya dis&ittsi
dengan energi ahernatif yang beaasal daFi alam yang
dapat menggaakkaa air secara sirtculasi.
DAPTAR PUSTAKA
Anhalt,
J. 2003. lk
on in 77ze M
a
n @&ak B r d : Lmtituto
de Desehrotvimento Sustenlavel de Emrgias Reoovavies. [Anonim]. 2007. Destilasi. http-Ilwww.purewatainC.com[I 5 Dgemba 2007 [Anonim]. 2007. Destilasi hnpjlwww.wikipedia.org [I5 Desember 20073 [Anonim]. 2007. Standar Air Minun hrtpY/b//bimaipb.ac.iditml-aisphh-mutu [I8Mare3 2007 . APHA [American Public He& Asoaabon]. 1989. Stad& MerhaLr for EMninufion of Warn and Wndewater. IPeditmon APHA, A W A (American Water Wortrs Association) and WPCF (Water PoUution Control F e d d o n ) . Washington DC. Arismunandar W, Heizo S. 1981. P e n p g v a n lMmP Jakarta:Pradnya Paramita.
Banat F,
R J u r d ~ ,M. Gambeh. 2001.
Explanation of solar energy clleded by
solar still for desalination by membrao distillation Remable k r g v .
25 (2002): 293-305.
Barnes D, F. W~lsoo. 1983. Chemi~qyand Unit w o n In Wder TkaOmnL London dan Newyork: Appilied Science Publisher. Cengel Y A 2903. Hem T w f e r r A Practical Aproach. &ad Ebitian. New York:McGraw-Hill Compania Inc. Coben M, I. Ianovici, D. Brescbi. 2002. Power plant residual heat fbr sea water desalination. &&vier:L h a h d r n 152 (2002):155-165. Davies PA, Paton C. 2004. The seawater greentKwse io tbe United Arab Emirates: thermal modelling and emhiation of design options. &&vier: ~ i ~ 173 (r2004):n103-1 1 1.
Effendi H. 2003. Telaah Kualim Air. Bogor. IPB Press. Fellows P. 2000. F d Fhxesbg TedmmPrinciples and Practice second edition Cambridge: Woodhead Publishing Limited and CRC Press LU3. Garcla-Rodriguez L., G6mez-Chmcb C. 2000. Penpedives of solar-assisted seawater distillation. Lkdindan. 136 (2001):213-218 Gati PAM, Thomas Ari Negara T 4 Sinaga F M 2006. Desain Kol&or Pelat Dam (Fled Plaie) tmhlk Pemanas Air. Mubid Energi Srrr)o. Yogyakarta: Jlrmsan Teknik Fisika, Fakultas Teknik, UGM.
Hadi S. 2000. -P
radiasi pgancangan sistem konvusi en+
matabari.
M B i s d s d r m Tebndogi 8(11):136142. Hahne E, N. Fisch, A Arafa 1978. The flat solar coUeaor. its steady state and transient state behavior. S o h Energy Intenmianal Progrer 1 :1 59-185
Jansen TI. 1995. Tebtologr R.Sugq M asli S o h Engineering Temology diteajemahkan oleh W m o Arismunandar. Jakarta: M y a Paramita.
Kamal I. 2005. Integration of seawater desalination with powex gareration. Urwier: L k s a l i ~ ~ o180(2005): n 2 17-229. Kompas. 2007. Kesrlitan Air Basib Tunm Temurun Kompas. edisi 11 September 2007. t m p ~ l w w w . k o m p a s . c o m l k o[27 ~ November 20071.
Kreitb F. 1986. Primippinsip PerphWmn P-.
Jakarta:
Kristanto P, James L. 2000. Koleldor surya prismatik. Jlrrraal Tebu'k Mesin 2( 1):22-2s
P
i Rak-yat. 2007 La&amayu Alami Krisis Air. Kompas. edisi I I September 2002. t m p ~ / w w w . k o m p a s . c o m / k o[27 ~ November 20071.
Raach H,Mitrovic J. 2006. Simulation of heat and mass transfer in a muhi effect distillation plant for sea water desalination E1Pwer: Lkadim.0~204 (2007): 4 16-422. Reyuold WC, Perkios HC. 1991. T k r m d k m i h TebdA. Judul asLi Eugiueerhg Thermodyoamic diterjemahkan oleh Filiw Harahap dan Pantar Silahan. Ja!szrta: Eriangga
Sarnosir -1
PMP. 1993. Siem dealinasi tenaga nnya deqyn pemaoasan tidak [skripsi]. Fakuhas Tdmologi Petaniaq Imtitut Pertanian Bogor.
Sayigb M. 1977. S o b Energy Ggimwing. New York, San Francisco, London: Academic Press. Sudjito, P. Ralsardja. 2001. Prospek aplikasi tekwlogi distilasi air hut tenaga matabari. Jumal Ibmr-Ibmr TebriiL @gmm-ingJ 13f2):150-155. Sudjito, Zainal A 2001. @ P t e m p a a ~kaca perrump teddap kineaja peralatan distilasi air laut tenaga matahari jenis solm still. Jumal Tebu'k D((1):62-66 Sudjito. 2002. P d i t i a n penygap radiasi maahmi untuk penlatan distilasi air 1aut tenaga mat& j& solar still. Jurnal Ibrm-Ibm, Tehnik m m n i n g )lq2): 147-154. Suriawiria U. 2003. M b b i o l o g i Air. Badmg F T Atumni. Tjahyom, S. 1993. Potensi, Larasaeristik dan pernanfaatan tenaga matatmi di Indonesia Jumol Fahrltm T& llhibmw I(3):72-83. W~namo FG, Srikandi F. Gramedia
1992.
Pengrm2m
Tebaologi
~~
.-J
-W
MA, Djoko H, Nuri A Bogor: Pusat Antar Univerhq IPB.
1989. Primip Tebmk Pangan
Wrrakartakuatmab MA, Suhadi H, M y a t n o H 1988.
Pungun Bogor: Pusat Antar Universk, PB.
Rekqusa Prases
Lampiran 1. Hasil pcngojian alat datilator air h u t bcrbasis tenaga surya mapa menggunakaa kolektor 1.a. 17 Juli2007 mI1
I .c. 20 Juli 2007 (H3)
1.d. ma-ram hasil pengujian alat destilator air laut behasis tenaga swya tanpa rnenggunakan kolA?or
Lampiran L Easil peagujian alat datilator air h u t M a s i s tenaga surya menggunakan kolektor pelat datar
Lampiran 3. Hasil pengjian alat destilator air laur bea-basis menggunah kolektor tubular
t e ~ g asurya
3.c. 27 Juli 2007 (H3)
3.d. rata-rata hasil pengujian alat desiilator air. rnenggunakan kolektor tubular
lwt berbasis
temga surya
Lnolpirntl 4.
Sullu nlnt distilntor air lrut del~gntlsuliiber euergi tellngn surys pndn bnginl~evnporntor, kondensor d n t ~kolektor.
Lnll~pirnt~ 5. Kelet~~bnbn~r udnrn li~~gkuagntr, hnsil dcstilnt dnr~fluks.
Lampiran 6.
Nilai salinitas air h u t awal, air Laut akbir dan basil destilat pada masing-masingdesain alat destilasi air Laut
Lampiran 7. Hasil pengnjian koalitas air destilat
Tanpa Kolektor (H2)
Lampiran 8. Biaya prmbuatan alat datilasi air h u t dmgan sumber me* teuaga surya. No. Nama Baban I. fiberglarr (acrylic) tebal3 mm 2. kacatebal3mm 3 selang plastik ukuran 114 4. pompa kecil 5. lem silikon 6. alumunium lembaran 7. pyImhitam 8. kayubatang 9. kayu lembamn lo. sfyrofmm 11. pakybaut TOTAL
Jnmlabl
Ha-
Ukorao
(N-)
lmxlm 60 cm x 40 cm I0 m 2bvah ltube Imxlm
IMens 4m 60 cm x 40 cm
4 w 1o m
195000 20000 13000 50000 30000 30000 : 18000 16000 5000 24000 2000 403000
Biaya diatas merupahn biaya untuk membuat alat d a g n luas 0,2 m2 Lampiran 9. Contob perhitongan nilai rendemen air Laut
Dikeiahui:
Volume air laut )mg diujikan = I 0 0 0 ml Volume total deslilat selama satu hari pengujian (21 Juli 2007) = 150.1 ml
Ditanyakan:
Rendemen?
Jawab:
Rendemen = (volume air destilat totaYvolume air laut) x 100 % = (150,l d l 0 0 0 ml) x 100% =
15,Ol %
Lampiran 9. Poto aht destihLci yang dibaat, bahan pembnstan aht dan aht
yangdigonakandahmadisin
(a)
@I
Alai destiksi air Laut tanpa kolektor, (a) tampak samping @) tampak depan
Alat destilasi air laut dengan kolektor pelat datar, (a)
depan
tampak samping; @) tampak
Alai destilasi air laut dap kolektor tubular, (a) tam@ samp*
(a)
@) t a m
@)
Kolektor yang disuMl dengan kemiringan 45O, (a) kolektor pelat dam, @) kolektor tubular.
(dari kiri ke kman) air laut, air destilat tanpa kolektor, air destilat menggrmakan kolektor pelat datar, air destilat menggcmakan kolektor tubuh.
