Peningkatan unjuk kerja alat destilasi air energi surya dengan kolektor pelat datar pipa seri - USD Repository

Gratis

0
0
80
3 months ago
Preview
Full text

  

PENINGKATAN UNJUK KERJA ALAT DESTILASI AIR

ENERGI SURYA DENGAN KOLEKTOR PELAT DATAR PIPA

SERI

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh:

  

IQBAL HARIYADI

NIM : 085214063

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

ENHANCEMENT OF SOLAR WATER DISTILLATION TOOL

PERFORMANCE USING FLAT PLATE PIPE SERIES

COLLECTOR

FINAL PROJECT

Presented As Partial Fulfilment of The Require

To Obtain The Sarjana Teknik Degree

  

In Mechanical Engineering

BY :

  

IQBAL HARIYADI

NIM : 085214063

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

INTISARI

  Air bersih merupakan keperluan sehari-hari masyarakat untuk minum dan memasak. Air yang ada saat ini sering terkontaminasi dengan tanah, garam (air laut) atau bahan lain yang berbahaya bagi kesehatan. Air dalam kondisi ini dapat mengganggu kesehatan jika digunakan, untuk itu air tersebut harus dijernihkan lebih dahulu.

  Melalui peneletian ini dapat mengetahui perbedaan unjuk kerja alat destilasi dengan menggunakan kolektor plat datar pipa seri dengan alat destilasi umum yang ada dipasaran. Fungsi penambahan kolektor adalah untuk menaikkan temperatur air di dalam alat destilasi. Unjuk kerja alat destilasi dinyatakan dengan jumlah air destilasi yang dihasilkan dan efisiensi alat.

  Alat destilasi air energi surya pada penelitian ini terdiri dari 2 (dua) konfigurasi alat yang meliputi alat destilasi tanpa menggunakan kolektor dan alat destilasi dengan menggunakan kolektor. Setiap konfigurasi alat terdiri dari tanki reservoir, pipa, destilator dan penampung air destilasi. Dimensi dari kolektor yang digunakan pada penelitian ini adalah 1 meter x 0,5 meter. Sedangkan dimensi destilator pada penelitian ini adalah 0.5 meter x 1 meter.

  Pada penelitian ini menggunakan 2 variasi utama yaitu variasi penambahan kolektor dan variasi massa air kontaminasi dalam destilator, yaitu sebesar 2,5 kg, 3,75 kg dan 5 kg.

  Hasil dari alat destilasi berupa air bersih yang layak digunakan sesuai dengan hasil uji laboratorium yang telah dilakukan. Terjadi peningkatan unjuk kerja antara alat destilasi yang umum dipasaran dengan alat destilasi menggunakan kolektor pelat datar seri yakni pada saat massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg eunjuk kerja alat tanpa menggunakan kolektor adalah 29,51% sedangkan alat destilasi menggunakan kolektor adalah 49,42%. Untuk massa air dalam destilator sebesar 3,75 perbandingan efisiensi unjuk kerja alat destilasi tanpa dan menggunakan kolektor adalah 23,135 dan 41,08%,, sedangkan perbandingan unjuk kerja alat destilasi tanpa dan menggunakan kolektor saat massa air dalam destilator sebesar 5 kg adalah 34,2% dengan 71,76%.

  Kata kunci : destilasi, kontaminasi, kolektor, destilator, efisiensi

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur saya hadiratkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya tugas akhir ini yang berjudul “Peningkatan Unjuk Kerja

  Destilasi Air Energi Surya Dengan Kolektor Pelat Datar Pipa Seri ” dapat diselesaikan dengan baik dan merupakan salah satu persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

  Dalam penyusunan laporan naskah ini juga tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada :

  1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  2. Ir P.K Purwadi M.T. selaku Ketua Program studi Teknik Mesin dan selaku pembimbing akademik

  3. Bapak 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.

  5. Laboran (Ag. Rony Windaryawan) yang telah membantu memberikan ijin dalam penggunakan fasilitas yang diperlukan dalam penelitian ini.

  6. Orang tua saya Ali Munawar dan Baiq Komariah serta saudara-saudara

  DAFTAR ISI

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

TITLE

  …………………………………………………………………………….ii

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

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

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

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI .........................vi

  

INTISARI ......................................................................................................vii

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

DAFTAR ISI ........................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ..........................................................................................xii

DAFTAR GAMBAR .....................................................................................xvi

  

BAB I. PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

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

  1.2 Tujuan ....................................................................................................... 3

  1.3 Manfaat ..................................................................................................... 3

  1.4 Batasan Masalah ....................................................................................... 3

  

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 5

  2.1 Pengertian Destilasi Menurut Ahli ........................................................... 5 2.2 ................................................................................ 5

  Perpindahan Panas

  2.3 Alat Destilasi Tenaga Surya……............................................... .............. 5

  2.4 Unjuk Kerja Alat Destilasi Tenaga Surya ................................................ .7

  2.5 Penelitian yang Pernah Dilakukan............................................................ 10

  

BAB III. METODE PENELITIAN.............................................. ......................... 12

  3.1 Skema Alat ............................................................................................... 12

  3.2 Alat Tambahan .......................................................................................... 14

  3.3 Variabel yang Divariasikan ...................................................................... 15

  3.4 Variabel yang Diukur ................................................................................ 16

  3.5 Langkah Penelitian .................................................................................... 17

  

BAB IV. PEMBAHASAN ....................................................................................... 16

  4.1 Data Penelitian .......................................................................................... 18

  4.2 Perhitungan Data ....................................................................................... 24

  

BAB V. PENUTUP .................................................................................................. 54

  5.1 Kesimpulan ............................................................................................... 56

  5.2 Saran ......................................................................................................... 57

  5.3 Daftar Pustaka .......................................................................................... 58

LAMPIRAN ............................................................................................................. 59

  

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam dsetilator sebesar 2,5 kg pada percobaan pertama

  18 Tabel 4.2 data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam dsetilator sebesar 2,5 kg pada percobaan kedua

  19 Tabel 4.3 data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam dsetilator sebesar 3,75 kg pada percobaan pertama

  20 Tabel 4.4 data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam dsetilator sebesar 3,75 kg pada percobaan kedua

  21 Tabel 4.5 data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam dsetilator sebesar 5 kg pada percobaan pertama

  22 Tabel 4.6 data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam dsetilator sebesar 5 kg pada percobaan kedua

  23 Tabel 4.7 hasil efisiensi laten destilator pada alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg pada percobaan pertama

  30 Tabel 4.8 hasil efisiensi sensibel kolektor pada alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg pada percobaan pertama

  30

Tabel 4.9 hasil efisiensi laten destilator pada alat destilasi tanpa menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan variasi

  massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg pada percobaan pertama

  31 Tabel 4.10 hasil efisiensi laten destilator pada alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg pada percobaan kedua

  31 Tabel 4.11 hasil efisiensi sensibel kolektor pada dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg pada percobaan kedua

  32 Tabel 4.12 hasil efisiensi laten destilator pada alat destilasi tanpa menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg pada percobaan kedua

  32 Tabel 4.13 hasil efisiensi laten destilator dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg pada percobaan pertama

  33 Tabel 4.14 hasil efisiensi sensibel kolektor alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg pada percobaan pertama

  33

Tabel 4.15 hasil efisiensi laten destilator pada alat destilasi tanpa menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan variasi

  massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg pada percobaan pertama

  34 Tabel 4.16 hasil efisiensi laten destilator alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg pada percobaan kedua

  34 Tabel 4.17 hasil efisiensi sensibel kolektor alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg pada percobaan kedua

  35 Tabel 4.18 hasil efisiensi laten destilator tanpa menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg pada percobaan kedua

  35 Tabel 4.19 hasil efisiensi laten destilator alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 5 kg pada percobaan pertama

  36 Tabel 4.20 hasil efisiensi sensibel kolektor alat dsetilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 5 kg pada percobaan pertama

  36

Tabel 4.21 hasil efisiensi laten destilator alat destilasi tanpa menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan

  variasi massa air dalam destilator sebesar 5 kg pada percobaan pertama

  37 Tabel 4.22 hasil efisiensi laten destilator alat destilasi dengan menggunakan kolektor plat datar pipa seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 5 kg pada percobaan kedua

  37 Tabel 4.23 hasil efisiensi sensibel kolektor alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 5 kg pada percobaan kedua

  38 Tabel 4.24 hasil efisiensi laten destilator alat dsetilasi tanpa menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan variasi massa air dalam destilator sebesar 5 kg pada percobaan kedua

  38

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema alat destilasi energi surya yang umum

  6 Gambar 3.1 Skema alat destilasi tenaga surya tanpa menggunakan kolektor

  12 Gambar 3.2 Skema alat destilasi energi surya menggunakan kolektor

  13 Gambar 3.3 Detil bagian kolektor pelat datar seri

  13 Gambar 3.4 Solar meter

  14 Gambar 3.5 Gelas ukur

  14 Gambar 3.6 Termokopel

  15 Gambar 3.7 Variasi ketinggian air terhadap alat destilasi

  16 Gambar 4.1 Diagram perbandingan volume output alat destilasi dengan massa air dalam destilator sebsar 2,5 kg, 3,75 kg, 5 kg

  39 Gambar 4.2 Diagram perbandingan efisiensi laten destilator dengan kolektor pelat datar seri dengan massa air dalam destilator sebsar 2,5 kg, 3,75 kg, 5 kg

  40 Gambar 4.3 Diagram perbandingan efisiensi laten destilator tanpa kolektor pelat datar seri dengan massa air dalam destilator sebsar 2,5 kg, 3,75 kg, 5 kg

  41 Gambar 4.4 Diagram perbandingan efisiensi sensibel kolektor dengan kolektor pelat datar seri dengan massa air dalam destilator sebsar 2,5 kg, 3,75 kg, 5 kg

  43

Gambar 4.5 Grafik perbandingan waktu dengan volume output alat destilasi pada saat massa air dalam destilator 2,5 kg

  45 Gambar 4.6 Grafik perbandingan waktu dengan volume output alat destilasi pada saat massa air dalam destilator 3,75 kg

  45 Gambar 4.7 Grafik perbandingan waktu dengan volume output alat destilasi pada saat massa air dalam destilator 5 kg

  46 Gambar 4.8 Grafik perbandingan efisiensi total alat destilasi menggunakan kolektor dengan waktu pada saat massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg, 3,75 kg, 5 kg

  47 Gambar 4.9 Grafik perbandingan efisiensi total alat destilasi menggunakan kolektor dengan waktu dengan massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg

  49 Gambar 4.10 Grafik perbandingan efisiensi total alat destilasi menggunakan kolektor dengan waktu dengan massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg

  49 Gambar 4.11 Grafik perbandingan efisiensi total alat destilasi menggunakan kolektor dengan waktu dengan massa air dalam destilator sebesar 5 kg

  50 Gambar 4.12 Grafik perbandingan efisiensi total alat destilasi tanpa menggunakan kolektor dengan waktu dengan massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg

  51

Gambar 4.13 Grafik perbandingan efisiensi total alat destilasi tanpa menggunakan kolektor dengan waktu dengan massa air

  dalam destilator sebesar 3,75 kg

  52 Gambar 4.14 Grafik perbandingan efisiensi total alat destilasi tanpa menggunakan kolektor dengan waktu dengan massa air dalam destilator sebesar 5 kg

  52 Gambar 4.15 Grafik perbandingan kondisi kandungan kimiawi dan biologi setelah dan sebelum mengalami proses destilasi

  54

BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang Air bersih merupakan keperluan sehari-hari masyarakat untuk minum dan memasak. Air yang ada sering terkontaminasi dengan tanah, garam (air laut) atau bahan lain. Air dalam kondisi ini dapat mengganggu kesehatan jika digunakan, untuk itu air tersebut harus dijernihkan lebih dahulu.

  Beberapa daerah di Indonesia seharusnya menjadi sumber air bersih pada daerah tertentu, namun keadaan yang ada mereka sangat sulit untuk mendapatkan keberadaan air bersih didaerah mereka, hal ini dikarenakan air bersih yang dahulunya sering mereka gunakan untuk mandi, minum, masak sekarang telah terkontaminasi oleh zat-zat berbahaya seperti logam berat, bakteri sehingga sangat berbahaya jika digunakan terus menerus.

  Terdapat beberapa cara penjernihan air kontaminasi diantaranya dengan menggunakan alat destilasi energi surya. Alat destilasi tenaga surya ini memiliki beberapa kelebihan dibandingkan alat destilasi yang lainnya yaitu pada harga pembuatan alat ini masih cukup terjangkau, murah dalam pengoperasian, mudah dalam perawatan.

  Unjuk kerja suatu alat destilasi surya ditentukan oleh jumlah air bersih yang dapat dihasilkan, efisiensi laten destilator dan efisiensi alat destilasi. Banyak faktor yang mempengaruhi jumlah air destilasi yang dihasilkan diantaranya: keefektifan absorber dalam menyerap energi surya, keefektifan kaca dalam mengembunkan uap air, jumlah massa/volume air yang ada di alat destilasi, temperatur awal air masuk ke dalam alat destilasi, intensitas panas radiasi yang diterima oleh alat, dan kefektifan alat menguapkan air kontaminasi. Absorber harus terbuat dari bahan dengan absorbtivitas energi surya yang baik serta arbsober hendaknya mempunyai daya konduktifitas termal yang baik, untuk meningkatkan absorbtivitas umumnya absorber dicat hitam. Kaca penutup tidak boleh terlalu panas, jika kaca terlalu panas maka uap akan sukar mengembun. Jumlah massa/ volume air yang ada di dalam alat destilasi tidak boleh terlalu banyak karena akan memperlama proses penguapan air. Tetapi jika massa/ volume air dalam alat terlalu sedikit maka alat destilasi dapat rusak karena terlalu panas (umumnya kaca penutup akan pecah). Temperatur air masuk alat destilasi harus diusahakan sudah tinggi. Semakin tinggi temperatur air masuk alat destilasi maka air jernih yang dihasilkan akan semakin banyak sehingga unjuk kerja alat destilasi semakin meningkat. Cara yang dapat digunakan untuk mempertinggi temperatur air masuk alat destilasi adalah dengan pemanasan awal air yang akan didestilasi misalnya dengan menggunakan kolektor pelat datar.

  Informasi tentang unjuk kerja alat destilasi yang menggunakan kolektor pelat datar di Indonesia belum banyak sehingga masih perlu dilakukan banyak penelitian tentang hal ini.

1.2 Tujuan 1.

  Mengetahui unjuk kerja alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar untuk menaikkan temperatur air masuk alat destilasi.

  2. Membandingkan efisiensi laten destilator alat destilasi tenaga surya menggunakan dan tanpa kolektor pelat datar seri

3. Menghasilkan air bersih

1.3 Manfaat 1.

  Menambah kepustakaan teknologi alat destilasi air energi surya.

  2. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat prototipe dan produk teknologi alat destilasi dengan energi surya yang dapat diterima masyarakat sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.

3. Meningkatkan taraf kesehatan masyarakat.

1.4 Batasan Masalah

  Alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar seri dan alat destilasi tanpa menggunakan kolektor mempunyai perbedaan pada desain dan karakteristiknya. Desain alat destilasi tanpa kolektor lebih sederhana sehingga lebih mudah dalam pembuatannya dan murah, namun temperatur yang dihasilkan oleh alat ini lebih rendah jika dibandingkan dengan alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar seri.

  Berdasarkan perbedaan karakteristik kolektor tersebut maka unjuk kerja alat destilasi yang dihasilkan sangat bergantung pada cara menaikan suhu air kontaminasi dan unjuk kerja oleh masing-masing alat.

  Pada penelitian ini akan digunakan 2 (dua) jenis alat destilasi yakni : (1) alat destilasi tanpa kolektor, (2) alat destilasi dengan kolektor pelat datar seri untuk diteliti pengaruhnya terhadap unjuk kerja alat destilasi. Jumlah massa atau volume air dalam alat destilasi juga akan divariasikan sebanyak 3 (tiga) variasi yakni 2,5 kg, 3,75 kg dan 5 kg. Unjuk kerja alat destilasi dinyatakan dengan jumlah air destilasi yang dihasilkan, efisiensi kolektor dan efisiensi alat.

  Untuk pengambilan sampel data dilakukan sebanyak 2 kali hal ini bertujuan untuk mendapatkan data yang lebih akuarat, dengan penganmbilan sampel data dilakukan secara bersama-sama antara alat destilasi tanpa kolektor dengan alat dengan menggunakan kolektor hal ini bertujuan untuk mempermudaha dalam membandingkan unjuk kerja alat ini.

  Dalam penelitian ini kami menggunakan alat-alat pembantu seperti : solar meter, termokopel, gelas ukur, dan logger termokopel.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Pengertian distilasi menurut ahli Menurut Jabir ibn Hayyan distilasi adalah cara memisahkan benda cair melalui perbedaan titik didihnya, diciptakan sekitar tahun 800 oleh ilmuwan terkemuka

  Islam, yang mengubah alkemi menjadi ilmu kimia, menemukan berbagai alat dan proses dasar yang masih kita gunakan hingga kini

  2.2. Perpindahan panas Proses perpindahan kalor pada alat destilasi tenaga surya dapat terjadi secara : 1.

  Konduksi merupakan perpindahan kalor yang tejadi dimana energi kalornya berpindah sedangkan zat perantaranya tidak bergerak.

  2. Konveksi adalah perpindahan panas antara fluida yang bergerak dengan benda padat.

  3. Radiasi merupakan perpindahan kalor melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain.

  2.3 Alat Distilasi Tenaga Surya Komponen utama yang terdapat pada sebuah alat destilasi energi surya pada umumnya adalah plat absorber dan kaca penutup. Absorber berfungsi sebagai penyerap energi surya untuk memanasi air yang akan didestilasi. Kaca penutup berfungsi sebagai kondenser yang berfungsi mengembunkan uap air. Bagian lain yang umum terdapat pada kolektor destilasi adalah saluran masuk air terkontaminasi, saluran keluar air destilasi dan permukaan reflektif untuk memantulkan energi surya yang datang ke absorber. Komponen penting diluar kolektor adalah pengatur ketinggian air yang mengatur jumlah air dalam alat agar tidak terlalu banyak.

  Proses destilasi meliputi penguapan dan pengembunan air. Air yang terkontaminasi menguap karena mendapat kalor dari absorber, bagian yang menguap hanya air sedangkan bahan kontaminasi tertinggal di absorber. Uap naik keatas dan bersentuhan dengan kaca, karena temperatur kaca bagian luar lebih rendah dari temperatur bagian dalam kolektor maka air mengembun. Embun mengalir ke saluran keluar karena posisi kaca yang miring.

Gambar 2.1. Skema alat destilasi energi surya yang umum

  2.4 Unjuk Kerja Alat Destilasi Tenaga Surya Unjuk kerja alat destilasi energi surya dinyatakan dengan jumlah air destilasi yang dihasilkan, efisiensi kolektor dan efisiensi alat destilasi. Efisiensi alat destilasi terdiri dari efisiensi sensibel kolektor dan efisiensi laten destilator. Efisiensi sensibel kolektor didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang dipakai untuk menaikkan temperatur sejumlah massa air dalam kolektor dari temperatur awal sampai temperatur penguapan dengan jumlah energi surya yang datang selama interval waktu tertentu. Efisiensi sensibel kolektor dapat dihitung dengan persamaan :

  (1) dengan :

2 A C : luasan kolektor (m )

  C : panas jenis air (J/(kg.K))

  P

  dt : lama waktu pemanasan (detik)

  

2

G : radiasi surya yang datang (W/m )

  : laju aliran massa pada didalam kolektor (kg/detik) ΔT : kenaikan temperatur air (C) Laju aliran massa dalam kolektor ( ) dapat dihitung dengan persamaan : (2) dengan :

  : laju aliran massa dalam kolektor (kg/detik) d : diameter pipa tembaga (m) : panjang pipa tembaga (m) dt : lama waktu pemanasan (detik)

  Efisiensi laten destilator didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah radiasi surya yang datang selama waktu tertentu. Efisiensi laten destilator dapat dihitung dengan persamaan :

  

  

  t C fg L

  G d t A h m

  . .

  

  (3) dengan : A

  C

  : luasan kolektor (m

  2

  ) dt : lama waktu pendidihan (detik) h : panas laten air (J/(kg))

  fg g

  m : massa uap air (kg) g Massa uap fluida kerja (m ) dapat dihitung dengan:

  

m   

  V

  (4)

  g

  dengan:

  3

   : massa jenis uap (kg/m )

3 V : volume uap air (m )

  Efisiensi kolektor didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang berguna (menaikkan temperatur dan menguapkan air) dengan jumlah radiasi surya yang datang selama waktu tertentu atau efisiensi kolektor merupakan jumlah efisiensi sensibel dan efisiensi laten destilator. Efisiensi alat destilasi dapat dihitung dengan persamaan :

  x     (5)

  

C S L

  dengan:  S : efisiensi sensibel kolektor  L : efisiensi laten kolektor

  Efisiensi alat destilasi didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah radiasi surya yang datang selama waktu tertentu. Efisiensi alat destilasi sama dengan efisiensi laten

     Alat L (6)

  2.5 Penelitian yang pernah dilakukan Alat destilasi energi surya konvensional umumnya dapat menghasilkan air bersih 2 liter per hari tiap satu meter persegi luasan kolektor. Keuntungan alat destilasi energi surya sebagai penjernih air diantaranya tidak memerlukan biaya tinggi dalam pembuatannya, pengoperasian dan perawatannya mudah (Kunze, 2001). Alat destilasi air laut energi surya menggunakan arang sebagai absorber sekaligus sebagai sumbu menghasilkan efisiensi 15% diatas alat destilasi jenis sumbu. Pada penelitian ini alat destilasi diposisikan miring dan air laut dialirkan dari satu sisi alat kesisi lain yang lebih rendah (Naim et. al., 2002a). Penelitian alat destilasi energi surya menggunakan penyimpan panas dengan material

  2

  berubah fasa menghasilkan air destilasi 4,536 L/m dalam 6 jam atau setara dengan efisiensi 36,2%. Material penyimpan panas yang digunakan adalah air lilin parafin dan minyak parafin. Dengan menggunakan bahan penyimpan panas alat destilasi ini dapat bekerja siang dan malam (Naim et. al., 2002b). Penelitian alat destilasi surya satu tingkat menggunakan aspal sebagai penyimpan panas dapat bekerja siang dan malam. Efisiensi yang dihasilkan sampai 51%. Proses destilasi pada malam hari memberikan kontribusi sebanyak 16% dari total air destilasi yang dihasilkan. Alat destilasi ini dilengkapi dengan penyembur air (Badran, 2007). Penelitian alat destilasi energi surya jenis kolam tunggal seluas

  2

  3m di Amman, Jordania menggunakan campuran garam, pemberian warna lembayung dan arang untuk meningkatkan daya serap air terhadap energi surya menghasilkan peningkatan efisiensi sebesar 26% (Nijmeh et. al., 2005)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Skema Alat Alat destilasi tenaga surya dalam penelitian ini terdiri dari 2 konfigurasi

  alat, yaitu ditunjukkan Gambar 3.1 dan 3.2 : Gambar 3.1. Skema alat destilasi energi surya tanpa menggunakan kolektor.

  Air hasil destilasi Tanki Reservoir

  Selang Destilator

  Keran pengatur arah aliran air

Gambar 3.2. Skema alat destilasi dengan menggunakan kolektorpelat datar seri

  Detil bagian-bagian kolektor pelat datar yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.3.

  Rangka Mesin

  Tanki Reservoir

  Destilator Kolektor pelat datar seri

  Pipa tembaga seri Pelat datar tembaga tutup

1.2 Alat Tambahan a.

  Solar meter Solar meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya

  2

  radiasi matahari per satuan luas dengan satuan Watt/m . Berikut ini adalah solar meter yang digunakan dalam penelitian.

Gambar 3.4. Solar meter b.

  Gelas ukur Gelas ukur adalah alat yang digunakan untuk menampung dan sekaligus untuk menghitung jumlah air hasil destilasi. Gelas ukur yang digunakan terbuat dari bahan plastik dengan kapasitas 500 ml.

Gambar 3.5. Gelas ukur c.

  Termokopel Termokopel adalah alat yang digunakan untuk mengukur temperatur suatu benda. Untuk melihat besarnya temperatur dapat dilihat pada logger yang dapat terlihat oleh Gambar 3.6.

Gambar 3.6. Logger Termokopel

  3.3 Variabel Yang Divariasikan Berikut adalah variabel yang divariasikan: Konfigurasi alat destilasi: (1) tanpa menggunakan kolektor dan (2) menggunakan kolektor Jumlah massa / volume air dalam alat destilasi: 2,5 kg, 3,75 kg, dan 5 kg

  (b). Posisi air 7,5 mm (a). Posisi air 5 mm

Gambar 3.7 variasi ketinggian air terhadap alat destilasi

  (c). Posisi air 10 mm

  = 0,005m x 1m x 0,5m = 0,0025m

3 Jadi, volume yang didapat adalah 0,0025 m

  3

  . Karena massa jenis air adalah 1000kg/m

  3 , maka massa air sama dengan 2,5 kg.

  Perhitungan di atas dipakai juga pada variasi kedua dan ketiga.

  Berikut adalah contoh perhitungan massa air di dalam kotak destilator: Variasi pertama: Volume air = tinggi air x panjang alat destilasi x lebar alat destilasi

3.4. Variabel yang Diukur

  Temperatur air masuk kolektor disimbolkan sebagai T2 c. Temperatur air keluar dari kolektor dan menuju kotak destilator disimbolkan sebagai T

  3 .

  d.

  Temperatur air di dalam destilator disimbolkan sebagai T 4 .

  b.

  Dalam penelitian ini, variabel yang diukur adalah sebagai berikut : a.

  Temperatur kaca destilator disimbolkan sebagai T 1 . e.

  Volume air yang dihasilkan oleh alat destilasi dan ditampung di dalam gelas ukur.

  f.

  Radiasi matahari selama proses pengambilan data yang diukur menggunakan solar meter.

3.5. Langkah Penelitian

  Secara rinci langkah penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Penelitian diawali dengan penyiapan alat seperti pada Gambar 2 dan Gambar 3.

2. Kedua konfigurasi alat destilasi dijemur di bawah sinar matahari langsung secara bersamaan.

  3. Pengambilan data radiasi matahari dilakukan setiap 5 menit dan volume air hasil destilasi setiap 10 menit. Pengambilan data dilakukan selama 2 hari untuk tiap variasi jumlah massa atau volume air dalam alat destilasi.

  4.

  2 ), temperatur air

  Data yang dicatat adalah temperatur air mula-mula (T setelah selang waktu tertentu (T ), jumlah massa atau volume air

  3

  destilasi yang dihasilkan (m), radiasi surya yang datang pada permukaan miring kolektor (G) dan lama waktu pencatatan data (dt).

BAB IV PEMBAHASAN Alat destilasi pada penelitian ini mempunyai 2 variasi yaitu : 1. Alat Destilasi Menggunakan kolektor pelat datar seri 2. Alat Destilasi tanpa manggunakan kolektor Selain variasi penggunaan kolektor, penelitian ini menggunakan variasi massa air kontaminasi dalam destilator yaitu sebanyak 2,5 kg, 3,75 kg dan 5 kg. Dimana untuk setiap jenis variasi kami melakukan 2 kali pengambilan data agar

  57 160 40 881

  59

  54

  58 45 865

  55

  29

  52

  60

  51

  55

  53

  28

  53

  70

  59

  53

  58 35 829

  56

  29

  90

  29

  58

  29

  61

  57

  29

  51

  59

  53

  59 245 60 864

  56

  53

  57

  57 110

  53

  59 55 873

  55

  27

  53

  58

  52

  59 200 50 846

  50

  mendapatkan hasil yang lebih valid. Seperti pada tabel data berikut ini :

Tabel 4.1. Tabel data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg pada percobaan pertama

  ( ⁰C)

  53

  59

  50

  40 10 835

  15

  (ml) 5 800

  ⁰C) Volume

  T4 (

  ⁰C) T3

  57

  T2 (

  ( ⁰C)

  (ml) T1

  ⁰C) Volume

  T4 (

  T1 (⁰C)

  (Watt/m2) Tanpa Kolektor Menggunakan Kolektor

  Radiasi Matahari

  Waktu (menit ke)

  29

  63 15 876

  59 125 30 827

  28

  58

  29

  50

  45

  57

  49

  59 25 710

  57

  53

  51

  60

  50

  85 20 889

  60

  56

  29

  54

  30

  58

  52

Tabel 4.1. Tabel data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg pada percobaan pertama (lanjutan)

  58

  57

  61 25 823

  44

  50

  60

  50

  29

  64 105 30 700

  51

  44

  48

  51

  28

  56

  64 35 778

  51

  29

  51

  90

  57

  (ml) 5 876

  10

  45 10 873

  49

  51

  50

  30

  62 15 873

  46

  51

  51

  40

  52

  28

  58

  62

  90 20 815

  53

  53

  T4 (

  53

  54 140

  51

  30

  57

  62 220 60 723

  52

  57

  29

  63 55 745

  57

  61 65 715

  51

  56 165

  52

  28

  58

  53

  56

  27

  64 45 102

  57

  63 135 40 734

  50

  51

  52

  29

  58

  52

  29

  52 120

  53

  30

  57

  63 185 50 257

  53

  53

  52

  ⁰C) Volume

  ( ⁰C)

  Waktu (menit ke)

  27

  50

  29

  56

  62 340 80 775

  50

  59

  52

  57

  50

  61 85 705

  53

  58 200

  50

  28

  57

  60 370 90 765

  57 170

  62 75 820

  56

  T2 (

  Radiasi Matahari

  (Watt/m2) Tanpa Kolektor Menggunakan Kolektor

  T1 (⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml) T1

  ( ⁰C)

  ⁰C) T3

  56

  ( ⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml) 70 858

  52

  57

  53

  28

  54

  51

  ⁰C) T3

  Waktu (menit ke)

  57

  53

  28

  57

  59 Total 260 ml

  total 450 ml

Tabel 4.2. Tabel data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg pada percobaan kedua

  Radiasi Matahari

  61 450 110 707

  (Watt/m2) Tanpa Kolektor Menggunakan Kolektor

  T1 (⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml) T1

  ( ⁰C)

  T2 (

  50

  57

  29

  60 419 100 876

  58

  60 95 724

  53

  58 230

  52

  28

  57

  51

  29

  59

  52

  29

  56

  61 105 723

  49

  58 260

  50

  63 240

Tabel 4.2. Tabel data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg pada percobaan kedua (lanjutan)

  60 35 865

  57

  62 100 30 645

  50

  56

  53

  30

  58

  51

  51

  58

  80

  52

  29

  58

  62 130 40 875

  50

  30

  65

  53

  61

  60 15 721

  50

  59

  40

  53

  31

  58

  80 20 180

  57

  51

  58

  52

  28

  59

  60 25 540

  48

  59

  30

  29

  52

  59

  51

  30

  57

  60 65 790

  51

  57 160

  29

  62 210 60 150

  57

  61 235 70 701

  52

  57

  52

  30

  58

  50

  58

  57

  52

  63 45 900

  51

  60 115

  52

  29

  58

  61 175 50 952

  59

  29

  51

  31

  59

  60 55 875

  49

  58 140

  52

  58

  51

  Waktu (menit ke)

  53

  57 63 280 85 105

  52

  54 225

  51

  29

  58

  64 330 90 567

  56

  50

  52

  29

  57

  64 95 798

  53

  58 250

  53

  28

  57

  56

  T2 (

  Radiasi Matahari

  (Watt/m2) Tanpa Kolektor Menggunakan Kolektor

  T1 (⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml) T1

  ( ⁰C)

  ⁰C) T3

  50

  ( ⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml) 75 735 50 58 190

  50

  30

  57 65 280 80 798

  30

  63 395 100 897

  60

  T2 (

  Radiasi Matahari

  (Watt/m2) Tanpa Kolektor Menggunakan Kolektor

  T1 (⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml) T1

  ( ⁰C)

  ⁰C) T3

Tabel 4.3. Tabel data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg pada percobaan pertama

  ( ⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml) 5 845

  15

  40 10 765

  49

  Waktu (menit ke)

  total 465 ml

  52

  50

  59

  51

  28

  57

  62 105 456

  46

  56 280

  28

  63 Total 280 ml

  57

  64 465 110 820

  55

  56

  52

  29

  56

  62

Tabel 4.3. Tabel data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg pada percobaan pertama (lanjutan)

  29

  29

  57

  63 35 875

  50

  59

  80

  53

  57

  58

  62 160 40 876

  49

  60

  50

  30

  58

  64 45 789

  52

  51

  61 105

  51

  51

  29

  57

  61

  80 20 764

  50

  59

  29

  64 125 30 756

  58

  63 25 654

  49

  57

  60

  52

  30

  56

  50

  52

  60

  51

  61 150

  53

  29

  58

  65 270 70 876

  50

  58

  28

  63 65 780

  57

  64 75 863

  51

  59 165

  50

  30

  58

  50

  58

  29

  63 55 865

  59

  63 195 50 765

  49

  58

  54

  28

  58

  49

  31

  59 130

  52

  30

  58

  64 235 60 765

  51

  60

  51

  40

  49

  Waktu (menit ke)

  31

  52

  28

  58

  62 320 90 150

  51

  59

  51

  58

  53

  60 95 765

  52

  58 220

  51

  29

  57

  61 456 380 100

  59 195

  64 85 765

  60

  T2 (

  Radiasi Matahari

  (Watt/m2) Tanpa Kolektor Menggunakan Kolektor

  T1 (⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml) T1

  ( ⁰C)

  ⁰C) T3

  57

  ( ⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml) 80 898

  52

  58

  52

  29

  51

  53

  63 15 756

  ⁰C) Volume

  ⁰C) Volume

  (ml) T1

  ( ⁰C)

  T2 (

  ⁰C) T3

  ( ⁰C)

  T4 (

  (ml) 5 880

  T1 (⁰C)

  15

  45 10 796

  50

  61

  53

  30

  59

  T4 (

  (Watt/m2) Tanpa Kolektor Menggunakan Kolektor

  28

  60 900 430 110

  59

  53 105 765

  49

  58 240

  52

  32

  58

  50

  Radiasi Matahari

  59

  53

  30

  58

  61 Total 240 ml

  total 430 ml

Tabel 4.4. Tabel data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg pada percobaan kedua

  Waktu (menit ke)

  63 310

Tabel 4.4. Tabel data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg pada percobaan kedua (lanjutan)

  59

  31

  61

  58 150 40 908

  49

  60

  53

  30

  59 45 852

  

65

  51

  61

  

85

  53

  29

  58

  59 180 50 881

  50

  51

  59

  54

  53

  52

  28

  59

  59 25 121

  51

  57

  

50

  33

  47

  58

  60 110 30 126

  48

  58

  52

  28

  60

  61 35 840

  58

  29

  49

  50

  58

  53

  29

  57

  58

  75

  83

  59

  59 260 70 706

  

150

  52

  32

  58

  58 300 80 708

  51

  29

  59

  49

  58

  58

  50

  60 55 879

  48

  59

  

105

  52

  30

  58

  61 220 60 775

  60

  32

  53

  29

  57

  60 65 775

  51

  61

  

130

  51

  59

  70 20 141

  Waktu (menit ke)

  31

  51

  30

  59

  63 95 775

  51

  60 200

  52

  58

  50

  64 390 100 567

  50

  59

  52

  30

  59

  64 105 567

  49

  59

  62 350 90 675

  50

  T2 (

  Radiasi Matahari

  (Watt/m2) Tanpa Kolektor Menggunakan Kolektor

  T1 (⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml) T1

  ( ⁰C)

  ⁰C) T3

  58

  ( ⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml) 85 749

  49

  58 180

  50

  30

  58 230

  29

  58

  53

  ⁰C) Volume

  (ml)

  5 839

  

20

  40 10 916

  51

  61

  30

  ( ⁰C)

  59

  60 15 436

  50

  60

  

35

  54

  31

  60

  T4 (

  ⁰C) T3

  60

Tabel 4.5. Tabel data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam destilator sebesar 5 kg pada percobaan pertama

  65 440 110 987

  48

  59

  52

  29

  59

  64 Total 230 ml

  total 440 ml

  Waktu (menit ke)

  T2 (

  Radiasi Matahari

  (Watt/m2) Alat Destilasi Tanpa

  Kolektor Alat Destilasi dengan Kolektor Seri

  T1 (⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml) T1

  ( ⁰C)

  59

Tabel 4.5. Tabel data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam destilator sebesar 5 kg pada percobaan pertama (lanjutan)

  53

  

85

  52

  30

  59

  59 165 40 803

  50

  59

  32

  49

  58

  59 45 800

  51

  60

  100

  54

  30

  59

  60

  60 35 756

  50

  59

  50

  58

  51

  32

  60

  59 25 250

  51

  

65

  58

  53

  33

  59

  61 120 30 157

  49

  59

  53

  31

  60 200 50 801

  59

  60

  51

  58 270 70 689

  49

  59

  54

  29

  59

  59 75 100

  59

  31

  165

  52

  30

  60

  59 300 80 678

  50

  30

  59

  58

  53

  53

  60

  31

  60

  61 55 765

  49

  58

  120

  52

  30

  60 240 60 756

  140

  47

  61

  51

  32

  59

  59 65 730

  50

  60

  80 20 200

  58

  Waktu (menit ke)

  60

  51

  59

  52

  30

  57

  59 95 724

  52

  

180

  58

  51

  31

  59

  58 360 100 160

  51

  59

  53

  29

  60 330 90 814

  33

  60 105 723

  T2 (

  Radiasi Matahari

  (Watt/m2) Alat Destilasi Tanpa

  Kolektor Alat Destilasi dengan Kolektor Seri

  T1 (⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml) T1

  ( ⁰C)

  ⁰C) T3

  53

  ( ⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml)

  85 788

  49

  58

  

170

  58

  48

  30

  50

  ( ⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml)

  5 789

  

20

  35 10 800

  62

  T2 (

  54

  31

  59

  59 15 547

  49

  60

  

40

  53

  ⁰C) T3

  ( ⁰C)

  58

  30

  

205

  54

  29

  58

  60 385 110 707

  48

  59

  53

  60

  (ml) T1

  59 Total 150 ml total 385 ml

Tabel 4.6. Tabel data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam destilator sebesar 5 kg pada percobaan kedua

  Waktu (menit ke)

  Radiasi Matahari

  (Watt/m2) Tanpa Kolektor Menggunakan Kolektor

  T1 (⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  60

Tabel 4.6. Tabel data alat destilasi tenaga surya dengan massa air dalam destilator sebesar 5 kg pada percobaan kedua (lanjutan)

  52

  31

  60

  59 340 100 150

  52

  57

  50

  30

  59

  61 105 700

  49

  58

  

210

  31

  

195

  58

  59 360 110 689

  48

  60

  54

  32

  59

  58 Total 220 ml total 360 ml

  Berdasarkan data-data yang telah diperoleh, maka dapat dilakukan perhitungan untuk mencari efisiensi sensibel kolektor, efisiensi laten destilator yang menggunakan kolektor, efisiensi alat dan efisiensi laten destilator tanpa menggunakan kolektor. Sebagai contoh perhitungan digunakan Tabel 1.

  Diketahui bahwa : Cp = 4200 h fg = 2600 . 10

  2

  , dan t = 600 detik

  1. Contoh perhitungan massa air yang dihasilkaan menggunakan persamaan (1) adalah :

  51

  58

  Waktu (menit ke)

  (ml)

  Radiasi Matahari

  (Watt/m2) Tanpa Kolektor Menggunakan Kolektor

  T1 (⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  (ml) T1

  ( ⁰C)

  T2 (

  ⁰C) T3

  ( ⁰C)

  T4 (

  ⁰C) Volume

  85 756

  51

  49

  59

  

180

  52

  32

  60

  59 320 90 789

  50

  59

  53

  30

  61

  60 95 750

3 Ac = 0,5 m

  a. Contoh perhitungan diambil dari tabel 4.1 pada menit ke-10 adalah sebagai berikut

  m   

  V

  b. Contoh perhitungan diambil dari tabel 4.1 pada menit ke-20 adalah sebagai berikut

  m    

  V g

  . c. Contoh perhitungan diambil dari tabel 4.1 pada menit ke-20 adalah sebagai berikut

  m    

  V g 2.

  Contoh perhitungan laju aliran massa menggunakan persamaan (2) adalah : a.

  Data yang diperlukan untuk persamaan ini adalah sebagai berikut : Panjang pipa tembaga ( ) = 5 meter Diameter pipa = 1,2 cm =0,012 meter Waktu = 1 detik

  Dari data diatas dengan menggunakan persamaan (2) diperoleh data sebagai berikut :

  = = 0,57 kg/detik 3.

  Contoh perhitungan efisiensi sensibel kolektor pada tabel 4.1 menggunakan persamaan (1) adalah : a.

  Perhitungan efisiensi sensibel kolektor menggunakan Tabel 4.1 baris pertama. x 100% = 12,10 % b. Perhitungan efisiensi sensibel kolektor menggunakan Tabel 1 baris kedua.

   = x 100% = 12,78 % c. Perhitungan efisiensi sensibel kolektor menggunakan Tabel 1 baris ketiga. x 100% = 15,19 % 4.

  Contoh perhitungan efisiensi laten destilator pada tabel 4.1 menggunakan persamaan (3) adalah : a.

  Perhitungan efisiensi laten destilator menggunakan Tabel 4.1 baris pertama. x 100% = 42,41 % b. Perhitungan efisiensi laten destilator menggunakan Tabel 4.1 baris kedua.

   = x 100% = 44,19 % c.

  Perhitungan efisiensi laten destilator menggunakan Tabel 4.1 baris ketiga.

   = x 100% = 45,11 % 5.

  Contoh perhitungan efisiensi alat detilasi energi surya menggunakan kolektor pelat datar seri menggunakan persamaan (5) : a.

  Perhitungan efisiensi alat destilasi menggunakan kolektor dengan massa air dalam destilator 2,5 kg pada percobaan pertama η Alat = η Sensibel Kolektor x η Laten Destilator

  = ( 0,4351 x 0,0198 ) x 100% = 0,86% b. Perhitungan efisiensi alat destilasi menggunakan kolektor dengan massa air dalam destilator 2.5 kg pada percobaan kedua

  η Alat = η Sensibel Kolektor x η Laten Destilator = ( 0,4973 x 0,0235 ) x 100% = 1,16% c. Perhitungan efisiensi alat destilasi menggunakan kolektor dengan massa air dalam destilator 3.75 pada percobaan pertama

  η Alat = η Sensibel Kolektor x η Laten Destilator = ( 0,4351 x 0,198 ) x 100% = 0,86% 6. Contoh perhitungan efisiensi laten destilator pada alat destilasi tanpa menggunakan kolektor parabola silinder pada Tabel 1. a.

  Perhitungan efisiensi laten destilator menggunakan Tabel 1 baris pertama.

   = b.

  Perhitungan efisiensi laten destilator menggunakan Tabel 1 baris kedua.

   = c.

  Perhitungan efisiensi laten destilator menggunakan Tabel 1 baris ketiga.

   =

  Perhitungan diatas sebagai contoh untuk mewakili perhitungan selanjutnya yang dilakukan untuk setiap tabel data hasil penelitian. Maka hasil perhitungan dapat

Tabel 4.7 Tabel hasil efisiensi laten destilator alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam destilator sebesar

  2,5 kg pada percobaan pertama Massa (kg) G (watt/m²) Waktu (menit) Efisiensi (%)

  0,040 817,5 10 42,41 0,085 882,5 20 44,19 0,125 768,5 30 45,11 0,160 855,0 40 35,48 0,200 855,5 50 4052 0,245 868,5 60 44,91 0,280 871,5 70 34,81 0,340 797,5 80 65,20 0,370 735,0 90 35,37 0,419 800,0 100 53,08 0,450 715,0 110 37,58

  Efisiensi rata-rata 43,51

Tabel 4.8 Tabel hasil efisiensi sensibel kolektor alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam

  destilator sebesar 2,5 kg pada percobaan pertama

  Laju Alir Massa ΔT (⁰C) G (watt/m²) Waktu (menit) Efisiensi (%) 0,57 14,00

  817,5 10 13,55 0,57 14,00 882,5

  20 12,55 0,57 14,00 768,5 30 14,41

  0,57 13,25 855,0 40 12,26 0,57 14,00

  855,5 50 12,95 0,57 15,00 868,5

  60 13,67 0,57 14,25 871,5 70 12,94

  0,57 14,25 797,5 80 14,14 0,57 14,50

  735,0 90 15,61 0,57 14,75 800,0

  100 14,59 0,57 14,25 715,0 110 15,77

  Efisiensi rata-rata 13,86

Tabel 4.9 Tabel hasil efisiensi laten destilator alat destilasi tanpa menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam destilator sebesar

  505,0

  G (watt/m²) Waktu (menit)

  Efisiensi (%) 0,045

  874,5

  10

  44,60 0,090

  844,0

  20

  46,21 0,110

  761,5

  30

  22,76 0,140

  756,0

  40

  34,39 0,185

  50

Tabel 4.10 Tabel hasil efisiensi laten destilator alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam destilator

  77,23 0,220

  734,0

  60

  41,33 0,250

  717,5

  70

  36,24 0,290

  766,5

  80

  45,23 0,340

  877,0

  90

  49,41 0,400 847,5 100 61,36 0,465

  638,0 110

  sebesar 2,5 kg pada percobaan kedua Massa (kg)

  36,36 Efisiensi rata-rata 25,43

  2,5 kg pada percobaan pertama Massa (kg)

  855,5

  G (watt/m²) Waktu (menit)

  Efisiensi (%) 0,015

  817,5

  10

  15,90 0,030

  882,5

  20

  14,73 0,045

  768,5

  30

  16,92 0,070

  855,0

  40

  25,34 0,090

  50

  

715,0 110

  80

  32,50 0,260

  

800,0 100

  35,37 0,230

  90

  735,0

  32,60 0,200

  797,5

  20,26 0,110

  29,83 0,170

  70

  871,5

  19,96 0,140

  60

  868,5

  88,30 Efisiensi rata-rata 49,73

Tabel 4.11 Tabel hasil efisiensi sensibel kolektor alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam

  60

  20

  30,81 0,060

  761,5

  30

  22,76 0.090

  756,0

  40

  34,39 0.120

  505,0

  50

  51,49 0.140

  734,0

  23,61 0.165

  9,91 0,040

  717,5

  70

  30,20 0.190

  766,5

  80

  28,27 0.225

  877,0

  90

  34,59 0.250

  

847,5 100

  25,57 0.280

  

638,0 110

  844,0

  10

  destilator sebesar 2,5 kg pada percobaan kedua

  734,0 60 14,82

  

Laju Alir Massa ΔT (⁰C) G (watt/m²) Waktu (menit) Efisiensi (%)

  0,57

  13,50 874,5 10 12,21

  0,57 14,50 844,0

  20 13,59

  0,57

  14,25 761,5 30 14,80

  0,57 14,75

  756,0 40 15,43

  0,57 13,50

  505,0 50 21,15

  0,57 13,75

  0,57 14,00

  874,5

  717,5 70 15,43

  0,57 14,00

  766,5 80 14,45

  0,57 14,25

  877,0 90 12,85

  0,57

  13,75 847,5 100 12,83

  0,57

  14,00 638,0 110 17,36 Efisiensi rata-rata 14,99

Tabel 4.12 Tabel hasil efisiensi laten destilator alat destilasi tanpa kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg pada

  percobaan kedua Massa (kg)

  

G (watt/m²) Waktu (menit)

  Efisiensi (%) 0,010

  40,75

Tabel 4.13 Tabel hasil efisiensi laten destilator alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam

  870,0 40 12,84

  

832,5 110

  52,05 Efisiensi rata-rata 41,08

Tabel 4.14 Tabel hasil efisiensi sensibel kolektor alat destilasi dengan menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam

  destilator sebesar 3,75 kg pada percobaan pertama

  

Laju Alir Massa ΔT (⁰C) G (watt/m²) Waktu (menit) Efisiensi (%)

  0,57 15,00

  805,0 10 14,87

  0,57 14,50

  765,0 20 15,13

  0,57 13,75

  701,0 30 15,65

  0,57 14,00

  0,57 14,25

  

878,0 100

  926,0 50 12,28

  0,57 14,00

  875,0 60 12,77

  0,57

  14,00 745,5 70 14,99

  0,57

  14,25 864,0 80 13,16

  0,57 14,25

  765,0 90 14,86

  0,57 14,75

  878,0 100 13,41

  0,57 13,50

  59,23 0,430

  56,64 0,380

  destilator sebesar 3,75 kg pada percobaan pertama Massa (kg)

  40

  

G (watt/m²) Waktu (menit)

  Efisiensi (%) 0,040

  805,0

  10

  43,06 0,080

  765,0

  20

  45,32 0,100

  701,0

  30

  24,73 0,130

  870,0

  29,89 0,175

  90

  926,0

  50

  42,12 0,210

  875,0

  60

  34,67 0,235

  745,5

  70

  29,06 0,270

  864,0

  80

  35,11 0,320

  765,0

  832,5 110 12,94 Efisiensi rata-rata 13,90

Tabel 4.15 Tabel hasil efisiensi laten destilator alat destilasi tanpa kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg pada

  50

  Efisiensi (%) 0,045

  838,0

  10

  46,54 0,080

  760,0

  20

  39,91 0,125

  745,0

  30

  52,35 0,160

  875,5

  40

  34,65 0,195

  777,0

  39,04 0,235

  sebesar 3,75 kg pada percobaan kedua Massa (kg)

  39,39 0,350

  

777,0 110

  39,53 0,440

  

877,0 100

  45,32 0,390

  90

  765,0

  80

  815,0

  880,0

  36,63 0,310

  70

  828,0

  42,54 0,270

  60

  

G (watt/m²) Waktu (menit)

Tabel 4.16 Tabel hasil efisiensi laten destilator alat destilasi menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam destilator

  percobaan pertama Massa (kg)

  28,32 0,065

  14,94 0,115

  40

  870,0

  30,91 0,080

  30

  701,0

  20

  50

  765,0

  16,15 0,040

  10

  805,0

  Efisiensi (%) 0,015

  G (watt/m²) Waktu (menit)

  926,0

  32,76 0,140

  20,82 Efisiensi rata-rata 23,12

  15,05 0,195

  832,5 110

  24,68 0,240

  878,0 100

  22,66 0,220

  90

  765,0

  80

  875,0

  864,0

  23,25 0,175

  70

  745,5

  24,76 0,160

  60

  55,77 Efisiensi rata-rata 42,88

Tabel 4.17 Tabel hasil efisiensi sensibel kolektor alat destilasi menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam destilator

  60

  20

  28,51 0,060

  745,0

  30

  23,27 0,080

  875,5

  40

  19,80 0,105

  777,0

  50

  27,89 0,130

  815,0

  26,58 0,150

  15,51 0,040

  828,0

  70

  20,93 0,165

  880,0

  80

  14,77 0,180

  765,0

  90

  16,99 0,200

  877,0 100

  19,76 0,230

  777,0 110

  760,0

  10

  sebesar 3,75 kg pada percobaan kedua

  815,0 60 13,46

  

Laju Alir Massa ΔT (⁰C) G (watt/m²) Waktu (menit) Efisiensi (%)

  0,57 14,50

  838,0 10 13,81

  0,57

  14,25 760,0 20 14,96

  0,57 13,50

  745,0 30 14,46

  0,57 14,00

  875,5 40 12,76

  0,57 15,00

  777,0 50 15,41

  0,57 13,75

  0,57 14,50

  838,0

  828,0 70 13,97

  0,57 14,50

  880,0 80 13,15

  0,57

  14,25 765,0 90 14,86

  0,57

  14,00 877,0 100 12,74

  0,57 15,25

  777,0 110 15,66 Efisiensi rata-rata 14,11

Tabel 4.18 Tabel hasil efisiensi laten destilator alat destilasi tanpa kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg pada

  percobaan kedua Massa (kg)

  G (watt/m²) Waktu (menit)

  Efisiensi (%) 0,015

  33,46 Efisiensi rata-rata 22,50

Tabel 4.19 Tabel hasil efisiensi laten destilator alat destilasi menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam destilator

  0,57

  30,30 Efisiensi rata-rata 71,76 Nb : Data yang diblok warna tidak valid sehingga tidak ikut diperhitungkan.

Tabel 4.20 Tabel hasil efisiensi sensibel kolektor alat destilasi menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam destilator

  sebesar 5 kg pada percobaan pertama

  Laju Alir Massa ΔT (⁰C) G (watt/m²) Waktu (menit) Efisiensi (%)

  0,57 14,50

  877,5 10 13,19

  0,57 15,00

  288,5 20 41,49 0,57 14,25

  123,5 30 92,08

  0,57 14,25

  874,0 40 13,01

  14,00 866,5 50 12,89

  58,82 0,385

  0,57 14,00

  827,0 60 13,51

  0,57 13,50

  740,5 70 14,55

  0,57

  14,00 350,0 80 31,92

  0,57 13,00

  801,0 90 12,95

  0,57 14,25

  442,0 100 25,73

  0,57 14,75

  715,0 110 16,46 Efisiensi rata-rata

  715,0 110

  442,0 100

  sebesar 5 kg pada percobaan pertama Massa (kg)

  866,5

  G (watt/m²) Waktu (menit)

  Efisiensi (%) 0.040

  877,5

  10

  39,51

  0,070 288,5 20 90,12 0,110 123,5

  30 280,70

  0,150

  874,0

  40

  39,66 0,180

  50

  32,46 0,360

  30,01 0,220

  827,0

  60

  41,92 0,260

  740,5

  70

  46,82

  0,300 350,0

  80 99,05

  0,330

  801,0

  90

  26.16

Tabel 4.21 Tabel hasil efisiensi laten destilator alat destilasi tanpa kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam destilator sebesar 5 kg pada

  50

  Efisiensi (%) 0,035

  794,5

  10

  38,18 0,080

  785,0

  20

  49,68 0,120

  543,0

  30

  63,84 0,165

  779,5

  40

  50,03 0,200

  800,5

  37,89 0,240

  sebesar 5 kg pada percobaan kedua Massa (kg)

  30,44 0,320

  

694,5 110

  22,37 0,360

  

775,0 100

  22,44 0,340

  90

  772,5

  80

  760,5

  854,0

  36,65 0,300

  70

  709,5

  45,58 0,270

  60

  

G (watt/m²) Waktu (menit)

Tabel 4.22 Tabel hasil efisiensi laten destilator alat destilasi menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam destilator

  percobaan pertama Massa (kg)

  45,06

  14,87 0,085

  40

  874,0

  0,065

  30 105,26

  0,050 123,5

  20

  50

  288,5

  19,75 0,035

  10

  877,5

  Efisiensi (%) 0,020

  G (watt/m²) Waktu (menit)

  866,5

  20,00 0,105

  30,30 Efisiensi rata-rata 34,20 Nb : Data yang diblok warna tidak valid sehingga tidak ikut diperhitungkan.

  49,52 0,170

  715,0 110

  19,61 0,205

  442,0 100

  21,64 0,180

  90

  801,0

  80

  827,0

  350,0

  29,26 0,150

  70

  740,5

  20,96 0,130

  60

  24,96 Efisiensi rata-rata 38,37

Tabel 4.23 Tabel hasil efisiensi sensibel kolektor alat destilasi menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam destilator

  sebesar 5 kg pada percobaan kedua

  

Laju Alir Massa ΔT (⁰C) G (watt/m²) Waktu (menit) Efisiensi (%)

838,0

  0,57 14,00

  10 13,33 760,0

  0,57

  14,00 20 14,70 745,0

  0,57 13,25

  30 14,19 875,5

  0,57 13,75

  40 12,53 777,0

  0,57 14,50

  50 14,89 815,0

  0,57

  14,25 60 13,95 828,0

  0,57 14,25

  70 13,73 880,0

  0,57 14,75

  80 13,38 765,0

  0,57 14,75

  90 15,39 877,0

  0,57

  14,50 100 13,19 777,0

  0,57 13,50 110 13,86

  Efisiensi rata-rata 13,92

Tabel 4.24 Tabel hasil efisiensi laten destilator alat destilasi menggunakan kolektor pelat datar pipa seri dengan massa air dalam destilator

  sebesar 5 kg pada percobaan kedua

  

G (watt/m²) Waktu (menit)

  Massa (kg) Efisiensi (%)

  794,5

  10

  0,020 21,82

  785,0

  20

  0,040 22,08

  765,0

  30

  0,065 28,32

  779,5

  40

  0,085 22,24

  800,5

  50

  0,100 16,24

  760,5

  60

  0,120 22,79

  709,5

  70

  0,140 24,43

  854,0

  80

  0,165 25,37

  865,0

  90

  0,180 15,03

  775,0 100

  0,195 16,77

  764,0 110

  0,210 17,02

  Efisiensi rata-rata 21,10 Dari tabel data diatas dapat disajikan grafik sebagai berikut :

Gambar 4.1 Diagram perbandingan volume output alat destilasi dengan massa air dalam kotak destilasi sebesar 2,5 kg, 3,75 kg, dan 5 kg.

  Keterangan grafik : 1.

  Warna abu-abu = Volume output air destilasi dengan massa air dalam destilator 2,5 kg

  2. Warna hitam = Volume output air destilasi dengan massa air dalam destilator 3,75 kg

  3. Warna merah = Volume output air destilasi dengan massa air dalam destilator 5 kg Dari Gambar 4.1 diatas dapat terlihat bahwa alat destilasi menggunakan kolektor (pelat datar seri) mampu menghasilkan volume air bersih yang lebih tinggi dibandingkan alat destilasi tanpa menggunakan kolektor, hal ini terjadi karena penambahan kolektor akan meningkatkan suhu air kontaminasi yang kotak destilasi semakin cepat sehingga diperlukan waktu yang lebih kecil dibandingkan alat destilasi tanpa pemanasan awal. Rata-rata volume air yang dihasilkan oleh alat destilasi menggunakan kolektor (pelat datar seri) adalah 417,5 ml, sedangkan untuk volume air destilasi yang dihasilkan oleh alat distilasi tanpa menggunkan kolektor adalah 286 ml.

  Dari grafik perbandingan volume air destilasi pada Gambar 4.1, terlihat bahwa alat destilasi dengan massa air dalam kotak distilasi sebesar 2,5 kg mampu menghasilkan volume air bersih terbesar dibandingkan 2 alat yang lain yaitu sebesar 457,5 ml, karena semakin kecil jumlah massa air didalam kotak distilasi maka kecepatan penguapan air kontaminasi semakin besar, dimana jumlah massa air didalam kotak distilasi berbanding terbalik dengan volume air bersih yang dihasilkan.

  Dari perbandingan volume air destilasi yang dihasilkan oleh tiap alat destilasi dapat disajikan diagram batang sebagai berikut :

Gambar 4.2 Diagram Perbandingan Effisiensi Laten destilator dengan Kolektor

  Pelat Datar Seri dengan Massa Air Dalam Kotak Destilasi Sebesar 2,5

Gambar 4.3 Diagram Perbandingan Effisiensi Laten Destialtor Tanpa Kolektor dengan Massa Air Dalam Kotak Destilasi Sebesar 2,5 kg, 3,75 kg,

  dan 5kg Fungsi penambahan kolektor pada alat destilasi adalah sebagai pemanasan awal (pre heating) air kontaminasi. Semakin besar luasan kolektor maka panas yang diterima dan diserap oleh kolektor semakin besar sehingga suhu air kontaminasi yang akan masuk kedalam kotak destilasi akan semakin besar pula, faktor lain yang berpengaruh terhadap besaranya kalor yang diserap oleh kolektor adalah besarnya radiasi sinar matahari yang diterima oleh kolektor, semakin tinggi radiasi yang diterima kolektor maka kalor yang diserap akan semakin besar.

  Efisiensi laten destilator didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah radiasi surya yang datang selama waktu tertentu. Dari tabel hasil data diatas dapat terlihat bahwa effisensi laten terbesar dihasilkan oleh alat destilasi menggunkan kolektor rata-rata sebesar 46,62 %, sedangkan untuk effisiensi laten koletor dengan massa air dalam kotak destilasi sebesar 3,75 kg adalah 41,97%, dan untuk effisiensi laten koletor alat destilasi dengan massa air dalam kotak destilasi sebesar 5 kg adalah 39,15 %. Alat destilasi dengan massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg memiliki efisiensi tertinggi diantara ketiga alat tersebut karena semakinsedikit jumlah air yang akan diuapkan maka kecepatan penguapan akan meningkat sehingga kecepatan pengembunan akan semakin cepat pula dan alat mampu menghasilkan air destilasi lebih banyak.

  Effisiensi laten destilator yang dihasilkan oleh alat destilasi tanpa menggunakan kolektor lebih kecil dibandingkan efisiensi laten destilator menggunakan kolektor. Effisiensi laten destilator yang dihasilkan oleh alat destilasi tanpa menggunakan kolektor pada saat massa air dalam kotak destilasi sebesar 2,5 kg adalah 27,82%, sedangakan untuk alat destilasi dengan massa air dalam kotak destilasi sebesar 3,75 kg adalah 22,80 % dan untuk alat destilasi dengan massa air dalam kotak destilasi 5kg adalah 20,61 %. Alat destilasi dengan massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg memiliki efisiensi tertinggi diantara ketiga alat tersebut karena semakinsedikit jumlah air yang akan diuapkan maka kecepatan penguapan akan meningkat sehingga kecepatan pengembunan akan semakin cepat pula dan alat mampu menghasilkan air destilasi lebih banyak.

  Faktor yang mempengaruhi besarnya efisiensi laten destilator antara lain yaitu massa air destilasi yang dihasilkan, semakin besar massa air yang dihasilkan oleh alat destilasi maka efisiensi laten kolektor yang dihasilkan akan semakin besar pula, semakin besar luasan kolektor dan radiasi sinar matahari yang diterima oleh alat desilasi maka akan memperkecil efisiensi laten kolektor karena kedua hal tersebut berbanding terbalik dengan efisiensi laten.

  Dari data percobaan didapat perbandingan efisiensi sensibel kolektor seperti tersaji pada diagram sebagai berikut :

Gambar 4.4 Diagram Perbandingan Effisiensi Sensibel Kolektor Pelat Datar Seri dengan Massa Air Dalam Kotak Destilasi Sebesar 2,5 kg, 3,75 kg,

  dan 5kg Efisiensi sensibel kolektor didefinisikan sebagai perbandingan antara jumlah energi yang dipakai untuk menaikkan temperatur sejumlah massa air dalam kolektor dari temperatur awal sampai temperatur penguapan dengan jumlah energi surya yang datang selama interval waktu tertentu. Dari Gambar 4.4 didapat sejumlah data yakni effisiensi sensibel alat destilasi dengan massa air dalam kotak destilasi sebesar 2,5 kg adalah 14,43 %, sedangkan untuk alat destilasi dengan destilasi dengan massa air dalam kotak destilasi 5kg adalah sebesar 16,74 %. Dari hasil diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa effisiensi sensibel tertinggi adalah pada alat destilasi pada saat massa air dalam kotak destilasi sebesar 5 kg dan effiiensi sensibel terendah adalah pada alat destilasi dengan menggunakan massa air dalam kotak destilasi sebesar 3,75 kg. Hal ini sebenarnya tidak sesuai dengan teori yang ada, dan kami menduga bahwa faktor pengambilan intensitas radiasi sangat berpengaruh karena saat pengambilan data intensitas radiasi matahari pada menit ke 25 dan 30 kondisi matahari sedang tertutup awan sehingga besarnya intesitas yang didapatkan sangat menurun drastis hingga 121 watt/meter², sehingga hal ini berpengaruh pada perhitungan efisiensi kolektor meningkat tajam.

  Penurunan efisiensi sensibel kolektor terjadi karena semakin besar massa air kontaminasi dalam destilator menyebabkan penurunan kecepatan penguapan air kontaminasi dalam destilator, sehingga air kontaminasi akan semakin lama berada dalam kolektor dan panas yang diterima air kontaminasi pun akan semakin besar sehingga selisih antara suhu yang masuk kolektor dan suhu keluar kolektor akan semakin kecil. Karena berkurangnya selisih suhu air sebelum dengan sesudah melewati kolektor maka efisiensi yang dihasilkan akan semakin kecil.

  Semakin besar laju aliran massa dalam kolektor maka semakin besar pula effisiensi sensibel yang dihasilkan, besarnya radiasi sinar matahari yang diterima pun juga mempengaruhi besar efisiensi yang dihasilkan atau dengan kata lain bahwa semakin besar radiasi sinar matahari yang diterima oleh alat destilasi ini maka effisiensi yang dihasilkan akan semakin kecil (besarnya radiasi sinar matahari yang diterima berbanding terbalik dengan effisiensi sensibel.

  Gambar4.5 Grafik Perbandingan waktu dengan volume output alat destilasi pada saat massa air dalam destilator 2,5 kg

Gambar 4.6 Grafik Perbandingan waktu dengan volume output alat destilasi pada saat massa air dalam destilator 3,75 kgGambar 4.7 Grafik Perbandingan waktu dengan volume output alat destilasi pada saat massa air dalam destilator 5 kg

  Dari Gambar 4.6, 4.7, dan 4.8 diatas dapat terlihat bahwa semakin semakin besar waktu yang diperlukan oleh alat destilasi maka volume air bersih yang dihasilkan semakin besar karena semakin lama kolektor dijemur dibawah matahari secara langsung maka kalor yang diserap oleh kolektor akan semakin banyak sehingga akan mempercepat penguapan air kontaminasi. Waktu paling efektif untuk menjemur alat destilasi ini sekitar pukul 10.00 hingga 13.00 WIB.

Gambar 4.8 Grafik Perbandingan efisiensi total alat destilasi menggunakan kolektor dengan massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg, 3,75 kg

  dan 5kg Keterangan grafik : 1.

  Warna abu-abu = Volume output air destilasi dengan massa air dalam destilator 2,5 kg

  2. Warna hitam = Volume output air destilasi dengan massa air dalam destilator 3,75 kg

  3. Warna merah = Volume output air destilasi dengan massa air dalam destilator 5 kg Effisiensi alat destilasi adalah hasil perkalian antara effisiensi laten alat destilasi dengan effisiensi sensibel kolektor. Efisiensi total alat destilasi tanpa menggunakan kolektor adalah efisiensi laten destilator itu sendiri, karena alat ini tidak mempunyai efisiensi sensibel kolektor. Pada Gambar 4.8 dapat terlihat bahwa semakin besar massa air dalam destilator maka efisiensi total alat destilasi yang dihasilkan semakin kecil. Faktor yang mempengaruhi efisiensi total alat destilasi adalah efisiensi laten destilator dan efisiensi sensibel koletor. Semakin besar efisiensi laten destilator dan efisiensi sensibel kolektor maka efisiensi total alat destilasi yang dihasilkan akan semakin meningkat.

  Efisiensi total alat destilasi tertinggi dihasilkan oleh alat destilasi tanpa kolektor pada saat massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg yaitu sebesar 27,82 %, sedangkan alat destilasi menggunakan kolektor dengan massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg adalah 6,81 %. Alat destilasi tanpa menggunakan kolektor mempunyai efisiensi total lebih besar dari pada alat destilasi menggunakan kolektor karena alat destilasi tanpa menggunakan kolektor memiliki efisiensi total alat adalah efisiensi laten destilator saja, sedangkan efisiensi total alat destilasi menggunakan kolektor adalah hasil kali antara efisiensi laten destilator dengan efisiensi sensibel kolektor sehingga efisiensi total yang dihasilkan akan lebih kecil dari efisiensi alat tanpa menggunakan kolektor.

  Efisiensi total alat destilasi tanpa menggunakan kolektor dengan massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg adalah 22,81%, sedangkan efisiensi total alat destilasi tanpa kolektor dengan massa air dalam destilator sebesar 5 kg adalah sebesar 20,61 %. Efisiensi total alat destilasi menggunakan kolektor dengan massa air sebesar 3,75 kg dan 5 kg adalah sebesar 5,61 % dan 6.69 %.

  Effisiensi total alat destilasi menggunakan kolektor dengan massa air dalam destilator sebesar 5 kg memiliki effisiensi alat total destilasi yang lebih besar dari pada effisiensi total alat destilasi pada saat massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg karena diperkirakan pengambilan data intensitas radiasi matahari yang kurang tepat, diperkirakan pengambilan besarnya radiasi matahari dengan menggunakan solar meter pada waktu matahari sedang tertutup awan sehingga effisiensi total alat yang dihasilakan akan semakin besar.

Gambar 4.9 Grafik Perbandingan efisiensi total alat destilasi menggunakan kolektor dengan waktu dengan massa air dalam destilator sebesesar

  2,5 kg

Gambar 4.10 Grafik perbandingan efisiensi total alat destilasi menggunakan kolektor dengan waktu dengan massa air dalam destilator sebesesar

  3,75 kg

Gambar 4.11 Grafik perbandingan efisiensi total alat destilasi menggunakan kolektor dengan waktu dengan massa air dalam destilator sebesesar

  5 kg Dari Gambar 4.9 hingga 4.11 dapat telihat bahwa gambar 4.9 dan 4.10 terjadi peningkatan efisiensi alat destilasi tiap menit seperti terlihat pada garis linear pada masing-masing gambar. Semakin besar kemiringan garis linear yang dihasilkan maka semakin besar peningkatan efisiensi alat destilasi tiap menit yang dihasilkan. Besarnya peningkatan kemiringan tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu massa uap air yang dihasilkan, radiasi matahari, selisih suhu sbelum dan sesudah melewati kolektor. Peningkatan efisiensi terbaik dihasilkan oleh alat destilasi dengan massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg hal ini dapat terlihat dari besarnya kemiringan yang dihasilkan.

  Alat destilasi dengan massa air dalam destilator sebesar 5 kg menghasilkan penurunan efisiensi tiap waktu hal ini diakibatkan karena penurunan radiasi matahari yang tidak dimbangi dengan peningkatan kecepatan penguapan dan terjadi penurunan selisih suhu air kontaminasi sebelum dan setelah melewati kolektor.

  Berikut adalah grafik perbandingan efisiensi total alat destilasi dengan waktu pada alat destilasi tanpa menggunakan kolektor :

Gambar 4.12 Grafik perbandingan efisiensi total alat destilasi tanpa kolektor dengan waktu dengan massa air dalam destilator sebesesar 2,5 kgGambar 4.13 Grafik perbandingan efisiensi total alat destilasi tanpa kolektor dengan waktu dengan massa air dalam destilator sebesesar 3,75 kgGambar 4.14 Grafik perbandingan efisiensi total alat destilasi tanpa kolektor dengan waktu dengan massa air dalam destilator sebesesar 5 kg

  Dari Gambar 4.12 hingga 4.14 dapat telihat bahwa gambar 4.12, 4.14 terjadi masing-masing gambar. Semakin besar kemiringan garis linear yang dihasilkan maka semakin besar peningkatan efisiensi alat destilasi tiap menit yang dihasilkan. Besarnya peningkatan kemiringan tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu massa uap air yang dihasilkan, radiasi matahari, selisih suhu sbelum dan sesudah melewati kolektor.

  Peningkatan efisiensi terbaik dihasilkan oleh alat destilasi dengan massa air dalam destilator sebesar 2,5 kg hal ini dapat terlihat dari besarnya kemiringan yang dihasilkan.

  Alat destilasi dengan massa air dalam destilator sebesar 3,75 kg menghasilkan penurunan efisiensi tiap waktu hal ini diakibatkan karena peningkatan radiasi matahari yang tidak dimbangi dengan peningkatan kecepatan penguapan dan terjadi penurunan selisih suhu air kontaminasi sebelum dan setelah melewati kolektor.

  Berikut adalah perbedaan kondisi air setelah dan sebelum mengalami proses destilasi tenaga surya, yang dilakukan oleh Dinas Kesehatan Kabupaten Sleman.

  Dalam grafik berikut akan diuraikan kandungan biologi dan kimiawi air sebelum dan sesudah melewati proses destilasi tenaga surya.

Gambar 4.15 Grafik perbandingan kondisi kandungan kimiawi dan biologi setelah dan sebelum mengalami proses destilasi

  Keterangan grafik : 1.

  Warna merah = Kandungan MPN COLI 2. Warna kuning = Kekeruhan skala NTU (Skala NTU) 3.

  Warna biru = Zat Organik (KMnO₄) Air bersih hasil destilasi alat ini telah diuji secara klinis oleh Dinas Kesehatan

  Kabupaten Sleman Yogyakarta. Dari hasil uji laboratorium tersebut air bersih hasil destilasi alat ini mampu masuk kedalam kriteria air bersih yakni ditandai dengan kandungan kimiawi dan biologi air bersih hasil destilasi ini memenuhi syarat kriteria air bersih dan kami menduga masih terdapatnya kandungan MPN Coli yang ada karena tempat penampungan air hasil destilasi ini telah tercemar dan terkontaminasi oleh zat lain karena tempat air tersebut juga digunakan untuk mengambil air kontaminasi yang ada pada kolam ikan Paingan. Dari tabel hasil uji kekeruhan (skala NTU), zat organik. Air bersih hasil destilasi alat ini belum mampu memenuhi syarat criteria air minum karena masih terhambat dengan adanya kandungan MPN Coli total. Untuk lebih jelasnya tabel hasil uji laboratorium dapat dilihat pada lembar lampiran.

BAB V PENUTUP

  5.1 Kesimpulan

  1. Alat destilasi menggunakan kolektor pelat datar seri pada saat massa air dalam destilator 2,5 kg menghasilkan efisiensi rata-rata laten destilator dan sensibel terbesar yaitu sebesar 49.57 % dan 15,31 %, sedangkan efisiensi rata-rata laten destilator tanpa menggunakan kolektor adalah sebesar 29.86 %. Alat destilasi menggunakan kolektor pelat datar seri pada saat massa air dalam destilator 3,75 kg menghasilkan efisiensi rata-rata laten destilator dan sensibel sebesar 41,97 % dan 14 %, sedangkan efisiensi rata-rata laten destilator tanpa menggunakan kolektor adalah sebesar 22,80 %. Alat destilasi menggunakan kolektor pelat datar seri pada saat massa air dalam destilator 5 kg menghasilkan efisiensi rata-rata laten destilator dan sensibel sebesar 39,15 % dan 17,02 %, sedangkan efisiensi rata-rata laten destilator tanpa menggunakan kolektor adalah sebesar 21,61%

  2. Efisiensi laten destilator pada alat destilasi tenaga surya menggunakan kolektor akan meningkat 200% dibandingkan alat destilasi tenaga surya tanpa menggunakan kolektor.

  3. Alat destilasi ini menghasilkan air bersih

  5.2 Saran 1.

  Dalam perancangan alat sebaiknya lebih memperhatikan memperhatikan sambungan-sambungan yang akan digunakan karena banyak kalor yang terbuang melalui sambungan-sambungan yang ada.

  2. Ulangi proses pengambilan data jika terjadi kerusakan pada sistem.

  3. Pengambilan data sebaiknya dilakukan pada musim kemarau tiba

5.3 Daftar Pustaka

  Arismunandar, Wiranto.1995. Teknologi Rekayasa Surya. Jakarta : PT Pradnya Paramita Badran, O.O., 2007, Experimental Study Of The Enhancement Parameters On A Single Slope Solar Still Productivity, Desalination, 209, pp 136

  • –143 Kunze, H. H.,(2001), A New Approach To Solar Desalination For Small- And Medium-Size Use In Remote Areas, Desalination, 139, pp 35
  • –41 Naim, M.M.; Mervat, A.; Kawi, A. E., 2002a, Non-Conventional Solar Stills

  Part 1. Non-Conventional Solar Stills With Charcoal Particles As Absorber Medium, Desalination, 153, pp 55

  • –64 Naim, M.M.; Mervat, A.; Kawi, A. E., 2002b, Non-Conventional Solar Stills

  Part 2. Non-Conventional Solar Stills With Energy Storage Element, Desalination, 153, pp 71

  • –80 Nijmeh, S.; Odeh, S.; Akash, B., (2005), Experimental And Theoretical Study Of A Single-Basin Solar Still In Jordan, International Communications in Heat and Mass Transfer, 32, pp 565
  • –572

Dokumen baru

Tags

Dokumen yang terkait

Peningkatan efisiensi destilasi air energi surya menggunakan energy recovery dengan metode kapilaritas.
0
0
79
Membandingkan unjuk kerja alat destilasi air energi surya jenis absorber kain menggunakan kaca tunggal berpendingin air dengan berpendingin udara.
0
0
72
Unjuk kerja destilasi air energi surya dengan penambahan kolektor dan saluran pembalik.
0
0
19
Unjuk kerja destilasi air energi surya menggunakan kondensor pasif.
0
4
21
Analisis performansi kolektor surya pelat datar untuk pemanas air dengan sumber energi matahari.
0
0
11
PEMANAS AIR ENERGI SURYA DENGAN KOLEKTOR PIPA PARALEL Tugas Akhir - Pemanas air energi surya dengan kolektor pipa parallel - USD Repository
0
0
74
Karakteristik kolektor surya CPC untuk pompa air energi termal menggunakan pompa piston air - USD Repository
0
0
93
PEMANAS AIR ENERGI SURYA DENGAN KOLEKTOR PIPA SERI Tugas Akhir - Pemanas air energi surya dengan kolektor pipa seri - USD Repository
0
0
74
Kompor surya tipe kolektor pelat datar untuk memasak di dalam ruangan - USD Repository
0
0
73
Pemanas air energi surya menggunakan kolektor pelat datar dengan diameter pipa 3/4\" dan 5/8\" - USD Repository
1
1
66
Perbandingan unjuk kerja pemanas air energi surya sirkulasi alami dengan sirkulasi paksa - USD Repository
0
0
71
Pemanas air energi surya menggunakan kolektor CPC 0 derajat, diameter pipa 3/4\" dan 5/8\" - USD Repository
0
0
73
Peningkatan unjuk kerja alat destilasi air energi surya dengan kolektor parabola silinder - USD Repository
0
0
81
Peningkatan unjuk kerja kompor energi surya jenis kotak menggunakan selubung vakum - USD Repository
0
0
56
Peningkatan unjuk kerja destilasi air energi surya menggunakan kolektor pelat datar pipa paralel - USD Repository
0
0
74
Show more