Efek Jenis Absorber Terhadap Efisiensi Alat Distilasi

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.3. Pembahasan

4.3.1. Efek Jenis Absorber Terhadap Efisiensi Alat Distilasi

Analisis pertama dilakukan berdasarkan variasi jenis absorber. Jenis absorber yang digunakan triplek, karet, dan plat alumunium. Dari hasil yang didapat akan dibandingkan dengan hasil distilasi konvesional.

Gambar 13 Efisiensi alatdistilasi pada variasi jenis absorber

32.71% 45.03% 54.79% 44.60% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60%

Variasi jenis absorber dan konvesional

Ef is ie n si (% )

Gambar 13 menunjukkan perbandingan efisiensi alat distilasi konvesional, dengan alat distilasi variasi jenis absorber. Efisiensi Gambar 13 merupakan perhitungan dari persamaan yang ada. Dari gambar tersebut, efisiensi terbaik diperoleh pada variasi jenis

absorber dengan alumunium sebesar 54,79%. Perbandingan selisih

hasil dari efisiensi alumunium sebesar 54,79% dengan efisiensi triplek sebesar 45,03% adalah 0,17 %. Sedangkan untuk hasil perbandingan selisih dari efisiensi alumunium sebesar 54,79% dengan efisiensi konvesional sebesar 32,71% adalah 0,4%.

Gambar 14 Hasil air distilasi pada variasi jenis absorber

Gambar 14 menunjukkan perbandingan hasil alat distilasi konvensional, dengan hasil alat variasi interface jenis absorber. Pada Gambar 14 menunjukkan nilai tertinggi diperoleh alumunium. Hasil mencapai 0,58 l/(jam.m²), sedangkan untuk selisih kenaikan hasil antara konvensional dan variasi alumunium kenaikan mencapai 0,4%. Hal tersebut, dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain: beda temperatur antara kaca dan absorber (ΔT), quap, qkonveksi, dan semakin tinggi absortivitas jenis absorber. Selain itu, dalam pendistribusian air dalam bak menuju ke absorber dibantu dengan meletakan tisu yang diletakkan disetiap variasi jenis absorber, tisu ini mudah menyerap air karena kapilaritas sehingga mempermudahkan air naik dari bak ke permukaan absorber. Jenis

absorber dapat mempengaruhi hasil yang disebabkan oleh nilai 106.0 77.003 129.0 105.0 0 20 40 60 80 100 120 140

Konvesional dengan Jenis Absorber

H

as

il

(m

l)

39

absorptivitas yang tinggi pada alumunium semakin baik dalam penyerapan panas semakin banyak uap yang terbentuk.

Gambar 15 Skema penelitian jenis absorber (a. Triplek b. Alumunium c. Karet)

Dari ilustrasi penelitian Gambar 15 absorber ini terpisah dengan air yang ada didalam bak. Air akan mengalir kepermukaan absorber dengan pemanfaatan kapilaritas dari tisu. Dengan ini yang dimaksud

interface yakni struktur absorber terpisah dengan air. Faktor bahan

material absorber yang mudah menyerap panas akan semakin cepat dan efektif untuk menghasilkan air distilasi yang tinggi. Alumunium lebih baik dalam efisiensinya dan hasilnya karena dipengaruhi sifat absortivitas alumunium yang mudah menyerap panas sehingga penguapan pada permukaan cepat. Sedangkan triplek dan karet memiliki absorptivitas yang kurang sehingga penyerapan panas tidak cepat seperti logam alumunium.

Gambar 16 Perubahan beda temperatur (ΔT) rata-rata tiap 10 menit pada variasi jenis absorber

Gambar 16 menunjukkan nilai beda temperatur rata-rata antara temperatur absorber, dan temperatur kaca selama 2 jam durasi pengambilan data. Nilai ΔT ini sangat berpengaruh terhadap proses penguapan, dan pengembunan. Nilai ΔT yang besar pada absorber ini dikarenakan temperatur kaca terlalu rendah. Temperatur kaca yang terlalu rendah ini mengindikasikan sedikitnya pengembunan yang terjadi pada kaca, pengembunan yang sedikit ini disebabkan oleh penguapan yang terjadi kurang efektif (Antanasius Tri Sulistiyo, 2019)

Pada menit pertama, nilai ΔT pada distilasi konvensional bernilai negatif. Hal ini terjadi karena seluruh bagian air belum sepenuhnya terpanasi. Oleh karena itu, temperatur kaca lebih tinggi daripada temperatur absorber. Temperatur absorber lebih tinggi dari pada temperatur kaca pada variasi interface jenis absorber, dipengaruhi oleh absortivitas absorber yang berbeda dari alumunium, triplek, dan karet. Alumunium memiliki nilai absortivitas yang tinggi dibanding triplek dan karet sehingga waktu temperatur naik menjadi lebih cepat dibanding konvesional. Namun, triplek dan karet mampu menyerap panas dengan baik akibat permukaan berwarna hitam sehingga dapat membantu

-5 0 5 10 15 20 25 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Δ T ( oC) Waktu (Menit)

41

menaikkan temperatur absorber. Air yang terpanasi dalam satu saat lebih banyak membuat waktu untuk memanaskan lebih lama, sehingga penguapan menjadi kurang efektif (Tiwari & Tiwari, 2006).

Gambar 17 Nilai rata-rata temperatur absorber, temperatur kaca dan nilai beda temperatur (ΔT) berdasarkan variasi interface jenis absorber

Saat ΔT bernilai positif menandakan mulai diperoleh hasil air distilasi. semakin besar nilai ΔT menunjukkan temperatur absorber lebih tinggi daripada temperatur kaca. Temperatur absorber yang lebih tinggi daripada temperatur kaca akan meningkatkan laju penguapan yang juga akan meningkatkan hasil distilasi (Abdenacer dan Nafila, 2007).

Gambar 17 menunjukkan nilai ΔT tertinggi diperoleh distilasi

interface alumunium sebagai absorber dan nilai terendah justru diperoleh

dari variasi interface karet absorber. Walaupun pada menit pertama nilai ΔT pada distilasi konvensional lebih rendah dibandingkan variasi

interface jenis absorber tetapi pada menit ke 50 nilai ΔT variasi

konvesional ini melampaui tiga variasi lainnya. Namun dilihat dari nilai rata-rata temperatur absorber pada Gambar 17, nilai rata-rata dari temperatur absorber pada alumunium lebih tinggi dibandingkan nilai rata-rata temperatur absorber konvensional sedangkan absorber triplek dan karet lebih rendah dari konvesional.

61.67 ^65.39 71.16 67.60 45.44 51.33 ^53.91 51.68 16.23 14.06 ^17.26 15.91 0 10 20 30 40 50 60 70 80 1 2 3 4 Te m p er at u r ( oC)

Konvesional Triplek Alumuniun Karet

Nilai ΔT yang tinggi memang memberikan potensi akan baiknya proses penguapan dan pengembunan yang dimana akan memiliki potensi yang baik pula pada hasil distilasi. Tingginya nilai ΔT pada distilasi absorber alumunium, berbanding lurus dengan hasil distilasinya dari temperatur absorber. Temperatur absorber semakin tinggi maka akan mempercepat laju penguapan. Laju penguapan yang tinggi, akan meningkatkan hasil detilasi.

Nilai rata-rata temperatur absorber yang tinggi pada distilasi yang divariasikan dipengaruhi oleh absortivitas absorber. Warna hitam yang mudah dalam menyerap panas agar penyerapan semakin optimum. Absortivitas merupakan kemampuan suatu bahan unt uk menyerap energi

panas. Untuk memperbesar absortivitas, absorber diberi warna hitam.

Warna hitam memiliki nilai absortivitas sebesar 0,97 (Cengel, 2000). Tisu yang diletakan tepat diatas absorber diharapkan dapat memberikan efek kapilaritas sehingga air dapat merambat melalui pori-pori tisu alumunium hal ini juga dipengaruhi oleh kecilnya massa air dipermukaan absorber yang dipanaskan dalam suatu waktu. Untuk pembuktian pernyataan tersebut dapat menggunakan persamaan energi yang digunakan selama proses pemanasan (qc). Diketahui nilai dari energi yang digunakan selama proses pemanasan (qc), nilai mc yang disini dianggap sebagai massa air di dalam bak distilasi dan nilai Cp adalah kalor spesifik air pada tekanan konstan. Oleh karena itu, nilai dari perkalian mc dan nilai Cp akan lebih rendah untuk menjadi pembagi nilai qc. Dari hasil

pembagi tersebut akan menghasilkan nilai ΔT yang tinggi ini

menunjukkan tingginya temperatur absorber dan rendahnya temperatur dari kaca. Nilai temperatur kaca rata-rata dapat dilihat Gambar 17. Nilai temperatur kaca rata-rata lebih rendah dari temperatur absorber, menggambarkan baiknya proses distilasi tetapi nilai temperatur kaca tidak boleh terlalu rendah karena menunjukkan laju penguapan yang rendah dan embun yang gagal. Sebaliknya jika temperatur kaca tinggi menyebabkan uap menjadi sulit untuk mengembun.

43

Nilai rata-rata temperatur absorber tertinggi pada distilasi alumunium dipengaruhi absortivitasnya. Pernyataan sebelumnya dinyatakan laju penguapan yang tinggi, akan meningkatkan hasil distilasi. Laju penguapan tersebut dapat dilihat dari nilai qua p yang merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi hasil distilasi. Nilai

q

uap menunjukkan besarnya energi rata-rata yang digunakan untuk proses penguapan air, yang merupakan fungsi dari hasil air distilasi. Oleh karena itu, nilai qua p dapat menjadi indikator seberapa besar air yang dapat diuapkan.

Gambar 17 menunjukkan semakin baik absorptivitas absorber, semakin banyak kenaikan qua p antara konvensional dengan distilasi karena air yang diuapkan maksimal.

Gambar 18 Qua p rata-rata pada variasi jenis absorber

236.1 325.7 ^394.4 321.8 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Q u ap (W /m 2)

Variasi Jenis Absorber

Gambar 18 grafik perbandingan

q

uap yang nilai

q

uap semakin besar maka qkonveksi akan besar. Berdasarkan hal tersebut hasil ini absorber alumunium menunjukkan penguapan air pada variasi jenis absorber alumunium masuk kedalam kategori baik, hasil distilasi cukup tinggi per dua jam dari massa air 1000 ml. selain itu kapilaritas tisu berjalan dengan baik.

Gambar 19 Qkonveksi rata-rata pada variasi jenis absorber

Nilai qkonveksi, merupakan rugi-rugi pada alat detilasi, rugi-rugi yang dimaksud disini adalah energi panas yang dipindahkan secara konveksi dari absorber ke kaca distilasi dan absorber ke air. Nilai qkonveksi dapat menjadi gambaran, energi yang dipindahkan dari air yang tertampung dalam absorber ke permukaan kaca bagian dalam secara konveksi. Gambar 18 menunjukkan nilai q_konveksi, semakin absortivitas

absorber dalam penguapan semakin banyak penaikan. qkonveksi dari grafik diatas semakin meningkat sesuai dengan jenis absorber. konvesional qkonveksi rendah. Pada dasarnya karet dan triplek memiliki nilai absorptivitas < 0,9 sehingga memungkinkan absortivitas terhadap energi panas kecil. Hal ini berbanding lurus dengan nilai

q

uap. Semakin besar nilai qkonveksi, semakin besar nilai quap, karena nilai

q

uap merupakan fungsi dari qkonveksi,

Penjelasan diatas mengatakan bahwa nilai rata-rata qkonveksi merupakan rugi-rugi, karena pengaruh perpindahan energi panas dari

14.5 19.2 ^20.6 18.1 0 5 10 15 20 25 Q kon ve ks i ( W /m 2)

Variasi jenis absorber

45

absorber ke kaca distilasi. Perpindahan energi panas dari absorber ke

kaca distilasi ini membuat kaca distilasi panas, dan menghambat terbentuk embun. Nilai rata-rata qkonveksi dapat membantu hasil akhir alat distilasi saat energi panas dari absorber berpindah secara konveksi ke air di dalam bak distilasi. Membuat air didalam bak absorber panas sehingga laju penguapan meningkat. Nilai qua p semakin besar, nilai qkonveksi juga semakin besar, hal tersebut karena qua p merupakan fungsi dari qkonveksi. Energi panas yang di dapat untuk meningkat laju penguapan merupakan fungsi dari qkonveksi.

Nilai qua p dan qkonveksi juga mempengaruhi proses pembentukan embun pada kaca penutup. Selama penelitian ini pada pemanasan awal distilasi yang divariasikan air menguap membentuk embun droplet. Semakin absortivitas besar embun droplet akan semakin cepat berkumpul. Embun droplet ini embun yang mengalir ke saluran penampung dalam aliran air yang cukup tebal, sehingga permukaan kaca menjadi bersih dan panas dari lampu dapat masuk, kemudian membentuk embun baru. Embun ini juga sebagai isolator panas karena dapat menghalangi panas yang masuk. Akibat ada tegangan permukaan pada kaca, Massa embun ini lebih besar dari tegangan permukaan, embun tidak dapat mengalir ke talang penampungan. Hal ini membuat embun droplet dapat menghasilkan yang optimal. Pada konvesional proses embun ini sangat lama karena massa air yang dipanaskan lebih besar, waktu yang dibutuhkan kurang lebih satu jam untuk pemanasan awal setelah itu embun droplet akan muncul dengan cepat tetapi embun yang terbentuk ini berjenis dead droplet dimana embun ini menjadi isoloator panas yang masuk sehingga embun ini tidak langsung mengalir langsung ke talang penampung dan bertahan cukup lama di permukaan kaca penutup. Embun dead droplet ini termasuk embun penghambat sehingga berdampak pada hasil yang lebih rendah.