BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3. Pembahasan
4.3.2. Efek Ketinggian Absorber Terhadap Efisiensi Alat Distilasi
Analisis kedua ini dilakukan berdasarkan variasi ketinggian
absorber dengan menggunakan sumbu 4 cm dan 10 cm. Hasil
distilasi akan dibandingkan dengan hasil distilasi konvensional.
Gambar 20 Efisiensi alat distilasi pada variasi ketinggian absorber Pada Gambar 20 menunjukkan perbandingan efisiensi alat distilasi konvesional, dengan alat distilasi variasi ketinggian
absorber. Efisiensi pada gambar 20 merupakan perhitungan dari
persamaan yang ada. Dari gambar tersebut, efisiensi terbaik diperoleh pada variasi ketinggian absorber dengan absorber karet sumbu 10 cm sebesar 61,60%. Hasil perbandingan selisih dari efisiensi
absorber karet sumbu 4 cm sebesar 0,30% dari 47,15% sedangkan
efisiensi konvesional sebesar 0,88% dari 32,71%. Hal tersebut dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain: beda temperatur antara kaca dan absorber (ΔT), qua p, qkonveksi, dan semakin kecil jumlah massa air yang dipanasi pada suatu saat.
47.15% 32.71% 61.60% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Ef is ie n si (% )
Variasi ketinggian absorber dengan konvesional
47
Gambar 21 Hasil air distilasi pada variasi ketinggian absorber Gambar 21 menunjukan perbandingan hasil alat distilasi konvensional, dengan hasil alat variasi interface ketinggian absorber. Pada Gambar 21 menunjukkan nilai tertinggi diperoleh absorber karet sumbu 10 cm Hasil mencapai 0,65 L/(jam.m²), sedangkan untuk selisih penaikan hasil antara konvensional dan variasi absorber karet sumbu 10 cm penaikan mencapai 0,8%. Selain itu, dalam pendistribusian air dalam bak menuju ke absorber dibantu dengan sumbu tisu yang diletakkan pada lubang pada absorber, sumbu ini mudah menyerap air karena kapilaritas sehingga mempermudahkan air naik dari bak ke permukaan absorber. Ketinggian absorber dapat mempengaruhi hasil yang disebabkan oleh semakin dekatnya
absorber dengan sudut datang radiasi matahari akan membuat
qkonveksi berjalan dengan baik sehingga qua p yang dihasilkan menjadi lebih optimal. Di sisi lain nilai absorptivitas yang tinggi karena
111.00 145.03 77.003 0 20 40 60 80 100 120 140 160 H as il ( m l)
Variasi Ketinggian absorber dengan konvesional
dibantu dengan kapilaritas dari sumbu. Sumbu 4 cm akan lebih cepat menyerap.
Gambar 22 Skema penelitian ketinggian absorber (a. sumbu 4 cm dan b. Sumbu 10 cm)
Dari ilustrasi Gambar 22 variasi ketinggian diatas ini, absorber terdapat sumbu yang terurai kebawah sebagai media pendistribusian air ke atas permukaan absorber agar dapat diuapkan sehingga uap dapat ditangkap kaca dan jatuh kepenampungan hasil. Energi panas yang terpapar ke permukaan absorber ini ditangkap oleh absorber sehingga permukaan absorber menjadi panas dan dapat menguapkan air yang bersirkulasi. Variasi ini termasuk interface karena terpisah dengan air yang ada di bak yang bergantung sifat kapilaritas.
Pada saat sumbu panjang dan sumbu pendek diisikan air sebanyak 1000 ml, sumbu pendek akan lebih cepat menyerap dan permukaan absorber terpenuhi dan jenuh sedangkan sumbu panjang akan lebih lambat menyerap karena jarak semakin panjang tetapi
absorber sumbu panjang lebih dekat dengan sumber panas sehingga
akan lebih cepat menguap. Proses penguapan ini dipengaruhi oleh kapilaritas pada sumbu. Semakin qkonveksi di absorber semakin cepat ritme quap pada absorber. Jika air yang ada pada permukaan
absorber ini sudah menguap dengan cepat air akan naik bersirkulasi
sesuai dengan ritme penguapan. Variasi ketinggian ini memberikan pengaruh pada proses penguapan karena absorber lebih dekat dengan kaca sehingga rugi-rugi panas akan semakin sedikit terbuang karena jarak yang dekat maka hasil dan efisiensi yang diperoleh
49
besar. Oleh karena itu, semakin dekat dengan kaca qkonveksi dan quap akan optimal berbanding lurus dengan efisiensi dan hasil.
Gambar 23 Beda temperatur (ΔT) rata-rata berdasarkan variasi interface ketinggian absorber dengan konvesional.
Gambar 24 Nilai rata-rata temperatur absorber, temperatur kaca dan nilai beda temperatur (ΔT) berdasarkan variasi interface ketinggian absorber
-5 0 5 10 15 20 25 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 Δ T OC WAKTU
Konvesional sumbu 10 cm sumbu 4 cm
61.67 69.77 65.44 45.44 55.90 50.35 16.23 13.87 15.09 0 10 20 30 40 50 60 70 80 1 2 3 Te m p er at u r ( oC)
Konvesional sumbu 10 cm sumbu 4 cm
Temperature absorber
Temperature Kaca ΔT
Gambar 24 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 tinggi menunjukkan potensi penguapan, dan pengembunan yang baik. Temperatur
absorber yang lebih tinggi dari temperatur kaca akan membantu
meningkatkan laju penguapan, dan meningkatkan hasil dari distilasi (Abdenacer & Nafila, 2007). Temperatur kaca yang lebih rendah dari temperatur absorber merupakan faktor tingginya laju penguapan. Namun, temperatur kaca yang sangat rendah menunjukkan tidak adanya embun yang terbentuk, sehingga nilai efisiensi dan hasil alat distilasi rendah. Hal tersebut yang membuat nilai ΔT yang tinggi masih menjadi potensi penguapan, dan pengembunan yang baik. Gambar 23 menunjukkan rata-rata antara temperatur absorber, temperatur kaca dan ΔT.
Pada beberapa menit pertama, nilai ΔT pada variasi ketinggian
absorber menggunakan sumbu 10 cm mempunyai nilai yang paling
tinggi. Hal ini terjadi karena kaca dan absorber memiliki jarak yang dekat sehingga penguapan rugi-rugi panas kecil. Temperatur kaca yang lebih tinggi dari pada temperatur absorber. Tingginya temperatur kaca dibandingkan temperatur absorber pada variasi ketinggian absorber dengan sumbu 10 cm dipengaruhi oleh jarak yang semakin dekat dengan permukaan kaca qkonveksi yang diterima cepat untuk diuapkan sehingga waktu untuk menaikkan temperatur menjadi lebih cepat. Gambar 23 juga menunjukkan nilai ΔT tertinggi diperoleh oleh karet berlubang dengan sumbu 10 cm. Hal ini berbanding lurus dengan rata-rata dari temperatur absorber. Selain itu, hal ini dipengaruhi juga oleh kapilaritas, sumbu 4 cm lebih baik dalam kapilaritas air menuju atas absorber dibanding dengan sumbu 10 cm. hal ini membuat ΔT pada sumbu 4 cm lebih tinggi dari sumbu 10 cm. absorptivitas kapilaritas tisu membuat air yg dipanasi pada suatu saat
51
lebih kecil menjadikan temperatur tisu lebih panas dibandingkan temperatur absorber.
Saat ΔT bernilai positif menandakan mulai diperoleh hasil air distilasi. Semakin besar nilai ΔT menunjukkan temperatur absorber lebih tinggi daripada temperatur kaca. Gambar 23 menunjukkan nilai ΔT tertinggi diperoleh distilasi konvesional walaupun pada menit pertama nilai ΔT pada distilasi konvensional lebih rendah dibandingkan variasi interface ketinggian absorber tetapi pada menit ke 40 nilai ΔT variasi konvesional ini melampaui 2 variasi lainnya. Namun dilihat dari nilai rata-rata temperatur absorber pada Gambar 12, nilai rata-rata dari temperatur absorber pada kedua sumbu 10 cm dan sumbu 4 cm lebih tinggi dibandingkan nilai rata-rata temperatur
absorber konvensional.
Nilai ΔT yang tinggi memang memberikan potensi akan baiknya proses penguapan dan pengembunan yang akan memiliki potensi yang baik pula pada hasil distilasi. Tingginya nilai ΔT pada distilasi absorber sumbu ini cenderung konstan dikarenakan temperatur yang dicapai sampai dengan temperatur optimal penguapan awal langsung secara significant mencapai ke nilai 14 karena permukaan absorber yang dekat dengan permukaan kaca membuat penguapan cepat sehingga stabil konstan sebesar 74oc. Dengan penguapan dan pengembunan yang optimal akan meningkatkan hasil distilasi
Gambar 25 Qua p rata-rata pada variasi ketinggian absorber Pada Gambar 25 perbandingan qua p, qua p merupakan fungsi dari qkonveksi. Semakin besar qkonveksi semakin besar qua p yang dipengaruhi oleh massa air. Berdasarkan hasil ini menunjukkan variasi ketinggian lebih cepat mencapai temperatur konstan. 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 qua p menunjukkan besarnya energi rata-rata yang digunakan untuk proses penguapan air, yang merupakan fungsi dari hasil air distilasi.
Gambar 25 menunjukkan semakin tinggi jarak antar kaca dan
absorber yang digunakan maka semakin besar penguapannya
sehingga semakin banyak hasil distilasi yang diperoleh.Temperatur kaca dipengaruhi oleh radiasi, konveksi, dan penguapan (Abdenacer & Nafila, 2007) . 443.88 340.12 236.07 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Q u ap (w /m 2)
Variasi Ketinggian absorber
53
Gambar 26 Qkonveksi rata-rata pada variasi ketinggian absorber Gambar 26 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 juga dapat menjadi energi yang
dipindahkan dari air yang tertampung dalam absorber ke permukaan kaca bagian dalam secara konveksi. Gambar 26 menunjukkan nilai qkonveksi, semakin absortivitas absorber dalam penguapan semakin banyak kenaikan. qkonveksi dari grafik diatas semakin meningkat sesuai dengan jenis absorber. konvesional qkonveksi rendah. Pada dasarnya karet memiliki nilai absorptivitas < 0,9 sehingga memungkinkan absortivitas terhadap energi panas kecil. Hal ini berbanding lurus dengan nilai quap. Semakin besar nilai qkonveksi, semakin besar nilai qua p, karena nilai
q
ua p merupakan fungsi dari qkonveksi. 22.47 19.3 14.50 0 5 10 15 20 25 1 Q kon ve ks i ( w /m 2)Variasi Ketinggian absorber