4.3. Pembahasan
4.3.1 Efek laju aliran terhadap unjuk kerja distilasi
Analisis dilakukan berdasarkan dua jenis absorber yaitu absorber alur (AL) dan absorber rata (AR) sebagai pembanding. Dengan variasi laju aliran 3,6 L/jam,4,8 L/jam, dan 7,6 L/jam. Dari perhitungan tersebut mendapatkan analisis pembahasan sebagai berikut.
Gambar 13. Perbandingan efisiensi AR dan AL pada setiap variasi laju aliran.
Gambar 13 menunjukan perbandingan efisiensi AL dan AR pada variasi laju aliran 3,6 L/jam, 4,8 L/jam, dan 7,6 L/jam. Dari Gambar 13 tersebut nilai efisiensi
variasi laju aliran 4,8 L/jam. Efisiensi alat distilasi itu sendiri dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain beda temperatur kaca dan absorber (ΔT), hasil distilasi, intensitas radiasi matahari, quap, qkonveksi, dan laju aliran air.
Gambar 14. Perbandingan hasil distilasi AL dan AR pada setiap variasi laju aliran
Gambar 14 menunjukan perbandingan hasil distilasi AL dan AR pada variasi 3,6 L/jam, 4,8 L/jam dan 7,6 L/jam. Pada AL hasil terbanyak terdapat pada variasi laju aliran 4,8 L/jam mencapai 560 ml meningkat 3,7% dari variasi laju aliran 3,6 L/jam dan 40% dari variasi laju aliran 7,6 L/jam. Sedangkan pada AR hasil terbanyak terdapat pada variasi 3,6 L/jam meningkat 160% dari variasi laju aliran 4,8 L/jam dan 93% dari variasi laju aliran 7,6 L/jam. Dari Gambar 14 hasil distilasi absorber alur berbanding lurus dengan efisiensi. Tetapi pada absorber rata pada variasi laju aliran 4,8 L/jam dan 7,6 L/jam hasil distilasi tidak berbanding lurus dengan efisiensi, ada faktor lain yang mempengaruhi yaitu nilai intensitas radiasi matahari jika ditinjau dari rumus efisiensi pada Persamaaan 1. Intensitas radiasi matahari juga bepengaruh pada hasil efisiensi, karena intensitas matahari sebagai bilangan pembagi di rumus
640
tersebut. Jika hasil distilasi diasumsikan sama namun dengan besar intensitas radiasi berbeda itu juga berpengaruh pada efisiensi. Pada variasi 7,6 L/jam memiliki rata-rata intensitas radiasi matahari sebesar 483,23 W/m2 paling tinggi diantara kedua variasi laju aliran. Hasil distilasi juga dipengaruhi dari kemiringan kaca, ketinggian air, kecepatan angin serta jenis penyerapnya(Abdenacer and Nafila, 2007) .
Temperatur kaca yang rendah dan temperatur absober yang tinggi akan mempercepat proses penguapan dan pengembunan dari absober ke kaca. (∆T) tersebut juga dipengaruhi radiasi matahari karena absorber mempunyai sifat obsorbtivitas sehingga dapat membuat suhu absorber lebih besar dibandingkan suhu kaca.
Gambar 15. Perbandingan temperatur (∆T) AL dan AR pada setiap variasi laju aliran.
Gambar 15 menunjukan perbandingan temperatur (∆T) AL dan AR pada variasi laju aliran. Alur grafik tersebut tergolong fluktuatif karena faktor cuaca di lapangan. Dapat diketahui AL memiliki perbandingan temperatur antara suhu absorber dan kaca lebih besar dibandingkan pada AR, semakin tinggi perbedaan temperatur maka akan mempercepat proses penguapan dan pengembunan pada proses distilasi tersebut. Pada Gambar 15 AR mengalami hasil perbandingan temperatur
-5
(∆T) negatif pada variasi laju aliran 3,6 L/jam dan 7,6 L/jam. Hasil negatif pada perbandingan temperatur absorber dan kaca tersebut dikarenakan faktor cuaca yang tidak bisa diprediksi serta koefisien perpindahan panas konveksi dari kaca ke lingkungan berkurang. Berkurangnya koefisien perpindahan panas tersebut juga di pengaruhi pada kecepatan angin dilingkungan tersebut. Jika pada saat itu intensitas radiasi matahari sedang baik namun kecepatan angin berkurang itu juga berpengaruh pada (∆T), dengan begitu perpindahan panas secara konveksi dari kaca ke lingkungan akan berkurang sehingga membuat temperatur kaca lebih tinggi dari pada temperatur absorber. Dengan mempertimbangkan faktor kapasitas panas, nilai kapasitas panas air lebih besar dibandingkan kaca dapat ditinjau (L m ) A m m b m m b 8 A , air dapat menyimpan panas lebih banyak dibandingkan kaca.
Namun, untuk memanaskan air dipermukaan absorber sedikit lebih lambat jika dibandingkan dengan kaca.
Gambar 16. Rata-rata perbandingan temperatur (∆T) AL dan AR pada setiap variasi laju aliran
Ditinjau dari rata- b m (∆T) AL AR Gambar 16 A AL m m b m (∆T) b dibandingkan alat AR disetiap variasi laju aliran tersebut. Terjadinya pengembunan
3,98
pada alat distilasi tersebut apabila uap air memiliki temperatur yang lebih tinggi dari permukaan kaca. Maka uap air tersebut akan terkondensasi sehingga menjadi titik-titik embun yang menempel pada permukaan kaca. Jika kaca memiliki temperatur yang lebih tinggi dari pada absorber pasti tidak ada pengembunan yang terjadi pada alat tersebut.
Gambar 17. Perbandingan intensitas radiasi matahari AL dan AR pada setiap variasi laju aliran.
Gambar 17 menunjukan perbandingan intensitas radiasi matahari AL dan AR pada variasi laju aliran. Intensitas radiasi mahatari mengalami peningkatan maksimum pada menit ke 180 di setiap variasi laju aliran. Intensitas radiasi tertinggi terdapat pada variasi laju aliran 7,6 L/jam. Intensitas radiasi matahari mengalami perbedaan disetiap variasinya dikarenakan hari pada saat melakukan penelitian juga berbeda. Radiasi tetap masuk kedalam alat distilasi bahkan jika kaca dan permukaan absorber tidak menghadap matahari secara langsung. Radiasi yang diserap akan meningkatkan suhu kaca dan absorber kemudian terjadi perpindahan panas konveksi dari alat ke lingkungan.(Pal et al., 2017) .
0
Gambar 18. Rata-rata temperatur absorber pada setiap varasi laju aliran.
Gambar 18 menunjukan rata-rata temperatur aborber pada AL dan AR dengan setiap variasi laju aliran. Pada variasi laju aliran 3,6 L/jam AL maupun AR mendapatkan rata-rata temperatur tertinggi di bandingkan vaiasi laju aliran 4,8 L/jam dan 7,6 L/jam. Hal ini disebabkan nilai absorbtivitas absorber lebih tinggi pada variasi laju aliran 3,6 L/jam. Dengan laju aliran yang rendah maka massa air yang dipanaskan absorber lebih tipis, semakin tipisnya massa air yang dipanaskan maka temperatur absorber akan lebih tinggi dibandingkan dengan variasi laju aliran lainnya.
Hal tersebut yang terjadi pada variasi 3,6 L/jam pada alat AL maupun AR.
Temperatur absorber semakin tinggi maka akan mempercepat laju penguapan. Pada alat AL maupun AR mengalami perbedaan temperatur absorber disetiap variasi laju aliran. Perbedaan ini dipengaruhi oleh permukaan absorber yang berbeda antara AL maupun AR. Perbedaan tersebut menyebabkan sifat absorbtivitas pada absorber berbeda antara alat AL maupun AR.
51,10
Gambar 19. Skema permukaan absorber pada AL
Gambar 20. Skema permukaan absorber pada AR
Pada Gambar 19 dan Gambar 20 adalah skema permukaan absorber pada alat AL maupun AR. Pada alat AL aliran air akan tertampung terlebih dahulu di setiap alur-alur yang terdapat pada alat AL kemudian diteruskan ke saluran buang. Ukuran
Permukaan absorber pada alat AL
Permukaan absorber pada alat AR
Aliran air
Aliran air
Tisu Kaca
Tisu
Kaca
alur tersebut memiliki lebar 3 mm dan kedalaman 5 mm. Dengan begitu aliran air yang mengalir dipermukaan absorber pada alat AL akan lebih tipis karena adanya alur-alur tersebut jika dibandingkan dengan alat AR yang hanya memiliki permukaan yang rata. Aliran tipis yang dimaksud adalah jika alat AL maupun AR disuplai dengan debit laju aliran yang sama maka aliran air yang mengalir dipermukaan absorber pada alat Al tersebut akan lebih tipis karena adanya rongga-rongga alur tersebut. Aliran air yang lebih tipis pada permukaan absorber alat AL tersebut mengakibatkan temperatur absorber antara alat AL maupun AR mengalami perbedaan disetiap variasi laju alirannya.
Gambar 21. Perbandingan nilai energi penguapan AL dan AR pada variasi laju aliran.
Gambar 21 menunjukan perbandingan energi penguapan alat AL dan AR pada variasi 3,6 L/jam, 4,8 L/jam, dan 7,6 L/jam Laju penguapan akan lebih mudah jika temperatur air didalam absorber tinggi, tekanan semakin rendah serta kelembapan udara rendah (Ketut Puja and Rusdi Sambada, 2012). Nilai energi penguapan dapat menjadi indikator seberapa besar air yang dapat diuapkan. Dari Gambar 21 nilai quap berbanding lurus dengan hasil distilasi.
105,32
Perbandingan energi konveksi antara alat AL dan AR ini bisa dikatakan rugi-rugi pada alat. Kerugi-rugian yang dimaksud adalah energi panas yang dipindahkan secara konveksi dari air di permukaan absorber ke kaca. Gambar 22 menunjukan nilai energi konveksi dari alat AL maupun AR pada setiap variasi laju aliran. Semakin tinggi nilai energi penguapan maka akan semakin tinggi pula nilai energi konveksi yang terjadi pada alat tersebut. Alat AL pada variasi laju aliran 4,8 L/jam memiliki nilai energi konveksi paling tinggi dibandingkan dengan variasi laju aliran lainnya.
Gambar 22. Perbandingan nilai energi konveksi AL dan AR pada setiap variasi laju aliran.