4.1. Hasil Uji Coba Lapang
Pada penelitian ini terdapat dua faktor yang mempengaruhi proses
destilasi, yaitu faktor eksternal dan internal. Faktor eksternal pada proses destilasi ini adalah suhu lingkungan dan faktor internalnya adalah kerapatan dari ruang evaporasi. Kedua hal tersebut yang sangat mempengaruhi tinggi rendahnya produktivitas suatu alat destilasi air laut. Parameter yang diukur antara lain suhu air, kaca, dan lingkungan.
Berdasarkan hasil pengamatan didapat nilai suhu yang berbeda pada tiap harinya tergantung dari besarnya intensitas matahari yang diterima. Proses destilasi berlangsung selama 5 hari, dengan suhu lingkungan berkisar antara 27-34 oC (lampiran 1). Nilai suhu terendah terjadi diakibatkan cuaca mendung yang biasa terdapat pada saat sore hari. Nilai suhu lingkungan sangat berpengaruh erat terhadap nilai suhu kaca dan kemudian berdampak terhadap suhu air. Hal ini disebabkan lamanya penyinaran terik matahari pada kaca akan meningkatkan suhu pada kaca, kemudian suhu air ikut meningkat pula. Hal tersebut terjadi disebabkan adanya proses radiasi serta penyerapan bahang dari energi matahari. Namun suhu kaca relatif lebih mudah menurun apabila suhu lingkungan menurun dibandingkan dengan suhu air. Hal ini dikarenakan air merupakan zat penyimpan panas yang baik. Pada penelitian ini diperoleh suhu kaca pada kisaran 38-56 oC dan suhu air pada kisaran 36-59 oC (Gambar 9).
23
Gambar 9. Grafik suhu hasil pengukuran selama lima hari dengan air yang sama. Penelitian ini menggunakan konsep green house effect (efek rumah kaca) untuk meningkatkan suhu pada ruang evaporasi. Wisnubroto (2004) mengatakan bahwa sinar matahari memiliki panjang gelombang ( ) antara 0,3-3 m, dan hanya panjang gelombang antara 0,32-2 m yang mampu menembus kaca transparan dengan membawa energi panas. Ketika melewati kaca sinar matahari mengalami perubahan panjang gelombang dari 0,32-2 m menjadi 3-80 m. Akibatnya sinar matahari tidak dapat keluar dan terkurung di dalam ruangan
24
evaporasi. Energi panas yang terbawa oleh sinar matahari tersebut akan terakumulasi sehingga suhu di dalam ruangan evaporasi akan meningkat.
4.2 Laju Penguapan
Proses destilasi berlangsung selama lima hari, dan diperoleh produksi rata-rata air dalam setiap hari adalah 2.6 l per hari. Air tawar yang dihasilkan disini merupakan uap dari air laut yang ditahan oleh kaca untuk kemudian dialirkan melalui pipa menuju bak penampung air tawar. Jumlah air tawar hasil destilasi terendah terdapat pada hari terakhir yaitu sebesar 0.54 liter. Hal ini dikarenakan air yang terdapat pada alat destilasi sudah habis, berlangsung hanya selama ±180 menit. Jumlah air tawar maksimal terdapat pada hari keempat (Gambar 10). Pada hari tersebut intensitas matahari yang diterima maksimal sehingga dapat
menaikkan suhu kaca dan air. Suhu lingkungan pada hari tersebut berkisar antara 30-34oC, dengan rata-rata 32.08oC. 0 1.205 4.502 8.383 12.477 13.017 20 18 13.9 7.8 1 0 0 5 10 15 20 25 0 1 2 3 4 5 Volu me Air (L iter)
Hari ke- kuantitas air destilasi volume air per hari
25
Proses penguapan pada ruangan evaporasi akan semakin baik apabila suhu air dalam ruang evaporasi semakin tinggi. Semakin tinggi suhu suatu zat cair maka pergerakan molekul di dalamnya akan semakin cepat hingga terjadi tumbukan antar molekul yang akan menyebabkan semakin cepatnya proses perpindahan massa dari cairan ke gas (penguapan). Selanjutnya setelah proses penguapan, terdapat proses pengembunan yang merupakan proses akhir dari destilasi. Proses pengembunan dipengaruhi oleh suhu kaca penutup ruang evaporasi. Semakin rendah suhu kaca penutup maka proses pengembunan akan semakin cepat terjadi. Kedua hal tersebut yang mempengaruhi kuantitas air hasil destilasi yang dihasilkan.
Pada penelitian ini, penguapan air laut terjadi pada suhu di bawah 100 oC namun secara teori air akan mendidih pada suhu 100 oC pada keadan normal (1 atm). Hal ini disebabkan karena ruang evaporator memiliki suhu yang tinggi akibat pemanasan radiasi surya yang menyebabkan suhu udara dalam ruang evaporasi meningkat. Dengan adanya kondensasi pada bagian penutup yang memiliki suhu lebih rendah bila dibandingkan dengan suhu pada evaporator, maka akan memurunkan suhu pengembunan sehingga menyebabkan suhu evaporator tersebut berada di bawah titik uap air secara normal.
Berdasarkan hasil dari penelitian ini, kuantitas air hasil destilasi belum maksimal. Hal tersebut disebabkan masih terdapat sedikit kebocoran pada alat destilasi dan kondisi sinar matahari yang kurang mendukung. Kondisi sinar matahari yang maksimal akan mengakibatkan penguapan (uap air) yang
maksimal, sehingga menghasilkan air embun (air destilasi) yang maksimal juga. Menurut Lakitan (2002) laju evaporasi di Indonesia terjadi secara bervariasi
26
tergantung ketinggian tempat dan waktu. Pada bulan Januari – April laju evaporasi masih rendah, puncaknya terjadi pada bulan Juni – September.
Pelaksanaan penelitian dilakukan pada bulan Maret – April 2005. Ini berarti pada periode dimana terjadi kondisi laju penguapan rendah.
4.3. Kualitas Air Destilasi
Air yang dihasilkan pada penelitian ini secara umum sudah layak untuk dikonsumsi . Hal tersebut dikarenakan air ini sudah memenuhi standar baku mutu air minum menurut Menteri Kesehatan RI NO.907/MENKES/SK/VII/2002 dan Peraturan Menteri Kesehatan RI. No.416/MENKES/PER/IX/1990. Beberapa parameter yang diuji dapat dilihat pada Tabel 4.
Selama proses penguapan air pada ruang evaporasi terjadi pengendapan dari zat-zat yang terkandung di air tersebut sebelumnya. Zat yang mengendap dari air laut merupakan unsur-unsur penyusun air alam dan berbagai impurities (berupa unsur logam, garam, bahan padat, dan lain-lain). Endapan tersebut merupakan hasil sampingan (sisa) dari alat destilasi ini. Akan tetapi hasil sisa ini masih bisa dimanfaatkan kembali sebagai garam untuk berbagai keperluan rumah tangga maupun industri.
4.5. Kualitas Garam Destilasi
Dari hasil pengujian selama enam hari diperoleh jumlah garam sebesar 632 gram dari 20 liter sampel air laut. Jumlah garam tersebut merupakan jumlah dari total dua wadah destilasi. Garam pada wadah pertama merupakan hasil dari 50% penguapan air awal dan garam pada wadah kedua hasil dari 50% sisanya.
27
Tabel 4. Kualitas air hasil destilasi selama lima hari
Parameter air destilasi BM *) BM **) Satuan FISIKA
Warna <1 15 15 Pt.Co
Kekeruhan 0.52 5 5 NTU
TDS 40 1000 1000 mg/l
Bau Tidak berbau Tidak berbau - - Rasa Tidak berasa Tidak berasa - -
KIMIA
pH 6.8 6.5 – 8.5 6.5 – 8.5 - Kesadahan total 70.47 500 500 mg/lCaCO3
Klorida 8.90 250 600 mg/l Ammonia 0.736 1.5 - mg/l Nitrit 0.199 50 10 mg/l Nitrat 0.008 3 1 mg/l Sulfat 10.69 250 400 mg/l Sulfida <0.001 0.05 - mg/l Besi <0.029 0.3 1.0 mg/l Barium <0.001 0.7 - mg/l Boron <0.001 0.3 - mg/l Natrium 2.642 200 - mg/l Mangan <0.005 0.1 0.5 mg/l Florida 0.137 1.5 1.5 mg/l Seng 0,040 3 15 mg/l Timah hitam <0.005 0.01 0.05 mg/l Kadmium <0.001 0.003 0.005 mg/l Air Raksa <0.0002 0.001 0.001 mg/l Arsen <0.0002 0.01 0.05 mg/l Klorin 0.050 5 - mg/l Sianida <0.002 0.07 0.1 mg/l Khrommium <0.001 0.05 - mg/l Tembaga <0.005 2 - mg/l Selenium <0.005 0.01 0.01 mg/l Nikel <0.005 0.02 - mg/l Deterjen <0.005 0.05 0.5 mg/l Alumunium <0.005 0.2 - mg/l MIKROBIOLOGI Fecal Coli 0 0 0 MPN/100ml
Tabel 5. Kualitas garam hasil destilasi selama lima hari
*)Baku Mutu Air Minum menurut MENKES RI NO.907/MENKES/SK/VII/2002
28
Garam yang dihasilkan pada proses destilasi alat ini mash belum
memenuhi standar. Namun berdasarkan hasil yang didapat kinerja alat ini sudah sesuai dengan teori tahapan endapan evaporasi air laut. Hal tersebut dapat dilihat pada perbedaan presentase kadar garam yang dihasilkan pada wadah 1 dan wadah 2. Wadah 1 berfungsi untuk mengendapkan hasil sampingan dan wadah 2
berfungsi untuk menghasilkan garam yang bersih. Hanya saja pada penelitian ini perbandingan kadar air pada wadah ini 50:50. Sehingga masih terdapat hasil sampingan pada wadah kedua (bersih).
4.5. Nilai Ekonomis
Dari penelitian ini menunjukkan bahwa alat destilasi dengan
memanfaatkan tenaga surya mampu menghasilkan air tawar sebanyak 2.6 l/hari. Namun saat musim kemarau permintaan air bersih akan meningkat, sehingga besar kemungkinan harga air bersih akan melonjak. Pembuatan alat ini menghabiskan biaya Rp.1.600.000,- , suatu biaya yang tak begitu besar bila dibandingkan dengan manfaatnya. Alat ini akan dapat menghasilkan air tawar yang lebih maksimal apabila tidak terdapat kebocoran dan dioperasikan pada musim kemarau. Karena alat ini sangat ketergantungan dengan banyak dan lamanya penyinaran matahari dengan suhu yang tinggi. Sehingga permasalahan
Garam K* (%) B** (%) Standar Mutu Garam Kualitas I (%)
NaCl 65.67 76.71 97.46
CaCl2 16.31 10.18 0.72
CaSO4 16.02 10 0.8
MgSO4 0.97 1.32 0.53
Lain - Lain 1.03 1.79 1.37 Keterangan *wadah1 **wadah2
29
kekurangan air dapat diatasi dengan adanya alat destilasi ini. Khususnya pada daerah tertentu seperti Kalimantan dan pulau-pulau kecil ketersediaan air tawar menjadi sangat langka. Alat ini juga dapat bermanfaat pada saat terjadi bencana alam pada suatu daerah pesisir. Karena pada saat setelah terjadi bencana
masyarakat sulit mendapatkan air bersih, contohnya pada saat gempa di wilayah Pariaman, Sumatra Barat. Oleh karena itu pemanfaatan destilator tenaga surya menjadi layak dipertimbangkan untuk digunakan di daerah sulit air.
Destilator tenaga surya memiliki keunggulan komparatif dalam hal penggunaan energi matahari yang murah dan melimpah. Ketersediaan alamiah energi panas matahari yang sustainable telah lebih dari cukup jika dimanfaatkan secara maksimal (Abdullah, 2005). Disamping itu, destilator tenaga surya
memiliki disain dan konstruksi yang sederhana. Mudah dibuat dari bahan –bahan yang tersedia di desa oleh tenaga lokal. Hampir tidak diperlukan keahlian khusus untuk membuat dan mengoperasikan destilator tenaga surya dimaksud.
Selain air tawar, alat ini juga potensial untuk memproduksi garam dengan kualitas yang cukup baik. Dikarenakan proses produksi garam dilakukan dalam wadah evaporasi yang tertutup, petani garam tidak perlu khawatir dengan adanya hujan.