HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1Data Penelitian
4.2 Hasil Penelitian
Langkah berikutnya setelah pengumpulan data yang dilakukan yaitu mencari persamaan dan menghitung dengan rumus yang sudah ditentukan. Sebagai contoh perhitungan penulis mengambil data yang tercantum pada tabel (1) yang merupakan data dari alat destilasi menggunakan kondensor dengan variasi ketinggian bak destilator 10 mm :
Diketahui :
TC pada jam kedua = 60,21 °C = 333,21 K Tw pada jam kedua = 49,17 °C = 322,17 K md air jam kedua =0,02 liter
30 alat destilasi vertikal = 0,8275
Bagian energi matahari ke kaca penutup karena konvensi: (pers. 4)
= 8,84 × 10−4 322,17 °C−333,21 °C + 11714 ,74 – 20045 ,30N m2 268,9×103– 11714 ,74 N m2× 322,17 °C 1 3 x ( 322,17 °C −333,21 °C ) = 0,03 kW m2
Bagian energi matahari yang digunakan untuk proses penguapan: (Pers. 3)
Massa uap air perjamnya pada proses destilasi vertikal: (pers. 3)
31 0,50
Proses perhitungan efisiensi teoritis dan aktual alat destilasi: (Pers. 2)
x 100 %
Berikutnya setelah pengumpulan data yang dilakukan yaitu mencari persamaan dan menghitung dengan rumus yang sudah ditentukan. Sebagai contoh perhitungan penulis mengambil data yang tercantum pada tabel (4) yang merupakan data dari alat destilasi konvensional :
Diketahui :
Tc pada jam kedua = 53,08 °C = 326,08 K Tw pada jam kedua = 57,81 °C = 330,81 K md air jam kedua =0,07 liter
jam kedua = 609,81 alat destilasi vertikal = 0,866
32 Bagian energi matahari ke kaca penutup karena konvensi: (pers. 4)
qkonv = 8,84 × 10−4 Tw−Tc+ Pw −Pc 268,9 × 103−Pw× Tw 1 3 × Tw−Tc = 8,84 × 10−4 330,81 °C−326,08 °C + 17897,54 – 14223,91N m2 268,9×103– 17897,54 N m2 × 330,81 °C 1 3 x ( 330,81 °C−326,08 °C ) = 0,01 kW m2
Bagian energi matahari yang digunakan untuk proses penguapan: (Pers. 3)
Massa uap air perjamnya pada proses destilasi vertikal: (pers. 3)
33 Proses perhitungan efisiensi teoritis dan aktual alat destilasi: (Pers. 2)
x 100 %
4.3 Pembahasan
Pada bagian ini saya akan mencoba membandingan unjuk kerja dari masing-masing alat destilasi yang menggunakan kondensor dan alat destilasi konvensional. Saya juga membandingkan hasil air pendestilasian dari masing-masing alat destlasi dan mencari nilai efisiensi terotitis dan efisiensi aktual yang terbaik. Berikut beberapa grafik perbandingan dari masing-masing alat destilasi :
34 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 G ( W/ m 2) Jam ke-G
Gambar 4.1 Grafik dari G pada alat masing-masing destilasi hari pertama 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 2 4 6 8 G w at t/ m 2 Ef is ie ns i (% ) Jam
ke-n teoritis koke-ndeke-nsor n actual kondensor n teoritis konvensional n actual konvensional G
Gambar 4.2 Garfik perbandingan efisisensi teoritis kondensor, efisisensi teoritis konvensional, efisisensi aktual kondensor, dan efisisensi aktual konvensional pada hari pertama
35 Pada gambar 4.2 efisisensi teoritis pada alat destilasi konvensional mengalami peningkatan yang cukup tinggi pada jam ke 3, sedangkan efisiensi terotitis pada alat destilasi surya menggunakan kondensor hanya tinggi pada jam ke 1 dan ke 2. Hal ini disebabkan pada jam ke 1 dan ke 2 belum ada terjadi penguapan yang sempurna, sehingga pada alat destilasi berkondensor masih banyak menyimpan sisa uap yang lebih banyak dari alat destilasi konvensional. Namun setelah panas matahari mulai banyak, terlihat bahwa pengupan yang terjadi pada alat destilasi konvensional lebih banyak. Dan hal tersebut membuat efisisensi teoritis pada konvensional mengalami peningkatan yang sangat tinggi dan pada saat panas matahari mulai berkurang tidak membuat efisiensi teoritis mengalami penurunan. Dan kita lihat bahwa pada jam ke 7 efisiensi teoritis pada konvensional yang merupakan puncak tertinggi. Disini kita lihat bahwa efisiensi pada destilasi konvensional lebih baik dari destilasi menggunakan kondensor. Hal yang sama terjadi pada efisisensi aktual. Disini kita lihat hampir setiap jam efisisensi aktual destilasi konvensional lebih baik dari destilasi berkondensor. Hal ini dikarena pada destilasi konvensional banyak menghasilkan air yang sudah di destilasi, sedangkan pada alat destilasi berkondensor tidak terlalu banyak. Namun pada jam ke 7 dan ke 8 efisiensi aktual destilasi berkondensor lebih baik dari destilasi konvensional. Hal ini disebabkan karena sudah berkurangnya panas dari matahari sehingga terjadi pengembunan. Dan pengembunan pada destilasi berkondensor lebih banyak menghasikan air dari pada destilasi konvensional, karena pada destilasi berkondensor memiliki sumber air yang didestilasi
36 sebanyak 2. Hal ini yang membuat hasil air yang didapat pada alat destilasi berkondensor lebih baik. Kerena hasil air yang dihasilkan lebih baik dapat mempengaruhi efisisens aktualnya.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 G w at t/ m 2 TW Jam ke-TW kondensor TW konvensional G
Gambar 4. 3 Grafik perbandingan suhu pada bak air destilator (Tw) pada destilasi berkondensor dan destilasi konvensional pada hari pertama
Pada gambar 4.3 terlihat bahwa suhu pada air di bak destilator konvensional lebih baik dari suhu air di bak destilator destilasi berkondensor. Hal ini disebabkan karena panas matahari pada alat destilasi konvensional hanya untuk memanasi air dan ruangan di dalam destilaor, sedangkan pada alat destilasi berkondensor panas dari matahari tidak hanya berada di ruang destilator, tetapi panas tersebut juga masuk ke ruang kondensor. Sehingga suhu pada air di bak destilator menjadi tidak maksimal. Dan semakin tinggi panas yang di berikan oleh matahari maka semakin tinggi juga suhu air pada bak destilator (gambar 4.3).
37 Gambar 4.4 Grafik perbandingan hasil air dari destilasi (md) dari destilasi berkondensor dan destilasi konvensional pada hari pertama.
Pada grafik 4.4 Terlihat bahwa destilasi konvensional lebih baik menghasil air dari pada destilasi berkondensor. Dan pada jam ke 6 sampai jam ke 8 peningkatan hasil air lebih tinggi saat panas matahari mulai menurun dari pada saat panas matahari pada suhu yang tertinggi. Hal ini terjadi karena pengembunan terjadi dari suhu tinggi ke suhu yang rendah dan pada saat panas matahari tinggi maka kaca akan ikut panas. Bahkan panas kaca akan hampir sama dengan panas air pada bak destilator, ini yang membuat pengembunan tidak terjadi karena hampir sama nya suhu dari air dan kaca. Sedangkan pada saat panas matahari mulai turun maka suhu pada kaca akan turun juga. Tetapi tidak terjadi pada air. Air tetap akan memiliki suhu yang cukup tinggi karena air mempunyai sifat penyimpan panas dan pada suhu diruangan kondensor akan terjaga. Sehingga pada saat ini pengembunan akan terjadi dengan maksimal.
38 Gambar 4.5 Grafik dari G pada alat masing-masing destilasi hari
kedua 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 G w at t/ m 2 Ef is ie ns i (% ) Jam
ke-n teoritis koke-ndeke-nsor n actual kondensor n teoritis konvensional n actual konvensional G
Gambar 4.6 Garfik perbandingan efisisensi teoritis kondensor, efisisensi teoritis konvensional, efisisensi aktual kondensor, dan efisisensi aktual konvensional pada hari kedua
39 Pada gambar 4.6 efisiensi teoritis pada alat destilasi hampir sama pada hari ke 1 yaitu pada gambar 4.2. Namun G yang datang pada hari ke 2 lebih sedikit dari hari ke 1. Maka dengan lebih sedikit nya matahari pada hari ke 2 uap yang ada didalam bak destilator akan semakin berkurang dan ini akan mempengaruhi pada efisiensi teoritis. Namun pada hari ke 2 efisiensi pada destilasi konvensional masih lebih baik dari destilasi berkondensor. Hal yang sama terjadi juga pada efisiensi aktual dimana destilasi konvensional mempunyai efisiensi lebih baik dari destilasi berkondensor. Faktor matahari sangat memperngaruhi hasil air yang akan didapat dari pendestilasian. Karena hasil air sangat mempengaruhi nilai dari efisiensi aktual. Jadi pada hari kedua efisiensi teoritis dan efisisensi aktual masih lebih rendah dari hari ke 1. Mungkin dikaenakan dari perbedaan matahari.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 10 G w at t/ m 2 TW Jam ke-TW kondensor TW konvensional G
Gambar 4.7 Grafik perbandingan suhu pada bak air destilator (Tw) pada destilasi berkondensor dan destilasi konvensional pada hari kedua
40 Pada gambar 4.7 terlihat suhu bak air di destilator pada destilasi konvensional masih tetap lebih baik dari pada destilasi berkondensor. Hampir setiap jam suhu air di bak destilator pada destilasi konvensional lebih tinggi dari suhu air di bak desilator pada destilasi berkondensor. Namun suhu bak air dari kedua destilasi terlihat lebih rendah dari suhu bak air di hari ke 1. Hal ini disebabkan menurunnya panas dari matahari di hari ke 2 dan hal ini tentu juga mempengaruhi suhu air pada bak destilator akan menurun juga. Karena matahari yang memanasi air dan ruang destilaor. Sehingga banyak atau sedikitnya panas matahari yang datang akan mempengaruhi suhu pada air di bak destilator
Gambar 4.8 Grafik perbandingan hasil air dari destilasi (md) dari destilasi berkondensor dan destilasi konvensional pada hari kedua
41 Pada gambar 4.8 Terlihat pada jam ke 3 sampai jam ke 5 hasil air yang dihasilkan destilasi konvensional lebih baik dari destilasi berkondensor, namun pada jam terakhir perolehan hasil air destilasi berkondensor mengalami peningkatan yang cukup banyak dan bahkan dapat mengalahkan hasil air dari destilasi konvensional. Mungkin hal ini disebabkan karena pengembunan dapat terjadi maksimal bila terjadi perbedaan suhu atau pengembunan terjadi dari suhu tinggi ke suhu rendah. Hal ini yang membuat pada saat jam terakhir atau saat suhu matahari mulai turun pada destilasi berkondensor dapat menghasilkan air yang lebih banyak, karena pengembunan terjadi didua tempat yaitu di bak air destilator dan bak air dikondensor pasif. Dan pada destilasi konvensional hanya dapat terjadi di bak destilaor nya saja.
Gambar 4.9 Grafik dari G pada alat masing-masing destilasi hari ketiga
42 0 100 200 300 400 500 600 700 -20 30 80 130 180 230 280 330 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 G w at t/ m 2 Ef is ie ns i (% ) Jam
ke-n teoritis koke-ndeke-nsor n actual kondensor n teorotis konvensional n actual konvensional G
Gambar 4.10 Garfik perbandingan efisisensi teoritis kondensor, efisisensi teoritis konvensional, efisisensi aktual kondensor, dan efisisensi aktual konvensional pada hari ketiga
Pada gambar 4.10 sama pada hari pertama dan kedua, pada hari ketiga efisiensi teoritis destilasi konvensional lebih baik dari destilasi berkondensor. Sama pada hari sebelumnya pada jam ke 1 dan jam ke 2 efisiensi teoritis destilasi berkondensor lebih dari pada efisiensi konvensional. Tetapi pada jam terakhir atau pada saat suhu matahari mulai berkurang, efisiensi teoritis destilasi konvensional mengalami peningkatan yang cukup tinggi dan lebih baik dari destilasi konvensional. Pada efisiensi aktual destilasi konvensional juga lebih baik dari destilasi berkondensor. Namun pada jam ke 8 efisiensi aktual destilasi berkondensor lebih tinggi dari destilasi konvensional. Hal ini dikarena jumlah air yang dihasilkan pada destilasi berkondensor lebih banyak dari destilasi konvensional, sehingga dapat mempengaruhi hasil dari efisiensi aktual nya. Pada hari ini panas matahari yang datang lebih sedikit dari hari pertama dan hari kedua. Dan pada hari
43 ketiga efisiensi teoritis dan efisiensi aktual destilasi konvensional lebih baik dari destilasi berkondensor.
0 100 200 300 400 500 600 700 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 G w at t/ m 2 TW Jam ke-TW kondensor TW konvesional G
Gambar 4.11 Grafik perbandingan suhu pada bak air destilator (Tw) pada destilasi berkondensor dan destilasi konvensional pada hari ketiga
Pada gambar 4.11 suhu air di bak destilator pada destilasi konvensional lebih baik dari suhu air di bak destilator pada destilasi konvensional. Sama pada hari pertama dan kedua destilasi konvensional lebih baik dari destilasi berkondensor. Panas yang ditransfer dari matahari lebih efektif pada alat destilasi konvensional. Terbukti pada hari ini setiap jam suhu air pada bak destilator pada destilasi konvensional lebih tinggi dari destlasi berkondensor.
44 Gambar 4.12 Grafik perbandingan hasil air dari destilasi (md) dari destilasi berkondensor dan destilasi konvensional pada hari kedua
Pada gambar 4.12 hasil air yang dihasil kan dari setiap destilasi beragam. Namun secara keseluruhan hasil air destilasi konvensional lebih baik dari destilasi berkondensor. Terlihat dalam grafik penurunan panas dari matahari sangat mempengaruhi hasil destilasi. Saat panas matahari turun maka hasil air pada setiap masing-masing destilasi mengalami peningkatan. Hal ini semakin jelas bahwa pengembunan yang baik terjadi pada saat panas matahari berkurang.
45 Gambar 4.13 Grafik perbandingan rata-rata efisiensi teoritis dan efisiensi
aktual pada destilasi berkondensor dan destilasi konvensional hari pertama
Pada gambar 4.13 efisiensi rata-rata teoritis destilasi konvensional lebih baik dari destilasi berkondensor. Rata-rata efisiensi teroritis destilasi berkondensor mencapai 34,19 %, sedangkan efisiensi teoritis konvensional mencapai 77,75 %. Dan pada efissiensi rata-rata aktual destilasi konvensional juga lebih baik dari destilasi berkondensor. Rata-rata efisiensi aktual destilasi berkondensor mencapai 25,31 %, sedangkan pada efisiensi destilasi konvensional mencapai 34,06 %. Jadi secara rata-rata efisiensi teoritis dan efisiensi aktual destilasi konvensional lebih baik dari destilasi berkondensor.
46 Gambar 4.14 Grafik perbandingan rata-rata efisiensi teoritis dan efisiensi
aktual pada destilasi berkondensor dan destilasi konvensional hari kedua
Pada gambar 4.14 sama pada hari pertama efisiensi rata-rata teoritis destilasi konvensional lebih baik dari destilasi berkondensor. Rata-rata efisiensi teroritis destilasi berkondensor mencapai 49,71 %, sedangkan efisiensi teoritis konvensional mencapai 73,93 %. Dan pada efissiensi rata-rata aktual destilasi konvensional juga lebih baik dari destilasi berkondensor. Rata-rata efisiensi aktual destilasi berkondensor mencapai 25,74 %, sedangkan pada efisiensi destilasi konvensional mencapai 34,63 %. Jadi secara rata-rata efisiensi teoritis dan efisiensi aktual destilasi konvensional lebih baik dari destilasi berkondensor.
47 Gambar 4.15 Grafik perbandingan rata-rata efisiensi teoritis dan efisiensi
aktual pada destilasi berkondensor dan destilasi konvensional hari ketiga
Pada gambar 4.14 sama pada hari pertama dan kedua efisiensi rata-rata teoritis destilasi konvensional lebih baik dari destilasi berkondensor. Rata-rata efisiensi teroritis destilasi berkondensor mencapai 37,58 %, sedangkan efisiensi teoritis konvensional mencapai 56,01 %. Dan pada efissiensi rata-rata aktual destilasi konvensional juga lebih baik dari destilasi berkondensor. Rata-rata efisiensi aktual destilasi berkondensor mencapai 26,47 %, sedangkan pada efisiensi destilasi konvensional mencapai 33,85 %. Jadi secara rata-rata efisiensi teoritis dan efisiensi aktual destilasi konvensional lebih baik dari destilasi berkondensor.
48 Gambar 4.16 Grafik perbandingan rata-rata efisiensi perhari dari efisiensi
teoritis dan efisiensi aktual pada alat destilasi berkondensor dan destilasi konvensional selama 3 hari
Pada gambar 4.15 terlihat bahwa hampir setiap hari hasil efisiensi teoritis dan efisiensi aktual pada alat destilasi konvensonal lebih baik dari alat destilasi berkondensor. Pada hari pertama pada alat destilasi berkondensor mendapatkan efisiensi teoritis sebesar 34,19 % dan efisiensi aktual sebesar 25,31 %. Pada alat destilasi konvensional mendapatkan efisiensi teoritis sebesar 77,75 % dan efisiensi aktual sebesar 34,06 %. Rata-rata radiasi surya pada hari pertama mencapai 590,59 watt/m2. Pada hari kedua pada alat destilasi berkondensor mendapatkan efisiensi teoritis sebesar 49,71 % dan efisiensi aktual sebesar 25,74 %. Pada alat destilasi konvensional mendapatkan efisiensi teoritis sebesar 73,93 % dan efisiensi aktual sebesar 34,63 %. Rata-rata radiasi surya pada hari kedua mencapai 538,37 watt/m2.
49 Pada hari ketiga pada alat destilasi berkondensor mendapatkan efisiensi teoritis sebesar 37,58 % dan efisiensi aktual sebesar 26,47 %. Pada alat destilasi konvensional mendapatkan efisiensi teoritis sebesar 56,01 % dan efisiensi aktual sebesar 33,85 %. Rata-rata radiasi surya pada hari ketiga mencapai 387,94 watt/m2. Dan dalam grafik tersebut pada hari kedua destilasi berkondensor mendapatkan efisiensi teoritis lebih baik dari hari yang lain yaitu mencapai 49,71 % dan untuk efisiensi aktual pada hari ketiga destilasi berkondensor mendapatkan efisiensi aktual yang lebih baik dari hari yang lain yaitu mencapai 26,47 %. Dan pada alat destilasi konvensional efisiensi teoritis yang terbaik pada hari pertama yaitu mencapai 77,75 % dan untuk efisiensi aktual yang terbaik pada hari kedua yaitu mencapai 34,63 %. Rata-rata radiasi surya yang paling baik pada hari pertama yaitu mencapai 590,59 watt/m2. Dalam grafik diatas bawha konvensional mempunyai efisiensi teoritis dan efisiensi aktual yang cukup baik dan bahkan perbedaan yang sangat jauh dari efisiensi pada alat destilasi berkondensor.
50 Gambar 4.17 Grafik penbandingan md (lt) pada alat destilasi
berkondensor dengan variasi ketinggian air di dalam bak destilator 10 mm, 15 mm, dan 27 mm
Pada gambar 4.16 terlihat bahwa hasil air pendestilasian paling baik pada hari pertama dengan ketinggian air di dalam bak destilator sebesar 10 mm. Pada variasi 10 mm menghasil air sebanyak 1,56 liter/m2, pada variasi 15 mm menghasilkan air sebanyak 1,44 liter/m2, dan pada variasi 27 mm hanya menghasilkan air sebanyak 1,06 liter/m2. Semakin tinggi variasi air di dalam bak destilator maka semakin sedikit hasil air yang di peroleh. Ini menunjukan bahwa banyaknya air yang ada di dalam bak destilator tidak menghasilkan air yang lebih banyak, bahkan semakin sedikit air di dalam bak destilator dapat menghasilkan hasil air yang lebih baik, karena meskipun radiasi surya yang diterima besar namun apabila air di dalam bak destilasi tinggi akan mengakibatkan air itu semakin sulit untuk menguap sehingga mengakibatkan hasil yang diperoleh sedikit.
51
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Telah berhasil dibuat alat destilasi enegi surya konvensional (tanpa mengunakan kodensor pasif) dan alat destilasi energi surya dengan penambahan kondensor pasif dibagian belakang bak destilator, serta melakukan penelitian pada alat tersebut.
2. Pada penelitian ini ketinggian air didalam bak destilator pada alat destilasi menggunakan kondensor pasif sangat berpengaruh terhadap efisiensi dan jumlah volume air yang dihasilkan. Pada ketinggian air 10 mm di dalam bak destilator menghasilkan proses penguapan yang lebih cepat dan volume air yang dihasilkan lebih banyak dibandingkan dengan variasi ketinggian air di dalam bak destilator 15 mm dan 27 mm. Hasil volume air terbanyak yang dihasilkan pada ketinggian air di dalam bak destilator 10 mm sejumlah 1,56 liter/m2. Pada variasi alat destilasi menggunakan kondensor metode bak satu tingkat menghasilkan efisiensi teoritis tertinggi selama pengambilan data yakni 49,71 % dan efisiensi aktual 25,74 % dengan hasil air yang diperoleh 1,44 liter/m2 dengan rata-rata radiasi surya yang datang dalam sehari sebesar 538,37 watt/m2. Dan pada alat destilasi konvensional hasil volume air yang paling baik pada percobaan hari pertama dengan menghasilkan sebanyak 2,12 liter/m2. Dan alat destilasi air konvensional (tanpa menggunakan kondensor pasif) menghasilkan efisiensi teoritis tertinggi selama pengambilan data
52 yakni 77,75 % dan efisiensi aktual 34,06 % dengan hasil air yang diperoleh 2,12 liter/m2 dengan rata-rata radiasi surya yang datang dalam sehari sebesar 590,59 watt/m2.
5.2 Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan volume kondensor pasif lebih kecil.
2. Membuat kondensor pasif dengan bahan yang berbeda.
3. Untuk penelitian selanjutnya lebih meningkatkan kualitas sensor suhu dan etape yang digunakan supaya data yang dihasilkan lebih baik dan akurat.
53