Hasil Pengolahan Data Penelitian - HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.2 Hasil Pengolahan Data Penelitian

Berdasarkan data penelitian yang sudah dipaparkan oleh tabel 1 sampai tabel 4, dilakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan untuk mendapatkan hasil seperti tekanan parsial uap pada kaca (P_c), tekanan parsial uap air pada absorber (P_w), enthalpy penguapan (h_fg), beda temperatur (∆T), energi radiasi (q_rad), energi penguapan (q_uap), energi konveksi (q_konv), massa hasil air distilasi per satuan luas penampang absorber (m) dan efisiensi pada alat distilasi air (η). Secara rinci, hasil perhitungannya seperti berikut :

Tabel 5. Hasil perhitungan distilasi air konvensional (AMK)

Tabel 6. Hasil perhitungan distilasi air (AMB) tanpa nano karbon bambu Menit

Tabel 7. Hasil perhitungan distilasi air (AMB) variasi nano karbon 1,5 gram Menit

Tabel 8. Hasil perhitungan distilasi air (AMB) variasi nano karbon 6 gram Menit

24 4.3 Pembahasan

Setelah dilakukannya perhitungan pada Tabel 5 sampai Tabel 8, pada sub bab ini akan menganalisis lebih spesifik.

Gambar 8. Hasil Efisiensi pada AMK dan AMB

Pada (Gambar 7) Menunjukan perbandingan efisiensi alat distilasi AMB pada variasi konsentrasi nano karbon arang bambu dan alat distilasi konvensional AMK. Grafik menunjukan efisiensi maksimal diperoleh pada AMB variasi konsentrasi nano karbon arang bambu 1,5 gram sebesar 60% dan lebih tinggi 23% dibandingkan dengan efisiensi pada alat distilasi air konvensional AMK.

Efisiensi pada AMB variasi konsentrasi nano karbon 6 gram lebih tinggi 3%

dibandingkan dengan efisiensi variasi tanpa nano karbon dan lebih tinggi 18%

dari alat distilasi konvensional AMK. Pada variasi nano karbon 6 gram lapisan tisu absorber mengalami kekurangan massa air di atas bagian tengah karena kapilaritas sumbu tidak bekerja sehingga pada lapisan tisu absorber mengering (Gambar 8). Hal ini terjadi karena panas yang datang ke lapisan tisu absorber lebih besar dibandingkan massa air yang ada. Tingkat penyerapan air pada sumbu

37%

Variasi Konsentrasi Nano Karbon Bambu (gram)

AMK AMB

yang tinggi dan pelepasan air dari tisu membuat penguapan tinggi (Bhargva &

Yadav, 2019).

Gambar 9. Pandangan visual absorber mengering pada AMB variasi 6 gram

Pada (Gambar 8) (a) absorber sebelum pengambilan data penelitian mengunakan nano karbon 6 gram dengan metode kapilaritas AMB dan (b) sesudah pengambilan data penelitian AMB. Pada saat 1 jam pengambilan data, bagian atas tengah pada absorber mengalami kering pada lapisan tisu absorber.

pada saat 1 jam 27 menit bagian yang mengering mulai merambat ke bawah absorber. Peneltian ini membuktikan efisiensi alat distilasi sebanding dengan produktivitas air distilasi yang dihasilkan. Penambahan nano karbon bambu pada absorber menunjukan peningkatan efisiensi, dikarenakan nano karbon merupakan bahan material penyimpan panas dan memberikan efek peningkatan temperatur pada komponen absorber. Nano karbon memiliki beberapa keunggulan sebagai rasio luas permukaan terhadap volume yang besar, sifat fisik yang bergantung pada dimensi, dan energi kinetik yang lebih rendah (El-Ghetany et al., 2021).

(A) (B)

Gambar 10. Hasil alat distilasi pada AMK dan AMB pada variasi nano karbon arang bambu

Pada (Gambar 9) hasil produktivitas air distilasi dengan variasi konsentrasi nano karbon dan distilasi konvensional. Produktivitas air distilasi terbesar pada distilasi AMB variasi konsentrasi nano karbon arang bambu 1,5 gram sebesar 570 ml . Pada distilasi AMB variasi kosentrasi 0 gram menghasilkan air distilasi 495 ml dan variasi konsentrasi 6 gram menghasilkan 525 ml . Produktivitas air distilasi terendah jatuh pada alat distilasi konvensional (AMK) yaitu sebesar 350 ml . Besarnya produktivitas air distilasi yang dihasilkan disebabkan oleh massa air pada lapisan tisu absorber lebih sedikit dan adanya penambahan nano karbon pada lapisan tisu absorber mampu mempercepat proses penguapan air dan kondensasi uap air akan lebih efektif. Pada alat distilasi AMB konsentrasi nano karbon arang bambu 1,5 gram paling tercepat pengisian air distilasi dibandingkan dengan variasi 0 gram, 6 gram dan distilasi air konvensional (AMK).

Perbadingan produktivitas AMB nano karbon 1,5 gram lebih banyak 220 ml ketimbang alat distilasi konvensional AMK. Hasil air pada variasi nano karbon

350

Variasi Konsentrasi Nano Karbon Bambu (gram)

AMK AMB

arang bambu 1,5 gram disebabkan oleh massa air yang dilapisan tisu absorber lebih sedikit dari pada variasi arang bambu 6 gram itu memberikan pengaruh terhadap kecepatan penguapan panas pada absorber.

Gambar 11. Beda temperatur (ΔT) rata-rata pada AMK dan AMB variasi nano karbon arang bambu

Pada Grafik (Gambar 10) menunjukkan rata-rata temperatur (ΔT) pada AMK dan AMB variasi nano karbon. Pada dasarnya salah satu faktor yang mempengaruhi laju proses distilasi yaitu beda temperatur (ΔT). Semakin besar beda temperaturnya maka hasil yang diperoleh semakin banyak pula. Beda temperatur merupakan hasil dari pengurangan temperatur absorber (𝑇_𝑎) dengan temperatur kaca (𝑇_𝑐). perbedaan tekanan parsial uap yang lebih besar menyebabkan kalor penguapan lebih besar (Mungkasi, 2016). Pada Gambar 10 menunjukan grafik beda temperatur (ΔT) yang terjadi saat penelitian berlangsung. Pada grafik menunjukan nilai ΔT paling tinggi pada distilasi

konvensional AMK 6,94 °C yang menghasilkan air distilasi sebesar 350 ml dan paling rendah pada distilasi AMB variasi nano karbon 0 gram yaitu 3,41 °C yang menghasilkan 495 ml. Alat distilasi AMB variasi konsentrasi nano karbon 1,5 mempunyai nila rata-rata ΔT sebesar 5,32 °C yang menghasilkan air distilasi 570 ml dan pada AMB variasi konsentrasi nano karbon 6 gram memiliki nilai rata-rata ΔT 5,13 °C yang meghasilkan air distilasi 525 ml. Perpindahan panas disebabkan oleh konveksi bebas dan koefisien perpindahan panas konveksi dipengaruhi oleh daya apung yang disebabkan oleh perubahan suhu di udara panas (Abujazar et al., 2018).

Gambar 12. Beda temperatur (ΔT) pada alat distilasi AMK dan AMB variasi nano karbon arang bambu

Pada Grafik (Gambar 11) Menunjukan grafik beda temperatur (ΔT) rata-rata.

Semakin tinggi (ΔT) maka semakin cepat uap air berpindah dari absorber ke kaca (Sambada & Ananta, 2020) Pada alat distilasi konvensional AMK memiliki nilai ΔT yang besar tetapi menghasilkan air distilasi yang paling rendah. Hal ini bisa saja terjadi, karena penguapan pada alat distilasi konvensional AMK sangat lambat mempengaruhi pada pengembunan yang akan terjadi juga melambat.

Sehingga embun yang akan menempel di kaca penutup absorber jumlahnya

AMB Nano Karbon Bambu 1,5 gram AMB Nano Karbon Bambu 6 gram

sedikit. Pada penelitian ini menunjukkan bahwa besarnya ΔT tidak selalu menghasilkan air distilasi yang banyak. Hal ini disebabkan pada alat distilasi konvensional AMK nilai temperatur rata-rata ΔT sebesar 6,94 °C tertinggi dari alat distilasi AMB variasi konsentrasi nano karbon tetapi memiliki produktivitas yang rendah sebesar 350 ml.

Gambar 13. Temperatur absorber (𝑇_𝑎) pada alat distilasi AMK dan AMB variasi nano karbon arang bambu

Pada Grafik (Gambar 12) menunjukan perbandingan temperatur absorber (𝑇_𝑎) dengan waktu (menit). Temperatur absorber yang paling tertinggi pada alat distilasi AMB konsentrasi variasi nano karbon 1,5 gram sebesar 54,04 °C. Pada temperatur absorber AMB variasi konsentrasi nano karbon 0 gram sebesar 51,78

°C lebih rendah dari temperatur absorber AMB variasi konsentrasi nano karbon 6 gram yang memiliki 𝑇_𝑎 sebesar 53,54 °C. Alat distilasi konvensional AMK menghasilkan temperatur absorber yang paling rendah dari distilasi AMB yaitu sebesar 50,83 °C. Maka, semakin tinggi temperatur absorber memberikan pengaruh terhadap produktivitas hasil air distilasi. Hal ini dikarenakan massa air

50,83 51,78 54,04 53,54

yang dilapisan tisu semakin cepat menguap, akan mempercepat kodensasi pada alat distilasi yang akan membuat embun semakin banyak menempel pada kaca penutup alat distilasi.

Gambar 14. Temperatur kaca (T_c) pada alat distilasi AMK dan AMB variasi nano karbon arang bambu

Pada Grafik (Gambar 13) menunjukan hasil pada temperatur kaca T_c alat distilasi. Temperatur kaca juga salah satu faktor hasil air ditilasi. Semakin banyak energi surya yang terserap semakin banyak air pada absorber yang menguap dan mengembun pada kaca (Sambada et al., 2020). Temperatur kaca yang paling tinggi terdapat pada AMB variasi konsentrasi nano karbon arang bambu 1,5 gram sebesar 48,73 °C lebih tinggi 9,93% dari konvensional AMK. kemudian diikuti pada AMB variasi nano karbon arang bambu 6 gram sebesar 48,41°C dan nilai AMB variasi 0 gram nano karbon arang bambu sebesar 48,37°C. sementara pada konvensional AMK memiliki temperatur kaca T_c paling rendah sebesar 43,89°C.

Hal tersebut karena pada konvensional massa air yang ada di permukaan absorber yang terlalu besar, memperlambat lajunya proses penguapan yang akan

43,89

berlangsung. Sehingga embun yang ada di kaca penutup sedikit, jika embun sedikit maka temperatur kaca T_c menjadi rendah.

Gambar 15. Hasil q_uap pada alat distilasi AMK dan AMB variasi nano karbon arang bambu

Pada Grafik (Gambar 14) menunjukan hasil q_uap yang ada pada alat distilasi.

Hasil nilai q_uap paling tinggi membuat air distilasi paling banyak. Nilai q_uap paling terbaik pada alat distilasi AMB variasi nano karbon arang bambu 1,5 gram yang sebesar 430,15 W/𝑚² dengan menghasilkan air distilasi 570 ml. Laju penguapan menurun di AMB konsentrasi nano karbon arang bambu 6 gram sebesar 396,0 W/𝑚² dengan hasil ditilasi 525 ml dan pada AMB konsentrasi nano karbon arang bambu 0 gram mengalami peneurunan lagi sebesar 374,37 W/𝑚² atau lebih rendah dari nano karbon arang bambu 1,5 gram 12,96%. Hasil nilai q_uap paling rendah yaitu pada distilasi konvensional AMK sebesar 265,23 W/𝑚² yang menghasilkan 350 ml. Dapat disimpulkan, terlalu banyak massa air di permukaan absorber maka akan memperlambat laju penguapan sehingga air distilasi juga dihasilkan sedikit.

374,37

Gambar 16. Hasil q_konv pada alat distilasi AMK dan AMB variasi nano karbon arang bambu

Pada Grafik (Gambar 15) menunjukan nilai hasil q_konv pada alat distilasi AMB variasi konsentrasi nano karbon dan distilasi konvensional AMK. q_konveksi adalah nilai yang terdapat pada energi panas yang berpindah ke kaca. Nilai q_konv paling maksimum pada alat distilasi AMB variasi nano karbon arang bambu 1,5 gram sebesar 33,01 W/𝑚². Nilai q_konv diikuti dari AMB variasi nano tanpa karbon arang bambu sebesar 30,87 W/𝑚² dan AMB variasi nano karbon arang bambu 6 gram sebesar 30,34 W/𝑚². Nilai q_konv paling terendah pada distilasi konvensional AMK yaitu sebesar 26,71 W/𝑚². Hal ini disebabkan karena massa air yang terlalu banyak membuat air lama menguap, q_konveksimerupakan salah satu faktor mempegaruhi terbentuknya embun pada kaca penutup absorber.

30,87

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan dari hasil penelitian yang telah dilakukan dan juga pada pengelolahan data. Diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Penambahan konsentrasi nano karbon arang bambu pada alat distilasi dapat meningkatkan efisiensi pada alat distilasi jenis miring. Hal tersebut karna nano karbon arang bambu memiliki penyerapan panas yang baik mempercepat penguapan pada massa air di absorber. Nilai terbaik didapatkan pada alat AMB variasi nano karbon arang bambu 1,5 gram yang menghasilkan air distilasi sebesar 570 ml (0,655 liter/𝑚².jam), sedangkan pada AMB variasi nano karbon arang bambu 0 gram menghasilkan air distilasi 495 ml (0,568 liter/𝑚².jam) Dan AMB variasi nano karbon arang 6 gram menghasilkan air distilasi 525 ml (0,603 liter/𝑚².jam).

2. Penambahan metode kapilaritas pada alat distilasi dapat meningkatkan efisiensi alat distilasi air tenaga surya jenis miring. Efisiensi meningkatkan karena pada permukaan absorber massa air diperkecil dengan metode kapilaritas. Efisiensi terbaik didapatkan pada alat distilasi AMB variasi nano karbon arang bambu 1,5 gram sebesar 38%

dibandingkan dengan distilasi konvensional AMK.

34 5.2 Saran

Saran dari penulis untuk memperbaiki penelitian-penelitian berikutnya, antara lain :

Pada penelitian ini mendapatkan efisiensi dan hasil air distilasi yang baik dibandingkan dengan distilasi konvensional, selanjutnya diharapkan menggunakan tisu absorber yang berbeda dan menggunakan nano karbon arang yang berbeda jenis agar menemukan efisiensi yang lebih optimal pada distilasi air tenaga surya.

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, A. S., Essa, F. A., Bacha, H. Ben, & Omara, Z. M. (2020). Improving the trays solar still performance using reflectors and phase change material with nanoparticles. Journal of Energy Storage, 31(July), 101744.

https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101744

Abujazar, M. S. S., Fatihah, S., Lotfy, E. R., Kabeel, A. E., & Sharil, S. (2018).

Performance evaluation of inclined copper-stepped solar still in a wet tropical climate. Desalination, 425, 94–103. https://doi.org/10.1016/j.desal.2017.10.022 Banjarmasin, P. N. (2018). Penambahan Panel Solar Collector Dengan Sirip Pada

Basin Solar Still Untuk. 5662(November), 42–55.

Bhargva, M., & Yadav, A. (2019). Experimental investigation of single slope solar still using different wick materials: A comparative study. Journal of Physics:

Conference Series, 1276(1). https://doi.org/10.1088/1742-6596/1276/1/012042 Cherraye, R., Bouchekima, B., Bechki, D., Bouguettaia, H., & Khechekhouche, A.

(2020). The effect of tilt angle on solar still productivity at different seasons in arid conditions (south Algeria). International Journal of Ambient Energy, 0(0), 1–16. https://doi.org/10.1080/01430750.2020.1723689

El-Ghetany, H. H., Elgohary, H. M., & Mohammed, Y. M. (2021). Performance improvement of solar water distillation system using nanofluid particles.

Egyptian Journal of Chemistry, 64(8), 4425–4431.

https://doi.org/10.21608/ejchem.2021.64067.3372

Karthick Munisamy, T., Mohan, A., & Veeramanikandan, M. (2019). Experimental investigation of tilted wick solar still using fabrics. Australian Journal of Mechanical Engineering, 17(3), 185–190.

https://doi.org/10.1080/14484846.2017.1334306

Ketut Puja, I., & Rusdi Sambada, F. (2012). Unjuk Kerja Destilasi Air Energi Surya.

Jurna Energi Dan Manufaktur, 5(1), 82–88.

Menteri Kesehatan Republik Indonesia. (2017). Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 32 Tahun 2017 Tentang Standar Baku Mutu Kesehatan Lingkungan Dan Persyaratan Kesehatan Air Untuk Keperluan Higiene Sanitasi, Kolam Renang, Solus Per Aqua dan Pemandian Umum.

Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia, 1–20.

Sambada, R., Soeparman, S., Wijayanti, W., & Siswanto, E. (2020). DISTILASI AIR ENERGI SURYA KACA GANDA EFFECTS OF ABSORBER ABSORPTIVITY

ON PERFORMANCE OF DOUBLE GLA SOLAR ENERGY WATER

DISTILLATION PENDAHULUAN Penjernihan air dengan distilasi surya ( DS ) merupakan cara yang mudah dan murah mendapatkan air minum terutam. 1(1), 267–276.

Sharshir, S. W., Peng, G., Wu, L., Essa, F. A., Kabeel, A. E., & Yang, N. (2017). The effects of flake graphite nanoparticles, phase change material, and film cooling on the solar still performance. Applied Energy, 191, 358–366.

https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2017.01.067

Arismunandar, W. (1995). Teknologi Rekayasa Surya. Pradnya Paramita

Mungkasi, S. (2016). Destilasi air energy surya dengan energy recovery menggunakan metode kapilaritas. Jurnal Energi Dan Manufaktur, 9(2), 186– 192.

Sambada, F. R., & Ananta, F. (2020). Peningkatan Efisiensi Distilasi Air Energi Surya Menggunakan Pengapung. Jurnal Energi Dan Manufaktur, 13(2), 70.

https://doi.org/10.24843/jem.2020.v13.i02.p05

LAMPIRAN

Lampiran 1. Alat distilasi

Alat distilasi modifikasi

Proses pengambilan data penelitian

Absorber pada AMB nano karbon bambu

Kerangka alat distilasi air

Tampak samping alat distilasi

Absorber konvensional AMK (kiri) dan absorber modifikasi AMB (kanan)

40 Lampiran 2. Peralatan pedukung

Nano karbon arang bambu

Campuran air dan nano karbon arang bambu

Pompa paristaltik

Sensor etape hasil air distilasi

42 Lampiran 3. Tabel sifat air dan uap jenuh

(Jansen, 1985)

43 Lampiran 4. Tabel sifat air (cair jenuh)

(Jansen, 1985)

Lampiran 5. Sertifikat Seminar Internasional Borobudur Internasional Symposium 2021 (BIS)

Dalam dokumen EFEK NANO KARBON ARANG BAMBU PADA UNJUK KERJA DISTILASI AIR ENERGI SURYA JENIS MIRING (Halaman 35-0)