Pengujian dengan Gelas Ukur Diisolasi

BAB IV ANALISA DATA

4.1.2 Pengujian dengan Gelas Ukur Diisolasi

Pada pengujian ini kita akan melihat pengaruh kotak isolasi styrofoam

pada gelas ukur terhadap alat penguji kapasitas adsorpsi. Data-data yang

diperhatikan sama seperti pada pengujian I (gelas ukur tidak diisolasi), yaitu

tekanan, temperatur, dan kapasitas adsorpsi-desorpsi dari adsorben karbon aktif.

Berikut ini akan dipaparkan data pemvakuman alat penguji kapasitas

adsorpsi.

A. Data Pemvakuman Alat Penguji Kapasitas Adsorpsi

1.

Metanol

Perlakuan pengujian sama dengan pengujian pertama (gelas ukur tanpa

diisolasi) yaitu pemanasan dengan lampu halogen dimulai pada pukul 10.00 WIB

sampai dengan pukul 17.00 WIB. Kemudian pada pukul 17.00 WIB dilakukan

pemvakuman alat pengujian kapasitas adsorpsi dengan menggunakan pompa

vakum.

Di bawah ini ditampilkan grafik temperatur pada adsorber (4 titik

(thermocouple) pada saat pemvakuman.

Gambar 4.29 Grafik Temperatur vs Waktu Pemvakuman Alat Penguji Adsorpsi

(metanol)

Data-data temperatur pada adsorber saat pemvakuman adalah seperti

berikut ini.

Temperatur awal percobaan pada adsorber adalah 28,21

o

C. Temperatur

maksimum adsorber yang dapat dicapai ketika pemanasan adalah 197,08

o

C yaitu

berada titik 8 thermocouple

(pada pukul 15.45 WIB). Temperatur rata-rata

adsorber bagian atas pada proses pemvakuman/pemanasan adalah 187,75

o

C.

Temperatur pada titik channel 07 (adsorber bagian bawah) adalah 95,69

o

C.

2. Etanol

Pengujian etanol sama perlakuaannya seperti pada saat pengujian metanol.

Adsorber dipanaskan dari pukul 10.00 WIB sampai dengan 17.00 WIB.

Gambar 4.30 Grafik Temperatur vs Waktu Pemvakuman (etanol)

Adapun hasil pengujiaan pemvakuman adalah seperti berikut ini.

Temperatur di awal percobaan adalah 27,01

o

C. Setelah dilakukan pemanasan

temperatur maksimum adsorber yang dapat dicapai adalah 195,17

o

C pada

thermocouple 8 (pada pukul 13.10 WIB). Temperatur rata-rata adsorber bagian

atas pada proses pemanasan T

s

adalah 187,85

o

C. Temperatur pada titik channel 07

(adsorber bagian bawah) T

b

adalah 85,61

o

C.

3.

Amonia

Alat uji kapasitas adsorpsi mulai dipanaskan pada pukul 10.00 WIB

sampai dengan pukul 17.00 WIB. Kemudian pada pukul 17.00 WIB dilakukan

pemvakuman alat uji kapasitas adsorpsi. Perhatikan gambar grafik di bawah ini.

Temperatur awal adsorber sebelum dilakukan pemanasan adalah 28,10

o

C.

Setelah dilakukan pemanasan oleh lampu halogen temperatur maksimum yang

dapat dicapai pada adsorber adalah 199,81

o

C (pada titik thermocouple 8) pukul

16.57 WIB. Temperatur rata-rata adsorber atas pada saat pemanasan T

s

adalah

184,91

o

C. Temperatur pada titik channel 7 (adsorber bagian bawah) T

b

adalah

87,87

o

C.

B. Data Pengujian Adsorpsi

1.

Metanol

Adsorpsi dimulai pada pukul 17.00 WIB setelah selesai proses pemanasan

dan pemvakuman. Es dengan massa 5 kg dimasukkan ke dalam ke kotak

styrofoam gelas ukur. Pemasukan es ini dilakukan untuk melihat berapa banyak

refrigeran yang dapat diserap dengan baik oleh karbon aktif dengan kondisi luaran

gelas ukur adalah es. Kerena fungsi gelas ukur ini akan digantikan menjadi

evaporator pada mesin pendingin siklus adsorpsi tenaga surya.

a. Adsorber

Berikut ini ditampilkan tabel data tekanan dan temperatur rata-rata tiap

jam pada proses adsorpsi metanol.

Tabel 4.4 Data Pengukuran Tekanan dan Temperatur Rata-Rata pada Proses

Adsorpsi (metanol)

No

Pukul

Tekanan (Bar)

Temperatur Rata-rata (

o

C)

1

17.00

-0,5333

102, 31

2

18.00

-0,6

40,94

3

19.00

-0,6599

35,21

4

20.00

-0,6666

33,19

5

21.00

-0,6833

32,06

6

22.00

-0,6966

31,45

7

23.00

-0,6999

30,70

8

24.00

-0,6999

30,40

9

01.00

-0,7033

29,97

10

02.00

-0,7033

29,52

11

03.00

-0,7033

29,13

12

04.00

-0,7066

28,84

13

05.00

-0,7066

28,61

14

06.00

-0,7099

28,3

15

07.00

-0,7099

28,05

16

08.00

-0,7066

28,46

17

09.00

-0.7066

28,99

18

10.00

-0.7033

29,56

Berikut ini ditampilkan grafik tekanan vs waktu (tiap jam) pada pengujian

metanol.

Gambar 4.32 Grafik Tekanan vs Waktu Adsorpsi Metanol

Tekanan awal pada proses ini adalah -0,5333 Bar, yaitu pada pukul 17.00

WIB. Tekanan ini diperoleh setelah dilakukan proses pemvakuman dengan

mengunakan pompa vakum. Semakin menurunnya temperatur adsorber alat uji

kapasitas adsorpsi, maka tekanan juga akan menurun. Seperti yang diperlihatkan

pada gambar di atas. Data-data tekanan yang lengkap tiap jamnya dapat dilihat

pada tabel di atas.

Gambar grafik temperatur dan waktu pada adsorber ketika adsorpsi

berlangsung dapat ditampilkan seperti gambar berikut.

-0,75

-0,7

-0,65

-0,6

-0,55

-0,5

17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00

Gambar 4.33 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi pada Adsorber (metanol)

Temperatur awal adsorber (pukul 17.00 WIB) adalah 102,31

o

C.

Temperatur pada adsorber akan semakin menurun karena terjadi konveksi natural

baik dari udara luar maupun dengan refrigeran yang ada di dalam gelas ukur.

Temperatur terendah pada adsorber adalah 28,05

o

C yaitu pada pukul 07.00 WIB.

b. Gelas Ukur

Berikut grafik temperatur pada gelas ukur yang telah diisolasi dengan

styrofoam.

Gambar 4.34 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi Metanol pada Gelas

Ukur

Temperatur rata-rata pada gelas ukur pada proses adsorpsi T

G

adalah

Pada proses adsorpsi ini, volume refrigeran metanol yang mampu diserap

oleh karbon aktif 1 kg adalah sebanyak 275 mL.

2. Etanol

a. Adsorber

Data-data tekanan dan temperatur rata-rata setiap jam pada proses adsorpsi

etanol dapat ditunjukkan seperti tabel berikut ini.

Tabel 4.5 Data Pengukuran Tekanan dan Temperatur Rata-Rata Adsorpsi Etanol

No

Pukul

Tekanan (Bar)

Temperatur rata-rata (

o

C)

1

17.00

-0,5333

153,04

2

18.00

-0,6266

41,77

3

19.00

-0,6666

35,29

4

20.00

-0,6799

33,31

5

21.00

-0,6933

31,09

6

22.00

-0,6966

30,36

7

23.00

-0,6966

29,85

8

24.00

-0,6966

29,31

9

01.00

-0,6999

28,60

10

02.00

-0,6999

28,52

11

03.00

-0,6999

28,26

12

04.00

-0,6999

28,11

13

05.00

-0,7033

27,97

14

06.00

-0,7066

27,54

15

07.00

-0,7066

27,31

16

08.00

-0,7099

26,50

17

09.00

-0,7099

26,61

18

10.00

-0,7066

27,57

Gambar 4.35 Grafik Tekanan vs Waktu (etanol)

Tekanan awal pada proses ini adalah -0,5333 Bar, yaitu pada pukul 17.00

WIB. Tekanan diperoleh setelah dilakukan pemvakuman dengan pompa vakum.

Jika kita perhatikan grafik dan tabel di atas tekanan pada alat uji kapasitas

adsorpsi akan menurun seiring dengan menurunnya temperaturnya. Tekanan pada

keesokan harinya (pukul 10.00 WIB) turun menjadi -0,7066 Bar.

Berikut ini ditampilkan gambar grafik temperatur vs waktu adsorpsi etanol

pada adsorber.

Gambar 4.36 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi Etanol pada Adsorber

-0,75

-0,7

-0,65

-0,6

-0,55

-0,5

17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00

Temperatur rata-rata awal pada proses adsorpsi adalah 153,04

o

C. Karena

terjadi konveksi alamiah pada adsorber, maka temperatur akan semakin menurun.

Temperatur terendah yang dapat dicapai oleh adsorber terjadi pada pukul 08.00

WIB yaitu sebesar 26,50

o

C.

b. Gelas Ukur

Di bawah ditampilkan grafik temperatur vs waktu adsorpsi etanol pada

gelas ukur.

Gambar 4.37 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi Etanol pada Gelas Ukur

Temperatur rata-rata gelas ukur adalah 10,40

o

C. Temperatur ini konstan

karena gelas ukur disolasi menggunakan styrofoam. Sehingga gelas ukur tidak

dipengaruhi oleh udara luar. Volume etanol yang mampu diserap oleh 1 kg karbon

aktif pada proses adsorpsi adalah sebesar 250 mL.

3.

Amonia

Proses adsorpsi amonia dimulai pada pukul 17.00 WIB sampai keesokan

harinya pada pukul 10.00 WIB. Data temperatur dan tekanan yang diperoleh

adalah sebagai berikut ini.

a. Adsorber

Tekanan awal pada proses adsorpsi ini adalah -0,5333 Bar. Data-data

tekanan dan temperatur rata-rata setiap jamnya pada proses adsorpsi amonia dapat

dilihat seperti tabel berikut ini.

Tabel 4.6 Data Pengukuran Tekanan dan Temperatur Rata-Rata Adsorpsi Amonia

No

Pukul

Tekanan (Bar)

Temperatur rata-rata (

o

C)

1

17.00

-0,5333

140,70

2

18.00

-0,6533

42,96

3

19.00

-0,6799

36,04

4

20.00

-0,6866

33,55

5

21.00

-0,6899

32,46

6

22.00

-0,7066

31,89

7

23.00

-0,7066

31,66

8

24.00

-0,7099

31,31

9

01.00

-0,7099

30,95

10

02.00

-0,7099

30,60

11

03.00

-0,7133

30,12

12

04.00

-0,7133

29,71

13

05.00

-0,7133

29,42

14

06.00

-0,7166

28,53

15

07.00

-0,7166

28,58

16

08.00

-0,7099

27,62

17

09.00

-0,7099

27,68

18

10.00

-0,7133

27,64

Berikut ini ditampilkan grafik tekanan vs waktu tiap jam pada pengujian

amonia.

Gambar 4.38 Grafik Tekanan vs Waktu Adsorpsi Amonia

-0,75

-0,7

-0,65

-0,6

-0,55

-0,5

17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00

Di bawah ini ditampilkan gambar grafik temperatur vs waktu adsorpsi

amonia pada adsorber.

Gambar 4.39 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi Amonia pada Adsorber

Temperatur rata-rata awal pukul 17.00 WIB pada proses adsorpsi

140,70

o

C. Temperatur pada adsorber akan semakin menurun karena perpindahan

panas secara konveksi natural. Temperatur rata-rata terendah adsorber adalah

27,62

o

C pada pukul 08.00 WIB.

b. Gelas Ukur

Di bawah ditampilkan gambar grafik temperatur vs waktu adsorpsi amonia

pada gelas ukur.

Temperatur rata-rata pada gelas ukur adalah 9,60

o

C. Volume refrigeran

amonia yang dapat diserap oleh 1 kg adsorben karbon aktif adalah 200 mL.

C. Data Pengujian Desorpsi

Setelah proses adsorpsi maka selanjutnya adsorben karbon aktif yang

mengandung refrigeran (adsorbat) dipanaskan menggunakan lampu halogen 1000

W pada alat penguji kapasitas adsorpsi. Refrigeran yang terserap adsorben karbon

aktif akan keluar dan masuk ke dalam gelas ukur. Volume refrigeran yang masuk

ke dalam gelas ukur akan dicatat sebagai kapasitas desorpsi. Berikut ditampilkan

data-data desorpsi pada masing-masing refrigeran.

1.

Metanol

a. Adsorber

Di bawah ini ditampilkan gambar grafik temperatur vs waktu desorpsi

metanol pada adsorber.

Gambar 4.41 Grafik Temperatur dan Waktu Desorpsi Metanol pada Adsorber

Temperatur maksimum yang dapat dicapai pada adsorber ketika dilakukan

pemanasan adalah 188,6

o

C. Temperatur rata-rata yang diperoleh pada adsorber

pada proses desorpsi adalah 175,86

o

C.

b. Gelas Ukur

Data-data temperatur yang diperoleh pada gelas ukur pada saat desorpsi

metanol dapat ditampilkan pada grafik berikut ini.

Gambar 4.42 Grafik Temperatur vs Waktu Desorpsi Metanol pada Gelas Ukur

Temperatur pada gelas ukur berangsur-angsur meningkat seperti terlihat

pada gambar di atas. Karena gelas ukur diisolasi dengan baik dengan styrofoam,

sehingga tidak ada panas yang masuk atau keluar dari lingkungan ke gelas ukur.

Temperatur maksimum yang dicapai oleh gelas ukur adalah 24,36

o

C.

Pada gelas ukur dapat dilihat jumlah volume metanol yang kembali pada

proses desorpsi. Volume metanol yang kembali setelah dilakukan pemanas dari

pukul 10.00 WIB sampai dengan jam 17.00 WIB ke gelas ukur adalah sebanyak

275 mL.

Dari data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa 1 kg karbon aktif

mampu menyerap/mengadsorpsi metanol sebanyak 275 mL dengan gelas ukur

diisolasi. Semua metanol kembali ke gelas ukur pada proses desorpsi yaitu 275

mL.

Jadi perbandingan antara massa karbon aktif dengan volume metanol yang

dapat diserap (adsorpsi) dan dilepaskan (desorpsi) adalah 1 kg karbon aktif

banding 275 mL metanol.

2.

Etanol

a. Adsorber

Berikut ini ditampilkan secara berturut-turut gambar grafik temperatur vs

waktu desorpsi etanol dan gambar grafik termperatur rata-rata desorpsi etanol.

Gambar 4.43 Grafik Temperatur dan Waktu Desorpsi pada Adsorber (etanol)

Temperatur maksimum yang dapat dicapai adsorber ketika proses desorpsi

etanol adalah 194,64

o

C. Rata-rata temperatur yang dapat dicapai pada adsorber

setelah dilakukan pemanasan adalah 176,10

o

C.

b. Gelas Ukur

Data-data temperatur yang diperoleh pada gelas ukur pada saat desorpsi

dapat ditampilkan seperti gambar grafik berikut ini.

Gambar 4.44 Grafik Temperatur vs Waktu Desorpsi pada Gelas Ukur (etanol)

Temperatur rata-rata di awal yaitu pada pukul 10.00 WIB adalah 10,40

o

C.

Temperatur pada gelas ukur terlihat semakin meningkat karena terjadi

perpindahan panas dari refrigeran yang bertemperatur tinggi ke gelas ukur yang

bertemperatur lebih rendah. Temperatur tertinggi yang dapat dicapai oleh gelas

ukur pada proses desorpsi adalah 26,26

o

C.

Pada gelas ukur dapat dilihat jumlah volume etanol yang kembali setelah

proses desorpsi. Volume etanol yang kembali setelah dilakukan pemanas dari jam

10.00 WIB sampai dengan jam 17.00 WIB ke dalam gelas ukur adalah sebanyak

250 mL.

Dalam 1 kg karbon aktif mampu menyerap/mengadsorpsi etanol sebanyak

250 mL. Etanol yang terdesorpsi adalah sebanyak 250 mL. Perbandingan yang

ideal antara adsorben karbon aktif dan etanol yang diperoleh adalah 1 kg karbon

aktif “banding” 250 mL Etanol.

3.

Amonia

a. Adsorber

Di bawah ini ditampilkan secara berturut-turut grafik temperatur vs waktu

desorpsi amonia dan gambar grafik temperatur rata-rata vs waktu desopsi amonia

pada adsorber.

Gambar 4.45 Grafik Temperatur dan Waktu Desorpsi Amonia pada Adsorber

Temperatur maksimum yang dapat dicapai pada adsorber setelah

dilakukan pemanasan adalah 195,35

o

C. Rata-rata temperatur desorpsi yang dapat

dicapai pada adsorber adalah 179,95

o

C.

b. Gelas Ukur

Proses desorpsi dimulai pada 10.00 WIB sampai dengan pukul 17.00 WIB

Data-data temperatur yang diperoleh pada gelas ukur pada saat desorpsi dapat

ditampilkan sebagai berikut ini.

Gambar 4.46 Grafik Temperatur vs Waktu Desorpsi Amonia pada Gelas Ukur

Temperatur gelas ukur pada pukul 10.00 WIB adalah 9,60

o

C. Ketika

lampu halogen pada alat uji kapasitas dihidupkan, maka temperatur pada adsorber

akan semakin meningkat sehingga adsorbat yang dikandung adsorben karbon aktif

keluar. Adsorbat bertemperatur tinggi ini akan masuk ke dalam gelas

bertemperatur lebih rendah. Pada saat itu juga terjadi perpindahan panas dari

refrigeran bertemperatur tinggi ke gelas ukur bertemperatur rendah. Temperatur

maksimum yang dapat dicapai oleh gelas ukur adalah 23,4

o

_C.

Volume amonia yang kembali setelah dilakukan pemanas dari jam 10.00

WIB sampai dengan jam 17.00 WIB ke dalam gelas ukur adalah sebanyak 200

mL.

Hal ini berarti semua amonia yang telah teradsorpsi karbon aktif kembali

ke dalam gelas ukur pada saat proses desorpsi. Dalam 1 kg karbon aktif mampu

menyerap/mengadsorpsi amonia sebanyak 200 mL. Perbandingan yang ideal

antara adsorben karbon aktif dan amonia dapat dituliskan: 1 kg karbon aktif

“banding” 200 mL Amonia.