Pengujian dengan Gelas ukur Tidak Diisolasi

BAB IV ANALISA DATA

4.1.1 Pengujian dengan Gelas ukur Tidak Diisolasi

Pada pengujian ini, gelas ukur dipengaruhi oleh lingkungan luar. Hal ini

akan berpengaruh terhadap kapasitas, temperatur dan tekanan pada alat uji. Data-

data atau hasil pengujian dengan gelas ukur tidak diisolasi dapat dijabarkan

sebagai berikut ini.

A.

Data Pemvakuman Alat Penguji Kapasitas Adsorpsi

1.

Metanol

Pengujian pertama adalah refrigeran metanol. Adsorber mulai dipanaskan

mulai pukul 10.00 WIB sampai dengan pukul 17.00 WIB dengan mengunakan

lampu pemanas alat uji kapasitas adsorpsi. Kemudian pada pukul 17.00 WIB

dilakukan pemvakuman alat pengujian kapasitas adsorpsi dengan menggunakan

pompa vakum. Pemvakuman dilakukan untuk mengeluarkan partikel-partikel

pengotor dan uap air. Perhatikan gambar grafik di bawah ini.

Gambar 4.2 Grafik Temperatur vs Waktu Pemvakuman Alat Penguji

Adsorpsi (metanol)

Data-data temperatur pada adsorber dan gelas ukur saat pemvakuman

adalah seperti berikut ini.

Temperatur awal percobaan pada adsorber adalah 26,56

o

C. Temperatur

maksimum adsorber yang dapat dicapai ketika pemanasan adalah 240,38

o

C yaitu

berada titik 8 thermocouple (pada pukul 16.44 WIB).

Perhatikan gambar grafik rata-rata temperatur adsorber di bawah ini.

Temperatur rata-rata adsorber bagian atas pada proses pemvakuman

adalah 192,03

o

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

b

adalah

82,28

o

C.

2. Etanol

Pengujian selanjutnya adalah pengujian terhadap etanol. Perlakuaan

pengujian etanol sama seperti pada pengujian metanol. Waktu pemanasan

adsorber berlangsung dari pukul 10.00 WIB sampai dengan 17.00 WIB. Di bawah

ini ditampilkan grafik temperatur adsorber pada saat pemanasan.

Gambar 4.4 Grafik Temperatur vs Waktu Pemvakuman (etanol)

Adapun hasil pengujian pemvakuman dapat dijelaskan sebagai berikut ini.

Temperatur awal percobaan adalah 28,10

o

C. Setelah dilakukan pemanasan

temperatur maksimum adsorber yang dapat dicapai adalah 236,69

o

C pada

thermocouple 8 (pada pukul 16.55 WIB).

Di bawah ini ditampilkan gambar grafik temperatur rata-rata adsorber pada

saat pengujian etanol.

Gambar 4.5 Grafik rata-rata Temperatur vs Waktu pemvakuman Adsorber

(etanol)

Temperatur rata-rata adsorber bagian atas pada proses pemanasan adalah

190,03

o

C. Berikut ini ditampilkan gambar grafik temperatur rata-rata adsorber

bagian atas. Temperatur pada titik channel 07 (bagian bawah adsorber) T

b

adalah

94,40

o

C.

3.

Amonia

Pengujian ketiga adalah pengujian amonia. Seperti halnya pengujian

metanol dan etanol, adsorber dipanaskan mulai pukul 10.00 WIB sampai dengan

pukul 17.00 WIB. Kemudian pada pukul 17.00 WIB dilakukan pemvakuman alat

uji kapasitas adsorpsi dengan menggunakan pompa vakum.

Pemvakuman dilakukan untuk mengeluarkan partikel-partikel pengotor

dan uap air yang berada pada karbon aktif sehingga adsorben dapat kembali aktif

untuk mengadsorpsi refrigeran.

Gambar 4.6 Grafik Temperatur vs Waktu Pemvakum (amonia)

Perhatikan gambar grafik di atas yaitu grafik adsorber ketika pemanasan

dengan lampu halogen 1000 W. Temperatur awal adsorber sebelum dilakukan

pemanasan adalah 27,49

o

C. Setelah dilakukan pemanasan temperatur maksimum

yang dapat dicapai pada adsorber adalah 205,29

o

C (pada titik thermocouple 8)

pada pukul 15.10 WIB. Temperatur pada titik channel 7 (bawah adsorber) T

b

adalah 109,73

o

C. Berikut ini ditunjukkan gambar grafik temperatur rata-rata

adsorber bagian atas.

Gambar 4.7 Grafik Temperatur Rata-Rata vs Waktu pada Adsorber (amonia)

Temperatur rata-rata adsorber bagian atas pada saat pemanasan adalah

181,92

o

C.

4.

Musicool

Pengujian selanjutnya adalah pengujian musicool yaitu salah satu

refrigeran hidrokarbon yang ramah lingkungan. Tetapi pada pengujian musicool

tidak berhasil diuji pada alat uji kapasitas adsorpsi. Karena musicool memiliki

titik didih yang cukup rendah. Pada tekanan atmosfir, titik didih Musicool R-134

mencapai -32,90

o

C. Akibatnya alat tidak dapat divakumkan dengan

pompa vakum ketika Musicool dimasukan ke dalam alat uji. Perhatikan gambar

berikut ini.

Gambar 4.8 Awal Sebelum Pengisian Musicool ke dalam Gelas Ukur

Gambar di atas adalah keadaan alat uji kapasitas adsorpsi sebelum

refrigeran MC-134 dimasukkan ke dalam alat uji kapasitas adsorpsi. Terlihat

bahwa adsorber masih berbentuk kotak dan sisi-sisinya masih rata.

Berikut merupakan gambar proses memasukkan musicool ke dalam gelas

ukur.

Gambar 4.9 Proses Pengisian Musicool ke dalam Alat Penguji

Setelah dilakukan pengisian musicool katup antara gelas ukur dan adsorber

dibuka, yang terjadi adalah alat uji mengembung akibat dari tekanan dari

musicool yang tinggi. Perhatikan perbedaan gambar adsorber berikut ini

(ditunjukkan garis merah) sebelum dan sesudah pengisian refrigeran MC-R134.

(a) Sebelum pengisian musicool

(b) Sesudah pengisian musicool.

Gambar 4.10 Setelah Pengisian Musicool ke Alat Uji

B.

Data Pengujian Adsorpsi

1.

Metanol

Adsorpsi dimulai pada pukul 17.00 WIB setelah selesai proses pemanasan

dan pemvakuman alat uji kapasitas adsorpsi. Pemanasan dihentikan diikuti

memasukkan refrigeran ke gelas ukur dan katup antara gelas ukur dan adsorber

dibuka sehingga terjadi proses adsorpsi. Proses adsorpsi dibiarkan sampai kesokan

harinya pada pukul 10.00 WIB.

Adapun data-data pada adsorber dan gelas ukur seperti temperatur,

tekanan, volume refrigeran yang terserap (adsorpsi) oleh 1 kg adsorben karbon

aktif adalah sebagai berikut ini.

a. Adsorber

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

setiap jam pada proses adsorpsi metanol.

Tabel 4.1 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

201,07

2

18.00

-0,7466

43,75

3

19.00

-0,7866

36,22

4

20.00

-0,8033

32,78

5

21.00

-0,8166

29,53

Mengembung

Naik 3

6

22.00

-0,8266

27,91

7

23.00

-0,8299

27,67

8

24.00

-0,8366

26,53

9

01.00

-0,8399

26,26

10

02.00

-0,8399

26,24

11

03.00

-0,8433

26,15

12

04.00

-0,8466

25,92

13

05.00

-0,8466

25,84

14

06.00

-0,8466

25,83

15

07.00

-0,8499

25,75

16

08.00

-0,8466

25,95

17

09.00

-0,8366

26,56

18

10.00

-0,8299

27,68

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

metanol.

Gambar 4.11 Grafik Tekanan vs Waktu Adsorpsi Metanol

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

diperoleh setelah dilakukan pemvakuman dengan mengunakan pompa vakum.

Tekanan pada keesokan harinya menurun menjadi -0,8299 Bar pada pukul 10.00

WIB. Penurunan tekanan ini disebabkan oleh penurunan temperatur alat uji

kapasitas adsorpsi.

-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 grafik temperatur dan waktu pada adsorber ketika adsorpsi

berlangsung dapat ditampilkan seperti gambar berikut.

Gambar 4.12 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi pada Adsorber (metanol)

Temperatur rata-rata terendah yang dapat dicapai pada adsorber terjadi

pada pukul 07.00 WIB yaitu 25,75

o

C.

b. Gelas Ukur

Di bawah ini ditampilkan gambar grafik temperatur vs waktu adsorpsi

metanol pada gelas ukur mulai pukul 17.00 WIB sampai dengan keesokan harinya

pada pukul 10.00 WIB.

Temperatur terendah pada gelas ukur pada saat adsorpsi metanol adalah

25,75

o

C. Temperatur terendah ini terjadi pada pukul 04.40 WIB. Pada proses

adsorpsi ini, volume refrigeran metanol yang mampu diserap (adsorpsi) oleh

karbon aktif 1 kg adalah sebesar 300 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 4.2 Data Pengukuran Tekanan dan Temperatur Rata-Rata Adsorpsi Etanol

No Pukul Tekanan (Bar)

Temperatur rata-rata (

o

C)

1

17.00

-0,5333

191,46

2

18.00

-0,7333

46,41

3

19.00

-0,7733

36,18

4

20.00

-0,7899

32,50

5

21.00

-0,8033

30,76

6

22.00

-0,8066

29,96

7

23.00

-0,8099

29,29

8

24.00

-0,8133

28,83

9

01.00

-0,8166

28,36

10 02.00

-0,8166

27,99

11 03.00

-0,8199

27,71

12 04.00

-0,8233

27,55

13 05.00

-0,8233

27,26

14 06.00

-0,8266

27,01

15 07.00

-0,8266

26,83

16 08.00

-0,8299

26,80

17 09.00

-0,8266

27,09

18 10.00

-0,8233

27,37

Gambar 4.14 Grafik Tekanan vs Waktu (etanol)

Tekanan awal pada proses ini adalah -0,5333 Bar. Tekanan ini menurun

seiring dengan menurunnya temperatur adsorber alat uji kapasitas adsorpsi dan

mencapai tekanan -0,8233 Bar pada pukul 10.00 WIB keesokan harinya.

Berikut ini ditampilkan gambar grafik temperatur vs waktu adsorpsi etanol

pada adsorber.

Gambar 4.15 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi Etanol pada Adsorber

Temperatur rata-rata terendah yang dapat dicapai oleh adsorber terjadi

o

-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

b. Gelas Ukur

Di bawah ditampilkan grafik temperatur vs waktu adsorpsi etanol pada

gelas ukur.

Gambar 4.16 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi Etanol pada Gelas Ukur

Temperatur terendah pada gelas ukur yang tercatat agilent adalah 26,8

o

_C

yaitu terjadi pada pukul 06.31 WIB. Volume etanol yang mampu diserap oleh 1

kg karbon aktif pada proses adsorpsi adalah sebesar 275 mL.

3.

Amonia

Adsorpsi amonia dimulai pada pukul 17.00 WIB sampai kesokan harinya

pada pukul 10.00 WIB. Data-data yang diperoleh adalah sebagai berikut ini.

a. Adsorber

Data-data tekanan dan temperatur rata-rata setiap jamnya pada proses

adsorpsi amonia dapat dilihat seperti tabel berikut ini.

Tabel 4.3 Data Pengukuran Tekanan dan Temperatur Rata-Rata Adsorpsi Amonia

No

Pukul Tekanan (Bar)

Temperatur rata-rata (

o

C)

1

17.00

-0,5333

181,91

2

18.00

-0,6266

42,74

3

19.00

-0,6666

35,48

4

20.00

-0,6799

33,31

5

21.00

-0,6933

30,24

6

22.00

-0,6966

29,47

7

23.00

-0,6999

29,05

8

24.00

-0,7033

28,69

9

01.00

-0,7033

28,48

10

02.00

-0,7066

28,23

11

03.00

-0,7099

28,06

12

04.00

-0,7133

27,69

13

05.00

-0,7133

27,48

14

06.00

-0,7166

27,13

15

07.00

-0,7199

26,99

16

08.00

-0,7233

26,69

17

09.00

-0,7199

27,01

18

10.00

-0,7033

28,56

Berikut ini ditampilkan gambar grafik tekanan vs waktu tiap jam pada

pengujian amonia.

Gambar 4.17 Grafik Tekanan vs Waktu Adsorpsi Amonia

Tekanan awal pada proses adsorpsi ini adalah -0,5333 Bar sama dengan

percobaan sebelumnya (metanol dan etanol). Tekanan semakin menurun seiring

dengan menurunnya temperatur adsorber. Tekanan alat uji kapasitas adsorpsi

menurun menjadi tekanan -0.7033 Bar pada pukul 10.00 WIB keesokan harinya.

Di bawah ini ditampilkan gambar grafik temperatur vs waktu adsorpsi

amonia 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

Gambar 4.18 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi Amonia pada Adsorber

Temperatur rata-rata terendah terjadi pada pukul 08.00 WIB yaitu sebesar

26,69

o

_C.

b. Gelas Ukur

Di bawah ditampilkan gambar grafik temperatur vs waktu adsorpsi amonia

pada gelas ukur.

Gambar 4.19 Grafik Temperatur vs Waktu Adsorpsi Amonia pada Gelas Ukur

Temperatur terendah pada gelas ukur adalah 26,38

o

_{C yaitu terjadi pada}

pukul 09.10 WIB. Volume refrigeran amonia yang dapat diserap oleh 1 kg

adsorben karbon aktif adalah 210 mL.

C. Data Pengujian Desorpsi

Setelah proses adsorpsi maka selanjutnya adsorben karbon aktif yang

mengandung refrigeran dipanaskan menggunakan lampu halogen alat penguji

kapasitas adsorpsi. Sehingga refrigeran yang terserap dalam adsorben karbon aktif

keluar dan masuk ke dalam gelas ukur. Pada gelas ukur telah ditempelkan skala

volume sehingga terlihat besar volume refrigeran yang kembali ke dalam gelas

ukur. Berikut ini 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 4.20 Grafik Temperatur dan Waktu Desorpsi Metanol pada Adsorber

Temperatur maksimum yang dapat dicapai pada adsorber ketika dilakukan

pemanasan adalah 240,02

o

C.

Pada gambar di bawah ini ditunjukkan grafik temperatur rata-rata desorpsi

pada adsorber.

Gambar 4.21 Grafik Temperatur Rata-Rata Desorpsi Metanol pada Adsorber

Temperatur rata-rata yang diperoleh pada adsorber pada proses desorpsi

adalah 190,88

o

C.

b. Gelas Ukur

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

metanol dapat ditampilkan pada grafik berikut ini.

Gambar 4.22 Grafik Temperatur vs Waktu Desorpsi Metanol pada Gelas Ukur

Temperatur pada gelas ukur terlihat di atas semakin naik dari pukul 10.00

WIB sampai dengan pukul 15.00 WIB. Ini disebabkan refrigeran keluar dari

adsorben pada temperatur tinggi masuk ke dalam gelas ukur sehingga terjadi

perpindahan panas dari refrigeran ke gelas ukur. Sedangkan pada pukul 15.00

WIB terjadi penurunan temperatur yang signifikan pada gelas ukur karena

refrigeran yang bertemperatur tinggi yang keluar dari adsorben sudah turun

seluruhnya ke dalam gelas ukur. Temperatur tertinggi yang dapat dicapai gelas

ukur pada saat desorpsi adalah 31,28

o

C.

Pada gelas ukur dapat dilihat jumlah volume metanol yang kembali pada

proses desorpsi. Volume metanol yang kembali setelah dilakukan pemanasan dari

pukul 10.00 WIB sampai dengan pukul 17.00 WIB ke dalam gelas ukur adalah

sebanyak 300 mL. Hal ini berarti bahwa semua metanol yang diserap pada proses

adsorpsi kembali semuanya ke dalam gelas ukur pada proses desorpsi.

Dari data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa 1 kg karbon aktif

mampu menyerap/mengadsorpsi metanol sebanyak 300 mL. Semua metanol

kembali ke gelas ukur pada proses desorpsi. Jadi perbandingan yang ideal antara

massa karbon aktif dengan volume metanol yang dapat diadsorpsi dan didesorpsi

adalah

1 kg karbon aktif “banding” 300 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.

Temperatur maksimum yang dapat dicapai pada adsorber ketika proses

desorpsi etanol adalah 241,11

o

C.

Gambar 4.24 Grafik Temperatur Rata-Rata Desorpsi Etanol pada Adsorber

Temperatur rata-rata yang dapat dicapai pada adsorber setelah dilakukan

pemanasan adalah 189,50

o

C.

b. Gelas Ukur

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

dapat ditampilkan seperti gambar grafik berikut ini.

Gambar 4.25 Grafik Temperatur vs Waktu Desorpsi pada Gelas Ukur (etanol)

Pada pukul 11.00 WIB sampai pukul 12.00 WIB terjadi peningkatan suhu

yang sangat tinggi. Ini disebabkan etanol yang bersuhu tinggi masuk ke gelas ukur

dalam jumlah yang banyak. Pada pukul 12.30 WIB terjadi penurunan temperatur

pada gelas ukur karena jumlah etanol yang bersuhu tinggi semakin berkurang

masuk ke dalam gelas ukur. Etanol terdesorpsi seluruhnya dari adsorber pada

pukul 14.00 WIB. Temperatur maksimum yang dicapai pada gelas ukur adalah

34,94

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

275 mL. Hal ini berarti berarti semua etanol yang teradsorpsi di dalam adsorben

karbon aktif kembali ke dalam gelas ukur pada proses desorpsi.

Dalam 1 kg karbon aktif mampu mengadsorpsi dan mendesorpsi etanol

sebanyak 275 mL. Perbandingan yang diperoleh adalah:

1 kg karbon aktif “banding” 275 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 desorpsi amonia

pada adsorber.

Gambar 4.26 Grafik Temperatur dan Waktu Desorpsi Amonia pada Adsorber

Temperatur maksimum yang dapat dicapai pada adsorber setelah

dilakukan pemanasan adalah 233,56

o

_C.

Gambar 4.27 Grafik Temperatur Rata-Rata Desorpsi Amonia pada Adsorber

Temperatur rata-rata adsorber pada proses desorpsi adalah 179,34

o

_C.

b. Gelas Ukur

Proses desorpsi dimulai pada 10.00 WIB sampai dengan pukul 17.00 WIB

Temperatur yang diperoleh pada gelas ukur pada proses desorpsi dapat

ditampilkan seperti gambar berikut ini.

Gambar 4.28 Grafik Temperatur vs Waktu Desorpsi Amonia pada Gelas Ukur

Grafik di atas terlihat pada pukul 11.00 WIB sampai dengan pukul 13.00

WIB terjadi peningkatan temperatur pada gelas ukur. Hal ini disebabkan amonia

dengan temperatur tinggi keluar dari adsorben masuk ke dalam gelas ukur.

Sehingga terjadi perpindahan panas dari amonia bersuhu tinggi ke gelas ukur

bersuhu lebih rendah.

Volume amonia yang kembali setelah dilakukan pemanas dari pukul 10.00

WIB sampai dengan pukul 17.00 WIB ke dalam gelas ukur adalah sebanyak 210

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 dan mendesorpsi amonia sebanyak 210 mL.

Perbandingan ideal yang diperoleh adalah 1 kg karbon aktif “banding” 210 mL

Amonia