5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.2. Saran
Perlu dilakukan kajian lebih lanjut mengenai kandungan garam untuk memenuhi Standar Nasional Indonesia sehingga dapat meningkatkan kualitas dari garam yang diihasilkan.
DAFTAR PUSTAKA
Cammack, R. 2006. Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology. Oxford University Press. New York. 720 h.
Enger, E. D dan Bradley, S. 2009. Environmental Science: A Study of Interrelationships. McGraw-Hill. New York. 512 h.
Fardiaz, S. 1992. Polusi air dan udara. Kanisius. Yogyakarta. 193 h.
Fielding, A dan Annelise, F. 2006. The salt industry. Osprey Publishing. 56 h. Gupta. 2005. Thermodynamics. Pearson Education India. New Delhi. 552 h. Hardjasoemantri, K dan Abdurrahman. 2001. Hukum dan lingkungan hidup di
Indonesia. Universitas Indonesia. Jakarta. 618 h.
Hasyim, I. 2006. Siklus krisis di sekitar energi. Proklamasi Pub. House. Michigan. 170 h.
Homig, H. E. 1978. Seawater and Seawater Distillation, Vulkan-Verlag. University of California. 202 h.
Irianto, K. 2004. Gizi dan Pola Hidup Sehat. Yrama Widya. Bandung. 352 h. Jansen, T. J. 1995. Teknologi rekayasa surya. Diterjemahkan oleh Wiranto
Arismunandar. PT Pradnya Paramita. Jakarta. 237 h.
Kementrian Kesehatan Republik Indonesia. 2010. Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492/MENKES/PER/IV/2010 Tentang
Persyaratan Kualitas Air Minum. Menteri Kesehatan Republik Indonesia. Jakarta. 16 h.
Kodoatie, R. J. dan Roestam, S. 2010. Tata ruang air. Andi. Yogyakarta. 539 h. Lakitan, B. 2004. Dasar-dasar klimatologi. PT Raja Grafindo Persada, Jakarta.
175 h.
Linsley dan Franzini. 1995. Teknik sumber daya air. Erlangga. Jakarta. 112 h. Marsum, A. dan Widiyanto, A. 2004. Efisiensi model destilator tenaga surya
dalam memproduksi air tawar dari air laut. Poltekkes Depkes RI. Semarang. 367 h.
Meinawati, R. 2010. Rancang Bangun Desalinator Air Laut Tipe Evaporasi. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. 50 h.
Migliorini, G dan Elena, L. 2004. Seawater reverse osmosis plant using the pressure exchanger for energy recovery: a calculation model. Desalination. 165: 289 – 298.
Nanawi, G. 2001. Kualias Air dan Kegunaannya di Bidang Pertanian, Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan. Jakarta. 36 h.
Purnawijayanti, H A. 2001. Sanitasi, higiene, dan keselamatan kerja dalam pengolahan makanan. Kanisius. Yogyakarta. 104 h.
Rao, Y. V. 2001. Heat Transfer. Universities Press. New Delhi. 476 h. Salvato, J. A. 1972. Environmental engineering and Ssnitation,
Wiley-Interscience. University of California. 919 h.
Sanropie, D. et,al. 1984. Pedoman Bidang Studi Penyediaan Air Bersih. APK-TS Proyek Pengembangan Pendidikan Tenaga dan Sanitasi Pusat. Pusat Pendidikan dan Latihan Pegawai Departemen Kesehatan Republik Indonesia. 349 h.
Sedivy, V.M. 2009. Enviromental Balance of Salt Production Speaks in Favour of Solar Saltlwork. Global NEST Journal. 11 (1): 41-48.
Som, S. K. 2008. Introduction To Heat Transfer. PHI Learning Pvt. New Delhi. 563 h.
Wagner, R. H. 1971. Environment and man. Norton. University of Minnesota. 491 h.
Lampiran 1. Data hasil ujicoba lapang Hari/Tanggal : Selasa, 30 November 2010 Volume Air : 20 liter
Waktu Lokal Suhu (
o
C) Volume
Air (ml)
Lingkungan Air Kaca
09.00 32 44 42 35 09.30 32 48 43 38 10.00 33 50 45 50 10.30 33 55 52 100 11.00 33 59 54 230 11.30 32 58 53 220 12.00 24 50 45 155 12.30 24 44 30 340 13.00 25 39 32 140 13.30 26 38 34 80 14.00 28 41 40 170 14.30 30 44 42 50 15.00 30 45 43 300 Maksimum 33 54 59 1908 Minimum 24 30 38 Rata-rata 29,38 42,69 47,31
Hari/Tanggal : Rabu, 1 Desember 2010 Volume Air : 18 Liter
Waktu Lokal Suhu (
o
C) Volume
Air (ml)
Lingkungan Air Kaca
09.00 34 49 45 400 09.30 34 54 48 220 10.00 36 58 54 165 10.30 36 60 56 170 11.00 37 60 56 190 11.30 37 63 57 355 12.00 36 63 57 350 12.30 36 62 56 330 13.00 34 60 54 290 13.30 32 55 52 120 14.00 31 45 40 110 14.30 30 38 33 80 15.00 27 32 29 50 Maksimum 37 57 63 2830 Minimum 27 29 32 Rata-rata 33,85 49,00 53,77
Hari/Tanggal : Kamis, 2 Desember 2010 Volume Air : 15 Liter
Waktu Lokal Suhu (
o
C) Volume
Air (ml)
Lingkungan Air Kaca
09.00 36 56 48 355 09.30 38 58 50 390 10.00 39 59 55 200 10.30 39 60 55 235 11.00 37 58 53 220 11.30 32 56 46 450 12.00 34 60 50 535 12.30 36 60 54 310 13.00 37 63 56 420 13.30 36 58 50 380 14.00 34 55 46 375 14.30 32 50 45 150 15.00 31 42 40 100 Maksimum 39 63 56 4120 Minimum 31 42 40 Rata-rata 35,46 56,54 49,85
Hari/Tanggal : Jumat, 3 Desember 2010 Volume Air : 11 Liter
Waktu Lokal Suhu (
o
C) Volume
Air (ml)
Lingkungan Air Kaca
09.00 30 42 34 170 09.30 33 44 38 130 10.00 33 46 40 155 10.30 34 48 42 160 11.00 34 51 44 230 11.30 34 51 46 160 12.00 33 50 44 175 12.30 33 52 46 210 13.00 33 54 48 220 13.30 28 53 42 420 14.00 30 54 44 410 14.30 32 52 44 300 15.00 33 51 44 320 Maksimum 34 54 48 3060 Minimum 28 42 34 Rata-rata 32,31 49,85 42,77
Hari/Tanggal : Sabtu, 4 Desember 2010 Volume Air : 8 Liter
Waktu Lokal Suhu (
o
C) Volume
Air (ml)
Lingkungan Air Kaca
09.00 36 52 46 210 09.30 33 52 46 220 10.00 33 53 44 335 10.30 32 55 46 365 11.00 30 54 43 435 11.30 25 50 30 640 12.00 22 42 28 321 12.30 24 40 30 230 13.00 26 40 32 160 13.30 25 36 32 80 14.00 25 34 30 50 14.30 25 34 30 60 15.00 26 36 32 80 Maksimum 36 55 46 3186 Minimum 22 34 28 Rata-rata 27,85 44,46 36,08
Hari/Tanggal : Minggu, 5 Desember 2010 Volume Air : 5 Liter
Waktu Lokal Suhu (
o
C) Volume
Air (ml)
Lingkungan Air Kaca
09.00 34 52 46 210 09.30 33 52 46 205 10.00 34 52 45 240 10.30 33 55 46 375 11.00 32 55 45 220 11.30 31 53 44 340 12.00 33 53 44 335 12.30 34 54 45 370 13.00 33 54 43 440 13.30 32 53 42 425 14.00 31 51 42 310 14.30 32 50 43 230 15.00 30 50 42 310 Maksimum 34 55 46 4010 Minimum 30 50 42 Rata-rata 32,46 52,62 44,08
Lampiran 2. Foto Kegiatan
Foto alat pemisah garam dan air tawar dengan menggunakan energi matahari
Wadah Penjemuran
Lampiran 3. Tabel Uap (Gupta, 2005) t ps vg hfg Sfg o C bar N/m2 m3/kg kJ/kg kJ/(kg.K) 10 0,01227 1227 1006,4 2477,2 8,749 11 0,01312 1312 99,9 2474,9 8,71 12 0,01401 1401 93,83 2472,5 8,671 13 0,01497 1497 88,17 2470,2 8,633 14 0,01597 1597 82,89 2467,8 8,594 15 0,01704 1704 77,97 2465,5 8,556 16 0,01817 1817 73,37 2463,1 8,518 17 0,01936 1936 69,09 2460,8 8,481 18 0,02063 2063 65,08 2458,4 8,444 19 0,02196 2196 61,34 2456 8,407 20 0,02337 2337 57,84 2453,7 8,37 21 0,02486 2486 54,56 2451,4 8,334 22 0,02642 2642 51,49 2449 8,297 23 0,02808 2808 48,62 2446,6 8,261 24 0,02982 2982 45,92 2444,2 8,226 25 0,03166 3166 43,4 2441,8 8,19 26 0,0336 3360 41,03 2439,5 8,155 27 0,03564 3564 38,81 2437,2 8,12 28 0,03778 3778 36,73 2434,8 8,085 29 0,04004 4004 34,77 2432,4 8,05 30 0,04242 4242 32,93 2430 8,016 32 0,04754 4754 29,57 2425,3 7,948 34 0,05318 5318 26,6 2420,5 7,881 36 0,0594 5940 23,97 2415,8 7,814 38 0,06624 6624 21,63 2411 7,749 40 0,07375 7375 19,55 2406,2 7,684 42 0,08198 8198 17,69 2401,4 7,62 44 0,091 9100 16,03 2396,6 7,557 46 0,1009 10090 14,56 2391,8 7,494 48 0,1116 11160 13,23 2387 7,433 50 0,1233 12330 12,04 2382,1 7,371 55 0,1574 15740 9,578 2370,1 7,223 60 0,1992 19920 7,678 2357,9 7,078 65 0,2501 25010 6,201 2345,7 6,937 70 0,3116 31160 5,045 2333,3 6,8 75 0,3855 38550 4,133 2320,8 6,666 80 0,4736 47360 3,408 2308,3 6,536 85 0,578 57800 2,828 2295,6 6,41 90 0,7011 70110 2,361 2282,8 6,286 95 0,8453 84530 1,982 2269,8 6,166
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sulitnya masyarakat di beberapa daerah di Indonesia dalam memenuhi kebutuhan air bersih saat ini masih menjadi permasalahan yang belum
terpecahkan. Upaya yang dapat dilakukan untuk penyediaan air bersih adalah dengan memanfaatkan air yang ada, salah satunya adalah air laut. Untuk dapat dimanfaatkan maka air laut perlu diolah terlebih dahulu. Salah satu cara pengolahan yang praktis dan ramah lingkungan adalah dengan destilasi tenaga surya. Pemanfaatan tenaga surya untuk destilasi air laut menjadi air tawar juga merupakan bentuk pemanfaatan energi alternatif.
Garam merupakan kebutuhan dapur manusia yang bermanfaat bagi kelangsungan hidupnya. Kebutuhan tubuh manusia dengan garam sangatlah penting. Meskipun produksi garam lokal terus mengalami peningkatan tiap tahunnya, akan tetapi menurut Partogi Pangaribuan, Direktur Impor Kementerian Perdagangan tahun 2010, Indonesia masih mengimport garam sebanyak 150 ribu ton untuk tahun 2010. Hal ini sangatlah ironis mengingat bahwa negara kita merupakan negara maritim dengan garis pantai terpanjang nomor dua di dunia.
Sekitar 16,42 juta jiwa penduduk Indonesia merupakan masyarakat yang hidup di kawasan pesisir. Pilihan untuk hidup di kawasan pesisir tentu sangat relevan mengingat banyaknya potensi sumber daya alam hayati maupun non-hayati, sumber daya buatan serta jasa lingkungan yang sangat penting bagi penghidupan masyarakat. Namun hal ini tidak menjadikan sepenuhnya masyarakat pesisir sejahtera. Masih rendahnya produktivitas mereka
menyebabkan mereka sulit untuk keluar dari ketidaksejahteraan. Diharapkan dengan dikembangkannya alat untuk memproduksi air bersih dan garam ini dapat menaikkan produktivitas sehingga mampu meningkatkan tingkat kesejahteraan mereka.
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang serta membuat alat yang dapat memisahkan garam dan air tawar dari bahan baku air laut dengan menggunakan energi matahari.
3. BAHAN DAN METODE
3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret sampai dengan Desember 2010. Kegiatan penelitian ini terdiri dari tiga proses, yaitu perancangan,
pembuatan, dan uji coba. Proses perancangan dan pembuatan dilaksanakan dari bulan Maret sampai dengan Oktober bertempat di Bengkel Workshop Akustik dan Instrumentasi Kelautan, Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, FPIK, IPB.
Proses uji coba dilakukan di Bengkel Workshop Akustik dan Instrumentasi Kelautan, Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, FPIK, IPB dengan sampel air diambil dari Pantai Teluk Pelabuhan Ratu. Proses yang bertujuan untuk melihat kinerja dari alat yang dibuat dan juga pengambilan data parameter yang mempengaruhi kinerja suatu alat destilasi ini dilakukan pada tanggal 30
November sampai dengan 5 Desember 2010 yang termasuk pada musim penghujan.
3.2 Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam proses pembuatan meliputi gergaji kayu, palu, bor listrik, mesin gerinda, obeng, roll meter, amplas, kikir, kuas, penggaris siku, mesin serut, pemotong kaca, dan leafet. Alat-alat yang digunakan untuk uji coba alat meliputi, termometer raksa, botol plastik, botol kaca, tali rafia, gelas ukur, lembar data, pulpen, stopwatch, lakban, ember, dan kertas pH. Alat-alat yang digunakan untuk pengujian di laboratorium meliputi refraktometer, gelas
ukur, desikator, cawan penguapan, kertas saring, pinset, oven, mesin vacum, dan timbangan digital.
Bahan-bahan yang digunakan dalam proses pembuatan meliputi kayu kaso ukuran 4x7, paku, triplek, lem kayu, paralon, double tip, lakban, resin, katalis, serat fiber, sterofoam, cat hitam, alumunium foil, alumunium ukuran 4x6 cm, bingkai alumunium, kaca transparan 5 mm, engsel pintu, baut, lem silikon, keran, drum plastik, sedangkan bahan yang butuhkan dalam uji coba berupa sampel air laut sebanyak 20 liter.
3.3 Pembuatan Alat
Pengerjaan alat disusun ke dalam beberapa tahap yang mencangkup perencanaan dan pola pelaksanaan kerja. Desain cara kerja alat tersebut diatur sesuai algoritma pada Gambar 3 meliputi: persiapan, perumusan masalah, perancangan model, pengujian model, perancangan perangkat, penyatuan perangkat, dan pengujian sistem hingga memenuhi syarat. Perancangan model meliputi pembuatan desain dan pemilihan bahan yang akan digunakan. Pemilihan bahan yang tepat sangat mempengaruhi kinerja dan daya tahan alat. Yang perlu diperhatikan dalam pemilihan bahan untuk pembuatan alat destilasi adalah sifat korosifnya. Untuk itu bahan-bahan yang digunakan adalah bahan-bahan yang tidak korosif.
Perancangan model dilakukan berupa pengujian desain dalam bentuk miniatur. Hal ini bertujuan untuk melihat apakah desain yang dibuat sudah dapat bekerja secara optimal. Apabila kinerja dari model belum dapat bekerja secara optimal maka perlu dilakukan perubahan pada desain yang telah dibuat,
sedangkan apabila model sudah berjalan secara optimal maka lanjut ke tahap berikutnya, yaitu pembuatan alat. Pembuatan alat mencangkup pembuatan bak, pembuatan atap ruang evaporasi, dan pembuatan saluran keluaran dari air tawar. Bagian-bagian yang telah dibuat pada tahap sebelumnya diintegrasikan menjadi alat destilator. Selanjutnya dilakukan ujicoba, ujicoba mencangkup pengukuran parameter yang mempengaruhi kinerja alat destilasi.
Gambar 3. Diagram Alir Pembuatan Alat Mulai Persiapan Perumusan Masalah Perancangan Model Model Sesuai Ya Tidak
Pembuatan Bagian Destilasi
Integrasi Bagian Destilasi
Ujicoba
Berhasil Selesai
Tidak
3.4 Alat Pemisah Garam dan Air Tawar
Alat pemisah garam dan air tawar ini merupakan alat destilasi dengan prinsip evaporasi yang terdiri dari dua bagian utama yaitu bak penjemuran (Gambar 4) dan ruang evaporasi (Gambar 5). Bak penjemuran (a) terbuat dari bahan fiber yang dicat warna hitam dengan ukuran 200 x 120 x 5 cm.
Penggunaan bak yang terbuat dari fiber ditujukan untuk menghindari korosi yang disebabkan oleh air laut, sedangkan pemilihan warna hitam bertujuan untuk meningkatkan kemampuan bak penjemuran menyerap kalor. Selain sebagai wadah penjemuran air, bak tersebut juga berperan sebagai kolektor pelat datar yang berfungsi untuk menyerap panas. Energi matahari akan memanasi permukaan pelat kolektor secara langsung sehingga panas yang terserap lebih besar. Untuk mengurangi kehilangan energi panas ke lingkungan maka di sisi luar bak penjemuran dilapisi insulator (b) berupa sterofoam dengan ketebalan 3 cm. Pada bagian luar, sebagai penahan atap ruang evaporasi dibuat cassing dari kayu dengan ketebalan 6 cm (c). Pada bagian bawah ini juga terdapat saluran air tawar hasil destilasi (d) yang terbuat dari pipa PVC.
Gambar 4. Bagian bawah alat pemisah garam dan air tawar Rangka atap ruang evaporasi terbuat dari bahan alumunium untuk menghindari terjadinya korosi (e). Sedangkan dinding dari ruang evaporasi terbuat dari kaca transparan ketebalan 4 mm (f). Ruangan ini memiliki tinggi 60 cm dengan kemiringan penutup 40o. Kemiringan kaca penutup tidak boleh terlalu landai agar embun yang terbentuk pada kaca penutup tidak jatuh kembali ke bak penjemuran tetapi mengalir ke saluran air hasil destilasi. Penggunaan kaca dipilih sebagai penutup dikarenakan kaca mempunyai sifat kaku, tahan terhadap panas matahari, memiliki daya tembus yang baik, serta memiliki emisivitas yang baik yaitu sebesar 0,98. Selain itu kaca merupakan bahan yang baik untuk
mengalirnya air. Keterangan:
(a)= Bak penjemuran
(b)= Insulator (sterofoam) (c)= Kayu
Gambar 5. Bagian atap alat pemisah garam dan air tawar
Gambar 6. Alat pemisah garam dan air tawar Keterangan:
(e)= almumunium (f)= kaca
(g)= pegangan almumunium
Gambar 7. Alat pemisah garam dan air tawar tampak atas
Gambar 9. Alat pemisah garam dan air tawar tampak samping
3.5 Proses Pengambilan Data
Proses pengambilan data dilakukan dengan cara menjemur 20 liter air laut hingga semua air tersebut menguap. Selama proses penjemuran tersebut
dilakukan pengukuran suhu lingkungan, kaca, dan air laut serta volume air hasil destilasi dan berat kering kriostal garam yang terbentuk..
Pengambilan data suhu dan volume dilakukan dari pukul 09.00 sampai dengan pukul 16.00. Ujicoba dilakukan pada pukul tersebut karena diharapkan pada jam tersebut panas dari energi matahari dalam keadan maksimal. Semua air destilasi yang di tampung diukur setiap 20 menit menggunakan gelas ukur. Suhu diukur menggunakan termometer raksa dengan pencatatan setiap 20 menit. Semua endapan garam yang terbentuk kemudian ditimbang berat keringnya menggunakan timbangan digital.
3.6 Variabel Penelitian
Variabel yang dikur mencangkup suhu lingkungan, suhu air laut di dalam ruang evaporasi, suhu kaca penutup ruang evaporasi, dan volume air tawar yang
dihasilkan. Variabel tersebut lah yang nantinya sangat mempengaruhi unjuk kerja dari alat destilator (Gambar 10).
Gambar 10. Diagram Alir Variabel Pengukuran
3.7 Prinsip Kerja Alat
Radiasi surya yang diserap oleh air sebagai panas , dipindahkan ke tutup dengan cara konveksi ( ), radiasi ( ), dan penguapan ( ). Dengan
asumsi tidak ada kehilangan panas melalui alas dan sisi-sisinya, maka kesetimbangan energi pada air dapat ditentukan dengan persamaan
... (5) Komponen konveksi ditentukan dengan persamaan
... (6) dimana adalah tekanan parsial uap air (N/m2) yang diperoleh dari tabel uap (Lampiran 3) pada temperatur (K) air (Tw) dan kaca (Tc). Komponen penguapan ditentukan dengan persamaan
... (7)
Destilator Tenaga Surya
Suhu lingkungan
Suhu air laut di dalam ruang evaporasi
Suhu kaca penutup ruang evaporasi
Volume air
Efisiensi / unjuk kerja model alat
Selisih suhu antara suhu lingkungan dengan suhu kaca
Jumlah air tawar yang dihasilkan
sedangkan komponen radiasi ditentukan dengan persamaan
... (8) dimana adalah konstanta Boltzmann sebesar 5,67x10-8 W/m2.K4 dan adalah emisivitas sebesar 0,9. Untuk menentukan laju penguapan maka digunakan rumus
... (9)
dimana merupakan panas laten penguapan yang diperoleh dari tabel uap dalam
satuan kJ/kg (Jansen, 1995).
3.8 Analisis Hasil
Analisis hasil dilakukan di Laboraturium Lingkungan Budidaya Perairan, Departemen Budidaya Perairan, FPIK-IPB meliputi pengukuran salinitas, pH, total suspended solids (TSS), dan bobot kering garam. Salinitas diukur
menggunakan refraktometer sedangkan pH diukur menggunakan pH meter digital. Penentuan TSS digunakan metode gravimetri langkah-langkah proses sebagai berikut:
a) Menyiapkan kertas saring dan cawan penguapan dipananskan dengan suhu 105oC selama 20 menit. Kemudian diambil dan didinginkan ke dalam desikator selama ± 5 menit lalu ditimbang untuk mengetahui beratnya (berat kering). b) Mengukur sempel air laut dan sempel air hasil sebanyak 100 ml.
c) Menyaring masing-masing sampel dengan kertas saring yang sudah diketahui beratnya.
d) Masukkan ke dalam oven dengan suhu 105oC selama 1 jam, kemudian dinginkan dalam desikator selama ± 15 menit lalu.
f) TSS dihitung dengan menggunakan rumus :
3
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Air
Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi. Air dapat berubah wujud:
dapat berupa zat cair atau sebutannya “air”, dapat berupa benda padat yang disebut “es”, dan dapat pula berupa gas yang dikenal dengan nama “uap air”.
Perubahan fisik bentuk air ini tergantung dari lokasi dan kondisi alam. Ketika dipanaskan sampai 100oC maka air berubah menjadi uap dan pada suhu tertentu uap air berubah kembali menjadi air. Pada suhu yang dingin di bawah 0oC air berubah menjadi benda padat yang disebut es atau salju.
Air dapat juga berupa air tawar (fresh water) dan dapat pula berupa air asin (air laut) yang merupakan bagian terbesar di bumi ini. Di dalam lingkungan alam proses, perubahan wujud, gerakan aliran air (di permukaaan tanah, di dalam tanah, dan di udara) dan jenis air mengukuti suatu siklus keseimbangan dan dikenal dengan istilah siklus hidrologi (Kodoatie dan Sjarief, 2010).
Air laut merupakan air yang berasal dari laut, memiliki rasa asin, dan memiliki kadar garam (salinitas) yang tinggi. Rata-rata air laut di lautan dunia memiliki salinitas sebesar 35, hal ini berarti untuk setiap satu liter air laut terdapat 35 gram garam yang terlarut di dalamnya. Kandungan garam-garaman utama yang terdapat dalam air laut antara lain klorida (55%), natrium (31%), sulfat (8%), magnesium (4%), kalsium (1%), potasium (1%), dan sisanya (kurang dari 1%) terdiri dari bikarbonat, bromida, asam borak, strontium, dan florida. Keberadaan garam-garaman ini mempengaruhi sifat fisis air laut seperti densitas,
kompresibilitas, dan titik beku (Homig, 1978). Air dengan salinitas tersebut tentunya tidak dapat dikonsumsi.
Air tawar adalah air dengan kadar garam dibawah 0,5 ppt (Nanawi, 2001). Menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001
Tentang Pengendalian Kualitas Air dan Pengendalian Kualitas Pencemaran, Bab
I Ketentuan Umum pasal 1, menyatakan bahwa μ “Air tawar adalah semua air
yang terdapat di atas dan di bawah permukaan tanah, kecuali air laut dan air
fosil.”, sedangkan menurut Undang-Udang RI No. 7 Tahun 2004 tentang Sumber
Daya Air (Bab I, Pasal 1), butir 2 disebutkan bahwa “Air adalah semua air yang
terdapat pada, di atas, ataupun di bawah permukaan tanah, termasuk dalam pengertian ini air permukaan, air tanah, air hujan, dan air laut yang berada di
darat.”. Butir 3 menyebutkan “Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan atau batuan di bawah permukaan tanah.”. Karakteristik kandungan dan sifat fisis
air tawar sangat bergantung pada tempat sumber mata air itu berasal dan juga teknik pengolahan air tersebut.
Menurut Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492/MENKES/PER/IV/2010 Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum, Pasal 1 menyatakan bahwa μ “Air minum adalah air yang melaui proses pengolahan atau
tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung
diminum”.
2.2 Kebutuhan Air
Air merupakan salah satu kebutuhan pokok mahluk hidup termasuk manusia. Dalam kehidupan sehari-hari keberadaan air sangatlah penting. Karena
keberadaannya yang sangat penting, maka keberadaan dan penggunaanya perlu dijaga dengan baik. Irianto (2004) mengemukakan bahwa kebutuhan air yang dimasukan dalam tubuh tergantung dari jumlah air yang dikeluarkan tubuh. Air yang dimasukan dalam tubuh dapat berupa air minum, makanan, dan buah-buahan. Pengeluaran air dari tubuh sebagai bentuk sisa metabolisme atau karena penyakit tertentu. Penderita penyakit muntah berak (Cholera) akan mengeluarkan banyak cairan dari dalam tubuh. Kekurangan cairan dari dalam tubuh dapat menyebabkan dehidrasi yang dapat mengakibatkan kematian. Air di dalam tubuh memiliki fungsi (a) membantu proses pencernaan yang memungkinkan terjadinya reaksi biokimia dalam tubuh, (b) menjaga kerja alat tubuh tidak terganggu, dan (c) membuang zat sisa dari dalam tubuh serta menjaga suhu tubuh agar tetap normal.
Menurut dokter dan ahli kesehatan manusia wajib minum air putih delapan gelas per hari. Tumbuhan dan binatang juga mutlak membutuhkan air. Semua organisme yang hidup tersusun dari sel-sel yang berisi air sedikitnya 60% dan aktivitas metaboliknya mengamil tempat di larutan air (Enger dan Smith, 2009). Tanpa air keduanya akan mati. Sehingga dapat dikatakan air merupakan salah satu sumber kehidupan. Dengan kata lain air merupakan zat yang paling esensial dibutuhkan oleh mkhluk hidup. Dapat disimpulkan bahwa untuk kepentingan manusia dan kepentingan komersial lainnya, ketersediaan air dari segi kualitas maupun kuantitas mutlak diperlukan.
Di Amerika Serikat ditentukan 600 liter per kapita per hari (Linsley dan Franzini, 1985). Di Indonesia diperlukan air berkisar 100 – 150 liter/orang /hari. Kebutuhan air minimal untuk daerah pedesaan menurut standar WHO
adalah sebesar 60 liter/orang/hari (Sanropie, 1984). Menurut Irianto (2004) setiap hari selama 24 jam manusia membutuhkan asupan air sekitar 2,5 liter.
2.3 Standar Kualitas Air Bersih
Standar kualitas air adalah ketentuan-ketentuan yang biasa dituangkan dalam bentuk pernyataan atau angka yang menunjukkan persyaratan yang harus dipenuhi agar air tersebut tidak menimbulkan gangguan kesehatan, penyakit, gangguan teknis dan gangguan dalam segi estetika (Sanropie, 1984). Secara kimia standar kualiatas air bersih dibagi ke dalam lima bagian, yaitu (a) di dalam air minum tidak boleh terdapat zat-zat yang beracun, (b) tidak ada zat yang menimbulkan gangguan kesehatan, (c) tidak mengandung zat-zat kimia yang melebihi batas tertentu sehingga bisa menimbulkan gangguan teknis, dan (e) tidak boleh mengandung zat-zat kimia yang melebihi batas tertentu sehingga bisa menimbulkan gangguan ekonomi. Dengan mengacu pada persyaratan di atas, maka keberadaan zat-zat kimia masih diperbolehkan dalam air minum asalkan jumlahnya tidak melebihi batas yang telah ditentukan oleh Baku Mutu Air Minum.
Secara biologis, air minum tidak boleh mengandung kuman parasit, kuman patogen, dan bakteri coli. Persyaratan bakteriologis air bersih berdasarkan
kandungan jumlah total bakteri Coliform dalam air bersih setiap 100 ml air contoh menurut Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor
416/MENKES/PER/IX/1990 adalah (a) air bersih yang berasal dari selain perpipaan, kadar maksimum yang diperbolehkan untuk jumlah total bakteri Coliform setiap 100 ml air contoh jumlahnya tidak boleh melebihi 50. (b) Air
bersih yang berasal dari perpipaan, kadar maksimum total bakteri Coliform tidak diperbolehkan melebihi 10 per 100 ml air contoh, sedangkan secara fisik, air bersih haruslah jernih, tidak berbau, dan tidak berwarna.
2.4 Pengolahan Air
Tidak semua air yang terdapat di alam layak untuk dikonsumsi. Agar dapat layak dikonsumsi, diperlukan upaya pengolahan air. Upaya pengolahan air pada hakikatnya adalah untuk memenuhi kebutuhan dengan mengacu pada syarat kuantitas, kualitas, kontinuitas, dan ekonomis.
Air laut memiliki kadar garam sekitar 33.000 mg/lt, sedangkan kadar garam pada air payau berkisar 1000 – 3000 mg/lt. Air minum tidak boleh mengandung garam lebih dari 400 mg/lt. Agar air laut atau air payau bisa dikonsumsi sebagai air minum maka perlu proses pengolahan terlebih dahulu. Pengolahan air laut menjadi air minum pada dasarnya adalah menurunkan kadar garam sampai dengan konsentrasi kurang dari 400 mg/lt.
2.4.1 Destilasi
Destilasi merupakan istilah lain dari penyulingan, yakni proses pemanasan suatu bahan pada berbagai temperatur, tanpa kontak dengan udara luar untuk memperolah hasil tertentu. Penyulingan adalah perubahan bahan dari bentuk cair ke bentuk gas melalui proses pemanasan cairan tersebut, dan kemudian
mendinginkan gas hasil pemanasan, untuk selanjutnya mengumpulkan tetesan cairan yang mengembun (Cammack, 2006).
Salvato (1972) mengemukakan bahwa destilasi sangat berguna untuk konversi air laut menjadi air tawar. Konversi air laut menjadi air tawar dapat dilakukan dengan teknik destilasi panas buatan, destilasi tenaga surya,
elektrodialisis, osmosis, gas hydration, freezing, dan lain-lain. Homig (1978) menyatakan bahwa untuk pembuatan instalasi destilator yang terpenting adalah harus tidak korosif, murah, praktis dan awet.