MODEL ALAT DESTILASI AIR LAUT ENERGI SURYA DENGAN PENUTUP BERBENTUK PRISMA

(1)

MODEL ALAT DESTILASI AIR LAUT ENERGI SURYA

DENGAN PENUTUP BERBENTUK PRISMA

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh :

EKA PRASETIYA

NIM : 085214025

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

i

MODEL ALAT DESTILASI AIR LAUT ENERGI SURYA

DENGAN PENUTUP BERBENTUK PRISMA

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh :

EKA PRASETIYA

NIM : 085214025

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(3)

SOLAR ENERGY FOR SEA WATER DISTILATION

WITH PRISMATIC COVER

FINAL PROJECT

Presented as partitial fulfilment of the requirement

As to obtain the Sarjana Teknik degree

In Mechanical Engineering

By :

EKA PRASETIYA

NIM : 085214025

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

vii INTISARI

Air bersih merupakan kebutuhan hidup masyarakat yang sangat penting demi keberlangsungan hidup. Namun tidak jarang air sering terkontaminasi oleh zat-zat pencemar, tanah, garam (air laut), dan mikroba yang dapat mengganggu kesehatan jika dikonsumsi dalam skala besar dan berlanjut. Melalui penelitian ini dapat diketahui unjuk kerja alat destilasi air laut energi surya dengan penutup berbentuk prisma. Unjuk kerja alat destilasi air laut energi surya dapat dinyatakan dengan volume air destilasi yang dihasilkan, peningkatan kadar garam dan efisiensi alat. Alat detilasi air laut energi surya dalam penelitian ini terdiri dari sebuah alat destilasi dengan penutup berbentuk prisma. Dimensi destilator yang digunakan adalah panjang 1 m, lebar 0.5 m dan memiliki sudut kemiringan penutup 15⁰. Variasi ketinggian air di dalam destilator adalah 6 mm, 8 mm, 10 mm dan 12 mm. Hasil dari alat detilasi air tenaga surya adalah air suling dengan kondisi lebih jernih dan lebih bersih dari kondisi air sebelum didestilasi. Volume air destilasi terbanyak yang dapat dihasilkan oleh alat destilasi dengan penutup berbentuk prisma sebanyak 328 ml. Sedangkan kadar garam dapat ditingkatkan menjadi 5.1% (BE).

(9)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis haturkan kepada Yesus Kristus karena atas berkat

dan karunia-Nya Tugas Akhir yang berjudul “Model Alat Destilasi Air Laut Energi Surya dengan Penutup Berbentuk Prisma” dapat diselesaikan dengan baik yang merupakan salah satu persyaratan untuk mencapai derajat Sarjana S-1

Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata

Dharma.

Dalam penyusunan naskah laporan ini juga tidak lupa mengucapkan terima

kasih kepada :

1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc., selaku Dekan Fakultas

Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M. T., selaku Ketua Program Studi Teknik

Mesin dan selaku pembimbing akademik.

3. I Gusti Ketut Puja, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing Tugas Akhir

yang telah mendampingi dan memberikan bimbingan dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Seluruh staf pengajar Program Studi Teknik Mesin yang telah

memberikan materi selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

5. Ag. Rony Windaryawan selaku laboran yang telah membantu

memberikan izin dalam penggunaan fasilitas yang diperlukan dalam

(10)

ix

6. Orang tua penulis, Budi Santoso dan Suparyani yang telah mendoakan

serta mendukung dan memberikan motivasi kepada penulis.

7. Teman-teman yang turut berperan dalam membantu menyelesaikan Tugas

Akhir ini, seluruh Mahasiswa Program Studi Teknik Mesin Universitas

Sanata Dharma angkatan 2008 serta khususnya Marius Galih Jatikusuma

dan Aris Nugroho.

8. Pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah

memberikan dorongan dan bantuan dalam wujud apapun selama

penyusunan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam penyusunan

laporan ini karena keterbatasan pengetahuan yang belum diperoleh, oleh karena

itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak yang

bersifat membangun dalam penyempurnaan laporan ini. Semoga karya tulis ini

berguna bagi Mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Apabila terdapat

kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis mohon maaf. Terima kasih.

Yogyakarta, 25 Juli 2012

(11)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ………. i

TITLE PAGE……….………... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ……..……….. iii

HALAMAN PENGESAHAN ………..………... iv

HALAMAN PERNYATAAAN KEASLIAN KARYA…..……… v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI………. vi

INTISARI……….. vii

KATA PENGANTAR…….………. viii

DAFTAR ISI……..………... x

DAFTAR TABEL………..………... xiii

DAFTAR GAMBAR…………..……….. xiv

DAFTAR LAMPIRAN……… xvi

BAB I PENDAHULUAN…..……… 1

1.1Latar Belakang ………. 1

1.2Tujuan ………... 2

(12)

xi

1.4Batasan Masalah ………... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA………….………. 4

2.1Pengertian Destilasi ………. 4

2.2 Perpindahan Kalor………... 4

2.3Alat Destilasi Energi Surya ………. 5

2.4 Unjuk Kerja AlatDestilasi Energi Surya ……….6

2.5Penelitian yang Pernah Dilakukan ………... 7

BAB III METODE PENELITIAN….………... 9

3.1Skema Alat ……….. 9

3.2Alat Tambahan ………... 9

3.3Variabel yang Divariasikan ………. 13

3.4Variabel yang Diukur ……….. 13

3.5Langkah Penelitian ……….. 14

BAB IV PEMBAHASAN……….. 15

4.1Data Penelitian ………... 15

4.2 Perhitungan Efisiensi .………. 21

4.3Pembahasan ………. 27

BAB V PENUTUP………. 30

5.1Kesimpulan ………. 30

(13)

DAFTAR PUSTAKA…………..………. 32

(14)

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data Percobaan Alat Destilasi Energi Surya dengan Variasi

Ketinggian Awal 6 mm 15

Tabel 4.5 Data Percobaan Peningkatan Kadar Garam Selama 4 Hari 20

(15)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Skema Alat Destilasi Air Laut Energi Surya 9

Gambar 3.2 Solar meter 10

Gambar 3.3 Gelas Ukur 10

Gambar 3.4 Thermokopel Display 11

Gambar 3.5 Thermokopel Channel 12

Gambar 3.6 Alat Ukur Kadar Garam 13

Gambar 4.1 Perjalanan temperatur dan intensitas radiasi

surya terhadap waktu pada variasi ketinggian air

awal 12 mm 24

Gambar 4.2 Perbandingan volume air hasil destilasi 24

Gambar 4.3 Perbandingan efisiensi destilator tipe tertutup

berdasarkan volume air hasil destilasi dan volume air

yang menguap 25

Gambar 4.4 Perbandingan efisiensi destilator tipe tertutup dengan

destilator tipe terbuka 25

(16)

xv

Gambar 4.6 Perbandingan penurunan volume air di dalam destilator 26

(17)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Penjemuran alat destilasi tipe tertutup 33

Lampiran 2. Penjemuran alat destilasi tipe terbuka 33

Lampiran 3. Air destilasi yang ditampung 34

Lampiran 4. Pengukuran kadar garam setelah penjemuran 34

Lampiran 5. Hasil uji sampel air laut 35

(18)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan pokok bagi kelangsungan hidup manusia.

Tetapi sumber air bersih semakin sulit didapatkan terutama di daerah tandus,

pemukiman padat penduduk, pinggiran kota industri dan wilayah pesisir

pantai. Di daerah pesisir pantai, air yang tersedia mengandung garam yang

apabila tetap dikonsumsi terus menerus berbahaya bagi kesehatan.

Alat destilasi energi surya dapat digunakan sebagai alat untuk mengubah

air yang terkontaminasi menjadi air yang layak untuk dikonsumsi. Alat ini

memanfaatkan energi surya sehingga ramah lingkungan. Keuntungan dari alat

destilasi tenaga surya adalah biaya yang murah baik dalam pembuatan

maupun perawatan. Alat destilasi energi surya pada umumnya terdiri dari 2

komponen penting yaitu plat absorber dan penutup yang terbuat dari kaca. Plat

absorber berfungsi untuk menyerap energi radiasi surya untuk menaikkan

temperatur dan menguapkan air yang terkontaminasi. Penutup kaca berfungsi

sebagai tempat menempelnya uap air dan proses pengembunan sehingga

dihasilkan air destilasi.

Unjuk kerja suatu alat destilasi energi surya ditunjukkan oleh jumlah air

destilasi yang dihasilkan, peningkatan kadar garam serta efisiensi destilator.

(19)

absorber dalam menyerap radiasi surya, keefektifan kaca dalam

mengembunkan uap air, volume air yang berada dalam destilator dan

temperatur awal air yang terkontaminasi. Absorber dibuat dari bahan yang

mermiliki nilai absorbtivitas radiasi surya yang baik sehingga dapat

mengoptimalkan kemampuan penyerapan radiasi surya. Pada umumnya

absorber berwarna hitam. Temperatur kaca penutup tidak boleh terlalu panas,

karena akan membuat proses pengembunan menjadi sulit. Ketinggian air di

dalam destilator dalam penelitian ini tidak diatur (dijaga pada ketinggian

tertentu), namun hanya diatur di dalam destilator sebelum pengambilan data

dimulai. Ketinggian tidak dipertahankan karena yang ditinjau adalah

peningkatan kadar garam dan jumlah air bersih yang dihasilkan. Temperatur

air saat masuk ke dalam destilator diusahakan tinggi, dengan tujuan untuk

mempercepat laju penguapan sehingga unjuk kerja destilator meningkat.

1.2 Tujuan

1. Mengetahui unjuk kerja alat destilasi. Unjuk kerja alat destilasi dapat

ditunjukkan oleh volume air destilasi yang dihasilkan, peningkatan

kadar garam, dan efisiensi destilator.

2. Mengetahui kelayakan air hasil destilasi untuk dijadikan air bersih.

1.3 Manfaat

1. Menambah kepustakaan teknologi alat destilasi air energi surya.

2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat

prototype dan produk teknologi alat destilasi air energi surya yang

(20)

3

1.4 Batasan Masalah

Alat destilasi energi surya untuk destilator dengan penutup berbentuk

prisma dan destilator tanpa kaca penutup memiliki perbedaan pada desain dan

karakteristiknya. Desain alat destilasi tanpa kaca penutup lebih sederhana

apabila dibandingkan dengan desain alat destilasi dengan penutup berbentuk

prisma. Kelebihan alat destilasi dengan penutup berbentuk prisma adalah

temperatur di dalam destilator yang dapat dipertahankan tetap tinggi, dengan

tingginya temperatur di dalam destilator maka akan mempercepat laju

penguapan air yang ada di dalam destilator.

Unjuk kerja alat destilasi yang dihasilkan sangat bergantung pada cuaca di

daerah dimana alat destilasi tersebut digunakan. Untuk daerah yang kondisi

cuaca rata-rata tahunannya cerah maka akan lebih menguntungkan jika

menggunakan alat destilasi dengan penutup berbentuk prisma. Pada penelitian

ini akan digunakan 2 jenis alat destilasi yaitu : (1) alat destilasi dengan

penutup berbentuk prisma dan (2) alat destilasi tanpa kaca penutup untuk

diteliti pengaruhnya terhadap unjuk kerja alat destilasi. Ketinggian air di

dalam destilator divariasikan sebanyak 4 variasi yakni 6 mm, 8 mm, 10 mm

dan 12 mm. Unjuk kerja alat destilasi dapat ditunjukkan dengan volume air

(21)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Destilasi

Destilasi adalah teknik pemisahan kimia untuk memisahkan dua atau lebih

komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang jauh. Suatu campuran

dapat dipisahkan dengan cara destilasi untuk memperoleh senyawa murninya.

Senyawa _– senyawa yang terdapat dalam campuran akan menguap pada saat

mencapai titik didih masing _– masing (Atmojo, 2011). Proses destilasi air

meliputi 2 proses yaitu penguapan (evaporasi) dan pengembunan

(kondensasi). Air laut di dalam destilator akan menguap karena mendapatkan

kalor dari plat absorber, bagian yang menguap dari air laut ini hanyalah air

sedangkan bahan garam yang tertinggal di dalam destilator. Uap air akan naik

ke atas dan menempel pada permukaan bagian dalam kaca penutup, karena

temperatur kaca bagian luar lebih rendah dari temperatur bagian dalam maka

uap air akan mengembun. Embun mengalir turun menyusuri permukaan

bagian dalam kaca penutup menuju saluran keluar yang berupa talang air

karena posisi kaca yang dipasang miring. Kaca tersebut sedikitnya memiliki

kemiringan 10º agar titik-titik air dapat mengalir menuju saluran dan masuk ke

dalam penampungan (Arismunandar, 1995).

2.2 Perpindahan Kalor

Proses perpindahan kalor yang terjadi pada alat destilasi energi surya dapat

(22)

5

a. Konduksi

Konduksi merupakan proses perpindahan kalor yang terjadi dimana

energi kalor berpindah dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda

yang bertemperatur lebih rendah melalui benda padat sebagai perantara.

b. Konveksi

Konveksi merupakan proses perpindahan kalor yang terjadi antara zat

cair atau fluida dengan benda padat yang bersentuhan secara langsung.

c. Radiasi

Radiasi merupakan proses perpindahan kalor yang terjadi tanpa

melalui media perantara dalam suatu ruang yang dimana energi kalor yang

terpancar dari benda yang memiliki temperatur yang lebih tinggi akan

diserap oleh benda lain yang memiliki temperatur yang lebih rendah.

2.3 Alat Destilasi Energi Surya

Komponen utama yang terdapat pada alat destilasi energi surya pada

umumya adalah plat absorber dan kaca penutup. Plat absorber yang berada di

dalam kotak destilator berfungsi sebagai penyerap kalor yang diradiasikan

oleh matahari, yang kemudian digunakan untuk memanaskan air yang berada

dalam kotak destilator. Kaca penutup yang berada pada bagian atas destilator

berfungsi sebagai tempat menempelnya uap air dan sekaligus sebagai

kondensor yang berfungsi sebagai tempat terjadinya proses pengembunan uap

air. Air hasil proses pengembunan akan mengalir menuruni kaca karena kaca

(23)

2.4 Unjuk Kerja Alat Destilasi Energi Surya

Unjuk kerja alat destilasi energi surya dinyatakan dengan volume air yang

dihasilkan, peningkatan kadar garam, massa garam yang dapat dihasilkan dan

efisiensi destilator. Efisiensi destilator didefinisikan sebagai perbandingan

antara jumlah energi yang digunakan selama proses penguapan sejumlah air di

dalam destilator dengan jumlah radiasi surya yang datang selama interval

waktu tertentu. Efisiensi destilator dapat dihitung dengan persamaan :

= .

. ∫ x 100% (1)

dengan :

m : Massa air (kg)

ℎ : Panas laten air (J/kg)

: Luasan destilator (m2)

G : Radiasi surya yang datang (W/m2)

Dengan menjumlahkan energi radiasi surya (G) yang datang setiap waktu,

maka didapatkan :

∫ = . t

sehingga :

= .

(24)

7

dengan :

̅ _{: Rerata radiasi surya (W/m}_²₎

t : Lama penjemuran (detik)

2.5 Penelitian yang Pernah Dilakukan

Alat destilasi air energi surya konvensional pada umumnya dapat

menghasilkan air destilasi sebanyak 2 liter per hari setiap satu meter persegi

luasan destilator. Keuntungan alat destilasi energi surya sebagai penjernih air

diantaranya adalah murah dalam pembuatan, pengoperasian dan mudah dalam

perawatannya (Kunze, 2001). Alat destilasi air laut energi surya menggunakan

arang sebagai absorber sekaligus sebagai sumbu menghasilkan efisiensi 15%

diatas alat destilasi jenis sumbu. Pada penelitian ini alat destilasi diposisikan

miring dan air laut dialirkan dari satu sisi alat ke sisi lain yang lebih rendah

(Naim et. al., 2002a). Penelitian alat destilasi energi surya menggunakan

penyimpan panas dengan material berubah fasa menghasilkan air destilasi

4.536 L/m2 dalam 6 jam atau setara dengan efisiensi 36.2%. Material

penyimpan panas yang digunakan adalah air lilin parafin dan minyak parafin.

Dengan menggunakan bahan penyimpan panas, alat destilasi ini dapat bekerja

siang dan malam (Naim et. al.,2002b). Penelitian alat destilasi energi surya

satu tingkat menggunakan aspal sebagai penyimpan panas dapat bekerja siang

dan malam. Efisiensi yang dihasilkan sampai 51%. Proses destilasi pada

malam hari memberikan kontribusi sebanyak 16% dari total air destilasi yang

(25)

Penelitian alat destilasi energi surya jenis kolam tunggal seluas 3 m2 di

Amman, Jordania menggunakan campuran garam, pemberian warna

lembayung dan arang untuk meningkatkan daya serap air terhadap energi

(26)

9

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Skema Alat

Gambar 3.1Skema Alat Destilasi Air Laut Energi Surya Keterangan gambar :

1. Kaca Destilator

2. Kotak Destilator

3. Gelas Ukur

3.2 Alat Tambahan a. Solar meter

Solar meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur intensitas

radiasi surya per satuan luas dengan satuan W/m2. Berikut ini adalah solar

meter yang digunakan dalam penelitian.

1

2

(27)

Gambar 3.2Solar meter

b. Gelas ukur

Gelas ukur adalah alat yang digunakan untuk menampung dan

sekaligus untuk mengukur volume air hasil destilasi. Gelas ukur yang

digunakan terbuat dari bahan plastik dengan kapasitas 1000 ml.

(28)

11

c. Termokopel

Termokopel adalah alat yang digunakan untuk mengukur temperatur

suatu benda. Termokopel yang digunakan memiliki 4 titik pengukuran

dimana setiap titik menunjukkan temperatur suatu benda.

Gambar 3.4Termokopel Display

d. Termokopel Switch

Termokopel switch adalah alat yang dibuat untuk memilih titik

termokopel yang dikehendaki atau memudahkan pemindahan kabel

termokopel ke termokopel display, karena termokopel display yang

(29)

Gambar 3.5Termokopel Switch

e. Alat Ukur Kadar Garam

Alat ukur kadar garam yang digunakan pada penelitian ini adalah alat

ukur kadar garam sederhana buatan lokal daerah Jepara dengan prinsip

kerja gaya apung. Alat inilah yang digunakan untuk mengukur kadar

garam air laut sebelum dan sesudah penjemuran dalam penelitian. Alat ini

memiliki skala 0 (nol) sampai dengan 30 (tiga puluh). Angka tersebut

(30)

13

Gambar 3.6Alat Ukur Kadar Garam

3.3 Variabel yang Divariasikan

Variabel yang divariasikan pada penelitian ini adalah perbedaan

ketinggian air laut yang berada di dalam kotak destilator. Pada penelitian ini

ketinggian air laut di dalam destilator yang divariasikan adalah :

1. Ketinggian air laut di dalam destilator 6 mm.

3.4 Variabel yang Diukur

Dalam penelitian ini variabel yang diukur adalah sebagai berikut :

a. Temperatur kaca destilator tertutup (T1)

b. Temperatur air di dalam destilator tipe tertutup (T2)

c. Temperatur air di dalam destilator tipe terbuka (T3)

(31)

e. Volume air hasil destilasi yang ditampung di dalam gelas ukur

f. Volume air sisa

g. Kadar garam sebelum dan sesudah proses destilasi

3.5 Langkah Penelitian

Secara rinci langkah penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Penelitian diawali dengan menyiapkan alat seperti gambar 3.1

2. Kedua alat destilasi dijemur dibawah sinar matahari langsung secara

bersamaan.

3. Pengambilan data radiasi surya dan volume air hasil destilasi

dilakukan setiap 3 menit. Pengambilan data dilakukan selama 8

(delapan) hari dengan waktu pengambilan data 120 menit per hari

untuk setiap variasi volume air dalam alat destilasi.

4. Untuk pembuatan garam, pengambilan data radiasi surya dan volume

air hasil destilasi dilakukan setiap 10 menit. Pengambilan data

dilakukan selama 4 (empat) hari dengan volume awal air laut di dalam

alat destilasi sebanyak 6 liter untuk masing-masing alat.

5. Data yang dicatat adalah temperatur kaca destilator tertutup (T1),

temperatur air di dalam kotak destilator tertutup (T2), temperatur air di

dalam kotak destilator terbuka (T3), temperatur udara (T4), volume air

hasil destilasi yang ditampung di dalam gelas ukur (V, ml), kadar

garam sebelum dan sesudah proses destilasi (%BE), intensitas radiasi

(32)

15

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

Data hasil penelitian ditampilkan dalam bentuk tabel berikut ini :

Tabel 4.1 Data Percobaan Alat Destilasi Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Awal 6 mm

Menit

Air (⁰C) Atas Utara Selatan

0 45,74 27,04 0 24,15 29,48 935 848 733

3 44,19 32,73 0 31,14 28,53 718 754 633

6 44,24 34,53 0 32,19 29,08 762 768 668

9 45,34 36,23 0 32,09 27,23 764 769 671

12 44,49 37,73 0 32,64 28,38 742 757 662

15 45,59 37,83 0 31,79 28,13 796 778 699

18 45,79 38,23 0 31,24 27,83 778 792 704

21 46,99 39,18 0 29,24 26,93 824 830 734

24 47,79 40,38 0 26,19 25,23 1081 1033 954

27 47,94 42,83 0 27,89 27,33 869 951 799

30 46,19 45,03 0 26,99 27,83 751 736 639

33 47,84 45,18 20 34,59 29,63 743 738 657

36 45,79 46,68 25 34,49 27,23 359 366 352

39 51,89 48,83 50 30,44 27,53 769 762 684

42 52,14 49,63 58 33,14 28,83 825 834 753

45 48,84 52,27 63 31,44 28,13 395 395 369

48 49,24 51,97 68 29,89 28,78 738 736 666

51 47,29 53,22 75 30,49 27,13 373 354 356

54 48,29 48,63 80 29,34 27,98 355 345 342

57 48,79 49,33 93 28,84 28,08 856 874 780

60 47,54 50,42 98 29,94 27,88 779 769 704

63 48,04 49,93 105 28,89 27,68 779 793 708

(33)

Tabel 4.1(Lanjutan)

69 47,19 48,73 123 30,09 25,53 528 498 498

72 50,89 49,98 130 30,44 28,08 547 582 538

75 50,84 49,53 135 30,74 27,83 909 877 835

78 48,29 47,03 145 31,09 26,28 565 539 573

81 51,64 49,03 153 32,29 26,63 492 483 477

84 51,29 49,93 160 30,44 25,68 1025 844 772

87 51,79 50,12 173 30,24 27,18 994 976 892

90 50,99 49,83 178 30,29 26,13 761 777 716

93 48,64 51,72 188 31,34 25,13 790 823 760

96 51,14 51,72 198 30,49 25,98 799 781 735

99 51,04 53,67 200 30,69 26,63 751 750 698

102 48,89 53,37 210 30,24 25,38 868 899 847

105 50,79 55,07 220 31,59 26,98 774 720 682

108 51,34 55,77 230 30,69 26,33 760 756 694

111 49,89 55,42 240 30,69 27,23 707 700 643

114 48,49 55,12 250 31,14 26,73 683 683 642

117 48,19 55,17 260 30,19 27,43 659 658 614

120 48,09 54,77 265 29,84 26,03 765 747 690

Tabel 4.2Data Percobaan Alat Destilasi Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Awal 8 mm

Menit

0 43,54 30,98 0 27,29 19,04 885 914 767

3 41,19 32,13 0 27,99 17,74 812 832 702

6 40,29 34,53 0 29,09 22,29 883 921 792

9 39,44 36,78 0 29,04 17,79 943 985 845

12 38,64 39,58 0 29,84 17,69 879 972 790

15 39,29 39,88 0 29,34 17,39 986 1039 875

18 43,99 42,23 0 29,94 18,24 957 971 838

(34)

17

24 41,24 47,33 0 32,44 20,39 696 706 628

27 41,99 48,78 0 33,34 21,34 688 714 632

30 41,89 48,88 0 33,09 20,74 695 700 619

33 41,79 49,23 30 33,04 21,54 664 670 603

36 42,99 49,83 38 34,09 20,99 656 664 599

39 43,24 49,58 53 34,39 20,54 676 693 627

42 43,89 49,43 53 33,24 21,29 736 750 679

45 41,69 47,13 55 31,39 19,59 887 916 820

48 43,24 48,88 58 31,94 20,29 891 872 789

51 43,39 48,93 63 31,44 18,34 1050 1038 922

54 41,54 49,18 73 30,09 16,39 1036 1063 889

57 40,94 48,73 88 29,34 16,49 982 1014 890

60 40,89 49,28 95 29,29 16,44 971 986 876

63 40,74 49,38 103 28,74 15,29 952 978 854

66 37,24 49,63 110 29,24 15,09 957 976 859

69 40,59 49,03 118 29,34 15,79 948 984 851

72 45,94 45,78 135 29,79 16,69 951 968 849

75 47,04 46,73 140 29,99 20,59 954 969 850

78 48,39 47,88 150 28,39 21,29 960 976 867

81 46,89 46,18 155 28,09 20,59 958 963 856

84 44,09 49,08 170 28,04 19,94 953 959 865

87 43,54 49,68 175 28,64 20,74 970 973 871

90 44,14 47,48 198 28,74 21,49 958 878 767

93 44,69 49,23 203 29,29 21,84 806 785 777

96 45,94 50,82 213 31,79 25,18 908 890 809

99 46,19 50,72 220 31,74 24,94 907 933 843

102 46,19 48,58 235 31,94 24,24 1008 967 819

105 47,14 52,12 240 33,84 25,58 772 760 735

108 48,14 54,12 250 34,09 26,08 807 742 700

111 47,69 51,82 260 31,99 24,39 767 754 694

114 47,49 51,87 273 33,64 26,23 979 988 921

117 48,54 51,32 293 30,84 25,18 853 883 849

(35)

Tabel 4.3Data Percobaan Alat Destilasi Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Awal 10 mm

Menit

0 46,04 25,79 0 25,24 23,84 923 971 804

3 45,44 28,29 0 26,09 25,88 924 975 825

6 45,39 31,18 0 28,79 26,48 944 980 811

9 42,84 32,03 0 27,19 25,63 943 982 829

12 41,04 34,03 0 33,09 22,79 942 982 847

15 41,79 34,18 0 32,79 25,58 960 982 869

18 41,54 36,88 0 33,09 25,68 957 983 839

21 40,74 38,48 0 34,49 24,99 946 988 831

24 41,29 37,78 0 32,89 25,68 957 988 829

27 41,69 39,03 0 32,34 24,99 960 987 850

30 41,44 41,13 0 32,94 26,08 957 988 845

33 41,99 41,73 0 33,24 25,23 950 988 859

36 42,09 41,88 13 31,89 25,03 948 990 848

39 40,89 42,58 15 31,89 24,79 953 988 856

42 41,54 43,78 43 32,69 24,74 960 987 856

45 41,79 43,73 50 31,79 26,43 970 990 841

48 41,74 43,58 58 32,69 26,13 968 987 858

51 42,59 45,63 73 32,49 25,13 962 989 842

54 44,04 46,08 85 31,74 25,03 966 988 854

57 41,19 46,63 88 31,49 24,99 963 987 849

60 41,59 46,88 93 29,84 24,39 964 985 849

63 42,04 45,68 103 27,99 24,89 963 983 844

66 41,49 47,18 118 28,99 24,94 954 980 847

69 41,84 46,28 133 27,94 24,69 959 981 848

72 41,09 48,63 140 29,29 26,18 966 980 847

75 40,94 49,38 150 29,09 25,13 963 976 845

78 42,29 48,38 163 29,14 26,23 948 969 842

81 39,69 50,32 178 30,34 26,53 948 968 842

84 39,39 50,82 188 30,39 26,43 947 963 841

87 40,79 49,43 198 28,84 25,58 942 959 841

90 40,69 51,12 210 29,54 23,94 945 955 836

93 43,59 47,58 225 26,89 25,53 929 950 835

96 45,04 50,27 235 29,04 26,23 935 946 831

(36)

19

102 45,89 49,73 265 29,49 28,73 916 934 827

105 47,39 51,97 270 30,04 25,83 922 929 827

108 45,79 50,32 278 29,39 24,64 918 923 821

111 46,89 48,83 290 28,39 25,53 918 917 817

114 50,09 50,02 308 29,59 26,88 916 911 814

117 51,39 51,77 320 30,34 25,88 903 908 814

120 52,24 51,47 328 30,04 26,83 889 900 808

Tabel 4.4 Data Percobaan Alat Destilasi Energi Surya dengan Variasi Ketinggian Awal 12 mm

Menit

0 45,24 23,19 0 27,64 28,23 910 962 810

3 44,29 23,04 0 28,54 27,08 933 963 841

6 42,39 23,89 0 27,49 28,63 930 961 852

9 41,74 26,29 0 27,69 29,38 913 944 835

12 36,69 20,24 0 23,30 28,28 919 955 849

15 34,79 23,49 0 22,45 26,93 923 951 852

18 36,84 27,09 0 23,05 29,48 914 944 848

21 36,34 34,98 0 23,25 28,88 910 954 855

24 46,14 32,88 0 25,29 27,28 919 949 856

27 49,19 31,58 0 26,79 26,73 927 958 857

30 49,59 31,48 0 27,79 28,23 931 962 867

33 45,59 39,28 0 29,04 28,23 950 966 879

36 45,34 42,28 0 29,14 28,63 945 969 877

39 47,44 43,08 0 32,29 28,33 950 968 877

42 46,14 40,68 0 28,44 27,63 940 966 878

45 43,24 38,93 18 26,64 26,73 946 970 884

48 46,09 41,53 40 32.34 28,03 942 959 877

51 47,19 42,43 45 32,19 27,63 968 986 906

54 48,34 43,33 50 28,64 28,53 956 979 897

(37)

Tabel 4.4(Lanjutan)

60 45,34 44,93 55 29,24 26,13 887 901 833

63 44,84 43,53 75 29,29 24,59 838 855 786

66 44,14 43,08 83 27,64 23,34 970 983 912

69 41,79 38,78 90 26,74 23,84 878 882 822

72 42,94 41,13 105 27,94 25,18 775 781 736

75 44,99 42,78 108 28,49 23,74 811 815 766

78 47,04 44,08 120 28,49 24,84 822 825 776

81 46,54 44,23 130 28,09 23,79 740 744 702

84 47,44 45,03 140 29,24 25,13 757 758 716

87 48,44 42,88 145 28,19 24,14 883 879 834

90 48,94 41,53 160 28,59 24,59 1041 1041 986

93 49,89 44,08 170 28,34 23,29 838 840 803

96 50,39 45,98 180 29,14 24,54 827 824 782

99 49,44 46,18 190 27,94 23,79 801 804 765

102 50,09 47,98 198 29,74 24,79 839 829 786

105 49,64 49,13 200 29,94 25,83 886 887 827

108 50,89 48,13 218 28,59 23,59 974 978 922

111 51,19 49,53 228 28,89 24,59 845 845 804

114 50,69 47,28 240 28,19 24,69 843 845 802

117 52,34 47,53 245 27,24 24,94 916 916 870

120 52,84 47,93 255 27,14 23,79 925 919 875

Tabel 4.5Data Percobaan Peningkatan Kadar Garam Selama 4 Hari

Hari

Volume Air (ml) Kadar Garam (% BE)

Awal Akhir Hasil

1 823 Tertutup 6000 5110 300 590 3,2 5,5

Terbuka 6000 4320 0 1680 3,2 6

2 740 Tertutup 5110 3970 450 690 5,5 7

Terbuka 4320 2510 0 1810 6 9

3 611 Tertutup 3970 3120 290 560 7 8

Terbuka 2510 1300 0 1210 9 14,5

4 804 Tertutup 3120 1570 250 1300 8 11,8

(38)

21

4.2 Perhitungan Efisiensi

Berdasarkan data-data yang telah diperoleh, dapat dilakukan perhitungan

untuk mencari efisiensi destilator. Efisiensi destilator dihitung berdasarkan

volume air hasil destilasi (efisiensi A), volume air yang hilang selama proses

destilasi (efisiensi B) dan volume air total yaitu volume air yang hilang selama

proses destilasi ditambah volume air hasil destilasi (efisiensi C). Sebagai

contoh perhitungan digunakan tabel 4.6.

1. Contoh perhitungan efisiensi destilator berdasarkan baris pertama data

tabel 4.6 pada destilator tipe tertutup.

Diketahui :

sebesar 265 gr, maka efisiensi destilator yang dapat dihasilkan :

η= .

. ̅ . x 100%

= , . , . ³ /

, ² . / ² . ( ) x 100%

= 25,14 %

(39)

Ad= 0,5 m²

hfg= 2388,24 . 10³J/kg (pada temperatur 47,4⁰C)

̅ _{= 699 W/m}_²

t = 120 menit

Jika massa air yang digunakan adalah massa air yang hilang selama

proses destilasi yaitu sebesar 545 gr, maka efisiensi destilator yang

terjadi :

Diketahui :

Ad= 0,5 m²

hfg= 2388,24 . 10³J/kg (pada temperatur 47,4⁰C)

̅ _{= 699 W/m}_²

t = 120 menit

Jika massa air yang digunakan adalah massa air total, yaitu massa air

hasil destilasi ditambah massa air yang hilang selama proses destilasi

yaitu 265 gr + 545 gr = 810 gr, maka efisiensi destilator yang dapat

dihasilkan :

η= .

(40)

23

= ( , ) . , . ³ /

, ² . / ² . ( ) x 100%

= 76,84 %

Perhitungan diatas merupakan contoh untuk mewakili seluruh perhitungan

efisiensi destilator. Data hasil perhitungan efisiensi destilator ditampilkan

dalam tabel berikut ini.

Tabel 4.6Data Perhitungan Efisiensi Destilator

Destilator

Radiasi Surya Rata-rata

(W/m²)

Volume Air (ml) Kadar Garam

(% BE) Efisiensi (%)

Destilasi A B C

Tertutup

737 699 3000 2190 265 545 3 4.1 25,14 51,70 76,84

Terbuka 2005 0 995 3 4.9 0 89,50 89,50

Tertutup

880 840 4000 3230 298 472 3.1 4 23,53 37,27 60,81

Terbuka 2885 0 1115 3.1 4.4 0 84,14 84,14

Tertutup

944 902 5000 4260 328 412 3.8 5 24,19 30,39 54,58

Terbuka 3860 0 1140 3.8 5.5 0 80,36 80,36

Tertutup

897 875 6000 5180 255 565 4.3 5.1 19,48 43,17 62,65

Terbuka 4860 0 1140 4.3 5.4 0 84,99 84,99

Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan maka didapatkan

efisiensi destilator seperti yang telah ditampilkan dalam tabel-tabel diatas.

Untuk memudahkan pembacaan hasil perhitungan data-data dalam tabel diatas

dibuat dalam bentuk grafik. Berikut ini adalah beberapa grafik hasil

pengukuran dan perhitungan yang dapat ditampilkan untuk mempermudah

(41)

1. Perjalanan tem

emperatur dan intensitas radiasi surya dari wakt oses destilasi

ambar 4.1Perjalanan temperatur dan intensita atahari terhadap waktu pada variasi ketinggian 12 mm

an volume air hasil destilasi

Gambar 4.2Perbandingan volume air hasil de

6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 102

Waktu (menit)

Temperatur Kaca Temperatur Air Temperatur Udara

0

Ketinggian Air Awal (mm)

aktu ke waktu

102 108 114 120

R

Temperatur Udara Radiasi Surya

(42)

25

an efisiensi destilator tipe tertutup berdasarkan

n volume air yang menguap.

mbar 4.3Perbandingan efisiensi destilator tipe t dasarkan volume air hasil destilasi dan volume a

g menguap

an efisiensi destilator tipe tertutup dengan

bar 4.4Perbandingan efisiensi destilator tipe t ngan destilator tipe terbuka

0

Berdasarkan Volume Air yang Dihasilkan Berdasarkan Volume Air yang Menguap

6 8 10 12

Destilator Tertutup Destilator Terbuka

25

n volume air hasil

pe tertutup e air

an destilator tipe

(43)

5. Perbandingan peningkatan kadar garam antara destilator tertutup dengan

destilator terbuka.

Gambar 4.5Perbandingan peningkatan kadar garam

6. Perbandingan penurunan volume air di dalam destilator.

Gambar 4.6Perbandingan penurunan volume air di dalam destilator

(44)

27

4.3 Pembahasan

Berdasarkan data-data yang didapatkan selama penelitian dan hasil

perhitungan yang telah dilakukuan, didapatkan hasil berupa grafik seperti

yang telah ditampilkan diatas. Grafik tersebut ditampilkan untuk

mempermudah pembaca dalam membaca hasil penelitian.

Dapat dilihat pada gambar 4.2, destilator tipe tertutup mampu

menghasilkan air destilasi sebanyak 328 ml pada variasi ketinggian awal air

10 mm. Selama 120 menit pengambilan data didapatkan intensitas radiasi

rata-rata sebesar 923 W/m². Besarnya radiasi surya ini mampu meningkatkan

temperatur kaca destilator rata-rata sebesar 48,53 ⁰C dan temperatur air

rata-rata sebesar 44,13⁰C.

Tetapi efisiensi destilator tipe tertutup terbesar justru dihasilkan oleh

destilator dengan ketinggian awal 6 mm (gambar 4.3), yaitu sebesar 25,14 %

berdasarkan volume air hasil destilasi dan 51,70 % berdasarkan volume air

yang hilang. Walaupun pada saat pengambilan data, didapatkan hasil

pengukuran radiasi surya rara-rata lebih rendah yaitu sebesar 718 W/m²,

namun hasil pengukuran temperatur menunjukkan temperatur rata-rata kaca

dan temperatur rata-rata air yang lebih tinggi dibandingkan dengan variasi

ketinggian awal yang lainnya. Yaitu sebesar 50,0 ⁰C untuk temperatur kaca

dan 47,4⁰C untuk temperatur air di dalam destilator.

Perbandingan efisiensi destilator tipe tertutup dengan destilator tipe

terbuka adalah berdasarkan efisensi total. Yaitu berdasarkan volume total hasil

(45)

proses destilasi unt

air yang hilang se

Efisiensi destilat

ketinggian awal 6

dapat menghasilka

terbuka mampu m

Penelitian pe

Pengambilan data

pengambilan data

ml destilator tipe t

menjadi 11,8

untuk efisiensi destilator tipe tertutup dan berda

selama proses destilasi untuk efisiensi destilat

ilator terbesar dihasilkan oleh destilator

l 6 mm. Dapat dilihat pada gambar 4.4, destila

silkan efisiensi sebesar 76,84 %, sedangkan

pu menghasilkan efisisensi sebesar 89,50 %.

peningkatan kadar garam dilaksanakan se

data dilakukan setiap 10 menit dengan r

ta selama 4 jam 30 menit per hari. Dengan vol

pe tertutup mampu meningkatkan kadar garam

,8 % (BE), sedangkan destilator tipe te

n kadar garam dari 3,2 % (BE) menjadi 27 % (BE

Gambar 4.7Perbandingan Hasil Uji Laborato

1 2 3 4 5

1,244 1,189 2110

40000

790

0,295 0 5,056 ₀

Air Laut Air Destilasi

Besi

or dengan variasi

stilator tipe tertutup

kan destilator tipe

(46)

29

Berdasarkan hasil uji air bersih hasil destilasi di UPT Laboratorium

Kesehatan Dinas Kesehatan Kabupaten Sleman menunjukkan bahwa air hasil

destilasi dapat dikategorikan air bersih. Tetapi apabila merujuk kepada batas

syarat pH air bersih menurut Permenkes 416 tahun 1990, air hasil destilasi

tidak memenuhi syarat sebagai air bersih. Proses destilasi dapat

menghilangkan rasa asin dari air laut yang menjadi air bahan untuk proses

destilasi. Kemudian proses destilasi juga mampu menurunkan kadar besi (Fe),

kadar mangan (Mn), kadar chlorida (Clˉ), dan kandungan zat organik dalam

air. Selain itu proses destilasi juga menyebabkan hilangnya kesadahan

(CaCO₃) dan menyebabkan komposisi warna air yang menjadi jernih (gambar

(47)

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Selama 120 menit, destilator tipe tertutup mampu menghasilkan air

destilasi terbanyak sebesar 0,328 liter per m² per jam dengan

ketinggian awal air 10 mm.

2. Efisiensi terbesar yang mampu dihasilkan destilator tipe tertutup

adalah 25,14 %, untuk perhitungan efisiensi berdasarkan volume air

hasil destilasi dan 51,70 % berdasarkan volume air yang hilang.

Efisiensi total destilator tipe tertutup adalah 76,84 % berdasarkan

volume air yang hilang ditambah dengan volume air hasil destilasi.

Efisiensi total destilator tipe terbuka sebesar 89,50 % berdasarkan

volume air yang hilang.

3. Setelah dijemur selama 4 hari destilator tipe terbuka mampu

meningkatkan kadar garam menjadi 27 % (BE), sedangkan destilator

tipe tertutup mampu meningkatkan kadar garam 11,8 % (BE).

4. Berdasarkan hasil uji laboratorium air hasil destilasi dapat

dikategorikan air bersih. Proses destilasi dapat menghilangkan rasa

asin dari air laut dan kesadahan (Ca CO₃), warna air menjadi jernih,

menurunkan kadar besi (Fe), kadar mangan (Mn), kadar chlorida (Clˉ)

(48)

31

5.2 Saran

1. Berdasarkan hasil penelitian, destilator tipe tertutup dapat digunakan oleh

masyarakat pesisir pantai yang mengalami kesulitan air bersih. Destilator

ini mampu menghasilkan 328 ml air destilasi selama 120 menit

penjemuran.

2. Masyarakat pesisir pantai dapat menggunakan destilator tipe terbuka untuk

memproduksi garam. Karena dalam waktu 4 hari penjemuran, destilator

tipe terbuka mampu meningkatkan kadar garam menjadi 27 % (BE).

3. Pada destilator yang digunakan untuk menghasilkan air bersih, pemberian

cat warna hitam dapat meningkatkan nilai absorsivitas. Tetapi pada alat

destilasi yang digunakan untuk menghasilkan garam, pemberian cat

kurang tepat karena dapat bercampur dengam garam yang dihasilkan.

4. Perlu diteliti lebih lanjut mengenai bahan absorber yang baik dan juga

tahan korosi.

5. Diperlukan uji kandungan bakteri dan logam berat pada air hasil destilasi

untuk mengetahui kelayakan air hasil destilasi agar dapat dikonsumsi dan

(49)

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar, W. 1995. Teknologi Rekayasa Surya. Jakarta : PT Pradnya Paramita

Chengel, Y.A.; Boles, M.A., 2006,Thermodynamics : An Engineering Aproach. McGraw-Hill Higher Education : Michigan.

Badran, O. O., 2007. Experimental Study of The Enhancement Parameters On A Single Slope Solar Still Productivity,Desalination, 209, pp 136-143

Kunze, H. H., (2001)., A New Aproach To Solar Desalination For Small- And Medium-Size Use In Remote Areas,Desalination, 139, pp 35-41

Naim, M. M.; Mervat, A.; Kawi, A. E., 2002a.Non-Conventional Solar Stills Part 1. Non- Conventional Solar Stills With Charcoal Particles As Absorber Medium,

Desalination,153, pp 55-64

Naim, M. M.; Mervat, A.; Kawi, A. E., 2002b.Non-Conventional Solar Stills Part 2. Non- Conventional Solar Stills With Energi Storage Element, Desalination, 153, pp 71-80

Nijmeh, S.; Odeh, S.; Akash, B., (2005),Experimental And Theoritical Study Of A Single-Basin Solar Still In Jordan, International Communications In Heat And Mass Transfer, 32, pp 565-572

Atmojo, Susilo Tri; 2011, Pengertian Destilasi,

(50)

33

LAMPIRAN

Lampiran 1. Penjemuran alat destilasi tipe tertutup

(51)

Lampiran 3. Air destilasi yang ditampung

(52)

35

(53)