PERALATAN PENGKRISTAL GARAM DARI AIR LAUT
BERBAHAN BAKAR GAS LPG
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat Memperoleh gelar Sarjana Teknik Mesin
Disusun oleh:
ANDRIE MATIUS JAYA
NIM : 095214020
PROGRAM STUDI JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2013
SALT CRYSTALLISER EQUIPMENT USING LPG FUEL
FINAL PROJECT
Presented as partial fulfillment of the requirement to obtain the SarjanaTeknik Degree
in Mechanical Engineering
by
ANDRIEMATIUS JAYA
Student Number : 095214020
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2013
ABSTRAK
Selain membuat alat pengkristal air laut pengujian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik alat pengkristal air laut yang dibuat meliputi: (a) mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam dari air laut. Kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka penuh dan kondisi atap ditutup (b) mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam dari air laut. Kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka setengah dan kondisi atap ditutup (c) mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam dari air laut. Kondisi blower tidak berputar dan kondisi atap ditutup (d) mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam air laut. Kondisi tanpa blower dan tanpa tutup (terkontak langsung dengan udara sekitar)
Pengujian dilakukan dengan menggunakan air laut yang mempunyai nilai awal Be = 2. Volume awal air laut sebesar 1,5 liter. Sumber energi yang dipergunakan berasal dari kompor gas LPG. Kondisi air laut ketika dilakukan pengkristalan dalam kondisi diam (tidak bergerak) dan diletakkan di dalam panci. Pemanasan panci yang berisi air laut dilakukan oleh air panas. Seluruh permukaan panci bagian bawah yang dipasangi sirip dan disentuhkan dengan air panas. Air dipanaskan dengan alat pemanas. Alat pemanas berupa water heater yang didalamnya mengalir air panas secara kontinyu. Air panas tersebut tertampung dalam suatu bak. Air panas diperoleh dari air yang dipanaskan oleh water heater berbahan gas LPG. Pengujian dilakukan di laboratorium dengan berbagai variasi pembukaan tutup peralatan dan pembukaan katup aliran udara.
Dari pengujian yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan sebagai berikut (a) peralatan pengkristal garam dapat dibuat dan dapat menghasilkan garam (b) Untukpercobaandengan kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka penuh dan kondisi atap ditutup, diperoleh kesimpulan bahwa dengan volume air laut 1,5 liter, waktu yang diperlukan untuk menjadikan garam 4 jam 30 menit (c) untuk percobaan dengan kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka setengah dan kondisi atap ditutup, diperoleh kesimpulan bahwa dengan volume air laut 1,5 liter, waktu yang diperlukan untuk menjadikan garam 2 jam 10 menit (d) untuk percobaan dengan kondisi blower tidak berputar dan kondisi atap ditutup, diperoleh kesimpulan bahwa dengan volume air laut 1,5 liter, waktu yang diperlukan untuk menjadikan garam 6 jam (e) untuk percobaan dengan kondisi tanpa blower dan tanpa tutup (terkontak langsung dengan udara sekitar), diperoleh kesimpulan bahwa dengan volume air laut 1,5 liter, waktu yang diperlukan untuk menjadikan garam 3 jam.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat dan kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Peralatan pengkristal garam dari air laut berbahan bakar gas LPG
Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Dalam penelitian dan penyusunan Tugas Akhir ini tentunya tidak terlepas dari bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ir. P.K Purwadi, M.T. selakuKetua Program studi Teknik Mesin dan Dosen pembimbing Tugas Akhir yang telah mendampingi dan memberikan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
3. Doddy Purwadianto, S.T.,M.T, selaku Dosen Pembimbing Akademik 2009. 4. Dosen-dosen program studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma, atas
ilmu pengetahuan dan bimbingannya kepada penulis semasa kuliah.
5. Terimakasih kepada Ayah, Ibu dan kaka yang telah memberi motivasi dan memberikan dana untuk kelancaran pembuatan Tugas Akhir.
6. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin Sanata Dharma.
7. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam pemberian semangat sampai dengan penyusunan skripsi ini.
Semoga dengan naskah Tugas Akhir yang telah disusun ini dapat memberi banyak manfaat bagi penerapan teknologi tepat guna untuk masa depan yang lebih baik serta menjadi sumber inspirasi bagi mahasiswa maupun pembaca lainnya untuk menciptakan inovasi dalam karya teknologi. Ketidaksempurnaan penulisan naskah ini menjadi cambuk bagi penulis untuk terus belajar, maka segala bentuk kritik dan saran yang membangun akan penulis terima. Penulis mohon maaf jika terdapat kesalahan dan informasi yang kurang dalam naskah ini.
Yogyakarta, 17 Desember 2013
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vi
2.1.1 Perpindahan Kalor Konduksi, Konveksi dan Radiasi ... 7
2.1.2 Berat Ekivalen ( Be ) ... 9
2.1.3 Kondisi Fluida (air laut) ... 10
2.1.4 Panci Tempat Fluida Air Laut ... 10
2.1.5 Fluida Pemanas Panci ... 11
2.1.6 Tempat Fluida Air Pemanas ... 11
2.1.7 Isolator Tempat Fluida Air Panas ... 12
2.1.8 Pipa Aliran Fluida... 12
3.2 Metodelogi Penelitian ... 18
3.2.1Benda Uji ... 18
3.2.2 Variasi Pengujian ... 24
3.2.3 Peralatan pendukung ... 24
3.2.4 Cara Pengambilan Data ... 29
3.2.5 Cara Pengolahan Data ... 30
3.2.6 Cara Mendapatkan Kesimpulan ... 30
BAB IV. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN ... 31
4.1 Hasi Pengujian dan Pembahasan... 31
BAB V. PENUTUP ... 39
5.1Kesimpulan ... 39
5.2Saran ... 40
DAFTAR PUSTAKA ... 41
LAMPIRAN A. Skema Dudukan Panci ... 42
B. Skema Alat Pengkristal Garam ... 43
C. Alat Pengkristal Air Laut Keseluruhan ... 44
D.Sirip, Panci tempat air laut, Panci tempat air laut, dan Dudukan panci ... 45
E. Variasi penelitian menggunakan tutup dan blower ... 46
F. Variasi penelitian kontak langsung dengan udara sekitar ... 47
G. Garam hasil pengujian ... 48
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Hasil pengujian dengan peralatan tertutup dan pembukaan
Katup blower terbuka penuh ... 32 Tabel 4.2. Hasil pengujian dengan peralatan tertutup dan pembukaan
Katup blower terbuka ½ ... 33 Tabel 4.3. Hasil pengujian dengan peralatan tanpa menggunakan blower
Dan kondisi atap ditutup ... 34 Tabel 4.4.Hasil pengujian dengan kondisi peralatan tanpa blower dan
Atap dibuka ... 35
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Skematik alat pengkristal air laut ... 5
Gambar 2.1. Perpindahan kalor secara induksi ... 8
Gambar 2.2. Perpindahan kalor secara konveksi ... 9
Gambar 2.3. Alat pengkristal air laut keseluruhan... 15
Gambar 2.4. Diagram alir pembuatan alat ... 17
Gambar 2.5. Panci tempat air laut. ... 19
Gambar 2.6. Sirip yang dipasang pada dasar panci. ... 20
Gambar 2.7. Panci tempat air pemanas ... 20
Gambar 2.8. Ata palatpengkristal ... 21
Gambar 2.9. .Isolator (glass wool) ... 21
Gambar 3.10. Alat pengkristal air laut keseluruhan ... 23
Gambar 3.11. Be mete ... 24
Gambar 3.12. Glas ukur ... 25
Gambar 3.13. Blower ... 25
Gambar 3.14.Thermo meter dah thermo kopel ... 26
Gambar 3.15. Roll kabel ... 26
Gambar 3.16. Pocket balance ... 27
Gambar 3.17. Anemometer ... 27
Gambar 3.18. Air PDAM ... 28
Gambar 3.19. Bak penampung ... 28
Gambar 4.1. Nilai suhu pada kondisi peralatan tertutup dan pembukaan katup blower terbuka penuh ... 32
Gambar 4.1. Nilai suhu pada kondisi peralatan tertutup dan pembukaan katup blower terbuka ½ ... 33
Gambar 4.1. Nilai suhu pada kondisi peralatan tanpa blower dan tutup ... 34
Gambar 4.1. Nilai suhu pada kondisi peralatan tanpa blower dan atap dibuka (kontak langsung udara sekitar) ... 35
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Garam merupakan sumber alam yang melimpah selain itu garam juga merupakan kebutuhan sehari-hari masyarakat, sebagai salah satu penyedap masakan. Garam juga diperlukan dalam dunia kesehatan ( bahan infus, dll ) dan diperlukan juga dalam industri tertentu ( khususnya industri kimia ) yang memerlukan garam dapur atau NaCl dalam prosesnya. Jumlah penduduk Indonesia sangat banyak (lebih dari 200 juta), ehingga kebutuhan garam di Indonesia sangat banyak, karena setiap orang memerlukan garam setiap harinya. Mampukah pemerintah indonesia menyediakan garam untuk masyarakat indonesia.
Informasi terakhir, Bangsa Indonesia sudah mengimpor garam dari India dan Kamboja. Hal ini memperlihatkan bahwa produksi garam di Indonesia mengalami kekurangan untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Kondisi ini sangat memalukan karena bangsa Indonesia dikenal sebagai negara maritim dengan daerah lautan yang sangat luas. Lautan yang luas merupakan sumber potensi yang sangat besar untuk menghasilkan garam.
Para petani garam di Indonesia umumnya masih membuat garam secara tradisional dengan cara mengalirkan air laut ke dalam bak penampungan. Kemudian air laut di dalam bak penampungan dipanaskan biasa oleh sinar matahari, dibiarkan selama satu minggu sampai menjadi garam. Meskipun proses pembuatan garam dengan cara tradisional memberikan keuntungan dalam hal
hemat energi ( karena mempergunakan energi surya yang disediakan alam atau gratis ) dan ramah lingkungan ( karena tidak ada polusi yang dihasilkan ), tetapi proses pembuatan secara tradisional mempunyai beberapa kekurangan. Kekurangan tersebut diantaranya mempunyai ketergantungan terhadap sinar matahari sehingga tidak setiap saat dapat dipergunakan karena jika tidak terdapat sinar matahari ( pada malam hari ) proses pembuatan garam tidak dapat dilaksanakan. Ketika musim hujan intensitas sinar matahari rendah hal ini sangat berpengaruh terhadap proses pembuatan garam karena sinar matahari rendah maka proses pembuatan garam tidak berjalan baik. Padahal musim hujan di Indonesia cukup lama sekitar 5-6 bulan, hal ini sangat merugikan petani garam karena proses memproduksi garam menjadi terkendala. Salah satu solusi untuk membuat garam pada saat musim hujan adalah dengan membuat peralatan pembuat garam yang tidak tergantung dengan energi surya. Energi yang digunakan ini misalnya digunakan energi dari kayu, batu bara atau biogas.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah: a. Membuat alat pengkristal air laut.
b. Mengetahui karakteristik alat pengkristal air laut yang dibuat :
1) Mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam dari air laut. Kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka penuh dan kondisi atap ditutup.
blower berputar, katup aliran udara blower dibuka setengah dan kondisi atap ditutup.
3) Mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam dari air laut. Kondisi blower tidak berputar dan kondisi atap ditutup.
4) Mengetahui waktu yang diperlukan membuat garam air laut. Kondisi tanpa blower dan tanpa tutup (terkontak langsung dengan udara sekitar).
1.3 Perumusan Masalah
Diperlukan perancangan alat pengkristal air laut yang mampu bekerja dengan tanpa ketergantungan energi matahari atau dengan kata lain dengan sumber energi selain energi matahari. Sumber energi lain selain energi matahari misalnya : kayu, biogas, listrik, dll.
1.4 Batasan Masalah
Batasan- batasan yang diambil dalam pengujian ini adalah: a. Air laut mempunyai nilai Be = 2 .
b. Volume awal air laut sebesar 1,5 liter.
c. Sumber energi dalam perancangan alat ini mempergunakan energi yang berasal dari kompor gas LPG. Dimungkinkan penggunaan energi dari sumber lain, seperti : kayu, biogas, batubara, listrik dll,
d. Kondisi air laut ketika dilakukan pengkristalan dalam alat pengkristal air laut dalam kondisi diam (tidak bergerak) dan diletakkan di dalam panci.
perpindahan panas dapat diperbesar serta dapat mempercepat proses pemanasan sehingga suhu panci dapat dianggap merata.
f. Air dipanaskan dengan alat pemanas. Alat pemanas berupa water heater yang didalamnya mengalir air panas yang mengalir secara kontinyu. Air panas tersebut tertampung dalam suatu bak.
g. Air panas diperoleh dari air yang dipanaskan oleh water heater berbahan gas LPG.
h. Skematik peralatan pengujian seperti tersaji Gambar 1.1
Gambar 1.1 Skematik alat pengkristal air laut Keterangan
1. Blower 7. Kompor gas
2. Penutup tempat air laut 8. Pompa air
3. Tempat air laut 9. Ember penampung air
4. Tempat air panas 10. Kran air
5. Water heater 11. Sirip
Langkah awal pengujian dilakukan dengan cara air laut dengan nilai Be = 2 dituang kedalam panci tempat air laut. Kemudian panci air laut dipanasi fluida air yang ada di bawah panci. Fluida air dipanasi oleh water heater. Air didalam pipa akan menjadi panas karena air dipanaskan menggunakan water heater melalui pipa tembaga sehingga air menjadi panas. Air didalam pipa dialirkan oleh pompa sehingga air dapat mengalir dan bersirkulasi. Ketika air laut dalam panci tempat air laut panas, maka air akan menguap dan terpisah dari garam. Pada percobaan dengan menggunakan blower, fungsi blower untuk mempercepat pembuangan uap air yang terpisah dari garam sehingga proses pengkristalan garam berjalan cepat. Selain itu fungsi dari penutup agar air laut tidak kontak dengan udara luar sehingga air laut cepat memanas.
1.5 Manfaat Pembuatan Alat Pengkristal Air Laut
Manfaat dari pembuatan alat pengkristal air laut ini adalah:
a. Hasil peralatan pengkristal air laut dapat dipergunakan untuk menggantikan proses pembuatan garam secara tradisional.
b. Hasil peralatan pengkristal air laut yang dibuat dapat dipergunakan pada waktu musim hujan, pada malam hari, atau pada saat tidak ada energi matahari.
c. Dapat menambah khasanah perpustakaan perihal peralatan pengkristal air laut.
BAB II
DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori
2.1.1 Perpindahan Kalor Konduksi, Konveksi dan Radiasi
Perpindahan kalor konduksi yaitu perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut, yang dapat dirumuskan seperti pada persamaan (2.1)
q = k.A. ………..………...(2.1)
Pada persamaan (2.1) :
q = Laju aliran kalor secara konduksi, (w) k = Konduktivitas thermal ( )
A = Luas permukaan yang tegak lurus arah perpindahan kalor ( ) ΔT = Beda suhu permukaan 1 dan permukaan 2 dari benda (
= - (
Δx = Tebal benda (m)
= Suhu permukaan di posisi 1 = Suhu permukaan di posisi 2 (
Gambar 2.1 Perpindahan kalor secara konduksi
Perpindahan kalor konduksi dapat berlangsung pada benda padat, cair dan gas. Untuk perpindahan kalor konduksi pada zat cair dan gas, syaratnya adalah dalam keadaan yang diam.
Perpindahan kalor konveksi yaitu perpindahan kalor pada suatu zat yang disertai perpindahan partikel-partikel zat tersebut. Persamaan yang diperlukan untuk menghitung laju aliran kalor konveksi dapat dinyatakan seperti persamaan (2.2).
q = h.A.( - ) ……….. (2.2)
Pada persamaan (2.2) :
q = Laju aliran secara konveksi (w) h = Koefisien perpindahan kalor konveksi
A = Luasan yang bersentuhan dengan fluida ( A
k
= Suhu fluida ( gas). Perpindahan kalor konveksi tidak dapat berlangsung pada benda padat. Perpindahan kalor konveksi ada 2 macam : konveksi paksa dan konveksi bebas. Konveksi paksa terjadi jika aliran fluida yang mengalir dikarenakan ada peralatan bantu yang memaksa fluida mengalir, sedangkan konveksi bebas, tidak ada peralatan bantu yang mengalirkan fluida. Aliran fluida pada konveksi bebas terjadi karena ada perbedaan kerapatan.
2.1.2 Berat ekivalen (BE)
zat terlarut persatuan volume larutan dan dengan persen komposisi atau jumlah satuan massa pelarut perseratus satuan massa massa larutan.
2.1.3 Kondisi Fluida ( larutan garam )
Dalam pengujian kondisi air laut sama dengan 2 BE. Kondisi air laut selama proses pengkristalan dilakukan pada kondisi diam (tidak bergerak). Keuntungan jika fluida diam adalah suhu fluida air laut yang didapat akan tinggi, atau tidak jauh dari fluida yang memanaskannya. Sebaiknya tinggi permukaan air laut dibuat tipis (diukur dari permukaan dasar plat penampung air laut), keuntungannya supaya lebih cepat menghasilkan garam. Jika air laut mempunyai permukaan yang luas, maka perpindahan kalor yang terjadi secara konveksi akan semakin besar. Proses penguapan akan semakin cepat dan produksi garam akan semakin cepat pula.
2.1.4Panci Tempat Fluida Air Laut
fluaida pemanas menjadi besar. Kalor yang diterima oleh air laut besar. Akan dapat lebih tinggi dari 500˚C. Jika menggunakan air maka panas yang dihasilkan hanya mencapai suhu 100˚C. Sistem perpipaan sebaiknya tidak tertutup (saluran
terbuka dengan udara luar yang bertekanan 1 atm), untuk menghindari terjadinya suhu gas yang tinggi yang berakibat nilai tekanan pada sistem perpipaan tinggi. Semakin tinggi kalor yang diterima fluida air laut maka akan semakin cepat terjadinya proses penguapan, karena perbedaan suhu dengan udara sekitar semakin besar. Hasil akhirnya proses produksi garam cepat. Dalam pemilihan fluida ini, harus harus mempertimbangkan sistem perpipaannya. Termasuk didalamnya peralatan yang mendukung, seperti: pompa. Suhu yang tinggi dapat mengakibatkan kerusakan pada perapat atau sel dari karet yang ada didalam pompa, dll.
2.1.6 Tempat Fluida Air Pemanas
kalor melalui panci fluida pemanas, maka sebaiknya permukaan luar dari panci diisolasi. Bahan panci harus tahan terhadap suhu dan kerja tinggi, supaya tidak mudah bocor.
2.1.7 Isolator Tempat Fluida Air Panas
Isolator adalah bahan yang dipergunakan untuk mencegah keluarnya kalor dari air panas yang ada di panci pemanas. Nilai konduktivitas thermal bahan isolator adalah rendah. Ada isolator yang tahan terhadap suhu dingin dan ada juga isolator yang tahan terhadap suhu panas. Sebaiknya dipilih bahan isolator yang tahan terhadap suhu panas, seperti glass wool. Sifat sifat glass wool adalah: Ringan, fleksibel, isolasi suhu panas yang sangat baik, daya konduksi yang rendah, bebas digunakan dalam temperature 100˚C-250˚C, tahan terhadap korosi, tidak mudah terbakar dan aman.
2.1.8 Pipa Aliran Fluida
Sebaiknya pipa aliran fluida dipilih dari bahan yang tahan terhadap suhu dan tekanan yang tinggi. Maka dari itu digunakan slang tahan suhu tinggi dan tekanan tinggi. Sistem perpipaan sebaiknya tidak tertutup (saluran terbuka dengan udara luar yang bertekanan 1 atm), untuk menghindari suhu gas yang tinggi yang berakibat harga tekanan menjadi tinggi, dan mengakibatkan saluran pipa menjadi bocor.
2.1.9 Pompa Air
dipanaskan tetap terjaga pada suhu yang diinginkan serta mampu mengatasi penurunan tekanan akibat adanya lekukan pada pipa. Untuk itu digunakan pompa yang mempunyai head tinggi sehingga dapat pengalirkan fluida dengan lancar. Pompa harus mampu bekerja pada suhu dan tekanan kerja.
2.1.10 Blower
Fungsi blower yaitu memaksa fluida udara yang berada diatas permukaan air laut untuk mengalir keluar menjauhi permukaan air laut. Dengan berpindahnya udara, maka kelembaban udara diatas air laut menjadi lebih rendah, maka air dari air laut akan lebih mudah untuk menguap. Semakin air lebih mudah dan cepat menguap, semakin cepat produksi garam yang dihasilkan. Dengan demikian fungsi blower dapat diartikan berfungsi untuk menjaga agar kelembaban udara tetap rendah dilingkungan sepanjang permukaan air laut. Sebaiknya dipilih blower yang mampu memberikan putaran yang dapat menghasilkan garam paling banyak.
2.1.11 Water Heater
2.1.12 Sumber Pemanas
Berfungsi untuk menggantikan sumber energi matahari. Dapat diperoleh kompor gas LGP, serta dapat diganti dengan sumber energi yang lain, seperti kayu,
biogas, batubara, dll. Yang berfungsi untuk memanaskan water heater.
2.1.13 Bak Penampung
Bak penampung berfungsi untuk mengkondisikan agar fluida yang mengalir didalam perpipaan tetap terjaga pada suhu dan tekanan yang diinginkan. Idealnya sistem perpipaan air adalah tertutup tetapi harus ada katup pengaman yang berfungsi untuk melepaskan uap panas baik tekanan dalam sistem peepipaan tinggi atau untuk pembuangan gas bertekanan jika sistem dalam keadaan tertutup. Dengan adanya bak penampung sistem perpipaan air menjadi terbuka dan ini mencegah terjadinya pecahnya saluran air (kerusakan pada sistem perpipaan).
2.1.14 Sirip
Fungsi sirip (fin) secara umum adalah untuk memperluas permukaan benda, agar laju perpindahan panas dapat diperbesar, sehingga dapat mempercepat proses pemanasan. Sirip yang digunakan vertikal dan horizontal, sehingga luas permukaan yang bersentuhan dengan fluida pemanas menjadi besar. Kalor yang diterima oleh air laut besar.
2.2 Tinjauan Pustaka
BAB III
PEMBUATAN ALAT DAN METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Pembuatan Alat
Pengerjaan alat disusun ke dalam beberapa tahap yang mencakup perencanaan dan pola pelaksanaan kerja. Desain cara kerja alat tersebut meliputi: pemilihan bahan kontruksi, perumusan masalah, perancangan model, perancangan perangkat, penyatuan perangkat, dan pengujian sistem hingga memenuhi syarat. Perancangan model meliputi perancangan desain dan pemilihan bahan yang akan dipergunakan. Pemilihan bahan yang tepat sangat mempengaruhi kinerja dan daya tahan alat. Yang perlu diperhatikan dalam pemilihan bahan untuk pembuatan alat pengkristal air laut adalah sifat korosinya. Untuk itu digunakan bahan-bahan yang tidak bersifat korosif. Perancangan model sudah pernah dilakukan sebelumnya pada rancang bangun mesin alat pengkristal larutan air garam yang dibuat sebagai dasar pertimbangan desain, berupa pengujian dalam bentuk proto tipe. Hal ini bertujuan untuk melihat apakah desain yang dibuat sudah dapat bekerja secara optimal serta bahan kontruksi yang kuat pada tekanan dan suhu fluida yang panas. Apabila kinerja pada model belum dapat bekerja secara optimal maka perlu dilakukan perubahan pada desain yang dibuat, sedangkan apabila desain sudah berjalan secara optimal maka lanjut ketahap berikutnya, yaitu pembuatan alat. Pembuatan alat mencakup pembuatan panci tempat air laut, pembuatan panci air pemanas, pembuatan dudukan panci pengkristal dan pembuatan sistem perpipaan
untuk sirkulasi air pemanas. Selanjutnya dilakukan uji coba, uji coba mencakup pengukuran parameter yang mempengaruhi kinerja alat pengkristalan air laut.
Diagram alir pembuatan alat disajikan pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Diagram alir pembuatan alat Selesai
Integrasi Bagian Sistim Perpipaan dan Sirkulasi Fluida Air Pemanas
Keterangan:
a) Panci tempat air laut (Gambar 3.1)
b) Sirip yang dipasang pada dasar panci (Gambar 3.2) c) Panci tempat air pemanas (Gambar 3.3)
d) Atap alat pengkristal (Gambar 3.4) e) Isolator (glass wool) (Gambar 3.5) f) Blower (Gambar 3.6)
g) Water Heater (Gambar 3.7) h) Pompa (Gambar 3.8)
Gambar 3.3 Sirip yang dipasang pada dasar panci
Gambar 3.5 Atap Alat Pengkristal
Gambar 3.7 Blower
Gambar 3.9 Pompa
3.2.2 Variasi Pengujian
Penelitian dilakukan dengan variasi pembukaan katup aliran udara dan kondisi tutup tempat air laut berada.
a.Kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka penuh dan kondisi atap ditutup.
b.Kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka setengah dan kondisi atap ditutup.
c. Kondisi blower tidak berputar dan kondisi atap ditutup.
d. Kondisi tanpa blower dan tanpa tutup (terkontak langsung dengan udara sekitar).
3.2.3Peralatan Pendukung
Alat alat yang dipergunakan untuk mendukung penelitian, yaitu (a) Be meter (b) Gelas ukur (c) Blower (d) Thermo meter dan thermo kopel (e) Roll kabel (f) Pockert balance (g) Anemometer (h) Air PDAM (i) Bak penampung air. a. BE meter
BE meter berfungsi untuk mengukur nilai Be air laut.
b. Gelas ukur
Glas ukur berfungsi untuk mengukur volume air laut.
Gambar 3.12 Glas ukur c. Blower
Blower berfungsi untuk memaksa fluida udara yang berada diatas permukaan air laut untuk mengalir keluar menjauhi permukaan air laut.
d. Thermometer dan thermokopel
Thermometer dan thermokopel berfungsi untuk mengukur suhu air laut, suhu air pemanas dan suhu udara sekitar.
Gambar 3.14 Thermometer dan thermokopel e. Roll kabel
Roll kabel berfungsi untuk memberi arus untuk pompa dan blower supaya bisa hidup.
f. Pocket balance
Pocket balance berfungsi untuk menimbang gas LPG
Gambar 3.16 Pocket balance g. Anemometer
Anemometer berfungsi untuk mengukur kecepatan blower.
h. Air PDAM
Air PDAM berfungsi untuk dijadikan media yang dipanaskan.
Gambar 3.17 Air PDAM i. Bak penampung air
Bak penampung air berfungsi untuk menampung fluida yg dipanaskan.
3.2.4 Cara Pengambilan Data
3.2.5 Cara Pengolahan Data
Dari data yang diperoleh selama proses pengkristalan diolah menggunakan Microsoft excel dan disajikan berbentuk tabel dan grafik untuk memperjelas perbandingan variasi Kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka penuh dan kondisi atap ditutup, Kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka setengah dan kondisi atap ditutup, Kondisi blower tidak berputar dan kondisi atap ditutup, Kondisi tanpa blower dan tanpa tutup (terkontak langsung dengan udara sekitar).
3.2.6 Cara Mendapatkan Kesimpulan
BAB IV
HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian
Setelelah dilakukan pengujian, diperoleh data-data hasil pengujian. Pengujian dilakukan sebanyak empat kali. Pengujian pertama dilakukan dengan mempergunakan volume air laut 1,5 liter dengan kondisi peralatan tertutup dan pembukaan katup blower terbuka penuh. Pengujian kedua dilakukan dengan mempergunakan volume air laut 1,5 liter dengan kondisi peralatan tertutup dan pembukaan katup blower terbuka 1/2. Pengujian ketiga dilakukan dengan mempergunakan volume air laut 1,5 liter dengan kondisi peralatan tanpa menggunakan blower dan peralatan tertutup, dan pada pengujian keempat dengan menggunakan volume air laut 1,5 liter dengan kondisi blower tidak berputar dan tanpa tutup (terkontak langsung dengan udara sekitar). Data-data yang telah diperoleh dalam berbagai kondisi penelitian disajikan dalam bentuk table, seperti tersaji paada Tabel 4.1; Tabel 4.2; Tabel 4.3 dan Tabel 4.4. Penyajian dalam bentuk grafik disajikan secara berturut-turut pada Gambar 4.1; Gambar 4.2; Gambar 4.3 dan Gambar 4.4.
Tabel 4.1 Hasil pengujian dengan kondisi peralatan tertutup dan pembukaan
Beberapa cacatan penting terkait hasil penyajian pertama:
- Untuk menghasilkan garam membutuhkan waktu selama 4 jam lebih 30 menit, dengan volume air laut 1,5 liter
- Menghabiskan gas LPG : 2 kg untuk 4 jam lebih 30 menit. - Debit aliran fluida pemanas : 7 liter / menit
Gambar 4.1 Nilai suhu pada kondisi peralatan tertutup dan pembukaan
Tabel 4.2 Hasil penelitian dengan kondisi peralatan tertutup dan menit, dengan volume air laut 1.5 liter
- Menghabiskan Gas LPG : 1/2 kg
- Debit aliran fluida pemanas : 7 liter / menit
Gambar 4.2 Nilai suhu pada kondisi peralatan tertutup dan pembukaan
Tabel 4.3 Hasil penelitian dengan kondisi peralatan tanpa menggunakan
- Debit aliran fluida pemanas : 7 litet/ menit
Tabel 4.4 Hasil penelitian dengan kondisi peralatan tanpa blower dan
- Debit aliran fluida pemanas : 7 litet/ menit
Parameter suhu yang diukur pada penelitian ini meliputi suhu lingkungan atau suhu udara sekitar, suhu air laut, dan suhu air pemanas. Suhu merupakan faktor eksternal yang akan mempengaruhi produktivitas suatu alat pengkristal air laut. Suhu lingkungan yang diukur sangat dipengaruhi oleh kondisi cuaca, kelembaban relatif udara, dan wilayah atau kondisi geografis yang bersifat relatif dan tidak dapat dikendalikan. Dari hasil pengamatan diperoleh nilai suhu yang berubah-ubah tiap harinya tergantung dari besarnya intensitas matahari yang diterima. Suhu lingkungan yang diperoleh dari hasil pengujian selama empat hari berkisar antara 28-31°C. Pada penelitian ini diperoleh suhu udara sekitar pada kisaran 27,2-28,3°C. Suhu air pemanas kurang berpengaruh langsung terhadap suhu lingkungan, hal ini disebabkan karena air merupakan penyimpan panas yang baik. Suhu air laut langsung turun apabila suhu lingkungan turun. Suhu air laut yang diperoleh di percobaan ini berkisar antara 26-29°C.
Keterangan :
maka kalor yang dikandung sedikit. Dari hasil penelitian yang dilakukan selama empat hari diperoleh rata-rata penggunaan gas LPG tiap harinya sebanyak 1-3 kg. Gas LPG yang dihasilkan merupakan hasil sisa proses pemanasan. Jumlah massa gas LPG hasil pemanasan terendah terdapat pada hari pertama, kedua dan ke empat yaitu sebesar 1 kg. Untuk variasi pembukaan katup dibuka penuh, ½ dengan atap tertutup dan tida menggunakan blower dan atap alat dibuka (terkontak langsung dengan udara sekitar).
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Beberapa kesimpulan dari pengujian yang telah dilakukan adalah sebagai berikut :
a. Peralatan pengkristal garam dapat dibuat dan dapat menghasilkan garam. b. Untuk percobaan dengan kondisi blower berputar, katup aliran udara
blower dibuka penuh dan kondisi atap ditutup, diperoleh kesimpulan bahwa dengan volume air laut 1,5 liter, waktu yang diperlukan untuk menjadikan garam 4 jam 30 menit.
c. Untuk percobaan dengan kondisi blower berputar, katup aliran udara blower dibuka setengah dan kondisi atap ditutup, diperoleh kesimpulan bahwa dengan volume air laut 1,5 liter, waktu yang diperlukan untuk menjadikan garam 2 jam 10 menit.
d. Untuk percobaan dengan kondisi blower tidak berputar dan kondisi atap ditutup, diperoleh kesimpulan bahwa dengan volume air laut 1,5 liter, waktu yang diperlukan untuk menjadikan garam 6 jam 30.
e. Untuk percobaan dengan kondisi tanpa blower dan tanpa tutup (terkontak langsung dengan udara sekitar), diperoleh kesimpulan bahwa dengan volume air laut 1,5 liter, waktu yang diperlukan untuk menjadikan garam 3 jam.
5.2 Saran
Beberapa saran yang dapat dikemukakan terkait dengan pengujian adalah : a. Pipa yang digunakan untuk mengalirkan fluida sebaiknya digunakan pipa
besi yang diisolasi agar fluida panas yg dialirkan tidak keluar atau terkontak langsung dengan udara luar, sehingga tidak mengurangi panas fluida yang dialirkan dan panas fluida bisa mencapai suhu yang tinggi. b. Pilih diameter pipia tembaga untuk Water Heater yang lebih besar. Agar
debit yang dihasilkan lebih besar, fluida yang akan masuk dari pompa dan yang keluar dari Water Heater kemudian masuk kedalam panci tempat air panas akan lebih cepat, maka untuk fluida yang dipanaskan melewati Water Heater juga akan lebih cepat.
DAFTAR PUSTAKA
Anwar Moch. Fauzi, 2009. Studi laju Pengeringan Garam, Laboratorium Teknik Reaksi Kimia. Fakultas Teknologi Industri. Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
Purbani Dini, 2008. Proses Pembentukan Kristalisasi Garam, Pusat Riset Wilayah Laut dan Sumberdaya Nonhayati, Badan Riset Kelautan dan Perikanan. Departemen Kelautan dan Perikanan
Purbani Dini, 2009. Proses Pembuatan Garam Dari Air Laut Dengan tujian Akhir Pemanfaatan Limbah Air Laut Untuk Berbagai kepentingan, Pusat Riset Wilayah Laut dan Sumberdaya Nonhayati, Badan Riset Kelautan dan Perikanan. Departemen Kelautan dan Perikanan
Hidayat Rizqi Rizaldi, 2011. Pemisah Garam dan Air Tawar Dengan Menggunakan Energi Matahari. Rancang Bangaun Alat, Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Institut Pertanian Bogor
Sudjadi, 2007. Kimia Farmasi Analisis. Penerbit Buku Pustaka Pelajar, Yogyakarta.
LAMPIRAN
Sirip Panci tempat air laut
Panci tempat air pemanas Dudukan panci
Variasi penelitian menggunakan tutup dan blower
Katup blower dibuka penuh Katup blower dibuka ½
Hasil pengujian pertama Hasil pengujian kedua
Hasil pengujian ketiga Hasil pengujian keempat
