KARAKTERISTIK KARBON AKTIF SEBAGAI ADSORBER PADA PENDINGIN ADSORPSI MENGGUNAKAN GENERATOR HORISONTAL

(1)

i

PENDINGIN ADSORPSI MENGGUNAKAN GENERATOR HORISONTAL

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh:

PETRUS AGUS DWI RATNATHA NIM : 095214012

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

ii

FINAL PROJECT

Presented as partitial fulfilment of the requirement

as to obtain the Sarjana Teknik degree

in Mechanical Engineering

By:

PETRUS AGUS DWI RATNATHA Student Number : 095214012

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

vii

Karbon aktif merupakan senyawa karbon amorph dan berpori yang mengandung 85-95% karbon yang dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon (batubara, kulit kelapa, dan sebagainya). Karbon aktif bersifat sangat aktif dan akan menyerap apa saja yang kontak dengan karbon tersebut. Karbon Aktif digunakan untuk menjernihkan air, pemurnian gas, industri minuman, farmasi, katalisator, dan berbagai macam penggunaan lain.

Pada proses pendingin adsorpsi biasanya menggunakan adsorber berupa silika gel, zeolit, kalsium klorida dan karbon aktif. Karbon aktif bisa dibuat dari tempurung kelapa atau didapat dari batu bara. Selain ramah lingkungan karbon aktif mudah didapat dipasar lokal dan amonia sendiri bukan merupakan refrijeran sintetik sehingga tidak menyebabkan terjadinya resiko kerusakan alam seperti yang dapat disebabkan oleh sistem pendingin kompresi uap yang menggunakan refrijeran sintetik. Penelitian ini bertujuan meneliti karakteristik karbon aktif yang dijual dipasar lokal sebagai adsorber amonia melalui temperatur terendah yang dapat dihasilkan oleh sistem pendingin absorpsi.

Alat penelitian terdiri dari generator, keran dan evaporator. Generator yang digunakan adalah generator horizontal berdiameter 10 cm dengan panjang 30 cm, lebar evaporator 5 cm dengan diameter 10 cm. Variabel yang divariasikan pada penelitian ini adalah jumlah massa karbon aktif 425 gr dan 850 gr dan variasi massa amonia 5,30 gr, 10,60gr, 12,88gr, 15,90gr, 17,30gr, 19,14 gr, 21,72gr dan 27,72gr.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa karbon aktif yang dijual dipasar lokal dapat menyerap amonia alami seperti yang ditunjukan setiap proses adsorpsi tekanan pada evaporator dapat mencapai nol atau vakum. Tetapi karbon aktif ini mempunyai karakteristik penyerapan yang lambat. Sehingga kurang baik dijadikan adsorber amonia. Hal ini ditunjukkan oleh temperatur terendah yang dihasilkan adalah 170C pada variasi massa amonia 12,88 gr dan massa karbon aktif 425 gr.

(8)

viii

Puji syukur atas berkah dan rahmat Tuhan Yang Maha Sempurna, sehingga tugas akhir

ini dapat terselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk

mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi,

Universitas Sanata Dharma.

Penulis merasa bahwa penilitian yang sedang di lakukan merupakan penelitian yang

tidak mudah, karena pada penelitian ini penulis melakukan langsung cara pembuatan dari awal,

pengambilan data, pemahaman tentang prinsip kerja alat, dan solusi yang tepat terhadap masalah

yang dihadapi.

Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Karakteristik Karbon Aktif Sebagai

Adsorber Pada Pendingin Adsorpsi Menggunakan Generator Horisontal” ini karena adanya

bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima

kasih kepada:

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

Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Ir. P.K. Purwadi, M.T. selaku Ketua Program studi Teknik Mesin.

3. Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku dosen pembimbing tugas akhir yang telah

mendampingi dan memberikan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan materi selama kuliah

di Universitas Sanata Dharma.

5. Laboran ( Ag. Rony Windaryawan ) yang telah membantu memberikan ijin dalam

penggunakan fasilitas laboratorium untuk keperluan penelitian ini.

6. Paulus Made Haryanto dan MM. Niluh Ratni selaku orang tua yang selalu memberi

(9)

ix

mesin angkatan 2009 yang membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa masih ada 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 tugas ini.

Semoga karya ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Terima kasih.

Yogyakarta, 08 November 2012

(10)

x

HALAMAN JUDUL ... i

TITLE PAGE ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... ... v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vi

ABSTRAK ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI... x

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

1.l Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 2

1.4 Manfaat Penelitian ... 2

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3

2.1 Dasar Teori... 3

2.2 Penelitian Yang Pernah Dilakukan ... 11

BAB III. METODE PENELITIAN ... 14

(11)

xi

3.4 Langkah Penelitian... 21

3.5 Peralatan Pendukung ... 22

BAB IV. DATA DAN PEMBAHASAN ... 25

4.1. Pembahasan... 50

BAB V. PENUTUP... 56

5.1Kesimpulan ... 56

5.2Saran ... 56

(12)

xii

Tabel 4.1. Pengisian amonia murni 19,14 gram dengan massa karbon aktif 425 gram .... 28

Tabel 4.2. Data desorpsi-adsorpsi variasi massa amonia 19,14 gram

dengan massa karbon aktif 425 gram ... 28

Tabel 4.3. Penambahan amonia murni 8,58 gram dengan massa karbon aktif 425 gram ... 30

dengan karbon aktif 425 gram ... 30

Tabel 4.6. Data desorpsi-adsorpsi variasi 21,72 gram dengan karbon aktif 425 gram ... 33

Tabel 4.7. Data desorpsi-adsorpsi variasi amonia 17,30 gram dengan

karbon aktif 425 gram ... 34

Tabel 4.9. Data desorpsi-adsorpsi variasi monia 12,88 gram

Tabel 4.10. Data desorpsi-adsorpsi variasi amonia 12,88 gram

Tabel 4.11. Pengisian amonia murni 5,30 gram dengan massa karbon aktif 850 gram. ... 42

Tabel 4.12. Data desorbsi-adsorpsi variasi massa amonia 5,30 gram

dengan karbon aktif 850 gram. ... 42

Tabel 4.13. Data desorbsi-adsorpsi ke 2 variasi massa amonia 5,30 gram

(13)

xiii

Tabel 4.17. Penambahan ke 2 amonia murni 5,30 gram dengan massa

karbon aktif 850 gram ... 47

(14)

xiv

Gambar 2.1. Skema pembuatan karbon aktif dari tempurung kelapa ... 6

Gambar 2.2. Karbon aktif bentuk serbuk ... 8

Gambar 2.3. Karbon aktif bentuk Granular ... 8

Gambar 2.4. Karbon aktif bentuk pelet ... 9

Gambar 2.5. Siklus Pendinginan Adsorbsi ... 10

Gambar 3.1. Skema alat pendingin absorbsi dengan kotak pendingin. ... 14

Gambar 3.2. Skema alat pengisian gas amonia kedalam tabung generator. ... 15

Gambar 3.3. Skema alat pendingin absorpsi... 16

Gambar 3.4. Dimensi generator ... 17

Gambar 3.5. Dimensi evaporator ... 17

Gambar 3.6. Posisi termokopel pada saat pengisian gas amonia... 18

Gambar 3.7. Stopwatch ... 22

Gambar 3.8. Kompor listrik ... 23

Gambar 3.9. Penampil termokopel ... 23

Gambar 3.10. Termokopel ... 24

Gambar 3.11. Ember ... 24

Gambar 3.12. Manometer ... 24

Gambar 4.1. Grafik proses desorpsi-adsorpsi pada semua variasi ... 51

Gambar 4.2. Grafik perbandingan temperatur pada setiap tekanan ... 53

(15)

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Karbon aktif merupakan senyawa karbon amorph dan berpori yang

mengandung 85-95% karbon yang dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung

karbon (batubara, kulit kelapa, dan sebagainya) atau dari karbon yang

diperlakukan dengan cara khusus baik aktivasi kimia maupun fisika untuk

mendapatkan permukaan yang lebih luas. Pada proses pendingin adsorpsi

biasanya sistem pendingin adsorpsi biasanya menggunakan adsorber berupa selika

gel, zeolit, kalsium klorida, dan karbon aktif.

Pada penelitian kali ini akan menguji karakteristik karbon aktif yang ada

dipasar lokal sebagai adsorber amonia pada pendingin adsorpsi. Amonia bukan

merupakan refrijeran sintetik sehingga tidak menyebabkan terjadinya resiko

kerusakan alam seperti yang dapat disebabkan oleh sistem pendingin kompresi

uap yang menggunakan refrijeran sintetik. Dalam satu gram karbon aktif, pada

umumnya memiliki luas permukaan seluas 500-1500 m2, sehingga sangat efektif

dalam menangkap partikel-partikel yang sangat halus berukuran 0.01-0.0000001

mm. Karbon aktif bersifat sangat aktif dan akan menyerap apa saja yang kontak

dengan karbon tersebut. Karbon aktif merupakan bagian dari batu bara. Selain

(16)

1.2 RUMUSAN MASALAH

Temperatur terendah yang dapat dicapai tergantung jumlah massa amonia

yang diserap adsorber dan kecepatan daya serap karbon aktif, temperatur fluida

pendingin kondensor, konstruksi generator dan konsentrasi amoniak dalam

generator. Pada penelitian ini generator juga berfungsi sebagai adsorber. Massa

karbon aktif pada generator sebagai acuan untuk variasi massa amonia. Daya

serap karbon aktif tergantung pada perbandingan jumlah massa amonia dengan

karbon aktif dan tekanan pada evaporator. Pada penelitian ini akan meneliti

karakteristik karbon aktif sebagai adsorber melalui termperatur terendah yang

dapat dihasilkan oleh pendingin adsorpsi.

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah meneliti karakteristik

karbon aktif yang dijual di pasar lokal sebagai adsorber amonia melalui

temperatur terendah yang dapat dihasilkan oleh sistem pendingin adsorpsi.

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Manfaat yang dapat diperoleh dari penlitian ini adalah:

1. Menambah kepustakaan teknologi tentang jenis adsorber.

2. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk

adsorber pada pendingin adsorpsi yang dapat diterima masyarakat.

(17)

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 PENELITIAN YANG PERNAH DILAKUKAN

Penelitian sistem pendingin absorbsi oleh Ayala (1994)

menggunakan refrijeran amoniak-air dengan penggerak energi panas bumi

yang menghasilkan temperatur pemanasan 90OC - 145OC di Meksiko untuk

pendingin hasil pertanian menghasilkan kapasitas pendinginan sebesar 10,5

kW. Penelitian pendingin absorbsi oleh Eisa (2007) menggunakan

refrijeran air-litium bromida dilakukan untuk mengetahui pengaruh

perubahan kondisi kerja pada unjuk kerja yang dihasilkan. Hasil yang

didapat menunjukan parameter yang penting adalah temperatur pemanasan

dan perbandingan laju aliran. Semakin tinggi temperatur pemanasan

semakin tinggi unjuk kerja yang dihasilkan. Laju aliran yang lebih besar

memerlukan temperatur generator yang lebih tinggi. Shiming (2001)

menggunakan refrijeran baru untuk sistem pendingin absorbsi yakni

2,2,2-trifluoroethanol (TFE)-N-methylpyrolidone (NMP). Refrijeran baru ini

mempunyai keunggulan dibandingkan dengan refrijeran klasik seperti H2O–

LiBr and HNO3–H2O. Keunggulan refrijeran baru tersebut adalah dapat

menghasilkan temperatur yang lebih rendah dengan menggunakan energi

pemanas yang lebih sedikit. Keunggulan ini disebabkan terutama karena

sifat refrijeran TFE–NMP tidak mengalami kristalisasi, tekanan kerja yang

(18)

pada temperatur tinggi. Kelemahan refrijeran baru ini adalah temperatur

penguapan antara TFE dan NMP yang hampir sama. Studi untuk

mengetahui karakteristik alat pendingin energi surya oleh Ali (2002) pada

sebuah prototipe menghasilkan COP sebesar 0,19. Pengujian dilakukan

dengan menghitung energi yang diberikan dan dihasilkan tiap komponen

alat pada beberapa variasi kondisi kerja. Beberapa penelitian pendingin

adsorpsi menggunakan zeolit-air oleh Hinotani (1983) mendapatkan bahwa

harga COP sistem pendingin adsorpsi surya menggunakan zeolit-air akan

medekati konstan pada temperatur pemanasan 160OC atau lebih. Grenier

(1983) melakukan eksperimen sistem pendingin adsorpsi surya

menggunakan zeolit-air dan mendapatkan harga COP sebesar 0,12. Pons

(1986) meneliti pendingin adsorpsi zeolit-air tetapi COP nya hanya 0,1. Zhu

Zepei (1987) melakukan pengetesan pada sistem pendingin adsorpsi surya

menggunakan zeolit-air dengan kolektor plat datar dan kondensor

berpendingin udara mendapatkan COP yang rendah sebesar 0,054

modifikasi yang dilakukan dengan memvakumkan sistem dan penggunaan

reflektor datar tidak banyak menaikkan harga COP. Kreussler (1999)

melakukan penelitian dan hasilnya adalah dengan pemanasan 150O C

didapatkan energi pendinginan sebesar 250 kJ per kilogram zeolit. Sebuah

penyimpan dengan volume 125 L dapat didinginkan menggunakan kolektor

seluas 3 m2. Ramos (2003) mendapatkan COP sebesar 0,25 dengan

menggunakan kolektor parabola secara terpisah dari sistem pendingin

(19)

Ramos tidak menggunakan kondensor, Ramos juga mendapatkan kapasitas

adsorpsi zeolit mencapai optimal dengan pemanasan tabung zeolit sebesar

250OC. Modifikasi sistem pendingin adsorpsi ini dilakukan oleh Houtsma

Simon Tomboy(2012) menggunakan refigeran amonia dengan adsorber

CaCl2. Alat pendingin adsorpsi CaCl2-Amonia yang digunakan pada

penelitian ini terdiri dari 3 (tiga) komponen utama yakni (1) Katup

desorpsi-adsorpsi (2) Generator dan (3) evaporator sekaligus berfungsi sebagai

kondensor. COP yang dihasilkan pada penelitian ini sebesar 0,92.

Temperatur evaporator terendah yang dihasilkan adalah 0℃.

2.2 DASAR TEORI

Karbon aktif merupakan senyawa karbon armoph, yang dapat

dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang

diperlakukan dengan cara khusus untuk mendapatkan permukaan yang lebih

luas. Secara luas karbon aktif digunakan sebagai adsorber pada proses

pemisahan dan pemurnian baik pada fase gas maupun fase cair. Karbon aktif

dapat digunakan untuk mengadsorbsi gas dan senyawa-senyawa kimia

tertentu atau sifat adsorbsinya selektif, tergantung pada besar atau volume

pori-pori dan luas permukaan. Daya serap karbon aktif sangat besar, yaitu

25-100% terhadap berat karbon aktif.

Karbon aktif bersifat sangat aktif dan akan menyerap apa saja yang

kontak dengan karbon tersebut. Karbon Aktif digunakan untuk

menjernihkan air, pemurnian gas, industri minuman, farmasi, katalisator,

(20)

karbon aktif dapat digunakan di berbagai industri seperti

pengolahan/tambang emas dengan berbagai ukuran mesh maupun iondine

number. Juga digunakan untuk dinding partisi, penyegar kulkas, vas bunga,

dan ornamen meja. Di balik legamnya, barang gosong itu ternyata sangat

kaya manfaat. Karbon aktif dapat digunakan sebagai bahan pemucat,

penyerap gas, penyerap logam, menghilangkan polutan mikro misalnya zat

organic maupun anorganik, detergen, bau, senyawa phenol dan lain

sebagainya. Apabila seluruh permukaan arang aktif sudah jenuh, atau sudah

tidak mampu lagi menyerap maka kualitas air yang disaring sudah tidak

baik lagi, sehingga arang aktif harus diganti dengan arang aktif yang baru.

Sifat karbon aktif yang paling penting adalah daya serap. Ada beberapa

faktor yang mempengaruhi daya serap adsorpsi, yaitu :

1. Sifat Serapan

Banyak senyawa yang dapat diadsorpsi oleh karbon aktif, tetapi

kemampuannya untuk mengadsorpsi berbeda untuk masing- masing

senyawa. Adsorpsi akan bertambah besar sesuai dengan bertambahnya

ukuran molekul serapan dari sturktur yang sama, seperti dalam deret

homolog. Adsorbsi juga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus

(21)

2. Temperatur/ suhu.

Dalam pemakaian karbon aktif dianjurkan untuk menyelidiki suhu pada

saat berlangsungnya proses. Faktor yang mempengaruhi suhu proses

adsoprsi adalah viskositas dan stabilitas thermal senyawa serapan. Jika

pemanasan tidak mempengaruhi sifat-sifat senyawa serapan, seperti terjadi

perubahan warna mau dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada titik

didihnya. Untuk senyawa volatil, adsorpsi dilakukan pada suhu kamar atau

bila memungkinkan pada suhu yang lebih kecil.

Karbon aktif tersedia dalam berbagai bentuk misalnya gravel, pelet

(0.8-5 mm) lembaran fiber, bubuk (PAC : powder active carbon, 0.18 mm

atau US mesh 80) dan butiran-butiran kecil (GAC : Granular Active carbon,

0.2-5 mm). (PAC) lebih mudah digunakan dalam pengolahan air dengan

sistem pembubuhan yang sederhana. Metode ini adalah salah satu metode

yang potensial, karena prosesnya yang sederhana, dapat bekerja pada

konsentrasi rendah, dapat di daur ulang, dan biaya yang dibutuhkan relatif

murah. (Arifin, 2008).

Ada beberapa macam karbon aktif diantaranya karbon aktif dari

tempurung kelapan dan karbon aktif dari batu bara. Proses Pembuatan

Karbon Aktif dari bahan baku tempurung kelapa terbagi menjadi dua

tahapan utama yaitu:

 Proses pembuatan arang dari tempurung Kelapa (karbonisasi)

(22)

Gambar 2.1 Skema pembuatan karbon aktif dari tempurung kelapa

Dalam tahap karbonisasi, tempurung kelapa dipanaskan tanpa udara

dan tanpa penambahan zat kimia. Tujuan karbonisasi adalah untuk

menghilangkan zat terbang. Proses karbonisasi dilakukan pada temperatur

400-600 0C. Hasil karbonisasi adalah arang yang mempunyai kapasitas

penyerapan rendah. Untuk mendapat karbon aktif dengan penyerapan yang

tinggi maka harus dilakukan aktivasi terhadap arang hasil karbonisasi.

Proses aktivasi dilakukan dengan tujuan membuka dan menambah

pori-pori pada karbon aktif. Bertambahnya jumlah pori-pori pada karbon

aktif akan meningkatkan luas permukaan karbon aktif yang mengakibatkan

kapasitas penyerapannya menjadi bertambah besar. Proses aktivasi dapat

dilakukan dengan dua metode yaitu teknik aktivasi fisik dan teknik aktivasi

kimia. Proses aktivasi fisik dilakukan dengan cara mengalirkan gas

pengaktif(CO2) melewati tumpukan arang tempurung kelapa hasil

karbonisasi yang berada dalam suatu tungku. Aktivasi kimia dilakukan

dengan menambahkan bahan baku dengan zat kimia tertentu pada saat

(23)

Ada tiga jenis karbon aktif yang terbuat dari tempurung kelapa yang banyak

dipasaran yaitu:

 Bentuk serbuk. Karbon aktif berbentuk serbuk dengan ukuran lebih kecil

dari 0,18 mm. Terutama digunakan dalam aplikasi fasa cair dan gas.

Digunakan pada industry pengolahan air minum, industry farmasi, terutama

untuk pemurnian monosodium glutamate, bahan tambahan makanan,

penghilang warna asam furan, pengolahn pemurnian jus buah, penghalus

gula, pemurnian asam sitrtat, asam tartarikk, pemurnian glukosa dan

pengolahan zat pewarna kadar tinggi.

Gambar 2.2 Karbon aktif bentuk serbuk

 Bentuk Granular. Karbon aktif bentuk granular/tidak beraturan dengan

ukuran 0,2mm-5 mm. Jenis ini umumnya digunakan dalam aplikasi fasa cair

dan gas. Beberapa aplikasi dari jenis ini digunakan untuk: pemurnian emas,

pengolahan air, air limbah dan air tanah, pemurni pelarut dan penghilang

(24)

Gambar 2.3 Karbon aktif bentuk Granular

 Bentuk Pellet. Karbon aktif berbentuk pellet dengan diameter 0,8mm-5 mm.

Kegunaaan utamanya adalah untuk aplikasi fasa gas karena mempunyai

tekanan rendah, kekuatan mekanik tinggi dan kadar abu rendah.Digunakan

untuk pemurnian udara, control emisi, tromol otomotif, penghilangbau

kotoran dan pengontrol emisi pada gas buang.

Gambar 2.4 Karbon aktif bentuk pelet

Proses pembuatan karbon aktif dari batubara dilakukan melalui

proses persiapan bahan dasar, proses karbonisasi dan proses aktivasi.

Persiapan bahan dasar dilakukan dengan melakukan penggerusan dan

(25)

dilakukan pada temperatur 900oC selama 60 menit dan mengalirkan gas

nitrogen (N2) sebagai gas inert sebesar 80 ml/menit. Sedangkan proses

aktivasi dilakukan dengan metode aktivasi fisika pada temperatur 950oC

dengan lama aktivasi 60 menit, 90 menit, 120 menit, 150 menit dan 180

menit dengan mengalirkan gas karbondioksida (CO2) sebagai activating

agent sebesar 80 ml/menit.

Amonia sebagai cairan utama dalam sistem pendingin absorbsi

merupakan salah satu refrijeran dalam suatu sistem pendingin. Amonia

murni mempunyai titik didih -33℃ pada tekanan 1 atm, cairan amonia harus

disimpan dalam tekanan tinggi dan bersifat sangat korosif terhadap tembaga

dan kuningan sehingga dalam pembuatan alat penelitian semua bahan

menggunakan stainless steel dan dalam pengelasan juga memakai argon

sebab dalam penyatuan bahan yang terbuat dari stainless stell ini pengelasan

yang dianggap paling baik adalah menggunakan argon. Amonia yang dijual

di pasar lokal khususnya di yogyakarta sudah dalam keadaan cair. Pada

penelitian ini menggunakan amonia murni, maka untuk mendapatkan

amonia murni dilakukan proses destilasi. Sehingga untuk menghitung massa

amonia digunakan persamaan gas ideal (Thermodynamics 5th edition,hal

438 ) :

P.v = m.R.T (1)

(26)

Proses Pendinginan Adsorbsi

Pendingin absorbsi umumnya terdiri dari 4 (empat) komponen

utama yaitu: (1) absorber, (2) generator, (3) kondensor, (4) evaporator. Pada

penelitian ini, model pendingin adsorbsi yang dibuat terdiri dari dua

komponen karena komponen absorber dan generator disatukan, dan

komponen kondensor dan evaporator disatukan.

Gambar 2.5. Siklus Pendinginan Adsorbsi

Siklus pendinginan adsorbsi terdiri atas proses adsorbsi

(penyerapan) refrijeran (amoniak) ke dalam absorber (karbon aktif) dan

proses pelepasan refrijeran dari absorber (proses desorbsi) proses ini dapat

dilihat pada gambar 2.5. Proses absorbsi dan desorbsi terjadi pada absorber

(pada penelitian ini pada generator). Pada proses desorbsi generator

memerlukan energi panas dari sumber panas. Energi panas dapat berasal

dari energi alam seperti panas bumi dan energi surya. Selain itu juga dapat

berasal dari pembakaran kayu, bahan bakar minyak dan gas bumi. Untuk

kemudahan pada penelitian ini, maka digunakan pemanas listrik yang dapat

1. Membebaskan uap menggunakan kalor

3.Menyerap uap ke dalam karbon sambil melepaskan kalor

(27)

diatur dayanya sebagai sumber panas. Energi panas menaikkan temperatur

campuran amoniak-karbon aktif yang ada di dalam generator. Karena

amoniak mempunyai titik didih yang rendah, maka amoniak akan menguap

terlebih dahulu dari pada karbon aktif. Uap amoniak ini akan mengalir dari

generator menuju evaporator melalui kondensor. Di dalam kondensor, uap

amoniak mengalami pendinginan dan mengembun. Uap amoniak di dalam

tabung kondensor (juga berfungsi sebagai evaporator) mengalami ekspansi

sehingga tekanannya turun. Karena tekanan amoniak di dalam evaporator

turun, maka temperaturnya pun turun sampai 00C. Evaporator umumnya

diletakkan di dalam kotak pendingin. Di dalam kotak pendingin tersebut,

diletakkan bahan-bahan yang akan didinginkan. Karena mendinginkan

bahan, maka amoniak dalam evaporator akan menguap dan mengalir

kembali ke generator. Di dalam generator, uap amoniak tersebut diserap

oleh karbon aktif, proses ini disebut absorbsi. Siklus tersebut akan

(28)

14

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1.Deskripsi Alat

Skema alat pendingin absorbsi amonia-air dengan kotak pendingin yang

dirancang ditunjukkan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1. Skema alat pendingin absorbsi dengan kotak pendingin.

Keterangan :

1. Generator

2. manometer

3. Evaporator

4. Kotak pendingin

1 2

3

(29)

Skema alat pengisian gas amonia kedalam tabung generator ditunjukkan

pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Skema alat destilasi amonia-air kedalam tabung generator.

Tabung amonia cair

Tabung penyaringan Manometer 1

Manometer 2

(30)

Skema alat pendingin absorbsi amonia-karbon aktif tanpa kotak pendingin

ditunjukkan pada Gambar 3.3.

`

Gambar 3.3. Skema alat pendingin absorbsi

Keterangan :

1. Nepel ¾ inchi

2. Keran ball valve ¾ inchi

3. Pipa 1 inchi

4. Penguat tabung generator

5. Generator yang juga sekaligus sebagai absorber

6. Manometer

1 2

3

4 5

6

(31)

7. Kondensor sekaligus evaporator

Berikut adalah gambar dimensi generator pada Gambar 3.4. Generator ini

mempunyai lebar 40 cm dan berdiameter 10 cm.

Gambar 3.4. Dimensi generator

Dimensi evaporator pada Gambar 3.5. Evaporator ini mempunyai lebar 5 cm

dan berdiameter 10 cm.

Gambar 3.5. Dimensi Evaporator

.

40cm 25cm

8cm

(32)

Posisi termokopel pada saat pengisian gas amonia data ditunjukan pada Gambar 3.6 :

Gambar 3.6. Posisi termokopel pada alat Temperatur 1

Temperatur 2 Temperatur 4

Temperatur 3

Temperatur 5

Temperatur 7 Temperatur 6

Temperatur 8

(33)

3.2.Variabel Yang Divariasikan

Variabel yang divariasikan dalam penelitian yaitu:

1. Variasi jumlah massa karbon aktif 425 gr dan 850 gr.

2. Variasi massa amonia 5,30 gr, 10,60gr, 12,88gr, 15,90gr, 17,30gr,

19,14 gr, 21,72gr dan 27,72gr.

Massa amonia dapat dihitung dengan persamaan 1 dan 2. Berikut contoh perhitungan massa amonia pada Table 4.1 :

Diketahui :

Tekanan terukur (P) = 5bar

Pabsolut = 5+1bar = 6 bar = 600000 N/m2

Temperatur = 680C = 341 K

V total yang dilalui gas amonia = 0,00513 m3

Tetapan gas (R) = 8,013 J/mol K

Massa per mol (mr) = 17 gr/mol

( )

(34)

Pada variasi massa amonia dilakukan penambahan dan pengurangan massa

amonia. Berikut langkah untuk mendapatkan variasi massa amonia:

1. Massa amonia 27,72gr didapat dari penambahan massa amonia dari

19,14gr ditambah 8,58gr.

2. Massa amonia 21,72gr didapat dari pengurangan massa amonia

27,72gr dikurangi 6,00gr.

3.3.Variable yang diukur

Dalam penelitian ini variabel-variabel yang diukur antara lain :

1. Temperatur generator

2. Temperatur minyak

3. Temperatur evaporator

4. Tekanan evaporator

(35)

3.4.Langkah Penelitian

Pengambilan data dalam penelitian Pendingin adsorpsi ini menggunakan

metode langsung yaitu penulis mengumpulkan data dengan menguji langsung

alat yang telah dibuat. Langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai

berikut :

1. Penelitian diawali dengan penyiapan alat.

2. Alat ukur termokopel yang telah disiapkan dipasang pada setiap bagian

yang akan diukur temperaturnya.

3. Generator diisi karbon aktif sebanyak 425gr.

4. Alat Pendingin adsorpsi divakumkan selama beberapa menit dengan

menggunakan pompa vakum.

5. Alat Pendingin adsorpsi diisi amonia 5 bar pada alat pengisian amonia.

6. Kemudian alat Pendingin adsorpsi dilepas dari alat pengisian ammonia

lalu alat Pendingin adsorpsi dimasukkan kedalam bak yang telah diisi

minyak kemudian dipanasi menggunakan kompor listrik. Pada kompor

listrik, terdapat tingkatan-tingkatan level panas. Jadi jika panas yang

diharapkan sudah konstan atau lampu pada penunjuk kompor mati, maka

level kompor listrik dapat dinaikan. Keadaan tersebut bisa terus berlanjut

hingga level kompor listrik maksimal. Proses pemanasan terjadi hingga

tekanan yang ada di alat ukur manometer menunjukan tekanan maksimal

saat alat bekerja (konstan)/ mangalami penurunan secara perlahan, proses

(36)

7. Setelah tekanan konstan, keran pada evaporator ditutup lalu kompor

dimatikan dan di geser. Lalu dilanjutkan ketahap kesalnjutnya yaitu proses

pendinginan.

8. Setelah generator didinginkan hingga temperatur T8 mendekati temperatur

awal sebelum pemanasan, maka alat pendingin Adsorpsi memasuki proses

Adsorpsi dengan cara memasukan evaporator kedalam kotak pendingin.

9. Kemudian keran penghubung evaporator dibuka perlahan- lahan hingga

terbuka penuh. Proses ini dinamakan proses adsorpsi.

10.Pengambilan data dilakukan dengan memvariasikan volume karbon aktif.

11.Pengambilan data dilakukan setiap 5 menit untuk proses adsorpsi dan

proses desorpsi dengan mencatat suhu di setiap.

3.5.Peralatan Pendukung

Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah :

a. Stopwatch

Alat ini digunakan untuk mengukur waktu pencatatan tekanan dan

temperatur.

(37)

b. Kompor Listrik

Kompor listrik yang dapat diatur dayanya digunakan untuk

memanaskan generator saat proses desorbsi.

Gambar 3.8. Kompor listrik

c. Penampil temperatur (Logger)

Logger digunakan untuk mencatat dan menampilkan temperatur di

setiap titik dari termokopel.

Gambar 3.9. Penampil temperatur

d. Termokopel

Termokopel digunakan untuk mengukur temperatur yang dihubungkan

(38)

Gambar 3.10. Termokopel

e. Ember

Ember digunakan untuk merendam evaporator saat proses desorbsi

dan merendam generator saat proses Pendinginan dan absorbsi.

Gambar 3.11. Ember

f. Manometer

Manometer digunakan untuk mengukur tekanan evaporator.

(39)

25

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengambilan data penelitian uji karakteristik karbon aktif terhadap

pendingin absorbsi dengan variasi massa karbon aktif 425 gram ditunjukan pada

diagram alur berikut ini :

Pengisisan amonia (Tabel 4.1.)

Didiamkan sampai vakum

Proses desorpsi-adsorpsi sampai tekanan maksimum (Tabel 4.2.)

pendingian

Proses adsorpsi

Hasil dan pembahasan

Penambahan massa amonia 5,58gr (Tabel 4.3)

pendingian

Proses adsorpsi

(40)

Kelanjutan diagram alur untuk massa karbon aktif 425gram. Setelah didapatkan

hasil adsorpsi dari variasi penambahan gas amonia sebanyak 1,5 bar, lalu

dilanjutkan proses desorbsi kembali tanpa penambahan gas amonia seperti pada

diagram alur berikut :

pendingian

Proses adsorpsi

Pengurangan gas amonia sebanyak 6,00 gr

Didiamkan sampai tekanan 0,4 bar

pendingian

Proses adsorpsi

Pengurangan massa amonia sebanyak 4,42 gr

pendingian

(41)

Setelah dilakukan pengurangan amonia sebanyak dua kali dan tidak menghasilkan

penurunan temperatur yang baik, maka dilakukan lagi pengurangan amonia

sebanyak 0,2 bar seperti pada diagram alur berikut :

Pengurangan gas amonia sebanyak 4,42 gr

Proses desorpsi-adsorpsi sampai tekanan 3,5 (Tabel 4.8.)

pendingian

Proses adsorpsi

pendingian

Proses adsorpsi

pendingian

Proses adsorpsi

(42)

Tabel 4.1. Pengisian amonia murni 19,14 gram dengan massa karbon aktif 425

Tabel 4.2. Data desorpsi-adsorpsi variasi massa amonia 19,14 gram dengan massa karbon aktif 425 gram.

(43)

Tabel 4.2. Data desorpsi-adsorpsi variasi massa amonia 19,14 gram dengan massa karbon aktif 425 gram. (lanjutan)

No. Waktu Tekanan

Pada variasi ini terjadi penurunan temperatur yang sangat kecil karena pada saat

proses desorpsi tekanan maksimum yang dicapai hanya 1,6 bar. Sehingga pada

(44)

Tabel 4.3. Penambahan amonia murni 8,58 gram dengan massa karbon aktif 425

Tabel 4.4. Data desorpsi-adsorpsi variasi massa amonia 27,72 gram dengan karbon aktif 425 gram .

(45)

Tabel 4.4. Data desorpsi-adsorpsi variasi massa amonia 27,72 gram dengan karbon aktif 425 gram (lanjutan).

No. Waktu Tekanan

dilakukan proses adsorpsi tidak terjadi penurunan temperatur pada evaporator

dikarenakan daya serap karbon aktif yang lambat.

(46)

Tabel 4.5. Data desorpsi-adsorpsi variasi massa amonia 27,72 gram dengan karbon aktif 425 gram (lanjutan)

No. Waktu Tekanan

(47)

Hasil pada proses desorpsi kedua tanpa penambahan dengan massa karbon

aktif 425 gram. Tekanan terakhir pada evaporator 7,2 bar. Temperatur awal pada

T5=260C, T6=240C, T7=250C dan T8= adalah 250C. Setelah dilakukan proses

adsorpsi terjadi penurunan temperatur pada T6 dari 240C menjadi 210C selama 1

menit. Setelah 10 menit temperatur pada evaporator kembali naik menjadi 250C.

Kemudian ditunggu selama 10 menit tekanan tidak bisa mencapai vakum karena

massa amonia yang terlalu banyak sehingga karbon aktif tidak mampu menyerap

seluruh uap amonia, maka dilakukan pengurangan gas amonia sebanyak 6,00

gram.

Tabel 4.6. Data desorpsi-adsorpsi variasi 21,72 gram dengan karbon aktif 425 gram.

6,00 gram dengan karbon aktif 425 gram. Tekanan maksimum yang dicapai hanya

(48)

Setelah dilakukan proses adsorpsi tidak terjadi penurunan temperatur evaporator.

Hal ini terjadi karena tekanan pada evaporator terlalu rendah untuk melakukan

proses adsorpsi. 10 menit kemudian tekanan tidak bisa mencapai vakum, lalu

dilakukan pengurangan gas amonia sebanyak 4,42 gram.

Tabel 4.7. Data desorpsi-adsorpsi variasi amonia 17,30 gram dengan karbon aktif 425 gram.

(49)

Tabel 4.7. Data desorpsi-adsorpsi variasi amonia 17,30 gram dengan karbon aktif

4,42 gram dengan karbon aktif 425 gram. Tekanan maksimum yang dicapai hanya

3,5 bar. Temperatur awal pada evaporator dan T8 adalah 260C. Setelah dilakukan

proses adsorpsi terjadi penurunan temperatur pada evaporator sebesar 40C. Pada

proses ini perbedaan tekanan pada evaporator dengan generator masih kurang

besar. Setelah ditunggu selama 10 menit tekanan tidak bisa mencapai vakum, lalu

dilakukan pengurangan gas amonia sebanyak 4,42 gram lagi.

Tabel 4.8. Data desorpsi-adsorpsi variasi massa amonia 12,88 gram dengan karbon aktif 425 gram

(50)

No. Waktu Tekanan

gram. Temperatur pada evaporator hanya turun 20C. Pada proses ini massa amonia

sudah dianggap cukup untuk massa karbon aktif 425 gram, maka tidak dilakukan

pengurangan massa amonia lagi. Tetapi dilakukan proses desorpsi kembali sampai

mencapai tekanan maksimum.

(51)

Tabel 4.9. Data desorpsi-adsorpsi variasi monia 12,88 gram dengan karbon aktif

Proses adsorpsi 25-6-2012 33 2:45 0,3 21 22 20 24

34 2:50 0,2 24 24 22 24 35 2:55 0,1 24 24 24 24

Pada proses adsorpsi dengan variasi tekanan maksimum pertama

(52)

generator 240C. Pada evaporator mengalami peningkatan penurunan sebanyak

40C. Pada proses ini masih dianggap kurang sehingga dilakukan proses desorpsi

kembali sampai mencapai tekanan yang lebih tinggi.

(53)

Tabel 4.10. Data desorpsi-adsorpsi variasi amonia 12,88 gram dengan karbon aktif

Proses adsorpsi 27-6-2012 37 0.5 17 19 20 22 Temperatur awal 38 0.2 20 21 22 22 T5=210 Celcius 39 0.2 21 22 22 22 T6=220 Celcius T7=220 Celcius T8=220 Celcius

Tekanan awal=7,2 bar

Pada proses desorpsi terakhir dengan variasi karbon aktif 425 gram di

dapat tekanan maksimum 7,5 bar. Pada saat proses adsorpsi temperatur pada

evaporator yang dihasilkan cukup rendah yaitu 170C. Pada proses ini kemampuan

adsorpsi karbon aktif cukup cepat untuk menyerap amonia murni, sehingga uap

amonia mampu menyerap kalor disekitar evaporator sehingga temperatur terendah

(54)

Berdasarkan data yang di dapat pada variasi massa karbon aktif 425 gram,

untuk variasi karbon aktif 850 gram dilakukan pengisian amonia pertama

sebanyak 5,30 gram seperti pada diagram alur berikut ini :

Pengisisan amonia pertama (Tabel 4.11.)

pendingian

Proses adsorpsi

Proses desorpsi-adsorpsi sampai tekanan 3,5 (Tabel 4.13)

Pendinginan

Proses adsorpsi

Proses penambahan gas amonia (Tabel 4.14)

Proses desorpsi-adsorpsi sampai tekanan maksimum (Tabel 4.15)

Pendinginan

Proses adsorpsi

(55)

Setelah proses adsorpsi sampai tekanan maksimum dilanjutkan desorpsi untuk

variasi tekanan 3,5 bar seperti yang ditunjukkan pada diagram alur berikut :

Pendinginan

Proses adsorpsi

Proses penambahan gas amonia (Tabel 4.17)

Proses desorpsi-adsorpsi sampai tekanan maksimum (Tabel 4.18)

Pendinginan

Proses adsorpsi

Hasi dan pembahasan

Pendinginan

Proses adsorpsi

(56)

Tabel 4.11. Pengisian massa amonia 5,30 gram dengan massa karbon aktif 850 karbon aktif 850 gram.

(57)

No. Waktu Tekanan

temperatur pada evaporator sangat rendah. Hal ini karena tekanan maksimum

yang dicapai sangat rendah yaitu 3,5 bar.

Tabel 4.13. Data desorpsi-adsorpsi ke 2 variasi massa amonia 5,30 gram dengan karbon aktif 850 gram.

(58)

Tabel 4.13. Data desorbsi-adsorpsi ke 2 variasi massa amonia 5,30 gram dengan karbon aktif 850 gram (lanjutan).

No. Waktu Tekanan

Pada proses adsorpsi dengan variasi tekanan 3,5 bar temperatur evaporator

terendah yang dihasilkan adalah 200C. Hasil ini tidak jauh berbeda pada variasi

(59)

Tabel 4.14. Penambahan ke 1 gas amonia 5,30 gram dengan massa karbon aktif

(60)

Tabel 4.15. Data desorpsi-adsorpsi ke 3 variasi massa amonia 10,60 gram dengan karbon aktif 850 gram (lanjutan).

No. Waktu Tekanan

Pada proses desorpsi dengan variasi penambahan amonia 5,30 gram

tekanan maksimum yang mampu dicapai adalah 6 bar. Pada saat proses adsorpsi

penurunan temperatur pada evaporator hanya 10C. Hal ini dikarenkan massa

amonia yang masih terlalu sedikit untuk proses adsorpsi.

(61)

Tabel 4.16. Data desorbsi-adsorpsi ke 4 variasi massa amonia 10,60 gram dengan karbon aktif 850 gram (lanjutan).

No. Waktu Tekanan

Pada proses adsorpsi dengan variasi penambahan amonia 5,30 gram

tekanan 3,5 bar tidak terjadi penurunan temperatur pada evaporator.

Tabel 4.17. Penambahan ke 2 gas amonia 5,30 gram dengan massa karbon aktif 850 gram.

(62)

Tabel 4.18. Data desorpsi-adsorpsi ke 5 variasi massa amonia 15,90 gram dengan karbon aktif 850 gram (lanjutan).

No. Waktu Tekanan

Proses adsorpsi 9-8-2012 37 3:05 0,5 18 19 20 24

(63)

Sebelum proses adsorpsi tekanan awal pada evaporator 8 bar, temperatur

awal pada T5=250C, T6&T7=220C dan T8=220C. Pada saat proses adsorpsi

dengan variasi penambahan amonia temperatur terendah yang dicapai mencapai

180C. Dengan tekanan yang tinggi maka laju penyerapan amonia oleh adsorber

bisa cepat, sehingga penyerapan kalor disekitar evaporator oleh uap amonia bisa

berlangsung cepat maka terjadi penurunan temperatur pada evaporator.

No. Waktu Tekanan

Pada saat proses adsorpsi tidak terjadi penurunan temperatur pada

evaporator karena tekanan yang rendah. Sehingga tidak membantu laju

(64)

4.1. Pembahasan

Proses pendingan adsorpsi pada penelitian ini meliputi beberapa proses, yaitu :

1. Proses desorbsi : proses pelepasan uap amonia murni dari absorber

melalui proses pemanasan dengan kompor listrik saat generator

dipanaskan.

2. Proses Pendinginan/kondensasi : proses pendinginan dan pengembunan

uap amonia dengan cara mencelupkan tabung generator kedalam bak atau

ember yang berisi minyak goreng.

3. Proses adsorbsi : proses penyerapan amonia murni oleh adsorber. Proses

penyerapan ini bisa terjadi karena karbon aktif mempunyai sifat adsorber

dan dikarenakan perbedaan tekanan antara ruang didalam evaporator dan

ruang didalam generator, amonia murni ini terhisap dan menguap menjadi

uap amonia. Proses penguapan amonia ini menyerap kalor yang ada

(65)

Gambar 4.1. Grafik proses desorpsi-adsorpsi pada setiap variasi

Berdasarkan data hasil penelitian desorpsi-adsorpsi pada setiap variasi dapat

dilihat pada Gambar 4.1.

Pada variasi tekanan 3,5 bar dengan variasi massa karbon aktif 425 gr dan

massa amonia 12,88 gr, lamanya waktu untuk melakukan proses desorpsi selama

1 jam 30 menit. Setelah dilakukan proses desorpsi dilakukan proses adsorpsi. Saat

proses adsorpsi berlangsung tidak terjadi proses pendinginan pada evaporator. Hal

ini dikarenakan jumlah amonia murni pada evaporator terlalu sedikit, sehingga

amonia murni tidak dapat menyerap seluruh kalor yang ada disekitar evaporator.

Pada variasi tekanan maksimum dengan variasi massa karbon aktif 425 gr

dan massa amonia 12,88 gr, lamanya waktu untuk melakukan proses desorpsi

selama 3 jam 50 menit. Tekanan maksimum yang mampu dicapai adalah 7,5 bar.

Proses desorpsi untuk mencapai tekanan maksimum membutuhkan waktu yang

-2

0:00 1:12 2:24 3:36 4:48

tek dan massa amonia 12,88 gr

variasi tekanan 3,5bar dengan karbon aktif 850gr dan massa amonia 15,90 gr

variasi tekanan maksimum dengan karbon aktif 850gr dan massa amonia 15,90 gr

(66)

lebih lama. Dengan waktu yang lebih lama amonia murni yang diserap oleh

karbon aktis bisa didesorpsi seluruhnya ke evaporator. Pada saat tekanan

mencapai maksimum, katup searah ditutup dan generator didinginkan. Setelah

generator mencapai suhu 270C dilakukan proses adsorpsi. Pada saat proses

adsorpsi, adsorpsi bisa berjalan dengan baik dan terjadi pendinginan pada

evaporator. Temperatur terendah yang mampu dicapai pada saat proses adsorpsi

adalah 170C.

Selain kedua variasi diatas, peneliti juga memvariasikan jumlah massa

karbon aktif 850 gr dan jumlah massa amonia 15,90 gr. Pada variasi tekanan 3,5

bar dengan massa karbon aktif 850 gr dan jumlah massa amonia 15,90 gr

membutuhkan waktu untuk melakukan desorpsi selama 2 jam 50 menit. Proses

desorpsi berlangsung lama dikarenakan awal proses desorpsi dimulai dari tekanan

vakum. Berbeda dengan variasi sebelumnya yang dimulai dari tekanan 0 bar. Pada

saat proses adsorpsi tidak terjadi pendinginan pada evaporator. Sama halnya pada

saat variasi tekanan 3,5 bar dengan massa karbon aktif 425 gr dan massa amonia

12,88 gr tidak terjadi pendinginan disebabkan jumlah amonia murni pada

evaporator terlalu sedikit. Sehingga kalor yang berada di evaporator didapat

diserap seluruhnya oleh uap amonia.

Pada variasi tekanan maksimum dengan massa karbon aktif 850 gr dan

massa amonia 15,90 gr, proses desorpsi berlansung selama 3 jam. Lamanya proses

desorpsi pada variasi tekanan maksimum ini hampir sama dengan proses desorpsi

variasi tekanan 3,5 bar dengan massa karbon aktif 850 gr dan jumlah massa

(67)

maksimum dimulai pada tekanan 0 bar. Sehingga waktu yang dibutuhkan untuk

mencapai tekanan maksimum hampir sama dengan pada saat variasi tekanan 3,5

bar dengan massa karbon aktif 850 gr dan massa amonia 15,90 gr. Pada saat

proses adsorpsi tekrjadi penurunan temperatur pada evaporator sebesar 180C. Hal

ini membuktikan bahwa semakin banyak uap amonia pada evaporator dan

semakin tinggi tekanan pada evaporator maka seluruh kalor pada sekitar

evaporator dapat diserap oleh uap amonia dengan baik.

Pada variasi 425 gr dengan massa amonia 27,72 gr proses adsorpsi tidak

dapat berlangsung dengan baik. Sehingga pada variasi karbon aktif 850 gr hanya

dilakukan variasi massa amonia 5,30 gr, 10,60 gr dan 15,90 gr dikarenakan

konstruksi generator yang berbentuk silinder sehingga luas permukaan karbon

aktif pada generator menjadi kecil.

Gambar 4.2. Grafik perbandingan temperatur pada setiap tekanan

(68)

Berdasarkan Gambar 4.2. dapat dilihat variasi tekanan 3,5 dengan karbon

aktif 425 gr dan massa amonia 12,88 gr temperatur yang dihasilkan sebesar 22 0C.

Sedangkan pada variasi tekanan maksimum dengan massa karbon aktif 425 gr dan

massa amonia 12,88 gr temperatur terendah yang dihasilkan sebesar 17 0C. Pada

variasi tekanan 3,5 bar dengan massa karbon aktif 850 gr dan massa amonia 15,90

gr temperatur terendah yang dicapai hanya 20 0C dan untuk variasi tekanan

maksimum dengan massa karbon aktif 850 gr dan massa amonia 15,90 gr

temperatur terendah dihasilkan adalah 18 0C. Berdasarkan Gambar 4.2. dapat

dilihat dari seluruh variasi, temperatur terendah diperoleh pada variasi tekanan

maksimum dengan massa karbon aktif 425 gr dan massa amonia 12,88 gr. Hal ini

disebabkan karena pada variasi tekanan maksimum dengan massa karbon aktif

425 gr dan massa amonia 12,88 gr, dengan tekanan yang tinggi dan massa amonia

yang seimbang dengan massa karbon aktif, maka proses adsorpsi dapat berjalan

dengan baik sehingga uap amonia mampu menyerap seluruh kalor pada

evaporator dengan baik. Sedangkan untuk variasi tekanan maksimum dengan

massa karbon aktif 850 gr dan massa amonia 15,90 gr belum mencapai temperatur

terendah meskipun memiliki tekanan yang tinggi karena jumlah massa amonia

yang sedikit. Sehingga uap amonia tidak dapat menyerap seluruh kalor pada

(69)

Gambar 4.3. Grafik perbandingan lamanya temperatur evaporator bertahan

Pada Gambar 4.2. temperatur 180C dapat bertahan lama karena pada

variasi tersebut cairan amonia murni yang tertampung didalam evaporator dapat

diserap oleh karbon aktif dengan lambat. Sedangkan pada temperatur 17 0C tidak

dapat bertahan lama dikarenakan pada saat proses adsorpsi terjadi penyerapan

yang cepat dikarenakan tekanan pada evaporator yang tinggi. Pada temperatur 20

0

C dan 22 0C temperatur tidak mampu bertahan lama dikarenakan pada saat proses

adsorpsi jumlah uap amonia di dalam evaporator hanya sedikit.

Semakin banyak cairan amonia murni, maka temperatur akan mampu

bertahan lama dan semakin turun pula suhu yang dihasilkan. Jika dibandingkan

dengan penelitian sebelumnya temperatur terendah akan bisa tercapai dan bisa

(70)

56

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa

dari beberapa variasi, karbon aktif yang dijual dipasar lokal dapat

menyerap amonia alami seperti yang ditunjukan setiap proses adsorpsi

tekanan pada evaporator dapat mencapai nol atau vakum. Tetapi karbon

aktif ini mempunyai karakteristik penyerapan yang lambat. Sehingga

kurang baik dijadikan adsorber amonia. Hal ini ditunjukkan temperatur

terendah yang dihasilkan adalah 170C pada variasi massa amonia 12,88 gr

dan massa karbon aktif 425 gr.

5.2 Saran

1. Untuk mendapatkan adsorber yang lebih baik dalam penelitian berikutnya

bisa memvariasikan jumlah massa karbon aktif dengan cara

mencampurkan karbon aktif dengan adsorber lain. Atau menggunakan

karbon aktif jenis serbuk atau pelet.

2. Pada saat proses destilasi amonia-air kedalam generator perlu dicermati

saat amoniak mulai habis agar amonia cair tidak ikut masuk kedalam

generator.

3. Jumlah massa amonia dibuat sama pada saat penambahan gas amonia

(71)

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar, Wiranto, (1995). Teknologi Rekayasa Surya. Jakarta, Pradnya Paramita.

Arifin. 2010. Dekolorisasi Air yang Mengandung Zat Warna Tekstil Dengan Metode Koagulasi Poly Aluminium Chloride dan Adsorpsi Karbon Aktif.

Tangerang : PT. Tirta Kencana Cahaya Mandiri.

Atkins, P.W., 1997, Kimia Fisika Jilid 2, Erlangga, Jakarta.

Best, R., Holland, F.A. (2007), A study of the operating characteristics of an

experimental absorption cooler using ternary systems, International Journal

of Energy Research, Volume 14 Issue 5, Pages 553 – 561 2007 Brady, James, 1999, Kimia Untuk Universitas, Erlangga, Jakarta.

Grenier, Ph. (1983), Experimental Result on a 12 m3 Solar Powered Cold Store Using the Intermittent Zeolite 13x-Water Cycle. Solar World Congress, Pergamon Press, pp. 353-358, 1984

Eisa M.A.R., Holland, F.A. (2007), A study of the operating parameters in a

water-lithium bromide absorption cooler, International Journal of Energy

Research, Volume 10 Issue 2, Pages 137 – 144 2007

Grover G.S, Devotta S., Holland F.A. (1998), Performance of an experimental absorption cooler using aqueous lithium chloride and lithium

chloride/lithium bromide solutions, Ind. Eng. Chem. Res., 1989, 28 (2), pp

250–253

Hinotani, K. (1983), Development of Solar Actuated Zeolite Refrigeration System. Solar World Congress, Vol.1, Pergamon Press, pp. 527-531.

Kreussler, S (1999), Experiments on Solar adsorption refrigeration Using Zeolite and Water. Laboratory for Solar Energy, University of Applied Sciences Germany.

Meunier, Francis (2004), Experimental Performance Of An Advanced Solar-Powered Adsorptive Ice Maker. Proceedings of the 10th Brazilian Congress of Thermal Sciences & Engineering (Nov.29–Dec.03,2004), Rio de Janeiro, Brazil.

http://digilib.polban.ac.id/gdl.php?mod=browse&op=read&id=jbptppolban-gdl-rudirustan-2983. _{Diakses pada 14 agustus 2012 jam 22.30 wib}

http://www.onlineconversion.com/pressure.htm._{Diakses pada} _{18 agustus 2012 jam}

12.35

(72)

Dokumen pengambilan data

Proses penyaringan amonia murni

(73)

proses adsorpsi