EFEK VOLUME AIR DAN LUAS ABSOBER PADA EFISIENSI … · 2020. 6. 25. · absorber berkain dengan...

i

EFEK VOLUME AIR DAN LUAS ABSOBER PADA EFISIENSI

DISTILASI AIR ENERGI SURYA BERSEKAT

SKRIPSI

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Memperoleh

Gelar Sarjana Strata (S1) Pada Jurusan Teknik Mesin

Universitas Sanata Dharma

Oleh:

REGITA DILA CAHYANINGTYAS

NIM: 165214095

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2019

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

WATER MASS AND ABSORBER AREA EFFECT ON PARTITION

SOLAR STILL EFFICIENCY

FINAL PROJECT

To Fulfill One of the Requirements to Obtain

Strata (S1) Bachelor Degree in the Departement of Mechanical Engineering

Sanata Dharma Universty

Arranged by :

REGITA DILA CAHYANINGTYAS

Student Number : 165214095

DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

UNIVERSITY OF SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2019


v

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir

dengan judul :



dibuat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Strata 1, Program

Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

Sejauh yang saya ketahui, penelitian ini bukan merupakan tiruan dari tugas akhir

maupun penelitian yang sudah dipublikasikan di Universitas Sanata Dharma atau

di Perguruan Tinggi manapun, kecuali bagian informasi yang dicantumkan dalam

Daftar Pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta , 17 Desember 2019

Penulis

Regita Dila Cahyaningtyas

165214095


vii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata

Dharma :

Nama : Regita Dila Cahyaningtyas

Nomor Mahasiswa : 165214095

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada

perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah dengan judul :



Dengan demikian, saya memberikan hak kepada Perpustakaan Universitas

Sanata Dharma untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain,

mengelola dalam bentuk pangkalan data, mempublikasikan di internet atau media

lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta izin kepada saya selama

masih mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.

Yogyakarta, 17 Desember 2019

Penulis


165214095


vii

ABSTRAK

Air bersih merupakan kebutuhan pokok bagi setiap manusia. Minimnya air bersih

yang layak untuk dikonsumsi menjadi sebuah masalah yang serius. Alternatif untuk

mendapatkan air bersih adalah melalui penjernihan air menggunakan distilasi air

energi surya. Distilasi akan memisahkan air yang terkontaminasi dengan

kontaminnya. Proses utama dalam distilasi adalah penguapan dan pengembunan.

Namun pada saat ini efisiensi alat distilasi energi surya masih rendah. Hal ini

disebabkan oleh penguapan yang kurang efektif karena absorber sempit dan

volume air terlalu besar. Cara untuk mempercepat laju penguapan dengan

memperluas absorber dan memperkecil volume air yang dipanaskan dalam suatu

waktu. Penelitian ini menggunakan metode eksperimental dengan membuat model

distilasi air energi surya jenis absorber bersekat. Penelitian dilakukan selama 2 jam

menggunakan lampu pemanas didalam ruangan. Pada penelitian ini, dilakukan

variasi (1) jumlah volume air 900 ml (150 ml tiap sekat), 1500 ml (250 ml tiap

sekat), 3120 ml (520 ml tiap sekat) , (2) luas kain sebesar 0.153 m2 (mentupi 50%

absorber), luas kain sebesar 0.306 m2 (menutupi 100% absorber). Berdasarkan

penelitian yang dilakukan, hasil terbaik diperoleh pada variasi volume air 900 ml

(150 ml tiap sekat) dengan tambahan kain. Variasi tersebut menghasilkan air

distilasi sebesar 0,44 l/(jam.m2) dengan efisiensi 66%. Sedangkan untuk variasi luas

kain sebagai absorber, hasil terbaik diperoleh pada variasi luas kain 0.306 m2

(menutupi 100% absorber) dengan volume air 250 ml tiap sekat, dimana variasi

tersebut menghasilkan air distilasi sebesar 0,35 l/(jam.m2) dengan efisiensi sebesar

55%.

Kata Kunci : distilasi, absorber kain, jumlah volume air, efisiensi.


viii

ABSTRACT

Clean water is a basic need for every human being. The lack of clean water that is

suitable for consumption is a serious problem. The alternative to get clean water is

through water purification using solar energy water distillation. Distillation will

separate contaminated water with contaminants. The main processes in distillation

are evaporation and condensation. But at this time the efficiency of solar energy

distillation devices is still low. This is caused by less effective evaporation because

the absorber is narrow and the volume of water is too large. A way to accelerate the

rate of evaporation by expanding the absorber and reducing the volume of water

that is heated at a time. This study uses an experimental method by making a

distillation absorber type solar energy water distillation model. The study was

conducted for 2 hours using a heating lamp in the room. In this study, variations

were made (1) the amount of water volume of 900 ml (150 ml per bulkhead), 1500

ml (250 ml per bulkhead), 3120 ml (520 ml per bulkhead), (2) the area of the fabric

was 0.153 m2 (covering 50 % absorber), fabric area of 0.306 m2 (covering 100%

absorber). Based on research conducted, the best results are obtained on variations

in the volume of water 900 ml (150 ml per bulkhead) with the addition of cloth.

This variation produces distilled water of 0.44 l / (hour.m2) with an efficiency of

66%. As for the variation of fabric area as an absorber, the best results are obtained

in a fabric area variation of 0.306 m2 (covering 100% absorber) with a volume of

250 ml water per bulkhead, where this variation produces distilled water of 0.35 l /

(hour.m2) with efficiency by 55%.

Keywords: distillation, fabric absorber, amount of water volume, efficiency.


ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

limpahan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik

dan tepat pada waktunya.

Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib bagi mahasiswa Program

Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma,

untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik di Program Studi Teknik Mesin.

Berkat bimbingan, nasehat, dan doa yang diberikan oleh berbagai pihak,

akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Oleh karena itu,

dengan segala kerendahan hati dan ketulusan, penulis mengucapkan terima kasih

sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Sudi Mungkasi, Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi.

2. Bapak Budi Setyahandana, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik

Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma

3. Bapak Achilleus Hermawan Astyanto, M.Eng., selaku Dosen

Pembimbing Akademik yang banyak membantu dan memberikan

bimbingan sehingga masa kuliah penulis bisa selesai tepat waktu..

4. Bapak Ir. F. A. Rusdi Sambada, M.T., selaku dosen pembimbing yang

telah membimbing penulis dengan sabar dan memberikan banyak

masukan dan dukungan kepada penulis hingga akhir penulisan skripsi

ini.

5. Suwardi (Papa), Ida Rusmila (Mama), dan Rachel (adik) yang selalu

mendoakan, sabar dan memberi dukungan kepada penulis dalam hal

materi maupun moral selama masa kuliah.

6. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta yang telah

memberikan ilmu kepada penulis selama perkuliahan.

7. Adolf Baskoro Wisnu Adi yang selalu mendoakan, memberi semangat

dan dukungan kepada penulis.

8. Sekar Widhi Hayuningtyas, Resa Hardanti, Diah Asri Pratiwi, Agnaes

Vidja yang menjadi teman seperjuangan penulis dalam suka ataupun

duka selama berkuliah.


x

9. Teman-teman Kelompok Tugas Akhir Rekayasa Surya yang telah

berjuang Bersama -sama dan seluruh teman teman Teknik Mesin

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang tidak dapat dituliskan satu

persatu, yang memberikan bantuan kepada penulis sehingga masa

perkuliahan berjalan dengan lancar.

10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah

memberikan dukungan kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini tidaklah sempurna, sehingga

kritik ataupun saran yang membangun dari pembaca sangat diharapkan demi

penyempurnaan skripsi ini dikemudian hari. Akhirnya besar harapan penulis agar

skripsi ini dapat bermanfaat untuk semua pihak

Yogyakarta,17 Desember 2019



xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

TITLE PAGE ........................................................................................................ ii

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................ iii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iv

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ............................... v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ........................................... vi

ABSTRAK ........................................................................................................... vii

ABSTRACT ........................................................................................................ viii

KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix

DAFTAR ISI ......................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xv

BAB I ...................................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2 Identifikasi Masalah ................................................................................. 2

1.3 Rumusan Masalah .................................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah ....................................................................................... 2

1.5 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 3

1.6 Manfaat Peneltian ..................................................................................... 3

BAB II .................................................................................................................... 4

2.1 Penelitian yang Pernah Dilakukan............................................................ 4

2.2 Landasan Teori ......................................................................................... 5

2.2 Kerangka Penelitian ................................................................................. 7

2.4 Hipotesis ................................................................................................... 9

BAB III ................................................................................................................. 10

3.1 Alat Penelitian ........................................................................................ 10

3.2 Peralatan Pendukung Pengambilan Data ................................................ 11

3.3 Parameter yang Divariasikan .................................................................. 11

3.4 Langkah Analisis .................................................................................... 12

3.5 Variabel yang Diukur ............................................................................. 12


xii

3.6 Langkah Penelitian ................................................................................. 12

BAB IV ................................................................................................................. 14

4.1 Data Penelitian ....................................................................................... 14

4.2 Hasil Perhitungan ................................................................................... 19

4.3 Pembahasan ............................................................................................ 24

4.4.1 Pengaruh Jumlah Volume Air. ........................................................ 24

4.4.2 Pengaruh Luas Absorber Kain ........................................................ 30

BAB V ................................................................................................................... 36

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 36

5.2 Saran ....................................................................................................... 36

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 37

LAMPIRAN ......................................................................................................... 38

Lampiran 1. Foto Alat Distilasi Saat Pengambilan Data ................................... 38

Lampiran 2. Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh ...................................................... 39

Lampiran 3. Tabel Sifat Air (Cair Jenuh) .......................................................... 40


xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Data penelitian variasi jumlah volume air 900 ml tanpa kain (150 ml

tiap sekat) ...................................................................................................... 14


tiap sekat) .............................................................................................. 15


tiap sekat) .............................................................................................. 15

Tabel 4. Data penelitian variasi jumlah volume air 900 ml dengan kain (150 ml

tiap sekat ) ............................................................................................. 16

Tabel 5. Data penelitian variasi jumlah volume air 1500 ml dengan kain (250

ml tiap sekat) ........................................................................................ 16


ml tiap sekat) ........................................................................................ 17

Tabel 7. Data penelitian variasi absorber tanpa kain dengan volume air 1500

ml (250 ml tiap sekat) ........................................................................... 17

Tabel 8. Data penelitian variasi luas kain 0.153 m2 atau menutupi 50%

absorber berkain dengan volume air 1500 ml (250 ml tiap sekat) ....... 18


absorber berkain dengan volume air 1500 ml (250 ml tiap sekat) ....... 18

Tabel 10. Hasil perhitungan variasi jumlah volume air 900 ml tanpa kain (150

ml tiap sekat) ........................................................................................ 19


ml tiap sekat) ........................................................................................ 19


ml tiap sekat) (lanjutan) ........................................................................ 20


ml tiap sekat) ........................................................................................ 20

Tabel 14. Hasil perhitungan variasi jumlah volume air 900 ml (150 ml tiap

sekat dengan kain) ................................................................................ 21

Tabel 15. Hasil perhitungan variasi jumlah volume air 1500 dengan kain (250

ml tiap sekat) ........................................................................................ 21


xiv

Tabel 16. Hasil perhitungan variasi jumlah volume air 1500 dengan kain (250

ml tiap sekat) ........................................................................................ 22

Tabel 17. Hasil perhitungan variasi absorber tanpa kain dengan volume air

1500 ml (250 ml tiap sekat) .................................................................. 22

Tabel 18. Hasil perhitungan variasi luas kain 0.153 m2 atau menutupi 50%

absorber dengan volume air 1500 ml (250 ml tiap sekat) .................... 22


absorber dengan volume air 1500 ml (250 ml tiap sekat) .................... 22


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Volume air total di dalam absorber bersekat ........................................ 7

Gambar 2. Perbandingan jumlah volume air pada tiap sekat. ................................. 8

Gambar 3. Volume air yang tertampung pada sekat dan volume air yang

tertampung pada kain ........................................................................... 8

Gambar 4. Skema alat distilasi air energi surya jenis absorber bersekat.............. 10

Gambar 5. Kain yang digunakan pada penelitian ................................................. 11

Gambar 6. Perbandingan efisiensi pada variasi jumlah volume air ...................... 24

Gambar 7. Perbandingan hasil pada variasi jumlah volume air ............................ 25

Gambar 8. Beda temperatur (ΔT) rata-rata pada variasi jumlah volume air ......... 26

Gambar 9. Nilai rata-rata temperatur absorber pada variasi jumlah volume air .. 27

Gambar 10. Nilai rata-rata temperatur kaca pada variasi jumlah volume air ....... 28

Gambar 11. Perbandingan volume air yang tertampung pada kain dengan

volume air pada sekat. ........................................................................ 28

Gambar 12. Nilai rata-rata quap pada variasi variasi jumlah volume air.............. 29

Gambar 13. Nilai rata-rata qkonveksi pada variasi jumlah volume air................. 29

Gambar 14. Perbandingan efisiensi variasi luas kain dengan volume air 250 ml

tiap sekat. ............................................................................................ 31

Gambar 15. Perbandingan hasil variasi luas kain dengan volume air 250 ml tiap

sekat. .................................................................................................. 31

Gambar 16. Beda temperatur (ΔT) rata-rata pada variasi luas kain dengan

volume air 250 ml tiap sekat .............................................................. 32

Gambar 17. Nilai rata-rata temperatur absorber pada variasi luas kain dengan

volume air 250 ml tiap sekat. ............................................................. 33

Gambar 18. Nilai rata-rata temperatur kaca pada variasi luas kain dengan

volume 250 ml tiap sekat ................................................................... 33

Gambar 19. Nilai rata-rata quap pada variasi luas kain dengan volume 250 ml

tiap sekat..............................................................................................34

Gambar 20. Nilai rata-rata qkonveksi pada variasi luas kain dengan volume air

250 ml tiap sekat. ............................................................................... 35


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kurangnya pasokan air bersih adalah salah satu masalah yang dihadapi

pada kehidupan saat ini. Seiring bertambahnya pertumbuhan penduduk maka

kebutuhan air bersih terus meningkat. Banyak daerah yang masih kekurangan

air bersih. Air yang tidak layak di konsumsi tentu saja akan mengganggu

keberlangsungan hidup. Oleh karena itu harus dilakukan usaha untuk

mendapatkan air bersih guna memenuhi kebutuhan hidup. Salah satunya adalah

dengan melakukan proses distilasi. Menggunakan energi surya untuk

membantu proses distilasi adalah salah satu bentuk pemanfaatan energi

terbarukan. Fungsi dari energi surya adalah untuk membantu proses

penguapan. Alat distilasi ini konstruksinya, mudah digunakan, dan ramah

lingkungan.

Cara kerja dari alat distilasi ini adalah menguapkan air yang

terkontaminasi kemudian hasilnya akan diembunkan. Kotoran yang ada pada

air nantinya tidak ikut menguap dan uap yang sudah mengembun merupakan

air bersih hasil proses distilasi, hasil pengembunan ini sudah layak untuk

dikonsumsi. Permasalahan yang ada saat ini adalah keefektifan alat dalam

menghasilkan air bersih. Faktor penyebab penguapan yang kurang efektif

karena absorber sempit dan massa air terlalu besar. Untuk memperoleh hasil

yang maksimal, pada proses penguapan diberikan variasi dengan mengecilkan

volume air yang dipanaskan dalam suatu waktu dan memperbesar luasan

absorber. Kain dapat digunakan untuk menambah luasan absorber karena

memiliki sifat kapilaritas. Sifat kapilaritas kain inilah yang membantu air

terkontaminasi menyebar membentuk sebuah lapisan tipis sehingga area

penguapan akan menjadi lebih besar dan mempercepat proses penguapan.

Unjuk kerja alat ini dapat dilihat dari efisiensi kerja dan jumlah air hasil

proses distilasi. Beberapa faktor dapat mempengaruhi efisiensi kerja alat ini,

antara lain : energi surya yang maksimal, volume air terkontaminasi yang


2

akan didistilasi, suhu awal air yang terkontaminasi, penyerapan panas yang

terjadi di absorber, dan keefektifan kaca dalam mengembunkan uap. Absorber

biasanya diberi warna hitam agar dapat menerima panas dengan cepat dan

maksimal. Kaca pada alat distilasi berguna menjadi tempat untuk uap

mengembun, suhu kaca tidak boleh terlalu panas karena mengakibatkan proses

pengembunan tidak bisa berjalan baik dan kaca penutup juga bisa pecah. Angin

juga merupakan salah satu faktor dalam proses pengembunan. Pada penelitian

menggunakan variasi papan yang dibungkus kain. Hal ini bertujuan untuk

memperluas absorber sehingga proses penguapan dapat lebih cepat dan jumlah

air bersih yang diperoleh menjadi lebih banyak.

1.2 Identifikasi Masalah

Pada latar belakang dijelaskan bahwa alat distilasi energi surya

mempunyai dua proses utama, yaitu penguapan dan pengembunan. Semakin

besar penguapan maka semakin cepat pula proses pengembunan yang artinya

hasil dari proses distilasi semakin banyak. Namun luas absorber yang terbatas

dan massa air yang terlalu besar membuat laju penguapan menjadi kurang

maksimal. Agar kedua proses ini berjalan dengan baik maka digunakan variasi

dengan menambahkan kain untuk menambah luas absorber pada setiap sekat

dan pemberian volume air dengan nilai yang berbeda untuk memperkecil

volume air yang dipanaskan dalam satuan waktu. Hal ini akan mempengaruhi

laju dan hasil proses distilasi.

1.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan identifikasi masalah, dapat ditemukan beberapa rumusan

masalah antara lain :

1. Bagaimana pengaruh volume air terhadap efisiensi alat distilasi air energi

surya?

2. Bagaimana pengaruh luas absorber terhadap efisiensi alat distilasi air

energi surya?

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini antara lain:

1. Temperatur absorber, dan kaca diasumsikan merata


3

2. Kain menyelimuti papan kayu.

3. Luasan alat distilasi air jenis absorber kain bersekat adalah 0,40 m2, terbuat

dari multipleks dengan tebal 12 mm

4. Penelitian dilakukan selama 2 jam menggunakan lampu pemanas di dalam

ruangan. Energi panas yang diterima absorber dari lampu pemanas

diasumsikan merata dan konstan.

1.5 Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Menganalisis pengaruh jumlah volume air terhadap efisiensi alat distilasi

air energi surya.

2. Menganalisis pengaruh luas absorber terhadap efisiensi alat distilasi air

energi surya.

1.6 Manfaat Peneltian

Manfaat penelitian ini adalah :

1. Menambah kepustakaan mengenai teknologi distilasi dengan energi surya.

2. Dapat dikembangkan menjadi prototype alat distilasi tenaga surya yang

bermanfaat untuk menghasilkan air bersih.


4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian yang Pernah Dilakukan

Distilasi merupakan proses untuk memisahkan air dengan kandungan

berbahaya yang ada di dalamnya. Distilasi energi surya dapat menjadi salah satu

cara untuk mendapatkan air bersih yang akan sangat berguna di masa depan.

Penggunaan sirip dapat menambah luas area disitilasi sehingga temperatur dan air

hasil distilasi meningkat. Material absorber menjadi salah satu hal yang harus

diperhatikan untuk meningkatkan temperatur dan hasil air distilasi (Mohan, Yadav,

dkk., 2017).

Penggunaan goni sumbu meningkatkan jumlah energi surya yang diserap

dan meningkatkan luas permukaan penguapan. Permukaan berbentuk cekung dan

beralas goni meningkatkan luas penguapan karena efek kapiler. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa rata-rata produktivitas distilasi di siang hari adalah 4,1

l/m2.hari, efisiensi maksimum 45% dan rata-rata efisiensi harian sebesar 30%

(Kabeel, A. E.,2009).

Distilasi energi pasif, dengan kolektor, dan distilasi surya dengan kolektor

yang ditambahkan tabung tembaga untuk mendapatkan panas lebih maksimal. Hasil

distilasi surya dengan kolektor lebih tinggi 42% dibandingkan dengan distilasi

surya energi pasif (Salim, Al-Asadi, 2015).

Penggunaan alat distilasi energi surya yang bertujuan untuk menjernihkan

air memiliki keuntungan antara lain tidak memerlukan biaya tinggi dalam

pembuatannya, pengoperasian dan perawatannya mudah (Kunze, H. H., 2001).

Kaca penutup adalah komponen penting dalam kolektor yang dapat

mempengaruhi unjuk kerja alat distilasi. Secara umum diperoleh hasil bahwa

menggunakan dua buah kaca penutup diperoleh hasil efisiensi yang lebih baik

dibandingkan dengan satu kaca penutup. Perbedaan suhu antara digunakan satu

kaca penutup dan dua kaca penutup dapat mencapai 17 oC (Tirtoatmodjo, Handoyo,

1999).

Penelitian untuk membandingkan unjuk kerja alat distilasi air laut yang

menggunakan bahan dasar kaca dan bahan dasar papan mika dengan dimensi luas

alat 100 x 40 cm, tinggi dinding 20 cm, dan kemiringan penutup 30 oC yang dapat


5

menampung air sebanyak 20 liter. Alat distilasi surya dengan bahan dasar kaca

memiliki hasil lebih banyak dengan rata-rata sebesar 324 mL per hari (Astawa,

dkk., 2017).

Penelitian untuk mengetahui kenaikan unjuk kerja alat distilasi bak dengan

menggunakan kolektor yang berfungsi untuk menaikkan temperatur air masuk ke

dalam destilator. Selain kolektor digunakan juga reflektor untuk menaikkan energi

surya yang masuk ke dalam destilator. Hasil tertinggi dalam penelitian ini sebesar

0,85 liter diperoleh pada variasi ketinggian air 5 mm destilator menggunakan

reflektor. Semakin kecil ketinggian air di dalam destilator maka hasil yang

diperoleh akan semakin banyak. Hasil efisiensi tertinggi juga diperoleh variasi

ketinggian 5 mm destilator menggunakan reflektor yang memiliki efisiensi rata-rata

sebesar 27,4%. Walaupun ketiga alat ini menerima intensitas surya yang sama,

namun jumlah energi surya yang diterima destilator berbeda. Penggunaan reflektor

dan kolektor merupakan cara untuk meningkatkan hasil air distilasi namun belum

tentu menaikkan efisiensinya (Puja, Sambada, 2012).

2.2 Landasan Teori

Distilasi adalah proses penjernihan air kotor menjadi air bersih dan layak

konsumsi. Dua proses utama pada distilasi adalah penguapan dan pengembunan.

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi terjadinya penguapan antara lain luas

permukaan, lama waktu pemanasan, tekanan dan temperatur air. Sedangkan faktor-

faktor yang mempengaruhi pengembunan adalah tekanan dan temperatur.

Perbedaan temperatur juga mendukung keberlangsungan dua proses tersebut.

Berawal dari energi panas yang masuk ke dalam alat distilasi lalu memanaskan

absorber yang berisi air, sehingga lapisan air kotor diatas absorber akan menguap

kemudian berubah fase menjadi embun dan menempel pada kaca penutup,

sedangkan kotoran tidak ikut menguap. Proses penguapan dan pengembunan yang

meningkat akan menghasilkan unjuk kerja yang maksimal.

Absorber sebagai tempat terjadinya penguapan air dan kaca penutup sebagai

tempat terjadinya pengembunan juga merupakan komponen penting dalam alat

distilasi. Absorber diberi warna hitam agar mudah menyerap panas karena karena

warna hitam memiliki kemampuan absorbsivitas panas yang baik. Selain itu,

temperatur kaca penutup juga mempengaruhi proses pengembunan. Semakin


6

rendah temperatur yang dimiliki oleh kaca penutup, maka pengembunan juga akan

lebih cepat terjadi.

Penelitian distilasi energi surya ini menggunakan absorber jenis kain.

Dengan memanfaatkan prinsip kapilaritas yang dimiliki kain maka air yang masuk

ke dalam alat distilasi akan meresap keseluruh bagian kain dan menguap. Lapisan

yang terbentuk di absorber lebih tipis dan merata sehingga volume air yang

diuapkan sedikit dan penguapan dapat berlangsung dengan lebih cepat dan hasil

menjadi lebih baik.

Efisiensi alat distilasi surya didefinisikan sebagai perbandingan antara

jumlah energi yang digunakan dalam proses penguapan air dengan jumlah energi

panas yang datang selama waktu pemanasan (Arismunandar:1995).

𝜂 =

𝑚𝑔 . ℎ𝑓𝑔

𝐴𝐶 . ∫ 𝐺. 𝑑𝑡𝑡

0

(1)

dengan mg adalah hasil air distilasi (kg), hfg adalah panas laten penguapan

(kJ/kg), AC adalah luasan alat distilasi (m2), G adalah jumlah energi panas yang

datang (W/m2), dan dt adalah lama waktu pemanasan (detik).

Adanya energi panas yang hilang melalui sisi absorber, maka keseimbangan

energi pada air (Jansen, 1985) menghasilkan :

𝐺𝑇 = 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 + 𝑞𝑟𝑎𝑑 + 𝑞𝑢𝑎𝑝 W/m2 (2)

Sebagian energi panas dari absorber akan dipindahkan ke kaca dengan cara

konveksi, radiasi, dan penguapan. Proses perpindahan secara konveksi dapat

dihitung dengan persamaan :

𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣 = 88,84 . 10−3 . (𝑇𝑎 − 𝑇𝑘 +𝑃𝑎 − 𝑃𝑘

268,9 . 10−3 − 𝑃𝑎

. 𝑇𝑎 )

13

𝑊/𝑚2 (3)

dengan qkonv merupakan energi yang terbuang dari absorber ke kaca

(W/m2), Ta adalah temperatur air (°K), Tk adalah temperatur kaca (°K), Pa, dan Pk

adalah tekanan parsial uap air pada temperatur air, dan kaca (N/m2). Sementara itu,

energi radiasi absorber ke kaca dihitung dengan persamaan :

𝑞𝑟𝑎𝑑 = 𝜎 . 𝜀𝑎 . (𝑇𝑤4 − 𝑇𝑐

4) 𝑊/𝑚2 (4)


7

dengan qrad adalah besar radiasi ke lingkungan (W/m2), 𝜎 adalah konstanta

Stefan Boltzmann (5,67 x 10-8 W/(m2.K4)), 𝜀𝑎 adalah nilai emisivitas air. Energi

untuk penguapan (quap) dapat dihitung dengan persamaan :

𝑞𝑢𝑎𝑝 = 16,27 . 10−3. 𝑞𝑘𝑜𝑛𝑣

(𝑃𝑎 − 𝑃𝑘)

(𝑇𝑎 − 𝑇𝑘) 𝑊/𝑚2 (5)

Hasil air distilasi dapat dihitung berdasarkan nilai yang diperoleh dari energi

penguapan (quap). Laju distilasi (muap) dapat dicari dengan hubungan :

𝑚𝑢𝑎𝑝 =𝑞𝑢𝑎𝑝

ℎ𝑓𝑔 (6)

Energi yang digunakan selama proses pemanasan (qc) dapat dihitung

menggunakan persamaan (7) :

𝑞𝑐 = 𝑚𝑐 . 𝐶𝑝 . ∆𝑇 (7)

dengan mc adalah laju aliran volume air (kg/s), Cp adalah kalor spesifik air

pada tekanan konstan (kJ/kg°C), dan ΔT merupakan selisih temperatur dalam kurun

waktu tertentu (°C).

2.3 Kerangka Penelitian

Penelitian pertama adalah penelitian dengan memberikan variasi volume air

pada tiap sekat. Untuk variasi jumlah volume air yang dipanaskan dalam suatu

waktu dapat dilihat pada Gambar 1 Dengan mengurangi volume air yang dipanasi

dalam suatu waktu, penelitian ini diharapkan dapat menaikkan laju proses distilasi

sehingga hasil yang didapatkan lebih banyak dalam waktu yang lebih singkat.

Gambar 1. Volume air total di dalam absorber bersekat


8

Gambar 2 menggambarkan volume air total (mT) yang dipanaskan memiliki jumlah

volume yang besar sehingga proses pemanasan memakan waktu yang cukup lama.

Gambar 2. Perbandingan jumlah volume air pada tiap sekat.

Penelitian kedua adalah dengan memasang kain sebagai absorber pada alat

distilasi. Pemasangan kain ini dilakukan dalam dua kali penelitian, yang pertama

adalah variasi luas kain sebesar 0,153 m2 atau menutupi 50% bagian dari total luas

absorber dan penelitian kedua adalah variasi luas kain 0.306 m2 atau menutupi

100% dari total luas absorber. Pada penelitian ini diharapkan meningkatknya laju

distilasi karena air yang diserap kain menyebabkan jumlah volume air per satuan

luas absorber menjadi kecil. Kecilnya jumlah volume air tersebut mendukung

proses penguapan sehingga berlangsung lebih cepat.

Gambar 3. Volume air yang tertampung pada sekat dan volume air

yang tertampung pada kain.

Diharapkan jumlah volume air yang dipanaskan dalam suatu waktu semakin

sedikit ketika jumlah kain bertambah sehingga semakin banyak bagian kain yang


9

menerima panas dari lampu, maka semakin membantu mempercepat laju

penguapan.

2.4 Hipotesis

1. Jumlah volume air yang semakin rendah pada tiap sekat akan

meningkatkan unjuk kerja alat distilasi air energi surya jenis absorber

kain bersekat.

2. Penggunaan kain sebagai absorber dapat meningkatkan laju penguapan

sehingga berpengaruh terhadap unjuk kerja alat distilasi..


10

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Alat Penelitian

Pada penelitian ini alat distilasi air jenis absorber kain bersekat mempunyai

bak absorber yang terbuat dari multipleks berukuran 73 cm x 55 cm dengan tebal

3,6 cm. Absorber terbuat dari plat alumunium dengan ukuran 69 cm x 51 cm.

Sebagai isolator, plat alumunium dilapisi karet hitam dengan ukuran yang sama

setebal 3 mm. Dinding absorber terbuat dari multipleks setebal 3 cm, dan seluruh

permukaan bagian dalam, dan luar dinding dilapisi karet hitam setebal 3 mm. Sekat

yang digunakan terbuat dari plat siku alumunium sejumlah 6 buah. Sekat dipasang

sepanjang absorber dalam jarak antar sekat yang sama yaitu 11,6 cm, dan tinggi

sekat adalah 2,5 cm. Kaca penutup yang digunakan memiliki ketebalan 3 mm.

Pengambilan data dilakukan di dalam ruangan menggunakan lampu pemanas. Alat

penelitian surya terdiri dari 6 buah lampu dengan masing-masing lampu memiliki

daya sebesar 375 W. Lampu dipasang dalam rangka besi yang diposisikan sejajar

dengan kemiringan absorber. Jarak antara lampu dengan kaca penutup adalah 50

cm

Gambar 4. Skema alat distilasi air energi surya jenis absorber bersekat


11

Secara rinci, skema alat pada Gambar 4 terdiri dari : (1) absorber, (2) air

kotor yang didistilasi, (3) lampu, (4) penampung air bersih, (5) rangka pendukung,

(6) sekat, (7) kaca penutup.

Penelitian ini menggunakan untuk memperluas absorber. Ukuran kain yang

digunakan adalah 50 cm x 11 cm. Kain tersebut diberikan plat tipis dibawahnya

yang berguna sebagai penyangga agar kain tidak bergeser, kemudian diberikan

kawat sebagai alat untuk mengaitkan papan pada sekat.

Gambar 5. Kain yang digunakan pada penelitian

3.2 Peralatan Pendukung Pengambilan Data

Pada penelitian ini, digunakan beberapa peralatan untuk mendukung proses

pengambilan data di antaranya :

1. Dallas Semiconductor Temperature Sensors (TDS), untuk mengukur

temperatur.

2. Sensor Level, untuk mengukur ketinggian air hasil distilasi dalam wadah

penampung.

3. Solarmeter, untuk mengukur intensitas energi yang dipancarkan lampu

pemanas.

4. Mikrokontroler Arduino, aplikasi software yang digunakan untuk

merekam hasil pembacaan sensor-sensor yang digunakan pada penelitian.

3.3 Parameter yang Divariasikan

Terdapat beberapa jenis parameter yang akan divariasikan pada penelitian

ini, antara lain :

1. Variasi volume air pada tiap sekat, jumlah volume air yang digunakan

berjumlah 150 ml, 250 ml, dan 520 ml.


12

2. Variasi luas absorber, variasi yang digunakan adalah tanpa kain, dengan

kain seluas 0.153 m2 atau menutupi 50% absorber, dan dengan kain seluas

0.306 m2 atau menutupi 100% absorber dengan volume air 250 ml pada

tiap sekatnya

3.4 Langkah Analisis

Penelitian ini akan menganalisis efek jumlah volume air yang dipanaskan di

dalam absorber bersekat dalam suatu waktu, dan luas absorber. Secara rinci,

analisis yang dilakukan dibagi dalam dua kelompok sebagai berikut :

1. Menganalisis efek jumlah volume air yang dipanaskan didalam absorber

bersekat, akan dilakukan perbandingan antara volume air yang dipanaskan

dalam suatu waktu (variasi jumlah volume air 150 ml, 250 ml, dan 520 ml

tanpa kain dan variasi jumlah volume air 150 ml, 250 ml, dan 520 ml

dengan kain).

2. Menganalisis efek kain sebagai absorber pada unjuk kerja alat distilasi

dilakukan perbandingan antara luas kain yang dipasang pada alat penelitian

(variasi tanpa kain, variasi dengan kain seluas 0.153 m2 atau menutupi 50%

absorber, dan variasi dengan kain seluas 0.306 m2 atau menutupi 100%

absorber dengan volume air 250 ml pada tiap sekatnya).

3.5 Variabel yang Diukur

Pada penelitian ini, terdapat beberapa variabel yang diukur, di antaranya:

1. Temperatur absorber, TA (°C)

2. Temperatur kaca penutup, TK (°C)

3. Volume air yang dihasilkan, m (Liter)

4. Jumlah energi surya yang datang, G (Watt/m2)

5. Lama waktu pengambilan data, t (detik)

3.6 Langkah Penelitian

Penelitian diawali dengan pembuatan alat distilasi energi surya jenis

absorber bersekat, dan berakhir pada analisis data. Secara rinci, langkah-langkah

penelitian adalah sebagai berikut :

1. Mempersiapkan alat distilasi jenis absorber bersekat sesuai dengan

Gambar 4 beserta lampu pemanas.


13

2. Melakukan pengambilan data untuk setiap variasi yang dilakukan yaitu :

a. Variasi jumlah volume air 150 ml, 250 ml, dan 520 ml tanpa kain, dan

jumlah volume air 150 ml, 250 ml, dan 520 ml dengan kain.

b. Variasi dengan kain seluas 0.153 m2 atau menutupi 50% absorber, dan

dengan kain seluas 0.306 m2 atau menutupi 100% absorber dengan

volume air 250 ml pada tiap sekatnya.

3. Pencatatan data dilakukan tiap 10 detik selama 2 jam dalam temperatur

ruangan. Data yang dicatat antara lain : temperatur absorber (TA),

temperatur kaca transparan (TK), energi surya (lampu pemanas) yang

diterima alat (G), dan jumlah air yang dihasilkan (m).

4. Sebelum melakukan pengambilan data untuk setiap variasi, kondisi alat

distilasi harus diperiksa dan sisa embun pada kaca penutup harus

dibersihkan. Bagian yang perlu diperiksa sebelum melakukan

pengambilan data adalah bagian dalam absorber, sisi-sisi dinding alat

distilasi, dan sisi-sisi kaca transparan. Pemeriksaan ini untuk memastikan

tidak adanya kebocoran, bagian lain yang perlu diperiksa adalah sensor,

pemeriksaan ini untuk memastikan sensor tidak rusak.

5. Melakukan pengolahan, dan analisis data menggunakan persamaan (1)

sampai (7).


14

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

Pada penelitian ini, dipaparkan hasil pengambilan data yang dilakukan

selama 2 jam menggunakan lampu pemanas dalam ruangan. Data tersebut dicatat

menggunakan sensor tiap 10 detik selama pengambilan data. Selanjutnya, data yang

tercatat dalam sensor diambil nilai rata-rata tiap 10 menit. Energi panas lampu yang

masuk alat (G), berasal dari radiasi 6 buah lampu pemanas yang digunakan, dan

dianggap konstan untuk setiap pengambilan data.


tiap sekat)

Menit Ke T. Absorber

Tw (°C)

T. Kaca Rata-Rata

Tc (°C)

Hasil

(mL)

Nilai G

Lampu

W/m2

10 42,16 35,31 0,00 400,46

20 58,99 40,63 0,00 400,46

30 66,93 43,15 4,80 400,46

40 71,66 44,78 17,70 400,46

50 74,57 45,82 28,40 400,46

60 76,61 46,52 66,10 400,46

70 78,34 47,16 103,10 400,46

80 79,57 47,70 161,20 400,46

90 80,57 48,09 196,10 400,46

100 81,30 48,23 231,40 400,46

110 81,88 48,40 305,10 400,46

120 82,53 48,55 348,00 400,46


15

Tabel 2. Data penelitian variasi jumlah volume air 1500 ml tanpa kain (250

ml tiap sekat)

Menit ke

Temperatur

Absorber

(°C)

Temperatur Kaca

(°C)

Hasil

(ml)

G

(W/m2)

10 36,56 33,78 0,02 400,46

20 47,34 39,65 57,64 400,46

30 51,78 41,80 129,74 400,46

40 55,18 43,11 160,13 400,46

50 57,25 44,16 164,91 400,46

60 58,70 45,09 199,63 400,46

70 60,41 45,93 223,84 400,46

80 61,97 46,60 256,70 400,46

90 63,61 47,11 275,58 400,46

100 64,73 47,78 306,07 400,46

110 65,34 48,21 342,76 400,46

120 65,79 48,48 355,09 400,46

Tabel 3. Data penelitian variasi jumlah volume air 3120 ml tanpa kain (520

ml tiap sekat)

Menit ke

Temperatur

Absorber

(°C)

Temperatur Kaca

(°C)

Hasil

(ml)

G

(W/m2)

10 28,03 32,09 0,00 400,46

20 35,44 37,26 0,00 400,46

30 41,58 38,78 0,00 400,46

40 46,57 40,15 0,00 400,46

50 50,57 41,43 0,00 400,46

60 53,84 42,39 6,44 400,46

70 56,53 43,26 32,33 400,46

80 58,66 44,16 48,78 400,46

90 60,32 44,80 53,36 400,46

100 61,67 45,18 93,75 400,46

110 62,79 45,65 164,14 400,46

120 63,77 45,95 255,01 400,46


16


ml tiap sekat)

Menit ke

Temperatur

Absorber

(°C)

Temperatur Kaca

(°C)

Hasil

(ml)

G

(W/m2)

10 36,11 32,95 1,35 400,46

20 49,05 40,56 5,30 400,46

30 54,55 42,80 26,04 400,46

40 58,27 44,44 46,83 400,46

50 60,77 45,60 67,90 400,46

60 62,19 46,39 113,18 400,46

70 63,03 47,06 189,58 400,46

80 64,46 47,64 229,62 400,46

90 65,08 48,08 265,30 400,46

100 65,87 48,37 334,80 400,46

110 66,49 48,52 384,18 400,46

120 66,67 48,58 404,12 400,46

Tabel 5. Data penelitian variasi jumlah volume air 1500 ml dengan kain

(250 ml tiap sekat)

Menit ke

Temperatur

Absorber

(°C)

Temperatur Kaca

(°C)

Hasil

(ml)

G

(W/m2)

10 29,63 28,71 0,02 426,9

20 43,23 36,93 57,64 428,0

30 49,85 40,57 129,74 428,2

40 53,75 42,52 160,13 434,1

50 56,79 43,80 164,91 440,1

60 59,08 44,32 199,63 446,0

70 60,73 45,49 223,84 461,8

80 61,90 46,62 256,70 487,4

90 62,72 47,43 275,58 497,1

100 63,23 48,63 306,07 505,4

110 63,81 49,23 342,76 523,0

120 63,93 49,77 355,09 545,0


17

Tabel 6. Data penelitian variasi jumlah volume air 3120 dengan kain (520

ml tiap sekat)

Menit ke

Temperatur

Absorber

(°C)

Temperatur Kaca

(°C)

Hasil

(ml)

G

(W/m2)

10 30,44 30,13 0,10 400,46

20 42,90 39,91 4,54 400,46

30 48,55 42,72 13,77 400,46

40 52,42 44,07 40,23 400,46

50 55,66 45,22 50,47 400,46

60 58,23 46,30 64,86 400,46

70 60,22 47,15 99,28 400,46

80 61,80 48,02 171,11 400,46

90 63,23 48,65 201,25 400,46

100 64,40 49,25 227,41 400,46

110 65,18 49,25 268,38 400,46

120 65,09 48,21 335,08 400,46

Tabel 7. Data penelitian variasi absorber tanpa kain dengan volume air

1500 ml (250 ml tiap sekat)

Menit ke

Temperatur

Absorber

(°C)

Temperatur Kaca

(°C)

Hasil

(ml)

G

(W/m2)

10 35,76 33,40 0,0 400,46

20 47,41 39,07 0,0 400,46

30 54,32 41,54 0,0 400,46

40 58,64 43,26 2,98 400,46

50 61,59 44,20 35,02 400,46

60 63,69 45,04 47,10 400,46

70 65,32 45,83 71,44 400,46

80 66,52 46,44 120,68 400,46

90 67,57 46,82 195,70 400,46

100 68,41 47,39 234,77 400,46

110 69,16 47,86 266,93 400,46

120 69,74 48,16 335,04 400,46


18


absorber dengan volume air 1500 ml (250 ml tiap sekat)

Menit ke

Temperatur

Absorber

(°C)

Temperatur Kaca

(°C)

Hasil

(ml)

G

(W/m2)

10 29,63 28,71 0,09 400,46

20 43,23 36,93 3,16 400,46

30 49,85 40,57 3,83 400,46

40 53,75 42,52 20,33 400,46

50 56,79 43,80 37,49 400,46

60 59,08 44,32 54,18 400,46

70 60,73 45,49 99,14 400,46

80 61,90 46,62 171,52 400,46

90 62,72 47,43 199,08 400,46

100 63,23 48,63 222,76 400,46

110 63,81 49,23 272,50 400,46

120 63,93 49,77 335,13 400,46



Menit ke

Temperatur

Absorber

(°C)

Temperatur Kaca

(°C)

Hasil

(ml)

G

(W/m2)

10 36,56 33,78 0,02 400,46

20 47,34 39,65 57,64 400,46

30 51,78 41,80 129,74 400,46

40 55,18 43,11 160,13 400,46

50 57,25 44,16 164,91 400,46

60 58,70 45,09 199,63 400,46

70 60,41 45,93 223,84 400,46

80 61,97 46,60 256,70 400,46

90 63,61 47,11 275,58 400,46

100 64,73 47,78 306,07 400,46

110 65,34 48,21 342,76 400,46

120 65,79 48,48 355,09 400,46


19

4.2 Hasil Perhitungan

Berdasarkan data-data pada Tabel 1 sampai 9, dilakukan perhitungan

dengan menggunakan Persamaan (1) Sampai Persamaan (7). Secara rinci, hasil

perhitungan tersebut adalah sebagai berikut :

Tabel 10. Hasil perhitungan variasi jumlah volume air 900 ml tanpa kain (150 ml

tiap sekat)

Menit

ke

ΔT

(°C)

Pw Pc

hfg

(kJ/kg)

qkonv quap qrad G

md

(kg/m2)

η

(%) (Pa) (W/m2)

10 6,85 7753 5427 2401 -0,09 -0,50 42,37 400,46 0,00 0

20 18,36 18706 7149 2360 -0,01 -0,11 126,19 400,46 0,00 0

30 23,78 27407 8174 2341 2,91 38,31 171,59 400,46 0,01 3

40 26,88 33934 8915 2329 9,27 140,42 199,72 400,46 0,04 9

50 28,75 38499 9424 2322 13,62 224,04 217,50 400,46 0,06 11

60 30,09 41962 9784 2317 29,94 521,01 230,45 400,46 0,13 22

70 31,18 45079 10124 2312 44,46 810,98 241,37 400,46 0,21 29

80 31,87 47405 10417 2309 67,04 1265,78 248,75 400,46 0,33 39

90 32,47 49346 10640 2307 79,34 1538,68 255,01 400,46 0,40 43

100 33,06 50805 10718 2305 91,96 1814,10 260,68 400,46 0,47 45

110 33,48 51985 10813 2303 119,44 2389,99 264,83 400,46 0,62 54

120 33,98 53337 10898 2302 134,04 2723,71 269,79 400,46 0,71 57


tiap sekat)

t ΔT

(°C)

Pw Pc

hfg

(kJ/kg)

qkonv quap qrad G

md

(kg/m2)

η

(%) (Pa) (W/m2)

10 35,76 5552 4935 2416 -0,06 -0,25 13,98 400,46 0,00 0

20 47,41 10260 6588 2388 -0,03 -0,25 53,84 400,46 0,00 0

30 54,32 14755 7503 2372 -0,03 -0,24 86,25 400,46 0,00 0

40 58,64 18380 8219 2361 2,22 23,90 106,81 400,46 0,01 1

50 61,59 21265 8643 2354 23,74 280,35 122,98 400,46 0,07 14

60 63,69 23535 9039 2349 29,76 376,26 133,71 400,46 0,10 15

70 65,32 25425 9432 2345 42,67 569,78 141,25 400,46 0,15 20


20


tiap sekat) (lanjutan)

Menit

ke

ΔT

(°C)

Pw Pc hfg

(kJ/kg)

qkonv quap qrad G md

(kg/m2)

η

(%)

(Pa) (W/m2)

80 66,52 26891 9742 2342 69,18 961,20 146,76 400,46 0,25 29

90 67,57 28223 9942 2339 108,6 1557,02 152,61 400,46 0,15 42

100 68,41 29327 10249 2337 126,3 1866,23 155,57 400,46 0,08 46

110 69,16 30343 10507 2335 139,9 2120,19 158,55 400,46 0,07 47

120 69,74 31152 10677 2334 172,2 2659,50 161,29 400,46 0,14 55


tiap sekat)

Menit

ke

ΔT

(°C)

Pw Pc hfg

(kJ/kg)


(kg/m2

)

η

(%)

(Pa) (W/m2)

10 28,03 3821 4627 2434 -0,04 -0,12 -23,07 400,46 0,00 0

20 35,44 5463 5994 2417 -0,02 -0,12 -10,98 400,46 0,00 0

30 41,58 7516 6488 2402 -0,02 -0,12 17,52 400,46 0,00 0

40 46,57 9809 6969 2390 -0,02 -0,12 41,53 400,46 0,00 0

50 50,57 12131 7460 2380 -0,01 -0,11 60,55 400,46 0,00 0

60 53,84 14395 7850 2372 5,58 51,94 77,40 400,46 0,01 2

70 56,53 16522 8221 2366 25,56 260,22 91,20 400,46 0,07 9

80 58,66 18401 8624 2361 35,72 391,78 101,13 400,46 0,10 12

90 60,32 19980 8926 2357 36,91 427,82 109,36 400,46 0,11 12

100 61,67 21344 9106 2353 62,10 750,53 117,15 400,46 0,19 18

110 62,79 22539 9340 2350 104,7 1312,5 122,67 400,46 0,33 29

120 63,77 23622 9489 2348 157,8 2037 128,31 400,46 0,52 42


21

Tabel 14. Hasil perhitungan variasi jumlah volume air 900 ml (150 ml tiap sekat

dengan kain)

Menit

ke

ΔT

(°C)

Pw Pc hfg

(kJ/kg)


(kg/m2)

η

(%) (Pa) (W/m2)

10 36,11 5653 4825 2415 2,62 11,13 18,79 400,46 0,00 3

20 49,05 11191 7125 2384 5,51 42,96 55,58 400,46 0,01 5

30 54,55 14928 8021 2371 21,96 210,04 79,84 400,46 0,05 17

40 58,27 18040 8755 2362 34,44 376,27 96,35 400,46 0,10 23

50 60,77 20423 9312 2356 45,66 544,07 107,52 400,46 0,14 27

60 62,19 21889 9718 2352 72,22 905,57 113,08 400,46 0,23 37

70 63,03 22797 10070 2350 116,87 1515,54 115,13 400,46 0,39 53

80 64,46 24412 10386 2347 135,11 1832,95 122,41 400,46 0,47 56

90 65,08 25134 10631 2345 152,47 2116,34 124,31 400,46 0,54 58

100 65,87 26080 10795 2343 187,77 2668,53 128,60 400,46 0,68 65

110 66,49 26852 10881 2342 211,69 3060,13 132,56 400,46 0,78 68

120 66,67 27071 10917 2341 221,49 3218,32 133,53 400,46 0,82 66

Tabel 15. Hasil perhitungan variasi jumlah volume air 1500 dengan kain (250 ml

tiap sekat)

Menit

ke

ΔT

(°C)

Pw Pc hfg

(kJ/kg)


(kg/m2)

η

(%) (Pa) (W/m2)

10 36,56 5785 5027 2414 0,04 0,19 16,63 400,46 0,00 0

20 47,34 10220 6791 2389 64,52 468,32 49,74 400,46 0,12 56

30 51,78 12927 7606 2378 120,97 1049,31 66,64 400,46 0,26 84

40 55,18 15420 8156 2370 131,75 1290,62 82,36 400,46 0,33 78

50 57,25 17143 8626 2365 125,30 1326,29 90,69 400,46 0,34 64

60 58,70 18432 9066 2361 143,10 1603,17 95,26 400,46 0,41 65

70 60,41 20071 9478 2357 150,82 1794,34 102,65 400,46 0,46 62

80 61,97 21656 9823 2353 164,03 2054,48 110,05 400,46 0,52 63

90 63,61 23439 10098 2349 167,32 2201,75 119,28 400,46 0,56 60

100 64,73 24727 10464 2346 178,42 2442,50 123,60 400,46 0,62 60

110 65,34 25446 10706 2345 195,25 2733,48 125,49 400,46 0,70 61

120 65,79 25985 10857 2344 199,10 2830,54 127,24 400,46 0,72 58


22

Tabel 16. Hasil perhitungan variasi jumlah volume air 3120 ml dengan kain (520

ml tiap sekat)

Menit

ke

ΔT

(°C)

Pw Pc hfg

(kJ/kg)


(kg/m2)

η

(%)

(Pa) (W/m2)

10 33,78 5785 5027 2414 0,04 0,19 16,63 400,46 0,00 0

20 39,65 10220 6791 2389 64,52 468,32 49,74 400,46 0,12 56

30 41,80 12927 7606 2378 120,97 1049,31 66,64 400,46 0,26 84

40 43,11 15420 8156 2370 131,75 1290,62 82,36 400,46 0,33 78

50 44,16 17143 8626 2365 125,30 1326,29 90,69 400,46 0,34 64

60 45,09 18432 9066 2361 143,10 1603,17 95,26 400,46 0,41 65

70 45,93 20071 9478 2357 150,82 1794,34 102,65 400,46 0,46 62

80 46,60 21656 9823 2353 164,03 2054,48 110,05 400,46 0,52 63

90 47,11 23439 10098 2349 167,32 2201,75 119,28 400,46 0,56 60

100 47,78 24727 10464 2346 178,42 2442,50 123,60 400,46 0,62 60

110 48,21 25446 10706 2345 195,25 2733,48 125,49 400,46 0,70 61

120 48,48 25985 10857 2344 199,10 2830,54 127,24 400,46 0,72 58

Tabel 17. Hasil perhitungan variasi absorber tanpa kain dengan volume air 1500

ml (250 ml tiap sekat)

Menit

ke

ΔT

(°C)

Pw Pc hfg

(kJ/kg)


(kg/m2)

η

(%)

(Pa) (W/m2)

10 35,76 5552 4935 2416 -0,06 -0,25 13,98 400,46 0,00 0

20 47,41 10260 6588 2388 -0,03 -0,25 53,84 400,46 0,00 0

30 54,32 14755 7503 2372 -0,03 -0,24 86,25 400,46 0,00 0

40 58,64 18380 8219 2361 2,22 23,90 106,81 400,46 0,01 1

50 61,59 21265 8643 2354 23,74 280,35 122,98 400,46 0,07 14

60 63,69 23535 9039 2349 29,76 376,26 133,71 400,46 0,10 15

70 65,32 25425 9432 2345 42,67 569,78 141,25 400,46 0,15 20

80 66,52 26891 9742 2342 69,18 961,20 146,76 400,46 0,25 29

90 67,57 28223 9942 2339 108,61 1557,02 152,61 400,46 0,40 42

100 68,41 29327 10249 2337 126,35 1866,23 155,57 400,46 0,48 46

110 69,16 30343 10507 2335 139,92 2120,19 158,55 400,46 0,54 47

120 69,74 31152 10677 2334 172,28 2659,50 161,29 400,46 0,68 55


23



Menit

ke

ΔT

(°C)

Pw Pc hfg

(kJ/kg)


(kg/m2)

η

(%)

(Pa) (W/m2)

10 29,63 4115 3944 2431 0,25 0,76 5,14 400,46 0,00 0

20 43,23 8207 5896 2398 4,32 25,82 39,43 400,46 0,01 3

30 49,85 11678 7127 2383 3,89 31,01 61,04 400,46 0,01 2

40 53,75 14326 7905 2373 17,63 164,07 75,91 400,46 0,04 10

50 56,79 16746 8461 2366 29,07 301,64 89,64 400,46 0,08 15

60 59,08 18792 8700 2360 39,10 434,89 103,20 400,46 0,11 18

70 60,73 20382 9261 2356 66,88 794,45 107,90 400,46 0,20 28

80 61,90 21581 9835 2353 109,74 1372,80 109,35 400,46 0,35 42

90 62,72 22461 10270 2351 122,73 1592,03 110,27 400,46 0,41 43

100 63,23 23012 10946 2350 132,38 1780,51 106,08 400,46 0,45 44

110 63,81 23668 11303 2348 157,73 2176,69 106,53 400,46 0,56 48

120 63,93 23803 11627 2348 191,38 2676,65 103,81 400,46 0,68 55



Menit

ke

ΔT

(°C)

Pw Pc hfg

(kJ/kg)


(kg/m2)

η

(%)

(Pa) (W/m2)

10 36,56 5785 5027 2414 0,04 0,19 16,63 400,46 0,00 0%

20 47,34 10220 6791 2389 64,52 468,32 49,74 400,46 0,12 56%

30 51,78 12927 7606 2378 120,97 1049,31 66,64 400,46 0,26 84%

40 55,18 15420 8156 2370 131,75 1290,62 82,36 400,46 0,33 78%

50 57,25 17143 8626 2365 125,30 1326,29 90,69 400,46 0,34 64%

60 58,70 18432 9066 2361 143,10 1603,17 95,26 400,46 0,41 65%

70 60,41 20071 9478 2357 150,82 1794,34 102,65 400,46 0,46 62%

80 61,97 21656 9823 2353 164,03 2054,48 110,05 400,46 0,52 63%

90 63,61 23439 10098 2349 167,32 2201,75 119,28 400,46 0,56 60%

100 64,73 24727 10464 2346 178,42 2442,50 123,60 400,46 0,62 60%

110 65,34 25446 10706 2345 15,25 2733,48 125,49 400,46 0,70 61%

120 65,79 25985 10857 2344 199,10 2830,54 127,24 400,46 0,72 58%


24

4.3 Pembahasan

Hasil perhitungan pada Tabel 7 sampai Tabel 12 kemudian akan dipaparkan

secara lebih detail pada subbab 4.3 berikut. Hasil distilasi berbanding lurus dengan

efisiensi distilasi air, oleh karena itu, pada subbab ini pertama-tama akan dianalisis

efisiensi seluruh variasi yang dilakukan pada alat distilasi energi surya jenis

absorber sekat.

4.4.1 Pengaruh Jumlah Volume Air.

Gambar 6 menunjukkan perbandingan efisiensi alat distilasi tanpa kain

(konvensional), dengan alat distilasi yang menggunakan kain pada tiap sekat.

Efisiensi pada Gambar 6 merupakan perhitungan dari persamaan yang ada. Dari

Gambar , efisiensi terbaik diperoleh pada variasi dengan kain, baik pada volume air

150 ml, 250 ml atau 520 ml pada tiap sekat.

Gambar 6. Perbandingan efisiensi pada variasi jumlah volume air

Pada Gambar 7 menunjukkan perbandingan hasil alat distilasi tanpa kain

(konvensional), dengan hasil alat distilasi yang dipasangi kain pada tiap sekat. Pada

Gambar 6 dan 7 menunjukkan nilai terbaik terdapat pada variasi volume air 150 ml

tiap sekat. Variasi volume air 150 ml tiap sekat dengan kain memberikan hasil yang

paling optimal. Besarnya hasil distilasi pada variasi volume air 150 ml dengan kain

disebabkan kecilnya jumlah volume air yang dipanasi dalam suatu waktu sehingga

lapisan air pada variasi ini lebih tipis dibanding variasi lainnya. Laju distilasi

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

150ml 250ml 520ml

57% 55%

42%

66%

58%55%

Efi

sien

si (

%)

Jumlah Volume Air Tiap Sekat

Variasi Tanpa Kain Variasi dengan Kain


25

dipengaruhi oleh: beda temperatur antara kaca dan absorber (ΔT), quap, qkonveksi, dan

semakin kecilnya volume air yang dipanaskan dalam suatu waktu.

Gambar 7. Perbandingan hasil pada variasi jumlah volume air

Penguapan dan pengembunan yang baik ditunjukan oleh nilai ΔT yang

tinggi. Laju penguapan juga akan meningkat apabila temperatur absorber lebih

tinggi dari temperatur kaca sehingga hasil dari distilasi akan meningkat. (Abdenacer

& Nafila, 2007). Temperatur kaca lebih rendah dari temperatur absorber

mempercepat perpindahan uap. Namun apabila temperatur kaca terlalu rendah

sehingga embun sulit terbentuk maka nilai efisiensi dan hasil alat distilasi juga

rendah Besarnya volume air yang dipanaskan dalam suatu waktu juga berpengaruh

terhadap sedikitnya air yang menguap. Jadi jika nilai ΔT tinggi maka masih ada

potensi penguapan, dan pengembunan yang baik. Gambar 8 menunjukkan nilai

selisih rata-rata temperatur antara temperatur absorber, dan temperatur kaca selama

2 jam durasi pengambilan data.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

150ml 250ml 520ml

348 335

255

404

355335

Has

il (

ml)




26

Gambar 8. Beda temperatur (ΔT) rata-rata pada variasi jumlah volume air

Awalnya nilai ΔT pada distilasi konvensional dengan volume air 520 ml

bernilai negatif, kemudian berubah menjadi positif setelah menit ke 23. Dengan

berubahnya nilai ΔT dari negatif menjadi positif menunjukkan sudah adanya hasil

pada proses distilasi. Penyebab terjadinya nilai negatif pada ΔT adalah temperatur

kaca yang lebih tinggi daripada temperatur absorber. Volume air yang dipanaskan

pada distilasi konvensional lebih banyak dibanding dengan volume air dengan

variasi, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan air dalam suatu waktu

lebih lama, hal ini menyebabkan temperatur kaca lebih tinggi dibandingkan

temperatur absorber, dan pada distilasi konvensional juga membutuhkan waktu

untuk memanaskan absorber. Namun, air yang tertampung dengan jumlah besar

dapat berperan sebagai penyimpan panas yang dapat meningkatkan temperatur

absorber jika air telah cukup terpanasi.

Nilai ΔT tertinggi diperoleh dari hasil distilasi konvensional dengan volume

air 150 ml dan nilai terendah diperoleh dari distilasi konvensional dengan volume

air 520 ml. Nilai ΔT yang tinggi mempercepat proses perpindahan uap dari

absorber ke kaca sehingga proses distilasi akan mempunyai hasil yang baik juga.

Namun nilai ΔT tinggi yang terjadi pada distilasi konvensional belum tentu

memiliki hasil yang baik, hal ini disebabkan tingginya temperatur absorber pada

distilasi konvensional tidak setinggi distilasi dengan variasi kain. Hal ini

disebabkan oleh banyaknya volume air pada distilasi yang harus dipanaskan dalam

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

0 20 40 60 80 100 120 140

ΔT

(C

)

Waktu (menit)

Konvensional 150 ml Konvensional 250 ml Konvensional 520 ml

6 Kain 150 ml 6 Kain 250 ml 6 Kain 520 ml


27

suatu waktu. Tingginya temperatur absorber akan berbanding lurus dengan

tingginya hasil distilasi.

Gambar 9. Nilai rata-rata temperatur absorber pada variasi jumlah volume

air

Besar kecilnya volume air yang dipanaskan dalam suatu waktu akan

mempengaruhi tingginya temperatur absorber. Dengan jumlah volume air yang

besar maka dibutuhkan waktu yang lama untuk memanaskan absorber. Nilai ΔT

yang tinggi membuktikan bahwa temperatur absober tinggi dan temperatur kaca

rendah. Apabila nilai rata-rata temperatur kaca lebih rendah dari temperatur

absorber maka proses distilasi dapat berlangsung dengan baik, namun apabila

temperatur kaca terlalu rendah maka laju pengembunan semakin baik tetapi ada

tidak yang diembunkan.

Persamaan qc (energi yang digunakan) didapat dengan mengalikan mc

(volume air di dalam sekat) dengan Cp (kalor spesifik pada tekanan konstan). Hasil

dari perkalian mc dan nilai Cp akan lebih rendah untuk menjadi pembagi nilai qc.

Pembagian tersebut akan menghasilkan nilai ΔT yang lebih tinggi daripada nilai

mc. Tingginya temperatur absober (Gambar 9) dan rendahnya temperatur dari kaca

(Gambar 10) ditunjukan oleh nilai ΔT.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

150 ml 250 ml 520 ml

82,53

69,7463,7766,67 65,79 65,09

Tem

per

atur

Ab

sorb

er (

°C)




28

Gambar 10. Nilai rata-rata temperatur kaca pada variasi jumlah volume air

Serat kain membantu perjalanan proses kapilaritas karena serat tesebut

menampung air yang kemudian membentuk lapisan tipis yang lebih mudah untuk

dipanaskan. Pada saat air yang ada pada kain menguap maka kain juga menyerap

air untuk dipanaskan. Perbandingan volume air yang tertampung pada kain (m2)

dengan volume air total di dalam sekat (mT) dapat dilihat pada Gambar 11.

Gambar 11. Perbandingan volume air yang tertampung pada kain dengan

volume air pada sekat.

Nilai quap yang tinggi membuktikan tingginya laju penguapan, hal ini

berbanding lurus dengan banyaknya hasil distilasi. Nilai quap menunjukkan

besarnya energi rata-rata yang digunakan untuk proses penguapan air, yang

merupakan fungsi dari hasil air distilasi. Pada Gambar 12 menunjukkan hasil

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

150ml 250ml 520ml

48,55 48,16 46,0048,58 48,48 48,21

Tem

per

atur

Kac

a (°

C)

Jumlah Massa Air Tiap Sekat



29

terbaik adalah variasi 6 kain dengan volume air 150 ml pada tiap sekat, adanya kain

dan semakin kecilnya volume air yang dipanaskan dalam suatu waktu maka nilai

quap semakin tinggi. Sedangkan nilai quap terendah didapat pada variasi tanpa kain

dengan volume air 520 ml tiap sekat, hal ini dikarenakan banyaknya volume air

yang dipanaskan dalam suatu waktu sehingga membutuhkan waktu yang lama dan

membuat laju penguapan menjadi lambat.

Gambar 12. Nilai rata-rata quap pada variasi variasi jumlah volume air

Faktor qkonveksi juga berpengaruh terhadap laju distilasi. Nilai qkonveksi adalah

energi panas yang dipindahkan secara konveksi dari absorber ke kaca distilasi..

Gambar 13 nilai tertinggi qkonveksi didapatkan pada variasi volume air 150 ml dengan

kain, hal ini menunjukkan nilai qkonveksi semakin tinggi jika semakin kecil volume

air dan adanya kain pada tiap sekat.

Gambar 13. Nilai rata-rata qkonveksi pada variasi jumlah volume air

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

150ml 250ml 520ml

956868

436

13751300

984

q u

ap

(W/m

2



0

20

40

60

80

100

120

150ml 250ml 520ml

4960

36

10192

77

q k

onvek

si

(W/m

2)




30

Nilai quap, dan qkonveksi juga mempengaruhi proses pembentukan embun pada

kaca penutup. Selama proses penelitian distilasi konvensional, membutuhkan

waktu yang lama dalam proses pembentukan embun. Setelah beberapa waktu

barulah muncul butir butir embun yang merata pada permukaan kaca. Hal ini

disebabkan karena banyaknya volume air yang dipanasi dalam suatu waktu. Jenis

embun yang terbentuk pada distilasi konvensional adalah jenis droplet. Embun jenis

ini merupakan isolator bagi panas yang masuk, karena embun tidak langsung

mengalir ke talang penampung dan bertahan cukup lama di permukaan kaca

penutup sehingga hasil dari proses distilasi tidak dapat maksimal.

Pada distilasi yang divariasikan, embun droplet terbentuk mulai dari awal

pemanasan. Dengan adanya kain yang dipasang pada tiap sekat justru pembentukan

embun droplet memakan waktu yang relatif lebih lama. Embun droplet sendiri

adalah embun yang cukup tebal, sehingga permukaan kaca akan menjadi bersih dan

panas lampu dapat masuk, kemudian membentuk embun baru. Namun, jenis embun

ini menjadi isolator panas karena menghalangi panas matahari yang masuk.

Sebelum embun droplet memiliki volume yang lebih besar dari tegangan

permukaan kaca, embun tidak dapat mengalir ke talang penampungan. Hal ini yang

membuat munculnya Embun jenis droplet dapat memberikan hasil yang lebih

optimal.

4.4.2 Pengaruh Luas Absorber Kain

Analisis kedua dilakukan berdasarkan variasi luas kain yang ditambahkan

pada sekat. Variasi penelitian yang digunakan adalah tanpa kain, luas kain 0.153

m2 atau menutupi 50% absorber, dan luas kain 0.306 m2 atau menutupi 100%

absorber. Untuk variasi 50% kain, digunakan 3 buah kain yang diletakan pada

sekat absorber secara selang seling, sedangkan variasi 100% kain digunakan 6

buah kain yang masing masing diletakan pada tiap sekat secara berurutan. Pada

penelitian ini volume air yang digunakan sama pada tiap variasi, yaitu sebesar 250

ml. Gambar 14 menunjukkan efisiensi terbaik diperoleh pada variasi luas kain

0.306 m2 atau menutupi 100% absorber. Mirip dengan variasi jumlah volume air,

pada variasi luas absorber menggunakan kain, efisiensi paling baik ditunjukan

oleh penelitian yang menggunakan kain pada tiap sekatnya.


31

Gambar 14. Perbandingan efisiensi variasi luas kain dengan volume air 250

ml tiap sekat.

Variasi luas kain 0.306 m2 atau menutupi 100% absorber memperoleh hasil

paling baik dibanding variasi luas kain 0.153 m2 yang menutupi 50% absorber

ataupun variasi tanpa kain. Perolehan tersebut juga sesuai dengan hasil proses

distilasi yang ditampilkan pada Gambar 15. Faktor yang mempengaruhi perolehan

efisiensi dan hasil alat distilasi tersebut antara lain : beda temperatur antara kaca

dan absorber (ΔT), quap, dan qkonveksi. Hal ini disebabkan karena rendahnya jarak

antara permukaan air dengan bagian yang terapung. Semakin rendahnya jarak

antara permukaan air dengan bagian yang terapung, semakin banyak air yang

mengisi pori-pori kain (Abu-Hijleh et al., 2001).

Gambar 15. Perbandingan hasil variasi luas kain dengan volume air 250 ml

tiap sekat.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Tanpa Kain 50% Kain 100% Kain

55% 55%58%

Efi

sien

si (

%)

Jumlah Kain

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Tanpa Kain 250

ml

50% Kain 100% Kain

335,04 335,13355,09

Has

il (

ml)

Luas Absorber Kain


32

Pori-pori yang ada pada kain menyebabkan tegangan permukaan antara

molekul-molekul air berkurang yang kemudian membuat penguapan terjadi lebih

cepat. Semakin banyak kain yang dipasang maka semakin banyak air yang mengisi

pori-pori kain sehingga mempercepat laju penguapan. Laju penguapan yang tinggi

akan berbanding lurus dengan nilai temperatur absorber yang tinggi juga.

Gambar 16. Beda temperatur (ΔT) rata-rata pada variasi luas kain dengan

volume air 250 ml tiap sekat

Pada luas kain 0.306 m2 atau menutupi 100% absorber ada lebih banyak

pori pori kain yang bisa dimasuki air dibanding variasi luas kain 0.153 m2 yang

menutupi 50% absorber atau variasi tanpa kain. Hal tersebut dibuktikan dengan

hasil akhir air dari variasi luas kain 0.306 m2 atau menutupi 100% absorber yang

memiliki nilai paling besar dibandingkan variasi yang lain. Hal ini disebabkan oleh

kecilnya jumlah volume air yang dipanaskan pada tiap sekat, yang menyebabkan

lapisan air menjadi lebih tipis daripada variasi luas kain 0.153 m2 yang menutupi

50% absorber atau variasi tanpa kain.. Sehingga proses pemanasan air menjadi

lebih cepat, dan proses penguapan menjadi lebih optimal.

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

ΔT

(C

)

Waktu (menit)



33

Gambar 17. Nilai rata-rata temperatur absorber pada variasi luas kain

dengan volume air 250 ml tiap sekat.

Nilai rata-rata temperatur absorber tertinggi ditunjukan oleh variasi tanpa

kain, namun hal ini tidak berbanding lurus dengan hasil terbaik efisiensi dan hasil

alat distilasi. Hal ini disebabkan oleh banyaknya volume air yang dipanaskan dalam

suatu waktu sehingga memakan waktu yang cukup lama, hal ini juga berpengaruh

terhadap nilai efisiensi dan hasil alat distilasi saat tidak menggunakan kain menjadi

kurang optimal.

Gambar 18. Nilai rata-rata temperatur kaca pada variasi luas kain dengan

volume 250 ml tiap sekat

0

10

20

30

40

50

60

70

80


69,7463,93 65,79

Tem

per

atur

Ab

sorb

er (

°C)

Luas Absorber Kain

0

10

20

30

40

50

60


48,16 49,77 48,48

Tem

per

atur

Kac

a (°

C)

Luas Absorber Kain


34

Tinggi rendahnya nilai rata-rata temperatur kaca banyak atau sedikitnya embun

yang terbentuk. Embun yang tidak atau sedikit dapat disebabkan oleh laju

penguapan yang rendah. Pada variasi luas kain, temperatur kaca tertinggi didapat

pada variasi luas kain 0.153 m2 yang menutupi 50% absorber. Namun hasil dari

variasi tersebut memiliki angka tertinggi kedua setelah variasi luas kain 0.306 m2

yang menutupi 100% absorber. Hal ini disebabkan oleh adanya tegangan

permukaan pada kaca, sehingga apabila embun belum memiliki volume yang lebih

besar dari tegangan permukaan tersebut, embun tidak dapat mengalir ke talang

penampungan

Gambar 19. Nilai rata-rata quap pada variasi luas kain dengan volume 250

ml tiap sekat

Laju penguapan yang tinggi akan meningkatkan hasil distilasi. Nilai quap

menunjukkan besarnya energi rata-rata yang digunakan untuk proses penguapan

air. Nilai quap terbaik terdapat pada variasi luas kain 0.306 m2 yang menutupi 100%

absorber. Rendahnya nilai quap ini akibat dari volume air yang tertampung di sekat

terakhir cukup besar dan lapisan air yang dipanaskan cukup tebal sehingga

memakan waktu yang leih lama. Dengan adanya kain maka air akan membentuk

sebuah lapisan tipis sehingga memperkecil volume air yang dipanaskan dalam suatu

waktu dan meningkatkan nilai rata-rata quap. Tinggi nilai rata-rata quap merupakan

gambaran dari baiknya efisiensi dan hasil alat distilasi.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800


868946

1650

q u

ap

(W

/m2

Luas Absorber Kain


35

Gambar 20. Nilai rata-rata qkonveksi pada variasi luas kain dengan volume air

250 ml tiap sekat.

Nilai qkonveksi paling baik didapatkan pada variasi luas kain 0.306 m2 yang

menutupi 100% absorber, hal ini disebabkan banyaknya kain yang digunakan pada

penelitian tersebut. Nilai quap, dan qkonveksi mempengaruhi proses pembentukan

embun pada kaca penutup. Pada variasi luas kain 0.306 m2 yang menutupi 100%

absorber, pembentukan embun droplet terjadi dengan cepat. Akan tetapi pada 10

menit terakhir, embun yang terbentuk adalah embun film. Embun jenis ini sering

terjadi pada variasi tanpa kain. Embun film berupa aliran air yang sangat tipis

sehingga tidak begitu nampak. Hal ini tentu mempengaruhi hasil akhir dari proses

distilasi, dimana permukaan kaca akan selalu tertutup oleh embun dan embun

tersebut akan menjadi isolator panas yang masuk sehingga air tidak bisa terpapar

panas secara maksimal.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tanpa Kain 250 ml 50% Kain 100% Kain

60

73

92

q k

onvek

si

(W/m

2)

Luas Absorber Kain


36

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan mengenai efek jumlah volume

air yang dipanaskan di dalam absorber bersekat, dan efek luas absorber kain

terhadap efisiensi alat distilasi energi surya jenis absorber bersekat, diperoleh

kesimpulan sebagai berikut :

1. Semakin kecil volume air yang dipanasi dalam suatu waktu dapat

meningkatkan efisiensi dan hasil alat distilasi. Nilai terbaik diperoleh pada

variasi 6 kain dengan volume air 900 ml (150 ml pada tiap sekat). Hasil

0.404 l/(jam.m2) ml dan nilai efisiensi sebesar 57%

2. Penggunaan kain sebagai absorber dapat meningkatkan hasil dan nilai

efisiensi alat distilasi. Hasil terbaik diperoleh oleh variasi luas kain 0.306

m2 yang menutupi 100% absorber dengan volume air 1500 ml (250 ml tiap

sekat) dengan hasil 0,365 l/(jam.m2) dan nilai efisiensi 58%.

5.2 Saran

Saran dari penulis untuk memperbaiki penelitian-penelitian berikutnya,

antara lain :

1. Sebelum melakukan proses pengambilan data sebaiknya dilakukan

pengecekan terhadap alat distilasi.

2. Pada penelitian selanjutnya alat ukur yang digunakan sebaiknya lebih valid

dan presisi sehingga meminimalisir kesalahan.


37

DAFTAR PUSTAKA

1. Mohan, I., Yadav, S., dkk. 2017. A review on solar still : A Simple

Desalination Technology to obtain Potable Water. India : International

Journal of Ambient Energy.

2. Kabeel. 2009. Performance of solar still with a concave wick evaporation

surfaceKabeel, A. E. (2009). Performance of solar still with a concave wick

evaporation surface. Energy, 34(10), 1504–1509.

3. Salim, R. D., Al-Asadi, J. M. 2015. Design and Manufacture Three Solar

Distillation Units and Measuring Their Productivity. Iraq : Science Journal

of Energy Engineering, pp 6-10.

4. Kunze, H. H., 2001. A New Approach To Solar Desalination For Small-

And Medium-Size Use In RemoteAreas, Desalination, 139, pp 35-41.

5. Arismunandar, W. 1995. Teknologi Rekayasa Surya. Jakarta. PT Pradnya

Paramita.

6. Tirtoadmodjo, R., Handoyo, E. A., 1999. Unjuk Kerja Pemanas Air Jenis

Kolektor Surya Plat Datar dengan Satu atau Dua Kaca Penutup. Surabaya :

Jurnal Teknik Mesin Vol. 1 No. 2, pp 112-121.

7. Astawa, K., Suciptam, M. dkk. 2011. Analisa Performansi Distilasi Air Laut

Tenaga Surya Menggunakan Penyerap Radiasi Surya Tipe Bergelombang

Berbahan Dasar Beton. Bali : Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Cakra.M. Vol 5

No. 1, pp 7-13.

8. Gusti Ketut Puja, I dan Rusdi Sambada. 2012. Unjuk Kerja Distilasi Air

Energi Surya. Jogjakarta : Jurnal Energi dan Manufaktur. Vol. 5 No. 1, pp

82-88.

9. Abdenacer, P. K., & Nafila, S. (2007). Impact of temperature difference (

water-solar collector ) on solar-still global efficiency, 209, 298–305.

https://doi.org/10.1016/j.desal.2007.04.043

10. Abu-Hijleh, B. A. K., Abu-Qudias, M., & Al-Khateeb, S. (2001).

Experimental study of a solar still with screens in basin. International

Journal of Solar Energy, 21(4), 257–266.

https://doi.org/10.1080/01425910108914374

11. Arismunandar, W. (1995). Teknologi Rekayasa Surya. Jakarta: Pradnya

Paramita.

12. Jansen, T. J. (1985). Solar Engineering Technology. Michigan: Prentice-

Hall.

13. Surya, E., & Vertikal, J. (2017). Jurnal Ilmiah Widya Teknik, 16.


38

LAMPIRAN

Lampiran 1. Foto Alat Distilasi Saat Pengambilan Data


39

Lampiran 2. Tabel Sifat Air dan Uap Jenuh

(Sumber : Jansen, 1995)


40

Lampiran 3. Tabel Sifat Air (Cair Jenuh)

(Sumber : Jansen, 1995)


EFEK VOLUME AIR DAN LUAS ABSOBER PADA EFISIENSI … · 2020. 6. 25. · absorber berkain dengan...

Documents

Transcript of EFEK VOLUME AIR DAN LUAS ABSOBER PADA EFISIENSI … · 2020. 6. 25. · absorber berkain dengan...