108 ISSN 0216-3128 Agus Purwadi, dkk.

~ ~ ~

KONSTRUKSI PEMBANGKIT OZON BENTUK SILINDERDENGAN TEKNIK LUCUTAN SENY AP

Agus Purwadi, Widdi Usada, Suryadi, Isyuniarto, Sri SukmajayaPuslitbang Teknologi Maju -BATAN Yogyakarta

ABSTRAKKONSTRUKSI PEMBANGK/T OZON BENTUK SIL/NDER DENGAN TEKNIK LUCUTAN SENYAP, Telahdikonstruksi pembangkit ozon dengan teknik lucutan senyap. Anoda dan katoda tabung lucutan dibuat daribahan stainless steel (SS) bentuk silinder dengan garteng masing-masing 22 mm dan 25 mm. panjang 100/11m dan 110 mm serta tebalnya sarna yakni masing-masing 1 mm. Dielektrik dibuat dari bahan silinder gelasdengan garteng 23 mm. panjang 105 mm dan tebal 1 mm, Uii coba alaI dilakukan dengan menggunakan/egangan lucut 12.5 kV dengan frequensi 1.5 kHz, Identifikasi terben/ukn,va gas ozon di/andai denganadanya bau khas ozon serta dapat terpisahnya molekul yodium (warna kuning) dari larutan kalium yodida}'ang terkontaminasi gas keluaran ozonizer. Dengan menggunakan me/ode serapan ditunjukkan bahwakecepatan produksi ozon adalah 0.196 mg/dt kalau dipakai oksigen sebagai gas masukan dan sebesar

(), 065 mg/dt kalau gas mqsukannya udara biasa,

ABSTRACTCONSTRUCTION OF THE CYLINDRICAL OZONE GENERATOR BY SILENT DISCHARGE METHOD. Ithas been constructed the ozone generator by'silent discharge method. Anode and cathode of discharge tubewere made of stainless steel (SS) in the cylinder form with diameters of 22 mm and 25 mm, the length of lOamm and 110 mm, the equal thickness of I mm respectively. The dielectric ,vas made of cylinder glass withdiameter of 23 CIII, the length of I 05 cm and the thickness of I mm. The testing of apparatus was carried outby using dischar,ge voltage of 12,5 kV and frequency of 1,5 kHz. Identification of the ozone gas formationwas marked by the existing of special ozone smell and the separated of ,vodium molecule (yellow colour)ji'om the kalium yodida solution which contaminated gas out put from the ozonizer. By using absorbingmethod can be shown that the ozone production rate was 0.196 mg/s by using o.'Ygen gas input and 0.065

lII,g/s by using ordinary air input.

PENDAHULUAN trope oksigen yang dapat terbentuk akibat adanyarekombinasi atom-atom oksigen. Ozon merupakangas yang hampir tak berwama dengan bau yangkhas sehingga dapat terdeteksi oleh indera ciumsampai dengan konsentrasi 0,0 I ppm (part permillion). Konsentrasi ozon maksimum pada ruangterbuka adalah sekitar 0, I 0 ppm, sedang konsentrasisetinggi 1,00 ppm masih dapat dianggap takberbahaya asal tidak terhirup ke dalam saluranpemafasan hingga lebih dari 10 menir2).

Oi lapisan atmosfir, secara alamiah ozondibentuk oleh adanya cahaya ultraviolet matahariatau adanya petir yakni dengan memanfaatkantenaganya untuk mengeksitasi molekul-molekuloksigen ke tingkat tenaga yang lebih tinggi untukmemproduksi atom-atom oksigen yang tak stabil.

Atom-atom tunggal yang biasanya berpresentaserendah akan bergabung dengan molekul oksigenmembentuk ozon. Sifat terpenting ozon yang telahban yak diketahui orang awam adalah yang sehari-harinya berkemampuan menyerap radiasi tenagatinggi berpanjang gelombang an tara 220-290 nano-meter (nm) yang merupakan daerah spektrum

G as ozon (OJ) mernpakan bahan pengoksidayang sangat kuat kedua setelah fluorin,

sehingga dapat berfungsi sebagai pembersih,penghilang bau serta sebagai bahan desinfektanyang mampu membunuh semua mikroorganismeseperti bakteri, virus, jamur, benih dsb. Kalaudibandingkan terhadap khlorin kekuatan ozonsebagai tenaga desinfektan bisa di atas 3000 kalilebih cepat serta 50% lebih kuat tenaga oksi-datifnya('). Mengingat akan efek kegunaan. dankelebihan ozon maka tak mengherankan bila ozonhingga sekarang masih terns dimanfaatkan untukmelindungi air minum dari bahaya penyakit koleraclan tipes. Khususnya di Eropa, telah menjadi tradisiyang lama dalam penggunaan ozon sebagai

pembersih air minum.

Ozon sebelum atau setelah bereaksi denganunsur lain akan selalu menghasilkan oksigen (OJsehingga teknologi ozon sangat ramah lingkunganatau sering dikatakan ozon merupakan kimia hijaumasa depan. Ozon merupakan gas triatomic a//o-

-Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta. 27 Juni 2002

ISSN 0216 -3128Agus Purwadi, dkk. 109

ultraviolet (UV). Ini merupakan fungsi terpentingozon di lapisan stratosfer yang dapat bergunasebagai pelindung dari bahaya radiasi ultraviolet(UV) matahari bagi segala makhluk hidup dipennukaan bumi. Mengingat akan aplikasi ozonyang mempunyai banyak manfaat, maka pembuatangenerator/pembangkit ozon sangat perlu untukdirealisasikan khususnya yang dalam tahap awal iniakan digunakan untuk perlakuan air. Sifat ozon dialam yang tak stabil mengakibatkan ozon tidakdapat dipaketkan untuk dibawa ke suatu temp at,sehingga ozon harus dibuat di tempat yang ber-sangkutan/yang memerlukan(3). Proses pemben-tukan ozon terjadi pacta tabung ozonizer plasma atau

tabung reaktor lucutan senyap (silent discharge),dim ana dalam tulisan ini dibahas secara khususyang meliputi konstruksi tabung pembangkit ozon,percobaan/pengujian tabung dan identifikasi

produksi ozon.

-.'I If

Pelir

.../~

0, 0,

..);k.o

4'~;If .:,.~o.

Dbosl..,~.f1# ",*,

raOksld..f

Gambar 1. Proses keberadaan ozon di stratosfer.

Secara mikroskopis ikatan antar atomoksigen pacta molekul ozon adalah diantaranyamembentuk sudut 116,80 serta jarak antar atomoksigen yang berdekatan sekitar 127,8 piko meter(pm) dan yang berjauhan sekitar 218 pm sepertiditunjukkan pacta Gambar 2.

Molekul ozon dalam kenyataannya tidakdapat berdiri sendiri tetapi harus merupakankombinasi dari 2 molekul yang rnasing-masingkeberadaannya sebagai resonansi tak teratur(resonance hybrid). Hal ini dapat terjadi karenapasangan elektron yang berperan dalam ikatanrangkap, kenyataannya dapat berpindah-pindah danmereka bebas untuk bergerak diantara atom-atomoksigen, yang berakibat atom oksigen yangditinggalkannya menjadi bermuatan positip danatom oksigen lain yang dituju/ditempati elektronmenjadi bermuatan negatip. Oleh karenanya suatuketika jika dua atom oksigen yang saling berdekatansarna-sarna bermuatan negatip atau positip makamereka akan saling tolak-menolak dan apabilamuatan itu berlawanan maka mereka akan salingtarik menarik sedemikian hingga atom-atom pactamolekul ozon dapat mengalami suatu resonansi

yang tidak tentu.

TEORI

Molekul ozon yang terbentuk akibat adanyarekombinasi atom-atom oksigen adalah relatif takstabil karena disamping keberadaan tiga atomoksigen menjadi satu molekul ozon yang terlaluberjejal, juga karena adanya hamburan muatanelektronik dari masing-masing antar atom oksigenpada molekul ozon tersebut. Umur paruh ozonsekitar 15 men it di dalam air dan di udara sekitar 10jam("). Gas ozon yang terbentuk di lapisan stratosferdisamping mengalami dekomposisi dari 2 molekulozon menjadi 3 molekul oksigen, ozon jugamengalami proses disosiasi menjadi molekuloksigen dan atom tunggal On, yang mana atom

tunggal On ini sangat aktif untuk mengoksidasi O2membentuk 0) lagi atau mengoksida zat-zat lain

sehingga menjadi bahan yang steril, seperti yangditunjukkan pada Gambar I.

Gambar 2. Keberadaan mo/eku/ ozon secara mikro~'kopis.

-Proslding Pertemuan dan Presentasl IImlah Penelitlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklil

P3TM-BATAN Yogyakarta. 27 Junl 2002

110 ISSN 0216 -3128 Agus Punvadi, dkk.

Dimana AT adalah interval waktu selama lucutanaktif yang mana dapat diperluas sampai rase aktifberikutnya dalam satu siklus/perioda. I adalah aruslucutan daD T periode dari tegangan bolak balikyang dibebankan. Jika CD daD Cc masing-masingadalah kapasitan dari penghalang dielektrik dancelah lucutan,f= l/Tadalah frequensi yang dipakaiserta Up adalah tegangan puncak maka tenaga yangdidisipasi/dihamburkan diberikan oleh persamaan :

CD xU L (2)P = 4fCoUL [Up -(CD +C

Rumusan tenaga ini berlaku untuk Up ~ (CD +CC)/CD x UL. Karena UL tak dapat diukur secaralangsung, maka akan menguntungkan kalaubesarnya tenaga P dinyatakan dengan rumusansebagai berikut :

Ozon dapat diproduksi sendiri denganmetode lucutan terhalang dielektrik (dielectricbarrier discharge) atau juga tlisebut lucutan senyapkarena lucutannya nyaris tidak bersuara. Lucutanini dapat direalisir dengan mengalirkan gas udaraatau oksigen (OJ pada celah sempit (celah lucutan)diantara dua elektroda yang paling sedikit di~alahsatu permukaan elektrodanya dilapisi dielektrik(bahan isolator) yang biasanya terbuat dari bahangelas, sedang sumber tegangan yang digunakanadalah sumber tegangan tinggi bolak-balik sepertiditunjukkan pada Gambar 3. Lucutan senyapsendiri merupakan plasma yang tak seimbang dalamarti elektron-elektron dalam plasma mempunyaitenaga/temperatur yang jauh lebih tinggi daripadapartikei-partikel berat (gas netrai).

Jika tegangan luar (ekstemal) dibebankanpada tabung ozonizer iucutan senyap maka padaceiah lucutan yakni pada daerah antara iapisandielektrik dengan eiektroda akan terjadi lucutan-lucutan mikro yang sifat keiistrikannya secarakeseiuruhan dapat dijabarkan dengan kuantitasrerata(5). Kalau tegangan iucutan UL adalah sebagaitegangan rerata yang menyeberang ceiah iucutanseiama rase lucutan aktif maka hubungannyaterhadap daya P dapat dinyatakan oleh persamaansebagai berikut:

P = 4fCo[( (CD +< MiI,(L -UMj" 3))]

Up? UMin dimana UMin adalah tegangan eksternalyang diperlukan untuk menopang lucutan. KetikaUMin dicapai maka aktivitas lucutan mikro dimulaipula dan terns bertambah sampai tegangan puncakdicapai. Hal seperti ini diulangi lagi dengankejadian yang sarna pada setengah gelombang

negatip berikutnya, seperti ditunjukkan padaGambar 4.

ATJldt .(1)p=

Teg angan tinggi AC

Dielel1ril:E I ek1 r<Xb.

...,

" ,.I'., .1:1I' ,.1 :

i :..I ." .., .1: r"11.1:

.'.: .I .r1,' .

II

,-"

ru e l \roda

~~-

l41CUtan senyap

Gambar 3. Skema ozonizer /ucutan senyap.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta. 27 Juni 2002

Agus Purwadi, dkk. ISSN 0216 -3128

~

tbO

~

Gambar 4. Skema tegangan /ucutan don aktivitas /ucutan mikro.

u

Gambar 5. Gombar Lissajous /egangan U versus mila/an Q.

kapasitan dielektrik CD. Luasan didalam para le-logram adalah sebanding dengan tenaga yangterpancar selama satu siklus. Lucutan semacam inijuga dapat digambarkan dengan rangkaian ekivalensederhana dengan dua diode zener antiparalel yangmembatasi tegangan celah ke UL, seperti ditunjuk-kan pada Gambar 6. Selama tegangan ekstemallebih kecil dari UMin maka peralatan berkelakuanseperti kapasitas mumi CIOI dan tak ada tenaga yangdihamburkan (fase pasiv). Ketika tegangan U >UMin tegangan celah ditetapkan pad a teganganlucutan :!: UL dan tenaga P diberikan oleh aruslucutan I dikalikan dengan tegangan lucutan UL(fase aktiv). Fase aktif selalu dibatasi pada hargaekstrim tegangan ekstemal, dimana pada titik-titik

Semua kuantitas penting pada lucutan senyapdapat diturunkan dengan menggunakan gambarLissajolts muatan-tegangan (diagram tegangan Uversus muatan Q) sehingga gambar ini merupakanperangkat bermanfaat dalam Litbang ozonizer.Suatu ozonizer yang terdesain dengan baik tentunyabentuk dari diagram U-Q adalah hampir para-

lellogram ideal, seperti yang ditunjukkan padaGambar 5.

Oari Gambar 5 terlihat bahwa selama satuperiode terlihat dua rase pasif (I -7 2, 3 -7 4) tidakterjadi lucutan dan kemiringan (slope) bersesuaiandengan kapasitan total Ctot = (I/CD + I/CCjl.

Selama rase aktif (2 -7 3, 4 -7 I) tegangan lucutanadalah UL, dan kemiringannya bersesuaian dengan

Prosidlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002

III ISSN 0216 -3128 Agus Punl'adi, dkk.

ini dV/dt = 0 clan tak ada pemindahan arus yang

menyeberang dielektrik. Dari rumusan tenaga padapersamaan (2) di atas, terlihat bahwa untuk harga-harga Cc clan CD tertentu maka tenaga P hanyabergantung pada frekuensi f, tegangan puncak Vpclan tegangan lucutan VL sedang untuk bentuktegangan masukan yang berbeda adalah takberpengaruh. Demikian halnya kalau teganganpuncak V p telah ditetapkan serta Cc clan CDtertentu maka tenaga P hanya sebanding denganfrequensi f Tegangan lucutan VL adalah kuantitasturunan yang mana dapat segera dihitung setelahVMin terukur. Harga VL bergantung padajenis gasmasukan, jarak celah lucutan clan tekanan tabunglucutan. .

CD

~

plasma adalah jauh lebih kecil dari pada kerapatantotal partikel-partikel netral. Plasma juga quasinetral yang berarti kerapatan total pembawa muatanpositip secara praktis sarna dengan kerapatan totalpembawa muatan negatip.

Adanya dielektrik yang menutup salah satuelektroda adalah merupakan fungsi kunci darikeistimewaan lucutan senyap dimana dielektrikdapat berfungsi sebagai sumber filamen arus yangberisi elektron energetik (1-10 eV). Besamyatenaga ini mernpakan daerah tenaga ideal untukterjadinya eksitasi dari partikel atom dan molekulsehingga mampu untuk memisahkan ikatan-ikatankimia suatu partikel(7). Oalam volume lucutan,interaksi antar partikel bermuatan (ion, elektron)dengan partikel kimia lain (atom, molekul danradikal) sangat memegang peranan. interaksi inidapat merubah partikei kimia, eksitasi molekul yangmenimbulkan disosiasi, sintesa atau membentukjenis partikel barn.

Atom clan molekul yang tereksitasi memilikireaktivitas yang lebih tinggi dari pacta mereka yangdalam keadaan ground state. Oleh karenanyalucutan senyap merupakan lucutan yang palingcocok digunakan dalam bidang aplikasi kimiaplasma volum dibandingkan dengan model lucutantak seimbang lainnya seperti lucutan bara (glowdischarge) ataupun lucutan gelombang mikro.

\

~

*

IJ1.

i-

1

Gambar 6. Rangkaian ekiva/en /ucutan senyap.

TATAKERJADANPERCOBAANSelain besaran fisis tenaga, dalam lucutan

senyap medan tereduksi Eln (medan listrik E dibagidengan kerapatan gas netral n) juga merupakanparameter penting karena harga parameter inimenentukan distribusi tenaga elektron dan tenagaelektron rerata dalam plasma sehingga apakahplasma akan berada dalam kesetimbangan atau tidaksangat bergantung pada besaran fisis Eln. Dalamfisika lucutan, parameter Eln punya sa~uanTownsend (T d) dimana I T d = 10.17 Vcm2(6).

Parameter ini dapat ditentukan secara empiris, yaknidengan menentukan kerapatan gas normal n padategangan lucut V dan jarak antar elektroda d,mengingat Eln adalah identik dengan rInd. Hanyapada harga Eln sang at rendah « 1 T d) tenagaelektron hampir sarna (mendekati) dengan tenagakinetik partikel-partikel berat (gas netral), sehinggadimungkinkan sekali akan terjadi keseimbanganplasma. Plasma dalam keseimbangan ini biasadisebut plasma panas, sedang plasma dingin adalahsebutan untuk plasma tak seimbang. Istilah plasmapanas dan dingin ini tentunya hanya berlaku untukionisasi derajat rendah yang berarti jumlahkerapatan total partikel-partikel bermuatan dalam

Peralatan, Bahan

Peralatan yang digunakan dalam percobaanlucutan senyap pembangkit ozon dan identifikasinyameliputi tabling lucutan senyap yang merupakantempat terjadinya proses ozonisasi dari bahan gasalir udara atau oksigen, pompa hisap sebagaipenghisap gas oksigen atau udara, kran danflowmeter untuk mengontrol aliran gas udara atauoksigen dimana kran digunakan untuk mematikanaliran gas dari tangki reservoir sedang volume gas

yang mengalir dapat dihitung pacta kecepatan yangtelah ditentukan, transformer tegangan tinggi bolak-balik orde kV untuk melucut elektroda danspektronik-20 untuk menganalisa larutan penyerap(yang terkontaminasi ozon). Sedang bahan yangdigunakan meliputi larutan penyerap (dikontaminasioleh keluaran gas ozon dari tabling lucutan senyap)merupakan campuran antara larutan standar I,dengan larutan pewarna; bahan-bahan kimia yangdigunakan untuk larutan standar 12 terdiri dariKalium lodida (KI), lodium (12), dan air ultramurni, sedang untuk larutan pewarna menggunakan

Prosiding Pertemuan dan Presentasillmiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir.P3TM-BATAN Yogyakarta. 27 Juni 2002

Agus Punvadi, dkk. ISSN 0216-3128

bahan Kalium dihidrogen phospat (KH2PO4),Dinatrium hidrophospat (N~HPO4), KI dan air ultramumi.

udara, flowmeter untuk mengukur kecepatan alirudara, pembangkit ozon tempat ozon diproduksiyang dilucut dengan transformer tegangan tinggibolak-balik 12,5 kV dengan frequensi 1,5 kHz,

sample (larutan penyerap) yang hendak dikonta-minasi oleh keluaran gas ozon dari tabungpembangkit ozon. Larutan penyerap merupakancampuran larutan standar 12 dengan larutan pewama.Larutan standar 12 dibuat sebanyak 500 ml denganmencampurkan bahan 16 gr KI + 3,173 gr 12 + airultra mumi, sedang untuk larutan pewama dibuatsebanyak 2 liter dengan mencampurkan bahan 27,22gr KH2PO4 + 28,4 gr Na2HPO4 + 20 gr Kl + airultra mumi(B). Sampel yang telah terkontaminasiozon selama dalam waktu tertentu, selanjutnyadianalisa dengan bantuan alat spektronik-20 untukditentukan jumlah (berat) produksinya menggu-nakan metode absorbsi. Digunakan metode absorsimengingat disamping ozon mempunyai sifat me-nyerap terhadap sinar ultraviolet (UV) ozon jugadapat memisahkan yodium (lJ dari larutan potas-sium yodida (KI). Atas dasar kedua sifat inilahmaka jumlah produksi keluaran gas ozon dari pem-bangkit ozon dapat ditentukan(9). Pacta percobaanini digunakan sinar UV yang berpanjang gelombang352 nm dari lampu cadmium (Cd) yang dipasangpada alat spektronik-20 untuk menyinari sampel(larutan) yang telah terkontaminasi gas ozon. Kalauharga absorbsi (serapan) sample telah diketahuimaka dengan menggunakan metode absorbsi jumlah(berat) ozon yang diproduksi dapat ditentukan.

Tabung lucutan senyap. Peralatan tabung lucutansenyap yang merupakan satu sistem kesatuanpenghasil ozon atau disebut juga pembangkit ozondapat dikonstruksi seperti yang ditunjukkan padaGambar 7. Bagian-bagian dari tabung lucutan

senyap meliputi (1) penyangga sekaligus sebagaipenutup ujung-ujung tabung lucutan yang terbuatdari bahan fleksiglass dengan panjang 8 cm, lebar 8cm daD tebal 1 cm, (2) elektroda dalam terbuat daribahan stainless steel (SS) bentuk silinder denganpanjang 11 cm, tebal 0,1 cm dan diameter 2,2 cm,(3) elektroda luar yang terbuat bahan SS jugabentuk silinder dengan panjang 10 cm, tebal 0,1 cmdan diameter 2,5 cm, (4) dielektrik gelas bentuksilinder dengan panjang 10,5 cm, tebal 0,1 cm dandiameter 2,3 cm, (5) celah lucutan sebagai tempataliran gas udara atau oksigen dari lobang masukanudara, (6) lobang masukan yakni tempat masuknyaudara atau oksigen dari pompa udara yang terbuatbari bahan gelas dengan panjang 1,5 cm, tebal 0,05cm dan diameter 0,2 cm, (7) lobang keluaran ozondengan bahan dan ukuran sarna dengan lopangmasukan.

Pelaksanaan Percobaan. Produksi dan identifikasiozon dapat dilakukan dengan skema peralatanpercobaan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.Peralatan yang digunakan dalam percobaan inimeliputi : Pompa hisap udara sebagai penghisap

~

I;"'-ii!

;. i i" ' ,0, , ,il i i". ,0.' ,", ." , ,

". ,0, , 0". ,0" I." -

[~~~~~JI

I i, ii ;i ii ;; ~!I

i

[~~~~~~~]

Q~~~J

~

Gamabr 7. Konstruksi tabung /ucutan senyap tampak dari muka. samping dan alas.

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Juni 2002

/14 ISSN 0216 -3128 Agus Purwadi, dkk.

Gambar 8. Rangkaian peralatan percobaan produksi dan identifikasi ozon.

HASIL DAN PEMBAHASAN dikontaminasikan pada larutan penyerap (50 ml)selama jangka waktu tertentu. Kecepatan aliran gasmasukan oksigen atau udara diambil sebesar 1,0I iter/men it dalam jangka waktu lucutan selama 3detik maka volume gas oksigen yang (efektif)digunakan adalah sebanyak 0,05 liter. Larutanpenyerap yang telah terkontaminasi gas ozon selama3 detik selanjutnya ditentukan harga absorbannyadengan spektronik-20 clan diperoleh sebesar 0,85untuk oksigen clan 0,25 untuk udara. Denganmengacu pacta grafik standar diketahui bahwa pactaabsorbansi sebesar 0,85 clan 0,25 makakonsentrasinya adalah sebesar 15 flmol dan 5 flmolyang masing-masing diperoleh dalam jangka waktuselama 3 detik. Akhirnya dengan mengingat bahwaberat 1 mol ozon adalah sebesar 24 gram, makadapat dihitung laju/kecepatan produksi ozon (daritabung lucutan tersebut) adalah sebesar 0,196 milligram ozon per detik (mg/dt) untuk gas masukanoksigen clan sebesar 0,065 mg/dt untuk gas masukanberupa udara biasa.

Hasil konstruksi tabung lucutan senyappembangkit ozon pada Gambar 7 telah diuji cobapada percobaan pendahuluan identifikasi ter-bentuknya gas ozon dan penentuan laju produksiozon atau jumlah (be rat) ozon yang dihasilkanpersatuan waktu. Pertanda terbentuknya ozon telahterdeteksi bau khas (gas ozon) yang keluar dariluban~ keluaran tabung lucutan. Oeteksi secaravisual juga telah tampak dengan adanya perubahanwarna dari larutan kalium yodida (KI) yang semulaberwarna jemih menjadi kurling (warn a Iz) setelahdikontaminasi dengan keluaran gas (Oz) yang telahdilewatkan tabung lucutan senyap. Hal ini berartibahwa gas masukan O2 pada tabung lucutan senyaptelah diubah menjadi gas ozon mengingat ~elahterjadinya reaksi :

2 KI + H2O + 03 -7 12 (kuning) + 2 KOH + O2

KESIMPULAN

Oari hasil percobaan dapat disimpulkanbahwa:

1. Besar kecepatan produksi ozon yang dihasilkanadalah sebesar 0,196 mg/dt hila digunakan gasmasukan oksigen dan 0,065 mg/dt hila diguna-kan gas masukan berupa udara biasa. Hasilproduksi ozon masih dapat ditingkatkan dengancara memperbesar harga parameter fisis sepertiluasan elektroda, tegangan masukan, tetapandielektrik, frequensi day a serta memperkeciltebal dielektrik sel1a jarak antar dielektrik-elektroda yang digunakan.

2. Penggunaan teknologi ozon merupakan tekno-logi yang sangat bersih (ramah lingkungan)karena pada suhu normal ozon tak stabil danozon yang terbentuk segera terurai menjadi gas

Atas dasar reaksi di alas dapat ditentukankonsentrasi ozon yang diproduksi oleh tabunglucutan senyap. Dari persamaan reaksi terlihatbahwa 1 gram molekul (grol) 12 dibebaskan oleh 1grol 0], sehingga dengan menggunakan larutanpenyerap standar 12 untuk menyerap gas ozon makadapat ditentukan konsentrasi 0] yang dihasilkanoleh pembangkit ozon. Grafik standar yangmerupakan hubungan antara konsentrasi 12 terhadapharga absorbansi dapat dibuat dengan caramem~ariasi konsentrasi larutan penyerap lebih dulu,kemudian masing-masing disinari UV selama waktutertentu(9). Karena absorbansi dari larutan penyerapyang telah terkontaminasi' gas ozon (keluarantabung lucutan) dapat diukur dengan bantuan alatspektronik-20 maka konsentrasi ozon dapat di-tentukan langsung dengan membandingkan padagrafik standar.

Untuk menentukan gas ozon yang diproduksioleh tabung lucutan maka keluaran gas ozon

Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Juni 2002

ISSN 0216-3128Agu.\" Punvadi, dkk. //5--~ ---~-

Plasma, Prosiding PPI Litdas Iptek Nukl'P3TM-Batan Yogyakarta, 7-8 Agustus 2001.

oksigen hanya dalam kurun waktu sekitar 15menit di air clan 10 jam di 'udara.

3. Ozon dapat digunakan sebagai bahan altematifterbaik untuk menggantikan bahan desinfektan/pembersih chlorine yang dikenal sebagai pem-bersih air minum, kolam renang, dsb. Diketahuibahwa chlorine dapat menyebabkan iritasi padakulit clan saluran makanan (kerongkongan)sedang ozon tidak, sehingga sangat tepat kalauaplikasi ozon dapat sesegera mungkin disosiali-sasikan kepada masyarakat luas.

TANYAJAWAB

Aminus Salam

-Apakah kelebihan ozon dibandingdesinfektan lainnya.

dengan

UCAP AN TERIMA KASIH Agus Purwadi-Dibandingkan dengan desinfektan khlorin. ozon

tidak akan menyebabkan iritasi pada kulit ataukerongkongan kalau diterapkan untuk perlakuanair bersih. Disamping itu. teknologi ozonmerupakan teknologi yang sangat bersih (ramahlingkungan) karena pada suhu normal ozon takstabil dan ozon yang terbentuk segera teruraimenjadi gas oksigen hanya dalam waktu :t /5menit di air dan beberapa jam diudara.

Penulis mengucapkan banyak terima kasih

kepada 8agpro. Litbang Teknologi PengolahanRadioaktif dan Senyawa 83 TA. 2001 atas bantuandananya, Sdr. Waluyo dan A. Zaenuri atasbantuannya selama dalam merealisasi tabunglucutan pembangkit ozon.

DAFTARPUSTAKA

Djoko Sujono-Mengapa ozon disebutkan sebagai

altematifterbaik, mohon dijelaskan.bahan

2Agus Purwadi-Mirip dengan pertanyaan Bp. Aminus Salam

yakni terbaik karena sampai saat ini statuskeberadaan ozon sebagai bahan desinfektanmasih diperingkat teratas hila dibandingkandengan bahan lainnya seperti zat khlorin.

4.

5.

kY

Yunanto-Apakah ada lucutan bukan senyap (ramai).

-Mengapa menggunakan tegangan 12,5dengan frekuensi 1,5 kHz.

K. PATEL, et ai, What is ozon ?, OzonetekLimited, 30 Landons Road, Madras 600010,India, 2001.

A Service From The Canadian Center' ForAccupational Health & Safety (CCOHS), BasicInformation On Ozone, February 19, 1999.

ULRICH KOGELSCHATZ, Industrial OzoneProduction, ABB Corporate Research Ltd,Baden, Switzerland, 1999.

Air Treatment With Ozone, 03 Water System,Inc., December 17,2000.

ULRICH KOGELSCHA TZ and B. ELIAS-SON, Ozone Generation and Application, AseaBrown Boveri Baden, Switzerland,1999.

MATSUDA S. et al., Production of Ozone by.SOurface and Glow Discharge at CryogenicTemperature, IEEE Trans. Ind. Appl., 24, 928,1988.

6.

Agus Purwadi

-Dikatakan lucutan senyap karena kejadianlucutan disini adalah terhalang dielektrik

(dielectric barrier discharge) sehingga prosesnyahampir-hampir senyap (tak ada suara) , berbeda

dengan lucutan lainnya (ada suara).

-Dalam hal ini masih dalam tarap percobaanpendahuluan. sehingga tegangan dan frekuensicukup dapat menimbulkan gas ozon soja (belumoptimum) atau merupakan pembuktian bahwa

konstruksi alai betul-betul bermanfaat (ada

ozon).

8.

BALDUR ELlASSON oct al., Modeling andApplication of Silent Discharge Plasmas, IEEETransactions On Plasma Science, Vol. 19, No.

2, April 1991.

SOaK YEN W., Construction andStudies.'of APlasma Ozonizer, Department of Physics,University of Malaysia, 1996.

AGUS PUR W Am dkk., Pembentukan danPengukuran Produk Ozon Pada Ozonizer

9

Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Juni 2002