filter air kapur.docx

Click here to load reader

Upload: septian-sigit-setiawan

Post on 30-Sep-2015

54 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

LOMBA KARYA TULIS ILMIAH

Rancang Alat Pompa Filter Air Kapur untuk Kawasan Kabupaten Pati dengan Kandungan Kapur Paling Banyak Sebagai Solusi Masalah Air Minum Daerah Pesisir Jawa Tengah

Diusulkan oleh :Ilma Azam Firman Syatoto21050111130067Septian Sigit Setiawan21050111130054M. Zainal Mahfud21050111140158

UNIVERSITAS DIPONEGOROSEMARANG2014

i

LEMBAR PENGESAHAN1. Judul Kegiatan: Rancang Alat Pompa Filter Air Kapur untuk Kawasan Kabupaten Pati dengan Kandungan Kapur Paling Banyak Sebagai Solusi Masalah Air Minum Daerah Pesisir Jawa Tengah2. Nama Ketua Tim: Ilma Azam Firman Syatoto3. Jenis Kelamin: Laki-Laki4. Program Studi: Teknik Mesin5. Fakultas: Teknik6. Perguruan Tinggi: Universitas Diponegoro7. Alamat Rumah : Jl. Tunjungsari no. 7 Tembalang, Semarang & 8. Almat Email: [email protected]. Telepon Seluler/HP: 085643563405

Semarang, 23 April 2014

Pembimbing Tim Ketua Tim

Norman Iskandar, ST, MTIlma Azam Firman SNIP. 198102212008121001NIM 21050111130067

Pembantu Dekan IIIFakultas Teknik

Prof.Dr.Ir.Abdullah NIP. 20551231208903101

ii

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr. Wb.Pertama-tama marilah kita panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat serta hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan karya tulis ilmiah dengan judul Rancang Alat Pompa Filter Air Kapur untuk Kawasan Kabupaten Pati dengan Kandungan Kapur Paling Banyak Sebagai Solusi Masalah Air Minum Daerah Pesisir Jawa Tengah sesuai batasan waktu yang telah ditentukan. Karya tulis ini dibuat dengan tujuan dapat menunjukkan sumber daya alam di setiap daerah untuk diperhatikan dan dimanfaatkan dengan baik. Dalam menyelesaikan proposal tentunya penyusun tidak lepas dari kesalahan-kesalahan dan kekurangan sehingga penyusun menyadari bahwa karya tulis ini jauh dari sempurna. Untuk itu penyusun memohon maaf apabila terdapat kesalahan dalam penyusunan karya tulis ini.Akhir kata, penyusun berharap agar karya tulis ini dapat memberikan manfaat bagi penyusun sendiri maupun bagi semua pihak yang menggunakan makalah ini.Wassalamualaikum Wr. Wb.

Semarang, 23 April 2014

Penyusun

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDULiLEMBAR PENGESAHANiiKATA PENGANTARiiiDAFTAR ISIivDAFTAR GAMBARviABSTRAK1BAB I PENDAHULUANI.1. LATAR BELAKANG2I.2. RUMUSAN MASALAH41.3.TUJUAN 41.4. KEGUNAAN41.5. LUARAN4BAB II TINJAUAN PUSTAKAII.1 AIR BERSIH 5II.2. PENGOLAHAN AIR7II.3. ABU SEKAM8II.4.ARANG AKTIF 8II.5. ZEOLITE9II.6. PELTIER10II.7. SENSOR SUHU DS 18B20 dan MIKROKONTROLLER11II.8. MEMBRANE RO11BAB III TINJAUAN PUSTAKAIII.1 PEMILIHAN MATERIAL 13III.2 STUDI PUSTAKA 13

iv

III.1 TEKNIK PERANCANGAN ALAT 14BAB IV PEMBAHASANIV.1 PEMBAHASAN 16BAB V KESIMPULAN dan SARANV.1 KESIMPULAN17V.2 SARAN 17DAFTAR PUSTAKA 18BIODATA PEMBIMBING dan PENULIS 20LAMPIRAN-LAMPIRAN 27

v

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR 1. ZEOLITEiGAMBAR 2. PELTIERiiGAMBAR 3. SENSOR SUHU DS18B20 dan MIKROKONTROLLERiiiGAMBAR 4 .RANCANG ALATivGAMBAR 5. TAHAPAN PROSESiv

vi

ABSTRAK1

Potensi daerah karst Gunung Kendeng yang memiliki 145 sumber air raksasa yang mengalir sepanjang tahun dapat memenuhi pasokan air bersih untuk seluruh wilayah kota Pati. Kelebihan air dalam jumlah yang besar yang keluar dari sumber-sumber raksasa ini sangat jernih,tidak berbau, alamiah dan tidak tercemar akan tetapi mengandung zat kapur. Ada beberapa daerah kota Pati pada musim kemarau mengalami kekeringan. Menurut salah satu sumber penelitian beberapa daerah sekitar gunung kapur tersebut, air yang menjadi sumber kehidupan masyarakat sekitar banyak mengandung kapur. Di setiap media penyimpanan air bersih/air layak minum masyarakat pedesaan atau biasa disebut ceret menunjukkan memiliki endapan kapur dibawah penyimpanan tersebut. Potensi dari Gunung Kendeng dapat dimanfaatkan untuk memenuhi pasokan air untuk daerah yang kekurangan. Dengan ini SDA tiap daerah dapat di eksplor dengan baik.Air yang bersumber dari mata air dapat dimanfaatkan untuk air minum dengan memanfaatkan rancangan alat berikut. Memanfaatkan proses fisika dan kimia, air akan mengalami proses penyaringan bertahap untuk menghilangkan impuritas padatan dengan menggunakan abu sekam, arang aktif, zeolit dan membrane Reverse Osmosis serta menggunakan peltier untuk membunuh bakteri yang terkandung dalam air supaya layak untuk diminum.

Kata Kunci : Pasokan Air Bersih, Gunung Kendeng, Penyaringan Bertahap, Layak Minum

BAB I2

PENDAHULUANI.1 Latar BelakangDi wilayah karst Pati (Sukolilo,Kayen, Tambakromo) terdapat 145 sumber sumber air raksasa yang mengalir sepanjang tahun. Keberadaan Sumber Daya Alam di wilayah tersebut, mungkin merupakan satu satunya di negeri tercinta kita Indonesia atau bahkan satu satunya di dunia.Fenomena alam atau keajaiban alam tersebut adalah karena keberadaan air dari sumber-sumber air alam raksasa tersebut sudah dimanfatkan oleh ribuan bahkan hingga jutaan penduduk di kawasan Pegunungan Kendeng Utara sejak ratusan tahun yang lalu untuk kebutuhan air bersih dan pengairan sawah untuk pertanian. Mengapa penulis katakan penggunaan air tesebut telah digunakan sejak ratusan tahun yang lalu? Sebagai salah satu bukti bahwa pemanfaatan air tersebut oleh penduduk setempat sejak ratusan tahun yang lalu adalah keberadaan Makam Keramat Sunan Prawata di desa Prawata di Kecamatan Sukolilo. Kita ketahui bersama bahwa Sunan Prawata dan pengikutnya hidup pada masa Kerajaan Islam Demak Bintoro. Keberadaan makam tersebut tidak jauh dari Sumber Air Raksasa Widodaren di Desa Prawoto, Kecamatan Sukolilo, Kabupaten Pati. Mengapa mata air yang keluar dari Pegunungan Kapur Utara penulis namai dengan sumber alam raksasa. Dalam dunia pewayangan raksasa mempunyai tubuh yang amat tinggi dan sangat besar. Mata air-mata air yang keluar dari pegunungan tersebut mempunyai rata-rata lebar dengan diameter meter hingga 1 meter, bahkan ada yang lebih. Sedangkan kata Alam karena sumber yang ada tidak dibuat oleh manusia. Keberadaan sumber raksasa tersebut dicipta oleh Yang Maha Kuasa untuk manusia di sekitarnya agar mereka dapat mengambil kemanfaatan dari ratusan sumber tersebut (Damin,2013).Perlu diketahui bahwa air dalam jumlah yang besar yang keluar dari sumber-sumber raksasa ini sangat jernih,tidak berbau, alamiah dan tidak tercemar akan tetapi mengandung zat kapur yang .Karena kejernihan dan sehatnya air, ribuan bahkan jutaan penduduk yang berada di wilayah Pegunungan Kendeng Utara telah memanfaatkannya untuk kepentingan mandi,memasak,air minum, mencuci, memberi makan ternak dan sebagian besar air digunakan untuk pengairan pesawahan dan perkebunan /pategalan. Yang menjad i Ajaib adalah ketidak lelahan sumber-sumber raksasa tersebut untuk mengeluarkan air di musim kemarau atau musim penghujan. Selain itu tidak hanya satu sumber tetapi terdapat ratusan sumber air di tempat yang tidak terlalu jauh di wilayah Pegunungan Kapur Utara yang mungkin keberadaan sumber-sumber yang berukuran besar ini tidak ada duanya di dunia. Bagaimana dengan daerah lain di sekitar daerah tersebut? Menurut salah satu sumber penelitian beberapa daerah sekitar gunung kapur tersebut, air yang menjadi sumber kehidupan masyarakat sekitar banyak mengandung kapur. Di setiap media penyimpanan air bersih/air layak minum masyarakat pedesaan atau biasa disebut ceret menunjukkan memiliki endapan kapur dibawah penyimpanan tersebut.Penyediaan air bersih untuk masyarakat mempunyai peranan yang sangat penting dalam meningkatkan kesehatan lingkungan atau masyarakat, yakni mempunyai peranan dalam menurunkan angka penderita penyakit, khususnya yang berhubungan dengan air, dan berperan dalam meningkatkan standar atau taraf atau kualitas hidup masyarakat.Menurut departemen kesehatan, air layak dikonsumsi jika tidak memiliki rasa, tidak berbau, tidak berwarna, dan tidak mengandung logam berat. Walaupun air dari sumber alam dapat langsung diminum oleh manusia, terdapat risiko bahwa air ini telah tercemar oleh bakteri (misalnya Escherichia coli) atau zat-zat berbahaya. Walaupun bakteri dapat dibunuh dengan memasak air hingga 100 C, banyak zat berbahaya, terutama logam, tidak dapat dihilangkan dengan cara ini. Dan kandungan kapur yang ,e;enihi kadar yang seharusnya dikonsumsi manusia dapat menyebabkan penyakit batu ginjal apabila pengkonsumsiannya tdalam jangka panjang dan tidak terkontrol3

Cara yang efisien sangat dibutuhkan dalam permasalahan tersebut, kami mencoba membuat alat yang berfungsi untuk menghilangkan bakteri, virus, kandungan logam dan kandungan magnesium maupun kalsium berlebih sehingga masyarakat yang sekitar daerah gunung kendeng dapat dengan mudah mendapatkan air bersih, selain itu alat ini menggunakan media pemanas elektrik untuk menghilangkan bakteri thermofilik. Alat ini di desain sedemikian rupa sehingga mudah dibawa/ portable sehingga dapat digunakan dimana saja.I.2 Rumusan Masalah4

1. Potensi apa yang ada di daerah sekitar Gunung Kendeng sehingga air yang banyak mengandung kapur dapat menjadi bersih dan jernih?2. Bagaimana cara menghilangkan kadar logam, bakteri, virus dalam air sungai dan kapur sebagai impuritas paling utama?3. Bagaimana cara air dari mata air yang telah di saring menjadi air siap minum yang dapat diatur suhunya?

1.3 Tujuan 1. Mengetahui potensi sumber air di daerah Gunung Kendeng dan dapat disaring dan siap konsumsi.2. Membuat rancangan alat yang dapat membuat air dari mata air menjadi bersih, tidak mengandung kapur, logam berat dan bakteri.3. Memberikan solusi efisien dalam mengatasi air yang mengandung banyak zat kapu, higienis dan siap minum dengan suhu panas.

I.4 Kegunaan1. Mengubah air kapur menjadi air bersih dan siap minum sesuai peraturan dari kemenkes.2. Menghilangkan kotoran pada air, berupa bakteri virus, logam berat dan zat kapur.3. Menghasilkan air siap konsumsi dengan suhu panas.

I.5 LuaranLuaran dari karya tulis ini adalah berupa rancangan alat, dan kelanjutanya akan dijadikan prototype, sehingga dapat berguna khususnya untuk masyarakat Pati dan sekitarnya dan masyarakat Indonesia pada umumnya.

BAB II5

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Air BersihBerdasarkan Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 907/MENKES/SK/VII/2002 tentang Syarat-Syarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum, pengertian air minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Berdasarkan Kepmenkes tersebut, kualitas air minum ditentukan berdasarkan persyaratan bakteriologis, kimia, radioaktif, dan fisik. 1. Syarat-syarat air bersihAgar manusia tidak menerima akibat buruk dari penggunaan air, maka harus mengenal syarat-syarat air yang dapat digolongkan sebagai air bersih untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari. Menurut Ichsan (1979 : 31-32) pada dasarnya air dikatakan bersih, apabila telah memenuhi 3 persyaratan, yaitu :a. Syarat fisik, artinya air tersebut harus tidak berwarna (jernih), tidak berbau, tidak berasa, tidak keruh, mempunyai suhu di bawah udara setempat (segar).b. Syarat-syarat bakteri, setelah melalui pemeriksaan, maka sekurang-kurangnya dalam 90 % dari jumlah contoh air yang dikumpulkan tidak terdapat bakteri golongan coli.c. Syarat-syarat kimia, air tidak mengandung racun atau zat-zat mineral dalam jumlah terlalu banyak dan tidak boleh mengandung zat kimia yang dipergunakan dalam pengolahan dengan jumlah yang terlalu besar.2. Parameter Kualitas AirAir minum yang ideal seharusnya jernih, tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Air minum pun seharusnya tidak mengandung kuman patogen dan segala makhluk yang membahayakan bagi kesehatan manusia, dan tidak mengandung zat kimia yang dapat mengubah fungsi tubuh. Air seharusnya tidak korosif, tidak meninggalkan endapan pada seluruh jaringan distribusinya. Pada hakekatnya tujuan ini dibuat untuk mencegah terjadinya serta meluasnya penyakit bawaan air (Sumirat, 1994 :110).6

a. Parameter Bakteriologis6

Bakteri patogen yang memengaruhi kualitas air sesuai Kepmenkes yaitu bakteri coliform, seperti Escherichia coli, Clostridium perfringens, dan Salmonella. Bakteri patogen tersebut dapat membentuk toksin (racun) setelah periode laten selama beberapa jam. Keberadaan bakteri coliform (E. coli tergolong jenis bakteri ini, yang banyak ditemui di kotoran manusia dan hewan) dalam sumber air menunjukkan kualitas sanitasi yang rendah dalam proses pengadaan air. Makin tinggi tingkat kontaminasi bakteri coliform, makin tinggi pula risiko kehadiran bakteri patogen, seperti bakteri Shigella (penyebab muntaber), dan S. typhi(penyebab tifus, kolera, dan disentri).

b. Parameter KimiaParameter kimia meliputi kandungan bahan-bahan anorganik (baik yang berpengaruh langsung terhadap kesehatan atau yang memungkinkan menimbulkan keluhan kesehatan) dan bahan-bahan anorganik (baik yang berpengaruh langsung terhadap kesehatan atau yang memungkinkan menimbulkan keluhan kesehatan). Air minum secara kimiawi tidak boleh mengandung partikel terlarut dalam jumlah tinggi serta logam berat (misalnya Hg, Ni, Pb, Zn,dan Ag) ataupun zat beracun, seperti senyawa pestisida, desinfektan, hidrokarbon, dan detergen. Ion logam berat dapat mendenaturasi protein. Selain itu, logam berat dapat bereaksi dengan gugus fungsi lainnya dalam biomolekul. Di dalam tubuh, logam-logam berat tersebut akan tertimbun di berbagai organ terutama saluran cerna, hati, dan ginjal. Oleh karena itu, organ-organ tersebut sering mengalami kerusakan jika mengonsumsi air yang tercemar oleh bahan kimia.

c. Parameter FisikParameter fisik yang harus dipenuhi pada air minum yaitu harus jernih, tidak berbau, tidak berasa, dan tidak berwarna. Sementara itu, suhu air minum sebaiknya sejuk dan tidak panas. Selain tu, air minum tidak menimbulkan endapan.

d. Parameter Radioaktif7

Air minum tidak boleh mengandung bahan-bahan radioaktif maupun aktivitas radioaktif. Salah satu faktor yang tidak kalah penting dalam menentukan kualitas air yang layak konsumsi adalah kandungan TDS (Total Dissolved Solids) atau kandungan unsur mineral dalam air. Contoh unsur mineral dalam air yaitu zat kapur, besi, timah, magnesium, tembaga, sodium, klorit, dan klorin. Air yang mengandung mineral tinggi sangat tidak baik untuk kesehatan. Mineral dalam air tidak hilang dengan cara direbus. Mineral yang baik bagi tubuh manusia yaitu mineral organik yang berasal dari sayur, buah, daging, telur, atau susu. Mineral dalam air minum merupakan mineral nonorganik atau mineral dari benda mati yang tidak bisa diuraikan oleh tubuh. Menurut standar WHO, air minum yang layak dikonsumsi memiliki kadar TDS < 100.Apabila terlalu banyak mineral nonorganik di dalam tubuh dan tidak dikeluarkan, seiring berjalannya waktu akan mengendap di dalam tubuh yang mengakibatkan tersumbatnya bagian tubuh. Misal apabila mengendap di mata mengakibatkan katarak, dalam ginjal/empedu mengakibatkan batu ginjal/batuempedu, dalam pembuluh darah mengakibatkan pengerasan pembuluh darah, tekanan darah tinggi, dan strok, pada otak mengakibatkan Parkinson, serta pada persendian tulang mengakibatkan pengapuran.

II.2 Pengolahan AirPengolahan air adalah proses konversi air baku dari permukaan menjadi bentuk minum yang cocok untuk minum dan keperluan rumah tangga lainnya (Hofkes, 1981). Kegiatan ini juga meliputi penghapusan patogen organisme dan zat beracun lainnya, tetapi tidak membuat air minum murni atau air steril dalam pengertian analisis (Oluwande, 1983). Metode konveksi air minum adalah aerasi, koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi dan desinfeksi yang menggunakan proses fisik (Olumuyiwa I. Ojo, dkk.2012).Sanitasi dan perilaku kebersihan yang buruk serta air minum yang tidak aman berkontribusi terhadap 88 persen kematian anak akibat diare di seluruh dunia. Bagi anak-anak yang bertahan hidup, seringnya menderita diare berkontribusi terhadap masalah gizi, sehingga menghalangi anak-anak untuk dapat mencapai potensi maksimal mereka. Kondisi ini selanjutnya menimbulkan implikasi serius terhadap kualitas sumber daya manusia dan kemampuan produktif suatu bangsa di masa yang akan datang (UNICEF Indonesia. 2012).8

II.3 Abu SekamSebagai adsorban, abu sekam mampu menyerap zat berbahaya-beracun seperti pestisida. Bahkan kation-kation berbahaya seperti logam berat, juga besi dan mangan, kalsium dan magnesium penyebab kesadahan bisa diolahnya (Bakri, 2008).

II.4 Arang AktifProses adsorpsi pada arang aktif terjadi melalui tiga tahap dasar, yaitu : zat terjerap pada bagian luar, zat bergerak menuju pori-pori arang dan zat terjerap ke dinding bagian dalam dari arang. Menurut Azah dan Rudyanto (1984) daya serap arang aktif dapat terjadi karena : (1) adanya pori-pori mikro yang sangat banyak yang dapat menimbulkan gejala kapiler yang menyebabkan timbulnya daya serap (2) permukaan yang luas dari arang aktif (3) pada kondisi bervariasi hanya sebagian permukaan yang mempunyai daya serap, hal ini karena permukaan arang aktif bersifat heterogen, penyerapannya hanya terjadi peda permukaan yang aktif saja. Suatu zat dapat digunakan sebagai adsorben untuk tujuan pemisahan bila mempunyai daya adsorpsi selektif, berpori (mempunyai luas permukaan per satuan massa yang besar) dan mempunyai daya ikat yang kuat terhadap zat yang hendak dipisahkan secara fisik maupun kimia (Setyaningsih, 1995).Kegunaan Arang Aktif Ada dua macam jenis arang aktif yang dibedakan menurut fungsinya (Setyaningsih, 1995) : 1. Arang penjerap gas (gas adsorbent carbon) Jenis arang ini digunakan untuk menjerap kotoran berupa gas. Pori-pori yang terdapat pada arang jenis ini adalah mikropori yang menyebabkan molekul gas akan mampu melewatinya, tapi molekul dari cairan tidak bisa melewatinya. Karbon jenis ini dapat ditemui pada karbon tempurung kelapa. 2. Arang fasa cair (liquid-phase carbon) 9

Arang jenis ini digunakan untuk menjerap kotoran/zat yang tidak diinginkan dari cairan atau larutan. Jenis pori-pori dari karbon ini adalah makropori yang memungkinkan molekul besar untuk masuk. Arang jenis ini biasanya berasal dari batubara dan selulosa(Alfi Rumidatul. 2006).

II.5 ZeoliteZeolit merupakan material berpori yang pengguannya sangat luas. Kegunaan zeolit didasarkan atas kemampuannya melakukan pertukaran ion (ion excangher), adsorpsi (adsorption) dan katalisator (catalyst). Zeolit memiliki bentuk kristal yang sangat teratur dengan rongga yang saling berhubungan kesegala arah yang menyebabkan luas permukaan zeolit sangat besar sehingga sangat baik digunakan sebagai adsorben.

Gambar. 1 ZeoliteZeolit telah banyak digunakan sebagai media penyaring dalam pengolahan air limbah untuk memperbaiki kualitas air berdasarkan parameter-parameter tertentu. Penggunaan zeolit pada pengolahan air tanah mampu menurunkan kadar Fe sebesar 55% dan Mn sebesar 40% (Rahman & Hartono, 2004). Penambahan batu zeolit pada saluran gas buang kendaraan bermotor mampu mereduksi emisi gas buang sebesar 32,18 % gas CO dan 8,83 % gas HC (Wahyudi, 2008). Zat organic yang terdapat di dalam air gambut di Pontianak dapat diturunkan hingga 93.65% menggunakan zeolit (Sungkawa, 2001). Zeolit juga telah dimanfaatkan untuk mengurangi kadar besi dalam air tanah. Penambahan 1 ggr zeolit dapat menurunkan kadar besi air tanah sebesar 0.425 mg/l (Freddy, 2000). Sedangkan untuk menurunkan kadar sianida sebesar 1.05 mg/l pada limbah pengolahan tepung tapioca dibutuhkan zeolit dengan kandungan 5 g/l (yanto. 2011).Telah terbuktikan bahwa zeolit dapat mengikat Fe dengan membentuk senyawaan koordinasi.Aluminosilkat, sebagai bagian struktur zeolit M2/nO.Al2O3.ySiO2.wH2O, berfungsi sebagai ligan. Ligasi Mn lebih sukar terjadi dibandingkan Fe karena Mn mempunyai ukuran lebih besar dari pada Fe (nomor atom Mn 26 dan Fe 27).Karena itu zeolit lebih mudah mengikat Mn daripada Fe (Abdur Rahman,dkk. 2004).10

II.7 PeltierPeltier adalah media elektrik yang dapat mengubah aliran listrik menjadi perbedaan temperature bersifat pemanas maupun pendingin, teknologi modul elektrik sering digunakan untuk sistem refrigerasi pada PV termoelektrik pendingin/sistem refrigerasi (Hamidreza Najafi dkk, 2013). Modul yang dibungkus oleh keramik tipis yang berisikan Bismuth Telluride yang di suplly tegangan DC 12-15 Volt dimana sisi yang dialiri tegangan akan menjadi panas sementara sisi yang lain akan menjadi dingin dengan range temperature 65- 70 0 C daya 5,9 Watt tiap modulnya.). Material peltier tersebut digunakan untuk memanaskan air hasil sulingan terakhir untuk mematikan bakteri.

Gambar 2. Peltier

II.8 Sensor Suhu DS18B20 dan Mikrokontroller 11

Sensor ini digunakan untuk mengatur suhu air sulingan terakhir yang diinginkan sehingga bisa memperkirakan berapa suhu yang diinginkan pengguna yang diatur dengan mikrokontroller bisa menggunakan Atmega 8 sebagai sensor suhu. Dengan suhu terget diatas 1000 C

Gambar 3. Sensor Suhu DS18B20 dan Mikrokontroller

II.7 Membrane ROReverse osmosis adalah suatu proses pembalikan dari proses osmosis. Osmosis adalah proses perpindahan larutan dari larutan dengan konsentrasi zat terlarut rendah menuju larutan dengan konsentrasi zat terlarut lebih tinggi sampai terjadi kesetimbangan konsentrasi. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tetapi aliran larutan dapat diperlambat, dihentikan, dan bahkan dapat dibalikkan (hal ini dikenal dengan istilah Reverse Osmosis). Reverse osmosis dilakukan dengan cara memberikan tekanan pada bagian larutan dengan konsentrasi tinggi menjadi melebihi tekanan pada bagian larutan dengan konsentrasi rendah. Sehingga larutan akan mengalir dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses perpindahan larutan terjadi melalui sebuah membran yang semipermeabel dan tekanan yang diberikan adalah tekanan hidrostatik (Haiyang Zhao, 2013). Membran ini nantinya akan menyaring zat kapur seperti kalsium dan magnesium sehingga air sulingan yang kedua akan siap untuk dilanjutkan proses selanjutnya yaitu pemanasan menggunakan peltier untuk menghilangkan bakteri.

BAB III12

METODE PENELITIAN

III.1 Pemilihan Material

1. Pemilihan material alat

Pemilihan material diawali dengan karakterisik yang diinginkan, alat peneliti menggunakan material aluminium sebagai cover dari pompa, pembungkus dari acrylic sehingga saat zeolit, arang karbon, dan abu sekam yang sudah kotor maka dapat secara langsung terlihat dan diganti. Pemilihan material aluminium didasarkan pada konduktivitas aluminium yang tinggi yaitu 205 W/moC sehingga penggunaan peltier akan semakin efisien. Pemilihan material peltier untuk memanaskan air yang telah disaring oleh penyaringnya. 2. Pemilihan BahanPeneliti memilih abu sekam pada bagian atas penyaring, untuk menyaring logam berat yang terkandung dalam air dari mata air Gunung Kendeng. Setelah air melewati abu sekam, air akan melewati arang karbon untuk menghilangkan bau dan warna air, setelah itu melewati zeolit untuk menghilangkan logam berat. Karena efek pompa manual akibat tekanan yang dihasilkan air yang sudah mengalir hasil dari penyaringan pertama kemudian akan dialirkan melalui membran RO untuk menyaring zat kapur yang memiliki struktur mikro dan bakteri maupun virus, yang kemudian air ditampung untuk dipanaskan dengan peltier dengan suhu diatas 1000 C untuk membunuth bakteri maupun virus.III.2 Studi PustakaStudi pustaka yang peneliti lakukan bertujuan menganalisa variabel variabel bebas (kandungan logam, zat kapur, bau, warna dan impuritas lain) terhadap variabel terikat yaitu kualitas air yang ingin dicapai sesuai parameter dari dinas kesehatan.

III.3 Teknik Perancangan Alat13

Perancangan alat adalah dengan menggunakan software solidwork. Setelah dirancang, alat peneliti akan disimulasikan.Cara kerja alat :1. Air di pompa dengan menggunakan pompa manual dengan tenaga tangan dimana menggunakan efek tekanan seperti pada piston untuk menyerap air kedalam sistem.2. Setelah dipompa, air akan masuk ke penyaring, dari abu sekam, arang karbon, dan zeolit yang dibungkus oleh kain berpori yang bertujuan menghilangkan kotoran dan logam berat.3. Akibat dari perbedaan tekanan, air yang sudah disuling kemudian masuk melalui membran RO untuk menyaring zat yang memiliki struktur mikro seperti zat kapur.4. Setelah disaring menggunakan membran RO, air akan dialirkan ke bak penampung yang terdiri dari bak penampung dingin dan panas. Bak penampung bertemperatur diberi material peltier yang berfungsi untuk memanaskan air supaya bakteri maupun virus tidak dapat bertahan hidup diatas suhu 1000 C.5. Cara kerja peltier adalah dengan mengalirkan arus dari aki yang dugunakan untuk memanaskan peltier sehingga terjadi perbedaan suhu dimana suhu yang panas kami gunakan untuk memanaskan air tersebut.

Gambar 4. Rancang Alat

14Mulai

Menentukan, memilih dan menganalisa material bahan

Menentukan konsep desain dan menggambar desain yang efisien

Menganalisa desain

Merancang desain sesuai analisa desain

TIDAK

Menguji kinerja alat

Menganalisa efisiensi alat

YA

Mengaplikasikan alat

Selesai

Gambar 5. Tahapan Proses

BAB IV15

PEMBAHASAN

Sumber daya alam daerah yang memang kurang terjamah oleh masyarakat dimana mereka cenderung konsumtif dalam setiap hal, tidak memikirkan bagaimana cara mengolah, melindungi dan menjaga kelestariannya. Dimana daerah Gunung Kendeng yang memiliki potensi besar sebagai supllier air bersih ke seluruh penjuru daerah Kota Pati. Akan tetapi untuk untuk kandungan air daerah sekitar tidak sejernih dan bersih seperti yang didapatkan di daerah Gunung Kendeng. Berdasakan pengamatan dari kami, daerah sekitar gunung, mulai dari dataran rendah sampai ke pesisir kandungan kapurnya lumayan banyak karena pengaruh ekologis dimana banyak pegunungan kapur di daerah sekitar Pati sendiri, oleh sebab itu kami mencoba merancang alat yang bisa mengatasi masalah tersebut guna memanfaatkan kearifan lokal daerah Pati dalam bidang lingkungan. Sistem yang kami gunakan mengadopsi kinerja piston sebagai pemberi tekanan untuk memasukkan air ke dalam sistem, prosesnya sebagai berikut :1. Air dari lingkungan disedot menggunakan selang air dimana ujungnya dipasang penyaring untuk menyaring impuritas berukuran besar.2. Air yang sudah disaring dialirkan menggunakan perbedaan tekanan masuk ke dalam sistem menggunakan selang, air pertama kali disaring melewati abu sekam untuk menghilangkan logam berat seperti kapur, kemudian memasuki filter arang aktif untuk menghilangkan bau dan warna. Setelah mengalami proses penyaringan dari arang aktif, air disaring oleh zeolite untuk memastikan logam sudah tersaring dengan sempurna3. Air memasuki sistem dengan bantuan tekanan pompa4. Air yang bersumber dari pompa dialirkan melalui membran RO untuk menyaring zat kapur yang kemudian di tampung setelah proses penyaringan membrane RO di panaskan menggunakan peltier sampai diatas 1000 C untuk membunuh bakteri yang kemudian air siap dikomsumsi dalam keadaan panas.

BAB V16

PENUTUP

V. Kesimpulan dan SaranV.1 KesimpulanAir yang bersumber dari mata air Gunung kendeng adalah potensi besar yang dimiliki oleh kabupaten yang terkenal dengan hasil pertaniannya melimpah. Air dari mata air ini mengandung zat kapur yang besar karena bersumber pada pegunungan kapur terbesar di Pati. Pemanfaatan sumber daya alam ini dapat dibantu dengan rancangan alat kami yang dapat menyaring air itu menjadi air siap minum melalui proses beberapa proses penyaringan sesuai peraturan pemerintah tentang kandungan air siap minum.

V.2 SaranDengan adanya karya tulis ini dapat mendorong sumber daya manusia Indonesia untuk berfikir kreatif dan kritis dengan berusaha mengolah dan memanfaatkan potensi daerah masing-masing sehingga bermanfaat untuk banyak orang.

DAFTAR PUSTAKA17

Bakri. 2008. KOMPONEN KIMIA DAN FISIK ABU SEKAM PADI SEBAGAI SCM UNTUK PEMBUATAN KOMPOSIT SEMEN. Makassar : Lab. Keteknikan dan Diversifikasi Produk Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan Universitas Hasanuddin.Najafi, Hamidreza dkk. 2013. Optimization of a cooling system based on Peltier effect for photovoltaic cells .USA : Department of Mechanical Engineering, The University of Alabama, Tuscaloosa.http://daminjos.blogspot.com/2012/11/mata-air-mata-air-raksasa-pegunungan.html (diakses tanggal 11 November 2013)https://halamanputih.wordpress.com/tag/membran-ro/ (diakses tanggal 11 November 2013)http://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-d_429.html (diakses tanggal 11 November 2013)http://www.iptek.net.id/ind/warintek/?mnu=6&ttg=5&doc=5b8 (diakses tanggal 13 November 2013)http://www.airlimbahku.com/2007/08/jembeng-balinese-filter.html (diakses tanggal 18 November 2013)http://zonabiokita.blogspot.com/2013/08/parameter-air-layak-dikonsumsi.html (diakses tanggal 12 November 2013)Rahman Abdur, dkk. 2004. PENYARINGAN AIR TANAH DENGAN ZEOLIT ALAMI UNTUK MENURUNKAN KADAR BESI DAN MANGAN. Depok : FKM UIRumidatul, Alfi. 2006. EFEKTIVITAS ARANG AKTIF SEBAGAI ADSORBENPADA PENGOLAHAN AIR LIMBAH. Bogor : IPBSlamet Soemirat, 1996. Kesehatan Lingkungan. Yogyakarta : Gadjahmada University PressXuan X.C. dkk . 2001. Optimization and thermodynamic understanding of conduction-cooled Peltier current leads. Singapore : National University of Singapore.Yanto. 2011. Penggunaan Zeolit Sebagai Media Penyaring Pada Pengolahan Air Limbah Domestik. Purbalingga : UNSOED18

Zhao, Haiyang dkk. 2013. Improving the performance of polyamide reverse osmosis membrane by incorporation of modified multi-walled carbon nanotubes. China : Department of Chemical & Biological Engineering, Zhejiang University.

19

BIODATA DOSEN PEMBIMBINGI. IDENTITAS DIRI1.1Nama Lengkap (dengan gelar)Norman Iskandar, ST, MT

1.2Jabatan FungsionalPenata Muda

1.3Tempat Tanggal LahirSragen, 21 februari 1981

1.4Alamat RumahPerumahan Panjangan Asri Blok J 12 B Manyaran, Semarang

1.5NIP198102212008121001

1.6NIDN0021028107

1.6Nomor HP0818 0242 8055

1.7Alamat KantorJurusan Teknik Mesin Undip, Kampus Undip Tembalang

1.8Nomor Telephon / Faks024-7460059 / 024-7460059 ext. 102

1.9 Alamat [email protected]@gmail.com

II. RIWAYAT PENDIDIKAN2.1 ProgramS-1S-2

2.2 Nama PTUniversitas DiponegoroUniversitas Diponegoro

2.3 Bidang IlmuTeknik MesinTeknik Mesin

2.6 Judul Skripsi/Tesis/ DisertasiAudit Energi dan Analisa Peluang Penghematan konsumsi Energi pada Sistem Pengkondisian Udara DiHotel Grand Candi SemarangAnalisa Cacat Dimensi pada Miniatur Produk hasil proses Cold Upset Forging

2.7 Nama PembimbingDr. Ir. Dipl-Ing Berkah Fajar TKRusnaldy, ST, MT, PhD

Dr.-Ing. Ismoyo Haryanto

III. PENGALAMAN PENELITIANNoTahunJudul penelitian

22011Analisa Karakteristik Temperatur pada Proses forging Material Aluminium pada kondisi cold dan Hot Working (Modelling)

32010Fabrication of Micro Components by microforging (Modelling and Experiment)

42009Studi Eksperimental Proses Microforming untuk Pembuatan Miniatur Komponen

IV. PENGALAMAN PENULISAN ARTIKEL ILMIAH20

NoTahunJudul Artikel IlmiahVolume / Nomor

12010Optimalisasi Besarnya sudut Potong pada Proses Roughing AISI 1040 menggunakan metode Elemen HinggaProsiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2010, UNWAHAS, Semarang

2.2011Study Analisis Pengaruh Beban Terhadap Karakteristik peningkatan Temperatur pada Benda kerja pada Proses Micro forging material Aluminium dengan kondisi Cold Working Sistem Closed Die Menggunakan Software Deform2DProceeding of 6th Mechanical Engineering National Conference, Surabaya

3.2011Perbandingan Karakteristik produk Hasil proses micro Forging pada Material Aluminium, dengan sistem Closed Die Forging pada Kondisi Cold dan Hot Working Secara Eksperimental dan Analisa FEMProceeding of 2nd NationalConference on Science and Technology, Semarang

4.2011Simulasi Proses Permesinan Menggunakan Udara Dingin dengan Tabung VortexProceeding of 2nd NationalConference on Science and Technology, Semarang

5.2012Analisa Cacat Dimensi pada Miniatur Produk hasil proses Cold Upset ForgingProceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XI & Thermofluid IV, Jogjakarta

6.2012Proses Permesinan Bubut pada KacaProsiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2012, UNWAHAS, Semarang

7.2012Studi Analisis Pengaruh Variasi Beban dan kecepatan terhadap Laju Keausan Dies pada Proses Cold Upset Forging Aluminium dengan Menggunakan Software berbasis FEMProsiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi 2012, UNWAHAS, Semarang

Semarang, 23 April 2014

Norman Iskandar, ST, MTNIP. 198102212008121001

21

Biodata PengusulKetua KelompokNama: Septian Sigit SetiawanTempat/ Tanggal Lahir: Pati, 18 September 1993Alamat Asal: JL.Pati-Tayu Km. 4 Kec. Pati Kab. Pati gang 7Alamat Semarang: Jalan Bukit Umbul No 3B Banyumanik, SemarangAlamat E-mail: [email protected] Organisasi:a. Anggota PKS SMA N 1 PATI (2008)b. Anggota PMR SMA N 1 PATI (2008)c. Anggota KOMPI Divisi Undip (2011)d. Anggota Kompi Pusat (2013)e. Staff Kesma HMM Undip (2013)f. Staff Departemen Pendidikan UKM Peduli Sosial (2013)Telepon Kost/HP: 085747748823Pendidikan : SDN Tambaharjo 2 Pati (1999-2005)SMP N 1 Pati (2005-2008)SMA N 1 Pati (2008-2011)S1 Teknik Mesin UNDIP (2011sekarang)Pelatihan dan konferensi yang pernah diikuti:a. Peserta Kuliah Umum S1 Mechanical Engineering with PT. IGP Group Membangun Industri Komponen Otomotif yang Mandiri dengan Peningkatan Kompetensi Engineering. b. Peserta TANYA Tafakur Alamnya Anak Teknik 2012c. Peseta SODU 2012 Scholarship of Diponegorod. Peserta Latihan Kepemimpinan Managemen Mahasiswa (LKMM Pra Dasar) Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik,Universitas Diponegoro year 2011e. Teknik Komputer dan Jaringan focus in Visual Basic year 2010f. English Course of OXFORD courses Mastering English Grammar Level 2 year 2010g. English Course of OXFORD courses Secondary Speaking Education year 2010h. English Course of PEACE courses Bridge Speaking year 2010i. Training CAD Software DDS Solidworks Basic tahun 2013.j. Pelatihan Refrigerasi dan Pengkondisian Udara, Retrofit MUSICOOL 2013k. Pelatihan ANSYS dan FLUENT Kampus Teknik Mesin 2013

Semarang, 18 November 2013

(Septian Sigit Setiawan) NIM. 21050111130054

Nama Anggota 1Nama: Muhammad Zainal MahfudTempat/ Tanggal Lahir: Semarang, 28 Desember 1993Alamat Semarang : Jalan Pucang Adi 6 No. 14 Perum Pucang Gading, DemakAlamat E-mail: [email protected] Organisasi:a. Ketua Bidang Kepemimpinan dan Organisasi OSIS SMA 2 Semarangb. Ketua Kaderisasi Rohani Islam SMA 2 Semarangc. Wakil Ketua Karang Tarunad. Staff Ekobis Keluarga Studi Islam Mesine. Ketua Departemen Mentoring Keluarga Studi Islam Mesinf. Korlap Klub Robotika HMMg. Anggota Mechanical English Conversation Clubh. Tim Mekanika Kontes Robot Indonesiai. Staff Divisi Ristek HMMTelepon Kost/HP: 085640653745Pendidikan : SDN Batursari V (1999-2005) SMPN 6 Semarang (2005-2008) SMA 2 Semarang (2008-2011) S1 Teknik Mesin UNDIP (2011sekarang)Pelatihan dan konferensi yang pernah diikuti:1. Training Leadership for Islamic Student, Semarang2. Achievement Motivation Training, Semarang3. Pelatihan ESQ4. Pelatihan AutoCAD Teknik Mesin Undip Semarang5. Pelatihan Solidworks, Laboratory for Engineering Design and Tribology, Mechanical Engineering Departement, Diponegoro University

Semarang, 18 November 2013

(Muhammad Zainal Mahfud)NIM. 21050111140158

Nama Anggota 2Nama: Dedy MuliantoTempat/ Tanggal Lahir: Tangerang, 01 December 1994Alamat Asal: Jln. Jati VI Blok E17/11 Pd. Rejeki 09/06 Kuta baru Tangerang.Alamat Semarang: Jln. Banjarsari Raya No.49, Tembalang, Semarang.Alamat E-mail: [email protected] Organisasi:a. Palang Merah Remaja (PMR) 2010b. Karya Ilmiah Remaja (KIR) 2012Pendidikan : SD Negeri 1 Kuta Baru(2001-2007) SMP Al Ijtihad 1 Kota Tangerang (2007-2010) SMA Negeri 6 Kota Tangerang (2010-2013) S1 Teknik Mesin UNDIP (2013sekarang)Pelatihan dan konferensi yang pernah diikuti:a. Peserta Training Solidworks di laboratorium komputer jurusan teknik mesin tahun 2013b. Peserta pada DES 2013 Diponegoro Entrepreneurs Summit 2013

Semarang, 18 November 2013

(Dedy Mulianto)NIM. 21050113140132