Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-48

KAJI EKSPERIMENTAL ALAT PENGOLAHAN AIR LAUTMENGGUNAKAN ENERGI SURYA UNTUK MEMPRODUKSI GARAM

DAN AIR TAWAR

Mulyanef *, Rio Ade Saputra, Kaidir dan DuskiardiJurusan Teknik Mesin Universitas Bung Hatta

Jl. Gajah Mada No.19 Padang, Indonesia (25123)

smulyanef@yahoo.com dan mulyanef@bunghatta.ac.id

AbstrakGaram dan air tawar merupakan kebutuhan yang sangat penting bagi tubuh manusia.Beberapa daerah di Indonesia kebutuhan akan garam dan air tawar masih belum dapatterpenuhi oleh pemerintah. Khusus untuk memenuhi kebutuhan garam dalam negeri sajaIndonesia masih harus mengimpor garam. Hal ini sangatlah tidak wajar bagi negara maritimyang memiliki laut dan pantai terpanjang nomor dua di dunia. Salah satu upaya untukpenyediaan garam dan air tawar adalah dengan memanfaatan energi surya. Melimpahnyatenaga surya yang merata dan dapat ditangkap sepanjang tahun di seluruh kepulauanIndonesia, sebenarnya energi surya merupakan sumber energi yang sangat potensial, murahdan gratis. Kota Padang mempunyai laut yang terbentang di perairan Samudra Hindia sangatpotensial sekali untuk memproduksi garam dan air tawar dari bahan baku air laut. Tujuan daripenelitian ini adalah untuk menguji prototype alat pengolahan air laut hemat energimenggunakan kolektor plat datar dengan tipe penutup dua kemiringan dalam menghasilkangaram dan air tawar. Prinsip kerja alat, garam dan air tawar yang terdapat dalam air lautdipisahkan dengan cara memanaskan air laut di dalam kolektor surya hingga menguapkan airyang bersifat tawar dan mengendapkan kristal garam. Hasil pengujian menunjukkan bahwadari 28 liter air laut yang diproses di dalam kolektor plat datar seluas (1,20 x 2,00) m2 dapatmenghasilkan garam sebanyak 2.600 gram dan air tawar sebanyak 2.012 mili liter per hari.

Kata Kunci : Energi surya, kolektor, air laut, garam dan air tawar

1. Pendahuluan

Beberapa daerah di Indonesia, khususnyadikawasan pesisir pantai dalam memenuhikebutuhan air bersih saat ini masihmenjadi permasalahan yang belumterpecahkan. Sudah ada upaya yangdilakukan untuk penyediaan air bersihyaitu dengan memanfaatkan air laut yangada. Untuk dapat dimanfaatkan, air lautharus diolah terlebih dahulu. Salah satucara pengolahan yang praktis dan ramahlingkungan adalah dengan destilasi ataupenyulingan dengan menggunakan energisurya atau energi matahari. Pemanfaatanenergi surya untuk destilasi air lautmenjadi air tawar dan garam jugamerupakan bentuk pemanfaatan energialternatif.

Destilasi surya merupakan salah satu carauntuk mengolah air laut menjadi air tawar.Air laut dipanaskan sehingga terjadipenguapan, kemudian uap didinginkandan menghasilkan air tawar. Prosesdestilasi dianggap sebagai salah satu carayang paling sederhana karena sudahdikenal sejak dulu. Selama ini alat destilasitenaga surya lebih banyak dimanfaatkanuntuk mengolah air laut menjadi air bersih,antara lain dilakukan oleh; Sumarsono M(2006) meneliti tentang analisis kinerjadestilator tenaga surya tipe atap berdasarsudut kemiringan; Mulyanef dkk (2012)meneliti tentang kaji eksperimental untukmeningkatkan performasi destilasi suryabasin tiga tingkat menggunakan beberapa

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-48

bahan penyimpan panas, dihasilkankondensat 1.407 ml pada intensitas rata-rta425 W/m2. Sedangkan untukmenghasilkan garam dan air tawar dengandestilasi surya sudah mulai dilakukan oleh;Hidayat R.R (2011) melakukan rancangbangun alat pemisah garam dan air tawardengan menggunakan energi matahari,dengan luas kolektor (220x120x5) cm2,tipe kaca penutup kolektor dua miringdengan sudut 400, sampel air laut 20 liter,dihasilkan garam sebanyak 621 gram perenam hari; Mulyanef dkk (2014) jugamelakukan eksperimen alat pengolah airlaut menjadi air tawar dan garammenggunakan destilasi tenaga surya tipekaca penutup satu kemiringan. Dari 10liter air laut diperoleh 1.360 ml/hari air

tawar dan garam sebanyak 642 gram perlima hari dengan intensitas rata-rata 542W/m2.Pada penelitian ini penulis mencoba untukmenghasilkan garam dan air tawar padaalat destilasi tenaga surya dengan tipe kacapenutup dua kemiringan dengan sudut 300.

2. Metodologi Penelitian

2.1. Tempat dan Waktu PenelitianPenelitian dilaksanakan di samping

Laboratorium Prestasi Mesin, JurusanTeknik Mesin Universitas Bung Hattapada bulan Juni sampai Juli 2015.

Gambar 1. Alat Uji Destilasi Surya Gambar 2. Garam Hasil Pengujian

2.2. Bahan dan Alat UjiBahan yang digunakan adalah air laut

yang diambil dari pantai Padang sebanyak28 liter. Alat ukur yang dipakai adalahsolarimeter, termokopel, glass ukur,timbangan dan thermometer. Alat uji

destilasi surya, absorber atau plat penyerapterbuat dari aluminium yang dicat warnahitam, dengan ukuran luas (1,20x2,00)m2.Untuk me-ngurangi kehilangan energipanas ke lingkungan maka di bawah dan

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-48

samping kolektor dilapisi insolasi berupaglass wool dengan ketebalan 3 cm.

2.3. Prinsip Kerja Destilasi SuryaPrinsip kerja alat uji yaitu radiasi

surya masuk ke dalam kolektor melaluikaca penutup transparan menuju platpenyerap, pada plat penyerap radiasi suryadirubah menjadi panas. Air laut pada basinakan menjadi panas, air menguap danmenempel pada kaca penutup bagiandalam. Akibat adanya perbedaan

temperatur antara di dalam basin denganlingkungan terjadi kondensasi yangmenempel pada kaca penutup akanberubah fase menjadi cair dan mengalir kebawah mengikuti kemiringan kacapenutup. Hasil kondensasi ditampung danmenghasilkan air bersih.Untuk menghasilkan garam dilakukanpemanasan secara terus menerus dari pagihingga sore setiap hari sampai air lautdalam basin menjadi kering dan terbentukkristal garam.

Gambar 3. Hubungan Intensitas Surya Rata-Rata dengan Produktivitas Kondensatpada Pengujian Pertama

3. Hasil dan PembahasanPada penelitian ini yang menjadiparameter adalah temperatur air laut,temperatur kaca, temperatur plat penyerap,temperatur penguapan, temperaturlingkungan dan produktivitas kondensatserta produktivitas garam. Temperaturmerupakan faktor eksternal yang akanmempengaruhi produktivitas suatu alatdestilasi surya. Dalam melakukan analisa,data-data hasil pengujian dan perhitungandigambarkan dalam bentuk grafikperformansi destilasi air laut tenaga suryayang terdiri dari grafik hubungan antaraintensitas surya dengan produktivitas airtawar, hubungan antara intensitas suryadengan produktivitas garam yang

ditunjukan pada Gambar 3, Gambar 4 danGambar 5.Gambar 3. Menampilkan hubungan antaraintensitas surya dengan produktivitas airtawar yang dihasilkan selama empat hari.Grafik di atas menunjukkan bahwaproduktivitas kondensat atau air tawardihasilkan naik dengan meningkatnyaintensitas matahari. Pada pengujian sampelkedua terlihat intensitas rata-rata suryatertinggi terjadi pada hari pertama 467W/m2 dan menghasilkan produktivitaskondensat rata-rata 2.436 ml. Sedangkanintensitas surya terendah terjadi pada harike empat 445 W/m2 dan menghasilkanproduktivitas kondensat 1.650 ml. Padahari ke empat produktivitas kondensatmenurun akan tetapi produktivitas kristal

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-48

garam semakin banyak. Suhu lingkungan pada hari tersebut berkisar 330C.

Gambar 4. Hubungan Intensitas Surya Rata-Rata dengan Jumlah Kondensat

Pada Gambar 4. terlihat hubungan antaraintensitas surya rata-rata dengan jumlahkondensat yang dihasilkan selama tiga kalipengujian. Terlihat bahwa ada hubunganantara intensitas surya dengan jumlahkondensat yang dihasilkan. Pada pengujiansampel pertama terlihat jumlah kondensatpada pengujian pertama masih rendah,sedangkan pada pengujian kedua danpengujian ketiga jumlah kondensatsemakin tinggi. Dari tiga kali pengujian

diperoleh hasil kondensat atau air tawartertinggi 2.205 ml pada intensitas suryarata-rata 451 W/m2 dan kondensat (airtawar) terendah 2.132 ml pada intensitasmatahari rata-rata 380 W/m2. Produktivitaskondensat sangat dipengaruhi olehintensitas matahari, semakin tinggiintensitas surya akan menghasilkankondensat yang tinggi dan begitu jugasebaliknya.

Gambar 5. Hubungan Antara Intensitas Surya Dengan Produktivitas Garam

Pada Gambar 5. menampilkan hubunganantara intensitas surya denganproduktivitas garam yang dihasilkanselama tiga kali pengujian. Grafik di atasmenunjukkan bahwa produktivitas garam

yang dihasilkan meningkat dengan naikintensitas surya. Produktivitas garammaksimum diperoleh sebanyak 2.600 gramdengan intensitas surya rata-rata 451W/m2. Sedangkan produktivitas garam

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-48

terendah diperoleh sebanyak 2.550 gramdengan intensitas matahari rata-rata 382W/m2. Dari tiga kali pengujian dibutuhkanwaktu empat hari untuk menghasilkangaram. Produktivitas garam ditentukanoleh proses penguapan dari air laut dalamruangan kolektor surya dan prosespengembunan yang terjadi di kacapenutup. Proses penguapan akan semakinbaik apabila suhu air laut dalam ruangankolektor surya semakin tinggi. Semakinrendah suhu kaca penutup maka prosespengembunan akan semakin cepat terjadi.Ini menyebabkan produktivitas kondensatsemakin tinggi dan akan mempercepatproduksi garam dalam kolektor surya.

4. Kesimpulan

a. Volume air laut dalam basin kolektorplatdatar 28 liter, luas kolektor 1,20 m x2,20 m dan intensitas surya rata-rata451 W/m2 dapat menghasilkankondensat atau air tawar sebanyak2.012 ml per hari dan garam 2.600gram selama 4 (empat) hari pengujian.

b. Produktivitas garam yang dihasilkandapat meningkat bila luas kolektordiperbesar dan menaikkan temperaturpemanasan dalam kolektor sertamemilih air laut yang kadar garamtinggi.

Daftar Pustaka

[1] Duffie, J.A., Beckman, W.A, SolarEngineering of Thermal Processes,Jon Willey & Sons, Canada (1991).

[2] G.N Tiwari, Md. Emran Khan, R.K.Goyal, Experimental Study ofEvaporation in Distillation. JournalDesalination 115(1998). p121-128.

[3] Hidayat R.R, Rancang bangun alatpemisah garam dan air tawarmenggunakan energy matahari.Skripsi Departemen Ilmu danTeknologi-IPB (2011).

[4] Mulyanef, Dianviviyanthi, Oktavianus,Sistem desalinasi tenaga surya untukmenghasilkan air bersih bagimasyarakat pesisir pantai Padang.Proseding Seminar Nasional SNMI2006 Universitas Tarumanagara.Jakarta (2006).

[5] Mulyanef, Dianviviyanthi dan Masfan,Studi Eksperimental Destilasi SuryaTripel Basin Menggunakan KolektorPlat Datar. Proseding SeminarNasional RESATEK I, FTIUniversitas Bung Hatta (2010).

[6] Mulyanef, Melda Sari, Mario W, danN Henry, Kaji Eksperimental untukmeningkatkan performasi destilasisurya basin tiga tingkat menggunakanbeberapa bahan penyimpan panas.Jurnal Teknik Mesin ITP (2012) P 7-12.

[7] Mulyanef, Burmawi dan Muslimin,Pengolahan Air Laut Menjadi AirTawar dan Garam MenggunakanDestilasi Surya. Jurnal Teknik MesinITP (2014) P 25-29.

[8] Sumarsono M, Analisis kinerjadestilator tenaga surya tipe atapberdasar sudut kemiringan. ProsedingSeminar Nasional SNMI 2006Universitas Tarumanagara. Jakarta(2006).