TINJAUAN PUSTAKA

TINJAUAN PUSTAKASolar ice maker merupakan sistem pendingin dengan memanfaatkan panas matahari. Solar ice maker terdiri atas tiga komponen, yaitu :

1. Generator yang berisi air absorber

2. Pipa penghubung

3. Evaporator

Skema solar ice maker dapat digambarkan sebagai berikut :

Alat utama terdiri dari dua ruangan yang saling terhubung salah satu ruang diisi absorbser. Kemudian alat diturunkan tekanannya dengan pompa vakum. Karena terjadi penurunan tekanan, maka suhu didih air juga akan menurun sehingga terjadi penguapan yang signifikan dari air dalam bejana tersebut. Peristiwa penguapan akan mengambil panas dari lingkungan, sehingga suhu akan turun. Uap air akan mengalir ke bejana yang berisi absorbser dan terjadilah penyerapan uap air oleh absorbser yang akan melepas panas. Sehingga sebenarnya disini terproduksi panas yang bisa juga dimanfaatkan.( http://www.nrel.gov )Proses ini akan secara kontinyu berlangsung asalkan absorbser belum jenuh oleh uap air dan atau air belum habis menguap. Absorbser yang telah jenuh sebenarnya mudah untuk diregenerasi yaitu dengan pemanasan.( http://ecosustainablevillage.com )Prinsip Kerja Sistem Solar Ice Maker

Salah satu proses thermal yang dapat digunakan untuk proses pendinginan adalah refrigerasi yang dikenal sebagai absorption chilling.( http://www.wikipedia.org/absorptiom_chiller )Secara umum, proses refrigerasi bertugas untuk memindahkan energi panas dari suatu ruangan tertutup ke lingkungan agar suhunya menjadi lebih rendah daripada suhu lingkungan. Pendingin (refrigerator) merupakan mesin kalor yang beroperasi secara terbalik. Mesin kalor mengambil panas dari reservoir panas dan melepas panas ke reservoir dingin. Pendinginan menggunakan operasi sebaliknya, yaitu mengambil panas dari tempat yang dingin (di dalam refrigerator) dan melepaskan panas ke tempat yang lebih hangat (biasanya udara di dalam ruangan dimana pendingin itu ditempatkan).(Bambang Ruwanto ; 2007 ; halaman 256)

Proses refrigerasi yang dilakukan oleh sistem solar ice maker ini terjadi saat tekanan di generator menjadi lebih rendah sehingga terjadi penyerapan kembali di evaporator yang diikuti penyerapan suhu lingkungan.Pada siang hari, panas matahari menyebabkan air dalam generator menguap melalui pipa penghubung. pada salah satu ujung pipa penghubung terdapat kondensor sehingga uap air yang melaluinya akan mengalami penurunan suhu dan mengembun di evaporator. Proses ini terjadi secara terus-menerus selama ada panas matahari. Idealnya, dari air dalam zeolit akan menguap.Prosesnya dapat dilihat pada skema berikut :

Pada malam hari, generator mulai mendingin sehingga tekanan udara di dalamnya menjadi lebih rendah daripada tekanan dalam evaporator. Hal ini menyebabkan air dalam evaporator menguap melalu pipa penghubung yang lain dan diserap kembali oleh absorber (zeolit). Proses penyerapan ini juga diikuti oleh penyerapan suhu lingkungan (air di luar tabung evaporator) hingga ke suhu 5 C bahkan kurang sehingga air tersebut menjadi kristal es atau dihasilkan suhu yang lebih rendah dibandingkan saat sebelumnya. Penurunan tekanan pada generator ini juga dapat dilakukan dengan mendinginkan tabung generator.Prosesnya dapat dilihat pada skema berikut ini :

Pada gambar di atas menjelaskan tentang daur dasar absorpsi. Uap tekanan rendah dari evaporator diserap oleh larutan cairan (liquid solution) dalam absorber. Jika proses ini dilakukan secara adiabatic, suhu larutan akan naik dan akhirnya absorpsi uap akan berhenti. Untuk mengekalkan proses absorpsi, absorber didinginkan oleh udara atau air yang kemudian melepaskan kalor ke udara bebas. Pompa menerima zat cair tekanan rendah dari absorber, meninggikan tekanan zat cair, dan mengalirkan ke generator. Dalam generator, larutan dipanaskan dengan sumber panas sehingga terjadi proses penguapan larutan. Selanjutnya larutan cairan dikembalikan ke absorber melalui katup trotel yang maksudnya adalah untuk memberikan penurunan tekanan agar menjaga beda tekanan antara generator dan absorber.(Muhammad Angga .A.; halaman 2)

Pada penelitian, peneliti akan mengamati perbandingan keefektifan antara dua absorbser, yaitu : zeolit dan karbon aktif. Pada solar ice maker perlu adanya absorbser sebagai bahan untuk menyerap air yang nantinya akan berpengaruh pada produk es yang dihasilkan. Keefektifan ini ditunjukkan dengan jumlah kristal es yang dihasilkan. Keefektifan dari absorbser solar ice maker disimulasikan dalam model matematika, yaitu berupa perhitungan COD (koefisien prestasi).(G. Maggio a,*, L.G. Gordeeva b, A. Freni a, Yu.I. Aristov b, G. Santori c, F. Polonara c, G. Restuccia a ; 2004 ; halaman 1)Absorbsen Menggunakan ZeolitZeolit dapat dimanfaatkan sebagai media utama dalam sistem pendinginan yang murah dan sederhana. Pendingin zeolit ini dapat menjadi solusi kebutuhan pendinginan didaerah daerah terpencil, misalkan untuk membawa obat atau vaksin ke pelosok pelosok daerah. Namun aplikasi dibidang industri juga telah dimulai misalkan untuk pengiriman barang yang perlu pendinginan tanpa terhubung dengan listrik. Prinsip pendinginan ini sederhana yang berdasar pada fenomena sorpsi uap air kedalam zeolit alam (clinoptilolit).

Pendingin menggunakan zeolit karena dianggap ramah lingkungan. Zeolit bertugas untuk menyerap air dalam generator dan evaporator. Zeolit yang digunakan adalah zeolit sintesis karena zeolit sintesis berbeda dengan zeolit alam. Pada zeolit alam, air yang sudah terserap secara perlahan akan dilepas, sedangkan pada zeolit sintesis air akan terikat kuat.

(Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia; halaman 30)Absorbsen Menggunakan Karbon Aktif

Suhu maksimum yang dibutuhkan oleh karbon aktif untuk proses adsorbsi dalam menjaga kestabilannya yaitu berkisar 120 C, terkhusus pada aktif karbon metanol. Beberapa research menunjukkan bahwa aktif karbon etanol mempunyai karakteristik yang bagus untuk solar ice maker dan penggunaan metanol dapat diganti dengan etanol sebagai absorbser pada solar ice maker. Keunggulan dari aktif karbon terkhusus pada metanol adalah tidak beracun tetapi sangat panas untuk kulit dan mata.

(M. Li a,_, H.B. Huang b, R.Z. Wang c, L.L. Wang a, W.D. Cai a, W.M. Yang a ; 2004 ; halaman 2)

Penulis memperkirakan keefektifan dari absorbser solar ice maker dengan perhitungan matematika. COP dan DIP dihitung dengan mengumpakan range antara 0,10-0,12 kg/m2 per hari dan 4-10 kg/m2 per hari.

Pada percobaannya, karbon aktif dengan pasangan metanol mempunyai COP surya dari 0,1-0,12 dan menghasilkan es 5,4 kg/m2 per hari.METODE PENELITIAN

1. Tempat Penelitian

Penelitian ini akan dilaksanakan di Universitas Negeri Sebelas Maret Surakarta, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pengetahuan, Prodi Fisika.2. Metode Penelitian

Metode yang digunakan adalah metode observasi, meliputi :

1. Perancangan

Menentukan dan merancang alat yang akan digunakan untuk melakukan penelitian terhadap solar ice maker.

2. Pelaksanaan Penelitian

Melaksanakan penelitian terhadap sistem solar ice maker. Pada tahap ini, alat sudah dirancang dengan baik. Penelitian akan dilakukan selama siang dan malam karena sistem ini membutuhkan input energi panas matahari dan pada malam hari agar dihasilkan tekanan yang rendah pada tabung generator.

3. Evaluasi

Diadakan evaluasi dan perbaikan alat jika tidak dihasilkan outpun berupa kristal es.

JADWAL KEGIATAN

RANCANGAN BIAYA

DAFTAR PUSTAKA

G. Maggio a,*, L.G. Gordeeva b, A. Freni a, Yu.I. Aristov b, G. Santori c, F. Polonara c, G. Restuccia a. 2004. Simulation of a solid sorption ice-maker based on the novel composite sorbent lithium chloride in silica gel poresM. Li a,_, H.B. Huang b, R.Z. Wang c, L.L. Wang a, W.D. Cai a, W.M. Yang a . 2004. Experimental study on adsorbent of activated carbon with refrigerant of methanol and ethanol for solar ice maker

Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Jurnal Ekonomi dan Pembangunan. Jakarta : LIPI PressMuhammad Angga .A. Perencanaan Mesin Pendingin Sistem Absorbsi (Lithium Bromide) dengan Memanfaatkan Waste Energy di PT. PJB Paithon ProbolinggoRuwanto, Bambang. 2007. Asas-Asas Fisika. Jakarta : Yudhistira

http://ecosustainablevillage.comhttp://www.nrel.govhttp://www.wikipedia.org/absorptiom_chillerDAFTAR RIWAYAT HIDUP DOSEN PEMBIMBING

Nama Lengkap dan Gelar:Dewanto Harjunowibowo, S.Si., M.Sc.

Tempat / tanggal lahir:Yogyakarta / 2 Mei 1979

Jenis Kelamin :Laki-laki

Fakultas/ Program Studi:KIP/ Pendidikan Fisika

Pangkat/ Golongan/ NIP:Penata Muda / III a / 197905022005011002Jabatan Fungsional:Asisten Ahli

Bidang Keahlian :Elektronika dan Instrumentasi

Pendidikan Terakhir:S2 Fisika UGM

Alamat Kantor:UNS, Jalan Ir. Sutami 36 A, Kentingan, Surakarta

Alamat Rumah:Rumah Dinas 3 UNS Pabelan

Nomor Telepon / HP:081328776645