IRWNS 2011 Peranan Sains dan Teknologi untuk Meningkatkan Kapasitas Inovasi dalam Rangka Mempercepat Kemandirian Ekonomi Nasional

Transkripsi

1

2 IRWNS 2011 Peranan Sains dan Teknologi untuk Meningkatkan Kapasitas Inovasi dalam Rangka Mempercepat Kemandirian Ekonomi Nasional POLITEKNIK NEGERI BANDUNG POLBAN Jl. Gegerkalong Hilir, Ciwaruga Bandung Kotak Pos 1234, Telp. (022) , Fax (022) uppm_polban@yahoo.co.id, URL : Pengantar Industrial Research Workshop and National Seminar (IRWNS) adalah seminar tahunan yang diselenggarakan oleh Politeknik Negeri Bandung ( POLBAN) sebagai forum publikasi dan komunikasi hasil-hasil penelitian dan pengembangan para ilmuwan di lingkungan POLBAN khususnya, dan Perguruan Tinggi serta Institusi Penelitian yang lain, baik dari dalam maupun dari luar negeri. Pada tahun 2011 ini, penyelenggaraan IRWNS merupakan penyelenggaraan tahun kedua dengan mengambil tema : Peran Sains dan Teknologi untuk Meningkatkan Kapasitas Inovasi dalam Rangka Mempercepat Kemandirian Ekonomi Nasional. Berbagai klaim penemuan, pembaharuan serta inovasi baru terangkum dalam 45 makalah dari berbagai cabang ilmu, yang disajikan dalam sesi paralel. Semoga penemuan, pembaharuan dan hasil inovasi baru yang dihasilkan dapat memberikan kontribusi positif pada pembangunan ekonomi nasional, serta masuk dalam arus utama dalam rangka menuju era kemandirian bangsa. Penyelenggara menyampaikan terima kasih kepada pembicara utama yang telah bersedia meluangkan waktu untuk memberikan inspirasi serta arah penelitian di masa mendatang. Apresiasi kami tujukan kepada seluruh pembicara serta peserta seminar yang telah berperan aktif dalam sesi diskusi. Terima kasih juga kami sampaikan kepada seluruh Reviewer serta panitia yang telah meluangkan waktunya untuk mempersiapkan kegiatan ini. Kepada seluruh ilmuwan Selamat bertemu, berdiskusi dan bertukar pikiran, serta sukses bagi kita semua. Bandung, 17 November 2011 Ketua IRWNS 2011, Dr. Ir. Rachmad Imbang Tritjahjono i

3 IRWNS 2011 Peranan Sains dan Teknologi untuk Meningkatkan Kapasitas Inovasi dalam Rangka Mempercepat Kemandirian Ekonomi Nasional POLITEKNIK NEGERI BANDUNG POLBAN Jl. Gegerkalong Hilir, Ciwaruga Bandung Kotak Pos 1234, Telp. (022) , Fax (022) uppm_polban@yahoo.co.id, URL : Tim Reviewer Dr. Ismet P. Ilyas, BS.MET.,M.Eng.Sc. Dr. Ir. Kastam Astami, M.Sc. Haryadi, Ph.D Dr.Ir. Rachmad Imbang Tritjahjono Ir. Hertog Nugroho,MSc., PhD. Dr. Maria F. Soetanto, MT Transmissia Semiawan, BSCS.,MIT.,PhD Ir. Conny K. Wahyoe, M.Eng.,PhD. Ir. Sumargo, M.Sc.,PhD. Dr.Ir. Hermagasantos Zein, MSc Dr. Dwi Suhartanto, MCM. Dr. M. Umar Mai, M.Si Dr. Ruhadi, SE.ME Ir. Suherman, M.Eng.,PhD. Dra. Bevy Lidya, MSi.,Apt Ir. Windy Hermawan M.,MT. ii

4 IRWNS 2011 Peranan Sains dan Teknologi untuk Meningkatkan Kapasitas Inovasi dalam Rangka Mempercepat Kemandirian Ekonomi Nasional POLITEKNIK NEGERI BANDUNG POLBAN Jl. Gegerkalong Hilir, Ciwaruga Bandung Kotak Pos 1234, Telp. (022) , Fax (022) uppm_polban@yahoo.co.id, URL : Susunan Panitia Pengarah Penanggung Jawab Ketua Wakil Ketua Sekretaris Anggota : Ir. Mei Sutrisno, M.Sc., Ph.D. Haryadi, Ph.D. Dr. Drs. Muhammad Umar Mai, M.Si. Bambang Wisnuadhi, S.Si., MT Ir. Hertog Nugroho, Ph.D : Dr. Ir. Ediana Sutjiredjeki, M.Sc. : Dr. Ir. Rachmad Imbang Tritjahjono : Nani Yuningsih, S.Si., M.Si. : Dra. Katharina Priyatiningsih, M.Si. : Sri Susilo Windarti, S.Pd Ase Sulaeman Yuniarti Surtiasih, A.Md. Tusijati Ranny Indriyani Yane Hendriyani Elsa Yusi Irmala Watty Herlina Sutjipto Sri Mulyani Winarya Boyke Gunawan R Enjang Karyana Eka Kurnia Asep Gandamanah Asep Johan Surya Nurkhakam iii

5 IRWNS 2011 Peranan Sains dan Teknologi untuk Meningkatkan Kapasitas Inovasi dalam Rangka Mempercepat Kemandirian Ekonomi Nasional POLITEKNIK NEGERI BANDUNG POLBAN Jl. Gegerkalong Hilir, Ciwaruga Bandung Kotak Pos 1234, Telp. (022) , Fax (022) uppm_polban@yahoo.co.id, URL : Jadwal Acara Waktu Acara SESI PLENO Conference Room Gedung P2T Lt Pendaftaran & Coffee Break Pagi Laporan Panitia Penyelenggara Pembukaan Pembicara Utama I (Dirut PLN) Pembicara Utama II (Ketua DRN) Pembicara Utama III (Kepala PPTIK ITB) SESI PARALEL R-1 R-2 R-3 R-4 Kode Makalah Kode Makalah Kode Makalah Kode Makalah P1 P12 P23 P P2 P13 P24 P P3 P14 P25 P ISOMA P4 P15 P26 P P5 P16 P27 P P6 P17 P28 P P7 P18 P29 P P8 P19 P30 P P9 P20 P31 P P10 P21 P32 P P11 P22 P33 P Coffee Break Sore Penutupan iv

6 IRWNS 2011 Peranan Sains dan Teknologi untuk Meningkatkan Kapasitas Inovasi dalam Rangka Mempercepat Kemandirian Ekonomi Nasional POLITEKNIK NEGERI BANDUNG POLBAN Jl. Gegerkalong Hilir, Ciwaruga Bandung Kotak Pos 1234, Telp. (022) , Fax (022) uppm_polban@yahoo.co.id, URL : Daftar Abstrak Kode Judul Halaman P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P08 Studi Sifat Mekanik Komposit Hibrid Unsaturated Polyester/Clay/Serat Glass Kaji Teoritik dan Eksperimental Penempatan Ideal Vortex Generator pada TASV-Gorlov Penentuan Panjang Chord Sudu untuk Meningkatkan Kinerjanya Menggunakan Perangkat Lunak CFD Numeca Pengaruh Contraction Ratio Nosel Terhadap Kinerja Liquid Jet Gas Pump Simulasi Numerik Pengaruh Jumlah Nozzle Terhadap Separasi Energi pada Ranque-Hilsch Tube Vortex Pengaruh Variasi Voltase, Waktu pada Temperatur Pelapisan Krom Konstan (50º C) terhadap Karakteristik Logam Alumunium) Pengaruh Variasi Putaran Terhadap Struktur Mikro dan Sifat Mekanik Sambungan Las Tak Sejenis Paduan Aluminium 5083 dan 6061-T6 pada Proses Las FSW Pengaruh Moisture Content dan Thermal Shock Terhadap Sifat Mekanik Komposit Hibrid Berbasis Serat Gelas dan Coir (Aplikasi: Blade Turbin Angin) P09 P10 Pengaruh Pelapisan WN yang Diperoleh dengan Teknik DC Reaktive Magnetron Sputtering terhadap Sifat Mekanik dan Sifat Korosi Baja Tahan Karat Martensitik AISI 410 Pengaruh Putaran Centrifugal Casting Velg dari Bahan Aluminium Scrap terhadap Karakteristik Perambatan Retak Fatik P11 The effect of sandblasting on AISI 316L stainless steels P12 P13 Pengaruh Penggunaan Ejector Terhadap Penurunan Daya Input Kompresor pada Sistem Refrigerasi Kompresi Uap Studi Kelayakan dari Penggunaan Mesin Pengkondisi Udara Jenis Absorption Chiller pada Gedung di Negara Beriklim Tropis P14 Performansi Sistem Pendingin Kendaraan dengan Menggunakan HFC- 134a dan HC-134a v

7 IRWNS 2011 Peranan Sains dan Teknologi untuk Meningkatkan Kapasitas Inovasi dalam Rangka Mempercepat Kemandirian Ekonomi Nasional POLITEKNIK NEGERI BANDUNG POLBAN Jl. Gegerkalong Hilir, Ciwaruga Bandung Kotak Pos 1234, Telp. (022) , Fax (022) uppm_polban@yahoo.co.id, URL : P15 P16 Performansi Sistem Pendingin Split Unit dengan Menggunakan HCFC- 22 dan HC-22 Kaji Eksperimental Mesin Refrigerasi Unit Kecil yang Dilengkapi dengan Secondary Refrigerant P17 Air Conditioning System Design for Polban Server Room P18 P19 P20 P21 P22 P23 P24 Performansi Sistem Pendingin Kendaraan dengan Variasi Putaran Kompresor Menggunakan Kendali Logika Fuzzy Analisis Manajemen Perawatan untuk Perhitungan Availabilitas Sistem AC Toshiba RPU 4003X Pada Kereta Api Argo Gede di PT KAI Pengaruh Suntikan Udara pada Aliran Pusar Sekunder terhadap Kapasitas Pendinginan Keluaran Tabung Vortex Kajian Eksperimental Sistem Refrigerasi Adsorpsi Karbon Aktif Methanol Menggunakan Karbon Aktif Lokal Sistem Alarm Pada Cold Storage Berbasis Jaringan GSM Alarm System on Cold Storage Based on A GSM Network Implementasi ATN Tunneling pada Testbed VHF Datalink (VDL) Berbasis Software-Defined Radio Penerapan Metoda Project Based Learning (PBL) Pada Praktikum Mekatronika P25 Stabilisasi Networked Control Systems dengan Parameter Packet Dropout P26 Desain dan realisasi platform robot setimbang P27 P28 P29 P30 Penggunaan Aritmatika Interval sebagai Pendukung Proses Pembelajaran pada Jurusan Teknik Elektro Penggunaan Sensor Ultrasonik Sebagai Pendeteksi Ketinggian Air Sungai Pada Sistem Peringatan Dini Tanggap Darurat Bencana Banjir Implementasi Enkapsulasi pada VHF Data Link (VDL) Mode 2 Berbasis Software Gnuradio Perancangan Sensor Gelembung Udara Fault Tolerant Menggunakan Metoda Triple Modular Redundancy P31 Kontrol Kecepatan Turbin Angin Dengan Daya Sendiri P32 Fluktuasi Beda Tekanan Isyarat Gangguan Pada Saluran Pipa Horisontal P33 Water Pressure Transformer vi

8 IRWNS 2011 Peranan Sains dan Teknologi untuk Meningkatkan Kapasitas Inovasi dalam Rangka Mempercepat Kemandirian Ekonomi Nasional POLITEKNIK NEGERI BANDUNG POLBAN Jl. Gegerkalong Hilir, Ciwaruga Bandung Kotak Pos 1234, Telp. (022) , Fax (022) uppm_polban@yahoo.co.id, URL : P34 P35 P36 P37 Interaktif TV Digital menggunakan Middleware Berbasis MHP (Multimedia Home Platform) Seleksi Material Menggunakan Metode Analytical Hierarchy Process dan Pugh Peluang dan Tantangan Bagi Pengembangan Bahan Material Biopolimer dari Lautan Indonesia Fermentasi Mikroaerofilik Lactobacillus Acidophilus untuk Produksi Probiotik P38 Pengaruh Fiber Baja pada Kapasitas Tarik dan Lentur Beton P39 P40 P41 P42 P43 P45 The Effects of Multimode Load Pattern on Pushover Analysis to Estimate The Seismic Demands for Symmetric Steel Building Frames Komparasi Perencanaan Menara Telekomunikasi di Indonesia Mengacu pada TIA/EIA-222-F dan TIA/EIA-222-G Analisis Diskriminan Persepsi Wisatawan terhadap Kualitas Komponen Kepariwisataan di Kawasan Wisata Agro An Investigation of The Relationship Between Customers Perceptions of Internet Retail Service Quality, Customer Satisfaction and Customer Loyalty Amongst University Students Faktor-faktor yang Mempengaruhi Harga Diri Remaja Akhir (16-18 Tahun) Akibat Perceraian Orang Tua di SMA Negeri 3 Subang Analisis Kelajuan Gerak Pelari 100 Meter pada Kasus Pemecahan Rekor Dunia Tahun 2008 dan vii

9 Industrial Research Workshop and National Seminar 2011 Kajian Eksperimental Sistem Refrigerasi Adsorpsi Karbon Aktif Methanol Menggunakan Karbon Aktif Lokal RUDI RUSTANDI 1,2, PURNOMO 2, PRAJITNO 2 1 Jurusan Teknik Refrigerasi dan Tata Udara Politeknik Negeri Bandung 2 Jurusan Teknik Mesin dan Industri Universitas Gadjah Mada Yogyakarta rustandis@gmail.com ABSTRAK Sistem refrigerasi adsorpsi merupakan sistem refrigerasi alternatif untuk menghadapi krisis energi dan penipisan lapisan ozon yang disebabkan oleh penggunaan refrigeran CFC dan HCFC pada sistem refrigerasi konvensional. Sistem ini menggunakan energi kalor yang bisa berasal dari minyak bumi,gas alam, listrik, energi buangan industri/ proses, atau energi matahari. Tetapi mesin refrigerasi adsorpsi jarang ditemui dipasaran, kalaun ada harganya cukup mahal dan biasanya perlu diimpor. Karena mesinnya harus diimpor, medium pendingin yang digunakan juga harus diimpor dengan harga yang mahal.pada penelitian ini dilakukan pengujian sistem refrigerasi adsorpsi dengan medium pendingin karbon aktif metanol dengan menggunakan karbon aktif yang terdapat di pasaran lokal. Sistem refrigerasi adsorpsi telah dibuat dengan dirancang untuk bisa dioperasikan menggunakan energi matahari. Dalam pengujian digunakan karbon aktif sebanyak 2,67 kg, sumber energi yang digunakan berasal dari heater listrik.. Pengujian dilakukan dengan variasi temperatur pemanasan (proses desorpsi) 140 o C dan 160 o C. Produk yang disimpan di kabin evaporator pada pengujian pendinginan adalah air 200 gram. Dari pengujian diperoleh temperatur terendah evaporator dan produk, ketika proses pendinginan dievaporator, untuk pemanasan 140 o C masing-masing adalah 14,1 o C dan 18,0, sedangkan pemanasan 160 o C adalah 10,0 o C dan 16,2 o C. Temperatur pendinginan yang tercapai masih jauh dari yang diharapkan, karena pasangan karbon aktifmetanol biasanya digunakan untuk menghasilkan es. Kata kunci : Refrigerasi, adsorpsi, karbon aktif, metanol 1.PENDAHULUAN Penggerak utama dalam operasi sistem refrigerasi adsorpsi adalah energi kalor yang bisa berasal dari minyak bumi, gas alam, listrik, energi buangan industri atau energi matahari. Dengan energi penggerak yang tidak tergantung pada listrik dan minyak bumi, sistem ini bisa menjadi alternatif untuk mengurangi pengaruh krisis energi terutama yang disebabkan oleh sistem refrigerasi kompresi uap yang banyak berkontribusi dalam pemakaian energi saat ini. Dengan menggunakan energi matahari, sistem ini bisa beroperasi di tempat terpencil yang belum terjangkau jaringan listrik, terutama di daerah tropis seperti indonesia. Media kerja dari sistem refrigerasi adsorpsi terdiri dari dua zat yaitu adsorbent, penyerap yang berbentuk padat, dan refrigerant (adsorbat) yang diserap adsorbent dalam fasa uap. Pasangan media kerja bisa bermacam-macam, diantaranya Karbon aktif Metanol, karbon aktif amonia, CaCl amonia, atau Silicagel Air. Sistem adsorpsi dengan menggunakan pasangan media kerja karbon aktif metanol dan CaCl amonia dapat digunakan untuk pembuatan es, karena temperatur kerjanya bisa berada di bawah 0 o C. Untuk pembuatan es pasangan karbon aktif metanol lebih banyak digunakan. Pasangan silicagel air digunakan untuk pengkondisian udara yang mempunyai temperatur kerja di atas 0 o C (Pridasawas, 2006). Dengan media kerja yang tidak menggunakan senyawa CFC (chloro flouro carbon) atau HCFC (hidrogen flouro chloro carbon) yang banyak digunakan pada sistem refrigerasi kompresi uap konvensional, maka sistem ini tidak berpengaruh pada penipisan lapisan ozon. Banyak penelitian yang telah dilakukan untuk meningkatkan efisiensi dan kelayakan pemanfaatan sistem refrigerasi adsorpsi ini. A. Boubakri (A Boubakri, 2003) telah melakukan penelitian dengan sistem adsorpsi carbon aktif -metahanol yang digerakkan oleh tenaga surya, menggunakan kolektor surya jenis datar (plat), kondenser menyatu dengan adsorber dengan menggunakan pendingin udara. Dengan alat tersebut berhasil dikurangi biaya komponen dan juga peningkatan COP. Dari hasil 111

10 Industrial Research Workshop and National Seminar 2011 penelitian diketahui salah satu kelemahan dari sistem adsorpsi adalah rendahnya koefisien perpindahan kalor pada adsorbent (karbon aktif) sehingga perlu dilakukan upaya untuk meningkatkannya. N.M. Khatab (N.M. Khatab, 2004) melakukan penelitian dengan beberapa bentuk susunan pengumpul surya, dan melakukan pencampuran karbon aktif dengan butiran logam. Dari hasil penelitiannya diketahui terdapat peningkatan koefisien perpindahan kalor pada kumpulan adsorbent yang dicampur dengan butiran logam. Sumathy dan Zhongfu (Sumathy, K, Zhongfu, Li, 1999) telah membuat sistem adsorpsi karbon aktif-metanol yang digerakan oleh sinar matahari menggunakan pengumpul sinar matahari jenis datar (flat plate collector) dengan luas 0,92 m 2 A alat tersebut bisa menghasilkan es sebanyak 4-5 kg per hari. Vanek (Jaroslav Vanek, 1996) telah membuat sistem adsorpsi CaCl2 amonia dengan sumber energi matahari, menggunakan pengumpul Sistem refrigerasi adsorpsi bisa dioperasikan menggunakan energi matahari dengan bantuan konsentrator parabola, seperti terlihat pada gambar 1. Pada sistem ini proses regenerasi terjadi di waktu siang dan refrigerasi terjadi di waktu malam, secara bergantian, oleh karena itu sistem ini dikenal sebagai sistem intermiten. Gambar 1. Sistem adsorpsi menggunakan energi matahari sinar matahari berbentuk parabola. dalam satu siklus alat bisa menghasilkan es sekitar 4 kg. Dalam penelitian ini dilakukan pengujian sistem refrigerasi adsorpsi Karbon aktif-metanol dengan menggunakan karbon aktif yang terdapat di pasaran lokal. Generator dirancang untuk bisa dioperasikan oleh energi matahari dengan bantuan kolektor surya. Untuk memudahkan dalam pengujian, sumber kalor diperoleh dari heater listrik. 2. METODELOGI Siklus refrigerasi pada sistem adsorpsi terdiri dari dua proses utama, yaitu proses refrigerasi (adsorpsi) dan proses regenerasi. Pada saat proses refrigerasi uap refrigeran diserap oleh adsorbent digenerator, yang menghasilkan pendinginan di evaporator. Sedangkan saat regenerasi (desorpsi) uap refrigeran dilepaskan dari adsorbent dengan bantuan pemberian kalor pada generator. selanjutnya menyebabkan pelepasan uap refrigeran (desorpsi), selanjutnya uap tersebut akan berkondensasi di kondenser dan masuk ke evaporator. 3. Penurunan temperatur adsorbent (D-F) Proses ke tiga, ketika energi matahari menurun, temperatur adsorbent turun dan tekanan uap refrigeran pun turun sampai mencapai kondisi dimana mulai terjadi kembali penyerapan uap refrigeran oleh adsorbent (F). 4. Pengikatan (adsorpsi) di adsorber dan pendinginan di Evaportor (F-A) Proses ke empat, semakin turunnya temperatur adsorber menyebabkan terjadinya penyerapan (adsorpsi) kembali uap refrigeran, sehingga refrigeran cair yang ada di evaporator menguap, menyebabkan terjadinya pendinginan di ruangan tempat evaporator Siklus refrigerasi adsorpsi yang menggunakan energi matahari pada dasarnya terdiri dari 4 proses (N.M. Khatab,2004), seperti terlihat pada gambar 2.5, yaitu : 1. Proses pemanasan (A-B) Prores pertama, A-B, Adsorbent dipanaskan oleh energi matahari sampai tekanannya mencapai tingkat yang memungkinkan terjadinya pelepasan uap refrigeran dari permukaannya (kondisi B). 2. Proses Pelepasan uap refrigeran (B-D) Proses ke dua, setelah kondisi B tercapai, penambahan panas dari energi matahari Gambar 2. Siklus refrigerasi adsorpsi ideal Pada diagram Clapeyron 112

11 Industrial Research Workshop and National Seminar 2011 Persamaan Energi Dari diagram Calpeyron, persamaan energi dari proses yang terjadi adalah: Q T = Q AB + Q BD (2.1) Q AB = (m AC C pac + Cp m m ma )(T B T A ) (2.2) Q BD = [m AC C pac + Cp m (m ma + m md )/2)](T D - T B ) + (m ma m md )H (2.3) Keterangan : Q T = Energi total yang diterima sistem. Q AB = Energi penikan temperatur karbon aktif dan metanol dari A ke B. Q BD = Energi untuk menaikan temperatur karbon aktif dari B ke D dan energi pelepasan (desorption) metanol. m AC = Massa karbon aktif m ma = massa metanol pada karbon aktif di titik A. m md = massa metanol pada karbon aktif di titik D. Cp = Kalor spesifik. T A = Temperatur di titik A T B = Temperatur di titik B. H = Energi pelepasan metanol dari karbon aktif. Kalor yang diserap selama pendinginan dievaporator Q e1, sama dengan energi penguapan dari metahanol. Q e1 = (m ma m md ) L (2.4) Sedangkan energi yang digunakan untuk menghasilkan es adalah: Q e = Q e1 Q e2 (2.5) Q e2 adalah energi yang diperlukan untuk mendinginkan cairan adsorbat dari temperatur kondensasi ke temperatur evaporasinya. Q e2 = (m ma m md ) Cpm (Tc Te) (2.6) Q ice1 adalah energi yang diperlukan untuk mendinginkan air dari T A ke 0 o C dan untuk menghasikan es. Q ice1 = M*(L* + Cp Water (TA -0)) (2.7) M* dan L* masing-masing adalah massa dan kalor laten peleburan es dan pendinginan neto yang dihasilkan adalah Q ice = M* L* (2.8) 1. Efisiensi kolektor : η I = Q T /Q I (2.9) Q I adalah energi input total ke sistem selama proses generasi. 2. Efisiensi Evaporator η 2 = Q ice /Q e (2.10) 3. COP Siklus refrigerasi COP = Qe1/QT (2. 11) 4. COP neto matahari (Sumber kalor lain) COP = Q ice /Q I (2-12) Karbon Aktif Karbon aktif (activated carbon) adalah suatu bentuk dari karbon yang telah diolah supaya zat tersebut mempunyai banyak pori-pori sehingga mempunyai luas permukaan yang sangat besar untuk penyerapan(adsorption) atau reaksi-reaksi kimia (Wikipedia). Disebut karbon aktif karena mempunyai derajat mikroporositas (degree of microporosity) yang tinggi, satu gram karbon aktif mempunyai luas permukaan lebih dari 500 m 2. Karbon aktif bisa dihasilkan dari beberapa bahan diantaranya tempurung kelapa, kayu, dan batubara. Bentuk karbon aktif yang digunakan untuk penyerapan gas adalah Granular (butiran). Pada penelitian ini karbon aktif yang digunakan adalah bentuk granular yang terdapat di pasaran lokal. 3. PENGUJIAN Sistem refrigerasi adsorpsi yang dibuat dirancang untuk bisa digerakan oleh energi matahari dengan bantuan konsentrator parabola. Pengujian yang dilakukan baru sampai tahap unjuk kerja generator dengan bantuan sumber kalor dari heater listrik. Skema sistem terlihat pada Gambar 3. Generator terbuat dari dua pipa tembaga masingmasing berdiameter 2,5 inci dan 3/4 inci, yang dipasang secara konsentrik, panjang 196 cm. Pipa dalam diberi lubang-lubang berdiameter 5 mm, dengan jarak antar lubang 1 cm, kemudian ditutup screen. Karbon aktif sebanyak 2,67 kg diletakan di ruang antara ke dua pippa tersebut (anulus). Metanol yang digunakan adalah jenis praktikal analisys, dari Merck, diisikan ke evaporator sebanyak 400 ml. Skema konstruksi generator terlihat pada Gambar 4. Perkiraan Unjuk Kerja Perkiraan unjuk Kerja (performance estimates) dari system refrigerasi adsorpsi tertutup bisa dinyatkan sebagai berikut : 113

12 Industrial Research Workshop and National Seminar 2011 Dari hasil pengujian, untuk pemanasan diperoleh temperatur refrigeran keluar generator tidak sama dengan temperatur permukaan generator, perbedaan cukup jauh, seperti terlihat pada Gambar 5. Gambar 3. Skema sistem adsorpsi pengujian Pengujian dilakukan dengan temperatur pemanasan generator 140 o C dan 160 o C, lama pemanasan 4 jam. Gambar 5. Pemanasan generator 140 o C Perbedaan temperatur tersebut disebabkan karena rendahnya koefisien perpindahan kalor dari karbon aktif, hal ini sesuai dengan pernyataan A. Boubakri (A Boubakri, 2003). Temperatur generator dan keluar generator selama 4 jam pemanasan untuk setting temperatur termostat 140 o C dan 160 o C terlihat pada Gambar 6. Dari Gambar 6 tersebut, pada 50 menit pertama temperatur generator tidak berbeda jauh untuk kedua setting termostat, hal ini karena kalor yang diberikan sama, sesuai dengan daya listrik heater yang digunakan. Termostat yang digunakan sudah berfungsi dengan baik. Gambar 4 Konstruksi generator 5.HASIL DAN PEMBAHASAN Dari percobaan awal diperoleh kondisi metanol seperti Tabel 1. Dari tabel tersebut diperoleh bahwa daya serap karbon aktif yang digunakan terhadap metanol adalah 0,087/2,67 kg/kg = 32,679 g/kg, jauh lebih kecil daripada yang dinyatakan oleh Leite dkk, yaitu 286 gr/kg. Sehingga perlu jumlah karbon aktif yang lebih besar untuk menyerap lebih banyak metanol. Tabel 1. Kuantitas metanol yang digunakan Metanol diisikan Metanol tersisa setelah adsorpsi Metanol terserap karbon aktif Massa metanol terserap 400 ml 289,8 ml 110,2 ml 0,087 kg Gambar 6. Temperatur Pemanasan Perubahan tekanan selama 4 jam pemanasan terlihat pada Gambar 7. Temperatur pemanasan yang lebih tinggi menghasilkan tekanan generator yang lebih besar, ketika katup generator ke Kondenser (KGK) dan katup kondenser ke evaporator dibuka (KKE) maka terjadi penyesuaian tekanan, tekanan gtenerator dan tekanan evaporator hampir sama. 114

13 Industrial Research Workshop and National Seminar 2011 katup KGK dan KKE dibuka Gambar 7. Tekanan selama pemanasan Pada saat proses pendinginan di evaporator (absorpsi), perubahan temperatur yang terjadi terlihat pada Gambar 8. Pada saat penyerapan (adsorpsi) metanol oleh karbon aktif terjadi, generator mengalami penaikan temperatur, hal ini sesuai dengan teori bahwa reaksi adsorpsi menyebabkan terjadinya pelepasan kalor. Proses pendinginana di evaporator dari hasil pemanasan generator 140 o C mengasilkan temperatur evaporator terendah 14,1 o C dan produk 18 o C, sedangkan untuk pemanasan generator 160 o C temperatur evaporator terendah 10,0 o C dan produk terendah 16,2 o C. Dari Gambar 8 terlihat bahwa setelah temperatur evaporator terendah tercapai, evaporator mengalami kenaikan temperatur, demikian juga temperatur produk. Kenaikan temperatur yang cepat disebabkan masuknya kalor dari lingkungan luar kabin, berarti insulasi kabin kurang baik. Gambar 8. Perubahan temperatur pada saat proses absorpsi (refrigerasi) Temperatur evaporator dan produk yang tercapai tidak memungkinkan untuk menghasilkan es. Untuk mencapai temperatur rendah perlu digunakan karbon aktif yang lebih banyak. KESIMPULAN Dari hasil pengujian diperoleh kesimpulan : 1. Daya serap karbon aktif lokal terhadap metanol, dari penelitian ini diperoleh 32,679 gram/kg. 2. Sistem refrigerasi adsorpsi menggunakan karbon aktif lokal, bisa bekerja namun temperatur yang dicapai masih terlalu tinggi. 3. Daya serap karbon aktif lokal terhadap metanol yang rendah, memerlukan jumlah karbon aktif yang lebih besar untuk pencapaian temperatur yang sama dengan karbon aktif impor. DAFTAR PUSTAKA ASHRAE,ASHRAE HANDBOOK OF FUNDAMENTAL 2001, SI Edition, Atlanta, Boubakri, A., A New Conception of An Adsorptive solar powered ice maker, Renewable Energy 28 (2003) , Pergamon Press Hu, Eric Jing, Simulated Results Of A non-valve, daily-cycled, Solar-Powered Carbon/Methanol Refrigerator With Tubular Solar Collector Khatab, N.M., A Novel Solar-Powered Adsorption Refrigeration Module, Applied Thermal Engineering 24 (2004) , Elsevier Leite, Antonio P. Ferreira, Machado, Moacir Martin, Riffel, Douglas Bressan, Belo, Francisco Antonio, Experimental Study of an Adsorptive Refrigeration Cycle, Perry, Robert H., Green, Don W., Maloney, James O., Perry s Chemical Engineers Hand Book, Mc Graw-Hill, New York, Pridasawas, W. Solar-Driven Refrigeration Systems with Focus on the Ejector Cycle, Doctoral Thesis School of Industrial Engineering and Management Insitute of Technology, KTH, Stockholm (2006). Saphis, N.,et all, Study on Solar Adsorption refrigeration cycle utilizing activated carbon prepared from olive stones, Revue des Energies renouvelables, vol 10 (2007), p Sumathy, K, Zhongfu, Li, Experiments With Solarpowered Adsorption Ice-Maker, Renewable Energy 16 (1999) Thumautok, P., Wongsuwan, W., and Kiatsiriroat,T. Performance Analysis of A Solar Adsorption Heating And Cooling Sytem 115

14 Industrial Research Workshop and National Seminar 2011 Vanek, Jaroslav, et all, A Solar Ammonia Absorption Icemaker, Home Power #53, 1966 Wang, R.Z., Li, M., XU, X, and Wu, J.Y., An Energy Efficient Hybrid System of Solar Powered Water Heater And Adsorption Ice Maker, Solar Energy Vol. 68. No. 2, pp , Elsevier Science Ltd,