Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technology) Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol. 16  No.01, Juni 2018 ISSN1693-248X

## PENGARUH LAJU AIR PENDINGIN ( COOLING WATER) TERHADAP PERFORMANSI PROSES DESALINASI AIR PAYAU SECARA EVAPORASI DAN KONDENSASI
Alief Taqy Mahesa 1 *, Munawar 1 , Ramzi Jalal
1 Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Lhokseumawe Email: alief.taqy@gmail.com

## ABSTRAK
Air  payau  merupakan  air  yang  memiliki  salinitas  berlebih  sehingga  air  ini  tidak  dapat  di kategorikan  sebagai  air  bersih.  Penelitian  ini  bertujuan  mengetahui  pengaruh  variasi  laju cooling  water  terhadap  laju  produk  dan  mengetahui  laju  cooling  water  terhadap  kebutuhan energi  bahan  bakar.  Energi  bahan  bakar  yang  divariasikan  berupa  energi  listrik  (heater)  dan biomassa.  Sistem  kerja  berawal  dari  pendidihan  hingga  menjadi  uap  dan  kemudian  uap didinginkan dengan  melewati kondensor hingga menjadi air produk. Hasil dari penelitian  ini menunjukkan  laju  air  produk   optimum  menggunakan  energi  listrik  sebesar  2,235  mL/menit dan  energi  biomassa  sebesar  4,973  mL/  menit.  Kebutuhan  energi  listrik  optimum  sebesar 7772,741  KJ/Kg  dan  energi  biomassa  9804,607  KJ/Kg.  Hasil  pengujian  produk  air menunjukkan bahwa kualitas air telah memenuhi standar baku air minum permenkes No. 492/ menkes/per/IV/2010.
Kata Kunci: Air Payau, Desalinasi, Evaporasi, Kondensasi

## ABSTRACT
Brackish  water  is  water  that  has  excess  salinity  so  that  this  water  cannot  be  categorized  as clean water. This study aims to determine the effect of variations in the rate of cooling water on the  product  rate  and  determine  the  rate of  cooling  water to  the  fuel  energy  requirements. Fuel  energy  which  is  varied  in  the  form  of  electrical  energy  (heater)  and  biomass.  The working system starts from boiling to become steam and then the steam is cooled by  passing through  the  condenser  to  become  product  water.  The  results  of  this  study  indicate  the optimum product water rate using electrical energy of 2.235 mL / min and biomass energy of 4.973  mL  /  min.  The  optimum  electrical  energy  requirements  are  7772,741  KJ  /  Kg  and biomass  energy  is  9804.607  KJ  /  Kg.  The  test  results  showed  that  the  water  quality  meets drinking water standards of health ministerial regulation No. 492 / menkes / per / IV / 2010.
Keywords: Brackish water, Desalination, Evaporation, Condensation

## PENDAHULUAN
Air  merupakan  sumber  daya  alam yang  sangat  penting  bagi  kehidupan  seluruh makhluk  hidup  termasuk  manusia.  Air merupakan  salah  satu  kebutuhan  pokok manusia  secara  berkelanjutan.  Tanpa  air, maka  berbagai  proses  kehidupan  tidak  dapat berlangsung  secara  sempurna.  Oleh  karena itu,  ketersediaan  air  baku  untuk  kebutuhan domestik,  irigasi  dan  industri  menjadi menjadi perhatian dan prioritas utama.
Indonesia  merupakan  negara  yang hampir  2/3  luas  wilayahnya  merupakan perairan. walaupun dengan kekayaan sumber daya air  yang begitu  melimpah namun krisis air  bersih  di  Indonesia  masih  saja  menjadi suatu  permasalahan  yang  masih  belum  bisa diatasi.  Dengan  Sumber  Daya  Air  (SDA) yang  begitu  melimpah,  hal  ini  menandakan bahwa  krisis  air  bersih    yang  melanda  saat ini  bukan  terletak  pada  ketersediaan  air, tetapi pada kualitas dan pengelolaan air yang masih belum baik.
Air payau  merupakan air  yang  masih memiliki kualitas dibawah air bersih, namun masih  banyak  masyarakat  yang  masih menggunakan atau mengkonsumsi air tersebut  tanpa  pengolahan  terlebih  dahulu. Padahal  air  payau  mempunyai  potensi  untuk menggantikan air bersih dengan memperbaiki kualitasnya.
Berdasarkan  data  dari  Direktorat Jenderal  Pertanian  tahun  2016,  jumlah  buah kelapa  yang  dihasilkan  sebesar  2.886.277 ton.  Jika  sebagian  besar  pengolahan  hanya dilakukan pada bagian air dan daging kelapa maka  limbah  kulit  dari  buah  kelapa  akan menjadi permasalahan baru jika belum dapat dimanfaatkan  secara  maksimal.  Salah  satu pemanfaatannya yaitu menjadikannya sebagai  energi  alternatif  yang  diolah  dalam bentuk biomassa.
Dari  berbagai  permasalahan  tersebut, perlu  adanya  upaya-upaya  yang  dilakukan untuk  mengolah  air  payau  dengan  bantuan teknologi  serta  ilmu  pengetahuan  yang berkembang  saat  ini.  Salah  satunya  yaitu
pengolahan  air  dengan  proses  desalinasi dengan  teknik  evaporasi  dan  kondensasi seperti pada penelitian ini.
Beberapa penelitian mengenai desalinasi  ini  telah  dilakukan  sebelumnya, seperti  penelitian  yang  dilakukan  oleh mengenai  desalinasi  menggunakan  metode RO  (Reverse  Osmosis)  yang  dilakukan  oleh Indah  Nurhayati  dkk,  penelitian  tersebut menyebutkan  bahwa  hasil  yang  diperoleh yaitu  Total  Disolved  Solid  (TDS)  1422 mg/L, Kekeruhan 1.99 Skala NTU, Kesadahan  Total  228.57  mg/L  CaCO3, Khlorida  796  mg/L  Cl,  Natrium  526.7  mg/L Na.  Dari  penelitian  tersebut  dapat  diketahui bahwa  nilai  klorida  yang  diperoleh  masih berada diatas baku mutu air bersih berdasarkan Permenkes No. 492/MENKES/PER/IV/2010,  selain  itu  pada metode  ini  memiliki  kekurangan  yaitu perawatan  system  yang  sulit  dan  konstruksi yang  kompleks  sehingga  memakan  biaya yang mahal.
Adapun penelitan lainnya yang dilakukan  oleh  Widi  Astuti  dkk,  penelitian tersebut  menggunakan  SMZ  (Surfactan Modified  Zeolite).  SMZ  tersebut  digunakan sebagai  penukar  ion  pada  desalinasi  air payau. Hasil dari penelitian tersebut menyebutkan  bahwa  salinitas  yang  terdapat pada  air  payau  dapat  dikurangi  hingga  52% dari  nilai  awalnya.  Namun  metode  ini  sulit dilakukan  karena  perlu  adanya  pengolahan lagi untuk membuat SMZ.
Keuntungan  dari  penelitian  yang akan  dilakukan  ini  yaitu  menggunakan rangkaian alat yang sederhana serta menggunakan energi yang ramah lingkungan serta  mudah  dijumpai  dilingkungan  sekitar sehingga mudah diaplikasikan oleh masyarakat untuk mengolah air payau.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1 Alat
Kegiatan penelitian ini akan dilakuan di  Laboratorium  Jurusan  Teknik  Kimia Politeknik  Negeri  Lhokseumawe.Peralatan
yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah seperangkat  alat  destilasi,  flowmeter  air, crusher,  timbangan  analitik,  pH  Meter, Turbidimeter,  konduktometer,  stopwatch, tungku pembakaran briket tempurung kelapa, pompa air.

## 2.2 Bahan
Bahan-  bahan  yang  digunakan  pada penelitian  ini  yaitu  air  payau,  tempurung kelapa, tepung kanji, air.

## 2.3 Prosedur Percobaan dan Pengujian
Prosedur percobaan dilakukan dengan  persiapan  briket  tempurung  kelapa dan proses desalinasi air payau.
Proses pengujian dilakukan dengan beberapa analisa  yaitu  analisa  laju  produksi  air  tawar dan  kebutuhan  bahan  bakar/energi,  analisa kualitas air tawar yang meliputi analisa TDS menggunakan  alat  konduktometer,  analisa turbidity  (kekeruhan)  menggunakan  alat turbidity meter SNI 06-6989.24-2005, analisa  kadar  garam  menggunakan  alat salinitas,  analisa  pH  menggunakan  alat  pH meter  SNI  06-6989.11-2004  serta  Analisa Kadar Air
2.4Analisa Turbidity
(Kekeruhan) menggunakan  alat  turbidity  meter  SNI 06-6989.24-2005
Dipersiapkan  alat  dan  bahan.  Untuk menghidupkan  peralatan  turbidimeter  tekan tombol  ON.  Setelah  peralatan  dihidupkan, diambil  larutan  standar  dan  dimasukkan kedalam alat turbidimeter. Kemudian ditekan READ  dan  tunggu  sampai  lampu  muncul lalu  diangkat.  Dimasukkan  sampel  air kedalam  botol  yang  lain  dan  dikocok. Dimasukkan  sampel  air  tadi  kedalam  alat turbidimeter.  Ditekan  READ  kemudian ditunggu sampai angka terbaca

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Data Pengamatan
Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan dengan  memvariasikan  laju  Cooling
water  dan  bahan  bakar  yang  digunakan. Didapatkan  data  pengamatan  proses desalinasi ditunjukkan pada tabel 3.1 dan tabel 3.2.
Tabel 3.1 Data Pengamatan Proses Desalinasi Menggunakan Energi Listrik Tabel 3.2 Data pengamatan Proses Desalinasi  Menggunakan  Briket  tempurung kelapa

## 3.2. Pembahasan
Pada  penelitian  ini  digunakan  bahan bakar  sebagai  pemanas  berupa  listrik dalam bentuk heater merek MTOPS tipe E-103  dengan  daya  listrik  sebesar  260 watt  dan  briket  tempurung  kelapa  yang terbuat  dari  briket  tempurung  kelapa dengan  perekat  berupa  tepung  kanji dengan  perbandingan  1  :  6  (kanji  :  air) dengan  berat  tepung  kanji  sebesar  8% dari total berat briket tempurung kelapa, nilai  kalor  yang  dihasilkan  sebesar 17025  J/gr  dengan  kadar  air  sebesar 7,84%. Briket tempurung kelapa dicetak dengan  ketinggian  3  cm  dan  diameter  9 cm.  berat  yang  diperoleh  beragam,  hal ini dikarenakan dalam proses pengepresan  digunakan  secara  manual sehingga  ada  kemungkinan  isi  yang terbuang.  Namun  pada  dasarnya  yang tinjau pada penggunaan briket tempurung  kelapa  yakni  berapa  berat jumlah  yang  terpakai.  Variasi  yang
Laju alir air pendingin (L/menit) Waktu Pengoperasian (menit) Volume Produk (mL) Laju Alir Produk (mL/menit) Kebutuhan Energi (KJ/Kg) 3 148,41 208 1,636 11173,725 6 127,48 222 1,945 8990,235 9 114,11 220 2,125 8120,967 12 111,21 224 2,235 7772,741
Laju alir air pendingin (L/menit) Waktu Pengoperasian (menit) Jumlah bahan bakar terpakai (gr) Volume Produk (mL) Laju Alir Produk (mL/menit) Kebutuhan Energi (KJ/Kg ) 3 75,27 220 234 3,593 16068,211 6 60,2 180 236 4,419 13034,878 9 53,56 150 242 4,518 10592,078 12 49,06 140 244 4,973 9804,607
Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technology) Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol. 16  No.01, Juni 2018 ISSN1693-248X
dilakukan  yaitu  kecepatan  laju  air pendingin yang digunakan pada kondenser  sebesar  3;  6;  9  dan  12
L/menit.
3.2.1.  Pengaruh  Laju  Alir  Air Pendingin Terhadap Laju Produksi Gambar  3.3  Pengaruh  laju  air pendingin terhadap laju produksi Pada gambar 3.3 menunjukkan bahwa pengaruh laju alir air pendingin  akan  mempengaruhi  laju alir  produk.  Semakin  tinggi  laju  air pendingin  maka  semakin  besar  laju alir  produk.  Artinya  semakin  tinggi laju  air  pendingin  maka  pengontakan yang  terjadi  akan  semakin  cepat sehingga  proses  kondensasi  akan semakin cepat. Namun jika dibandingkan antara heater dan briket tempurung kelapa, laju produk cenderung  lebih  besar  terjadi  pada briket  tempurung  kelapa  walaupun keduanya mengalami
kenaikan seiring bertambahnya laju air pendingin.
3.2.2. Pengaruh Laju Air Pendingin  Terhadap  Kebutuhan Energi
Gambar  3.4  Pengaruh  laju  air pendingin terhadap kebutuhan energi
Pada  gambar  3.4  menunjukkan bahwa  nilai  kebutuhan  energi  akan semakin  menurun  seiring  dengan naiknya  laju  air  pendingin.  Ini menunjukkan bahwa efektifitas kondensasi  berjalan  dengan  baik. Nilai  kebutuhan  energi  pada  briket tempurung kelapa lebih besar dibandingkan  dengan  energi  listrik, hal  ini  dikarenakan  pada  briket tempurung kelapa banyak panas yang terbuang  akibat  adanya  jarak  antara briket  tempurung  kelapa  dan  labu sehingga  saat  proses  pemanasan sehingga  dibutuhkan  energi  yang lebih  besar.  Namun  pada  energi listrik,  labu  akan  tertahan  dengan baik  oleh  wadah  heater  tanpa  ada celah  sehingga  panas  yang  terbuang akan  semakin  sedikit  dan  cenderung lebih konstan.

## 3.2.3. Reduksi TDS (Total
Dissolved Solid)
Gambar  3.5  Efesiensi  penurunan TDS terhadap laju alir air pendingin
Pada gambar 3.5 menunjukkan bahwa efesiensi penurunan nilai TDS mengalami  kenaikan  seiring  dengan kenaikan  laju  air  pendingin.  Hal  ini menandakan  bahwa  semakin  sedikit zat padat terlarut yang terbawa ke air produk.  Namun  dari  kedua  grafik  ini briket  tempurung  kelapa  memeiliki efisiensi penurunan TDS lebih rendah dibandingkan  dengan  energi  listrik.
Efisisensi  penurunan  TDS  optimum
pada briket tempurung kelapa mencapai 99,3% dan listrik mencapai 99,81%.
3.2.4. Reduksi Turbidity
Gambar  3.6  Efesiensi  penurunan turbidity terhadap laju air pendingin Pada gambar 3.6 menunjukkan bahwa
efesiensi penurunan turbidity mengalami kenaikan.  Pada  energi  listrik  nilai efesiensi  penurunan  turbidity  lebih tinggi dari pada energi briket tempurung kelapa dengan titik tertinggi  hingga  97,42%,  sedangkan energi  briket  tempurung  kelapa  titik tertinggi mencapai 96,72%. Ini menandakan  bahwa  kualitas  air  pada listrik lebih baik dibandingkan dengan  energi  briket  tempurung kelapa.
3.2.5. Reduksi Salinitas
Gambar  3.7  Pengaruh  salinitas  air terhadap laju air pendingin
Pada gambar 3.7 menunjukkan bahwa  nilai  salinitas  yang  diperoleh baik  dari  energi  briket  tempurung kelapa  dan  energi  listrik  sama-sama dapat  menekan  nilai  salinitas  yang awalnya  0,05  ppt  menjadi  0,01  ppt.
artinya  dalam  proses  desalinasi  ini banyak  padatan  garam  terlarut  yang tertinggal dalam labu umpan sehingga  proses  desalinasi  ini  dapat dikatakan  berjalan  dengan  baik.  Hal ini  pun  ditandai  dengan  kentalnya larutan garam yang tertinggal dengan nilai salinitas sebesar 0,32 ppt.
Adapun analisa lainnya yang dilakukan  yaitu  nilai  pH,  analisa  ini  diambil dengan  sampel  yang  terbaik  dari  pengujian sebelumnya.  Nilai  pH  mengalami  sedikit pengurangan  dari  yang  awal  sebesar  7,98 menjadi  7,52  pada  energi  listrik  dan  7,49 pada  energi  briket  tempurung  kelapa.  Pada dasarnya kualitas air pada proses menggunakan listrik lebih baik dibandingkan dengan  briket  tempurung  kelapa,  hal  ini dikarenakan pada penggunakan briket tempurung kelapa nilai energi yang dihasilkan lebih besar sehingga mempengaruhi  tekanan  uap  yang  semakin besar.  Hal  ini  menyebabkan  adanya  partikel padatan  terlarut  yang  ikut  ketika  penguapan berlangsung.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  dari  hasil  penelitian pada  pengaruh  laju  air  pendingin  (Cooling Water) terhadap performansi proses desalinasi  air  payau  secara  evaporasi  dan kondensasi dapat disimpulkan sebagai berikut:
 Laju  air  produk  akan  meningkat  seiring dengah kenaikan laju cooling water. Laju optimum  yang  dihasilkan  energi  listrik sebesar  2,235  L/menit  dan  energi  briket tempurung  kelapa  sebesar  4,973  L/menit pada laju air pendingin 12 L/menit
 Kebutuhan energi akan cenderung menurun  seiring  dengan  kenaikan  laju cooling water . Kebutuhan energi optimum  pada  energi  listrik  sebesar 7772,741  KJ/Kg  dan  energi  briket tempurung  kelapa  sebesar  9804,607 KJ/Kg  pada  laju  air  pendingin  12 L/menit
 Kualitas  air  produk  yang  dihasilkan memenuhi  standar  baku  mutu  air  minum PERMENKESNo.492/MENKES/PER/I V/2010

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Ahmadi  T.  2017. Tantangan  Indonesia Sebagai Negara Maritim .
(http://supplychainindonesia.com/ne w/tantangan-indonesia-sebagai- negara-maritim/).  (Diakses  tanggal  8 Februari 2018).
Al-Wazzan,  Y.,  Safar  M.,  Ebrahim,  S., Burney,  N.,  and  Mesri,  A. Desalting of  subsurface  water  using  spiral wound  reverse  osmosis  (RO)  system: technical  and  economic  assessment. Desalination 2002; 143: 21-28.
Departemen  Pertanian.  2006. Karakteristik dan Pengelolaan Lahan Rawa . Jakarta:  Balai  Besar  Penelitian  dan Pengembangan  Sumberdaya  Lahan Pertanian Departemen Pertanian.
Gerry Resmi L. 2014. Potensi Air Melimpah tak Menjamin Indonesia Bebas Krisis Air (http://gerryliyana.weebly.com/poten si-air-melimpah-tak-menjamin- indonesia-bebas-krisis-air.html). (Diakses tanggal 15 Maret 2018).
Greenlee,  L.  F.,  Lawler,  D.  f.,  Freeman,  B.
D.,  Marrot,  B.,  and  Moulin,  P. Reverse  osmosis  desalination:  Water sources,  technology,  and  today’s challenges .  Water  research  2009;43: 2317- 2348.
Linda  A.Y.,  Nyoman  I.  W.  2016. Sistem
Desalinasi Membran Reverse Osmosis  (RO)  untuk Penyediaan  Air Bersih. Prosiding  Seminar  Nasional Teknik Kimia.
McCabe  W.  L.,  Smith.  J.  C  and  Peter Harriot. 1999. Operasi Teknik Kimia.
Ed-4. Terj: Jasjfi. E.Jakarta :
Erlangga.
Ris  Hadi  P.,  Rohman.,  dkk.  2012.Potensi
Biomassa  dan  Simpanan  Karbon jenis-jenis  Tanaman  Berkayu  di Hutan Rakyat Desa Nglanggeran .Jurnal  Ilmu  Kehutanan . Vol.6.  No.  2.  Universitas  Gadjah Mada.
Yusuf. E., Rachmanto. T, A., dan Laksmono.
R.,  (2008).  Pengolahan  Air  Payau Menjadi Air Bersih Dengan Menggunakan Membran Reverse Osmosis. Jurnal Ilmiah Teknik
Lingkungan Vol.1, No.1, Halaman 6- 15.
Welle,  D.2008. Biomassa  Sebagai  Sumber
Energi Terbarukan . Sains dan
Teknologi. (http:///www.dw-
world.dw/ article.html) (Diakses tanggal 15 Februari 2018).
Indah  Suryani,  M.  Yusuf  Permana  U.,  M.
Hatta Dahlan.(2012).Pembuatan Briket  Arang  Dari  Campuran  Buah Bintaro  dan  Tempurung  Kelapa Menggunakan Perekat Amilum. Jurnal Teknik Kimia .  No. 1, Vol. 18. Universitas Sriwijaya.
I Gede Yogi D., Budhi Muliawan S., I Gede Eka  L.  (2018).  Desalinasi  Air  Laut
Berbasis Energi Surya Sebagai Alternatif  Penyediaan  Air  Bersih .
Jurnal  Teknik  Mesin  (JTM) :  Vol.  07,
No. 1 . Universitas Pancasila