ANALISIS KEMURNIAN OKSIGEN PADA SISTEM PRESSURE SWING ADSORPTION (PSA)

## DENGAN PENAMBAHAN  MASSA MATERIAL
ADSORBENT ZEOLIT 13X (600,700 dan 800 Gram)
Mukhtar Safaat 1 , Deni Shidqi Khaerudini 1
1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Jakarta
E-mail: Msyafaat6@gmail.com
Abstrak-- Polusi  udara  menyebabkan  masalah  pernapasan  akut  dan  kronis  yang  menjadi  perhatian yang  berkembang  baik  dari  tingkat  global  maupun  individu.  Akibatnya,  ada  kebutuhan  yang berkembang untuk mengatasi kesehatan dan kualitas hidup melalui konsentrator oksigen yang ringan dan  portabel  dengan  pasokan  oksigen  kelas  medis  konsentrasi  oksigen  88-92%.  Penelitian  ini bertujuan  untuk  memilih  zeolit  yang  dapat  digunakan  untuk  menghasilkan  gas  oksigen  dan mengetahui  kemurnian  oksigen  yang  dihasilkan  pada  sitem  pressure  swing  adsoption  (PSA)  pada setiap  variasi  massa  adsorbent  zeolit  13x  yang  digunakan.,  Penelitian  dilakukan  dengan  tahapan percobaan  pada  sistem  pressure  swing  adsorption  (PSA)  dengan  uji  adsorpsi  menggunakan  variasi massa material adsorbent zeolit 13x 600,700 dan 800 gram. Berdasarkan hasil  penelitian yang telah dilakukan  pada  sistem  eksperimen  pressure  swing  adsorption  (PSA)  untuk  aplikasi  oxygen concentrator  dapat  di  simpulkan  bahwa  dari  pengujian  variasi  massa  adsorbent  zeolite  molecular sieve  (ZMS)  13X  yang  dilakukan  pada  sistem  pressure  swing  adsorption  (PSA)  untuk  oxygen concentrator  untuk  pencapaian  kemurnian  oksigen  paling  baik  berada  pada  kondisi  2  dengan  nilai maksimal 81.5%.
Kata  kunci: Oksigen  konsentrator,  pressure  swing  adsoption,  material  adsorbent,  zeolit  13X, adsorpsi.
Abstract-- Air pollution that causes acute and chronic respiratory problems is a growing concern from both a global and individual level. As a consequence, there is a growing need to address health and quality of life through lightweight and portable oxygen concentrators with oxygen supply class oxygen concentrations of 88-92%. This study aims to select a zeolite that can be used to produce oxygen gas and  determine  the  purity  of  the  oxygen  produced  in  the  pressure  swing  adsorption  (PSA)  system  for each mass variation of the 13x zeolite adsorbent used. swing adsorption (PSA). ) with adsorption test using  zeolite  13x  600,700  and  800  grams  of  adsorbent  mass  variations.  Based  on  the  results  of research  that  has  been  carried  out  on  an  experimental  pressure  swing  adsorption  (PSA)  system  for oxygen  concentrator  applications,  it  can  be  concluded  that  from  testing  the  mass  variation  of  the adsorbent  zeolite  molecular  sieve  (ZMS)  13X  carried  out  on  the  pressure  swing  adsorption  (PSA) system for oxygen concentrators to achieve The best oxygen purity is in condition 2 with a maximum value of 81.5%.
Keywords: Oxygen  concentrator,  pressure  swing  adsorption,  adsorbent  material,  zeolite  13X, adsorption.

## 1. PENDAHULUAN
Polusi  udara  menjadi  masalah  di  seluruh  dunia terutama  di  kota-kota  padat  penduduk,  polusi udara  menyebabkan  masalah  pernapasan  akut dan  kronis  yang  menjadi  perhatian  yang berkembang  baik  dari  tingkat  global  maupun individu. Mengenakan masker wajah sekali pakai telah menjadi metode populer untuk mendapatkan perlindungan dari paparan polutan. Namun, bagi orang dengan kemampuan pernapasan  otonom  yang  buruk,  seperti  pasien penyakit  paru  obstruktif  kronik  (PPOK),  sulit bernapas  melalui  masker  wajah  sekali  pakai.
Akibatnya,  ada  kebutuhan  yang  berkembang untuk  mengatasi  kesehatan  dan  kualitas  hidup melalui  konsentrator  oksigen  yang  ringan  dan portabel  dengan  pasokan  oksigen  kelas  medis konsentrasi oksigen 88% sampai 92% Pan et al., [1]. Alat oksigen
konsentrator dapat menggunakan metode Pressure Swing
Adsorption (PSA)  untuk  menarik  udara  dari lingkungan  sekitar  dan  memisahkan  kandungan nitrogen  yang  ada  sehingga  menghasilkan oksigen  terkonsentrasi  berkadar  lebih  90%, World Health Organization, [2]. Menurut Ackley et al.,  [3]  zeolit  banyak  digunakan  pada  proses pemisahan dan pemurnian gas karena
kemampuannya yang dapat mengadsorpsi senyawa
polar. Zeolit yang paling banyak digunakan  dalam  proses  konsentrasi oksigen  adalah  zeolit  5A  dan  zeolit  13X  dalam hal  kemurnian  oksigen  dan  pemulihan  atas variabel  operasional  seperti  waktu  adsorpsi  dan waktu siklus adsorpsi, Shokroo et al, [4].
Oxygen  concentrator  portabel merupakan suatu  alat  yang  tertutup  bertenaga  listrik  yang dirancang  untuk  menghasilkan  oksigen  murni terkonsentrasi  dari  udara  bebas.  Alat oxygen concentrator portabel dapat menggunakan metode pressure  swing  adsorption (PSA)  untuk menarik  udara  dari  lingkungan  sekitar  dan memisahkan kandungan nitrogen dengan menggunakan material adsorbent zeolit sehingga dapat  menghasilkan  oksigen  terkonsentrasi berkadar  90%,  Liu et  al. ,  [5].  Proses  adsorpsi pada  suatu  adsorben  terutama  terjadi  pada  pori- pori kecilnya ( micropore ). Sementaraitu, macropore hanya  berperan  sebagai  tempat transfer  adsorbat  dari  permukaan  luar  ke micropore daya serap  zat/adsorbat terhadap  gas bergantung  pada  jenis  adsorbat,  karakteristik adsorben,  temperatur,  tekanan,  Sudibandriyo, [6].  Pembangkitan  oksigen  melalui  proses pressure  swing  adsorption (PSA)  semakin berkembang,  ada  permintaan  besar  untuk oksigen dengan tingkat kemurnian 99%, misalnya  dalam  bidang  pengelasan,  kedokteran, pembakaran,  atau  pengisian  silinder,  Jee et  al., [7].
Oleh  karena  itu,  dalam  penelitian  ini  akan dilakukan rancang  sistem pressure swing adsorption (PSA)  menggunakan  material adsorbent zeolit 13X, khususnya dalam hal teknik pemurnian gas oksigen dari gas udara bebas.

## 1.1  Oksigen
Oksigen  (O 2 )  merupakan  suatu  elemen  yang dapat  berwujud  padat  ataupun  gas  bergantung pada  temperatur  dan  tekanannya.  Gas  oksigen adalah  substansi  reaktif  yang  tidak  berwarna, tidak berbau, dan juga tidak berasa. Di atmosfer, oksigen berbentuk gas, Leenhouts [8].

## 1.2 Oxygen Concenttrator Portable
Oxygen  concentrator  portabel merupakan  suatu alat  yang  tertutup  bertenaga  listrik  yang dirancang  untuk  menghasilkan  oksigen  murni terkonsentrasi  dari  udara  bebas.  Alat oxygen concentrator portabel juga menggunakan metode pressure  swing  adsorption (PSA)  untuk  menarik udara  dari  lingkungan  sekitar  dan  memisahkan kandungan nitrogen dengan menggunakan material adsorbent zeolit sehingga dapat
menghasilkan  oksigen  terkonsentrasi  berkadar 90% ,Liu et al. , [5].
Gambar 1. Skema Oxygen Concentrator ,Pan et al. , [1].
Dua  buah  kolom sieve  bed ( column 1  dan column 2) pada sistem oxygen concentrator yang ditunjukkan  Gambar  1  dapat  bekerja  secara bergantian.  Jika kolom  pertama  telah  melakukan proses  adsorpsi  selama  sekitar  20  detik,  maka udara  ambien  akan  dialirkan  menuju  kolom kedua dan akan mengalami proses adsorpsi gas nitrogen.  Gas  nitrogen  yang  telah  terperangkap pada salah satu kolom dapat dikeluarkan dengan cara  menurunkan  tekanan  di  dalam  kolom.  Jika tekanan pada  kolom  kedua  telah  mencapai tekanan  yang  ditentukan,  maka  tekanan  pada kolom  pertama  akan  diturunkan  hingga  bernilai nol.  Pada  kondisi  ini,  nitrogen  yang telah  terikat pada adsorbent akan  dilepaskan  ke  udara kembali. Sistem oxygen concentrator menggunakan zeolite  molecular  sieve sebagai adsorbent ,  yang  dapat  menghasilkan  kadar oksigen hingga 95%, Shrestha dkk, [9].

## 1.3  Komponen Oxygen Concentrator

## A.  Kompresor
Kompresor  adalah  mesin  yang  berfungsi  untuk meningkatkan tekanan dan dapat memampatkan gas  atau  udara.  Untuk  menghasilkan  tenaga, kompresor  umumnya  menggunakan  motor  listrik sebagai  penggeraknya.  Udara  bertekanan  yang dihasilkan  kompresor  biasanya  diaplikasikan untuk  penggerak  sistem  pneumatik,  pengecatan dengan  teknik  air  brush,  ataupun  mengisi  angin pada ban.
Bentuk Kompresor Secara umum kompresor dapat dibagi menjadi dua jenis,  yaitu  kompresor perpindahan  positif  dan  kompresor  dinamis. Kompresor perpindahan positif dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu kompresor piston ( recoprocating  compressor )    dan    kompresor
putar  ( rotary ).  Kompresor  dinamis  dibedakan menjadi 2  jenis,  yaitu kompresor sentrifugal dan kompresor aksial, Setiawan & Riyanto [10]. B. Heat Exchanger Heat exchanger (alat penukar panas) merupakan alat  yang  digunakan  untuk  proses  pencampuran suatu fluida yang mempunyai temperatur berbeda.  Dalam  proses  ini  yang  diharapkan adalah  bahwa  antara  fluida  yang  sudah  berada pada  suatu  tangki  jika  dicampurkan  dengan masukan  fluida  yang  baru,  maka  fluida  total  di dalam  tangki  harus  secepatnya  mencapai  suatu temperatur yang diinginkan, Syahputra [11].

## C.  Regulator Oksigen
Regulator  oksigen  berfungsi  untuk  mengatur volume  oksigen  yang  keluar  dari  tabung  oksigen sebelum  disalurkan  ke  pasien.  Alat  pengaturnya berupa  katup  yang  dipasang  pada  saluran distribusi  oksigen  dari  tabung  oksigen  ke  selang pernapasan.  Pada  penelitian  ini,  dilakukan modifikasi  pada  saluran  tersebut sehingga  dapat mengatur  katup  secara  otomatis  sesuai  dengan aturan yang telah ditentukan, Hadioso et al., [12]. D. Relay Relai  adalah  saklar  yang  dioperasikan  secara listrik dan merupakan
komponen
elektromekanikal  yang  terdiri  dari  dua  bagian utama  yakni  elektromagnet  (coil)  dan  mekanik (kontak  saklar). Relay tipe Single  Pole  Double Throw (SPDT)  dengan  lima  pin,  diantaranya: kutub positif dan negatif pada coil, normally close (NC), common (C),  dan normally  open (NO). Prinsip  kerja  dari  relai  tipe  ini  yaitu  kontak  akan berpindah  dari  pin  NC  ke  pin  NO  ketika  coil mendapat tegangan, Kholilah & Al Tahtawi, [13]. E. Selenoid Valve Selenoid  valve atau  katup  listrik  merupakan katup  yang  dikendalikan  dengan  arus  listrik  baik AC  maupun  DC  melalui  kumparan  atau selenoida. Solenoid valve sering digunakan untuk mengontrol  sistem  fluida.  Seperti  pada  sistem pneumatic,  sistem  hidrolic  ataupun  pada  sistem kontrol mesin yang membutuhkan elemen kontrol otomatis. Dapat digunakan pada sistem pneumatic,  solenoid  valve  digunakan  untuk mengontrol  saluran  udara  yang  bertekanan menuju
aktuator pneumatic, Shaputra.R,Gunoto.P, [14]. F. Power Supplay
Power  supply  adalah  suatu  perangkat  keras elektronika  yang  mempunyai  fungsi  sebagai supplier  arus  listrik  dengan  terlebih  dahulu merubah tegangannya dari AC menjadi DC. Jadi arus  listrik  PLN  yang  bersifat Alternating  Current (AC)  masuk  ke power  supply kemudian  diubah menjadi Direct  Current (DC)  baru  kemudian dialirkan ke komponen lain yang membutuhkannya, Shaputra.R, Gunoto.P, [14].
1.4 Pressure Swing Adsorption (PSA)
Pressure  Swing  Adsorption (PSA)  merupakan suatu  teknologi  dengan  karakteristik  dapat digunakan  untuk  memisahkan  dan  memurnikan suatu  komponen  dari  campuran  gas  tertentu dibawah  pengaruh  tekanan.  Proses  purifikasi dengan  teknologi  PSA  juga  bergantung  kepada karakteristik  molekuler  komponen  gas  yang digunakan  dan  afinitas  (kecenderungan  suatu unsur  atau  senyawa  untuk  membentuk  ikatan kimia  dengan  unsur  lain)  material adsorbent tertentu.  Suatu  material  dengan  sifat  adsorptif tertentu,  secara  istimewa  dapat  mengadsorp spesifik  gas  pada  tekanan  tertentu.  Suatu komponen gas dapat terpisah dari campuran gas tertentu  dikarenakan  gas  yang  berbeda  akan tertarik  dengan  permukaan  zat  padat  yang berbeda  pada  intensitas  yang  berbeda  pula, PG&E Innovation, [15].

## 1.5  Adsorpsi
Adsorpsi  merupakan  suatu  proses  penyerapan oleh  padatan  tertentu  terhadap  zat  tertentu  yang terjadi pada permukaan zat padat karena adanya gaya  tarik  atom  atau  molekul  pada  permukaan zat  padat  tanpa  meresap  kedalam.  Adsorpsi (penyerapan)  adalah  proses  pemisahan  dimana komponen  tertentu  dari  suatu  fase  fluida berpindah  ke  permukaan  zat  padat  yang menyerap (adsorbent), McCash E. M., [16].
Proses  adsorpsi  dapat  terjadi  karena adanya  gaya  tarik  atom  atau  molekul  pada permukaan  padatan  yang  tidak  seimbang. Adanya  gaya  ini,  padatan  cenderung  menarik molekul-molekul  lain  yang  bersentuhan  dengan permukaan  padatan,  baik  fasa  gas  atau  fasa larutan kedalam permukaannya. Akibatnya konsentrasi  molekul  pada  permukaan  menjadi lebih besar dari pada dalam fasa gas zat terlarut dalam  larutan.  Pada  adsorpsi  interaksi  antara adsorben  dengan  adsorbat  hanya  terjadi  pada permukaan adsorben, Tandy et al., [17].
A.  Jenis-jenis Adsorpsi
Berdasarkan interaksi molekular antara permukaan  adsorben  dengan  adsorbat,  adsorpsi dibagi  menjadi  dua  bagian,  yaitu  adsorpsi  fisika dan adsorpsi kimia, Herawaty, [18].
B. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi
Jumlah  fluida  yang  teradsorpsi  pada  permukaan adsorben  dipengaruhi  oleh  faktor-faktor  :  Jenis Adsorbat, Karakteristik Adsorben, Tekanan Adsorbat, Temperatur.
C.  Kesetimbangan Adsorpsi
Ketika fluida yang mengandung adsorbat dikontakkan dengan padatan adsorben, molekul- molekul adsorbat berpindah dari fluida kepadatan sampai  konsentrasi  adsorbat  dialiran  fluida
berada  dalam  keadaan  setimbang  dengan adsorbat yang teradsorp dalam padatan adsorben.  Data  kesetimbangan  adsorpsi  yang dihasilkan  pada  temperatur  adalah  konstan  dan biasa disebut adsorpsi isotermis, dimana terdapat  hubungan  antara  jumlah  zat  yang teradsorpsi per  unit massa padatan dan tekanan gas  adsorbatnya.  Adsorpsi  isotermis  dapat dihitung  dengan  mengukur  tekanan  adsorbat pada  saat awal  (sebelum  terjadi  kesetimbangan) dan pada saat terjadinya kesetimbangan, Muhriz, M., Subagio, A., & Pardoyo, [19].
1.6 Zeolit
Zeolit merupakan sebuah komposit dari aluminium  silikat  mikrokristal.  Pada  tekanan sekitar  4  atm,  nitrogen  dapat  mudah  terikat dengan  zeolit sedangkan oksigen akan terlewati, Litch & Bishop, [20]. Zeolit biasanya diaplikasikan sebagai  katalis  dan  juga  sebagai sorbents (material  yang  dapat  menyerap  atau  mengikat molekul  gas  atau  cairan).  Dari  kedua aplikasi tersebut, zeolit sangat banyak digunakan sebagai sorbents . Karena ukuran kanal pori-porinya yang sangat kecil, molekul gas lain dapat terperangkap pada pori-pori  zeolit  apabila  ukuran kinetic diameter -nya  lebih  kecil  dibandingkan  pori permukaan  zeolit.  Molekul  yang  lebih  besar ukurannya  tidak  dapat  terperangkap  pada permukaan zeolit.
Zeolit  memiliki  sifat  untuk  dapat  mengikat suatu  molekul sehingga  zeolit  sering  digunakan untuk mengeringkan cairan. Selain itu, zeolit juga digunakan  pada  pemisahan  gas  dari  suatu campuran  gas.  Kerangka  zeolit  terdiri dari  atom aluminium  bermuatan  negatif.  Apabila  molekul yang  terserap  bersifat polar  (seperti  air  atau alkohol),  interaksi  yang  terjadi  pada  antara molekul dengan kerangka zeolit akan menghasilkan  adsorpsi  yang  kuat,  Hugon  dkk, [21].

## 2. METODOLOGI

## Gambar 2. Diagram Alir Penelitian

## 2.1   Alat dan Bahan
Alat  dan  bahan  yang  digunakan  untuk pressure swing  adsorption (PSA)  sebagai  sistem  oksigen konsentrator antara lain sebagai berikut:
Tabel 1. Alat dan Bahan Alat dan Bahan Jumlah Tabung 2 buah Pressure gauge 2 buah Zeolit 13x 2 Kg Cotton 600 Gram Steel wool 6 buah Selang 1/4 4 Meter Selang 3/8 1 Meter Fitting ro sock Y 1/4 2 Buah ST- straight reducer socket 3/8 to 1/4 2 Buah Fitting T 1/4 2 Buah Tee union jaco connector 1/4 6 Buah Obeng plus 1 Buah Cutter 1 Buah Timbangan gram 1 Buah

## 2.2 Perancangan Sistem Eksperimen
Gambar 3. Perancangan Perangkat Keras Sistem Eksperimen
Komponen-komponen  yang  digunakan  untuk mendukung  penelitian  ini  antara  lain  1  buah kompresor  sebagai  penghasil  udara  bertekanan, 2  buah  tabung  sebagai sieve  bed ,  2  buah pressure  gauge untuk  mengukur  tekanan  dalam tabung,  6  buah selenoid  valve untuk  mengatur aliran  gas  yang  keluar  dari  sistem,  sensor dissolved oxygen untuk mengukur kadar oksigen, dan material adsorbent (zeolit).
Kompresor  dihubungkan  ke  inlet  tabung dengan  memberikan  udara  bertekanan  tertentu. Sebelumnya  melewati  sistem  pendingin  untuk menurunkan  tekanan  temperatur.  Di  dalam tabung  diletakkan adsorbent (zeolit)  untuk  dapat menyaring  gas  yang  berasal  dari  udara  yang diberikan  oleh  kompresor.  Tekanan  dalam tabung  diatur  sedemikian  sehingga  sesuai dengan  tekanan  yang  diinginkan  dan  dapat dibaca  pada pressure  gauge .  Setelah  tekanan mencapai  nilai  tertentu,  selenoid  valve  terbuka dan  tertutup  otomatis  dengan  sistem  kendali sesuai  skema  sistem pressure  swing  adsorption (PSA)  sehingga  udara  dapat  mengalir  ke  dalam tabung  penyimpanan  oksigen  murni  dan  dapat diukur dengan content meter detector.
2.3 Pengujian Sistem Pengujian sistem dilakukan dengan
memvariasikan  massa  zeolit  yang  digunakan pada  tabung (sieve  bed). Hal  ini  bertujuan  untuk mengetahui  perubahan  kadar  oksigen  sebelum dan  sesudah  melewati  sistem pressure  swing adsorption (PSA).  Pengujian  dilakukan  untuk setiap  variasi  massa  material adsorbent ,  hal  ini dilakukan  untuk  melihat  tingkat  kemurnian oksigen  hasil  yang  dicapai  oleh  sistem pressure swing adsorption (PSA).

## A.  Kondisi 1
Pada  kondisi  1  jumlah  massa adsorbent zeolite molecular  sieve (ZMS)  13x  yang  digunakan sebesar  600  Gram  (28  Gram  berat  wadah)  dari kesluruhan isi penuh tabung yaitu 850 Gram atau 70,59%  per  volume  tabung  dan  29,41%  berupa catton dan steel  wool. Jumlah  masa adsorbent zeolite molecular sieve (ZMS) 13X.
B.  Kondisi 2
Pada  kondisi  2  jumlah  massa adsorbent zeolite molecular  sieve (ZMS)  13x  yang  digunakan sebesar  700  Gram  (28  Gram  berat  wadah)  dari kesluruhan isi penuh tabung yaitu 850 Gram atau 82,35%  per  volume  tabung  dan  17,65%  berupa catton dan steel  wool. Jumlah  masa adsorbent zeolite molecular sieve (ZMS) 13X. C.  Kondisi 3 Pada  kondisi  3  jumlah  massa adsorbent zeolite molecular  sieve (ZMS)  13x  yang  digunakan sebesar  800  Gram  (28  Gram  berat  wadah)  dari kesluruhan isi penuh tabung yaitu 850 Gram atau 94,12%  per  volume  tabung  dan  5,88%  berupa catton dan steel  wool. Jumlah  masa adsorbent zeolite molecular sieve (ZMS) 13X.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1  Hasil Pengujian Oxygen Concentrator Pengujian oxygen concentrator dilakukan sebelum  proses  pengambilan  data.  Tujuan  pada pengujian ini yaitu untuk mengetahui kemampuan  kerja oxygen  concentrator yang telah  di  rancang  dan  di  bangun  sebelumnya  dan memastikan oxygen concentrator bekerja dengan baik.  Hasil  pengujian oxygen  concentrator terdapat  masalah  yaitu  kebocoran  pada  selang disetiap  sambungan  akibat  dari  kebocoran  pada selang  sambungan  gas  udara  yang  masuk sehingga  proses  adsorpsi  disistem pressure swing adsorption (PSA) tidak mengalami kenaikan  tekanan.  Maka  dari  itu  dilakukan perbaikan  pada  sambungan yaitu  dengan memberi seal tape untuk menutupi kebocoran. A.  Kondisi  1  Massa Zeolite  Molecular  Sieve (ZMS) 600 Gram
Pengujian  kondisi  1  dilakukan  pengujian  selama 50  menit  dengan  massa adsorbent  zeolite molecular  sieve (ZMS)  13X  600  gram  atau 70,59%  per  volume  tabung  dari  keseluruhan  isi penuh  tabung  yaitu  850  gram  dan  langsung dilakukan  pendataan  sesuai  dengan  kolom  data yang digunakan. Berikut data yang diperoleh dari penelitian dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Data Pengujian Kondisi 1 Waktu (Menit) Kemurnian (%) Temperatu ( o C) Laju Aliran
(Lpm) 10 51,1 31,1 5,5 20 55,5 31,2 5,7 30 64,4 31,1 5,8 40 67,4 31,2 6,2 50 52,7 31,1 5,7
B.  Kondisi  2  Massa Zeolite  Molecular  Sieve (ZMS) 700 Gram
Pengujian  kondisi  2  dilakukan  pengujian  selama 50  menit  dengan  massa adsorbent  zeolite molecular  sieve (ZMS)  13X  700  gram  atau 82,35%  per  volume  tabung  dan  langsung dilakukan  pendataan  sesuai  dengan  kolom  data yang digunakan. Berikut data yang diperoleh dari penelitian dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Data Pengujian Kondisi 2 Waktu (Menit) Kemurnian (%) Temperatu ( o C) Laju Aliran (Lpm) 10 69,8 28,3 7,31 20 72,6 28,3 7,61 30 77,8 28,3 7,11 40 81,5 28,3 6,91 50 64,7 28,3 6,91
C.  Kondisi  3  Massa Zeolite  Molecular  Sieve (ZMS) 800 Gram Pengujian  kondisi  3  dilakukan  pengujian  selama 50  menit  dengan  massa adsorbent  zeolite molecular  sieve (ZMS)  13X  800  gram  atau 94,12%  per  volume  tabung  dan  langsung dilakukan  pendataan  sesuai  dengan  kolom  data yang digunakan. Berikut data yang diperoleh dari penelitian dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Data Pengujian Kondisi 3
Waktu (Menit) Kemurnian (%) Temperatu ( o C) Laju Aliran (Lpm) 10 67,2 28,7 6,5 20 73,6 28,8 7,4 30 76,3 28,9 8,9 40 81,2 28,7 6,8 50 77,9 28,8 5,8 4.2  HASIL PENGUJIAN SISTEM EKSPERIMEN OXYGEN CONCENTRATOR
A.  Kondisi  1  Massa Zeolite  Molecular  Sieve (ZMS) 600 Gram
Gambar 4. Grafik Hasil Pengujian Kondisi 1
Berdasarkan  hasil  pengujian  pada  Gambar  4 diperoleh  bahwa  kadar  kemurnian  oksigen kondisi  1  dengan  massa adsorbent  zeolite molecular sieve (ZMS) 13X sejumlah 70,59% per volume  tabung  dan  29,41%  berupa catton dan steel wool. Menunjukan bahwa pada kurun waktu 10 menit hasil kemurnian oksigen mencapai pada angka  51,1%,  pada  20  menit  mencapai  55,5%, pada  30  menit  mencapai  64,4%,  pada  40  menit mencapai 67,4%,  dan pada 50 menit mengalami penurunan ke presentase 52,7%.
B.  Kondisi  2  Massa Zeolite  Molecular  Sieve (ZMS) 700 Gram
Gambar 5. Hasil Grafik Pengujian Kondisi 2
Berdasarkan  hasil  pengujian  pada  Gambar  5 diperoleh  bahwa  kadar  kemurnian  oksigen kondisi  2  dengan  massa adsorbent  zeolite molecular sieve (ZMS) 13X sejumlah 82,35% per volume  tabung  dan  17,65%  berupa catton dan steel wool. Menunjukan bahwa pada kurun waktu 10 menit hasil kemurnian oksigen mencapai pada angka  69,8%,  pada  20  menit  mencapai  72,6%, pada  30  menit  mencapai  77,8%,  pada  40  menit mencapai 81,5%,  dan pada 50 menit mengalami penurunan ke presentase 64,7%.
C.  Kondisi  3  Massa Zeolite  Molecular  Sieve (ZMS) 800 Gram
50 60 70 80 90 100 10 20 30 40 50 K e m urni a n Ok s igen (% ) Waktu (Menit) Oksigen 50 60 70 80 90 100 10 20 30 40 50 K e m urni a n Ok s igen( % ) Waktu (Menit) Oksigen
Gambar 6. Hasil Grafik Pengujian Kondisi 3
Berdasarkan  hasil  pengujian  pada  Gambar  6 diperoleh  bahwa  kadar  kemurnian  oksigen kondisi  3  dengan  massa adsorbent  zeolite molecular sieve (ZMS) 13X sejumlah 94,12% per volume  tabung  dan  5,88%  berupa catton  dan steel wool. Menunjukan bahwa pada kurun waktu 10 menit hasil kemurnian oksigen mencapai pada angka  67,2%,  pada  20  menit  mencapai  73,6%, pada  30  menit  mencapai  76,3%,  pada  40  menit mencapai 81,2%,  dan pada 50 menit mengalami penurunan ke presentase 77,9%.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan pada sistem eksperimen pressure swing adsorption (PSA) untuk aplikasi oxygen concentrator  dapat  di  simpulkan  bahwa  dari pengujian  variasi  massa  adsorbent  zeolite molecular sieve (ZMS) 13X  yang dilakukan pada sistem  pressure  swing  adsorption  (PSA)  untuk oxygen concentrator terlihat bahwa pada pengujian:  kondisi  1  dengan  massa  adsorbent zeolite molecular sieve (ZMS) 13X 600 gram dari keseluruhan  isi  penuh  tabung  yaitu  850  gram atau  70,59%  per  volume  tabung  menghasilkan kadar  kemurnian  oksigen  minimum  51.1%  dan maksimal 67.4%.
Sedangkan  pada  kondisi  2  dengan  massa adsorbent zeolite molecular sieve (ZMS) 13X 700 gram dari keseluruhan isi penuh tabung yaitu 850 gram atau 82,35% per volume tabung menghasilkan kadar kemurnian oksigen minimum 64.7% dan maksimal 81.5 % dan pada kondisi 3 dengan massa adsorbent zeolite molecular sieve (ZMS)  13X  800  gram  dari  keseluruhan  isi  penuh tabung  yaitu  850  gram  atau  94,12%  per  volume tabung  menghasilkan  kadar  kemurnian  oksigen minimum  67.2%  dan  maksimal  81.2  %  untuk pencapaian  kemurnian  oksigen  paling  baik berada  pada  kondisi  2  dengan  nilai  maksimal 81.5%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].   Pan,  M.,  Omar,  H.  M.,  &  Rohani,  S.  (2017). Application  of  nanosize  zeolite  molecular sieves  for  medical  oxygen  concentration. Nanomaterials,  7(8).  https://doi.org/10.3390/ nano7080195
[2].   World  Health  Organization.  (2020).  Sumber penyediaan  dan  pendistribusian  Oksigen untuk  fasilitas  perawatan  COVID-19.  Covid- 19, April, 1 –7
[3].   Ackley,  M.  W.,  Rege,  S.  U.,  &  Saxena,  H. (2003).  Application  of  natural  zeolites  in  the purification and separation of gases. Microporous  and  Mesoporous  Materials, 61(1 –3), 25 –42. https://doi.org/10.1016/ S1387- 1811(03) 00353-6
[4].   Shokroo, E. J., Farsani, D. J., Meymandi, H. K.,  &  Yadollahi,  N.  (2016).  Comparative study  of  zeolite  5A  and  zeolite  13X  in  air separation  by  pressure  swing  adsorption. Korean  Journal  of  Chemical  Engineering, 33(4),  1391 –1401.  https://doi.org/10.1007/ s11814-015-0232-6
[5].   Liu,  Y.,  Zhang,  Q.,  Song,  L.,  &  Chen,  Y. (2019).  Attention-based  recurrent  neural networks  for  accurate  short-term  and  long- term dissolved oxygen prediction. Computers  and  Electronics  in  Agriculture,
165(August), 104964. https://doi.org/ 10.1016/j.compag.2019.104964
[6].  Sudibandriyo,  M.,  Pan,  Z.,  F.,  J.  E., Robinson,  R.  L.,  &  Gasem,  K.  A.  (2003). Adsorption  of  methane,  nitrogen,  carbon dioxide,  and  their  binary  mixtures  on  dry activated  carbon  at  318.2  K  and  pressures up  to  13.6  MPa.  Langmuir,  19(13),  5323 – 5331.
[7].   Jee,  J.  G.,  Kim,  M. B.,  &  Lee,  C.  H.  (2005). Pressure  swing  adsorption  processes  to purify  oxygen  using  a  carbon  molecular sieve. Chemical Engineering Science, 60(3), 869 –882. https://doi.org/10.1016/ j.ces.2004. 09.050
[8].   Leenhouts,  D.  (2017).  The  differences  of oxygen & oxygen gas. Scienching.
[9].   Shrestha,  B.  M.,  Singh,  B.  B.,  Gautam,  M. P.,  &  Chand,  M.  B.  (2002).  The  oxygen concentrator  is  a  suitable  alternative  to oxygen cylinders in Nepal. Canadian Journal of Anesthesia, 8 –12.
[10]. Setiawan, M. A., & Riyanto, I. (2019). Sistem Kendali  Tekanan  Udara  Pada  Kompresor Dengan  Pengaturan  Kecepatan  Motor  3 Fasa. Maestro, 2(1), 204 –211.
[11]. Syahputra, R. (2015). Simulasi Pengendalian Temperatur Pada Heat
Exchanger  Menggunakan  Teknik  Neuro-
50 60 70 80 90 100 10 20 30 40 50 K e m urni a n Ok s igen( % ) Waktu (Menit) Oksigen
Fuzzy  Adaptif.  Jurnal  Teknologi,  Teknik Elektro UMY, 8(2), 161 –168.
[12].  Hadioso,  S.,  NURSANTO,  N.,  &  RIZAL,  A. (2015).  Implementasi  Regulator  Oksigen Otomatis  berdasarkan  Tingkat  Pernapasan menggunakan  Logika  Fuzzy.  ELKOMIKA: Jurnal Teknik Energi Elektrik,  Teknik Telekomunikasi,  &  Teknik  Elektronika,  3(1), 52.  https://doi.org/10.26760/elkomika.  v3i1. 52
[13]. Kholilah,  I.,  &  Al  Tahtawi,  A.  R.  (2017). Aplikasi Arduino-Android untuk Sistem Keamanan  Sepeda  Motor.  Jurnal  Teknologi Rekayasa, 1(1), 53. https://doi.org/10.31544/ jtera.v1.i1.2016.53-58 [14]. Shaputra.R,Gunoto.P,  I.  .  (2019).  Kran  Air Otomatis Pada Tempat Berwudhu Menggunakan  Sensor  Ultrasonik  Berbasis Arduino Uno. Sigma Teknika, 2(2), 192 –201.
[15]. PG&E  Innovation.  (2018).  Pressure  Swing Adsorption
Technical Analysis.
shorturl.at/prERZ
[16]. McCash  E.  M.  (2001).  Adsorption  and desorption. Surface  Chemistry, 81 –84. https://doi.org/10.22236/teknoka.v3i0.2918
[17]. Tandy,  E.,  Hasibuan,  I.  F.,  &  Harahap,  H. (2012). Kemampuan adsorben limbah lateks alam  terhadap  minyak  pelumas  dalam  air. Teknik Kimia USU, 1(2), 34 –38.
[18]. Herawaty,  E.  (1993).  Sifat-sifat  Permukaan dan Proses Katalisis.
[19]. Muhriz,  M.,  Subagio,  A.,  &  Pardoyo,  P. (2011).  Pembuatan  Zeolit  Nanopartikel dengan Metode High Energy Milling (Zeolite Nanoparticle  Fabrication  using  High  Energy Milling Method). Jurnal Sains Dan Matematika, 1(9), 11 –17. [20]. Litch, J.  A.,  &  Bishop, R. A. (2000). Oxygen concentrators for the delivery of . supplemental oxygen in remote high-altitude areas. Wilderness and Environmental Medicine, 11(3), 189 –191.
http://dx.doi.org/10.1580/1080- 6032(2000)011[0189:OCFTDO]2.3.CO;2
[21]. Hugon,  O.,  Sauvan,  M.,  Benech,  P.,  Pijolat, C.,  &  Lefebvre,  F.  (2000).  Gas  separation with  a  zeolite  filter,  application  to  the selectivity enhancement of chemical sensors. Sensors and Actuators, B: Chemical, 67(3), 235 –243.
https://doi.org/10.1016/S0925-
4005(00)00514-1