Perancangan dan Realisasi Generator Ozon menggunakan Metoda Pembangkitan Tegangan Tinggi Bolak – Balik (AC)
WALUYO 1 , DERIL ALVIAN PERMANA 1 , SITI SAODAH 2

## 1. Teknik Elektro Institut Teknologi Nasional
2. Teknik Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung
Email : waluyo@itenas.ac.id

## ABSTRAK
Pemanfaatan  teknologi  ozon  pada  berbagai  sektor  telah  menunjukkan  kegunaan  dan keunggulan  dari  pemanfaatan  ozon.Salah  satu  cara  yang  dapat  digunakan  untuk menghasilkan  ozon  melalui  peluahan  muatan  listrik  dengan  korona  discharge.  Metoda perancangan generator ozonmenggunakan pembangkitan tegangan tinggi dari trafo dengan variasi  tegangan  ±3000V  &  ±4000V,  laju  alir  oksigen  (1  dan  3  liter/menit),  dan  waktu ozonasi (5; 10; 15; 20; 25 dan 30 menit) dan mengatur jarak antar batang konduktor 0,3 cm.  Produk  ozon  dialirkan  pada  air  bersih  dan  dihitung  konsentrasi  sisa  ozonnya menggunakan  larutan  indigo  kolorimetri.  Hasil  menunjukkan  bahwa  semakin  menurunnya laju alir oksigen, konsentrasi ozon meningkat. Peningkatan tegangan output akan menambah besar medan listrik yang dihasilkan, sehingga konsentrasi ozon meningkat. Besar tegangan yang berhasil dibangkitkan sebesar 3370  V dan 4324 V. Konsentrasi maksimum ozon yang terbentuk  adalah  0.088 mgO 3 /liter  pada  voltase 4324  V  dan  laju  alir  oksigen  1  liter/menit. Konsentrasi minimum ozon yang terbentuk adalah 0,012 mgO 3 /L pada voltase 3370 dan laju alir oksigen 3 liter/menit.
Kata Kunci : indigo kolorimetri, korona discharge,medan listrik, ozon, ozon generator

## ABSTRACT
Using  of  ozone  technology  at  various  sectors  have  shown  excellence  and  usefulness  of ozone. One of the way to produce ozone is by electric discharge with corona discharge. The design  method  of  ozone  generator  by  generating  high  voltage  from  the  transformer  with voltage variation ± 3000 V and ± 4000 V , the oxygen flow rate ( 1 and 3 liters / min ) , and the time of ozonation ( 5 ; 10 ; 15 ; 20 ; 25 and 30 min) and adjust the distance between the conductor rod 0.3 cm.Product ozone water flowed in and calculated the concentration of residual ozon use solution indigocolorimetri. Result indicated that the decreasing of oxygen flowrate  leads  ozon  concentration  increase.  By  increasing  of  voltage  variation,  the  electric field increasingly large, the more the results of ozone is formed. Large voltage successfully raised at 3370 V and 4324 V. The maximum concentration of ozone is formed is 0.088 mgO3 /  liter  at  4324  volts  voltage  and  oxygen  flow  rate  of  1  liter  /  min  .  The  minimum concentration of ozone is formed is 0.012 mgO3 / L at 3370 voltage and oxygen flow rate of 3 liters / min.
Key word : indigo kolorimetri, korona discharge,electric field, ozon, ozon generator

## 1. PENDALULUAN
Penumpukan  sampah  di  Tempat  Pemrosesan  Akhir  (TPA)  menyebabkan  sulitnya mendapatkan air tanah yang bagus dan bersih untuk lingkungan sekitar TPA. Penumpukan sampah  dengan  waktu  yang  lama  dapat  menimbulkan  keluarnya  cairan  hasil  pembusukan sampah  tersebut,  cairan  lindi  atau  cairan  hasil  dari  pembusukan  sampah  ini  menimbulkan bau  yang  sangat  menyengat  dan  dapat  mencemari  ketersediaan  air  tanah  dan  lingkungan sekitarnya. Kerusakan lingkungan yang sebagian besar disebabkan oleh manusia mendorong untuk  memperhitungkan  dampak  buruk  pencemaran  lingkungan  sampai  batas  serendah mungkin.
Salah  satu  kebutuhan  pokok  manusia  adalah  tersedianya  air  bersih.  Selama  ini  untuk memperoleh  air bersih  adalah  dengan  cara  menambahkan  zat  khlorin. Penggunaan  khlorin tidak terbatas untuk menyediakan air bersih, tetapi berkembang pada setiap jenis kegiatan yang  berkaitan  dengan  desinfektan.  Dampak  baru  yang  dirasakan  adalah  khlorin  dicurigai sebagai  zat  karsinogen  yang  dapat  menimbulkan  penyakit  kanker.  Kesadaran  untuk meninggalkan  khlorin  berhasil  dengan  ditemukannya  senyawa  ozon  yang  ternyata mempunyai potensi yang lebih kuat dengan dampak yang sangat kecil karena beberapa sifat ozon  yang  positif  yaitu  waktu  paruh  pendek  dan  peluruhannya  adalah  oksigen  yang dibutuhkan  manusia,  sehingga  ozon  adalah  zat  desinfektan  yang  ramah  lingkungan. Penggunaan  ozon  sebagai  desinfektan  pengganti  khlorin  berjalan  dengan  pesat  dengan jangkauan  yang  sangat  luas.  Dari  pemenuhan  air  minum,  sterilisasi  buah,  sayur,  daging, ikan,  telur,  sterilisasi  piranti  kedokteran,  terapi,  pengolahan  limbah  tekstil,  kertas  dan  lain sebagainya.
Pemanfaatan  teknologi  ozon  dapat  digunakan  untuk  mengurangi  kandungan  bahan berbahaya  dan  beracun  (B3)seperti  logam  besi,  zat  beracun  pada  pembersih  lantai  dan lainnya  yang  terdapat  pada  cairan  yang  dihasilkan  oleh  tumpukan  sampah,  sehingga  air tersebut  dapat  dengan  aman  dialirakan  menuju  sungai  dan  tidak  mencemari  lingkungan sekitar. Mengingat  akan  aplikasi  ozon  yang  mempunyai banyak  manfaat,  maka pembuatan generator  ozon  sangat  perlu  untuk  direalisasikan  khususnya  yang  dalam  tahap  ini  akan digunakan untuk perlakuan air.
Sifat  ozon  di  alam  yang  tidak  stabil  mengakibatkan  ozon  tidak  dapat  dipaketkan  untuk dibawa  ke  suatu  tempat,  sehingga  ozon  harus  dibuat  di  tempat  yang  membutuhkan  ozon (Purwadi  dkk,  2002) . Untuk itu dibutuhkan sebuah alat yang mampu memproduksi ozon dengan waktu yang singkat dan tidak membutuhkan energi yang banyak. Pembangkit ozon terdiri  dari  dua  bagian  utama  yaitu  sumber  tegangan  AC  dan  tabung  reaktor  ozon  karena untuk memecah molekul oksigen (O 2 ) menjadi ion-ion oksigen (O*) dibutuhkan suatu medan listrik  yang  cukup kuat. Hal ini bisa terjadi  apabila  oksigen  dilewatkan  atau  dikenai medan listrik yang cukup tinggi (Yusuf dkk, 2008).
Seiring dengan perkembangan teknologi berbasis tegangan tinggi ( high voltage), ozon dapat diproduksi pada tekanan udara atmosfer melalui proses lucutan elektron ( electron discharge) menggunakan  instrumentasi  generator  ozon.  Hingga  saat  ini,  pembentukan  ozon  dapat dilakukan  dengan  metoda  radiasi  sinar-UV,  lucutan  elektron  dan  reaksi  elektrolisis  kimia (Ebbing dan Gammon, 2009) . Berdasarkan pada penelitian terdahulu menjelaskan bahwa produksi ozon yang cukup besar dihasilkan melalui metode pelucutan elektron. Berdasarkan latar  belakang  di  atas,  maka  akan  dipelajari  cara  perancangan  generator  ozon  ini  dengan menggunakan metode korona discharge.

## 2. METODOLOGI PERANCANGAN

## 2.1 Langkah Penelitian
Metodologi  penelitian  merupakan  proses  ataupun  langkah-langkah  yang  bertujuan  agar penelitian  dapat  dilakukan  secara  sistematis.  Penelitian  dilakukan  berdasarkan  beberapa tahapan dari awal hingga akhir yang dinyatakan dalam diagram alir seperti pada Gambar 1.

## Gambar 1.Blok diagram penjelasan secara umum

## 2.2 Persiapan Perancangan
a. Trafo Tegangan Tinggi
Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik satu  atau  lebih  rangkaian  listrik  ke  rangkaian  listrik  yang  lain,  melalui  suatu  gandengan magnet  berdasarkan  prinsip  induksi-elektromagnet.  Transformator  adalah  alat  yang digunakan untuk mengubah tegangan bolak balik (AC) dari suatu nilai tertentu ke nilai yang kita  inginkan  terdiri  dari  kumparan  primer  dan  sekunder.  Transformator  tegangan  tinggi berfungsi sebagai sumber pembangkit tegangan tinggi. Pada perancangan ini menggunakan transformator neon tipe 15002/ 30CM produk italy dengan spesifikasi:
a. Tegangan pada kumparan primer : 240V
b. Tegangan pada kumparan sekunder: 7,5KV-E-7,5KV
c. Frekuensi : 50 Hz
d. Arus pada kumparan primer: 1,8 A
e. Arus pada kumparan sekunder: 25 mA (fasa-bumi) / 30 mA (fasa-fasa)
Gambar 2.Trafo Tegangan Tinggi
b. Tabung Reaktor Ozon
Tabung reaktor ozon adalah tabung yang terbuat dari kaca fiberglass yang berfungsi sebagai tempat  terjadinya electron  discharge.  Tabung  reaktor  ozon  ini  memiliki  panjang  10  cm, dengan  tebal 0,1  cm  dan  berdiameter 2,5  cm. pada  sisi ujung tabung terdapat  celah  atau lubang  yang  memiliki  ukuran  yang  sama  pada  keduanya  yang  berfungsi  sebagai  lubang masukan gas oksigen, dan lubang keluaran gas ozon.

## Gambar 3. Reaktor Ozon
Ozon berasal dari kata Yunani ” ozein” yang berarti mencium, hal ini disebabkan karena ozon memiliki  bau  yang  khas.  Ozon  dapat  tercium  dengan  konsentrasi  dari  0,01  ppm  ( part  per million).  Ozon  merupakan  gas  yang  memiliki  bau  tajam  dan  tidak  berwarna.  Unsur  kimia yang  terkandung  dalam  partikel  ozon yaitu tiga  buah  atom  oksigen  (O 3 )  yang  membentuk sudut 116°49’. Gas ini biasanya dapat terdeteksi pada konsentrasi 0,01 hingga 0,04 ppm dan ketika konsentrasinya 1,00 ppm baunya sudah sangat tajam.

## c. Rangkaian Regulator Trafo
P = 10 cm d= 2,5 cm In
Rangkaian  ini  berfungsi  untuk  mengatur  output  trafo  sehingga  dapat  mengeluarkan tegangan  trafo  sesui  dengan  keiinginan.  Prinsip  kerja  rangkaian  regulator  ini  adalah menggunakan  triac  sebagai  komponen  saklar  elektrik  atau  sebagai  komponen  switching. Penempatan rangkaian regulator trafo ini ditempatkan pada jalur input trafo. Arus input trafo diatur  sehingga  tegangan  output  trafo  berubah  sesuai  dengan  arus  input  yang  diatur  oleh rangkaian regulator trafo tersebut. Triac akan tersambung (on) ketika ada arus positif kecil melewati  terminal  gate  MT1,  dan  polaritas  MT2  lebih  tinggi  dari  MT1,  semakin  besar tegangan  gate,  maka  semakin  kecil  hambatan  dan  arus  yang  mengalir  melewati  triac semakin  besar.  Pengaturan  tegangan  gate  pada  triac  berasal  dari  kaki  base  yang dihubungkan  menuju  potensiometer  dan  kemudian  diberikan  menuju  diode  yang  disusun secara  jembatan  atau  bridge. Hal ini  bertujuan  untuk  memberikan  tegangan  bias pada pin gate.  Led  terpasang  sebagai  indikator  bahwa  rangkaian  regulator  tersambung  (on).Masing masing alat utama dirangkai menjadi rangkaian skematis seperti pada Gambar 5.

## Gambar 5.Rangkaian skematis
Gambar  5.  Menjelaskan  rangkaian  skematis  dari  penyusunan  rangkaian  utama.  Rangkaian pembagi tegangan dipasang secara paralel pada tegangan output trafo yang berfungsi untuk membagi tegangan trafo menjadi beberapa bagian, sehingga pengukuran terhadap tegangan output  trafo  dapat dilakukan  menggunakan  voltmeter dengan  tegangan  maksimum  rendah yang ditunjukan pada Persamaan (1):
V Out trafo = 𝑅 1 +𝑅2 𝑅 2 x Vvoltmeter (1)
Penentuan rangkain pembagi tegangan dijelaskan pada Persamaan (2):
Daya (P) = (𝑉) 2 𝑅 = (7.5𝑘𝑣) 2 300𝑘𝛺 = 187.5 watt (2)
Dengan  7,5  KV  adalah  asumsi tegangan  output  trafo yang keluar.  maka daya  yang dihitung  sebesar  187,5  watt.  Dan  resistor  yang  dipakai  sebesar  10  watt,  15kΩ.  Maka dibutuhkan  sekitar  20  resistor  untuk  merangkai  rangkaian  pembagi  tegangan.  Sehingga didapatkan daya trafo setelah pembagian 20 resistor sebesar 9,34 watt. Dengan merangkai resistor secara seri sebanyak 20 buah dengan resistansi 15kΩ. Maka tegangan output yang didapatkan pada  ujung pembagi tegangan ditunjukan  pada  Persamaan  (3)  dan  Persamaan (4).
V out = 𝑅1 𝑅1+𝑅2 x V out trafo (3) V voltmeter = 15 𝑘𝛺 15𝑘𝛺+285𝑘𝛺 x 7500V = 394,7 volt
(4)
Dengan tegangan sebesar 394,7 Volt maka dapat menggunakan voltmeter dengan tegangan maksimal  600V.    Pada  pengukuran  tegangan  trafo  ini  menggunakan  volt  meter  digital dengan  tegangan  maksimal  yang  dapat  diukur  sebesar  600V.  penggunaan  rangkaian pembagi tegangan bertujuan agar tegangan yang masuk untuk diukur oleh voltmeter tidak lebih dari 600V. Rangkaian regulator trafo mengatur tegangan output trafo pada tegangan 3000V dan 4000V dengan jarak antara batang konduktor (d) sebesar 0,3 cm.

## 2.3 Indigo Kolorimeteri Sebagai Metoda Pengujian Hasil Konsentrasi Sisa Ozon
Konsentrasi ozon yang terukur pada penelitian ini sebenarnya adalah konsentrasi sisa ozon karena  ozon  merupakan  gas  yang  sangat  reaktif.  Keraktifan  ozon  menyulitkan  bagi pengukuran kelarutan ozon didalam air secara langsung tanpa terjadi reaksi oksidasi dengan senyawa  lain  yang  terdapat  didalam  air.  Diperkirakan  terjadi  kehilangan  konsentrasi  ozon sekitar 10% selama persiapan pengukuran (Hoigne dan  bader, 1975)
Pengukuran  konsentrasi  sisa  ozon  terlarut  dilakukan  berdasarkan  standart  metode Indigo Colorimetric  method  (ICM)  (4500-O 3 -B).  Pengukuran  dilakukan  menggunakan spektrofotometer  dengan  panjang  gelombang  600nm.  Indigo  yang  digunakan  dalam perhitungan konsentrasi sisa ozon adalah indigo trisulfonat. Pengukuran ozon dengan indigo dapat  memberikan  hasil  yang  akurat,  mudah  dan  cepat.  Karena  reagen  yang  digunakan hanya  mengandung  satu  ikatan  karbon  rangkap  yang  akan  bereaksi  dengan  ozon.  Metode indigo  dapat  digunakan  untuk  pengukuran  konsentrasi  ozon  dari  0,005  mg/L  hingga  30 mg/L.
Setelah  pengukuran  dengan  spektrofotometer  maka  diperoleh  data  nilai  absorban,  yang kemudian  dimasukan  kedalam  rumus  sehingga  nilai  konsentrasi  sisa  ozon  pada  masing  – masing  interval  waktu  kontak  dapat  diketahui.  Rumus  konsentrasi  sisa  ozon  dapat  dilihat pada Persamaan (5) :
mgO 3 /L = 50 𝑥 ∆𝐴 𝑓 𝑥 𝑏 𝑥 𝑉 (5) Keterangan:   ∆A : Selisih absorban antara sampel dan blanko b : Panjang dari kuvet yang digunakan, cm  4,5 cm
V : Volume sampel air, mL  45 mL f :  0,42  (didasarkan  kepada  faktor  sensitifitas  dari  20.000/cm  untuk perubahan dari absorban (600nm) per mol dari penambahan ozon per liter).
Dari hasil percobaan ini didapatkan grafik hubungan waktu kontak dengan konsentrasi sisa ozon pada setiap variasi penelitian.

## 3. PENGUJIAN DAN ANALISIS

## 3.1 Pengukuran Tegangan Output Trafo
Tegangan  output  trafo  dihubungkan  dengan  rangkaian  pembagi  tegangan  sebagai  cara untuk  membagi  tegangan  dan  kemudian  dihubungkan  menuju  alat  ukur  voltmeter.  Hasil
pengukuran  pada  volt  meter  menggunakan  rumus  pada  Persamaan  (1)  ditunjukan  pada Tabel 1.
Tabel1.Hasil pengukuran pada voltmeter Pengukuran Pada Voltmeter (Volt) Perhitungan Tegangan Output Trafo (V) 168,5V 3370 V 216,2V 4324 V

## 3.2 Perhitungan Medan Listrik.
Medan  listrik  diukur  dengan  membagi  tegangan  output  trafo  dengan  jarak  antar  batang konduktor.  Hasil perhitungan  medan  listrik  ditunjukan  pada  Tabel  2  dengan  menggunakan Persamaan (6)
E = 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑠𝑒 (𝐾𝑣) 𝑑 (𝑐𝑚) (6) Tabel2.Hasil perhitungan pada medan listrik Tegangan Output Trafo (V) Medan (Kv/cm) 3370 V 11,2 Kv/cm 4324 V 14,4 Kv/cm

## 3.3 Hasil Pengujian Generator Ozon
Pada  pengujian  dari  perancangan  generator  ini terdapat  beberapa  jenis  variabel  pengujian yang digunakan, hal ini bertujuan untuk mengetahui hasil dari: Tegangan output trafo yang berhasil dibangkitkan sebesar 3370 V dan 4324 V. Medan listrik yang dihitung berdasarkan tegangan  output  trafo  sebesar  11,2  Kv/cm  dan  14,4  Kv/cm.  Visualisasi  Korona  ditunjukan pada Gambar 6.
Gambar 6. Visualisasi Korona Pada Daerah Sekitar Reaktor Ozon Saat Generator Ozon Dihidupkan
korona
Laju oksigen yang dialirkan sebesar 1 L/menit dan 3 L/menit, Lamanya waktu pengontakan ozon terhadap air bersih dengan interval 5 menit hingga 30 menit ( 5,10,15,20,25,30 menit). Variasi  yang  dilakukan  hanya  bertujuan  untuk  membandingkan  data  konsentrasi  sisa  ozon yang  didapat  nantinya  akibat  perubahan  variable.  Semua  variable  diatas  di  uji  coba  untuk memperoleh data konsenstrasi sisa ozon terlarut didalam air bersih. Data yang ditampilkan merupakan data konsentrasi sisa ozon pada air bersih yang dilakukan dengan menggunakan metoda  indigokolorimetri  dan  dibantu  dengan  spektrofoto  meter. Perhitungan  KSO  didapat pada Persamaan (5).

## 3.3.1 Pengujian Generator Ozon dengan laju oksigen 1L / menit
Tabel 3. Hasil Pengukuran dan Perhitungan KSO dengan Q=1L/menit & Tegangan 3370 V
Data Pengamatan 1L/menit  Perhitungan KSO
(mgO 3 /L) Waktu (menit) Pengukuran KSO (A) 5 -0,009 0,013 10 -0,008 0,012 15 -0,012 0,018 20 -0,013 0,019 25 -0,029 0,043 30 -0,038 0,056
Pada Tabel 3. dilakukan dengan cara membangkitkan tegangan tinggi sebesar 3370V dengan laju alir ozon sebesar 1L/menit. Pengambilan sampel air dari ozon kontaktor dilakukan setiap 5  menit  selama  30  menit  waktu  pengontakan.  Konsentrasi  dihitung  dengan  menggunakan spektrofotometri saat pengambilan sampel pada setiap interval waktu. Pencatatan dilakukan sebanyak  tiga  kali dengan  waktu  interval dan  sampel  yang  sama.  Didapat  konsentrasi  sisa ozon  terlarut  terbesar  yaitu  0.056  mgO 3 /L.  Untuk  data  pengamatan  pada  tegangan  4324V pada laju yang sama.
Tabel 4.Hasil Pengukuran dan Perhitungan KSO dengan Q=1L/menit&Tegangan 4324V
Data Pengamatan 1L/menit Perhitungan KSO(mgO 3 /L) Waktu (menit) Pengukuran KSO (A) 5 -0,018 0,026 10 -0,022 0,032 15 -0,03 0,044 20 -0,04 0,059 25 -0,055 0,081 30 -0,06 0,088
Pada  Tabel  4.  dilakukan  dengan  cara  membangkitkan  tegangan  tinggi  sebesar  4324  V dengan  laju  alir  ozon  sebesar  1L/menit.  Pengambilan  sampel  air  dari  ozon  kontaktor dilakukan setiap 5 menit selama 30 menit waktu pengontakan. Konsentrasi dihitung dengan menggunakan  spektrofotometri  saat  pengambilan  sampel  pada  setiap  interval  waktu.
Pencatatan  dilakukan  sebanyak  tiga  kali  dengan  waktu  interval  dan  sampel  yang  sama. Didapat konsentrasi sisa ozon terlarut terbesar yaitu 0.088 mgO 3 /L.

## 3.3.2 Pengujian Generator Ozon dengan laju oksigen 3L / menit
Tabel 5. Hasil Pengukuran& Perhitungan KSO dengan Q=3L/menit & Tegangan=  3370V
Data Pengamatan 3L/menit  Perhitungan
KSO (mgO 3 /L) Waktu (menit) Pengukuran KSO (A) 5 0,0017 -0,002 10 -0,001 0,001 15 -0,002 0,003 20 -0,004 0,006 25 -0,003 0,004 30 -0,008 0,012
Pada  Tabel  5.  dilakukan  dengan  cara  membangkitkan  tegangan  tinggi  sebesar  3370  V dengan  laju  alir  ozon  sebesar  3L/menit.  Pengambilan  sampel  air  dari  ozon  kontaktor dilakukan setiap 5 menit selama 30 menit waktu pengontakan. Konsentrasi dihitung dengan menggunakan  spektrofotometri  saat  pengambilan  sampel  pada  setiap  interval  waktu. Pencatatan  dilakukan  sebanyak  tiga  kali  dengan  waktu  interval  dan  sampel  yang  sama. Didapat konsentrasi sisa ozon terlarut terbesar yaitu 0.032 mgO 3 /L.
Untuk data pengamatan pada tegangan 4324V dan kemudian dialirkan laju oksigen sebesar 3L/menit dengan waktu pencatatan yang sama (30 menit dengan pencatatan data KSO per 5menit).
Tabel 6. Hasil Pengukuran & Perhitungan KSO dengan Q=1L/menit & Tegangan=4324V
Data Pengamatan 3L/MENIT Perhitungan KSO (mgO 3 /L) Waktu (menit) Pengukuran KSO (A) 5 0,0015 -0,002 10 -0,002 0,003 15 -0,008 0,012 20 -0,01 0,015 25 -0,02 0,029 30 -0,03 0,044
Pada  Tabel  6.  dilakukan  dengan  cara  membangkitkan  tegangan  tinggi  sebesar  3370  V dengan  laju  alir  ozon  sebesar  3L/menit.  Pengambilan  sampel  air  dari  ozon  kontaktor dilakukan setiap 5 menit selama 30 menit waktu pengontakan. Konsentrasi dihitung dengan menggunakan  spektrofotometri  saat  pengambilan  sampel  pada  setiap  interval  waktu. Pencatatan  dilakukan  sebanyak  tiga  kali  dengan  waktu  interval  dan  sampel  yang  sama. Didapat konsentrasi sisa ozon terlarut terbesar yaitu 0.032 mgO 3 /L.

## 3.4 Grafik Hasil Pengujian Generator Ozon
Konsentrasi sisa ozon yang didapat dari data diatas kemudian  dapat ditampilkan pada grafik yang  menunjukan  konsentrasi  sisa  ozon  yang  terbentuk  terhadap  tegangan  output  yang dihasilkan, besarnya laju oksigen yang dialirkan, serta grafik yang menunjukan konsentrasi sisa ozon yang terbentuk terhadap lamanya waktu pengkontakan ozon.

## Gambar 7.Grafik Hubungan Antara Waktu Ozonisasi Terhadap Konsentrasi Sisa Ozon Terlarut .
Gambar 7. menunjukan grafik adanya peningkatan konsentrasi sisa ozon terhadap lamanya waktu  pengontakan  ozon.  Konsentrasi  sisa  ozon  tertinggi  yang  terbentuk  pada  variasi tegangan  4324V  dengan  laju  oksigen  1L/menit  sebesar  0.088  mgO 3 /L.  Sedangkan  hasil konsentrasi sisa ozon terendah terjadi pada tegangan 3370V dengan laju oksigen 3L./menit hanya menghasilkan 0.012 mgO 3 /L. Semakin lama waktu pengkotakan ozon pada air bersih, maka banyak ozon yang akan terlarut didalam air.

## Gambar 8. Grafik Hubungan Antara Pembangkitan Tegangan Tinggi Yang Dihasilkan Dengan Konsentrasi Sisa Ozon Terlarut
Gambar 8. menunjukan grafik adanya peningkatan konsentrasi sisa ozon terhadap besarnya pembangkitan  tegangan  tinggi  yang  dihasilkan.  kenaikan  tegangan  berbanding  lurus terhadap kenaikan besarnya medan listrik yang terjadi. Terdapat kenaikan konsentrasi sisa ozon  akibat  perubahan  tegangan  tinggi  yang  dibangkitkan.  Pada  laju  oksigen  yang  tetap (1L/menit) pada tegangan 3370 V dihasilkan konsentrasi sisa ozon sebesar 0.056 mgO3/L sedangkan pada tegangan 4324 dihasilkan konsentrasi sisa ozon sebesar 0.088 mgO 3 /L. hal ini  berlaku  untuk  laju  alir  oksigen  sebesar  3L/menit.  Pada  tegangan  3370  V  dihasilkan konsentrasi sisa ozon sebesar 0.032 mgO 3 /L. Pada tegangan 4324 V dihasilkan konsentrasi
sisa  ozon  sebesar  0.044  mgO 3 /L.  kenaikan  Medan  listrik  yang  dihasilkan  oleh  kenaikan pembangkitan  tegangan  tinggi  menyebabkan  semakin  besarnya  ikatan  atom  O  pada molekul oksigen yang terlepas sehingga membentuk ikatan ozon yang baru.

## Gambar 9.Grafik Hubungan Antara Laju Oksigen Yang di Berikan Dengan Konsentrasi
Sisa Ozon Terlarut .
Gambar  9.  menunjukan  grafik  adanya  peningkatan  konsentrasi  sisa  ozon  terhadap  laju oksigen  yang  diberikan.  Pada  laju  oksigen  1L/menit  pada  tegangan  3370  V  dihasilkan konsentrasi  sisa  ozon  sebesar  0.056  mgO3/L  sedangkan  pada  tegangan  4324  dihasilkan konsentrasi  sisa  ozon  sebesar  0.088  mgO 3 /L.  hal  ini  berbeda  pada  laju  oksigen    sebesar 3L/menit.  Tidak  terjadi  kenaikan  akibat  kenaikan  laju  alir  oksigen  yang  diberikan.  Pada tegangan  3370  V  dihasilkan  konsentrasi  sisa  ozon  sebesar  0.032  mgO 3 /L.  Pada  tegangan 4324 V dihasilkan konsentrasi sisa ozon sebesar 0.044 mgO 3 /L.

## 3.5 Analisis
Berdasarkan Gambar 7. grafik hubungan waktu ozonisasi dan laju alir terhadap konsentrasi sisa  ozon  terlarut  menunjukkan  lamanya  pengkontakan  ozon  terhadap  air  berpengaruh terhadap  konsentrasi  sisa  ozon  (O 3 )  yang  terbentuk.  Dari  grafik  tersebut,  dapat  dilihat bahwa  jumlah  ozon  (O 3 )  yang  terbentuk  paling  besar  pada  saat  laju  alir  oksigen  1 liter/menit, pada menit 5 dan tegangan 4324V volt sebesar 0.026 mgO 3 /L. Sedangkan pada kondisi yang sama dengan waktu yang berbeda, pada menit 30 konsentrasi sisa ozon yang terbentuk sebesar 0.088 mgO 3 /L. Semakin lamanya waktu kontak ozon terhadap air kran, maka  konsentrasi  sisa  ozon  yang  terlarut  didalam  air  semakin  banyak.  Peningkatan konsentrasi sisa ozon didalam air dikarenakan oleh banyaknya ozon yang larut didalam air dan kemudian ozon tersebut di tangkap oleh larutan indigo sehingga tidak terlepas kembali menjadi oksigen.
Pada Gambar  9.  grafik hubungan  antara  laju  oksigen  yang  di berikan dengan  konsentrasi sisa  ozon  terlarut  menunjukan  bahwa  pada  saat  tegangan  yang  diberikan  tetap  waktu pencatatan pada menit 30 dan perlakuan variasi laju alir oksigen diberikan kepada sistem generator(1L/menit dan 3L/menit), maka jumlah konsentrasi sisa ozon yang dihasilkan pada laju  alir  oksigen  1L/menit  pada  tegangan  3312  V  sebesar  0.056  mgO 3 /L  sedangkan  pada laju alir oksigen sebesar 3L/menit pada tegangan yang sama dan waktu 30 menit didapat konsentrasi sisa ozon sebesar 0.012 mgO 3 /L. hal ini terjadi pada variasi tegangan sebesar 4316 V dengan waktu 30 menit. Pada laju alir oksigen sebesar 1L/menit didapat konsentrasi sisa  ozon  sebesar  0.088  mgO 3 /L.  sedangkan  pada  laju  alir  sebesar  3L/menit  didapat konsentrasi sisa ozon sebesar 0.044  mgO 3 /L.  konsentrasi sisa  ozon  terbesar didapat  pada
saat  generator  ozon  diberikan  laju  alir  oksigen  sebesar  1L/menit.  Hal  ini  terkait  dengan densitas/  rapat  udara  yang  masuk  kedalam  generator.  Dimana  pada  saat  diberikan  debit oksigen  yang  lebih  kecil,  maka  densitas  molekul  menjadi  lebih  kecil  sehingga  jarak  jalan bebas  rata-rata  masing-masing  molekul  untuk  dapat  bergerak  menjadi  lebih  panjang. Sehingga  menyebabkan  transfer  energi  ketika  terjadi  tumbukan  menjadi  lebih  efektif apabila dibandingkan dengan densitas yang lebih tinggi. Hal ini juga terkait karena proses pembentukan ozon adalah reaksi kesetimbangan: 3 O 2 ⇆ 2O 3 + 298 kj
Reaksi  tersebut  berlangsung  cepat  dimana  pereaksi  pembatasnya  ialah  jumlah  ozon  (O 3 ) bukan  jumlah  oksigen  (O 2 ).  Jumlah  ozone  terbentuk  tergantung  dari  ketersediaan  energi potensial  yang  digunakan  untuk  mengubah  oksigen  (O 2 )  menjadi  ozon  (O 3 )  bukan banyaknya jumlah oksigen yang masuk kedalam generator ozon.
Pada  Gambar  8.  Medan  listrik  yang  dihasilkan  dengan  melakukan  variasi  tegangan mempengaruhi besarnya hasil sisa konsentrasi ozon yang terlarut. Semakin besar tegangan trafo yang diberikan, maka kuat medan listrik yang dihasilkan semakin besar. Elektron yang berada pada tegangan tinggi cenderung bergerak dengan cepat, semakin tinggi perbedaan tegangan antar konduktor, semakin cepat elektron bergerak. Elektron yang bergerak akan bertabrakan  dengan  molekul  udara  dan  terjadi  ionisasi.  Jika  medan  listrik  yang  timbul semakin  besar.  Akan  semakin  cepat  mempengaruhi  pelepasan  ikatan  antar  atom  O  yang terikat pada senyawa O2. Pada hasil perancangan didapat medan yang terjadi pada daerah disekitar konduktor sebesar  ±11,2 Kv/cm dan ±14,4 Kv/cm

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1 Kesimpulan
Dari  penelitian  ini  dapat  disimpulkan  bahwa  perancangan  generator  ozon  dengan menggunakan  metoda  pembangkitan  tegangan  tinggi  bolak  balik  telah  selesai  dibuat  dan bekerja dengan baik. Berdasarkan pengujian, pengukuran dan analisa yang telah dilakukan, diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Banyaknya  konsentrasi  ozon  yang  terbentuk  sebanding  dengan  waktu  yang  dibutuhkan untuk menghasilkan ozon. Semakin lama waktu  pengontakan ozon, semakin bertambah konsestrasi  sisa  ozon  pada  air.  Pada  tegangan  3370V,  laju  oksigen    1L/menit,  menit  5 didapat konsentrasi sisa ozon sebesar 0.013 mgO 3 /L. sedangkan pada menit 30 didapat konsentrasi  sisa  ozon  sebesar  0.056  mgO 3 /L.  Terdapat  kenaikan  konsentrasi  sisa  ozon didalam  air  pada  tegangan  yang  sama  dengan  laju  oksigen  yang  tetap  sebesar  0.043 mgO 3 /L. Hal ini berlaku untuk semua variasi waktu yang diberikan
2. Banyaknya konsentrasi ozon yang terbentuk sebanding dengan besarnya tegangan tinggi yang diberikan kepada generator ozon. Semakin besar tegangan yang dibangkitkan, maka medan  listrik  yang  dihasilkan  semakin besar.  maka semakin besar hasil konsentrasi sisa ozon pada air. Pada laju oksigen yang tetap 1L/menit. Pada tegangan 3370 V dan menit 30  didapat  konsentrasi  sisa  ozon  pada  air  sebesar  0.056  mgO 3 /L.  sedangkan  pada tegangan 4316 V dengan laju oksigen yang sama pada menit 30 didapat konsentrasi sisa ozon  sebesar  0.088  mgO 3 /L.  Terdapat  kenaikan  konsentrasi  sisa  ozon  didalam  air  pada laju  oksigen  yang  tetap  dengan  tegangan  yang  berbeda  sebesar  0.043  mgO 3 /L.  Hal  ini berlaku untuk semua variasi tegangan yang diberikan.
3. Semakin  besarnya  laju  pengaliran  oksigen  maka  konsentrasi  sisa  ozon  yang  didapat semakin berkurang. Pada laju oksigen 3L/menit dengan tegangan 4324 v pada menit 30, didapat  konsentrasi  sisa  ozon  sebesar  0.026  mgO 3 /L,  sedangkan  pada  laju  oksigen
1L/menit dengan tegangan sebesar 4324 V pada menit 30, didapat konsentrasi sisa ozon sebesar 0.088 mgO 3 /L. terdapat perbedaan konsentrasi sisa ozon sebesar 0.062 mgO 3 /L.

## 5.2 Saran
Adapun saran untuk pengembangan lebih lanjut sebagai berikut :
1. Untuk meningkatkan hasil produksi ozon dilakukan dengan mengubah konstruksi reaktor ozon. Perubahan bentuk pada batang konduktor yang berfungsi sebagai tempat pelucutan elektron berpengaruh terhadap hasil ozon yang didapat. Selain itu peningkatan tegangan tinggi pada rekator ozon juga berpengaruh pada hasil ozon
2. Untuk  meningkatkan  faktor  keamanan,  sebaiknya  pada  trafo  dan  reaktor  ozon  perlu diketanahkan.  Hal  ini  bertujuan  agar  tidak  timbul  gradient  tegangan  antar  peralatan dengan tanah yang dapat menyebabkan mengalirnya arus ke tanah jika terjadi tegangan sentuh.
3. Sebaiknya  dilakukan  pengujian  laboratorium  lebih  lanjut  untuk  mengkaji  lebih  dalam mengenai  kandungan  ozon  yang  berhasil  diproduksi  oleh  generator  ozon  yang  telah rancang.  Hal  ini  dikarenakan  penggunaan  teknologi  ozon  merupakan  teknologi  yang sangat bersih dan ramah lingkungan.

## DAFTAR RUJUKAN
Purwadi  Agus,  UsadaWiddi,  Suryadi,  Isyuniarto,SriSukmajaya.(2002). Konstruksi Pembangkitan Ozon Bentuk Silinder Dengan Teknik Lucutan Senyap, Jogjakarta: Prosiding PPI – PDIPTN 2002 Puslitbang Teknologi Maju – BATAN,. ISSN 0216-3128
Purwadi  Agus,  UsadaWiddi,  Suryadi,  Isyuniarto,  Mintolo.(2005). Plasma  Ozonizer  20  W Terkendali  Sederhana  Untuk  Penyimpanan  Buah  Dan  Sayur,  Jogjakarta  :  Prosiding Pertemuan  dan  Presentasi  Ilmiah  –  Penelitian  Dasar  Ilmu  Pengetahuan  dan  Teknologi Nuklir (Prosiding PPI – PDIPTN) 2005 Puslitbang Teknologi Maju – BATAN. ISSN 0216-3128
Yusuf  Baharudin,  Warsito  Agung,  Syakur  Abdul,  Widiasa  I  Nyoman.(2008). Aplikasi Pembangkit  Tegangan  Tinggi  Impuls  Untuk  Pembuatan  Reaktor  Ozon , Semarang: Universitas Diponogoro.
Bimo,  Wasito  Agung,Syakur  Abdul.(2011). Aplikasi  Iginition  Coil  Sebagai  Pembangkit Tegangan Tinggi Impuls Untuk Penyedia Daya Reaktor . Semarang: Universitas Diponogoro. Angky Syafarudin, Novia. (2013). Produksi Ozon Dengan Bahan Baku Oksigen Menggunakan Alat Ozon Generator. Jurnal Teknik Kimia No.2 Vol. 19.
J  Hoigne,  Badder.(1994). Characterization  Of  Water  Quality  Criteria  For  Ozonation Processes Part II:Life Time Of Added Ozone, Ozone science and engineering, 16, 121-134
K.T Sirait, IR. R. Zoro, IR. Djoko Darwanto.(1987). Teknik Tegangan
Tinggi . Bandung:Laboratorium Teknik Tegangan Tinggi & Pengukuran Listrik. Jurusan
Teknik Elektro, Institut Teknologi Bandung.
Tim  Humas  dan  Protokol  PDAM  Kota  Bandung.  (2007). Instalasi  Pengolahan  Air LimbahBojongsoang Pdam Kota Bandung . Bandung: PDAM Kota Bandung.
Said, Idaman Nusa . ( 2008). Teknologi Pengelolaan Air Minum, Teori Dan Pengalaman Praktis . Jakarta : Pusat  Teknologi  di  Lingkungan  Deputi  Bidang  Teknologi Pengembangan  Sumber Daya Alam. BPPT .
Ebbing,  D.D,  Gammon,  S.D.  (2009).  General  Chemistry.  New  York:  Houghton  Mifflin Company.