ISSN: 2721-6225 (print) https://ppjp.ulm.ac.id/journals/index.php/rot
ISSN: 2745-6331 (online) page 13-24

## PENGARUH KEMIRINGAN SUDUT KACA PENUTUP PADA SOLAR DISTILATION DENGAN ABSORBER SENG (Zn) TERHADAP

## PRODUKTIVITAS KONDENSAT AIR LAUT
Nurmisriandi 1) , Mastiadi Tamjidillah 2) , Muhammad Nizar Ramadhan 3) 1,2 Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat Jl. Akhmad Yani Km. 36 Banjarbaru, Kalimantan Selatan, 70714 Email: nurmisriandiyadi@gmail.com

## Abstract
Solar distillation is a simple tool that utilizes solar radiation energy as a source of heat. This study compares solar distillation with the slope angle of the glass cover 30°, 40°, and 50°. The purpose of this study is to determine the heat transfer that occurs, the productivity of the water produced and the quality of water produced. The study was conducted for 4 days. The results of this study reveal that the angle of 30° produces more condensate water. The most water productivity occurs at an angle of 30 with the amount of water 438 ml, while the lowest productivity occurs at an angle of 50° with the amount of water 136 ml. The highest conduction heat transfer is in solar distillation with zinc absorber is 1243.52 Watts. For the highest convection  heat  transfer  of  0.15  Watt.  The  highest  radiation  heat  transfer  was 33.93 Watts. The results of the research on the quality of water produced by the three solar refiners are that the water can be categorized as clean water.
Keywords : Solar Distillation, Zinc, Absorber

## Abstrak
Destilasi  surya  merupakan  alat  sederhana  yang  memanfaatkan  energi  radiasi matahari  sebagai  sumber  panas.  Penelitian  ini  membandingkan  destilasi  surya dengan sudut kemiringan kaca penutup  30°, 40°, dan 50°. Tujuan dari penelitian ini  adalah  untuk  mengetahui  perpindahan  panas  yang  terjadi,  produktivitas  air yang  dihasilkan  dan  kualitas  air  yang  dihasilkan.  Penelitian  dilakukan  selama  4 hari.  Hasil  penelitian  ini  mengungkapkan  bahwa  sudut  30°  menghasilkan  lebih banyak  air  kondensat.  Produktivitas  air  paling  banyak  terjadi  pada  sudut  30 dengan jumlah air 438 ml, sedangkan produktivitas terendah terjadi pada sudut 50 dengan  jumlah  air  136  ml.  Perpindahan  panas  konduksi  tertinggi  terjadi  pada destilasi  surya  dengan  penyerap  seng  yaitu  1243,52  Watt.  Untuk  perpindahan panas  konveksi  tertinggi  sebesar  0,15  Watt.  Perpindahan  panas  radiasi  tertinggi adalah  33,93  Watt.  Hasil  penelitian  terhadap  kualitas  air  yang  dihasilkan  oleh ketiga solar refiner tersebut air tersebut dapat dikategorikan sebagai air bersih.
Kata kunci: Solar Distillation, Seng, Absorber

## PENDAHULUAN
Air  adalah  unsur  yang  sangat  penting  di  bumi  ini.  Seluruh  makhluk  hidup sangat  membutuhkan  air,  misalkan  manusia  memerlukan  air  untuk  kebutuhan hidup  seperti  minum,  memasak,  mandi,  dan  lainnya.  Hewan  dan  tumbuhan  juga sangat  membutuhkan  air  untuk  kelangsungan  hidup.  Air  yang  ada  disekitar  kita
saat  ini tidak bisa langsung  di  konsumsi  karena  masih banyak zat-zat  yang tidak layak terkandung didalamnya.
Solar distillation adalah sebuah teknologi sederhana  yang digunakan untuk menyuling  air  (air  laut)  dengan  memanfaatkan  energy  dari  radiasi  matahari  agar dapat  merubahnya  menjadi  air  bersih.  Panas  yang  dihasilkan absorber  a kan membuat air akan menguap perlahan sehingga sisa dari zat  yang berbahaya akan tertinggal.  Alat  ini  bias  sangat  berguna  bagi  masyarakat  yang  kesulitan mendapatkan  air  bersih  untuk  kehidupan  sehari-hari  misalkan  daerah  pesisir pantai. Alat solar distillation bisa dilihat pada Gambar 1.

## Gambar 1. Solar Distillation

## Air Laut
Air laut adalah air yang rasanya asin, hal ini diakibatkan karena kandungan garam  yang  ada  pada  air  laut  diperoleh  dari  garam  mineral  yang  bersumber  dari bebatuan    dan  tanah  yang  dihempas  ombak.  Karena  rasa  asinnya,  air  laut  sering dimanfaatkan  untuk  membuat  garam.  Kandungan  garam  pada  air  laut mengandung 35 gram garam dalam satu liter air laut. Kandungan lain pada air laut memiliki  kandungan  padat  seperti  kalsium,  magnesium,  sodium,  sulfat,  kalium, karbonat, klorida dan sulfat.
Selain  itu,  ada  banyak  polutan  yang  terkandung  pada  air  laut  berdampak tidak baik bagi kesehatan masyarakat. Salah satu upaya agar tersedianya air bersih untuk  masyarakat  sekitar  pantai  yaitu  dengan  adanya  alat  sederhana  yang  dapat digunakan  untuk  merubah  air  laut  menjadi  air  bersih.  Hal  ini  bertujuan  agar memudahkannya  masyarakat  pesisir  pantai  untuk  memperoleh  air  berih  untuk dikonsumsi.

## Kandungan Air Bersih
Air  bisa  disebut  sebagai  air  bersih  memiliki  parameter  yaitu  memiliki karakteristik  fisik  berupa  bau,  warna,  kekeruhan,  suhu,  dan  rasa.  Sedangkan karakteristik kiimianya adalah pH yang dimiliki air harus berkisar 6,5-8,5. Jika air tidaak memiliki karakteristik tersebut, maka kemungkinan besar air tersebut tidak layak  disebut  sebagai  air  bersih.  Hal  ini  bisa  diakibatkan  karena  persinggungan antara tanah ataupun pasir yang telah terkontaminasi dan bisa berdampak negative bagi yang mengkonsumsinya.
Persyaratan  nilai  kandungan  air  bersih  menurut  PERMENKES  bisa diklasifikasi seperti hal berikut :
1. Aroma : Tidak Berbau 2. TDS : 1000 mg/l
3. Kekeruhan  : 5 NTU
4. Warna : 15 (skala TCU) 5. Ph : 6,5-8,5
Tabel 1. Persyaratan Air Bersih

## Energi Surya
Energi  Surya  sering  dimanfaatkan  oleh  manusia  untuk  berbagai  aktivitas, sederhananya  seperti  menjemur  pakaian  dan  mengeringkan  bahan  makanan, dengan  teknologi  canggih  energi  surya  dimanfaatkan  sebagai  penghasil  listrik. Energi surya akan terus dikembangkan lagi seiring berkembangnya teknologi saat ini, terutama untuk mengurangi penggunaan energy fosil yang semakin sedikit. Pemanfaatan  energi  surya  dengan  teknologi  sederhana  bisa  diaplikasikan pada alat solar distillation. Dalam hal ini absorber berperan penting dalam proses penyerapan  energi  panas  dari  matahari.  Kemudian absorber lah  yang  akan meneruskan panas ke dalam alat tersebut.

## Solar distillation
Solar  distillation adalah  sebuah  alat  sederhana  yang  menghasilkan  air kondensasi.  Dalam  hal  ini  proses  tersebut  dengan  memanfaatkan  energi  dari
radiasi matahari untuk memanaskan absorber. Ketika absorber sudah panas, msks absorber akan  memanaskan  air  yang  berada  diatasnya.  Setelah  itu  air  tersebut akan menguap ketika sampai pada titik penguapan. Uap tersebut menempel pada kaca  bagian  dalam,  karena  perbedaan  temperatur  dengan  luar  kaca  uap  tersebut mengalami  kondensasi  dan  mengalir  ke  tempat  penampungan  air  kondensat. Kelebihan solar  distillation ini  yaitu  dapat  dibuat  sederhana,  mudah  digunakan, menggunakan  energi  dari  sinar  matahari  secara  gratis,  dan  bahan    dari  peralatan ini  mudah  didapatkan  dengan  harga  yang  terjangkau.  Peralatan  ini  sangat  sesuai untuk  diaplikasikan  pada  masyarakat  yang  kesulitan  mendapatkan  air  bersih seperti penduduk pesisir pantai.
Absorber merupakan  bagian  terpenting  dari solar  distillation ,  yang berfungsi  menyerap  panas  yang  dipaparkan  sinar  matahari  serta  sebagai konduktor  untuk  meneruskan  kalor  ke  seluruh  area  alat.  Beberapa  yang  dapat mempengaruhi  kinerja solar  distillation yaitu  sebagai  berikut:  luas  permukaan absorber , bahan dasar dari absorber , ketebalan yang dimiliki, dan bentuk dimiliki absorber , serta warna absorber tersebut.
Gambar 2. Bagian-Bagian Solar Distillation
Tinjauan Thermal
Perpindahan  Panas  yang  Terjadi  pada Solar  distillation meliputi  konveksi, konduksi dan radiasi yang ada dalam alat tersebut. Untuk mendapatkan nilai dari konveksi, konduksi dan radiasi dibutuhkan rumus seperti dibawah ini :

## Konduksi
Konduksi  adalah  perpidahan  panas  yang  terjadi  pada  benda  padat. Perpindahan  panas  secara  konduksi  tidak  mengakibatkan  perantaranya  juga  ikut berpindah. Rumusan dari perindahan panas secara konduksi adalah :
Q    = (1) Keterangan:
Q    = kalor (Watt) k     = konduktivitas termal (W/mK) A    = luas penampang (m 2 ) L    = panjang logam (m) T    = temperatur (K)

## Konveksi
Perpindahan  panas  secara  konveksi  yaitu  perpidahan  panas  yang  terjadi pada  cairan  atau  gas,  karena  perpindahan  panas  ini  mengakibatkan  perantaranya juga ikut berpindah. Rumusan dari perindahan panas secara konveksi adalah :
Q = [ ] (2) Keterangan: Q   = laju perpindahan panas (Watt) h    = koefisien konveksi (W/mK)
A   = luas penampang (m 2 ) T   = Temperatur (K) P   = Tekanan (N/m 2 )

## Radiasi
Radiasi  adalah  perpidahan  panas  yang  terjadi  karena  pancaran  gelombang atau partikel secara langsung dan tidak melalui medium atau perantara. Rumusan dari perindahan panas secara radiasi adalah :
Q = σ ε A ( T1 4 -T2
4 ) (3)
Keterangan: A   = luas penampang (m 2 ) T   = Temperatur (K) σ   = konstanta stefan boltzmann (5,67 x 10-8 W/m 2 K 4 ) ε    = Emisivitas
Kombinasi  antara  perpindahan  panas  konveksi,  konduksi  dan  radiasi tersebut  dapat  dianalisa  menggunakan  diagram  aliran  energi  seperti  Gambar dibawah ini :
Gambar 3. Diagram Alir Energi
Keterangan:
Ta : Temperatur lingkungan (K)
Tw : Temperatur air (K)
Tg : Temperatur permukaan kaca (K) Tsv : Temperatur ruang basin (K) Tp : Temperaur plat absorber (K) IT
: Intensitas matahari (W/m 2 ) Qr,1 : Laju perpindahan panas radiasi dari kolektor kepermukaan dalam kaca (watt) Qc,1  : Laju perpindahan panas konveksi dari uap air kepermukaan dalam kaca (watt)
Qc,w  : Laju perpindahan panas konveksi dari air (watt) Qk : Laju perpindahan panas konduksi dari kolektor kedinding luar (watt)
Qr,o : Laju perpindahan panas radiasin yang hilang dari kaca (watt)
Qc,0  : Laju perpindahan panas konveksi dari kaca ke udara (watt)

## Seng
Seng  merupakan  unsur  kimia  dengan  symbol  Zn  yang  mempunyai  nomor atom 30 dan massa atom relatif 65,39. Seng memiliki nilai konduktivitas thermal sebesar  116  W/mK.  Untuk  massa  jenis  dari  seng  adalah  sebesar  7,14  g/ml  serta nilai  kalor  jenisnya  sebesar  390  J/kg°C.  Secara  fisika,  seng  adalah  logam  yang memiliki  sifat  diamagnetik.  Seng  biasanya    digunakan  dalam  proses  peleburan besi dan dijadikan campuran logam.
Konduktivitas thermal suatu benda  adalah kemampuan  yang dimiliki suatu benda dalam memindahkan kalor melalui benda tersebut. Benda yang mempunyai konduktivitas  termal  yang  tinggi  maka  merupakan  penghantar  kalor  yang  baik, begitu sebaliknya. Benda yang mempunyai konduktivitas thermal (k) yang rendah maka merupakan penghantar kalor yang kurang baik.
Tabel 2. Material dan kondutivitas termalnya

## METODE PENELITIAN
Prosedur dalam pengujian alat solar distillation adalah berikut :
1. Persiapan alat
Sebelum melakukan penguian pada alat tersebut, perlu dilakukan persiapan peralatan  apa  saja  yang  diperlukan  untuk  melakukan  pengujian  serta  diperlukan persiapan  memastikan  alat  dapat  bekerja  dengan  baik.  Alat  dan    bahan  utama dalam pembuatan solar distillation adalah sebagai berikut :
a. Absorber yang digunakan adalah seng
b. Kaca bening dengan ukuran 5 mm
c. Kayu, plywood, paku, lem serta peralatan pendukung
d. Thermocouple
e. Styerofoam berfungsi sebagai isolator
f. Gelas Ukur
g. Air laut
2. Pembuatan solar distillation Solar distillation dibentuk dengan kayu dan plywood sebagai body dari alat ini yg dibentuk sesuai dengan desain yang diracang, Peneliti membuat sebanyak 3 buah alat solar distillation dengan tujuan membandingkannya. Variasi  dari solar distillation adalah  pada  perbedaan  sudut  kaca  penutup,  yaitu  dengan  kemiringan
sudut kaca 30°, 40°, dan 50°.
Gambar 4. Desain Alat Solar Distillation
3. Pengujian dan pengambilan data solar distillation
a.  Pengambilan  diawali  dengan  menempatkan    alat solar  distillation dibawah radiasi sinar matahari secara langsung.
b. Memasukan air laut kedalam alat sebanyak satu liter perhari.
c. Pengujan dilakukan selama 4 hari pada pukul 08.00-16.00 WITA.
d.  Mengukur temperatur kaca penutup (Tg), temperatur plat absorber (Tp), temperatur  air  (Tw),  temperatur  ruang  basin  (Tsv)  yang  dilakukan dengan selang waktu perjam.
e.  Intensitas  radiasi  total  matahari  (IT)  dan  temperature  lingkungan  (Ta) diukur  dengan pyranometer dan thermometer yang  ada  di  BMKG Klimatologi Kelas 1 Banjarbaru.
f.  Menulis hasil data pengukuran dari kedua alat.
g.  Menganalisa data hasil pengamatan.
4. Analisis data Data yang diperoleh akan dianalisa melalui perhitungan sesuai dengan teori yang  dipelajari  dan  tampilan  grafik-grafik  untuk  mengetahui  seberapa  besar pengaruh solar  distillation dengan  variasikan  tipe  sudut  kaca  dengan absorber seng  berwarna  hitam  terhadap  perpindahan  panas,  produktivitas  air  yang dihasilkan, dan kualitas air yang dihasilkan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berikut  merupakan  grafik  perbandingan  produktivitas  air  yang  dihasilkan pada solar distillation dengan perbedaan sudut kaca penutup :
Gambar 6. Grafik Perbandingan Produktivitas Air
Dari  Gambar  6  diketahui  produktivitas  air  tertinggi  terjadi  pada  hari pertama, pada solar distillation dengan sudut penutup kaca 30° menghasilkan air sebesar 438 dengan intensitas radiasi matahari saat itu sebesar 484,6 W/m 2 . Produktivitas  air  terendah  berada  pada  hari  ketiga,  pada solar  distillation dengan sudut penutup kaca 50° menghasilkan air sebesar 136 ml dengan intensitas radiasi matahari saat itu sebesar 391,8 W/m 2 .
Gambar  6  menunjukan  bahwa  meningkatnya  produktivitas  air  yang dihasilkan,  selain  karena  tipe  variasi  sudut  yang  berbeda  juga  berbanding  lurus dengan intensitas radiasi yang diterima saat melakukan pengujian. Semakin tinggi nilai intensitas radiasi, maka produktivitas air kondensat akan semakin banyak
Gambar 7.  Grafik Perbandingan Temperatur Plat
Dari  Gambar  7  diketahui  bahwa  temperatur  plat  pada  solar  distillation absorber  seng  dengan  sudut  300  paling  tinggi  berada  pada  hari  pertama  yaitu sebesar 65,6 0 C dan paling rendah berada pada hari kedua yaitu sebesar       52,5 0 C.  Sedangkan  solar  distillation  absorber  seng  dengan  sudut  400  paling  tinggi berada pada hari pertama yaitu sebesar 66,4 0 C dan paling rendah berada pada hari kedua yaitu sebesar 52,4 0 C. Dan solar distillation absorber seng dengan sudut 500 paling  tinggi  berada  pada  hari  pertama  yaitu  sebesar  59,2 0 C  dan  paling  rendah berada pada hari kedua yaitu sebesar 50,6 0 C.
Gambar  8.  Grafik Perbandingan Temperatur Ruang Basin
Dari  Gambar  8  diketahui  bahwa  temperatur  ruang  basin  pada  solar distillation absorber seng dengan sudut 300 paling tinggi berada pada hari pertama yaitu sebesar 64 0 C dan paling rendah berada pada hari kedua  yaitu sebesar 49,3 0 C. sedangkan pada solar distillation absorber seng dengan sudut 400 paling tinggi berada pada hari pertama yaitu sebesar 63,5 0 C dan paling rendah berada pada hari kedua yaitu sebesar 51,2 0 C. Dan solar distillation absorber seng dengan sudut 500 paling  tinggi  berada  pada  hari  pertama  yaitu  sebesar  62,5 0 C  dan  paling  rendah berada pada hari kedua yaitu sebesar 57,9 0 C.
Gambar  9.  Grafik Perbandingan Temperatur Kaca ,
Dari  Gambar  9  diketahui  bahwa  temperatur  kaca  pada  solar  distillation absorber  seng  dengan  sudut  300  paling  tinggi  berada  pada  hari  pertama  yaitu sebesar 55,4 0 C dan paling rendah berada pada hari kedua  yaitu sebesar 45,7 0 C. sedangkan  pada  solar  distillation  absorber  seng  dengan  sudut  400  paling  tinggi berada pada hari pertama yaitu sebesar 54,1 0 C dan paling rendah berada pada hari kedua yaitu sebesar 45,8 0 C. Dan solar distillation absorber seng dengan sudut 500 paling tinggi berada pada hari pertama dan hari keempat yaitu sebesar 53,7 0 C dan paling rendah berada pada hari kedua yaitu sebesar 46 0 C.
Gambar  10.  Grafik Perbandingan Temperatur Air
Dari  Gambar  10  diketahui  bahwa  temperatur  air  pada  solar  distillation absorber  seng  dengan  sudut  300  paling  tinggi  berada  pada  hari  pertama  yaitu sebesar 66,8 0 C dan paling rendah berada pada hari kedua yaitu sebesar       51,2 0 C. sedangkan pada solar distillation absorber seng dengan sudut 400 paling tinggi berada pada hari pertama yaitu sebesar 65 0 C dan paling rendah berada pada hari kedua yaitu sebesar 52,3 0 C. Dan solar distillation absorber seng dengan sudut 500 paling  tinggi  berada  pada  hari  pertama  yaitu  sebesar  59,2 0 C  dan  paling  rendah berada pada hari kedua yaitu sebesar 50,6 0 C.
Tabel 3. Kualitas air destilasi dari solar distillation
Berdasarkan  hasil  pengujian  di  atas  dapat  dilihat  bahwa  hasil  pengujian kualitas  air  yang  dihasilkan  dari  proses  destilasi  dengan absorber tembaga  dan seng    sudah  dapat  dikategorikan  sebagai  air  bersih.  Hal  ini  dikarenakan  warna, kekeruhan,  TDS,  salinitas,  pH  dan  bau  sesuai  dengan  syarat  air  bersih  menurut Permenkes RI. No 416/MENKES/PER/IX/1990.

## KESIMPULAN
Kesimpulan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Secara  keseluruhan,  perpindahan  panas  pada  solar  distillation  secara konduksi paling tinggi  berada pada hari pertama  dengan penutup  40°  yaitu perpindahan  panas  konduksi  dari  kolektor  ke  dinding  luar  (qk)  1243,52 watt.  Untuk  perpindahan  panas  secara  konveksi    paling  tinggi  berada  pada hari  pertama  dengan  sudut  penutup  30°  yaitu  perpindahan  panas  konveksi dari permukaan kaca ke lingkungan (qc,0) 0,15 watt, dan untuk perpindahan panas  secara  radiasi  paling  tinggi  berada  pada  hari  pertama  dengan  sudut penutup 30° yaitu perpindahan panas radiasi dari kaca ke lingkungan (qr,0) 33,93 watt.
2. Produktivitas  kondensat  air  laut  yang  dihasilkan  oleh  solar  distillation dengan absorber seng paling banyak terjadi dengan sudut penutup 30° yaitu sebesar  438  ml  per  hari.  sedangkan  air  hasil  destilasi  paling  rendah  yaitu terjadi dengan sudut penutup 50° yaitu sebesar 136 ml per hari.
3. Hasil  pengujian  kualitas  air  yang  dihasilkan  dari  solar  distillation  dengan absorber  seng  sudah  bisa  dikategorikan  sebagai  air  bersih.  Hal  ini dikarenakan  nilai  pH,  kekeruhan,  warna,  bau  air,  nilai  TDS  (total  dissolve solid)  dan  nilai  salinitas  sudah  sesuai  dengan  syarat  air  bersih  menurut Permenkes RI. No416/MENKES/PER/IX/1990.

## REFERENSI
Akhirudin,  T.    2008.  Desain  Alat  Destilasi  Air  Laut  dengan  Sumber  Energi Tenaga Surya sebagai Alternatif Penyediaan Air Bersih. IPB Press, Bogor.
Asmadi  dkk,  2011,Teknologi  Pengolahan  Air  Minum.  Gosyen  Publishing. Yogyakarta.
Duffie,  Jhon.  A.  1991.  Solar  Engineering  Of  Thermal  Process,  John  Willey  & Sons, Singapore.
Effendy,  M.S,  et  al.,  2012.  Pengaruh  Penggunaan  Preheater  pada  Basin  Type Solar  Still  Dengan  Tipe  Kaca  Penutup  Miring  Terhadap  Effisiensi.  Jurnal Spektrum Industri,Vol 10, No.2. 108-199ISSN : 1963 – 6590.
Frank Kreith, 1991, Prinsip-prinsip Perpindahan Panas, diterjemahkan oleh Arko Prijono, Penerbit Erlangga, Jakarta.
K. B. A. Walangare dkk, 2013. Rancang Bangun Alat Konversi Air Laut Menjadi Air  Minum  Dengan  Proses  Destilasi  Sederhana  Menggunakan  Pemanas Elektrik. UNSRAT. Manado.
Mulyanef,  Marsal.,  dkk,  2006,  Sistem  Distilasi  Air  Laut  Tenaga  Surya menggunakan  Kolektor  Pelat  Datar  dengan  Tipe  Kaca  Penutup  Miring, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Bung Hatta. Padang.
Risdiyanto Ismail Nova dan Dadang. 2012 Pengaruh Solar Distillation Bertingkat Terhadap  Produktivitas  Air  Tawar  dan  Kualitas  Garam.  Universitas Widyagama, Malang.
Santoso  Irfan,  2012,  Sistem  Perpindahan  Panas  Single  Basin  Solar  Still  dengan Memvariasi Sudut Kemiringan Kaca. Universitas Pancasakti. Tegal.
SNI  01-3553.  2006.  Air  Minum  Dalam  Kemasan.  Badan  Standarisasi  Nasional.
Bandung.