## SINERGI Polmed : JURNAL ILMIAH TEKNIK MESIN
Homepage jurnal: http://ojs.polmed.ac.id/index.php/Sinergi/index

## PENGARUH  SIFAT  OZONIZER  PADA  PENGOLAHAN  MINUMAN  KEMASN MENGGUNAKAN WATER TREATMENT DI PT TIRTA SUKSES PERKASA
Inriyanita  Bernadetta  Ketaren a ,  Rahmawaty a ,  Bremen  Mitra  Meliala b ,  Dani  Syahputra Bangun b , Siti Maretia Benu a
a Program  StudiTeknik Konversi  Energi,  Jurusan  Teknik  Mesin,  Politeknik  Negeri  Medan,  Jl.  Almamater No.1,  Padang  Bulan,  Kec.  Medan  Baru,  Kota medan, Sumatera Utara 20155, Indonesia
b PT. Tirta Sukses Perkasa Jl. Jamin Ginting km 27, Desa Bintang Meriah. Deli Serdang, Sumatera Utara, 20353, Indonesia
c Program  Studi  Teknik  Mesin,  Jurusan  Teknik  Mesin,  Politeknik  Negeri  Medan,  Jl.  Almamater  No.1,  Padang  Bulan,  Kec.  Medan  Baru,  Kota  medan, Sumatera Utara 20155, Indonesia
E-mail: inriyanitab@students.polmed.ac.id
I N F O A R T I K E L

## Riwayat artikel:
Diajukan pada 27 Mei 2022 Direvisi pada 19 Juli 2022 Disetujui pada 29 Juli 2022 Tersedia daring pada 15 Agustus 2022
Kata kunci:
Ozon, medan listrik, Ozonizer, Escherichia Coli Keywords:
Ozone, electric field, ozone generator,
Escherichia Coli A B S T R A K
Ozon merupakan bentuk triatomik dari oksigen. Jika hanya terdiri dari dua atom oksigen saja, itu merupakan gas oksigen yang biasa kita hirup sehari-hari. Ozon memiliki sifat  sebagai  zat  yang  mampu  mengoksidasi  bahan  organik  secara  efektif.  Atas  dasar inilah ozon dipercaya mampu melakukan sterilisasi terhadap kandungan berbahaya yang ada  di  dalam  air  dan  udara.  Industri  air  mineral  tumbuh  dengan  pesat  sehingga kebersihan merupakan salah satu kunci dari mutu dan kualitas produk minuman. Untuk menjaga  kesehatan  tubuh,  kandungan  ozon  sebaiknya  jangan  terlalu  tinggi.  Karena, selain sebagai penghancur bakteri patogen, jamur, virus, dan lainnya, kandungan (ozon) yang  terlalu  tinggi  dapat  bersifat  toksik.  Pemanfaatan  teknologi  ozon  pada  berbagai sektor telah menunjukkan kegunaan dan keunggulan dari pemanfaatan ozon. Salah satu cara  yang  dapat  digunakan  untuk  menghasilkan  ozon  pada  proses water  treatment melalui  peluahan  muatan  listrik  dengan discharge .  Metode  perancangan ozonizer menggunakan  pembangkitan  tegangan  tinggi  dari  trafo  dengan  variasi  tegangan  dari 3000 V hingga 4000 V, laju alir oksigen (1 hingga 3 liter/menit), dan waktu ozonasi (5; 10; 15; 20; 25 dan 30 menit) dan mengatur jarak antar batang konduktor 0,3 cm.  Dari hasil pengujian analisis kadar ozon, diperoleh konsentrasi ozon untuk kadar ozon 0,5 ppm dengan debit 2 liter/menit. Sedangkan jumlah koloni bakteri Escherichia Coli pada masing-masing sampel tidak ditemukan atau tidak terdapat adanya bakteri Escherichia coli pada semua sampel.
A B S T R A C T
Ozone is the triatomic form of oxygen. If it only consists of two oxygen atoms, it is oxygen gas that we usually breathe every day. Ozone has properties as a substance capable of oxidizing organic matter effectively. On this basis, ozone is believed to be able to sterilize harmful substances in water and air. The mineral water industry is growing rapidly so that cleanliness is one of the keys to the quality and quality of beverage products. To maintain a healthy body, the ozone content should not be too high. Because, apart from being a destroyer of pathogenic bacteria, fungi, viruses, and others, too high (ozone) content  can  be  toxic.  The  use  of  ozone  technology  in  various  sectors  has  shown  the benefits and advantages of using ozone. One way that can be used to produce ozone in the water treatment process is through the discharge of electric charge by discharge. The  ozonizer  design  method  uses  high  voltage  generation  from  a  transformer  with voltage variations from 3000 V to 4000 V , oxygen flow rate (1 to 3 liters/ minute) , and ozonation time  adjusts (5; 10;  15;  20;  25  and  30  minutes). The  distance  between  the conductors  is 0.3  cm .  From  the  results  of  the  analysis  of  ozone  levels,  the  ozone concentration was obtained for 0.5 ppm ozone with a discharge of 2 liters/minute . While the  number  of  Escherichia  coli  bacteria  colonies  in  each  sample  was  not  found Escherichia coli bacteria in all samples.

## 1. PENGANTAR
Ozon merupakan disinfektan yang dinilai lebih efektif daripada khlorin dimana memiliki oksidator kuat dengan nilai Eo sebesar 2,07 volt.  Pemanfaatan  ozon  sebagai  disinfektan  harus  digunakan  dalam  kadar  ozon  yang  tepat  agar  air  yang  dihasilkan  aman  dan  proses disinfeksi akan berjalan efektif.  Perubahan karakteristik produk yaitu bau seperti  metal, perubahan rasa pada air minum, juga masalah kesehatan  bagi  konsumen.  Dengan  demikian  kadar  ozon  yang  diinjeksikan  pada  proses  disinfeksi  dapat  menyebabkan  migrasi  dari komponen residu maupun hasil dekomposisi polimer pada botol kemasan air minum (Fadhillah Zahrotul Jannah dkk., 2021). Ketentuan mengenai  air  minum  isi  ulang  yang  layak  untuk  dikonsumsi  telah  diatur  dalam  Peraturan  Menteri  Kesehatan No.492/MENKES/PER/IV/2010 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum (Permenkes, 2010). Hal tersebut bertujuan untuk menghilangkan partikel-partikel debu, bakteri Escherichia Coli dan Coliform yang terdapat pada air minum sehingga air minum yang dihasilkan terbebas dari bakteri-bakteri pengotor. Pengolahan air minum yang umum diterapkan di  Indonesia berupa pengolahan konvensional yang terdiri dari koagulasi, flokulasi, sedimentasi dan filtrasi. Akan tetapi pengolahan konvensional ini memiliki kelemahan seperti membutuhkan luas lahan besar, operasional dan perawatan yang rumit, hingga kualitas air yang masih dibawah standar (Anerasari Meidinariasty dkk, 2019; Handayani dkk., 2017). Metode untuk  membunuh kuman (disinfeksi)  untuk air minum isi ulang yang sudah ada adalah menggunakan metode ozonisasi dan metode sinar ultra violet. Penelitian ini untuk membandingkan  hasil akhir kandungan mikrobiologis dari kedua metode disinfeksi yang menggunakan ozon dengan ultraviolet dimana yang menjadi objek penelitiannya adalah depot air minum isi ulang yang menggunakan ozonisasi dan sinar ultra violet (Dedeh Rosmaniar, 2019).

## 1.1. Pengertian ozon
Ozon (O 3 ) dibentuk dari atom oksigen (O), dalam keadaan paling stabil, atom oksigen berada dalam bentuk diatomik molekul O 2 atau yang biasa disebut oksigen. Molekul ozon mengandung tiga atom oksigen dan lebih tidak stabil jika dibandingkan dengan molekul oksigen. Ozon merupakan gas yang sangat reaktif dan dalam konsentrasi tertentu bersifat racun yang dapat menyebabkan iritasi. Ozon berfungsi sebagai pelindung bumi yaitu sebagai penyerap sinar ultraviolet yang sangat membahayakan kesehatan mahluk hidup di  bumi. Ozon tidak hanya bermanfaat untuk melindungi atmosfer bumi. Secara mikro, ozon juga bermanfaat bagi kesehatan manusia  (Monika Oktavia,  2019).  Dengan  oksidasi  yang  tinggi  ozon  dapat  dimanfaatkan  untuk  membunuh  bakteri  ( sterlization ),  menghilangkan  warna ( decoloration ), menghilangkan bau ( deoderation ), menguraikan senyawa organik ( degradation ). Ozon membunuh bakteri dengan  cara merusak dinding sel bakteri sekaligus menguraikan bakteri tersebut. Hal ini berbeda dengan chlorine yang hanya membunuh bakteri saja. Ozon digunakan dalam bidang bidang pengobatan untuk mengobati penyakit yaitu untuk merawat kulit akibat terbakar. Pemanfaatan ozon untuk  pengolahan  limbah  menghasilkan  senyawa  yang  diterima  oleh  lingkungan.  Penggunaan  ozon  sebagai  desinfektan  lebih  efektif daripada penggunaan chlorine karena ketidakaktifan resistan bakteri dan virus. Selain itu ozon masih mempunyai kegunaan yang masih banyak terutama dalam bidang perindustrian yaitu: membasmi kuman sebelum dikemas (antiseptik); menghilangkan pencemaran dalam air (sterilisasi); membantu proses flocculation (proses penggabungan molekul dan membantu penapis menghilangkan besi dan arsenik); mencuci dan memutihkan kain; membantu pewarnaan plastik; sebagai bahan pengawet makanan (Monika Oktavia, 2019).
Keberadaan ozon di alam diakibatkan oleh dua hal, yang pertama adalah karena peristiwa alamiah, yaitu adanya ionisasi udara oleh  petir  (pada saat udara  mendung,  banyak hujan dan  banyak  petir).  Keberadaan  ozon yang  kedua  adalah karena pembuatan  secar a artifisial ozon oleh tegangan listrik tinggi ( corona discharge ) ataupun oleh adanya pancaran gelombang ultraviolet. Korona energi tinggi yang terbentuk di antara kedua elektroda tersebut memicu terurainya O 2 menjadi dua molekul oksigen tunggal (radikal oksigen) yang kemudian bergabung dengan 2 molekul O 2 lainnya untuk membentuk 2 molekul ozon, seperti disajikan secara sederhana pada Gambar 1 .
Gambar 1 : Proses pembentukan ozon (O 3 ) dari molekul oksigen (O 2 ) (Setijo Bismo, 2010)

## 1.2. Pembentukan ozon
Pembentukan ozon secara sederhana diuraikan oleh gambar 2 dibawah ini.
Gambar 2 : Proses sederhana Oksigen menjadi Ozon (Setijo Bismo, 2010)
Proses tahapan pembentukan ozon sebagai berikut (Setijo Bismo, 2010):

## 1) Pembentukan ozon melalui proses tumbukan
Ozon dapat dibuat dengan melewatkan gas oksigen (O 2 ) pada daerah yang dikenai tegangan tinggi. Molekul oksigen (O 2 ) yang dikenai  tegangan  tinggi ini  akan  mengalami  ionisasi  yaitu  proses  terlepasnya  suatu  atom  atau  molekul  dari  ikatannya  menjadi  ion-ion oksigen. Molekul molekul oksigen yang terionisasi ini biasa disebut kondisi plasma. Dimana plasma adalah partikel gas bermuatan yang terdiri dari pembawa muatan atau biasa yang disebut ion yang terdiri dari ion positif, ion negatif, elektron dan radikal bebas. Plasma juga biasa disebut dengan materi fase keempat setelah padat cair gas. Jenis-jenis dari ion oksigen adalah O + , O 2 + , O - ,O 2 - dan O 3 - kombinasi dari semuanya dapat menghasilkan ozon.
2) Pembentukan ozon melalui proses penyerapan cahaya
Gas oksigen (O 2 ) maupun ozon (O 3 ) dapat menyerap sinar ultraviolet. Gas oksigen dapat menyerap radiasi sinar ultraviolet dengan panjang gelombang kurang dari 240 nanometer, sedangkan ozon dapat meyerap radiasi sinar ultraviolet dengan panjang gelombang antara 240 sampai 290 nanometer. Apabila gas oksigen menyerap radiasi sinar ultraviolet dengan panjang gelombang kurang dari 240 nanometer, maka gas oksigen tersebut akan terurai menjadi dua atom oksigen. Oksigen (O 2 ) dapat menyerap radiasi sinar ultraviolet diuraikan pada persamaan 1 berikut ini.
O 2 (g) + sinar ultraviolet → 2O (g) (1)
Atom oksigen hasil reaksi tersebut sangat reaktif dan dapat bereaksi dengan O 2 dan membentuk ozon diuraikan pada persamaan 2 dibawah ini.
O (g) + O 2 (g) → O 3 (ozon) (2)
Reaksi ini bersifat eksotermik, dan akibat dari kedua reaksi tersebut adalah perubahan tiga molekul oksigen (O 2 ) menjadi dua molekul ozon dan konversi radiasi sinar ultraviolet menjadi panas. Reaksi tersebut menyebabkan ozon mengalami perubahan komposisi menjadi  gas oksigen dan atom oksigen ditunjukkan pada persamaan (3) berikut ini.
O 3 (g) + sinar ultraviolet → O (g) + O 2 (g)
(3)
Reaksi yang bersifat eksotermik ini mampu mengkonversi radiasi sinar ultraviolet menjadi panas.

## 1.3. Proses water treatment
Serangkaian proses water treatment untuk memperoleh produksi air minum dalam kemasan yang layak konsumsi dan layak edar diuraikan pada gambar 3.
Proses disinfeksi atau water treatment yang dilakukan pada produksi air minum dalam kemasan mencakup serangkaian proses diantaranya (Dedeh Rosmaniar, 2019) : 1. Raw water pump atau pompa air yaitu pompa air yang berfungsi sebagai elemen untuk menyerap sekaligus mendorong air dari sumur sumber air. Pada tahap pertama ini juga terdapat injector yang berfungsi menginjeksikan klorin dan disinfeksi pertama.
2. Sand filter yaitu filtrasi yang mampu menghasilkan debit air yaang lebih banyak dibandingkan slow sand filter, namun kurang efektif untuk mengatasi bau dan rasa yang ada pada air hasil filtrasi. Selain itu, debit air yang menyebabkan lapisan bakteri yang berguna untuk menghilangkan patogen tidak akan terbentuk sebaik apa yang terjadi pada slow sand filter , sehingga membutuhkan proses disinfeksi yang lebih efektif. Ukuran media pasir yang digunakan berkisar 0,5 mm-2 mm, dengan laju aliran 5 m 3 -15 m 3 tiap jam. 3. Carbon filter dilakukan untuk menyerap zat organik maupun anorganik, dapat berlaku sebagai penukar kation, dan sebagai katalis untuk berbagai reaksi kimia. Bahan baku lain yang dapat digunakan sebagai carbon filter adalah limbah cangkang kelapa sawit yang merupakan limbah industri kelapa sawit atau crude palm oil (CPO) digunakan untuk menurunkan parameter perncemar pada air sungai perlu dilakukan.
4. Microfiltration berfungsi untuk menghilangkan material seperti pasir, lumpur, tanah liat atau bahan organik dari air. Mikrofilter ini mempunyai ukuran 1 µm hingga 5 µm.
5. Reverse osmosis dengan ukuran membran 0,0001 mikron dapat memisahkan komponen-komponen yang tidak diinginkan seperti komponen organik, non-organik, bakteri, virus, partikulat, serta ion atau garam terlarut. Terdiri dari filter sedimentasi 1 µm hingga 5 µm, granular activated carbon dan karbon blok (CTO). Pada tahap ini aliran turut dibantu oleh pompa air.
6. Tahap  disinfeksi  yang  utama  terjadi  pada  pada ozonizer berasal  dari  udara  bebas  yang  mengandung  molekul  oksigen  (O 2 ) menggunakan air  compressor yang  kemudian  dikontakkan  langsung  dengan  radiasi  sinar ultraviolet yang  berasal  dari  lampu ultraviolet 40-Watt  dengan  panjang  gelombang  242  nm.  Kontak  tersebut  secara  perlahan  akan  memecah  molekul  oksigen  yang besarnya tergantung dari jumlah molekul O 2 dan atom-atom oksigen tersebut membentuk molekul Ozon (O 3 ).
7. Oxidizer tank berfungsi memungkinkan campuran udara yang lebih ringan untuk pindah kebagian pusat kecepatan yang lebih rendah. Air yang membentuk gelembung keluar melalui ventilasi udara atau tangki yang dipasang pada air separator .
8. Buffer tank berfungsi untuk menampung cairan yang dipompakan dan mengkondisikan agar tekanan cairan dapat dikurangi atau diperkecil dengan maksud agar tidak terjadi turbulensi.
9. Filling machine atau filling line berfungsi khusus untuk mengisi air yang telah mendapat perlakuan filtrasi dan disinfeksi ke dalam kemasan sesuai kebutuhan (pada konteks ini menggunakan kemasan botol 1500 ml). Mesin ini bekerja dengan bantuan air compressor. Pertama botol dibersihkan agar tidak ada kotoran yang menempel di dalam botol (botol yang digunakan masih baru). Setelah itu botol diletakkan ke konveyor ( conveyor input) yang berjalan ke proses pengisian air ke dalam botol secara otomatis dengan batas waktu ( timer) yang telah ditentukan sesuai set operator. Sensor pendeteksi botol masuk berfungsi dan selanjutnya terdapat 6 buah kran pengi si botol  sesuai  kecepatan yang  dibutuhkan. Terdapat  pula  lima buah valve untuk  menggerakkan tabung  silinder.  Kemudian  botol  ditutup ( capper) dan kembali ke konveyor ( conveyor output) selanjutnya perekatan label dan pengemasan ke kardus.

## 1.4. Kelebihan dan kelemahan penggunaan ozonizer
Beberapa kelebihan penggunaan ozonizer adalah sebagai berikut (Setijo Bismo, 2010):
1. Memiliki  daya  oksidasi  yang  sangat  tinggi  sehingga  hanya  memerlukan  waktu  kontak  (CT) yang relatif sangat pendek untuk menon-aktifkan semua zat-zat renik ( germs ), yaitu dalam orde 5 – 15 detik saja;
2. Tidak meninggalkan bau ataupun rasa;
3. Meningkatkan kelarutan oksigen dalam air ( dissolved oxygen /DO semakin besar);
4. Hampir tidak membutuhkan bahan-bahan kimia, kecuali yang mutlak dibutuhkan dalam proses sedimentasi (koagulasi dan flokulasi);
5. Mampu mengendapkan besi (Fe 2+ ) dan mangan (Mn 2+ ) terlarut melalui proses reaksi oksidasi, sedemikian rupa sehingga kualitas air (termasuk TDS) dapat meningkat secara signifikan;
6. Mampu menghancurkan dan sekaligus menyisihkan algae dan lumut;
7. Bereaksi dan sangat efektif dalam penyisihan senyawa-senyawa organik yang terlarut dalam air ( total organic compounds/ TOC);
8. Terurai dengan cepat dalam air (dalam orde 1 – 15 menit), sehingga efek residu dari ozon relatif mudah diatasi;
9. Mampu menyisihkan warna, rasa dan bau sebagai parameter-parameter estetika air. Sedangkan beberapa kelemahan penggunaan ozonizer adalah sebagai berikut:
1. Ozon merupakan gas atau senyawa kimia yang beracun ( the permissible exposure limit (TLV) dari the occupational safety and health administration (OSHA) adalah 0,1 ppm), yang tingkat peracunannya berbanding lurus dengan konsentrasi dan waktu paparan;
2. Biaya ozonasi lebih tinggi dari klorinasi;
3. Instalasi peralatan umumnya relatif lebih kompleks dari klorinasi;
4. Suatu  katalis  perusak  ozon  sangat  disarankan  untuk  dipasang  pada  bagian  keluaran,  untuk  mencegah  terjadinya  keracunan  dan kebakaran akibat ozon;
5. Dapat  menghasilkan  senyawa-senyawa  karbonil  (aldehida  dan  keton)  yang  tidak  diinginkan,  terutama  bila  waktu  kontak  terlalu pendek;
6. Untuk sistem distribusi, masih diperlukan klorinasi atau sanitasi lanjut ( post-chlorination ) karena sifat ozon yang tidak meninggalkan residu;
7. Ozon memiliki kelarutan dalam air yang jauh lebih rendah dari klor, sehingga diperlukan peralatan khusus untuk melarutkan ozon dalam air (dapat menggunakan diffuser , dengan efektivitas pelarutan maksimal sebesar 70 %; atau dapat juga menggunakan venturi injection dengan efektivitas pelarutan sampai sebesar 90 %);
8. Cenderung tidak menyisihkan atau melumat beberapa jenis senyawa organik yang sulit diuraikan dalam air ( refractory organics ), sehingga perlu dipertimbangkan menggunakan katalis dari bahan-bahan silika-aluminat ataupun granular activated carbon/ GAC).

## 2. METODE

## 2.1 Tempat Kinerja Ozonizer
Pengambilan data untuk penulisan jurnal ini dilakukan di PT Tirta Sukses Perkasa, Desa Bintang Meriah, Kecamatan Pancur Batu 20353, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara.

## 2.2 Pengumpulan data Kinerja Ozonizer
Metode  pengumpulan  data  yaitu  studi  literatur  yang  sesuai  dengan  penelitian ozonizer sebelumnya  bersumber  dari  buku  atau pustaka maupun dari jurnal yang terdapat di internet.  Penelitian dilakukan secara daring dengan teknisi PT Tirta Sukses Perkasa untuk memenuhi data dan bimbingan dilakukan dengan dosen pembimbing untuk membantu menyelesaikan penelitian.

## 2.3 Analisis data Kinerja Ozonizer
Analisis ini dilakukan dengan menggunakan rumusan-rumusan terkait dengan penelitian. Hal-hal yang terkait untuk dianalisis, yaitu:
1. Spesifikasi ozonizer tipe KSA 20 Druck / pressure 6-207022;
2. Perhitungan efisiensi kinerja ozonizer tipe KSA 20 Druck / pressure 6-207022;
3. Pembuktian ozonizer tipe KSA 20 Druck / pressure 6-207022 sebagai sterilisator air bersih;

## 2.4 Diagram alir Kinerja Ozonizer
Diagram penelitian kinerja ozonizer diuraikan pada gambar 4 berikut ini.
Gambar 4 : Diagram Penelitian Kinerja Ozonizer

## 2.5 Deskripsi peralatan Kinerja Ozonizer
Dalam melaksanakan penulisan jurnal ilmiah ini, dibutuhkan serangkaian peralatan untuk memperoleh data sesuai kebutuhan yang diuraikan sebagai berikut (PT Tirta Sukses Perkasa, 2020) : 2.5.1 Ozonizer Ozonizer yang menjadi objek penelitian pada penulisan jurnal ilmiah ini dapat berfungsi karena adanya tegangan tinggi dan sinar ultraviolet yang diberikan untuk dapat mengubah oksigen menjadi ozon yaitu mengubah molekul O 2 menjadi O 3 serta input udara bebas menggunakan air compressor . Ozon yang dihasikan menggunakan alat ini dapat digunakan sebagai desinfektan air pada proses water treatment dan peralatan fungsional ozon diuraikan pada gambar 5.
Gambar 5 : Peralatan ozonizer (PT Tirta Sukses Perkasa, 2020) 2.5.2 TDS Meter Total Dissolved Solid (TDS) meter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur jumlah padatan terlarut atau jumlah kation dan anion di dalam air dengan satuan part per million (PPM) atau sama dengan miligram/liter pada gambar 6.
Gambar 6 : TDS Meter 2.5.3 Stopwatch Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu ozonisasi, debit air, dan waktu yang dibutuhkan untuk sterilisasi air pada gambar 7.
Gambar 7 : Stopwatch

## 2.5.4 Air Separator (AirSep)
Air  Separator yang  digunakan ozonizer jenis  ini  adalah  jenis  vertikal  (tegak)  dan  separator  atau  pemisah  ini  berfungsi  untuk memisahkan fluida produksi yaitu antara gas yang dibutuhkan dari kandungan air sehingga menghasilkan gas yang dapat digunakan oleh ozonizer pada gambar 8.
Gambar 8 : Air Separator (PT Tirta Sukses Perkasa, 2020)

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Hasil
Pengamatan dan analisis ozonizer ditunjukkan pada tabel 1-6 dibawah ini.
Tabel 1 : Hasil Pengamatan pada Ozonizer
No. Spesifikasi Nilai 1 Tegangan 230 V 2 Frekuensi 50 Hz 3 Arus Maksimal; 5A ; Arus saat produksi AMDK 2,5 A 4 Jenis Gas Oksigen (O 2 ) 5 Kapasitas Produksi Ozon 20 g/jam 6 Tekanan 1 bar 7 Volume Aliran Udara Maks 0,2 m 3 /jam = 200 L/jam 8
Volume Efektif Ozonizer ( Oxygen Flow Rate ) 3,33 L/menit 9 Waktu detensi 99,9 detik  100 detik
Tabel 2 : Hasil Pengambilan O 3 pada udara bebas sebagai kontrol
Percobaan ke- Debit Udara (liter/menit) Kadar O 3 (ppm) 1 2 4,0 × 10 -6 2 2 4,5 × 10 -6 3 2 4,0 × 10 -6 4 2 3,8 × 10 -6 5 2 4,3 × 10 -6
Tabel 3 : Hasil Pengambilan O 3 dengan Ozonizer
No. Debit Udara (liter/menit) Kadar O 3 (ppm) 1 2 1,75 × 10 -5 2 2 1,66 × 10 -5 3 2 1, 82 × 10 -5 4 2 1,77 × 10 -5 5 2 1, 80 × 10 -5
Tabel 4 : Efisiensi Ozonizer dalam menghasilkan gas ozon
No Kadar O 3 Dihasilkan (ppm) Kenaikan (ppm) Efisiensi (%) Tanpa Ozonizer Dengan Ozonizer 1 4,0 1,75 × 10 -5 0,0000135 4,375 2 4,5 1,66 × 10 -5 0,0000121 3,680 3 4,0 1,82 × 10 -5 0,0000142 4,55 4 3,8 1,77 × 10 -5 0,0000139 4,657 5 4,3 1,80 × 10 -5 0,0000137 4,186 Tabel 5 : Analisis Ozonizer dalam menghasilkan gas ozon dengan input oksigen murni
No. Input Oksigen Murni Input Sampel Kadar O 3 (liter/menit) (liter/menit) (ppm) 1 1 2 0,015 2 2 2 0,023 3 3 2 0,028 4 4 2 0,035 5 5 2 0,045 6 6 2 0.068 7 7 2 0,077 8 8 2 0,083 9 9 2 0,097 10 10 2 0,102 11 11 2 0,146 12 12 2 0,223 13 13 2 0,348 14 14 2 0,452 15 15 2 0,515
Tabel 6 : Analisis kinerja Ozonizer sebagai sterilisator air bersih
Percobaan ke- Debit air (liter/menit) Hasil Pemeriksaan Bakteri Escherichia coli Sebelum Sesudah 1 2 Ada Tidak ada 2 2 Ada Tidak ada
3 2 Ada Tidak ada 4 2 Ada Tidak ada 5 2 Ada Tidak ada

## 3.2 Pembahasan
Ozonizer yang digunakan mempunyai kapasitas udara dalam generator sebesar 3,33 liter. Kecepatan aliran udara (debit udara) yang didesain sesuai dengan kemampuan peralatan pengambilan  sampel udara  atau midget  impinger adalah  2 liter/menit.  Dengan demikian waktu detensi udara dalam generator dapat dihitung dengan persamaan 4 sebagai berikut (Monika Oktavia, 2019):
Td (waktu detensi) = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 𝑜𝑧𝑜𝑛𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒𝑏𝑖𝑡 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 (4) Td (waktu detensi) = 3,33 2
Td (waktu detensi) = 1,665 𝐿 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 = 99,9 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘  ≈ 100 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
Sedangkan, untuk volume efektif ozonizer diuraikan sebagai berikut :
Volume efektif ozonizer = Volume Aliran Udara Maks 60 Volume efektif ozonizer = 200 Liter/jam 60 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡 Volume efektif ozonizer = 3,33 𝐿𝑖𝑡𝑒𝑟/𝑀𝑒𝑛𝑖𝑡
Pengambilan sampel gas ozon dilakukan pada udara bebas untuk mengetahui kandungan ozon yang terdapat dalam udara bebas tersebut.  Hasil  dari  analisis  ozon  pada  udara  bebas  ini akan digunakan  sebagai kontrol untuk  dibandingkan dengan  pengambilan ozon melalui ozonizer yang telah didesain. Adapun hasil secara lengkap ditunjukkan pada Tabel 2 dimana mengubah oksigen (O 2 ) menjadi gas ozon  (O 3 )  memerlukan  uji  coba  generator  tersebut  dengan  menggunakan  input  udara  bebas  atau  oksigen  murni  dari  tabung  oksigen. ozonizer dilakukan uji coba pengambilan sampel gas ozon dengan input udara bebas yang mengandung oksigen secara alamiah. Gas ozon melalui ozonizer ditunjukkan dalam Tabel 3 yang konsentrasinya lebih besar dibandingkan dengan kadar ozon alamiah di lapisan troposfer. Ini menunjukkan bahwa ozonizer tersebut telah mampu mengubah molekul oksigen (O 2 ) dan atom oksigen (O) menjadi gas ozon (O 3 ). Peningkatan  konsentrasi  gas  ozon  terjadi  sebesar  3,68  %  sampai  dengan  4,657  %  dari  sampel  kontrol  dibandingkan  dengan  sampel perlakuan  menggunakan ozonizer .  Besar  kadar ozon  yang dapat dihasilkan oleh  Ozonizer dengan  sinar ultraviolet  ganda  dengan  input udara murni di lapisan troposfer berkisar antara 1,61 × 10 -5 ppm sampai dengan 1,80 × 10 -5 ppm. Untuk mendapatkan kadar ozon sebesar 0,5 ppm sebagai sterilisator air bersih tidak dapat dicapai hanya dengan menggunakan input udara bebas.  Dengan demikian udara bebas sebagai  input ozonizer akan  dicampur  dengan  oksigen murni  dengan  cara  menambahkan  konsentrasi  oksigen murni  yang  berasal  dari tabung gas ozon, sampai mendapatkan hasil kadar ozon yang diharapkan. Produksi gas ozon yang dihasilkan oleh Ozonizer dengan sinar ultraviolet ganda sangat tergantung pada input molekul oksigen (O 2 ) dan atom oksigen (O) kedalam generator (Martua Hasibuan, 2020). Pada konsentrasi 0,5 ppm, gas ozon mampu berlaku sebagai sterilisator air minum. Berdasarkan uji coba untuk menghasilkan gas o zon dengan konsentrasi 0,5 ppm diperlukan input oksigen ke dalam ozonizer sebesar 15 liter/menit dan melalui beberapa kali uji coba serta pengambilan sampel air sebelum dan sesudah didisversikan gas ozon yang dihasilkan oleh ozonizer hasil rekayasa desain ke dalam air minum menunjukkan dalam 5 (lima) kali pengambilan sampel, seluruhnya dapat meniadakan keberadaan bakteri Escherichia coli yang ada pada air sampel. Gambar 9 menunjukkan bahwa ozon dengan konsentrasi sebesar 0,5 ppm mampu sebagai sterilisator air minum, untuk debit  air  yang  disteril  sebesar  2  liter  per  menit.  Namun,  hal  ini  membutuhkan  serangkaian  waktu  yang  cukup  lama  dan  tidak  boleh mengkonsumsi Air Minum Dalam Kemasan (AMDK) yang baru selesai dikemas dikarenakan ozon yang membutuhkan waktu untuk terurai bersama oksigen.
Gambar 9 : Sterilisasi air menggunakan ozonizer

## 4. KESIMPULAN
Kapasitas udara dan oksigen yang masuk ke dalam ozonizer sangat menentukan kadar ozon yang dihasilkan yaitu 3,33 liter. Waktu detensi yang dibutuhkan untuk mengubah molekul oksigen dari molekul oksigen menjadi molekul ozon yaitu sebesar 1,665 menit (1 00 detik). Hal ini dapat dikendalikan dengan mengatur debit udara yang masuk ke dalam ozonizer setelah menghitung kapasitas udara yang
ada pada ozonizer . Gas ozon dengan kadar 0,5 ppm mampu sebagai sterilisator air minum dengan debit sebesar 2 liter/menit. Penggunaan Ozonizer  juga  dapat  mengurangi  kepekatan  (warna)  cairan  yaitu  semakin  pekat  maka  semakin  lama  waktu  yang  dibutuhkan  untuk mengubahnya menjadi lebih jernih (bening). Ozonizer dapat menjadi salah satu air purifier atau air sterilizer yang mendukung kesehatan masyarakat dengan terciptanya udara yang bersih serta meningkatnya dunia perindustrian melalui penggunaan ozonizer . Pengaruh ozonizer terhadap proses water treatment berpengaruh pada kualitas air tersebut dikarenakan ozon yang bersifat sangat reaktif dapat dimanfaatkan sebagai pembersih, penghilang bau, serta sebagai desinfektan yang mampu membunuh atau meminimalisir mikroorganisme seperti bakteri. Dengan menggunakan water treatment maka mampu mendegradasi bakteri Escherichia coli dan Coliform dalam sistem yang digunakan menjadi air minum yang dihasilkan aman dikonsumsi dan sudah memenuhi standart mutu yang ditetapkan.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan rasa syukur karena berkat dan rahmat yang maha kuasa penulis dapat menyelesaikan artikel ini, serta terima kasih yang  sedalamnya  karena  dukungan  finansial  yang  diberikan  oleh  Direktorat  Akademik  Pendidikan  Tinggi  Vokasi  Direktorat  Jenderal Penididikan  Vokasi  Kementerian  Pendidikan,  Kebudayaan,  Riset,  dan  Teknologi  melalui  Pusat  Penelitian  Pengabdian  Masyarakat, Politeknik Negeri Medan dan Jurusan Teknik Mesin POLMED.

## DAFTAR PUSTAKA
Amy, N. (2020). Analisis Efisiensi Pada Water Tube Boiler Type Vicker Boskins dengan Kapasitas 45 Ton/Jam Di PT Multimas Nabati
Asahan, diakses pada 9 September 2021 dari http://library.polmed.ac.id.
Bismo, S. (2010). Teknologi Ozon (I): Kajian prospek penggunaan ozon untuk pengendalian limbah industri, Jurnal Teknologi 2 , 197-206.
Handayani, L., Sinardi, A. Iryani,S. (2017). Pengaruh Kualitas Air Minum Dalam Kemasan Terhadap Konsentrasi Ozon. Prosiding Seminar Nasional Fakultas Teknik UNIFA 1, 199-208.
Hasibuan,  M.  (2020).  Analisis  Performansi  Pompa  Raw  Water  Di Water  Treatment  Plant Dengan  Kapasitas  35m 3 /h  dan Head 40  m. Medan. Jurnal Sinergi Polmed 1 ,1-8.
Jannah,  F.  Z.,  Mochammad  Saifuddin  Zuhri,  M.S.,  Edi  Mulyadi,  E.  (2021).  Optimasi  Kadar  Ozon  Dalam  Proses  Disinfeksi  Bakteri Coliform Pada Pengolahan Air Minum. Jurnal Teknik Kimia 15 ; 59-65.
Meidinariasty, A., Zamhari, M., Septiani,D & Novianita. (2019). Uji Kinerja Membran Mikrofiltrasi dan Reverse Osmosis Pada Proses Pengolahan Air Reservoir Menjadi Air Minum Isi Ulang. Jurnal Kinetika 10 , 35-41.
Permenkes. (2010). Persyaratan Kualitas Air Minum. Diakses pada 15 September 2021 dari
http://pamsimas.org/konten/pustaka/peraturan/PMK-No-492-ttg-Persyaratan-Kualitas-Air-Minum.pdf.
PT. Tirta Sukses Perkasa. (2020), Perusahaan Indofood Group yang bergerak dalam bidang industri AMDK (Air Minum Dalam Kemasan), diakses pada 15 Oktober 2021 pada https://cdc.uns.ac.id/lowongan/perusahaan/20/Tirta_Makmur_Perkasa.
Oktavia,  M.  (2019).  Pembentukan  Ozon  Pada  Akuarium  Menggunakan  Tegangan  Tinggi,  diakses  pada  10  Oktober  2021  dari https://repositori.usu.ac.id.
Rosmaniar, D. (2019). Perbandingan Hasil Disinfeksi Menggunakan Ozon Dan Sinar Ultra Violet Terhadap Kandungan Mikroorganisme Pada Air Minum Isi Ulang. Agroscience 9 , 82-92.
Setiadi,  I  &  Mutiara  A.  (2020).  Aplikasi  Otomatisasi  Pompa  Kimia  Oksidator  Menggunakan  Modul  PLC  SRB121FU  Pada  Unit Penyaringan Pendahuluan Arsinum Swro. VOL. 13 NO. 2 (2020): Jurnal Rekayasa Lingkungan 13, 182-193.
Syaiful, Muhammad. (2017) Otomasi Sistem Pencucian Botol Pada Produksi Botol AMDK Berbasis PLC OMRON CPIL di PT Segar Utama Mojokerto. Surabaya, diakses 20 Oktober 2021 dari https://repository.dinamika.ac.id/id.