sistem destilasi

1.      PENDAHULUAN

1.1  LATAR BELAKANG

Pesawat destilasi adalah suatu alat yang di gunakan untuk merubah air laut menjadi air tawar melalui proses pengembunan,dimana air laut diuapkan dimana uap yang dihasilkan selanjutnya didinginkan sehingga terbentuk embun.Menurut suyanto(1983),sistem destilasi merupakan alat alat yang digunakan untuk merubah air laut menjadi air tawar yaitu dengan memanaskan air laut dan uap yang terjadi selanjutnya didinginkan sehingga mengembun dan terbentuk air suling atau kondensat.

     

      Pada kapal-kapal yang melakukan pelayaran yang lama penggunaan mesin pembuat air tawar ini sangat diperlukan guna mencukupi kebutuhan air tawar diatas kapal, seperti untuk memproses hasil tangkapan,untuk keperluan mandi,mencuci,masak,minum,pendingin motor induk dan motor bantu,dan lain sebagainya. Apabila kapal tersebut tidak menggunakan mesin pembuat air tawar maka kapal tersebut harus menyediakan tangki yang banyak untuk menyimpan air tawar yang diangkut dari darat agar kebutuhan air tawar bisa mencukupi. Akan tetapi pemanfaatan ruangan diatas kapal tidak efsien.Dengan adanya mesin pembuat air tawar tersebut maka ruangan lebih efesien sehingga tangki yang semestinya digunakan untuk menyimpan air tawar bisa digunakan untuk keperluan lain.

      Mesin pembuat air tawar bekerja dengan memanfaatkan panas dari air pendingin mesin induk.dimana setelah mendinginkan mesin induk sebagian dari air pendingin tersebut akan dialirkan kepemanas untuk memaskan air laut yang ada diruang pemanas ,sedangkan sebagian menuju ketempat pendingin air tawar (fresh water cooler) yang berada di bagian bawah kapal.Air laut yang di panaskan diruang pemanas tadi akan menghasilkan uap selanjutnya uap tersebut akan menuju keruang kondensor. Dikondensor ini uap yang dihasilkan tadi akan didinginkan sehingga menghasilkan air tawar dan kemudian air tawar tersebut akan dipompakan ke tangki air tawar.

      Untuk mengoptimalkan kerja sistem destilasi perlu dilakukan tindakan perawatan, karena dengan sering dan lamanya operasi akan menimbulkan endapan-endapan yang terjadi pada komponen sistem destilasi,sehingga komponen menimbulkan hambatan atau kemacetan-kemacetan pada saat pengoperasian.

1.2  TUJUAN

1.      Mengetahui peranan mesin pembuat air tawar diatas kapal.

2.      Mengetahui komponen-komponen dari mesin pembuat air tawar serta fungsinya.

3.      Mampu menghidupkan dan mematikan mesin pembuat air tawar

4.      Mengetahui pemeliharaan yang perlu dilakukan mesin pembuat air tawar

1.3  BATASAN MASALAH

1.      Peranan dari mesin pembuat air tawar.

2.      Komponen komponen dari mesin pembuat air tawar.

3.      Pemeliharaan yang dilakukan terhadap mesin pembuat air tawar.

2.      TINJAUAN PUSTAKA

2.1  Pengertian destilasi

destilasi adalah suatu proses penguapan yang diusul pengembunan uap atau kombinasi dari penguapan dan pengembunan, Anwir (1981) dalam Heriyanto (2004) dan menurut Suyanto (1983) pesawat evaporator atau pesawat penguapan dipakai untuk mengubah air laut menjadi air tawar yang selanjutnya didinginkan pada ruangan yang lain, sehingga terbentuk air suling yang disebut suatu proses perubahan fase cair menjadi fase uap dimana pada tahap akhir air laut akan mengalami kondensasi menjadi air murni.

      Menurut Kister (1998) dalam bolang (2004) destilasi merupakan suatu proses yang secara fisik memisahkan suatu campuran menjadi dua atau lebih produk dengan titik penguapan tertentu yang berbeda dengan keistimewaan yang bahwa dengan pemanasan komponen yang lebih mudah menguap akan lebih cepat terpisah dari campuran.

      Menurut Hefni (2003) dalam bolang (2004) air memiliki sifat karakteristik yang tidak dimiliki oleh senyawa kimia lain. Pada kisaran suhu yang sesuai dengan kehidupan yakni 0 c sampai 100 c untuk suhu 0 c merupakan titik beku dan suhu 100 c merupakan titik didih.

2.2       PRINSIP KERJA SISTIM DESTILASI

       Sujanto (1983) menjelaskan bahwa untuk menguapkan air laut didalam ketel cukup menggunakan air pendingin dari motor induk atau motor bantu yang bersuhu antara 70 c sampai 8 c. Karena titik didih air laut tergantung dari tekanan permukaan, oleh sebab itu dengan mnurunkan tekanan permukaan air laut tersebut maka air laut tersebut akan mendidih dibawah titik didih yang lebih rendah, hubungan antara titik didih dengan takanan permukaan dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Hubungan antara tekanan dan titik didih

Tekanan (bar)	0,13	1	10	20	100
Titik didih(c)	50	100	180	212	311

                      Sumber : Bolang (2004)

            Dan menurut masaharu (1998) instalasi pembuat air dengan menggunakan sisa panas pendinginan air tawar dengan cara mendinginkan selubung mesin diesel untuk menguapkan air laut dibawah vakum tinggi dan menghasilkan air tawar.

            Alat ini bekerja dengan memanfaatkan air panas air pendingin yang keluar dari mesin induk, maka sama sekali tidak diperlukan bahan bakar, hanya dperlukan tenaga listrik untuk menggerakkan pompa-pompa bantu. Air pendingin keluar dari motor diesel mempunyai suhu antara 60 c sammpi 75 c. Sebagian dari air ini dialirkan masuk ke evaporator (1) yang akan memanaskan air laut didalam pemanas(A).Air laut masuk kedalam pemanas melalui saluran (3). Air dari motor diesel akan beredar di sekitar pipa pipa sehingga akan meyerakan panasnya kepada  air laut  didalam pipa. Air laut akan menguap pada suhu 35 c sampai 45 c, karena tekanan didalam evaporator ini dibuat rendah sekali (vakum),penurunan tekanan dilakukan dengan memakai ejektor air. Uap yang dihasilkan dari pemanas (A) akan melalui dinding deflector (8), sehingga kemungkinan terbawanya cairan ke ruang uap (B) dapat di cegah. Uap ini selanjutnya menuju kondensor (C) dimana didalam sejumlah pipa-pipa di alirkan air pendingin (laut) dari saluran (5), sehingga tersebut akan mencair dan di pompakan keluar melalui saluran (7) menuju ke tanki penampung.

2.3       KOMPONEN DAN KONTRUKSI FRESH WATER GENERATOR

            Menurut Roemzana (2001),fresh water generator pada umumnya merupakan suatu pesawat yang didalam proses kerjanya memanfaatkan panas sehingga dalam kontruksinya harus mampu menahan panas dan dikontruksikan untuk meningkatkan efisiensi pemanasan maka fresh water generator di buat dari bahan dari bahan besi tuang.

            Selain itu fresh water generator harus mampu menampung uap dari pemanasan air laut sehingga untuk badan ketel dibuat agak sedikit cembung, hal ini bertujuan agar mampu menahan tekanan dan uap yang dihasilkan sehingga tidak terjadi kebocoran dan badan ketel mampu menampung uap dalam jumlah yang banyak(Roemzana 2001).komponen dari  fersh water generator ini terdiri dari komponen pemanas, penguap, pomp-pompa,filter alat ukur alat keamanan.

            Kontruksi dari fresh water generator dibuat cembung pada bagian atasnya, hal ini berguna untuk menampung uap dengan tekanan yang tinggi. Sedangkan untuk bahan ketel terbuat dari besi tuang. Hal ini dilakukan untuk mencegah timbulnya pengkaratan, Selain itu,fresh water generator menggunakan sistem pipa air dimana air yang memanaskan berada dalam pipa sedangkan air yang di panaskan berada di luar pipa (Brujin de. L.muilwikik.l, 1978)

2.3.1        KOMPONEN-KOMPONEN SISTEM DESTILASI

1.      Ketel Destilasi

Ketel destilasi adalah suatu bejana yang didalamnya akan terjadi penguapan dan pengembunan untuk mendapatkan air tawar.Ketel ini terbuat dari logam yang didalamnya terdapat pemanas untuk memanaskan air yang berada didalam ketel.

2.      Pemanas

Menurut kamajaya (1995) dalam bolang (2004), panas dapat merambat dengan cara penghantaran aliran dan pancaran. Pemanas yaitu suatu alat yang berbentuk tabung yang dibagian dalamnya dialiri air panas dari pendinginan mesin induk sedangkan diluarnya dialiri air laut. Dengan panas ini akan memanaskan air laut sehingga terjadi penguapan. Pemanas sangat mempengaruhi kerja dari sistem destilasi, karena pemanas sangat penting dalam proses destilasi maka pemanas harus selalu dijaga dari kotoran yang mempengaruhi proses perpindahan panas.

3.      Kondensor

Kondensor adalah alat yang di gunakan untuk mengubah bentuk uap jadi air yaitu dengan cara menurunkan suhu uap tersebut hingga mencapai suhu pengembunannya pada tekanan yang sesuai.Jumlah kalor yang dipindahkan melalui dinding pipa pendingin tergantung perbedaan temperatur,material pipa laju aliran massa fluida kerja dan sebagainya.

4.      Saringan

Saringan adalah alat untuk memisahkan benda asing yang ikut bersirkulasi di dalam suatu sistem yang sifatnya akan merusak sistem tersebut, maka benda asing tersebut harus disingkirkan dengan menggunakan saringan. Pada sistem destilasi sringan uap air terbuat dari logam monel yang berfungsi menyaring uap yang terjadi bersamaan dengan titik air laut yang naik.

5.      Katup Selonoid

Katup selenoid adalah katup yang dapat terbuka dan tertutup dengan gaya elekromangnetik, pada waktu saklar dihidupkan. Apabila arus listrik mengalir melalui coi elektromagnetik, maka akan terjadi medan magnet sehingga plunyer akan tertarik kebawah, dalam keadaan tersebut katup akan membuka.Apabila aliran listrik di hentikan, plunyer akan bergerak kedudukan semula dengan cepat karena beratnya sendiri. Dalam keadaan tersebut katup akan menutup ( Arismunandarb,W 1980).

6.      Salinometer

Salinometer digunakan untuk mengukur salinitas air laut yang terkangdung didalam air hasil destilasi dengan satuan ppm,(Training Center Departement) (1994) dalam heriyanto (2004). Alat ini dilengkapi dengan lampu peringatan dan bunyi bell sirine.Apabila kadar garam maka pada waktu bersamaan katup selenoid akan membuka dan membuang air yang masih mengandung garam tersebut keluar.

7.      Gelas Penduga

Gelas penduga adalah suatu alat untuk mengetahui tinggi rendahnya air didalam ketel destilasi. Tinggi rendahnya air dapat dilihat dikaca penduga dan sama tinggi dengan air dalam ketel.

8.      Thermometer

Thermometer adalah suatu yang digunakan untuk mengukur suhu. Alat ini bekerja berdasarkan atas mengembang dan mengempiskan sejumlah kecil air raksa atau zat lain (Soeratmojo, 1981).

9.      Flow Meter

Alat ini digunakan untuk  mengetahui banyaknya air tawar yang dihasilkan  oleh alat destilasi.Jika alat ini tidak menunjukan produksi air tawar maka hal ini berarti ada masalah pada alat destilasi dan harus segera diatasi.

10.  Ejektor

Menurut Imawan (1996) dalam bolang (2004) ejektor ini bekerja berdasarkan prinsip bernouli, yaitu jika kecepatan fluida tinggi maka akan tekanannya menjadi rendah dan sebaliknya jika fluida rendah maka tekanannya akan tinggi.

Dilihat dari fungsi dan kegunaannya, ejektor terdapat dua macam yang masing-masing mempunyai tugasnya sendiri. Adapun ejektor tersebut adalah sebagai berikut :

a.       Ejektor vakum

Agar air laut dapat menguap pada suhu yang lebih rendah,maka ketel destilasi harus dibuat vaukm dengan cara memasang ejektor yang berhubungan langsung keruang kondensor dan akan mengisap terus menerus udara dan gas-gas yang tidak mencair sehingga dapat menjadi tekanan vakum.

b.      Ejektor Air Laut

Didalam ruang pemanas sering terjadi penguapan air laut, sehingga jika dibiarkan begitu saja kadar kadar garam air laut akan semakin bertambah. Untuk mengatasi hal ini maka dipasang ejektor yang akan membuang air laut agar volumenya dapat ditahan konstan (Sujanto, 1983).

11.  Pompa-Pompa Sirkulasi

Zat cair tidak akan pernah berpindah tempat sendirinya dari suatu ujung lainnya untuk itu pergunakan daya dorong untuk melaksanakan penangkutan ini. Daya dorong ini adalah perbandingan tekanan yang dibangkitkan dengan penggunaan pompa, (Van Bergeyk,1986) dalam (Latief, 2000). Pompa yang umumnya digunakan adalah pompa sentrifugal.Adapun pompa sirkulasi yang digunakan sistem destilasi antara lain :

a.       Pompa air laut

Pompa ini digunakan untuk menghisap air laut dan menekannya kedalam kondensor untk mengembunkan uap air dan sisanya akan ke ejektor air laut dan ejektor vakum. Pompa air laut ini selain berfungsi untuk menvakumkan serta mmengalirkan air laut.

b.      Pompa air panas

Pompa air panas digunakan untuk mensirkulasikan air pendingin dari mesin induk kedalam pipa-pipa pemanas.

c.       Pompa air tawar

Pompa ini digunakan untuk menghisap dan menekan air tawar ke tanki penampungan yang selanjutnya akan digunakan untuk berbagi kebutuhan.

2.4           Proses Mendapatkan Air Tawar dari air laut

Dalam kapal air segar digunakan untuk diminum,memasak,pengisi ketel,pendingin mesin diesel dan lain-lain. Tetapi pada saat melakukan perjalanan panjang atau pemakaian besar,pemuatan air segar tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan diatas kapal sehingga dipasang instalasi penghasil air tawar dari air laut  (Masaharu 1998) pada dasarnya proses untuk mendapatkan air tawar dapat di bagi jadi empat metode :

2.4.1        Metode destilasi yaitu dengan menguapkan air laut dengan mengkondesasikan  uap yang dihasilkan untuk destilasi air.

2.4.2        Metode pembekuan yaitu dengan cara membentukan air laut dan es yang dihasilkan dipisahkan dan selanjutnya dicairkan.

2.4.3        Metode penggatian ion yaitu dengan jalan menghilangkan jalan ion garam melalui membran resin penghasil ion.

2.4.4        Metode osmotik terbalik yaitu dengan jalan menggunakan tekanan osmotik terbalik dan membiarkan air laut melalui membran khusus untuk mengeluarkan air.

2.5           BEBERAPA CARA PEMURNIAN AIR LAUT

Pada dasarnya, prinsip permurnian air laut adalah memisahkan garam dari air laut sehingga diperoleh air tawar, yang dapat di-lakukan seperti berikut :  

2.5.1  Penyulingan

Percobaan pertama untuk memisahkan garam dari air laut adalah meniru cara alam, yaitu dengan menguapkan air laut kemudian mengembunkan uapnya kembali. Ketika air laut dipanaskan, hanya air yang menguap, garam-garam yang terlarut tetap tinggal dalam larutan (air laut). ADIWIREJA (1984) mengemukakan suatu cara sederhana untuk menyuling air laut (Gambar 3). Pada alat suling ini, bagian dalam wadah perebus air laut dilengkapi dengan pipa-pipa tegak untuk memperluas permukaan air yang dipanaskan. Dengan perluasan ini dapat diperoleh banyak uap air dalam waktu relatif singkat. Alat suling ini dapat dipergunakan sebagai perlengkapan kapal penangkap ikan atau penyediaan air minum di perkampungan-perkampungan nelayan yang jauh dari sumber air tawar. Bahan bakar seperti kayu, arang batu, minyak tanah dapat dipergunakan sebagai tenaga pemanas pada alat ini. Kemudian, cara ini dikembangkan untuk mesin-mesin suling yang menggunakan bahan bakar minyak atau tenaga matahari (solar system). Pada umumnya, bahan bakar minyak sangat mahal sehingga dicari berbagai cara untuk menghemat bahan bakar tersebut, misalnya :

a.       Memasukan kembali air pendingin ke dalam tempat pendidih air. Karena air pendingin tersebut telah me-nyerap panas dari uap air berarti sudah ada pemanasan awal, sehingga pemasukan kembali air ini sebagai sumber uap dapat menghemat waktu dan tenaga pemanas.

b.      Memanaskan air di bawah tekanan atmosfir. Pada tekanan atmosfir (760 mm Hg), air mendidih pada temperatur 100° C. Tetapi, bila tekanannya dinaikkan menjadi dua kali (1520 mm Hg), air tidak mendidih sampai temperatur mencapai 120,1°.

c.       Sebaliknya, apabila tekanan udara dikurangi menjadi separuhnya, penguapan akan segera terjadi, ini dikenal dengan sebutan 'penguapan secara kilat' (flash evaporation). Penguapan bertambah cepat apabila tekanan udara dikurangi lagi (KOGAN 1974). Sebaliknya, apabila tekanan udara dikurangi menjadi separuhnya, penguapan akan segera terjadi, ini dikenal dengan sebutan 'penguapan secara kilat' (flash evaporation). Penguapan bertambah cepat apabila tekanan udara dikurangi lagi (KOGAN 1974).

                                                 Gambar 1 . Siklus air di alam.

Pada dasarnya, pengurangan tekanan udara pada berbagai tingkatan dilakukan untuk menghemat bahan bakar. Prinsip ini digunakan pada mesin penguap dengan cara kilat bertahap (multiflash evaporation) seperti ditunjukkan dalam Gambar 4. Air laut yang dididihkan, darimana uap terjadi, mengalir sepanjang alat ini dari satu arah, sementara itu temperaturnya perlahan-lahan diturunkan. Pada saat yang sama, tempera-tur air laut pendingin perlahan-lahan meningkat ketika mengalir dari arah sebalik-nya dan sebagian dimasukan kembali un-tuk sumber uap. Kemungkinan menghemat bahan bakar minyak juga dapat dibuat de-ngan menghubungkan mesin ini pada gene-rator listrik yang digerakkan oleh turbin uap air. Disini ada penghematan yang saling menguntungkan, temperatur rendah dari uap air yang keluar dari turbin sangat baik sebagai sumber air tawar, air asin yang menuju mesin penguap dapat digunakan untuk mengembunkan uap tersebut dan pada waktu yang sama juga dipanaskan.

Gambar 2. Prinsip penguapan air laut secara kilat bertahap (multiflash evaporation) (KOGAN 1974).

2.5.2  Pembekuan

Bila air asin didinginkan sampai tempe-ratur di bawah 0° C, hanya air yang mem-beku menjadi es. Garam-garam terlarut tetap tinggal dalam larutan. Jika es dapat dipisah-kan dari air asin yang tidak dapat membeku, air tawar akan dihasilkan ketika es dicairkan kembali. Pada air, panas laten untuk menca-ir jauh lebih rendah daripada panas laten untuk menguap, dan temperatur normal bagi air laut adalah lebih dekat dengan titik beku air daripada titik didihnya, sehingga cara ini lebih menghemat bahan bakar daripada cara pemurnian air laut dengan cara penyulingan.

Gambar 5 menunjukkan prinsip pemi-sahan air tawar dari air laut dengan cara pembekuan. Untuk efisiensi tenaga pendi-ngin, air laut sebelum masuk ke tempat pem-bekuan telah didinginkan dalam tabung pen-dingin oleh air tawar dingin dan air asin di-ngin hasil dari proses pemisahan ini. Te-tapi, beberapa kesukaran teknis harus di-tanggulangi sebelum prinsip ini dapat dipakai secara umum. Kesulitan terjadi pada waktu-memisahkan kristal-kristal kecil es dari air asin. Kristal-kristal tersebut cenderung ber-lekatan satu dengan yang lain dan mengu-rung air asin di antara mereka. Di antara berbagai cara yang telah dicoba, ada dua cara yang dapat dikemukakan disini, yaitu :

                                                                                         

a. Mencuci kristal-kristal es tersebut dengan air tawar, meskipun ini berarti pemborosan air tawar yang dihasilkan.

 b. Memisah-kan kristal-kristal es dari air asin dengan cara dipusingkan dengan menggunakan me-sin pemusing (centrifuge) (KOGAN 1974).

                        Gambar 3. Prinsip pemisahan air tawar dari air laut dengan cara pembekuan (KOGAN 1974).

2.5.3    Ionisasi

Pada proses ionisasi, air asin diaiirkan melalui bilik-bilik sempit. Di antara kedua sisi bilik tersebut dialirkan arus listrik langsung (direct electric current). Arus itu menyebabkan ion Natrium serta ion-ion ber-muatan positif yang lain dan ion klorine ser-ta ion-ion bermuatan negatif berpindah menuju membran-membran yang berderet di dalam bilik tadi. Membran listrik posi- tif diatur berselang-seling dengan membranlistrik negatif. Pemisahan garam terjadi antara dua membran. Pada dua bilik yang mengapit membran-membran ini, kepekatan garam menjadi tinggi sehingga pemisahan air tawar dan air asin terjadi pada bilik yang berselang-seling (Gambar 6). Memurnikan air laut dalam jumlah besar dengan cara ionisasi adalah sangat mahal. Tetapi, cara ini sangat berguna pada keadaan darurat (Gambar 7), karena alat yang digunakan sangat kecil dan ringan (KOGAN 1974).

            Gambar 4. Prinsip pemurnian air laut dengan cara ionisasi (KOGAN 1974).

Gambar 5. Proses terbentuknya tandon air di bawah tanah : a, hujan, b. sumur bor, c. lapisan tanah tembus air, d. tandon air di bawah tanah, e. lapisan tanah kedap air (KOGAN 1974).

Gambar 6. Alat penyuling air laut : a. tungku pemanas, b. wadah perebus air laut,c. penyalur panas/pipa-pipa yang berfungsi memperluas permukaan air, d. pendingin uap, e. generator penyedot air laut (ADIWIREJA 1984).

DAFTAR PUSTAKA

                Arismunandar W dan Saito,H 1980. Penyegaran Udara,PT. Pradnya  Paramita, Jakarta

            Bolang, 2004. Upaya Menjaga Kestabilan Produktifitas Sistem Destilasi , Jakarta

            Latief, 2000. Peranan Sistem Destilasi Dan Pemeliharaannya, Jakarta

            Sujanto, 1982. Pesawat Kapal I, Jakarta

Adiwereja, K. 1984. Penyediaan air mi-num dari hasil destilasi air laut. Teru-buk  

Bates, M. and T.D. Evans 1976.Nucleus, English for science. Longman Group Limited, London, pp.

Kogan, P. 1974. Understanding science. Sampson Low, Marston & Co. ltd. pp