Pengukuran Konduktivitas dan Laju Alir Ozonator (dengan variasi 1,2,3 ozonator)

PENGUKURAN PRODUKTIVITAS DAN LAJU

ALIR OZONATOR (DENGAN VARIASI 1, 2, DAN 3 OZONATOR)

MATA KULIAH PLASMA OZON

Olivia - Tigor - Mangasi - Johannes

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

DASAR TEORIPENGUKURAN PRODUKTIVITAS DAN LAJU ALIR

OZONATOR

Pengertian Ozon

Ozon adalah alotrop dari molekul oksigen dengan

rumus molekul O3

Pada lapisan stratosfer, ozon berfungsi sebagai penyaring (filter) dan pelindung terhadap

masuknya sinar ultraviolet dari matahari

Secara alami ozon dapat terbentuk melalui radiasi sinar ultraviolet pancaran

sinar matahari.

Mudah terurai kembali menjadi O2, itu sebabnya

ozon tidak dapat disimpan.

Universitas Indonesia

Cont’d

Sinar ultraviolet dari pancaran sinar matahari mampu menguraikan gas

oksigen (O2) di udara bebas.

Molekul oksigen tadi terurai menjadi dua buah atom

oksigen (O*)

Atom oksigen tersebut secara alami bertumbukan

dengan molekul gas oksigen yang ada disekitarnya,

sehingga terbentuklah ozon (O3)


Sifat-sifat Ozon

Oksidator kuat yang berbau tajam dan merupakan bentuk tidak stabil dari oksigen

Ozon merupakan zat yang sangat beracun, lebih beracun daripada sianida (KCN atau NaCN),

striknina, dan karbon monoksida.

Memiliki sifat radikal (mudah bereaksi dengan senyawa disekitarnya) serta memiliki oksidasi

potensial 2.07 V.


Pemanfaatan Ozon

Dalam kehidupan sehari-hari, ozon banyak dimanfaatkan

didalam beberapa bidang. Seperti contoh pemanfaatan

ozon didalam bidang kesehatan, kebersihan lingkungan,

dan pangan. Berikut ini merupakan penjelasan lebih

mendetail dari pemanfaatan ozon didalam beberapa

bidang.


Bidang Perindustrian

Membasmi kuman sebelum dibotolkan (antiseptik)

Menghapus pencemar dalam air (besi, arsen, hidrogen sulfida, nitrit, dan bahan organik kompleks yang dikenal sebagai warna)

Membantu proses flokulasi (proses pengabungan molekul untuk membantu penapisan menghilangkan besi dan arsenik)

Mencuci dan memutihkan kain

Pengawet bahan makanan

Proses pretreatment biomassa (proses pengrusakan lignin/Delignifikasi)


Bidang Kesehatan

• Didalam dunia kedokteran gigi, ozon dibuat dalam bentuk air yang terozonasi, minyak zaitun yang terozonasi, dan ozon dalam fase gas yang dipaparkan terhadap pasien dalam kadar yang aman bagi tubuh

• Dapat menyembuhkan infeksi pada gusi yang disebabkan oleh bakteri, • Mencegah terjadinya karang gigi, • mengurangi sensitivitas gigi, dan • membantu mempercepat regenerasi jaringan yang rusak pada gusi

Kedokteran Gigi

Kedokteran

• Selektivitas pengobatan dengan menggunakan ozon terhadap sel yang terinfeksi:

• Campuran oksigen dan ozon berinteraksi dengan darah dan dengan segera membentuk hidroksiperoksida.

• Hidroksiperoksida tidak memiliki efek terhadap sel yang sehat, kecuali efek rejuvenasi mengoksidasi lingkungan dan meningkatkan sirkulasinya.

• Hidroksiperoksida mengeliminasi sel yang terinfeksi melalui dinding sel yang yang rusak, mengekspos dan kemudian menghancurkannya.


Bidang Kebersihan Lingkungan

Untuk membersihkan udara yang mengandung kontaminan berupa gas-gas yang beracun, ozon sering digunakan untuk mendegradasi gas-gas beracun tersebut. Terdapat berbagai

macam alat yang sering digunakan baik dalam bentuk ionizer maupun generator ozon:

1. Ionizer purifier

2. Generator ozon

Pembersih Udara/ Air Purifier


Bidang Kebersihan Lingkungan

Pengolahan Air Minum/ Water Treatment

Ozonisasi dalam instalasi pengolahan air minum mempunyai beberapa manfaat, antara lain untuk desinfeksi mikroorganisme organik patogen, menghilangkan bau dan rasa yang tidak diinginkan (biasanya berasal dari ion S-2), serta menjernihkan air akibat adanya senyawa organik terlarut. Dalam sistem pengolahan air minum, penggunaan sistem ozonisasi disertai dengan penggunaan saringan karbon aktif yang bertujuan untuk mengefektifkan pengolahan terutama untuk menghilangkan zat-zat pencemar organik


OZONATOR

• Ozonator merupakan alat

bertenaga listrik dengan arus

bolak-balik yang digunakan

untuk membentuk ozon dari

udara (oksigen)

• Cara kerjanya dengan

menyalurkan udara ke tabung

ozon, pendinginan dengan

air chyller kemudian ditembak

dengan listrik tegangan tinggi

dan udara akan bereaksi untuk

menghasilkan ozon



Kinetika Reaksi Deteksi Ozon

Jumlah ozon secara tidak langsung ditentukan melalui titrasi iodometri. Penentuan jumlah ozon didasari oleh reaksi I* dengan O3 yang menghasilkan I2 pada kondisi

sedikit asam


Cont’d

Selanjutnya jumlah ekuivalen I2 ditentukan melalui titrasi dengan Natrium Thiosulfat. Natrium Thiosulfat yang sudah distandarisasi digunakan sebagai titran untuk

penentuan I2 yang terbentuk.


DATA & PENGOLAHAN

PENGUKURAN PRODUKTIVITAS DAN LAJU ALIR OZONATOR

Prosedur Percobaan Rangkaian Plasmatron

• Membuat design rangkaian alat untuk percobaan dengan membongkar ulang alat ozonator komersial (menggunakan 3 plasmatron serta corona discharge dan 3 aerator) seperti gambar dibawah.

• Memasang aerator, corona discharge, plasmatron, terminal dan timer pada tempat yang ditentukan dengan mengaitkan mur dan baut

• Menyambungkan kabel timer dengan sistem aerator serta menyambungkan kabel masing-masing plasmatron dengan corona discharge nya

• Mensolder kabel masing-masing alat (aerator, plasmatron, dan timer) dengan sekun.

• Memasang kabel (yang telah dilengkapi sekun) ke terminal serta memasang selang-selang sesuai dengan design rangkaian alat yang sudah ditentukan

• Menyambungkan aliran listrik rangkaian plasmatron dengan kabel listrik komersial (berujung plug untuk socket stop kontak)


Prosedur Percobaan Membuat Larutan Penunjang KI, H2SO4, Amilum dan Na-Tio

• Menyiapkan KI dan Aquades

• Menimbang KI sampai dengan 8.3 gram serta mengukur Aquades sebanyak 500 mL

• Mencampurkan KI dengan aquades sampai terlarut sempurna di dalam beaker glass dan segera memasukannya ke dalam labu ukur 500 mL

• Menutup labu ukur dengan menggunakan alumunium foil

• Melakukan langkah 1 – 4 untuk ketiga bahan penunjang lainnya sesuai dengan volume atau berat masing-masing (seperti pada tahapan perhitungan bahan penunjang)


Prosedur Percobaan Membuat Larutan Penunjang KI, H2SO4, Amilum dan Na-Tio

• Menyiapkan 2 buah larutan KI didalam labu Erlenmeyer masing-masing sebanyak 250 mL dan enyambungkan Larutan KI di Erlenmeyer 1 dan 2 serta ke ozonator dengan selang

• Ozonator dinyalakan selama 5 menit dan catat perubahan yang terjadi pada labu Erlenmeyer

• Lakukan prosedur 1-5 untuk variasi 2 dan 1 plasmatron

• Labu Erlenmeyer 1 dan 2 masing-masing dibagi kedalam beberapa labu Erlenmeyer. Masing-masing berisi 50 mL (tutup dengan alumunium foil)

• Menambahkan 5 mL H2SO4 dan amilum sebanyak 1 kali pipet untuk masing-masing labu Erlenmeyer berisi 50 mL larutan KI

• Mulai melakukan titrasi larutan dengan tiosulfat secara perlahan-lahan. Saat titrasi dilakukan, goyangkan juga secara perlahan labu Erlenmeyer

• Titrasi dihentikan saat larutan berubah warna menjadi bening


Data

Perc

ob

aan


Pengolahan Data

O3 + 2I- + H2O I2 + O2 + 2 OH-

I2 + 2 Na2S2O3 2 NaI + Na2S4O6

maka kedua reaksi diatas akan menjadi:

O3 + H2O + 2 Na2S2O3 2 NaOH + O2 + Na2S4O6

Diketahui:

Vtotal = 200 mLVtiter = 50 mL

NNa-tio = 0,1 NNKI = 01 N

NH2SO4 = 2 NAmilum = 2%t (menit) = 5 Universitas

Indonesia

Pengolahan DataUji Produktivitas Ozonator


mmolSulfat = VNa-Tio total x Ntio x Fp

mmolO3 = ½ x mmolsulfat

mmolO3 = mgO3 / MrO3

mgO3 = mmolO3 x mgO3

Laju Ozon = mgO3 / tMaka dapat disederhanakan menjadi

Laju Ozon = ½ x (VNa-Tio x NNa-Tio x MrO3 x 60 menit x Vtotal) / (t [menit] x 1 jam x Vtiter)

atau

Pen

gola

han

Data

Uji P

rod

uktiv

itas O

zon

ato

r


Pen

gola

han

Data

Uji P

rod

uktiv

itas A

era

tor


ANALISAPENGUKURAN PRODUKTIVITAS DAN LAJU ALIR

OZONATOR

ANALISIS PERCOBAANPercobaan 1 – Membuat Rangkaian Plasmatron

Percobaan ini bertujuan untuk merangkai peralatan plasmatron yang berfungsi untuk menghasilkan zat ozon.

Alat ozonator komersial dibongkar untuk diambil komponen berikut :

3 buah plasmatron, 3 buah corona discharge dan 3 buah aerator.

Selanjutnya dilakukan pemasangan alat-alat seperti akrilik, kabel, skun serta mur dan baut untuk menghubungkan setiap komponen dalam alat yang akan dibuat. Setelah rangkaian jadi baru dihubungkan dengan listrik sebelum menyalakan alat plasmatron ini.


Percobaan 2Membuat Larutan KI

Membuat larutan KI dengan cara melarutkan KI didalam air sebanyak 1 liter.

Menutup larutan KI dengan aluminium foil setelah terlarut sempurna. Hal ini bertujuan untuk menghindari oksidasi oleh udara yang terjadi dengan katalis cahaya.


Percobaan 3Uji Produktivitas Ozon

Mengalirkan ozon akan ke labu erlenmeyer yang berisi larutan KI. Pada tahap ini terjadi reaksi oksidasi sehingga ozon berwarna kuning kecoklatan.

Menambahkan H2SO4 dan amilum ke dalam labu Erlenmeyer

o Asam sulfat ditambahkan untuk memberi suasana asam sehingga dapat meminimalisasi I2 yang terlepas ke udara.

o Amilum ditambahkan sebagai indikator warna pada larutan karena campuran I2 dan amilum akan memberikan warna

biru tua.

Melakukan titrasi larutan dengan tiosulfat sambil menggoyang labu erlenmeyer sehingga berwarna bening

o Untuk pembebasan iodium

o Mengetahui jumlah ozon yang diproduksi


ANALISIS DATA Hasil Percobaan Laju Produktivitas Ozonator

• Dari hasil data yang diambil dalam percobaan laju produktivitas dengan variable bebas yaitu jumlah plasmatron yang dipakai, dapat kita lihat bahwa adanya pengaruh dari jumlah plasmatron terhadap volume titran (Na-tiosulfat yang digunakan), ozon yang dihasilkan serta laju produktivitas ozon itu sendiri sebagai tujuan utama percobaan ini.Dapat kita lihat pada percobaan 1 yaitu dengan menggunakan 3 buah plasmatron, titer yaitu Na-tiosulfat yang digunakan lebih banyak.

• Secara teoritis, larutan yang coklat membutuhkan jumlah titer yang lebih banyak disbanding kebutuhan titer pada larutan kuning keemasan, sehingga hal ini yang memicu volume titer yang dibutuhkan pada larutan keruh/coklat lebih banyak

• Dari segi pengaruh jumlah plasmatron terhadap jumlah volume titer yang digunakan, dapat kita lihat bahwa 3 plasmatron membutuhkan titer yang lebih banyak untuk melihat ozon yang dihasilkan, begitu juga dengan 2 plasmatron yang membutuhkan volume titer yang lebih sedikit disbanding titer pada 3 plasmatron, dan juga pada perocbaan dnegan 1 plasmatron, titer yang dibutuhkan semakin sedikit/paling sedikit dibanding dengan rangkaian sebelumnya.

Cont’d

Untuk analisis pengaruh yang terakhir adalah, pengaruh jumlah plasmatron dengan laju alir produktivitas ozon yang dihasilkan (mg/jam). Dari hasil data percobaan yang diambil, yaitu titer yang dipakai(ml) untuk tiap percobaan dan tiap larutan (coklat dan kuning keemasan)

Dari data-data tersebut kita dapat mengetahui laju alir produktivitas ozon yang dihasilkan dengan menggunakan rumus :

dengan mengacu pada hasil pengolahan data, kita dapat menyimpulkan bahwa semakin banyak jumlah plasmatron yang digunakan pada rangkaian ozonator, semakin banyak juga laju alir produktivitas ozon yang dihasilkan atau laju alir produktivitas ozon berbanding lurus dengan jumlah plasmatron. Universitas

Indonesia

ANALISIS DATAHasil Percobaan Laju Alir Produktivitas Ozon Dengan Variasi Jumlah Aerator

Aerator sendiri merupakan sebuah mesin penghasil gelembung udara yang gunanya adalah menggerakkan air di dalam ozonator. Karena fungsi aerator tersebut, maka uji kali ini juga disebut dengan uji bubble.

Bahwa jumlah aerator yang digunakan dalam rangkaian juga berpengaruh layaknya jumlah plasmatron yang digunakan pada huji sebelumnya, yaitu uji dengan 3 aerator menghasilkan laju alir produktivitas ozon yang lebih banyak dengan 2 dan 1 buah aerator.

Dapat disimpulkan bahwa, semakin banyak jumlah aerator maka semakin singkat waktu yang dibutuhkan dan juga semakin meningkat laju alir produktivitas ozon yang dihasilkan pada setiap percobaannya.


ANALISIS HASIL Uji Produktifitas Ozon


KEBUTUHAN PENITER

Analisa Kurva

Semakin banyak plasmatron yang digunakan pada rangkaian semakin banyak pula peniter Na-tio yang dibutuhkan. Hal ini sesuai dengan teori dimana semakin banyak ozon yang diproduksi, maka semakin banyak KI yang tereduksi.

Semakin banyak O3 yang terbentuk maka KI akan semakin berkurang karena terikat oleh O3. Maka dari itu dibutuhkan volume peniter Na-tio untuk menitrasi dan menunjukkan keberadaan KI pada larutan yang akan di titrasi.


KEBUTUHAN PENITER

LAJU PRODUKSI OZON

KEBUTUHAN PENITER


Analisa Kurva

Penggunaan plasmatron mempengaruhi pada pemakaian CD chamber.

CD chamber ini berfungsi untuk menghasilkan ozon sehingga jumlah pemakaian CD chamber ini sangat berpengaruh dengan laju produktifitas yang dihasilkan.

Maka semakin sedikit jumlah CD chamber yang digunakan akan semakin sedikit ozon yang dihasilkan sehingga membuat rata-rata laju produktifitas semakin kecil.


ANALISA ALAT DAN BAHAN






ANALISIS KESALAHANKesalahan Paralax

Kesalahan paalax dapat terjadi pada saat proses pembuatan larutan penunjang KI. Pada saat akan mengencerkan 8,3 gram KI dengan Aquades sebanyak 500 mL dapat terjadi kesalahan dalam pembacaan volume aquades yang akan digunakan untuk pengenceran, sehingga konsentrasi KI yang digunakan untuk variasi jumlah plasmatron (1, 2, dan 3 buah plasmatron) berbeda dan tidak menghasilkan keluaran data yang akurat.

Kesalahan paraax juga dapat terjadi pada saat penambahan

5mL H2SO4, sehingga variasi hasil titrasi tidak hanya

dipengaruhi oleh variasi plasmatorn, namun juga disebabkan

ketidaksamaan konsentrasi H2 SO4 yang digunakan untuk

titrasi akibat kesalahan pembacaan volume H2 SO4

Pencegahan:

Kesalahan paralax dapat dicegah dengan disiplin mengikuti aturan pembacaan skala yang benar, yaitu mata

sejajar dengan skala Universitas Indonesia

Penutupan Labu Ukur dengan Aluminium foil yang tidak sempurna

Penutupan labu ukur dengan tidak sempurna dapat menyebabkan terjadinya udara dari lingkungan masuk ke dalam labu ukur sehingga lebih dahulu mengoksidasi larutan KI sebelum dioksidasi oleh ozon yang dihasilkan dari ozonator, hal ini dapat mengganggu hasil pengamatan dengan hasil keluaran data waktu yang tidak akurat.

Pencegahan:

Kesalahan ini dapat dicegah dengan mengencangkan penutup aluminium foil dengan karet, sehingga kebocoran dapat dihindari


Penyambungan selang keluaran ozonator dengan selang Erlenmeyer 1

Penyambungan yang tidak sempurna antara selang keluaran ozonator dan erlenmeyer 1 dapat menyebabkan kebocoran, sehingga ozon yang keluar dari ozonator tidak seluruhnya bereaksi dengan larutan KI, sehingga hasil titrasi yang didapatkan untuk mengukur volume ozon juga tidak akurat.

Pencegahan:

Kesalahan ini dapat dicegah dengan menggunakan lilin plastisin pada sambungan selang untuk mencegah terjadinya kebocoran


Kesalahan dalam melakukan titrasi

Untuk melakukan titrasi, keluaran data diambil saat titrasi menunjukkan perubahan warna menjadi bening. Saat variasi dilakukan, pengamat yang berbeda akan menghasilkan asumsi kebeningan larutan yang berbeda, sehingga data keluaran yang dihasilkan juga tidak akurat.

Pencegahan

Kesalahan ini dapat dicegah dengan cara pengamat yang melakukan pengamatan dilakukan oleh orang yang sama pada variasi plasmatron yang dilakukan


KESIMPULAN

Alat ozonator yang dijual dipasaran memiliki produktivitas 184,32 (mg/jam) bila digunakan 3 plasmatron dan 3 CD chamber, sedangkan bila plasmatron yang digunakan berjumlah 2 dengan 2 CD chamber ozon yang dihasilkan sebesar 176,64 (mg/jam), dan 112,896 (mg/jam) ozon diproduksi satu plasmatron dan satu CD chamber.

Laju alir aerator yaitu 27.33 ml/s dengan menggunakan 3 aerator, 21.2 ml/s dengan menggunakan 2 aerator, dan 17 ml/s dengan 1 aerator.

THANK YOU !FOR YOUR ATTENTION

GROUP 3PLASMA OZON

REFERENSI

• Angky Syafarudin, Novia. 2013. Produksi Ozon dengan Bahan Baku Oksigen Menggunkan Alat Ozon Generator. Palembang : Universitas Sriwijaya

• http://www.ozone-center.com/articles/Ozone%20In%20Food%20Processing.pdf

• http://www.ozonesolutions.com/info/ozone-food-processing

• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3276005/

• http://www.oxygenhealingtherapies.com/Why_Ozone_Therapy.html

• http://www.understandingozone.com/uses.asp

http://www.ozone-center.com/articles/Ozone%20In%20Food%20Processing.pdf

http://www.ozone-center.com/articles/Ozone%20In%20Food%20Processing.pdf

http://www.ozonesolutions.com/info/ozone-food-processing

http://www.ozonesolutions.com/info/ozone-food-processing

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3276005/

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3276005/

http://www.oxygenhealingtherapies.com/Why_Ozone_Therapy.html

http://www.oxygenhealingtherapies.com/Why_Ozone_Therapy.html

http://www.understandingozone.com/uses.asp

http://www.understandingozone.com/uses.asp

Engineering

Pengukuran Konduktivitas dan Laju Alir Ozonator (dengan variasi 1,2,3 ozonator)