Analisis Kinerja Pembangkit Gelembung Mikro dan Nano Tipe Pressurized Dissolution untuk Mengidentifikasi Potensi Penggunaannya di Bidang Pertanian

Yuniar Fauziyah; Muhammad Achirul Nanda; Asep Yusuf

doi:10.47687/snppvp.v4i1.690

Yuniar Fauziyah Universitas Padjadjaran
Muhammad Achirul Nanda Universitas Padjadjaran
Asep Yusuf Universitas Padjadjaran

DOI: https://doi.org/10.47687/snppvp.v4i1.690

Keywords: Agroteknologi, Gelembung, Pembangkit, Pressurized dissolution, Uji kinerja

Abstract

Gelembung gelembung mikro dan nano memiliki karakteristik unik seperti luas permukaan yang besar karena diameternya yang sangat kecil dan laju kenaikan yang lambat yang berguna untuk meningkatkan efisiensi perpindahan massa dalam berbagai operasi pemrosesan. Pembangkit gelembung mikro dan nano tipe pressurized dissolution merupakan salah satu teknologi gelembung yang bekerja berdasarkan hukum Henry yang menghasilkan gelembung berkonsentrasi tinggi dan kenampakan emulsi seperti susu. Tujuan penelitian ini adalah meningkatkan efisiensi dan efektifitas pembangkit untuk diaplikasikan di bidang pertanian. Sistem pembangkit gelembung tipe pressurized dissolution meliputi pompa serta mesin reverse osmosis (RO) yang digunakan untuk memurnikan bahan berupa air. Kinerja pembangkit gelembung diuji berdasarkan pengaruh variasi laju aliran air dan tekanan pada tangki disolusi terhadap ukuran dan laju kenaikan gelembung dan kadar oksigen terlarut pada larutan. Metode Particle Image Velocimetry (PIV) digunakan sebagai alat ukur karakteristik gelembung. Hasil percobaan menunjukkan kemampuan mesin RO dalam memurnikan air hingga nilai total dissolved solids (TDS) mencapai 9 ppm. Gelembung mikro dengan ukuran dan distribusi terbaik dihasilkan pada laju aliran air 30 L/menit dengan tekanan 5 bar, yaitu berkisar 5 – 40 µm. Laju kenaikan gelembung yaitu sebesar 0,015 – 0,968 mm/s. Berdasarkan karakteristik gelembung tersebut, sistem pembangkit gelembung dapat dimanfaatkan di bidang pertanian secara luas.

References

Etchepare, R., Oliveira, H., Azevedo, A., & Rubio, J. (2017). Separation of emulsified crude oil in saline water by dissolved air flotation with micro and nanobubbles. Separation and Purification Technology, 186, 326–332.

Foudas, A. W., Kosheleva, R. I., Favvas, E. P., Kostoglou, M., Mitropoulos, A. C., & Kyzas, G. Z. (2023). Fundamentals and applications of nanobubbles: A review. Chemical Engineering Research and Design, 189, 64–86.

Han, G., Chen, S., Su, S., Huang, Y., Liu, B., & Sun, H. (2022). A review and perspective on micro and nanobubbles: What They Are and Why They Matter. Minerals Engineering, 189, 107906.

Hidayat, G. W. (2019). Peran Petani Transmigran dalam Percepatan Diseminasi Inovasi Teknologi Pertanian di Papua. Jurnal Triton, 10(1), 75-89.

Hu, L., & Xia, Z. (2018). Application of ozone micro-nano-bubbles to groundwater remediation. Journal of Hazardous Materials, 342, 446–453.

Jeon, S.-Y., Yoon, J.-Y., & Jang, C.-M. (2018). Bubble Size and Bubble Concentration of a Microbubble Pump with Respect to Operating Conditions. Energies, 11(7).

Liew, K. C. S., Rasdi, A., Budhijanto, W., Yusoff, M. H. M., Bilad, M. R., Shamsuddin, N., Md Nordin, N. A. H., & Putra, Z. A. (2020). Porous Venturi-Orifice Microbubble Generator for Oxygen Dissolution in Water. Processes, 8(10).

Maeda, Y., Hosokawa, S., Taya, C., Tomiyama, A., Yamaguchi, S., & Ito, Y. (2010). Diameter and Number Density of Microbubbles Generated by a Pressurized Dissolution Method (in Japanese). Japanese Journal of Multiphase Flow, 24(4), 462–469.

Patel, A. K., Singhania, R. R., Chen, C.-W., Tseng, Y.-S., Kuo, C.-H., Wu, C.-H., & Dong, C. D. (2021). Advances in micro- and nano bubbles technology for application in biochemical processes. Environmental Technology & Innovation, 23, 101729.

Salim, T. I., Juliastuti, E., & Nadhira, V. (2021). Pengembanagan Karakterisasi Gelembung Mikro Menggunakan Metode PIV beserta Pemantauan dengan IoT. Jurnal RESTI (Rekayasa Sistem Dan Teknologi Informasi, 5(5), 950–957.

Shen, W., Mukherjee, D., Koirala, N., Hu, G., Lee, K., Zhao, M., & Li, J. (2022). Microbubble and nanobubble-based gas flotation for oily wastewater treatment: A review. Environmental Reviews, 30(3), 359–379.

Swart, B., Zhao, Y., Khaku, M., Che, E., Maltby, R., Chew, Y. M. J., & Wenk, J. (2020). In situ characterisation of size distribution and rise velocity of microbubbles by high-speed photography. Chemical Engineering Science, 225, 115836.

Tanaka, S., Kastens, S., Fujioka, S., Schlüter, M., & Terasaka, K. (2020). Mass transfer from freely rising microbubbles in aqueous solutions of surfactant or salt. Chemical Engineering Journal, 387, 121246.

Tsuge, H. (2014). Micro- and Nanobubbles: Fundamentals and Applications (1st ed.). Jenny Stanford Publishing.

Wang, Y., Thanyamanta, W., Bulger, C., & Bose, N. (2022). Experimental study to make gas bubbles as proxies for oil droplets to test AUV detection of oil plumes. Applied Ocean Research, 121, 103080.

Zhang, M., Qiu, L., & Liu, G. (2020). Basic characteristics and application of micro-nano bubbles in water treatment. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 510(4), 042050.

Zhou, L., Wang, S., Zhang, L., & Hu, J. (2021). Generation and stability of bulk nanobubbles: A review and perspective. Current Opinion in Colloid & Interface Science, 53, 101439.

Zhou, S., Liu, M., Chen, B., Sun, L., & Lu, H. (2022). Microbubble- and nanobubble-aeration for upgrading conventional activated sludge process: A review. Bioresource Technology, 362, 127826.