STUDI KARAKTERISTIK MICROBUBBLE YANG DIBANGKITKAN OLEH MICROBUBBLE GENERATOR TIPE VENTURI BERDASARKAN VARIASI DEBIT ALIRAN AIR DAN UDARA

Fransiskus Febrian Manurung, Prof. Dr. Eng. Ir. Deendarlianto, S.T., M.Eng.

2025 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Ketersediaan air bersih menjadi tantangan besar di banyak negara, baik untuk konsumsi manusia maupun sektor pertanian dan industry. Masalah ini diperburuk oleh peningkatan populasi, urbanisasi, dan polusi, yang mengakibatkan penurunan kualitas air, termasuk rendahnya kadar oksigen terlarut (DO) dalam air. Dalam upaya meningkatkan kualitas air, dapat digunakan teknologi microbubble generator.  Microbubble Generator adalah teknologi yang menghasilkan gelembung- gelembung mikro yang dapat meningkatkan kualitas air dengan peningkatan kadar oksigen terlarut dalam air.

Pada penelitan ini digunakan microbubble generator tipe venturi dengan penambahan baffle berjumlah tiga dan sudut 60 derajat. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh debit air dan udara terhadap karakteristik microbubble yang dibangkitkan oleh microbubble generator tipe venturi. Karakteristik microbubble yang diungkap mencakup karakteristik kecepatan microbubble, profil kecepatan aliran microbubble berdasarkan jarak tertentu, streamline, dan nilai kadar oksigen terlarut (DO) yang dihasilkan. Penelitian dilakukan dengan memvariasikan debit air dalam rentang 30-60 lpm dan debit udara 0,1-0,7 lpm. Pengambilan data gambar dilakukan dengan high speed video camera yang kemudian data diolah dengan metode image processing, selain itu digunakan juga GUI based particle image velocimetry (PIV) software untuk mendapatkan profil kecepatan aliran dan streamline dari microbubble. Disamping itu untuk mendapatkan data kadar oksigen terlarut (DO) digunakan alat DO meter.

Hasil penelitan mengungkapkan bahwa peningkatan debit air secara umum menyebabkan microbubble dapat mencapai area yang lebih jauh dari outlet dengan kecepatan yang lebih tinggi. Hal ini memicu pergerakan microbubble yang masif dan menghasilkan profil streamline lebih rapat ke kanan. Sementara itu, variasi debit udara tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap karakter pergerakan microbubble. Pengujian kadar oksigen terlarut (DO) menunjukkan bahwa debit air yang lebih besar meningkatkan nilai DO, sementara peningkatan debit udara justru menurunkan nilai DO.

The availability of clean water has become a major challenge in many countries, both for human consumption and the agricultural and industrial sectors. This issue is exacerbated by population growth, urbanization, and pollution, leading to a decline in water quality, including low dissolved oxygen (DO) levels. To improve water quality, microbubble generator technology can be utilized. A microbubble generator is a technology that produces micro-sized bubbles, which enhance water quality by increasing dissolved oxygen levels in water.

In this study, a Venturi-type microbubble generator equipped with three baffles at a 60-degree angle was used. The research aims to examine the influence of water and air flow rates on the characteristics of microbubbles generated by the Venturi-type microbubble generator. The characteristics investigated include microbubble velocity, microbubble flow velocity profiles at specific distances, streamline patterns, and dissolved oxygen (DO) levels. The study varied water flow rates between 30–60 lpm and air flow rates between 0.1–0.7 lpm. High-speed video cameras were employed for image capture, with the data processed using image processing methods. Additionally, GUI-based particle image velocimetry (PIV) software was utilized to obtain flow velocity profiles and streamline patterns, while a DO meter was used to measure dissolved oxygen levels.

The findings reveal that increasing the water flow rate generally enables microbubbles to reach further areas from the outlet at higher velocities. This induces more dynamic microbubble movements and results in denser streamline patterns on the right. Meanwhile, variations in air flow rate showed no significant impact on microbubble movement characteristics. Dissolved oxygen (DO) testing demonstrated that higher water flow rates increased DO values, whereas higher air flow rates decreased DO values.

Kata Kunci : Microbubble Generator, debit air, debit udara, kadar oksigen terlarut (DO), image processing