Membran Ultrafiltrasi

Membran ultrafiltrasi adalah teknik pemisahan dengan menggunakan membran untuk menghilangkan zat terlarut dengan bobot molekul (BM) tinggi, aneka koloid, mikroba sampai padatan tersuspensi dari air lautan. Membran semipermeabel dipakai untuk memisahkan makromolekul dari larutan. Proses pemisahan menggunakan membran ultrafiltrasi biasanya digunakan di bidang industri dan penelitian untuk penjernihan air karena ukuran yang dapat diolah adalah air pekat yang mengandung makromolekul yang memiliki berat atom sekitar 103-106 Da (1 Da = 0,000714 gram). Pengolahan menggunakan ultrafiltrasi pada umumnya menggunakan membran berukuran 0.001 mikron – 0.01 mikron. Dalam teknologi pemurnian air, membran ultrafiltrasi dengan BM membran 1000-20000 lazim untuk penghilangan pirogen, sedangkan BM membran 80000-100000 untuk penghilangan koloid. Pirogen dengan BM 10000-20000 terkadang dapat dipisahkan dengan membran 80000 karena adanya membran dinamis. Tekanan sistem ultrafiltrasi biasanya rendah 10-100 psi (70-700 kPa) maka dapat menggunakan pompa sentrifugal biasa. Membran UF sehubungan dengan pemurnian air dipergunakan untuk menghilangkan koloid (penyebab fouling), mikroba, pirogen, dan partikel modul higienis.
Membran ultrafiltrasi dibuat dengan mencetak membran selulosa asetat (SA) sebagai lembaran tipis. Membran selulosa asetat mempunyai sifat pemisahan namun sayangnya dapat dirusak oleh bakteri dan zat kimia serta rentan terhadap pH. Adapula membran dari polimer polisulfon, akrilik, polikarbonat, PVC, poliamida, poliviniliden fluorida, kopolimer AN-VC, poliasetal, poliakrilat, kompleks polielektrolit, dan PVA ikat silang. Selain itu, membran dapat dibuat dari keramik, aluminium oksida, zirkonium oksida, dsb.
Membran ultrafiltrasi berfungsi sebagai saringan molekul. Ultrafiltrasi memisahkan molekul terlarut berdasarkan ukuran dengan melewatkan larutan tersebut pada filter. Ultrafiltrasi merupakan membran permeabel kasar, tipis, dan selektif yang mampu menahan makromolekul seperti koloid, mikroorganisme, dan pirogen. Molekul yang lebih kecil seperti pelarut dan kontaminan terionisasi dapat melewati membran UF sebagai filtrat. Keuntungan ultrafiltrasi secara efektif mampu menghilangkan sebagian besar partikel, pirogen, mikroorganisme, dan koloid dengan ukuran tertentu. Selain itu, mampu menghasilkan air kualitas tinggi dengan hanya sedikit energi. Berikut proses filtrasi pada proses ultrafiltrasi.
Proses membran Ultrafiltrasi (UF) merupakan upaya pemisahan dengan membran yang menggunakan gaya dorong beda tekanan yang sangat dipengaruhi oleh ukuran dan distribusi pori membran (Malleviale, 1996). Proses pemisahan terjadi pada partikel-partikel dalam rentang ukuran koloid. Membran ini beroperasi pada tekanan antara 1-5 bar dan batasan permeabilitasnya adalah 10-50 l/m2.jam.bar.
Terapan teknologi membrane ultrafiltrasi adalah untuk dapat menghasilkan air bersih dengan syarat kualitas air minum, untuk mengolah air gambut dan limbah emulsi minyak, untuk proses pengolahan minuman isotonic air kelapa. Berikut ini akan dijelaskan mengenai aplikasi membrane ultrafiltrasi untuk pengolahan air waduk Saguling dan pengolahan minuman isotonic air kelapa.Membran ultrafiltrasi yang digunakan adalah membran selulosa asetat yang dibuat sendiri dengan komposisi selulosa asetat 11% (CA-11), 13% (CA-13), 15% (CA-15). Membran ini dibuat dari selulosa asetat, aseton, formamide, dan aquades (Rautenbach, 1989). Membran dibuat dengan teknik inversi fasa dan presipitasi pencelupan yang menggunakan aquades sebagai precipitation agent. Membran yang telah dibuat, penyimpanannya harus tetap terjaga dalam kondisi basah. Cara penyimpanannya adalah dengan dimasukkan ke dalam plastik tertutup yang berisi aquades atau formalin.
Jenis membran ini bersifat hidrofilik sehingga mudah menyerap air. Selain itu, juga memiliki selektifitas yang tinggi karena membrannya rapat, dan fluks permeatnya tinggi karena berukuran sangat tipis.
Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi fluks pada proses pengolahan air, antara lain komposisi membran, tekanan, ukuran pori, dan pencucian membran. Komposisi membran CA yang tinggi akan menghasilkan volume yang rendah, berbanding lurus dengan fluks. Tekanan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan deformasi atau pelebaran pori membran yang mengakibatkan peningkatan permeabilitas membran. Tekanan juga menurunkan tingkat rejeksi zat organik dan kekeruhan. Hal ini juga disebabkan oleh adanya deformasi pada membran akibat tekanan yang mengakibatkan ukuran pori melebar.
Ukuran pori juga memegang peranan penting dalam penyisihan zat organik dan permeat. Contohnya pada membran CA-15. Kemampuan rejeksi zat organik mencapai 80-90%. Hal ini disebabkan pori yang terbentuk dari komposisi selulosa tinggi adalah rapat/kecil. Akibatnya, hanya partikel yang lebih kecil dari pori yang dapa melewati membran.
Pencucian membran juga berpengaruh pada fluks. Pencucian meningkatkan fluks, tetapi fluks yang diperoleh tidak sebesar waktu awal proses pencucian. Hal ini disebabkan karena proses pencucian tidak akan dapat membersihkan partikel-partikel yang tertangkap oleh pori membran. Pencucian membran akan membantu meningkatkan kenaikan fluks karena partikel-partikel yang mengotori permukaan membran dapat dibersihkan dengan pencucian.
Dari hasil penelitian air baku waduk Saguling setelah operasi membran dengan metode dead-end dapat disimpulkan bahwa membran ultrafiltrasi memiliki prospek yang sangat baik untuk digunakan sebagai unit pengolahan air minum (Notodarmojo, 2004).
Membran ultrafiltrasi juga dapat digunakan dalam proses pengolahan minuman isotonik air kelapa. Dalam pengolahan ini dapat digunakan teknologi membrane, yaitu Ultrafiltration Package Plant. Prinsip dari teknologi ultrafiltrasi yang diterapkan dalam pemrosesan air kelapa ini adalah sebagai proses sterilisasi dingin. Hal ini dilakukan karena sifat air kelapa yang sangat sensitive terhadap panas, sehingga teknologi pengawetan yang biasa dilakukan seperti pasteurisasi tidak efektif karena akan membuat cita rasa air kelapa berubah.
Sebelum memulai proses, membrane ultrafiltrasi perlu dibersihkan dari kotoran yang mungkin menempel. Air kelapa yang sudah dibuka tempurungnya segera dimasukkan ke dalam membrane dengan sebelumnya ditambahkan gula, asam askorbat dan mineral tambahan. Setelah melewati membrane, air kelapa bisa langsung dikemas ke dalam botol kaca yang sebelumnya telah disterilisasi. Proses ini sangat sederhana dimana filtrasi dan pemurnian dilakukan tanpa bantuan bahan kimia sehingga dapat menekan biaya.
Membran ultrafiltrasi mampu menahan berbagai bahan pengotor dan mikroorganisme dengan ukuran yang lebih besar dengan ukuran pori membrane. Hasil ini ditunjukkan dengan peningkatan kejernihan air kelapa. Hasil penelitian yang telah dilakukan oleh tim peneliti dari BB-Pascapanen memperlihatkan bahwa air kelapa yang diproses dengan membrane ultrafiltrasi (ukuran pori 0,5-2 nm) memperlihatkan bahwa kandungan kalium dan natrium masih sangat tinggi dan total mikroba > 22 (Sinartani, 2006).
Selain kedua aplikasi tersebut, film tipis Nata de Coco juga dapat digunakan sebagai membrane ultrafiltrasi. Pembuatan film nata de coco diawali dengan mencampurkan air kelapa dan gula, kemudian ditambah starter setelah melalui pendinginan pada suhu kamar. Setelah difermentasi selam 7 hari akan terbentuk gel pada permukaan media cairnya, yaitu pellicle. Pada proses pemurnian dilakukan pencucian dengan air dan perendaman dalam NaOH 2% untuk menghilangkan komponen-komponen non-selulosa dan sisa bakteri. Film nata de coco yang dihasilkan memiliki berat jenis yang tinggi dan derajat penggembungannya rendah. Hal ini menunjukkan bahwa membrane mempunyai struktur yang rapat, sehingga proses difusi air ke dalam film nata de coco lebih sulit.
Kinerja membrane dapat diketahui dengan cara melakukan uji kompaksi. Uji ini bertujuan untuk memperoleh harga fluks air yang konstan pada tekanan operasional. Hasil uji menunjukkan bahwa terjadi penurunan fluks sampai menit keduapuluh, dan selanjutnya nilai fluks relative konstan. Penrunan fluks air terjadi karena adanya deformasi mekanik pada matriks membrane akibat tekanan yang diberikan. Pada proses deformasi terjadi pemadatan pori film sehingga nilai fluks turun. Studi kompaksi paling banyak dipakai untuk membrane reverse osmosis (RO) karena tekanannya tinggi (Piluharto).


Referensi:
Mallaviale, Joel, (1996), Water Treatment Membran Processes, AWWA, Lyonnaise des Eaux, Water Research Commission of South Africa, Mc Graw Hill, New York
Mulder M., (1996), Basic Principles of Membrane Technology, Kluwer Academic Publisher, Netherland.
Notodarmojo, Suprihanto, (2004), Penurunan Zat Organik dan Kekeruhan Menggunakan Teknologi Membran Ultrafiltrasi dengan Sistem Aliran Dead-End, ITB, Bandung
Piluharto, Bambang, Kajian Sifat Fisik Film Tipis Nata de Coco Sebagai Membran Ultrafiltrasi, Jurusan Kimia FMIPA Universitas Jember
Rautenbach R & Albert R., (1989), Membrane Process, John Willey & Sons Ltd, New York. read more...

Pembelajaran berharga bagi bangsa yang baru tumbuh

sungguh menjadi pembelajaran yang tak ternilai harganya untuk bangsa ini ketika ada kasus antara KPK dan pihak lain yang ingin menjatuhkan fungsi kpk demi kepentingan beberapa orang saja posting yang saya tulis ini adalah pendapat dan gambaran yang saya tangkap dari kasus cicak melawan buaya dan tidak ada maksud apa.Hanya berharap semua orang akan mengambil hikmah dari apa yang terjadi ini. nilai positif pertama yang bisa diambil adalah indonesia merupakan negara yang menganut demokrasi pancasila, kekuasaan bukan lah suatu hal tertinggi yang tidak bisa diganggu gugat lagi.siapa pun yang berdiri dibumi indonesia ini bisa mengungkapkan pa yang mereka rasakan dan apa yang mereka inginkan,namun tetap memegang norma2 dan kesopanan yang sangat kita junjung dan merupakan warisan budaya nenek moyang bangsa kita yang harus dipertahankan.kpk melawan polri,walaupun kpk tidak sebanding dengan polri,namun ketika menegakkan sebuah amanah dan demi tegaknya keadilan,siapa yang ada di depan kita adalah dan sama kedudukannya di dalam hukum sesuai undang2 yang kita anut. tidak seorang pun dengan jabatan apa pun untuk melanggar undang2, saya adalah orang yang sangat mengagumi bapak presiden kita susilo bambang yudhoyono, namun kali ini saya kecewa dengan terbitnya perpu yang dirasa sebagian orang yang ahli di dalam hukum itu adalah salah. ketika ada debat di salah satu tv swasta, salah seorang yang mendukung terbitnya perpu mengatakan tidak apa2 melanggar hukum asal untuk kebaikan bangsa, ok saya terima untuk kebaikan bangsa tapi bukan berarti menghalalkan segala cara, kita hidup di negara hukum, segala tingkah laku kita diatur oleh hukum. hukum dibuat untuk ditaati dan dipatuhi bukan dilanggar. Pelajaran yang kedua adalah bagaimana kita bisa mengakui kesalahan yang kita perbuat.Jujur memang harga mahal yang harus kita bayar untuk membangun bangsa in, namun sesunggunya mudah melakukannya jika kita memiliki kebesaran hati demi kepentingan bangsa ini. Saya tidak tahu siapa yang berbohong di dalam kasus ini, tapi aku meyakini bahwa pasti ada salah satu pihak yang berbohong untuk kepentingan beberapa orang dan menjatuhkan orang lain. Hanya Allah SWT yang tahu dan kelak mereka yang berbohong akan dimintai pertanggung jawabannya di atas. Semoga bangsa ini semakin besar semakin dewasa untuk menghadapi permasalahan bangsa ini, karena apa yang dialami bangsa ini bukanlah masalah sepele, dan harus diselesaikan dengan bijak tanpa mementingkan kepentingan pribadi. read more...

Menangis...

Haruskah stiap orang menangis ketika menghadapi setiap permasahan yang seharusnya bisa mereka selesaikan namun terasa berat untuk menyelesaikan permasalahan itu.
Sesungguhnya semakin banyak permasalah dan tantangan pada diri kita, semakin banyak suatu pekerjaan yang dapat kita selesaikan. Dengan kata laen tantangan akan sebnading dengan hasil. maka ketika menghadapi suatu masalah, selesaikan dengan pikiran dingin dengan berbagai pertimbangan yang selanjutnya dapat kita gunakan untuk mengambil keputusan yang tepat. Ketika suatu permasaakhan tidak dapat anda selesaikan sendiri maka anda membutuhkan sebuah partner yang mengerti dan bener2 mengerti bagaimana cara anda berpikir dan bagaimana keadaan anda dalammenghadapi masalah tersebut. Dan siapa orang yang anda mintai pertolongan hanya anda lah yang tahu. Apa arti sebuah pertemanan atau persahabatan ketika kita ragyu untuk meminta tolong, tiada artinya lahigi ketika ada teman kesulitan kita tidak mampu membantu.Sama saja denagn orang2 di pinggir jalan yang tudak mengetahui apap2 yang anda rasakan dan mereka tidak dapat melakukan apa2, karena anda bukanlah bagian dari mereka. Itlah perbedaan teman dengan yang lain. read more...