resume jurnal nasional dan skripsi tentang membran
TRANSCRIPT
RESUME JURNAL NASIONAL DAN SKRIPSI UNDIP
TENTANG PEMISAHAN DAN MEMBRAN
Diajukan untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Teknik Penelitian Analitik yang Diampu oleh Khabibi, M.Si.
DISUSUN OLEH :
Cahya Perwiratami NIM. 24030110120030
Dahlia Nurmalasari P. NIM. 24030110141021
Zasrie Puti Oktaviani NIM. 24030110141009
Selfina Riska Ardila NIM. 24030110120048
Muhammad Ilham NIM. 24030111150009
JURUSAN KIMIAFAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA
UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG2013
Pemisahan dengan membran, walaupun belum banyak diaplikasikan dalam skala
komersial, dianggap potensial untuk dikembangkan karena konsumsi energinya yang rendah
dan limbah yang dihasilkan minimum. Prinsip operasi pemisahan dengan membran adalah
memisahkan satu atau lebih komponen dari suatu aliran fluida. Secara umum proses ini
digunakan untuk memisahkan makromolekul, substansi biologi, komponen yang tidak
terlarut (suspensi dan koloid) serta partikel lain yang tidak dikehendaki dalam suatu cairan.
Parameter utama yang digunakan dalam penilaian kinerja membran filtrasi adalah fluks dan
rejeksi. (Osada dan Nakagawa,1992).
Kinerja membran dapat menurun dengan semakin panjang waktu filtrasi yang
ditunjukkan dengan penurunan fluks. Penurunan fluks dapat disebabkan oleh beberapa faktor
antara lain polarisasi konsentrasi, adsorbsi, pembentukan lapisan gel dan penyumbatan pada
membran yang disebut fouling (Mulder, 1991). Fouling dapat diatasi dengan pencucian
hidrolik yang dikenal dengan backpulsing atau backflushing. Metode ini pada prinsipnya
membalikkan aliran permeat melalui membran dalam periode waktu yang sangat pendek dan
frekuensi yang tinggi untuk mengangkat atau mengeluarkan partikel-partikel pengotor dari
permukaan atau pori membran (Mores et al., 1999; Sondhi dan Bhave, 2001). Backflushing
efektif dalam mengurangi fouling dan dapat menjaga fluks tetap tinggi. Selain itu,
backflushing dapat mengembalikan fluks seperti semula hingga 97,5% (Sondhi dan Bhave,
2001). Teknologi pemisahan dengan membran memiliki banyak keunggulan yang tidak
dimiliki oleh metode-metode pemisahan lainnya. Keunggulan teknologi pemisahan dengan
membran yaitu sederhana, tidak membutuhkan zat kimia tambahan, dan juga kebutuhan
energinya sangat minimum.
Penelitian mengenai pemisahan dengan membran sudah banyak dilakukan. Berikut
adalah penelitian-penelitian dari jurnal Nasional dan skripsi Undip mengenai pemisahan
membran:
NO. PENGARANG, JUDUL HASIL
1. Kusomo, A.B., dan Ardiansyah,
2013, Karakteristik Penurunan
Fluks Pada Filtrasi Larutan
Humic Acid dengan Membran
Mikrofiltrasi, Jurnal Teknologi
Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2,
Tahun 2013, Halaman 267-274,
Air permukaan mengandung berbagai
macam zat kimia salah satunya adalah Humic
Acid (HA) yang merupakan salah satu penyebab
fouling pada membran dan bersifat karsinogenik
pada manusia. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui karekteristik penurunan fluks pada
filtrasi HA dengan menggunakan membran
UNDIP, Semarang.No. 10 ,2010 mikrofiltrasi. Analisa dilakukan dnegan
pengukuran fluks dan absorbansi larutan dengan
menggunakan spektrofotometer.
Hasil yang diperoleh pada penelitian ini
adalah semakin tinggi konsentrasi HA maka
penurunan fluksnya akan semakin cepat dengan
J/Jw HA 5 ppm pada menit ke-120 mencapai
angka 0,49 dan J/Jw HA 5 ppm pada angka 0,25.
Penambahan ion CaSO4 memperlambat
penurunan fluks, dimana HA 25 ppm+CaSO4
merupakan campuran yang paling lambat
mengalami penurunan fluks yaitu pada angka
0,51. Untuk perbandingan penurunan fluks
berdasarkan tekanan, semakin tinggi tekanan
maka penurunan fluks akan semakin cepat.
Sedangkan untuk perbandingan penurunan fluks
berdasarkan pH, penurunan fluks akan semakin
kecil seiring dengan peningkatan pH. Pada
penambahan injeksi ozon, terlihat bahwa
penambahan ozon tidak memberikan perubahan
signifikan terhadap penurunan fluks.
2. Dewi, C.K., dan Maria W., 2013,
Potensi Membran Mikrofiltrasi
dan Ultrafiltrasi untuk
Pengolahan Limbah Cair
Berminyak, Jurnal Teknologi
Kimia dan Industri, Vol. 2, No. 2,
Tahun 2013, Halaman 295-307,
UNDIP, Semarang.
Teknologi yang sering diterapkan untuk
pemurnian air maupun pengolahan limbah adalah
dengan menggunakan membran mikrofiltrasi dan
ultrafiltrasi. Dalam penelitian ini dilakukan
pengolahan model limbah berminyak
menggunakan membran mikrofiltrasi dan
ultrafiltrasi.
Dari penelitian ini dapat diketahui
karakteristik limbah cair berminyak, perubahan
laju air permeat pada berbagai TMP, jenis,
konsentrasi dan turbiditas (NTU) dalam permeat.
Pada variasi TMP menunjukkan dengan
meninggkatnya TMP maka terjadi peningkatan
fluks permeat. Pada variasi jenis minyak
menunjukkan bahwa vegetable oil mempunyai
fluks yang lebih besar dibandingkan diesel oil
dan cutting oil. Sedangkan pada variasi
konsentrasi, semakin tinggi konsentrasi maka
fluks yang diperoleh hampir sama bahkan
semakin kecil.
Berdasarkan hasil penelitian dapat
dinyatakan bahwa fluks permeat yang konstan
sangat tergantung pada TMP dan fluks konstan
meningkat dengan naiknya TMP. Akan tetapi,
TMP yang tinggi menyebabkan poreclogging
atau polarisasi konsentrasi. Operasi membran
Mikrofiltrasi (MF) dan Utrafiltrasi (UF) juga
dapat efektif menurunkan kadar COD dalam
umpan model limbah cair berminyak. Teknologi
membrane MF dan UF mempunyai prospek yang
baik untuk digunakan sebagai unit pengolahan
limbah cair berminyak terlebih pada operasi
membran ultrafiltrasi karena kemampuan untuk
merejeksi COD dan surfaktan cukup tinggi.
3. Imam S., Buchari, Muhammad
B.A., dan Aminudin S., 2007,
Ekstraksi dan Pemisahan
Penisilin G dari Fenilasetat
dengan Teknik Membran Cair
Emulsi, Jurnal Matematika dan
Sains, Vol.12, No.3, ITB,
Bandung.
Pemisahan dan pemurnian penisilin G dari
asam fenilasetat (PAA) sangat sulit dilakukan
karena kedua senyawa inibersifat asam lemah
dan kedua molekul senyawa tersebut dapat
berubah dari satu ke lain akibat perrubahan pH
larutan. Penelitian ini bertujuan untuk
menentukan kondisi optimum ekstraksi dan
pemindahan penisilin G dari fenilasetat.
Kondisi optimum dicapai bila perbandingan
volume fasa internal (Vi) terhadap volume fasa
membran (Vm) 1:1; waktu pengadukan
pembuatan emulsi 1 menit; kecepatan kontak,
300 rpm; waktu kontak, 15 menit; kecepatan
pengadukan pembuatan emulsi 2000 rpm; waktu
pendiaman emulsi 13 menit; konsentrasi larutan
penisilin G dalam fasa eksternal 375 ppm; dan
konsentrasi Span 80, 5 %. Pada kondisi ini
penisilin G telah dapat diekstraksi dan dipisahkan
dari fenilasetat dengan faktor daya pisah 19,38
dalam waktu kontak 15 menit. Dengan demikian
cara ekstraksi membran cair emulsi dapat
digunakan sebagai cara yang cukup efektif untuk
memisahkan penisilin G dari fenilasetat.
4. Djunaidi, M, C,. dan Haris, A,
2003, Pemisahan Logam Berat
Menggunakan Membran Cair
Berpendukung dengan Variabel
Konsentrasi Ion Logam dan pH
Fasa Umpan, JSKA. Vol. VI. No.
2., UNDIP, Semarang.
Pemisahan selektif ion-ion logam berat dan
toksik dari larutan limbah. Dengan meningkatnya
kebutuhan logam berat sebagai material utama
dalam proses produksi, maka perlu
dikembangkan metoda pemisahan dengan kinerja
tinggi dan ekonomis, maka teknik pemisahan
yang sedang dikembangkan adalah pemisahan
dengan teknik membran cair yang didasarkan
pada trans-por ion logam melalui membran cair
yang mengandung senyawa pembawa yang
mobil. Pada penelitian ini dilakukan pemisahan
selektif ion logam Ag, Pb, Cu, Zn, Ni, Fe dengan
teknik SLM menggunakan pembawa D2EHPA.
Pembawa tersebut digunakan karena kestabilan
yang tinggi dan selek-tivitasnya terhadap logam-
logam serta kelarutan yang sangat rendah dalam
fasa air.
Dari penelitian ini dapat diketahui Pada
transpor yang dibantu oleh pembawa penukar
kation (D2EHPA) peranan pH sangat penting,
karena dalam sistem ion tanding, ion hidrogen
pada fasa penerima akan berperan sebagai
pengganti ion logam, berikatan dengan senyawa
pembawa kemudian dilepaskan ke fasa umpan
sebagai pengganti ion logam berat. Semakin
kecil konsentrasi logam berat di fasa umpan,
transpor yang terjadi semakin besar. Hal ini
berhubungan dengan kapa-sitas membran. Bila
konsentrasi bertambah, kapasitas membran
menampung kompleks logam berat-pembawa
berkurang, akibatnya persen transpor logam berat
berkurang. Kecepatan transpor logam berat
sangat dipengaruhi oleh konsentrasi logam-
logam berat di fasa umpan. Semakin besar
konsentrasi logam berat di fasa umpan, maka
antarmuka fasa umpan-membran akan jenuh oleh
kompleks ini menjadi rendah karena besarnya
ukuran.
Berdasarkan hasil penelitian dapat
dinyatakan Besarnya transpor logam berat sangat
dipengaruhi oleh konsentrasi ion logam fasa
umpan, pH umpan dan adanya kompetisi antar
ion atau selektivitas. Selektivitas D2EHPA
terhadap logam berat yang terdiri dari Ag, Cu,
Ni, Pb dan Zn adalah Zn>Ag>Cu>Pb>Ni.
5. Pembuatan dan Karakterisasi
Support Layer untuk membran
pervaporasi, Jurnal Teknologi
Kimia dan Industri, Vol. 1, No. 1,
Tahun 2012, Halaman 222-228
Pemilihan jenis membran memiliki peran
penting dalam proses pervaporasi berdasarkan
kelebihan dan kekurangan membran untuk
dipakai pada proses pemisahan. Pada proses
pemisahan dengan konsentrasi air rendah dan
membutuhkan kondisi pemisahan yang khusus,
membran anorganik merupakan pilihan yang
tepat. Penelitian ini secara khusus bertujuan
untuk menentukan komposisi preparasi support
yang optimal untuk pembuatan membran zeolit.
Hasil penelitian menunjukan support
membran dengan perbandingan komposisi
alumina : kaolin = 56%wt : 34%wt memiliki
kekuatan yang paling tinggi yaitu 46,65 N/mm2
dan 30,24 N/mm2 bila dibandingkan dengan
perbandingan komposisi alumina : kaolin =
45%wt : 45%wt dan 34%wt : 56%wt. Kemudian
dilakukan studi deposisi zeolit pada lapisan
support. Berdasarkan hasil identifikasi fase yang
terbentuk dengan menggunakan XRD didapat
fase mullite (Al6Si2O13,Aluminium silicate)
sebagai fase dominan yang terbentuk dengan
ukuran kristal yaitu 3,16-7,25 nm. Berdasarkan
hasil analisa menggunakan SEM didapat
permukaan support yang telah terdeposisi
menjadi lebih rapat, namun kristal zeolit yang
terbentuk belum membentuk ikatan antar
zeolitnya.
6. Aryanti P.R., Rum H., dan
Gunawan, Pengaruh komposisi
Poly Ethylene Glycol (PEG)
dalam sintesis membran padat
silika dari sekam padi dan
aplikasinya untuk dekolorisasi
limbah cair batik, Kimia
Analitik, Jurusan Kimia, Fakultas
MIPA,UNDIP,Semarang.
Limbah perlu pengolahan sebelum dibuang
ke sungai karena dapat mencemari lingkungan.
Lingkungan mempunyai kemampuan yang
terbatas untuk mendegradasi zat warna. Oleh
karena itu, pembuatan membran padat silika
untuk dekolorisasi air limbah batik. Merupakan
suatu metode baru yang mudah dan efektif.
Untuk membuat membran padat silika digunakan
bahan pendukung yaitu campuran poly vinil
alcohol (PVA) dan poly ethylene glycol (PEG)
dimana PEG tersebut telah divariasi. PEG yang
divariasi yaitu dari 0,15; 0,2; 0,25; 0,3 g.
Morfologi dan ukuran pori membran diamati
menggunakan scanning electron microscope
(SEM). Proses dekolorisasi, dilakukan dengan
dua tahap yaitu tanpa perendaman membran
dalam membran dalam larutan Mn(OH)2 dan
dengan perendaman membran dalam larutan
Mn(OH)2. Hasil dekolorisasi dianalisis dengan
spektrofotometer UV-Visibel.
Hasil yang didapat komposisi membran PEG
0,15 g memiliki ukuran pori dengan panjang ±
9,43 µm dan lebar ± 4,77 µm sedangkan
komposisi membran PEG 0,3 g memiliki pori-
pori dengan ukuran panjang ± 3 µm dan ± 2,33
µm. Hasil dekolorisasi air limbah batik tanpa
perendaman membran dalam larutan Mn(OH)2 ,
paling baik ditunjukan oleh membran dengan
komposisi PEG 0,3 g sebesar 17,25 ppm atau
7,66%. Dekolorisasi air limbah batik dengan
perendaman membran terlebih dahulu dalam
Mn(OH)2, paling baik ditunjukkan oleh membran
dengan komposisi PEG yang paling kecil yaitu
0,15 g sebesar 51,5 ppm atau 23,41%. Semakin
banyak penambahan PEG, semakin kecil pori-
pori membran, sehingga dekolorisasi air limbah
batik lebih efektif.
7. Ronny, K., Sirin F., Novri, dan
Tifani, 2011, Aplikasi Proses
Pemisahan dengan Membran
Mikrofiltrasi dan Reverse
Osmosis untuk Menghasilkan
Susu Sapi Berkadar Lemak
Rendah, Protein Tinggi, dan Air
Rendah, Prosding Seminar
Nasional Teknik Kimia
“Kejuangan”, Pengembangan
Susu merupakan salah satu bahan pangan
yang banyak dikonsumsi oleh masyarakat karena
mengandung protein tinggi untuk membantu
proses metabolisme tubuh. Kandungan gizi yang
terdapat dalam susu terdiri dari protein, lemak,
karbohidrat, kalsium, fosfor, zat besi, vitamin (A,
B1, C), dan air.
Teknologi pemisahan dengan membran
memiliki banyak keunggulan yang tidak dimiliki
oleh metode-metode pemisahan lainnya.
Teknologi Kimia untuk
Pengolahan Sumber Daya Alam
Indonesia, ISSN 1693 – 4393.
Keunggulan teknologi pemisahan dengan
membran yaitu sederhana, tidak membutuhkan
zat kimia tambahan, dan juga kebutuhan
energinya sangat minimum. Penelitian ini
bertujuan untuk memperoleh produk susu sapi
yang berkadar air rendah, berkadar lemak rendah,
berprotein tinggi, dan jumlah
mikroorganismenya minimal. Produk susu yang
dihasilkan diharapkan akan lebih menguntungkan
dibandingkan dengan susu cair yang ada
dipasaran karena memiliki kadar air yang lebih
sedikit dan kandungan gizinya lebih banyak.
Pada penelitian ini menggunakan dua buah
membran yaitu membran mikrofiltrasi jenis
tubular dan membran reverse osmosis jenis spiral
wound. Membran mikrofiltrasi berfungsi untuk
mengurangi kadar lemak dan jumlah
mikroorganisme tetapi mempertahankan kadar
protein tetap pada susu. Membran reverse
osmosis berfungsi untuk mengurangi kadar air
pada proses pemekatan susu tanpa merubah
komposisi yang lainnya.
Hasil dari proses mikrofiltrasi diperoleh susu
dengan kadar lemak yang lebih rendah, kadar
protein yang tinggi, dan jumlah mikroorganisme
yang minimal dengan beda tekan 4 bar. Beda
tekan kerja optimum dari proses reverse osmosis
yaitu 8 bar, merupakan susu terbaik yang
dihasilkan dari penelitian ini yang menghasilkan
kadar air paling rendah diperoleh pada beda
tekan dengan komposisi kandungan gizi pada
susu yang memiliki kadar lemak yang tidak
terlalu tinggi yaitu sebesar 2.96 %, kadar protein
yang tinggi sebesar 6.96 %, dan kadar air yang
rendah sebesar 79.8 % volume. Pada proses
mikrofiltrasi dan proses reverse osmosis,
semakin besar beda tekan, fluks akan semakin
besar, maka fouling dipermukaan membran akan
semakin banyak, hal ini mengakibatkan waktu
jenuhnya semakin pendek.
8. Sri Y., Ika A.K., Niken H., dan
Djajeng S., 2008, Pemisahan
Gum dari Minyak Jarak dengan
Membran Mikrofiltrasi, J.
Pascapanen 5(1) 2008 1-9.
Fosfolipid, komponen utama pembentuk
gum, merupakan senyawa serupa trigliserida
yang salah satu asam lemaknya disubstitusi oleh
gugus fosforil.
Untuk mendapatkan kinerja pemisahan gum
yang baik, diperlukan kajian kondisi operasi
membran. Penelitian ini bertujuan untuk
mengkaji pengaruh lama filtrasi dan lama
backflush pada fluks dan kinerja pemisahan
fosfolipid dari minyak jarak.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa filtrasi
membran polipropilen berukuran pori 0,01 µm
menurunkan kadar fosfolipid dalam minyak jarak
pagar tetapi tidak dapat mengurangi kadar asam
lemak bebas. Perlakuan lama filtrasi dan
backflush serta kombinasi keduanya berpengaruh
nyata terhadap penurunan kadar fosfolipid.
Perlakuan yang memberikan rejeksi fosfolipid
terbaik adalah filtrasi selama 4 menit dengan
backflush selama 2 detik (25,47%). Perlakuan
backflush mampu mengembalikan dan
meningkatkan fluks. Fluks terbaik diperoleh dari
perlakuan filtrasi 2 menit dengan backflush 6
detik (fluks 8,42 l/m2. jam). Mikrofiltrasi minyak
jarak dan perlakuan backflush juga dapat
merejeksi kalsium (Ca), magnesium (Mg), dan
besi (Fe) yang menunjukkan terpisahkannya
fosfolipid nonhydratable . Perlakuan yang
memberikan rejeksi kalsium terbaik adalah
filtrasi selama 2 menit dengan backflush selama
6 detik (73,01%). Rejeksi magnesium terbaik
diperoleh dari perlakuan lama filtrasi 4 menit
dengan backflush 6 detik (59,27%), sedangkan
rejeksi besi terbaik diperoleh dari perlakuan lama
filtrasi 4 menit dengan backflush 2 detik
(86,44%).
9. Ekky K., dan Karlina N., 2010, Kombinasi Dissolved Air Flotation dengan Ultrafiltrasi pada Pemisahan Air Berlumut, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
Pada penelitian ini digunakan dissolved air
flotation, yang kemudian dilanjutkan dengan
proses ultrafiltrasi untuk memisahkan lumut dari
air berlumut. Perlakuan DAF pada umpan
membrane dilakukan untuk memperpanjang
umur membrane dan meningkatkan kinerja
pemisahan membrane ultrafiltrasi dalam
pengolahan air berlumut. Koagulan yang
digunakan untuk pemisahan air berlumut adalah
tawas dan PAC, tekanan yang digunakan untuk
operasi adalah 5-7 bar.
Pengaruh tekanan terhadap DAF
Dari penelitian ini, dapat disimpulkan
beberapa hal mengenai proses pengolahan air
lumpur dengan kombinasi Dissolved Air
Flotation dan ultrafiltrasi yaitu koagulan PAC
merupakan koagulan yang baik untuk pemisahan
air berlumut dibandingkan dengan koagulan
tawas. Dosis untuk koagulan PAC paling baik
adalah 25gr/L sedangkan untuk tawas dosis yang
paling baik 50gr/l. tekanan pada 7 bar
menunjukkan proses pemisahan lumut yang
paling baik dibandingkan variasi tekanan lain.
Namun perbedaan variasi tekanan tidak
menunjukkan perubahan yang signifikan pada
proses pemisahan air berlumut. Pralakuan DAF
sebelum proses ultrafiltrasi pada pengolahan air
lumut akan mengurangi beban kerja membran
ultrafiltrasi. Pada proses ultrafiltrasi, pralakuan
DAF dengan koagulan PAC menghasilkan fluks
yang lebih besar dibandingkan dengan
penggunaan koagulan tawas.
10. Pembuatan membran komposit
pervaporasi berbasis plyether
sulfone-biopolimer untuk
dehidrasi Bioethanol, 2010
Jenis larutan dan metode coating dalam
pembuatan membran komposit PV untuk
dehidrasi bioethanol dengan menggunakan
membran UF berbasis polimer PES yang akan
dilapisi biopolimer kitosan dan alginat. Uji
aplikasi membran komposit PV berbasis PES –
biopolymer untuk dehidrasi bioethanol.
Konsentrasi larutan biopolimer, kuantitas lapisan
coating, jenis biopolimer (kitosan dan alginat)
dan metode coating (casting dan penyapuan),
akan diteliti pengaruh terhadap karakteristik
membran komposit yang dihasilkan.
Pada penelitian ini, larutan asam asetat 1%
digunakan sebagai pelarut kitosan. Penelitian ini
bertujuan mengkaji pengaruh kadar larutan
kitosan, kuantitas coating dan motode coating
(casting dan penyapuan) terhadap karakteristik
membran PES-Kitosan.
Hasil pada penelitian ini: Konsentrasi larutan
biopolimer dan kuantitas coating sangat
berpengaruh terhadap permeabilitas membran
komposit PES-biopolimer yang dihasilkan.
Permeabilitas terbaik untuk membran PES-
Kitosan sebesar 4,119 kg/m2.jam.bar diperoleh
pada penggunaan larutan kitosan 0,5% dengan
kuantitas coating 1x. Permeabilitas terbaik untuk
membran PES-Alginat sebesar 155,570
kg/m2.jam.bar. diperoleh pada penggunaan
larutan alginat 0,5% dengan kuantitas coating 3x.
Jenis biopolimer (kitosan dan alginat)
berpengaruh terhadap karakteristik membran
komposit PV berbasis PES-biopolimer. Membran
PES yang dilapisi menggunakan larutan alginat
memiliki permeabilitas lebih tinggi dibanding
membran PES yang dilapisi menggunakan
larutan kitosan. Teknik coating (casting dan
penyapuan) secara umum kurang berpengaruh
terhadap permeabilitas membran komposit PES-
biopolimer terutama untuk membran PES yang
dilapisi menggunakan larutan kitosan.
Daftar Pustaka
Mores, W. D., C. N. Bowman and R. H. Davis, 1999, Theoritical and Experimental Flux
Maximization by Optimization of Backpulsing, Journal of Membrane Science 165:
225–236.
Mulder, M., 1991, Basic Principles of Membrane Technology, Kluwer Academic Publishers,
Dordrecht.
Osada, Y. dan T. Nakagawa, 1992, Membrane Science and Technology, Marcel Dekker,
Inc., New York.
Sondhi, R and R. Bhave, 2001, Role of Backpulsing in Fouling Minimization in Crossflow
Filtration with Ceramic Membranes, Journal of Membranes Science 186 : 41 – 52.