BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangDewasa ini penggunaan membran dalam pemrosesan produk makanan banyak digunakan, terutama pada produk cair, seperti pemekatan sari buah, penjernihan sari buah, pemekatan susu, pengolahan kecap, pengolahan madu dan pemurnian/pemekatan protein. Pada industri pengolahan makanan, peningkatan kualitas membran memberikan dampak baik bagi kualitas produk. Membran tersebut berfungsi sebagai saringan yang akan memisahkan senyawa yang berat molekulnya berbeda sehingga pada akhirnya akan diperoleh produk yang sangat kaya akan senyawa tertentu yang diinginkan.1-2Membran ultrafiltrasi adalah teknik proses pemisahan menggunakan membran untuk memisahkan berbagai zat terlarut dengan BM (berat molekul) tinggi, aneka koloid, protein, mikroba sampai padatan tersuspensi dari larutan. Membran semipermeabel dipakai untuk memisahkan makromolekul dari larutan. Ukuran dan bentuk molekul terlarut merupakan faktor penting.3Membran ultrafiltrasi memiliki penerapan yang cukup luas dalam teknologi membran. Membran ini biasa digunakan untuk memisahkan makromolekul dan koloid dari larutannya. Membran ultrafiltrasi merupakan membran porous dimana rejeksi zat terlarut sangat dipengaruhi oleh ukuran dan berat zat terlarut relatif terhadap ukuran pori membran. Membran ini memiliki struktur yang asimetris dengan lapisan permukaan dense (ukuran pori lebih kecil) sehingga tahanan hidrodinamiknya lebih besar. Ukuran pori membran UF berkisar antara 1-100nm. Ketebalan lapisan atas membran ultrafiltrasi umumnya kurang dari 1m.3Proses membran memberikan beberapa keuntungan dalam proses pemisahan protein diantaranya konsumsi energi yang rendah, penggunaan dapat kontinyu, tidak membutuhkan zat kimia tambahan, mampu memisahkan zat yang sensitif terhadap temperatur serta tidak terjadi perubahan fasa.4 Salah satu parameter kinerja dari membran adalah fluks. Fluks adalah jumlah volume permeat yang melewati membran dalam waktu tertentu dengan adanya gaya dorong yang berupa tekanan.5 Umumnya, proses pemisahan dengan menggunakan membran memiliki kelemahahan akibat penurunan fluks. Penurunan fluks disebabkan oleh terjadinya penyumbatan pada pori-pori membran, polarisasi konsentrasi, adsorbsi, dan terbentuknya lapisan gel sehingga menambah tahanan pada umpan untuk dibawa melewati membran. Polarisasi konsentrasi adalah terjadinya penumpukan molekul pada permukaan membran sehingga dapat memperkecil harga fluks sedangkan fouling adalah suatu proses dimana solute atau partikel mengendap pada permukaan membran atau dinding pori membran yang juga dapat mengurangi harga fluks. Fouling pada membran dapat diklasifikasikan menjadi dua macam yaitu reversible fouling dan irreversible fouling. Reversible fouling dapat diatasi dengan cara backwashing . Pecucian dengan mengunakan zat kimia (Chemical Cleaning) dilakukan untuk mengatasi irreversible fouling. Pencucian dengan menggunakan zat kimia harus dibatasi, karena penggunaan zat kimia berulang-ulang akan mempersingkat umur pakai (life time) dari membran. Sehingga untuk menanggulangi fouling dilakukanlah modifikasi-modifikasi pada pembuatan membran.5Polietersulfon (PES) adalah salah satu jenis polimer yang sangat populer dan luas digunakan sebagai bahan dasar pembuatan membran ultrafiltrasi dan mikrofiltrasi, hal tersebut dikarenakan karakteristik dari polietersulfon (PES) yang stabil pada kisaran temperatur yang luas mencapai 210C. selain itu, Polietersulfon (PES) memiliki toleransi pH dan daya tahan terhadap klorin yang cukup baik. Namun demikian, Polietersulfon(PES) memiliki kelemahan umum yaitu sifat hidrofobik yang dapat mengakibatkan mudah terjadinya fouling. Penambahan zat aditif tertentu diharapkan dapat menurunkan sifat hidrofobik dari membran polietersulfon (PES).

Penelitian-penelitian sebelumnya banyak dilakukan modifikasi membran untuk mengatasi permasalahan fouling oleh protein. Diantaranya adalah dengan melakukan modifikasi permukaan membran dengan penambahan aditif onic F127 untuk meningkatkan sifat hidrofilisitas pada membran, memodifikasi permukaan membran dengan larutan kitosan, dengan menggunakan polivinilalkohol (PVA) pada permukaan membran, serta penambahan aditif Poli Etilen Glikol (PEG) pada membran ultrafiltrasi serat berongga.6-9 Pada penelitian ini akan dipelajari kinerja membran yang telah dimodifikasi dengan aditif terhadap pengaruhnya pada fluks dari permeat larutan protein yang dihasilkan dan akan dibandingkan dengan kinerja dari membran tanpa penambahan aditif.Pada penelitian ini akan diuji membran PES modifikasi terhadap pemisahan dan penyerapan BSA. Bovine Serum Albumine (BSA) merupakan protein dengan berat molekul yang besar (66.000 Da) dan juga model protein yang baik untuk dipelajari dalam membran filtrasi karena memiliki kemampuan dalam polarisasi konsentrasi dan fouling karena memiliki molekul yang besar, selain itu Bovine Serum Albumin (BSA) memiliki sifat yang lebih stabil dibandingkan protein lainnya.10,111.2 Perumusan MasalahMembran ultrafiltrasi seringkali digunakan dalam pemisahan protein. Membran tersebut dipilih karena beberapa keuntungan diantaranya adalah konsumsi energi yang rendah. Masalah serius yang ditemui dalam membran ultrafiltrasi adalah kecenderungan terjadinya penurunan fluks sepanjang waktu operasi akibat fouling dan scaling. Hal tersebut dapat menurunkan efektifitas membran untuk proses pemisahan protein selanjutnya. Modifikasi struktur permukaan membran adalah salah satu metode yang dilakukan untuk meminimalisir persoalan fouling. Penambahan polimerik aditif yang mengandung gugus hidroksil kedalam larutan polimer dapat meningkatkan sifat hidrofilisitas membran campuran (blending membran) sehingga diharapkan dapat mengurangi permasalahan fouling yang terjadi. Pada penelitian ini akan dipelajari apakah membran polietersulfon (PES) yang dimodifikasi dapat mengatasi kecenderungan fouling, dan untuk mengetahui bagaimana pengaruh membran-membran tersebut terhadap daya adsorpsi dari Bovine Serum Albumine (BSA).

1.2 Tujuan Percobaana. Tujuan UmumTujuan secara umum dari penelitian ini adalah pemisahan protein dengan menggunakan membran polietersulfon (PES) yang dimodifikasi dan melihat kinerja membran polietersulfon (PES) yang dimodifikasi terhadap pemisahan protein.

b. Tujuan Khusus1. Untuk mempelajari pengaruh protein terhadap daya rejeksi dan daya adsorpsi protein (BSA) pada masing-masing membran polietersulfon (PES)2. Untuk melihat pengaruh membran PES dan PES modifikasi terhadap daya rejeksi dan daya adsorpsi masing-masing membran polietersulfon (PES)

1.3 Manfaat PenelitianPenelitian ini diharapkan dapat memberikan alternatif teknologi untuk pemisahan protein pada pegolahan makanan (food processing) dengan menggunakan membran dan penelitian ini diharapkan dapat mengatasi permasalahan fouling pada proses pemisahan protein dengan menggunakan membrane PES yang dimodifikasi.