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.