Kumpulan Laporan Tetap membran
-
Upload
masayu-tsuroyya -
Category
Documents
-
view
36 -
download
5
description
Transcript of Kumpulan Laporan Tetap membran
PENGOLAHAN AIR DENGAN MEMBRAN KERAMIK
1. TUJUAN Menentukan efisiensi penyisihan air dengan proses filtrasi menggunakan membran
keramik
2. ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN2.1 Bahan yang digunakan :
Unit pengolahan air membran keramik Air demineral Air sungai
2.2 Alat yang digunakan : Stopwatch Beaker glass plastik pH meter konduktometer pengaduk spatula pipet ukur bola karet
3. DASAR TEORIUntuk memperoleh air bersih yang layaj dikonsumsi diperlukan suatu cara yang baik.
Salah satu metode alternatif lain yang digunakan adalah filtrasi (penyaringan) dengan memanfaatkan teknologi membran, khususnya membran keramik dengan media filtrasi menggunakan zeolit. Hal ini dapat membantu persediaan air bersih yang dapat dikonsumsi, metode ini juga dapat diterapkan didaerah perdesaan yang berada ditepi sungai ataupun sumber air lainnya.
Membran didefinisikan sebagai suatu media berpori berbentuk seperti tabung atau film tipis, bersifat semifermiabel yang berfungsi untuk memisahkan partikl dengan ukuran molecular (spesi) dalam suatu sistem larutan. Spesi yang memiliki ukuran yang lebih besar dari pori membran akan tertahan sedangkan spesi dengan ukuran yang lebih kecil dari pori membran akan lolos melalui pori membran. Filtrasi membran dapat menyaring polutan / kontaminan yang tidak diinginkan berdasarkan ukuran partikelnya. Sederhananya jika ukuran pori-pori membran harus lebih kecil dari itu.
Membran terdiri dari 2 jenis yaitu porous membran dan non-porous membran. Aplikasi dari non- porous membran sudah banyak digunakan di indonesia, salah satunya membran yang terbuat dari plastik polikarbonat untuk memproduksi air bersih yang dibuat oleh seorang ahli membran kelas dunia yang bernama Dr. I Gede Wenten. Ia membuat sendiri membran filter yang
telah diaplikasikan di NTT untuk mengkonversikan air limbah dan air hujan menjadi air minum, lainnya yaitu mengubah air sungai menajdi air minum tanpa zat kimia apliksi PT. PERTAMINA UP II. (HTTP.www.pemurnian air minum wenten.pdf).
Porous membran jenis membran inorganik seperti membran keramik menggunakan media filter dalam pengolahannya. Media filter yang digunakan adalah pasir, kerikil, ijuk, lempung, arang dan bentonit (alam atau sintetik).
Membran didefinisikan sebagai suatu media berpori berbentuk seperti tabung atau film tipis, bersifat semifermiabel berfungsi untuk memisahkan partikel dengan ukuran molecular (spesi) dalam suatu sistem larutan. Spesi yang memiliki ukuran yang lebih besar dari pori membran akan tertahan sedangkan, spesi dengan ukuran yang lebih kecil dari pori memnran akan lolos melalui pori membran.
Jenis-jenis membran berdasarkan jenis pemisahan dan strukturnya, membran dapat dibagi menjadi 3 kategori : (Wahyu Hidayat, 2007)
Membran Sweep (berupa cairan atau gas) digunakan untuk membawa permeate hasil pemisahan.
Porous membrane. Pemisahan berdasarkan atas ukuran partikel dari zat-zat yang akan dipisahkan. Hanay partikel dengan ukuran tertentu yang dapat melewati membran sedangkan sisanya akan tertahan. Berdasarkan klasifikasi mesopores (2-50nm), dan micropores (<2nm). Porous membrane digunakan padda microfiltration dan ultrafiltration.
Non-porous membrane. Dapat digunakan untuk memisahkan molekul dengan ukuran yang sama, baik gas maupun cairan. Pada non-porous membrane, tidak terdapat pori seperti halnya porous membrane. Perpindahan molekul terjadi melalui mekanisme difusi. Jadi molekul terlarut didalam membran, baru kemudian berdifusi melewati membran tersebut.
Carrier membrane. Pada carriers membrane, perpindahan terjadi dengan bantuan carrier molecule yang mentransportasikan komponen yang diinginkan untuk melewati membran. Carrier molecule memiliki afinitas yang spesifik terhadap salah satu komponen sehingga pemisahan dengan selektivitas yang tinggi dapat dicapai.
Proses pemisahan dengan membran dapat tercapai karena membran mempunyai kemampuan untuk memindahkan atau memissahkan suatu komponen dari suatu campuran umpan dengan lebih mudah dari komponen lain. Hal ini disebabkan perbedaan sifat fisik dan kimia antara membran dengan komponen yang dapat dilewatkan.
Upstream merupakan sisi umpan yang terdiri dari bermacam-macam molekul (komponen) yang akan dipisahkan, sedangkan down stream adalah sisi permeat yang merupakan hasil pemisahan. Pemisahan ini terjadi karena adanya gaya pendorong (drivng force) yang berupa perbedaan gaya gerak listrik, perbedaan temperatur, perbedaan konsentrasi dan perbedaan tekanan.
Kinerja membran atau efisiensi membran ditentukan oleh dua parameter yaitu fluks dan rejeksi (penolakan). (Mulder, 1996).
· Fluks volum (Jv)Fluks didefinisikan sebagai zat yang dapat menembus membran tiap satuan luas membrane
per satuan waktu. Fluks demikian dapat dinyatakan sebagai fluks volum (Jv) yang dinyatakan sebagai berikut :
Jv= vAt
Dimana : Jv = fluks volum A = luas permukaan V = volum permeat T = Waktu
Fluks volume dihitung berdsarkan grafik volume permeat vs waktu dari tiap-tiao tumpuhan.· RejeksiRejksi menunjukkan besarnya kandungan garam yang tertahan pada permukaan membrane
yang tidak menembus membrane dinyatakan sebgai berikut :
R=(1−CpCf )×100 %
Dimana : R = Rejeksi (%) Cp = konsentrasi solute dalam permeat ( ppm) Cf = konsentrasi solute dalam umpan (ppm)
Jika konsentrasi rejeksi yang diperoleh cukup besar (100%) air bersih yang diperoleh cukup murni (hampir tidak mengandung kadar garam).
Membran keranik, material berpori sebagai komposit dengan komponen pertama adalah bagian padat dan komponen kedua adlaah fassa udara didalam pori. Keramik yang digunakan sebagai membran memiliki pori dengan rentang ukuran antara 1 μm hingga mendekati 1 mm. Rentang ukuran tersebut termasuk dalam kategori liquid phase pore atau spatial pore (atau disebut juga macropore).
4. PROSEDUR KERJA1. Menyiapkan sampel lumpur2. Melarutkan lumpur, lalu menyaringnya3. Memasang membran pada modul membran4. Mengalirkan umpan yang berupa limbah cair dari tangki umpann modul membran dan
kembali ke tangki umpan5. Mengatur tekanan yang diinginkan6. Menampung permeat yang dihasilkan7. Melakukan analisi pada umpan dan hasil pengolahan dengan mengukur pH, TDS
5. DATA PENGAMATAN
Komponen Ph TDS (mg/L) WaktuSampel
Volume atasVolume bawah
5--
2 mg/L3 mg/L0 mg/L
-25,745247,85
Data pengamatan
Air Limbah
Hasil dari keran atas
Hasil dari keran bawah
6. ANALISA PERCOBAAN
Dari praktikum yang telah kami lakukan dapat dianalisa bahwa fungsi membran adalah untuk memisahkan material berdasarkan ukuran dan bentuk molekul, menahan komponen dari umpan yang mempunyai ukuran yang lebih besar dari pori-pori membran dan melewatkan komponen yang mempunyai ukuran yang lebih kecil dari membran. Pada praktikum kali ini bahan yang kami gunakan yakni air limbah. Air limbah tersebut kami masukkan kedalam ember secukupnya lalu kami mengukur Ph dan TDS dengan tujuan untuk mengetahui perubahan yang terjadi setelah proses dilakukan. Setelah itu kami mengalirkan limbah cair atau air lumpur tersebut dari tangki umpan dan mengatur tekanan. Pada saat proses berlangsung kami menghitung waktu yang terjadi dengan menggunakan stopwatch sampai 500 ml. Setelah proses selesai kami kembali mengukur Ph dan TDS
TDS awal = 2 mg/L
TDS akhir = 0 mg/L
Dari hasil yang didapat dapat dianalisa bahwa proses yang kami lakukan berhasil karena untuk air biasa TDSnya 0 mg/L dan dilihat dari segi warna dapat dibedakan sebelum maupun sesudah proses yang kami lakukan dandapat dilihat dari data pengamatan yang telah kami lakukan.
7. KESIMPULAN Membran adalah suatu media berpori berbentuk seperti tabung atau film tipis, bersifat
semifermiabel yang berfungsi untuk memisahkan partikl dengan ukuran molecular (spesi) dalam suatu sistem larutan.
fungsi membran adalah untuk memisahkan material berdasarkan ukuran dan bentuk molekul, menahan komponen dari umpan yang mempunyai ukuran yang lebih besar dari pori-pori membran dan melewatkan komponen yang mempunyai ukuran yang lebih kecil dari membran.
TDS atas = 3 mg/LTDS bawah = 0 mg/L
8. DAFTAR PUSTAKA
Jobsheet.2013.”Praktikum Teknik Peangolahan Limbah”. Politeknik Negeri Sriwijaya : Palembang.
PENGERTIAN MEMBRANMembran merupakan alat pemisah berupa penghalang yang bersifat selektif yang dapat
memisahkan dua fase dari berbagai campuran. Campuran tersebut dapat bersifat homogen atau heterogen dan dapat berupa padatan, cairan atau gas. Transportasi pada membran terjadi karena adanya driving forceyang dapat berupa konveksi atau difusi dari masing-masing molekul, adanya tarik menarik antar muatan komponen atau konsentrasi larutan, dan perbedaan suhu atau tekanan (Pabby et al, 2009).
Membran berfungsi memisahkan material berdasarkan ukuran dan bentuk molekul, menahan komponen dari umpan yang mempunyai ukuran lebih besar dari pori-pori membran dan melewatkan komponen yang mempunyai ukuran yang lebih kecil. Larutan yang mengandung komponen yang tertahan disebut konsentrat dan larutan yang mengalir disebut permeat. Filtrasi dengan menggunakan membran selain berfungsi sebagai sarana pemisahan juga berfungsi sebagai sarana pemekatan dan pemurnian dari suatu larutan yang dilewatkan pada membran tersebut.
Beberapa keunggulan teknologi membran:
Pemisahan dapat dilakukan secara continue Konsumsi energi umumnya relatif rendah Proses membran dapat dengan mudah digabungkan dengan proses pemisahan lainnya (hybrid
processing) Pemisahan dapat dilakukan dengan kondisi operasi yang dapat diatur Mudah dalam scale up Tidak memerlukan bahan tambahan Pemakaiannya mudah diadaptasikan karena material penyusun membran yang bervariasi
Kekurangan teknologi ini antara lain adalah fluks dan selektivitas, karena pada proses pemisahan
menggunakan membran umumnya fenomena yang terjadi adalah fluks berbanding terbalik dengan
selektivitas. Semakin tinggi fluks sering kali berakibat menurunnya selektivitas, dan sebaliknya.
Sedangkan yang diinginkan dalam proses pemisahan berbasis membran adalah mempertinggi fluks dan
selektivitas.
KLASIFIKASI MEMBRAN Berdasarkan ukuran pori, membran dapat dibedakan dibagi menjadi 2 yaitu:
1. Membran berpori (porous membrane) Prinsip pemisahan membran berpori didasarkan pada perbedaan ukuran partikel dengan ukuran pori
membran. Membran jenis ini biasanya digunakan untuk proses mikrofiltrasi (melewatkan air, menahan mikroba) dan ultrafiltrasi (melewatkan air menahan garam mineral).
2. Membran non pori (non-porous membrane) Prinsip pemisahannya didasarkan pada perbedaan kelarutan dan kemampuan berdifusi. Membran dengan
jenis ini digunakan untuk proses permeasi gas, pervaporasi dandialisis.Sedangkan berdasarkan strukturnya, membran dapat dibedakan menjadi membran simetrik dan membran asimetrik (Mulder, 1996).
MATERIAL MEMBRAN Material membran dapat diklasifikasikan menjadi 3 antara lain :
1. Organik (Polimer)Contoh material : polycarbonate, polyamide, polysulfone, dll. Jenis polimer yang dapat dijadikan sebagai material membran yaitu :· Membran berpori (porous membrane) Digunakan untuk aplikasi mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi.· Membran tidak berpori (non-porous membrane) Digunakan untuk aplikasi permeasi gas, uap dan pervaporasi. 2. AnorganikTipe material anorganik membran ada 4 yaitu :
· Membran keramikmerupakan kombinasi dari logam (alumunium, titanium, silicium atau zirconium) dan non-logam (oxide, nitride atau carbide).
· membran gelas / kaca berupa silikon oksida / silika (SiO2)
· membran logam (termasuk karbon)· membran zeolit
3. BiologiMerupakan material membran yang berasal dari mahkluk hidup misalnya lipida (phospholipid). Struktur membran dari material ini sangat kompleks. Tiap molekul lipid terdapat bagian yang hidrofilik dan hidrofobik (Mulder, 1996).
TEORI PEMISAHAN DENGAN MEMBRANPemisahan dengan membran dilakukan dengan mengalirkanfeed ke dalam membran kemudian
akan terpisah sesuai driving force yang digunakan. Proses pemisahan dengan membran menghasilkan dua
aliran yaitu permeate dan retentate. Permeatemerupakan hasil pemisahan yang diinginkan sedangkan retentatemerupakan hasil sisa (Pabby et al, 2009).
Gambar 2.2 Skema Pemisahan menggunakan Membran (Pabby et al, 2009)
KINERJA INSTALASI MEMBRANDriving force pada pemisahan menggunakan membran ada 4 macam. Kinerja (performance)
instalasi membran tergantung pada jenis driving force yang digunakan (Mulder, 1996). Macam – macam aplikasi pemisahan dengan membran berdasarkan driving force dan kinerja instalasinya antara lain: 1. Driving force gradien tekanan (∆P) Aplikasi penggunaan antara lain : mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, nanofiltrasi, reverse osmosis. Kinerja instalasi membran berupa fluks (J) dan rejeksi (R) dapat dihitung dengan persamaan berikut :
Dimana : Jv = volume fluks (liter/m2
.sec) QP = laju alir permeate (liter/sec) Am = luas permukaan membran (m2) R = rejeksi / retensi (span = 0–1) CP = konsentrasi permeate CF = konsentrasi umpanBesarnya fluks dihitung dari besarnya laju alir yang melewati setiap luas permukaan membran. Semakin besar laju alir permeate dan semakin kecil luas permukaan membran maka fluks yang dihasilkan semakin besar. Rejeksi merupakan ukuran perbandingan konsentrasipermeate dan retentate yang berhasil dipisahkan.2. Driving force gradien Konsentrasi (∆C) Aplikasi penggunaan : pervaporasi, permeasi gas, permeasi uap, dialisis, dialisis – difusi. Selektivitas (α) pada pemisahan campuran gas dapat dihitung dengan persamaan berikut (Cao et al, 2002) :
dimana, A dan B merupakan komponen - komponen yang terdapat pada campuran yang akan dipisahkan dan x dan y merupakan fraksi mol umpan dan permeate. Sedangkan selektivitas dan permeabilitas pada pemisahan gas murni dapat dihitung dengan persamaan:
3. Driving force gradien Temperatur (∆T)
Aplikasi penggunaan: thermo-osmosis, distilasi membran. Kinerja instalasi berupa fluks (J) dan selektivitas (α).
4. Driving force gradien Potensial Listrik (∆E)Aplikasi penggunaan : elektrodialisis, elektro-osmosis, membran-elektrolisis. Kinerja instalasi berupa fluks (J) dan selektivitas (α).
Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja membran antara lain:
1. Ukuran molekul2. Bentuk molekul3. Bahan membran4. Karakteristik larutan5. Parameter operasional (tekanan, suhu, konsentrasi, pH, ion strength, polarisasi)
Proses membran dipergunakan dalam sistem pengolahan air minum dan air buangan seperti dalam proses desalinasi, pelunakan, penyisihan bahan organik, penyisihan warna, partikel dan lain-lain. Proses membran telah ada sejak 25 tahun yang lalu dan saat ini proses tersebut telah mengalami perkembangan yang pesat.
Berdasarkan ukuran pori membrane, membran dapat dibagi menjadi empat tipe:
1. Reverse osmosis (RO)2. Nanofiltration (NF)3. Ultrafiltration (UF)4. Microfiltration (MF)
Reverse osmosis merupakan proses filtrasi yang paling baik, yang dapat menyisihkan partikel-partikel
berukuran 1Ao sampai 10Ao, demikian pula dengan ultrafiltrasi yang mampu menyisihkan partikel
berukuran 10Ao sampai 1000Ao. Virus influenza dapat disisihkan oleh alat ini. Mikrofiltrasi dapat juga
menyisihkan bakteri, pseudomonas dan bakteri-bakteri lainnya. Dalam proses filtrasi membran ini,
terhadap air yang akan diolah harus dilakukan pengolahan pendahuluan supaya partikel-partikel yang
berukuran besar tidak ikut masuk, sehingga tidak mengganggu kinerja alat yang nantinya akan merusak
membran.
Tabel 1. Ukuran Materi-materi yang Dapat Dipisahkan oleh Proses Membran
Materi yang akan dipisahkan
Perkiraan
ukuran (nm) Proses
Ion1-20
Difusi atau reverse osmosis
Organik terlarut5-200
Difusi
Organik koloidal yang tidak terlarut200-10.000
Aliran berpori
Materi koloid & partikulat75.000
Aliran berpori
Tabel 2. Teknologi Pemisahan dengan Membran untuk Pengolahan Air Buangan
Feature MF UF NF RO
Per-
vaporation
Pemisahan zat
padat tersuspensi
Sangat
baik
Tidak
praktis
Tidak
praktis
Tidak
praktis
Tidak
cocok
Pemisahan zat
organic terlarut
Tidak
cocok Sempurna
Sangat
baik
Sangat
baik Baik
PemisahanVolatile
Organic Carbon
(VOC)
Tidak
cocok Buruk Cukup
Cukup-
baik
Sangat
baik
Pemisahan zat
inorganic terlarut
Tidak
cocok
Tidak
cocok
Baik
(untuk
garam
inorganic
terlarut)
Sangat
baik
(pemisahan
90-99%)
Tidak
cocok
Efek tekanan
osmosis
Tidak
ada Kecil Signifikan High Tidak ada
Batasan
konsentrasi
total
solid
sampai
dengan
5%
total
organic
sampai
dengan
50%
sampai
dengan
15%
sampai
dengan
15%
Tidak
cocok
Kualitas Permeate
Sangat
baik
Sangat
baik Baik
Sangat
baik
Sangat
baik
Tekanan Kerja
1-3
bars 3-7 bars 5-10 bars 15-70 bars
<25% dari
proses
Biaya capital
($/gallon per hari)
0.15-
1.5 0.15-1.85 0.15-1.5 0.15-1.5 1.85-4.00
Biaya operasi
($/1000 liter
input)
0.15-
1.10 0.15-0.80 0.20-0.80 0.25-0.80 0.80-1.30
Reverse Osmosis
Prinsip kerja proses ini merupakan kebalikan dari proses osmosis biasa. Pada proses osmosis biasa terjadi
perpindahan dengan sendirinya dari cairan yang murni atau cairan yang encer ke cairan yang pekat
melalui membran semi-permeable. Adanya perpindahan cairan murni atau encer ke cairan yang pekat
pada membran semi-permeable menandakan adanya perbedaan tekanan yang disebut tekanan
osmosis. Fenomena tersebut membuat para ahli berpipir terbalik, bagaimana caranya agar dapat
memisahkan cairan murni dari komponen lainnya yang membuat cairan tersebut bersifat pekat. Dengan
penambahan tekanan pada larutan yang pekat, ternyata cairan murni dapat melalui membran semi-
permeable yang nerupakan kebalikan dari proses osmosis. Atas dasar tersebut teknologi ini disebut
reverse osmosis (osmosis terbalik).
Kriteria unjuk kerja membran bisa dilihat dari derajat impermeabilitas, yaitu seberapa baik membran
menolak aliran dari larutan pekat; dan dari derajat permeabilitasnya, yaitu berapa mudahnya material
murni melalui aliran menembus membran. Membran selulosa asetat merupakan bahan membran yang
baik dari segi impermeabilitas dan permeabilitasnya. Bahan membrane lainnya yaitu etyl-cellulose,
polyvinyl alcohol, methyl polymetharcylate dan sebagainya.
Beberapa sistem reverse-osmosis yang sering dipergunakan, yaitu:
1. Tubular, dibuat dari keramik, karbon atau beberapa jenis plastik berpori. Bentuk tubular ini mempunyai diameter bagian dalam (inside diameter) yang bervariasi antara 1/8” (3,2mm) sampai dengan sekitar 1” (25,4mm).
2. Hollow fibre3. Spiral wound4. Plate and frame
Pada proses pemisahan menggunakan RO, membran akan mengalami perubahan karena memampat dan
menyumbat (fouling). Pemampatan atau fluks merosot itu serupa dengan perayapan plastik/logam ketika
terkena beban tegangan kompresi. Makin besar tekanan dan suhu biasanya membran makin mampat dan
menjadi tidak reversible. Normalnya membran bekerja pada suhu 21-35 derajat Celcius. Fouling
membran dapat diakibatkan oleh zat-zat dalam air baku seperti kerak, pengendapan koloid, oksida logam,
bahan organik dan silika. Oleh sebab itu cairan yang masuk ke proses reverse-osmosis harus terbebas dari
partikel-partikel besar agar tidak merusak membran. Pada prakteknya, cairan sebelum masuk ke proses
reverse-osmosis dilakukan serangkaian pengolahan terlebih dahulu, biasanya dilakukan pretreatment
dengan koagulasi dan flockulasi yang dilanjutkan dengan adsorbsi karbon aktif dan mikrofiltrasi.
Pada suatu saat membran akan mengalami kotor, akibat dari adanya material-material yang tidak bisa
lewat. Hal ini yang menyebabkan tersumbatnya membran. Kotoran yang terbentuk gumpalan kotoran,
kerak atau hasil proses hidrolisa. Untuk mengembalikan kekondisi semula dilakukan pembersihan dengan
menggunakan larutan pembersih yang khusus. Bahan ini bisa melarutkan kotoran tetapi tidak merusak
membran yang biasanya terbuat dari enzim. Proses pencucian dilakukan dengan meresirkulasi larutan
pencuci ke membran selama kurang lebih 45 menit.
Keuntungan metode RO berdasarkan kajian ekonomi antara lain:
Untuk umpan dengan padatan terlarut total di bawah 400 ppm, RO merupakan perlakuan yang murah.
Untuk umpan dengan padatan terlarut total di atas 400 ppm, dengan perlakuan awal penurunan padatan terlarut total sebanyak 10% dari semula, RO lebih menguntungkan dari proses deionisasi.
Untuk umpan dengan konsentrasi padatan terlarut total berapapun, disertai dengan kandungan organik lebih dari 15 g/l, RO sangat baik untuk praperlakuan proses deionisasi.
RO sedikit berhubungan dengan bahan kimia sehingga lebih praktis.
Nanofiltrasi
Proses nanofiltrasi merejeksi kesadahan, menghilangkan bakteri dan virus, menghilangkan zat warna
karena adanya bahan organik tanpa menghasilkan zat kimia berbahaya seperti hidrokarbon terklorinasi.
Nanofiltrasi cocok untuk pengiolahan air dengan padatan terlarut total yang rendah, dimana bahan
organiknya dilunakkan dan dihilangkan.
Sifat rejeksi nanofiltrasi khas terhadap tipe ion; ion dwivalen lebih cepat dihilangkan daripada ion
ekavalen, sesuai saat membran tersebut diproses, formulasi bak pembuat, suhu, waktu annealing, dan
lain-lain. Formulasi dasarnya mirip RO, namun mekanisme operasionalnya mirip ultrafiltrasi. Jadi
nanofiltrasi merupakan gabungan dari metode RO dan ultrafiltrasi.
Ultrafiltrasi
Ultrafiltasi merupakan teknologi pemisahan menggunakan membran untuk memisahkan berbagai zat
terlarut dengan berat molekul tinggi, bermacam koloid, mikroba sampai padatan tersuspensi dalam suatu
larutan. Metode ini menggunakan membran semi permeable untuk memisahkan makromolekul dari
larutannya. Ukuran dan bentuk molekul merupakan faktor penting dalam proses ultrafiltrasi.
Cara kerja proses ultrafiltrasi mirip dengan proses revesrse-osmosis, yaitu pemisahan partikel berdasarkan
ukurannya dengan menggunakan tekanan pada membran berpori. Ukuran pori membran ultrafiltrasi lebih
besar yaitu berdiameter sekitar 0.1 sampai 1 µm. Yang membedakan dengan reverse-osmosis adalah jenis
membran dan lebih kecilnya tekanan yang digunakan dalam pengoperasian. Membran ultrafiltrasi dibuat
dengan mencetak polimer selulosa asetat sebagai lembaran tipis. Fluks maksimum dapat dicapai bila
membrannya anisotropic, dimana terdapat kulit tipis rapat dan pengemban berpori. Membran selulossa
asetat mempunyai sifat pemisahan yang bagus, namun sayangnya dapat rusak oleh bakteri dan zat kimia
serta rentan terhadap pH. Selain selulosa asetat ada juga membran yang terbuat dari polimer polisulfon,
akrilik, polikarbonat, PVC, poliamidda, poliviniliden fluoride, kopolimer AN-VC, poliasetal, poliakrilat,
kompleks polielektrolit, PVA ikat silang, keramik, aluminium oksida, zirkonium oksida, dan sebagainya.
Kecepatan hasil permeate (permeation flow) berkisar sekitar 1.0 sampai 10 m3/m2.jam.
Dalam teknologi pemurnian air, membran ultrafiltrasi dengan berat molekul membran (MWC) 1.000 –
20.000lazim untuk penghilangan pirogen, sedangkan membran dengan MWC 80.000 – 100.000 untuk
penghilangan koloid. Tekanan dalam ultrafiltrasi biasanya rendah, sekitar 10-100 psi (70-700 kPa),
sehingga operasinya dapat menggunakan pompa sentrifugal biasa.
Pada suatu saat proses ultrafiltrasipun akan menunjukan penurunan unjuk kerja. Hal ini disebabkan
adanya kotoran yang menyumbat pori-pori. Pembersihan membran dilakukan dengan memasukan bahan
pembersih yang terbuat dari larutan caustic soda, sodium hypochlorite,asam belerang atau survace
activator lainnya. Ciptakan aliran yang olakannya kuat agar lebih memudahkan lepasnya kotoran yang
menempel pada permukaan dan pori-pori. Atau bisa juga dengan dicelupkan kedalam larutan pembersih
dan terakhir disemprot dengan tekanan cukup tinggi untuk mengusir kotorannya.
Pada saat ini ultrafiltrasi lebih banyak dipakai di berbagai macam bidang karena mudah digunakan
sebagai mikrofiltrasi dan tidak sesensitif reverse-osmosis. Pemanfaataanya mencakup pengolahan air
limbah di industri pulp dan kertas, air limbah domestik, macam-macam air limbah gedung-gedung, filtrasi
MLSS di aeration tank proses biologi dan diaplikasi lainnya.
Tabel 3. Perbandingan Kinerja Ultrafiltrasi dan Reverse-Osmosis
Uraian Ultrafiltrasi Reverse-osmosis
Fraksi berat molekul 1.000 min 500 max
Tekanan osmosis Dapat diabaikan Signinikan
Tekanan operasi 1 sampai 7 kg/cm2 20 sampai 140 kg/cm2
Mekanisme fraksi filtrasi Diffusi
Material membrane Tidak signifikanMempengaruhi fraksi hasil secara signifikan
Distribusi pori-pori halus signifikan Tidak nampak
Permiation flow rate 1.0 sampai 10 m3/m3.jam 0.1 sampai 1.0 m3/m2.jam
Mikrofiltrasi
Mikrofiltrasi merupakan pemisahan partikel berukuran micron atau submicron. Bentuk lazimnya berupa
cartridge yang berfungsi untuk menghilangkan partikel dari air yang berukuran 0,04 sampai 100 micron,
asalkan kandungan padatan terlarut total dalam air tidak melebihi 100 ppm. Filtrasi cartridge merupakan
filtrasi mutlak, artinya partikel padat akan tertahan. dalam aplikasinya cartridge tersebut akan diletakkan
dalam suatu wadah tertentu (housing), dan dapat dibersihkan jika padatan yang tertahan sudah terlalu
banyak. Bahan yang dapat digunakan untuk cartridge bermacam-macam, antara lain katun, wool,
selulosa, fibre glass, polipropilen, akrilik, nilon, asbes, ester-ester selulosa dan polimer hidrokarbon
terfluorinasi.
Jenis-jenis carrtridge dikelompokkan menjadi:
Cartridge leletan Cartridge rajut-lekatan-terjurai Catridge lembar berpori (kertas saring khusus, media nirpintal, membran berkarbon)
TEKNIK PENGOLAHAN LIMBAH“PENGOLAHAN AIR DENGAN MEMBRAN KERAMIK”
DISUSUN OLEH :
Ahsanul Amali : 0612 3040 01031
Dian Yunita Sari : 0612 3040 01034
Esa Adhmeilawati : 0612 3040 01037
Hilya Fithri : 0612 3040 01040
Masayu Tsuroyya : 0612 3040 01043
Sari Tilawati : 0612 3040 01049
Wisman Dwingga : 0612 3040 01050
Kelompok/Kelas : 1 / 3 KiB
Instruktur : Ir. M. Zaman, M.T
TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
TAHUN AKADEMIK
2013/2014
GAMBAR ALAT
Labu leher dua batu didih gelas kimia
Kaca arloji spatula pengaduk
Termometer erlenmeyer gelas ukur
DATA PENGAMATAN
Reaksi PengamatanKOH + Etanol
Larutan + Benzilklorida
Campuran direfluks
Menyaring dan menimbang endapan
Larutan berwarna putih bening, sedikit keruh dan panasLarutan berwarna putih bening, sedikit keruh dan sedikit berminyakLarutan berwarna kuning pekat dan terdapat endapan Di hasilkan endapan sebanyak 6,2 gram
Berat erlenmeyer kosong = 114,9 gr
Berat erlenmeyer + berat benzil alkohol = 117,3 gr
berat benzil alkohol = 2,4 gr
PERHITUNGAN
a. Benzil klorida (C6H5CH2Cl)m = v.ρ
= 7 ml . 1,1 gr/ml= 7,7 gr
n = M
BM
= 7,7 gr
126,5 gr /ml= 0,061 mol
b. Kalium Hidroksida (KOH)
n = M
BM
= 11 gr
56 gr /ml= 0,196 mol
c. Etanol (C6H5OH)
m = v.ρ= 37 ml . 0,789 gr/ml= 29,193 gr
n = M
BM
= 29,193 gr46 gr /ml
= 0,634 molReaksi :
C6H5CH3Cl + KOH C6H5CH3OH + KO2
Mula-mula : 0,062 0,196 - - mol
Reaksi : 0,062 0,061 0,061 0,061 mol -
Sisa : - 0,135 0,061 0,061 mol
BM : 126,5 56 108 74,5gr/mol x
Massa : - 7,56 6,588 4,5445 gr
Neraca Massa
Komponen Massa Masuk (gr) Massa Keluar (gr)C6H5CH3Cl
KOHC6H5CH3OH
KCl
7,711--
-7,566,5884,5445
Total 18,7 18,6925
%konversi = mol produkmol reaktan
×100 % %yield = gr produkgr reaktan
×100 %
= 0,2570,257
× 100 % = 6,37,7
×100 %
= 100% = 81,8 %