Upload
vannhu
View
229
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Disusun Oleh : Rachmilda Pinnata Daia ( 3308 100 104 )
Dosen Pembimbing :Alia Damayanti, ST., MT., PhD
Jurusan Teknik LingkunganFakultas Teknik Sipil dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya 2012
PEMANFAATAN SELULOSA ASETAT ECENG GONDOK SEBAGAI BAHAN BAKU
PEMBUATAN MEMBRAN UNTUK DESALINASI
Latar BelakangIndonesia merupakan negara maritim yang sebagian masyarakatnya tinggal di wilayah pesisirpantai
Masyarakat di sekitar wilayah pantai mangalamikesusahan akses air bersih
Mahalnya harga membran yang didatangkan dariluar negeri
Jumlah eceng gondok yang melimpah diIndonesia
Eceng gondok mengandung selulosa yang digunakan sebagai bahan baku pembuatanmembran
Rumusan Masalah
Berapa jumlah starter Acetobacter xylinium yangdibutuhkan untuk pembuatan membran selulosa asetatagar diperoleh permeat dengan hasil terbaik?
Berapa konsentrasi umpan yang digunakan agar diperolehefisiensi rejeksi membran terhadap partikel Cl- dan TDSdengan hasil terbaik?
Ruang Lingkup
Penelitian dilakukan dalam skala laboratorium diLaboratorium Sanitasi dan Ekotoksikologi LingkunganJurusan Teknik Lingkungan ITS, Surabaya.
Umpan yang digunakan berupa air laut yang dibeli daripenjual air laut.
Selulosa diperoleh dari eceng gondok yang difermentasidengan starter Acetobacter xylinium.
Variasi penelitian :- Variasi jumlah starter Acetobacter xylinium- Variasi konsentrasi pada umpan
Tujuan
Untuk mengetahui jumlah starter Acetobacter xyliniumyang dibutuhkan untuk pembuatan membran selulosaasetat agar diperoleh permeat dengan hasil terbaik.
Untuk mengetahui konsentrasi umpan yang dapatmemberikan hasil efisiensi rejeksi membran terhadappartikel Cl- dan TDS dengan hasil terbaik.
Manfaat Penelitian
1. Mengetahui kemampuan membran dari eceng gondokuntuk desalinasi.
2. Dapat digunakan sebagai alternatif pengolahan airbersih.
3. Dapat dijadikan dasar untuk penelitian selanjutnya.
Desalinasi merupakan proses pemisahan untuk mengurangikandungan garam terlarut pada air garam (air laut) hinggalevel tertentu sehingga air dapat digunakan.
Definisi Membranmerupakan suatu lapisan tipis penghalang selektif antara duafasa, hanya dapat melewatkan komponen tertentu danmenahan komponen lain.
Jenis-jenis membran :- Mikrofiltrasi- Reverse Osmosis- Ultrafiltrasi- Nanofiltrasi
Keunggulan dan Kekurangan Proses Membran
Keunggulan :- Pemisahan dapat dilakukan secara kontinyu- Tidak menggunakan zat kimia tambahan- Material membran bervariasi sehingga mudah diadaptasikan
pemakaiannya- Clean technology karena tidak menghasilkan limbah baru
Kekurangan :- Fouling membran (penyumbatan pori-pori membran)- Material membran terkendala polimer yang mempunyai
keterbatasan terhadap pH, temperatur, dan ketahanan kimia
Permeabilitas dan Permselektifitas Membran Permeabilitas merupakan ukuran kecepatan suatu spesi untuk
melewati membran.
Fluks =
Permselektifitas merupakan kemampuan membran untukmenahan partikel terlarut, sementara pelarutnya melewatimembran.R = ( 1 – Cp/CJ ) x 100% Keterangan :R = koefisien rejeksiCp = konsentrasi partikel dalam permeatCJ = konsentrasi partikel dalam umpan
Sistem Operasi Membran
Sistem Dead-EndPada sistem Dead-End, arah aliran umpan tegak lurus terhadapmembran.
Sistem Cross-FlowPada sistem ini umpan dialirkan dengan arah searah permukaanmembran.
Karakterisasi Membran
Pengujian strukturdilakukan secara spektofotometri FTIR (Fourier Transform Infrared).
Analisa Marfologi Membrandilakukan dengan menggunakan SEM (Scanning Electron Microscopy).
Eceng Gondok Sebagai Bahan Baku Pembuatan Membran
Eceng gondok (Eichornia crassipes (Mart.) Solms) memilikikandungan senyawa kimia sebagai berikut :
Senyawa Kimia Kadar (%)Selulosa 64,51Pentosan 15,61Lignin 7,69Silika 5,56Abu 12
Sintesis Selulosa Pada Eceng Gondok
Sintesis selulosa pada eceng gondok dilakukan melalui tahap : Swelling, diperlukan agar reaksi esterifikasi dapat berlangsung
dengan baik karena akan meningkatkan reaktivitas selulosaterhadap reaksi asetilasi.
Asetilasi, bertujuan untuk homogenisasi larutan selulosa(katalisator) dengan zat pengasetilasi berupa asam asetat(Misdawati, 2005).
Hidrolisis, berperan untuk menguraikan asam asetat glacial sisaproses asetilasi menjadi asam asetat.
Penelitian-penelitian Terdahulu Savitri (2004), tentang Penentuan Kondisi Optimum Sintesis
Selulosa Asetat. Siswarni (2007), tentang Pemanfaatan Limbah Kulit Pisang
Sebagai Membran Selulosa. Permata (2009), tentang Pemanfaatan Membran Dari Kulit
Udang Untuk Desalinasi Air Payau. Lindu (2010), tentang Sintesis dan Karakterisasi Selulosa
Asetat Untuk Bahan Baku Pembuatan Membran Ultrafiltrasi.
A
Persiapan Bahan- Persiapan eceng gondok- Persiapan bahan-bahan kimia- Persiapan air laut
Persiapan Alat- Persiapan alat- Persiapan reaktor
Ide Penelitian/ JudulPemanfaatan Eceng Gondok Sebagai Bahan Baku Pembuatan
Membran Untuk Desalinasi
Studi LiteraturDesalinasi air laut, Membran, Selulosa asetat, Eceng
gondokKarakterisasi membran
- FTIR- SEM
A
Pembentukan selulosa mikrobial melalui prosesfermentasi starter Acetobacter xylinium pada
media eceng gondok
Pemurnian dan sintesis selulosa
Pembuatan membran
Pengujian membran pada reaktor Dead-End- Analisa Cl-- Annalisa TDS
Pembuatan laporan- Analisa data dan pembahasan- Kesimpulan dan saran
Digunakan variasi starter 100 mL, 150 mL, 200 mLdan konsentrasi Cl- padaair laut 19.572 mg Cl-
/L, 8.388 mg Cl-/L, 5.992 mg Cl-/L
Persiapan Bahan dan Alat Persiapan bahan : Persiapan air laut
Pada penelitian ini digunakan sampel air laut yang diperoleh dari penjual airlaut.
Persiapan untuk pembuatan membranPada penelitian ini digunakan eceng gondok sebanyak 5 kg sebagai bahanbaku untuk pembuatan membran, eceng gondok diambil dari kolam di DesaTambak Sawah, Kabupaten Sidoarjo.
Digunakan starter Acetobacter xylinium untuk menghasilkan selulosamikrobial dari eceng gondok.
Bahan yang digunakan adalah gula serta bahan kimia seperti :(NH4)2SO4, asam asetat glacial, asam sulfat pekat, NaOH, aquadest, 2-propanol, diklorometan, natrium azida.
Persiapan analisis kloridaPada penelitian ini, analisis klorida dilakukan dengan titrasi menggunakanlarutan AgNO3 dan sebagai indikator digunakan larutan K2CrO4.
Con’tPersiapan alat : Peralatan yang diperlukan untuk penelitian ini antara lain :
blender, neraca analitik, magneticstirrer, shakker, erlenmeyer, buret, beker glass, gelasukur, labu ukur, pipet volumetrik, vacump pump, kertassaring, cawan porselin, oven, desikator, batangpengaduk, FTIR, SEM.
Persiapan reaktorReaktor yang digunakan dalam penelitian ini adalah reaktorDead-End yang digunakan untuk menguji kemampuanmembran untuk desalinasi.
Pelaksanaan Penelitian Pembentukan Selulosa Mikrobial Eceng Gondok
(Siswarni, 2007)Eceng gondok
Diblender
Disaring untuk diambil cairan konsentratnya
Dipanaskan dengan suhu 1000C hingga mendidih
Ditambahkan gula pasir 10% dan (NH4)2SO4 2,5%
Ditambahkan 0,5% asam asetat glacial
Ditambahkan starter Acetobacter xylinium denganvariasi jumlah : 100ml, 150ml, 200ml
Selulosa mikrobial berupa nata(gel berwarna keputih-putihan)
Diinkubasiselama 9 hari
Pelaksanaan Penelitian Pemurnian Selulosa Mikrobial (Lindu, 2010)
Nata hasil dari proses fermentasi
Direndam dalam larutan NaOH4% selama 24 jam
Direndam dalam larutan CH3COOH 4% selama 24 jam
Direndam berulang kali dalam air
Dikeringkan di bawah sinar matahari
Proses pembuatan selulosa asetat
Pelaksanaan Penelitian Pembuatan Selulosa Asetat (Savitri, 2004)
Selulosa mikrobial yang telahdikeringkan di bawah sinar matahari(3 gram)
Swelling :Ditambahkan asam asetat glacial sebanyak 100 ml dan dilakukan pengadukan selama 24 jam
Asetilasi : Ditambahkan asam sulfat pekat dan dilakukanpengadukan kontinyu selama 24 jam
Hidrolisis :Ditambahkan air dan dilakukanpengadukan selama 1 jam
Gumpalan-gumpalan selulosa asetatberwarna putih kekuning-kuningan
Pelaksanaan Penelitian Preparasi Membran
Penyaringan gumpalan-gumpalanselulosa asetat hasil dari reaksi hidrolisis
Pencucian berkali-kali menggunakan aquadest dan etanol
Prcum Proses Vacum Pump
Pencampuran hasil vacum pump dengan diklorometan
Larutan cetak (dope)
Pelaksanaan Penelitian Pencetakan Membran
Poliester dihamparkan di atas kaca dandiselotip dengan ketebalan tertentu
Dope selulosa asetat dicetak di atasnya, diratakanmenggunakan batang silinder
Diangin-anginkan di udara terbuka selama 15 menit
Pelat kaca direndam dalam koagulan 2-propanol selama 24 jam
Membran yang sudahjadi, dicuci berkali-kali denganair
Membran disimpan dalamlarutan natrium azida
Con’t Membran yang telah terbentuk dicuci berkali-kali dengan air
yang mengalir untuk menghilangkan seluruh pelarut dan aditif.Membran disimpan dalam larutan natrium azida untukmencegah pertumbuhan mikroba.
Gambar Penampang Membran Selulosa Asetat
Karakterisasi Membran
Pengujian strukturDilakukan secara spektofotometri Fourier Transform Infrared (FTIR). Pengujian dilakukan di Laboratorium Jurusan Material dan Metalurgi ITS, Surabaya.
Analisa Marfologi MembranDilakukan dengan menggunakan Scanning ElectronMicroscopy (SEM). Pengujian dilakukan di LaboratoriumJurusan Material dan Metalurgi, ITS, Surabaya.
Analisa Sampel Analisa TSS
Dimana :a = cawan kosong setelah di furnace 550oC dan dioven 105oC b = cawan dan residu setelah dioven 105oCc = volume sampel
Analisis TDS
Dimana :i = cawan kosong setelah di furnace 550oC dan dioven 105oC k = cawan dan residu setelah dioven 105oCj = volume sampel
Analisa Sampel
Analisa Klorida
Pengujian Membran Dalam ReaktorPengujian membran dilakukan dengan reaktor Dead-Enddengan variasi sebagai berikut.
Jumlah Acetobacterxylinium
(mL)
Konsentrasi Pada Umpan(mg Cl-/L)
10019.5728.3885.992
15019.5728.3885.992
20019.5728.3885.992
Pengujian Membran dalam Reaktor Dead-End Pengujian membran dalam reaktor Dead-End dilakukan dengan
menggunakan tekanan 1 atm. Pengujian membran dilakukan dengan variasistarter Acetobacter xylinium 100 ml, 150 ml, 200 ml dan variasi konsentrasiCl- pada air laut/umpan 19.572 mg Cl-/l, 8.388 mg Cl-/L, 5.992 mg Cl-/L.
Setiap satu komposisi membran diuji dalam reaktor sebanyak tiga kalidengan tekanan operasi 1 atm. Membran yang akan diuji dalamreaktor, dipotong berbentuk lingkaran dengan diameter 5 cm.
Gambar Pengujian Membran Dalam Reaktor Dead-End
Pengaruh Waktu Pengambilan Permeat Terhadap Konsentrasi Cl- yang TerdapatPada Permeat yang Dihasilkan Berdasarkan Jumlah Acetobacter xylinium DenganVariasi Konsentrasi Umpan
1450015000155001600016500170001750018000
0 20 40 60 80
Kon
sen
trsi
Cl-
(mg/
L)
Waktu Pengambilan Permeat (menit ke-)
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 100 mlJumlah Starter Acetobacter Xylinium 150 mlJumlah Starter Acetobacter Xylinium 200 ml
72007400760078008000820084008600
0 20 40 60 80
Kon
sen
tras
iCl-
(mg/
L)
Waktu Pengambilan Permeat (menit ke-)
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 100 mlJumlah Starter Acetobacter Xylinium 150 mlJumlah Starter Acetobacter Xylinium 200 ml
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 20 40 60 80
Kon
sen
tras
iCl-
(mg/
L)
Waktu Pengambilan Permeat (menit ke-)
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 100 mlJumlah Starter Acetobacter Xylinium 150 mlJumlah Starter Acetobacter Xylinium 200 ml
Berdasarkan tabel dan gambar tersebut dapat disimpulkan:-Sejalan dengan waktu pengambilan permeat, konsentrasi Cl-
pada permeat semakin rendah. Hal ini disebabkan karena adanyapolarisasi konsentrasi dan fouling membran, sehingga semakinbanyak zat terlarut yang tertahan membran dan menyebabkankonsentrasi Cl- pada permeat yang dihasilkan semakin rendah.-Semakin banyak jumlah starter Acetobacter xyliniummenyebabkan konsentrasi Cl- pada permeat semakin kecil. Hal inidisebabkan karena semakin banyak jumlah starter Acetobacterxylinium mengakibatkan distribusi ukuran pori membran yangsemakin merata, sehingga lebih banyak partikel Cl- yang dapattertahan oleh permukaan membran.-Presentase removal konsentrasi Cl- tertinggi terjadi padakonsentrasi umpan 19.572 mg Cl-/L dengan jumlah starterAcetobacter xylinium 200 ml, yaitu sebesar 24% dengankonsentrasi akhir 14.779 mg Cl-/L.
Pada Konsentrasi Umpan 19.572 mg Cl-/L Pada Konsentrasi Umpan 8.388 mg Cl-/L
Pada Konsentrasi Umpan 5.992 mg Cl-/L
Pengaruh Waktu Pengambilan Permeat Terhadap Nilai Koefisien Rejeksi MembranBerdasarkan Jumlah Starter Acetobacter xylinium Dengan Variasi KonsentrasiUmpan
-202468
101214
0 20 40 60 80
R (%
)
Waktu pengambilan permeat (menit ke-)
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 100 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 150 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 200 ml0
5
10
15
20
25
30
0 20 40 60 80
R (%
)
Waktu pengambilan permeat (menit ke-)
Variasi 100 ml Acetobacter Xylinium
Variasi 150 ml Acetobacter Xylinium
Variasi 200 ml Acetobacter Xylinium
Pada Konsentrasi Umpan 19.572 mg Cl-/L
02468
1012141618
0 20 40 60 80
R (%
)
Waktu pengambilan permeat (menit ke-)
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 100 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 150 ml
Pada Konsentrasi Umpan 5.992 mg Cl-/L
Berdasarkan tabel dan gambar, dapat disimpilkan:-Sejalan dengan waktu pengambilan permeat atau semakin lamawaktu operasi membran, maka nilai efisiensi rejeksi membransemakin naik. Hal ini disebabkan karena adanya polarisasikonsentrasi dan fouling membran, sehingga pori-pori membrantersumbat dan menyebabkan semakin banyak zat terlarut yangtertahan membran.- Semakin banyak jumlah starter Acetobacter xylinium, makanilai efisiensi rejeksi membran semakin naik. Hal inidisebabkan karena membran dengan jumlah starter Acetobacterxylinium lebih banyak memiliki distribusi ukuran pori yanglebih rapat.-.Koefisien rejeksi yang tinggi diperoleh pada konsentrasiumpan 19.572 mg Cl-/L dengan jumlah starter Acetobacterxylinium 200 mlL yaitu sebesar 24%.
Pada Konsentrasi Umpan 8.388 mg Cl-/L
Pengaruh Konsentrasi Umpan Terhadap Koefisien Rejeksi Membran BerdasarkanVariasi Jumlah Starter Acetobacter xylinium
0
5
10
15
20
25
30
0 5000 10000 15000 20000 25000
Koe
fisi
en R
ejek
si M
embr
an (R
)
Konsentrasi Cl- Pada air Laut (mg/L)
Jumlah Starter Acetobacter xylinium 100 ml
Jumlah Starter Acetobacter xylinium 150 ml
Jumlah Starter Acetobacter xylinium 200 ml
Konsentrasi umpan 8.388 mg Cl-/L terjadi penurunan koefisien rejeksi membran, kemudian terjadi kenaikannilai koefisien rejeksi membran pada konsentrasi umpan 5.992 mg Cl-/L. Hal ini dapat terjadi karena adanyakandungan zat padat tersuspensi pada umpan (air laut), dimana kandungan zat padat tersuspensi pada air lautdengan konsentrasi 5.992 mg Cl-/L lebih tinggi (2.400 mg/L) dibandingkan kandungan zat padat tersuspensipada air laut dengan konsentrasi 8.388 mg Cl-/L (1.400 mg/L). Konsentrasi umpan 19.572 mg Cl-/Lmerupakan konsentrasi optimum untuk membran dalam merejeksi zat-zat terlarut, hal ini dapat dilihat darigambar grafik yang meningkat cukup tajam pada masing-masing jumlah starter Acetobacterxylinium, dimana koefisien rejeksi tertinggi terjadi pada jumlah starter Acetobacter xylinium 200 mL dengankonsentrasi umpan 19.572 mg Cl-/L, yaitu 24%.
Pengaruh Waktu Pengambilan Permeat Terhadap Nilai Fluks MembranBerdasarkan Jumlah Starter Acetobacter xylinium Pada Konsentrasi UmpanTertentu
0.00000.00200.00400.00600.00800.01000.01200.01400.0160
0 20 40 60 80
Nil
aiFl
uks
Mem
bran
(mL
cm-2
deti
k-1)
Waktu Pengambilan Permeat (menit ke-)
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 100 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 150 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 200 ml
Pada Konsentrasi Umpan 19.572 mg Cl-/L
0.0000
0.0020
0.0040
0.0060
0.0080
0.0100
0.0120
0.0140
0 20 40 60 80
Nil
aiFl
uks
Mem
bran
(mL
cm-2
deti
k-1)
Waktu Pengambilan Permeat (menit ke-)
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 100 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 150 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 200 ml
Pada Konsentrasi Umpan 8.388 mg Cl-/L
0.0000
0.0020
0.0040
0.0060
0.0080
0.0100
0.0120
0.0140
0 20 40 60 80
Nil
aiFl
uks
Mem
bran
(mL
cm-2
deti
k-1)
Waktu Pengambilan Permeat (menit ke-)
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 100 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 150 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 200 ml
Pada Konsentrasi Umpan 5.992 mg Cl-/LDari tabel dan gambar tersebut, diketahui bahwa :-Sejalan dengan waktu pengambilan permeat atau semakin lamawaktu operasi membran, maka nilai fluks membran semakinturun. Hal ini disebabkan karena adanya polarisasi konsentrasi danfouling membran, sehingga menyebabkan jumlah volume permeatyang melewati membran semakin sedikit.- Semakin banyak jumlah starter Acetobacter xylinium, maka nilaifluks membran semakin turun. Hal ini disebabkan semakinbanyaknya jumlah starter Acetobacter xylinium yang digunakandapat menghasilkan ukuran pori membran yang lebihrapat, sehingga sejalan dengan waktu operasi membran akanmempercepat terjadinya fouling membran dan nilai fluksmembran turun
Pengaruh Konsentrasi Umpan Terhadap Nilai Fluks Membran Berdasarkan VariasiJumlah Starter Acetobacter xylinium
0.00000.00020.00040.00060.00080.00100.00120.00140.00160.00180.0020
0 5000 10000 15000 20000 25000
Nil
ai F
luks
Mem
bran
(ml c
m-2
deti
k-1)
Konsentrasi Umpan (mg Cl- /L)
Jumlah 100 ml Starter Acetobacter xylinium
Jumlah 150 ml Starter Acetobacter xylinium
Jumlah 200 ml Starter Acetobacter xylinium
Pada jumlah 100 mL starter Acetobacter xylinium terjadi kekonstanan nilai fluks membran pada konsentrasiumpan 5.992 mg Cl-/L dan 8.388 mg Cl-/L, dan terjadi peningkatan nilai fluks pada konsentrasi umpan 19.572mg Cl-/L. Hal ini berlawanan dengan keadaan sebenarnya, dimana semakin besar kadar konsentrasi Cl- pada airumpan, maka fluks permeat yang dihasilkan semakin turun (Soedjono, 2011). Hal ini dapat terjadi karena denganjumlah starter Acetobacter xylinium 100 mL, distribusi pori pada membran belum merata sehingga padakonsentrasi 19.572 mg Cl-/L dapat menyebabkan nilai fluks lebih tinggi. Berdasarkan hal tersebut dapatdikatakan bahwa jumlah 100 mL starter Acetobacter xylinium belum optimal untuk pembuatan membran selulosaasetat.
Pengaruh Waktu Pengambilan Permeat Terhadap % Rejeksi TDS Pada VariasiKonsentrasi Umpan Tertentu
-505
10152025303540
0 20 40 60 80
% R
ejek
si T
DS
Waktu Pengambilan Permeat
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 100 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 150 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 200 ml
Pada Konsentrasi Umpan 19.572 mg Cl-/L
0
5
10
15
20
25
30
0 20 40 60 80
% R
ejek
si T
DS
Waktu Pengambilan Permeat
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 100 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 150 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 200 ml
Pada Konsentrasi Umpan 8.388 mg Cl-/L
0
5
10
15
20
25
30
0 20 40 60 80
% R
ejek
si T
DS
Waktu Pengambilan Permeat
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 100 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 150 ml
Jumlah Starter Acetobacter Xylinium 200 ml
Pada Konsentrasi Umpan 5.992 mg Cl-/L
Dari Tabel dan gambar tersebut dapat dilihat bahwa %rejeksi TDSmemiliki nilai fluktuatif sejalan dengan waktu pengambilan permeatberdasarkan jumlah starter Acetobacter xylinium. Hal ini disebabkanpada air laut terdapat zat-zat padat tersuspensi yang jugamempengaruhi kadar TDS pada permeat yang dihasilkan. Presentaserejeksi TDS dengan nilai tertinggi terjadi pada konsentrasi umpan19.572 mg Cl-/L dengan kandungan TDS sebesar 38.000 mg/L. Hal inimenunjukkan semakin tinngi kandungan TDS pada umpan, makapresentase rejeksi TDSnya akan semakin tinggi. Dari ketiga tabel dangambar yang disajikan, dapat dilihat bahwa presentase rejeksi TDStertinggi terjadi pada menit ke-60. Hal ini menunjukkan bahwa denganwaktu 60 menit pengoperasian membran merupakan waktu optimaluntuk merejeksi TDS, namun perlu dilakukan penelitian lebih lanjutmengenai waktu pengoperasian membran agar diperoleh presentaserejeksi TDS lebih tinggi.
Karakterisasi Membran (FTIR)
Selulosa adalah polimer glukosa yang tidak bercabang. Bentuk polimer ini memungkinkanselulosa saling terikat menjadi bentuk serat yang sangat kuat. Sedangkan selulosa asetatmerupakan ester dari asam asetat dan selulosa. Perbedaan antara selulosa mikrobial denganselulosa asetat terletak pada gugus fungsi karbonil.Gugus fungsi karbonil (C=O) dari selulosa asetat dapat diindetifikasi menggunakan FTIR yangberupa spektroskopi inframerah. Prinsip kerja dari metode ini adalah penyerapan radiasiinframerah oleh sampel agar mengalami perpindahan ke tingkat vibrasi tereksitasi pertama. PadaGambar 4.22 dapat dilihat serapan gugus OH yang terjadi pada bilangan gelombang 3364,36cm-1 dan gugus C-O pada bilangan gelombang 1635,78 cm-1.
Karakterisasi Membran (SEM)
Pada uji SEM digunakan perbesaran 5000 kali dan 15000 kali, dari hasil tersebut didapatkan ukuranpori-pori membran selulosa asetat dari eceng gondok antara 10 nm hingga 50 nm. Hal tersebutmenunjukkan bahwa ukuran pori membran berukuran nanopori dan jenis membran selulosa asetatyang dihasilkan adalah jenis membran ultrafiltrasi.
(a) (b)
Foto SEM Permukaan Membran Selulosa Asetat(a) Perbesaran 5000 kali, (b) Perbesaran 15000 kali
KesimpulanBerdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagaiberikut :
Jumlah starter Acetobacter xylinium yang digunakan pada proses pembentukanselulosa mikrobial memiliki pengaruh yang signifikan terhadap kemampuanmembran dalam proses desalinasi (merejeksi partikel Cl- dan TDS). Pada penelitianini membran dengan jumlah 200 mL starter Acetobacter xylinium memilikikemampuan terbaik dalam proses desalinasi, yaitu dengan nilai rejeksi Cl- sebesar24% dan nilai rejeksi TDS sebesar 36%.
Efisiensi rejeksi membran terhadap Cl- dan TDS dengan nilai tertinggi (pada kondisiterbaik) terjadi pada konsentrasi umpan 19.572 mg Cl-/L, yaitu sebesar 24% untukrejeksi Cl- dan sebesar 36% untuk rejeksi TDS.
SaranAda pun saran yang dapat diberikan sebagai tindak lanjut dari penelitian ini antaralain :
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai kemampuan membran selulosaasetat eceng gondok terhadap desalinasi air laut.
Perlu dilakukan penambahan variasi jumlah starter Acetobacter xylinium yangoptimal untuk proses desalinasi air laut.
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai waktu pengoperasian membranagar diperoleh efisiensi rejeksi membran yang lebih baik.
DAFTAR PUSTAKAM’nif, A., Bouguecha, S., Hamrouni, B., Dhahbi, M. 2007. Coupling of Membrane Processes for Brackish
Water Desalination. Desalination, 203:331-336.Akili, D. K., Kutubkhanah, I. K., J-M, Wie. 2008. Advances in Seawater Desalinatiom Technologies.
Desalination, 221:47-69.APHA, AWWA, AWPCF. 1998. Standard Methods for the Examination of Water adn Wastewater 20th
edition. New York.Damayantib, A., Ujang, Z. Salim, M. R., Ollson, G. 2011. The Effect of Mixed Liquor Suspended Solids
(MLSS) on Biofouling in a Hybrid Membrane Bioreactor for the Treatment of High ConcentrationOrganic Wastewater. Water Science and Technology, 63(8).
Lindu, M., Puspitasari, T., Ismi, E., 2010. Sintesis dan Karakterisasi selulosa Asetat Dari Nata de CocoSebagai Bahan Baku Membran Ultrafiltrasi. Jurnal Sains Materi Indonesia, 12:17-23.
Siswarni. 2007. Pemanfaatan Limbah Kulit Pisang Sebagai Membran Selulosa. Jurnal teknologi Proses6, 1:49-51.
Mulder M. 1996. Basic Principles of Membrane Technology. Netherlands: Kluwer Academic Publisher.Savitri, E. 2004. Penentuan Kondisi Optimum Sintesis Selulosa Asetat Dengan Variabel Kecepatan
Pengadukan, Waktu Asetilasi, dan Jumlah Pelarut. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia SoebardjoBrotohardjono. Jurusan Teknik Kimia, FTI, UPN Veteran, Jawa Timur.
Pasla, F., R. 2006. Pencirian membran Selulosa Asetat Berbahan Dasar Selulosa Bakteri dari LimbahNanas. PKM-GT Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. IPB, Bogor.
Pratomo, H. 2007. Pembuatan Dan Karakterisasi Membran Komposit Polisulfon Selulosa Asetat UntukProses Ultrafiltrasi. Jurnal Pendidikan Matematika dan Sains, Edisi 3 Tahun VIII.
Radiman, C. L., Eka, I. 2007. Pengaruh Jenis Temperatur Koagulan Terhadap Marfologi dan KarakteristikMembran Selulosa Asetat. Makara, Sains, 11:80-84.
Wenten, I. G. 1995. Teknologi Membran Industrial. Institut Teknologi Bandung. Bandung.