pemisahan kimia baru
TRANSCRIPT
MAKALAH PEMISAHAN KIMIA
PEMISAHAN MENGGUNAKAN MEMBRAN DAN ELEKTROFORESIS
Disusun Guna Memenuhi Tugas Pemisahan Kimia
DISUSUN OLEH:
Rahmatia Fitri (24030111120007)
Putri Pamungkas Sari (24030111120009)
Lathoiful Isyaroh (24030111120012)
Hana Failasufa (24030111130042)
Ferdiansyah A R (24030111130036)
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA
UNIVERSITAS DIPONEGORO
2013
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kami kelancaran
dalam menyusun makalah ini sehinggamakalah ini dapat diselesaikan. Kami juga
ingin mengucapkan terima kasih bagi seluruh pihak yang telah membantu dalam
pembuatan makalah ini dan berbagai sumber yang telah kami pakai sebagai data dan
fakta pada makalah ini.
Kami mengakui bahwa kami adalah manusia yang mempunyai keterbatasan
dalam berbagai hal.Oleh karena itu tidak ada hal yang dapat diselesaikan dengan
sangat sempurna.Begitu pula dengan makalah ini yang telah kami selesaikan.Tidak
semua hal dapat kami deskripsikan dengan sempurna dalam makalah ini.kami
melakukannya semaksimal mungkin dengan kemampuan yang kami miliki. Di mana
kami juga memiliki keterbatasan kemampuan.
Maka dari itu kami bersedia menerima kritik dan saran. Kami akan
menerima semua kritik dan saran tersebut sebagai batu loncatan yang dapat
memperbaiki makalah kami di masa mendatang. Sehingga semoga makalah
berikutnya dan makalahlain dapat diselesaikan dengan hasil yang lebih baik.
Semarang, 8 Juni 2013
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan kemajuan zaman yang semakin pesat di negara-negara
berkermbang akan selalu diikuti pula dengan kemajuan ilmu pengetahuan yang
semakin marak di bidang teknologi. Salah satu diantaranya adalah
pengembangan di bidang pemisahan dengan membran dan elektroforesis.
Ringkasnya metode elektroforesis mulai berkembang akhir abad ke 19
setelah ditemukan penelitian yang menunjukkan adanya efek dari listrik terhadap
partikel-partikel atau molekul-molekul yang bermuatan listrik, dalam ha1 ini
termasuk juga protein (Pornet, Quincke, Hardy, dalam Richardson dkk, 1986).
Menurut Passteur dkk. (1988) elektroforesis berasal dari bahasa Yunani yang
mempunyai arti transport atau perpindahan melalui partikel-partikel listrik.
Sedangkan teknologi membran telah tumbuh dan berkembang secara
dinamis sejak pertama kali dikomersilkan Sartorius-Werke di Jerman pada tahun
1927, khususnya untuk membran mikrofiltrasi. Pengembangan dan aplikasi
teknologi ini semakin beragam dan penemuan-penemuan baru pun semakin
banyak dipublikasikan. Teknologi membran pada akhirnya menjadi salah satu
teknologi alternatif yang paling kompetitif saat ini dan telah memberikan
beragam solusi bagi umat manusia dalam pemenuhan kebutuhan sehari-hari.
Proses mikrofiltrasi merupakan salah satu proses berbasis membran yang
berkembang sangat pesat di awal perkembangan teknologi membran. Secara
umum.mikro filtrasi diaplikasikan dalam proses pemisahan unsur-unsur
partikulatdari larutannya. Aplikasi proses mikrofiltrasi diantaranya adalah untuk
proses sterilisasiobat-obatan dan produksi minuman, klarifikasi ekstrak juice,
pemrosesan air ultramurni pada industri semi konduktor, metal recovery, dan
sebagainya.
1.2 Tujuan Penulisan
1.2.1 Memahami prinsip-prinsip dasar dalam proses pemisahan dengan
membran.
1.2.2 Mempelajari karakteristik penurunan fluks pada proses pemisahan
dengan membran.
1.2.3 Mempelajari definisi elektroforesis dan kegunaan metode elektroforesis.
1.2.4 Memahami prinsip-prinsip dasar dalam proses pemisahan dengan
metode elektroforesis.
1.3 Rumusan Masalah
1.3.1 Apa saja prinsip-prinsip dasar dalam proses pemisahan dengan
membran?
1.3.2 Apa saja karakteristik penurunan fluks pada proses pemisahan dengan
membran?
1.3.3 Apa definisi elektroforesis dan kegunaan metode elektroforesis?
1.3.4 Apa saja prinsip-prinsip dasar dalam peroses pemisahan dengan metode
elektroforesis?
BAB II
ISI
1.1 Definisi Elektroforesis
Elektroforesis merupakan suatu cara analisis kimiawi yang didasarkan pada
pergerakan molekul-molekul protein bermuatan di dalam medan listrik (titik
isoelektrik). Pergerakan molekul dalam medan listrik dipengaruhi oleh bentuk,
ukuran, besar muatan dan sifat kimia dari molekul – molekulnya. Dengan
demikian, metode elektroforesis dapat digunakan untuk separasi makromolekul
seperti protein dan asam nukleat atau DNA (Titrawani, 1996). Elektroforesis
untuk makromolekul memerlukan matriks penyangga untuk mencegah terjadinya
difusi karena timbulnya panas dari arus listrik yang digunakan. Gel poliakrilamid
dan agarosa merupakan matriks penyangga yang banyak dipakai untuk separasi
protein dan asam nukleat atau DNA.
1.2 Prinsip Dasar Elektroforesis
Elektroforesis adalah suatu proses migrasi molekul bermuatan di dalam
suatu media yang bermuatan listrik, dimana kecepatan migrasinya tergantung
pada muatan, ukuran dan bentuk setiap molekul yang terlibat.
Pada saat arus listrik diberikan, molekul bermigrasi melalui media
(biasanya berupa gel), molekul yang kecil akan bermigrasi lebih cepat daripada
yang besar, sehingga akan terjadi pemisahan.
1.3 Teknik Elektroforesis
Menurut Stenesh dalam Titrawani (1996) teknik elektroforesis dapat
dibedakan menjadi dua cara, yaitu :
a. Elektroforesis larutan (moving boundary electrophoresis)
Pada teknik elektroforesis larutan, larutan penyangga yang mengandung
makro-molekul ditempatkan dalam suatu kamar tertutup dan dialiri arus
listrik.Kecepatan migrasi dari makro-molekul diukur dengan jalan melihat
terjadinya pemisahan dari molekul (terlihat seperti pita) di dalam pelarut.
b. Elektroforesis daerah
Elekroforesis daerah adalah menggunakan suatu bahan padat yang
berfungsi sebagai media penunjang yang berisi (diberi) larutan penyangga.
Media penunjang yang biasa dipakai adalah gel agarose, gel pati, gel
poliakrilamida dan kertas sellulose poliasetat. Adapaun menurut Sargent dan
George (1975) elektroforesis daerah disebut sebagai elektroforesis gel dengan
dua buah model yaitu horizontal dan vertikal. Metode yang biasa digunakan
adalah model horizontal, karena mempunyai beberapa keuntungan yaitu
peralatan yang digunakan sangat sederhana, relatif murah dan pemisahan untuk
enzim tertentu dapat menghasilkan pemisahan yang lebih baik.
1.4 Kegunaan Metode Elektroforesis
Telah disebutkan bahwa pola protein tertentu dari satu spesies hewan
berbeda, secara elektroforesis akan memperlihatkan pola protein yang berbeda
pula pada hewan lainnya. Faktor tersebutlah yang menyebabkan pola protein
dapat digunakan untuk membedakan spesies hewan. Perbedaan pola protein
inilah yang seringkali digunakan sebab untuk membedakan populasi secara
tepat kadangkala tidak dapat dilakukan apabila hanya menggunakan
pengamatan melalui morfologis saja. Metode yang paling umum untuk
memisahkan protein adalah dengan cara electrophoresis menggunakan
discontinuous polyacrylamide gel sebagai medium penyangga dan sodium
dodecyl sulfate (SDS) untuk men-denaturasi protein. Metode ini disebut
Sodium Dodecyl Sulfate polyacrylamide gel electrophoresis ( SDS – PAGE ).
Fenomena ini pula yang menyebabkan metode elektroforesis banyak
dilakukan untuk pengamatan taksonomi, sistematik dan genetik serta untuk
mengindentifikasi spesies hewan maupun tumbuhan (bio-sistematik). Dapat
pula digunakan untuk melihat phylogenetic reconstruction (rekonstruksi secara
Filogenetik) dari suatu jenis hewan atau tumbuhan (Rianti, 2001).
Pada pH netral, DNA dan RNA bermuatan negatif dan akan bermigrasi ke
arah anoda. Jika migrasi dilakukan pada matriks polimer (gel), fragmen kecil
akan bergerak lebih cepat daripada fragmen yang besar. Dengan demikian,
migrasi elektroforetik melalui gel akan memisahkan campuran fragmen DNA
sehingga nampak sebagai pita-pita yang berbeda ukurannya.
Banyak matriks gel yang dapat digunakan untuk pemisahan asam nukleat,
tapi yang paling banyak digunakan adalah gel agarose dan poliakrilamid. Gel
agarose sesuai untuk pemisahan fragmen DNA yang berukuran 0.1-20 kb,
sedangkan poliakrilamid untuk fragmen Dna berukuran 0.025-2 kb. Salah satu
jenis elektroforesis gel agarose adalah pulsed field gel electrophoresis ( PFGE )
yang digunakan untuk memisahkan fragmen DNA yang sangat besar ( lebih
dari 1000 kb ).
1.5 Pemisahan Campuran dengan Elektroforesis
a. Metode Konvensional
Dalam elektroforesis konvensional dibutuhkan media tempat pemisahan,
misalnya kertas atau gel, yang masing-masing ujungnya tercelup dalam larutan
buffer.Cuplikan berupa campuran (misalnya campuran protein) diteteskan pada
bagian tengah media tersebut.Salah satu larutan buffer dihubungkan melalui
elektroda platina atau batang karbon dengan kutub positif searah. Oleh karena
komponen-komponen campuran bermuatan listrik, maka komponen tersebut
akan bermigrasi ketika arus listrik searah dialirkan. Komponen-komponen yang
bermuatan positif bergerak menuju katoda (kutub negatif) dan komponen
bermuatan negatif menuju anoda (kutub positif).Sedangkan komponen netral
tidak bergerak.Hasil pemisahan elektroforesis konvensional ditunjukkan oleh
adanya noda-noda berwarna sepanjang media pemisah.
Keunggulan :
Elektroforesis konvensional mudah dilakukan menggunakan peralatan
sederhana.
Kelemahan :
a. Hasil pemisahan seringkali tidak memuaskan, noda yang satu dengan
lainnya sukar dibedakan karena tumpang tindih.
b. Tidak dapat mendeteksi konsentrasi cuplikan yang rendah.
c. Waktu yang diperlukan terlalu lama.
b. Metode Instrumental
Elektroforesis kapiler merupakan metode pemisahan modern yang
dilakukan pada pipa kapiler berisi buffer menggunakan listrik bertegangan
tinggi.Tegangan yaang digunakan mencapai 30.000 volt, dan prosesnya cepat
(kurang dari 0,5 jam). Akibat penggunaan pipa kapiler dan arus listrik
bertegangan tinggi, maka semua komponen baik ion atau molekul netral
bergerak menuju katoda yang dapat dideteksi menggunakan teknik
pendeteksian spektrometri atau elektrokimia.Efisiensi teknik pemisahan ini
dipengaruhi oleh faktor tegangan listrik, panjang dan diameter pipa kapiler,
koefisien difusi, dan konsentrasi cuplikan.
Keunggulan :
Memberikan hasil yang lebih baik dalam efisiensi, selektifitas, dan resolusi
analisis suatu sampel.
Kelemahan :
a. Boros dalam penggunaan listrik, karena menggunakan tegangan tinggi.
b. Peralatan yang digunakan cukup kompleks dan harganya mahal.
1.6 Pemisahan Dengan Membran
Membran merupakan lapisan semipermeabel yang mampu melewatkan
partikel tertentu dan menahan partikel lain berdasarkan ukuran partikel tertentu
sehingga dapat dipisahkan. Membran memiliki sifat transfer yang selektif,
dengan kata lain pertikel yang memiliki ukuran lebih besar dari pori membran
akan tertahan dan partikel dengan ukuran yang lebih kecil dapat melewati
membran sebab membran memiliki ketebalan yang berbeda-beda ada yang tebal
dan ada juga yang tipis serta ada yang homogen dan ada juga yang heterogen.
Ditinjau dari bahannya, membran terdiri dari bahan alami dan bahan sintetis.
Bahan alami merupakan bahan yang berasal dari alam misalnya seperti pulp dan
kapas, sedangkan bahan sintetis merupakan bahan yang terbuat dari bahan kimia,
misalnya seperti polimer (Mulder, 1996).
Filtrasi dilakukan pada tahap awal sebelum dilakukanmya proses
pemurnian lebih lanjut. Filtrasi secara sederhana didefinisikan sebaai pemisahan
material partikulat dalam suatu campuran dengan cara pengaliran umpan melalui
suatu membran yang dapat menahan petikulat yang memiliki molekul lebih besar
dari ukuran pori membran (Gutman, 1987).
Proses filtrasi menggunakan membran sering digunakan untuk memisahkan
padatan yang tidak terlarut dalam suatu produk cair atau campuran gas. Lapisan
media akan menolak padatan tersuspensi dan menghasilkan cairan yang jernih
(Scott dan Hughes, 1996).
Proses filtrasi biasanya diklasifikasikan berdasarkan ukuran molekul dari
komponen yang tertahan oleh media filter. Dua kelas utama dalam proses filtrasi,
yaitu filtrasi partikel konvensional dan proses filtrasi membran. Filtrasi partikel
konvensional biasanya digunakan dalam pemisahan partikel besar yang
tersuspensi berukuran lebih dari 10 mikrometer, sedangkan filtrasi membran
memisahkan zat dengan ukuran molekul kurang dari 10 mikrometer (Mulder,
1996).
Dibandingkan dengan metode pemisahan yang lainnya (destilasi dan
presipitasi) filtrasi membran mempunyai beberapa keunggulan. Dari segi
ekonomi, Gutman (1987), menyebutkan tiga keunggulan filtrasi membran yaitu:
Biaya operasi rendah. Dibandingkan dengan evaporasi, proses membran
membutuhkan energi lebih sedikit, lebih mudah diotomatisasi dan dikontrol
sehingga membutuhkan sedikit tenaga kerja.
Proses membran merupakan proses pemisahan yang bersih dan relatif sedikit
menimbulkan kerusakan pada produk sehingga recovery produk tinggi.
Proses membran dapat di scale-up dengan mudah dan dipasang lebih cepat.
Selain itu, proses pemisahan dengan menggunakan membran memiliki beberapa
keunggulan dari proses lainnya, yaitu seperti :
Pemisahan dapat dilakukan secara kontinu
Konsumsi energi umumnya relatif lebih rendah
Proses membran dapat mudah digabungkan dengan proses pemisahan
lainnya ( hybrid processing)
Pemisahan dapat dilakukan dalam kondisi yang mudah diciptakan
Mudah dalam scale up
Tidak perlu adanya bahan tambahan
Material membrane bervariasi sehingga mudah diadaptasikan pemakaiannya.
Namun, pemisahan dengan menggunakan teknologi membran juga
mempunyai kekurangan yaitu antara lain fluks dan selektivitasnya, karena pada
umunya saat melakukan proses pemisahan dengan menggunakan membran yang
terjadi adalah fluks akan berbanding terbalik dengan selektivitasnya. Apabila
semakin tinggi fluks maka sering kali berakibat pada menurunnya selektivitas,
begitupun sebaliknya. Sedangkan yang diinginkan dalam proses pemisahan
berbasis membran ini adalah mempertinggi fluks dan selektivitas.
Terdapat beberapa faktor - faktor yang dapat mempengaruhi kinerja membran
antara lain:
Ukuran molekul
Bentuk molekul
Bahan membran
Karakteristik larutan
Parameter operasional (tekanan, suhu, konsentrasi, pH, ion strength,
polarisasi)
1.7 Jenis Membran
Ditinjau dari bahan yang digunakan membran dapat dibedakan menjadi dua, yaitu :a. Membran Alamiah
Membran alamiah adalah membran yang terdapat di jaringan tubuh
organisme, baik sel tumbuhan, hewan maupun manusia. Fungsinya
melindungi isi sel dari pengaruh lingkungan dan membantu proses
metabolisme organisme dengan sifat semi permeabilitasnya.
b. Membran Sintetik
Memran sintetik adalah membran yang dibuat secara sengaja sesuai dengan
kebutuhan dan disesuaikan dengan sifat membran alamiah. Membran sintetik
dapat dibuat dari polimer tertentu seperti polikarbonat, polipropilen,
polietilen, poliamida, nilon, selulosa asetat, dan polisulfon. Membran ada
yang terbuat dari bahan keramik, gelas, logam, dan lain-lain (Wenten, 1999).
Selain itu, proses pemisahan dengan menggunakan membran dapat juga
dibedakan berdasarkan ukuran pori membran, yaitu :
a. Mikromembran
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 tersebut dikelompokkan menjadi :
Cartridge leletan
Cartridge rajut-lekatan-terjurai
Catridge lembar berpori (kertas saring khusus, media nirpintal, membran
berkarbon)
Membran ini dapat menahan koloid, mikroorganisme, dan padatan
tersuspensi. Mikrofiltrasi juga dapat menahan bahan-bahan yang ukurannya
lebih kecil daripada rata-rata ukuran pori karena penahan adsorptif. Salah satu
aplikasi utamanya di industri adalah sterilisasi dan klarifikasi pada industri
makanan dan obat-obatan, pemanenan sel, klarifikasi juice, recovery logam
dalam bentuk kolid, pengolahan limbah cair, fermentasi kontinue, ataupun
pemisahan emulsi minyak-air. Mikrofiltrasi juga dapat digunakan untuk
memisahkan partikel selama proses pembuatan air ultramurni pada industri
semi konduktor. Aplikasi terbaru adalah di bidang bioteknologi, yaitu
pengambilan sel dan bioreaktor membran, serta teknologi biomedik yaitu
pemisahan plasma dari sel darah. Membaran mikrofiltrasi biasanya beroperasi
pada tekanan 0,5-5 atmosfer, dan membran yang digunakan pada umumnya
berstruktur simetrik.
Proses mikrofiltrasi menggunakan membran berpori. Membran ini terdiri
dari matriks polimer dimana terdapat pori yang berukuran 0,02 μm sampai 10
μm. Membran memiliki berbagai macam geometri pori. Pada gambar 3 disajikan
beberapa karakteristik struktur yang ada. Membran ultrafiltrasi umumnya
mempunyai struktur asimetrik dan tahanan perpinsahan ditentukan oleh lapisan
atas yang berpori, sedangkan membran mikrofiltrasi mempunyai dtruktur seperti
gambar 3 dimana tahanan perpindahan ditentukan oleh ketebalan membran
keseluruhan.
Perbedaan geometeri pori akan mengakibatkan penggunaan model yang
berbeda untuk menggambarkan proses perpindahan yang terjadi. Model
perpindahan bermanfaat dalam penentuan parameter struktur dan bagaimana
parameter spesifik tersebut dapat divariasikan sehingga kinerja membran dapat
meningkat. Fluks volume yang melalui membran dapat diprediksi menggunakan
persamaan Hagen-Poisseuille dengan mengasumsikan bahwa pori-pori membran
berbentuk silinder, memiliki jari-jari yang sama, dan panjang pori yang sama
dengan tebal membran. Persamaan tersebut adalah sebagai berikut:
Persamaan ini memperlihatkan bahwa fluks sebanding dengan beda tekan
(ΔP) sepanjang membran yang memiliki ketebalan (Δx) dan berbanding terbalik
dengan viskositas η. ε adalah porositas permukaan dan τ adalah tortuosity.
Karakteristik geometri membran pada membran berpori
Persamaan Hagen-Poiseuille memperlihatkan dengan jelas pengaruh
struktur membran terhadap proses perpindahan. Untuk membran dengan struktur
pori berbentuk bola terjejal rapat, persamaan Kozeny-Carman dapat digunakan
untuk memprediksi besarnya fluks. Persamaan Kozeny-Carman adalah sebagai
berikut:
dimana ε adalah fraksi volume pori, S adalah luas permukaan internal dan K
adalah konstanta Kozeny Carman yang bergantung pada bentuk pori dan τ
tortuosity. Membran inversi fasa biasanya memiliki struktur sponse. Fluks pada
membran ini dapat diprediksi menggunakan persamaan Hagen-Poiseuille atau
Kozeny Carman, walaupun morfologi membran berbeda (Johnson, 1990).
b. Ultramembran
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.
c. Nanomembran
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.
d. 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.
Berikut merupakan beberapa sistem reverse osmosis yang sering
dipergunakan, yaitu:
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).
Hollow fibre
Spiral wound
Plate and frame
Keuntungan metode RO berdasarkan kajian ekonomi antara lain:
a) Untuk umpan dengan padatan terlarut total di bawah 400 ppm, RO merupakan
perlakuan yang murah.
b) 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.
c) Untuk umpan dengan konsentrasi padatan terlarut total berapapun, disertai
dengan kandungan organik lebih dari 15 g/l, RO sangat baik untuk
praperlakuan proses deionisasi.
d) RO sedikit berhubungan dengan bahan kimia sehingga lebih praktis.
1.8. Perbandingan Kinerja Ultrafiltrasi dan Reverse-Osmosis
Uraian Ultrafiltrasi Reverse-osmosisFraksi berat molekul 1.000 min 500 max
Tekanan osmosis Dapat diabaikan SigninikanTekanan operasi 1 sampai 7 kg/cm2 20 sampai 140 kg/cm2
Mekanisme fraksi filtrasi DiffusiMaterial membrane Tidak signifikan Mempengaruhi fraksi
hasil secara signifikanDistribusi pori-pori halus signifikan Tidak nampak
Permiation flow rate 1.0 sampai 10 m3/m3.jam
0.1 sampai 1.0 m3/m2.jam
DAFTAR PUSTAKA
Gutman, R.G., 1987, Membran Filtration, The Rheological of Pressure Driven
Crossflow Process, IOP Publishing Ltd, England
Johnson, A.S., and Tragardh, G., Fundamental Principles of Ultrafiltration, Chem.
Eng. Process., 27,1990, pp. 67-68
Mulder, 1996, Basic Principles of Membran technology, Kluwer Academic
Publishers, London
Rianti, 2001,
Sargent dan George, 1975, Methods in Zone Elecrtophoresis BDH Chemical LTD,
Chemical LTD, Koole
Scott dan Hughes, 1996, Industrial membrane separation technology, Blackie
Academic and Professional, London England: 219 pp
Titrawani, 1996, Biodeversiti Kodok Genus Rana Ditinjau dari morfologi, kariotip
dan pola protein di kodya sawahlunto. Program pasca sarjana. Institute Pertanian
Bogor: 76 hal
Wenten, 1999, Teknologi membran industrial, Teknik Kimia, ITB, Bandung.