filter air ultrafiltrasi

Ultrafiltrasi pengolahan minuman isotonik

Ultrafiltrasi untuk pengolahan minuman isotonik, Ultrafiltrasi (UF) adalah suatu proses filtrasi dengan menggunakan membrane yang dapat menyaring larutan yang memiliki besar molekul 1000 dalton. Filter UF pada umumnya  digunakan pada larutan yang mengandung makromolekul, koloid, garam, gula, dan lain sebagainya. UF diterapkan pada laboratorium dan industri pada skala besar. Membrane UF dapat digambarkan sebagai saringan berskala dimensi molecular. Biasanya polymeric dan asymmetric membrane, dirancang untuk produktifitas tinggi. Ukuran pori-pori dari membrane tersebut antara 0.05 μ m hingga 1 nm. Unit Ultrafiltrasi adalah suatu sistem ultrafiltrasi yang terutama diigunakan untuk menghilangkan bakteri dan virus.ultrafiltrasi minuman isotonik

Teknologi membran ultrafiltrasi merupakan salah satu teknologi untuk pengolahan air dan limbah.Teknologi  penyaringan air dengan membran ultrafiltrasi ini dapat mengontrol mikroorganisme pathogen kecil seperti virus dengan sangat efektif dan mengurangi kekeruhan air. Penyaringan UF bekerja berdasarkan ukuran partikel. Hal yang menjadi tantangan terberat dalam teknologi membran adalah terbentuknya fouling membran. Fouling ini menyebabkan penurunan fluks dan efektivitas membrane.

Keunggulan dari sistem UF ini adalah pori-pori yang memiliki nilai absolut dibandingkan dengan filter biasa. Filter UF memiliki ukuran sangat kecil dibandingkan dengan bakteri sehingga lebih steril dari filterisasi biasa

Membran ultrafiltrasi juga dapat digunakan dalam proses pengolahan minuman isotonik air kelapa. Dalam pengolahan ini dapat digunakan teknologi membrane UF, yaitu Ultrafiltration Package Plant. Prinsip dari teknologi ultrafiltrasi yang diterapkan dalam pemrosesan air kelapa ini adalah sebagai proses sterilisasi dingin. Hal ini dilakukan karena sifat air kelapa yang sangat sensitive terhadap panas, sehingga teknologi pengawetan yang biasa dilakukan seperti pasteurisasi tidak efektif karena akan membuat cita rasa air kelapa berubah.
Sebelum memulai proses, membran ultrafiltrasi perlu dibersihkan dari kotoran yang mungkin menempel. Air kelapa yang sudah dibuka tempurungnya segera dimasukkan ke dalam membran dengan sebelumnya ditambahkan gula, asam askorbat dan mineral tambahan. Setelah melewati membrane UF, air kelapa bisa langsung dikemas ke dalam botol kaca yang sebelumnya telah disterilisasi. Proses ini sangat sederhana dimana filtrasi dan pemurnian dilakukan tanpa bantuan bahan kimia sehingga dapat menekan biaya.
Membran ultrafiltrasi mampu menahan berbagai bahan pengotor dan mikroorganisme dengan ukuran yang lebih besar dengan ukuran pori membran. Hasil ini ditunjukkan dengan peningkatan kejernihan air kelapa. Hasil penelitian yang telah dilakukan oleh tim peneliti dari BB-Pascapanen memperlihatkan bahwa air kelapa yang diproses dengan membran ultrafiltrasi (ukuran pori 0,5-2 nm) memperlihatkan bahwa kandungan kalium dan natrium masih sangat tinggi dan total mikroba > 22 (Sinartani, 2006).
Selain kedua aplikasi tersebut, film tipis Nata de Coco juga dapat digunakan sebagai membran UF. Pembuatan film nata de coco diawali dengan mencampurkan air kelapa dan gula, kemudian ditambah starter setelah melalui pendinginan pada suhu kamar. Setelah difermentasi selam 7 hari akan terbentuk gel pada permukaan media cairnya, yaitu pellicle. Pada proses pemurnian dilakukan pencucian dengan air dan perendaman dalam NaOH 2% untuk menghilangkan komponen-komponen non-selulosa dan sisa bakteri. Film nata de coco yang dihasilkan memiliki berat jenis yang tinggi dan derajat penggembungannya rendah. Hal ini menunjukkan bahwa membran UF mempunyai struktur yang rapat, sehingga proses difusi air ke dalam film nata de coco lebih sulit.
Kinerja membran filtrasi dapat diketahui dengan cara melakukan uji kompaksi. Uji ini bertujuan untuk memperoleh harga fluks air yang konstan pada tekanan operasional. Hasil uji menunjukkan bahwa terjadi penurunan fluks sampai menit keduapuluh, dan selanjutnya nilai fluks relative konstan. Penrunan fluks air terjadi karena adanya deformasi mekanik pada matriks membran ultrafiltrasi akibat tekanan yang diberikan. Pada proses deformasi terjadi pemadatan pori film sehingga nilai fluks turun. Studi kompaksi paling banyak dipakai untuk membran reverse osmosis (RO) karena tekanannya tinggi .

Sumber [anekasumber]

Membran Ultrafiltrasi Pengolahan Air Laut

Membran Ultrafiltrasi salah satu pengolahan air laut terbaik. Membran ultrafiltrasi adalah teknik penyaringan air laut dengan menggunakan membran untuk menghilangkan zat terlarut dengan bobot molekul tinggi, aneka koloid, mikroba sampai padatan tersuspensi dari air laut.  Membran ultrafiltrasi semipermeabel dipakai untuk memisahkan makromolekul dari larutan. Proses pemisahan menggunakan membran ultrafiltrasi biasanya digunakan di bidang industri dan penelitian untuk penjernihan air karena ukuran yang dapat diolah adalah air pekat yang mengandung makromolekul yang memiliki berat atom sekitar 103-106 Da (1 Da = 0,000714 gram). Pengolahan menggunakan ultrafiltrasi pada umumnya menggunakan membran berukuran 0.001 mikron – 0.01 mikron. Dalam teknologi pemurnian air laut, membran ultrafiltrasi dengan BM membran 1000-20000 lazim untuk penghilangan pirogen, sedangkan Bobot Molekul membran 80000-100000 untuk penghilangan koloid. Pirogen dengan Bobot moleku 10000-20000 terkadang dapat dipisahkan dengan membran 80000 karena adanya membran dinamis. Tekanan sistem ultrafiltrasi biasanya rendah 10-100 psi (70-700 kPa) maka dapat menggunakan pompa sentrifugal biasa. Membran ultrafiltrasi (UF) sehubungan dengan pemurnian air dipergunakan untuk menghilangkan koloid (penyebab fouling), mikroba, pirogen, dan partikel modul higienis.

Membran ultrafiltrasi dibuat dengan mencetak membran selulosa asetat (SA) sebagai lembaran tipis. Membran selulosa asetat mempunyai sifat pemisahan namun sayangnya dapat dirusak oleh bakteri dan zat kimia serta rentan terhadap pH. Adapula membran dari polimer polisulfon, akrilik, polikarbonat, PVC, poliamida, poliviniliden fluorida, kopolimer AN-VC, poliasetal, poliakrilat, kompleks polielektrolit, dan PVA ikat silang. Selain itu, membran dapat dibuat dari keramik, aluminium oksida, zirkonium oksida, dsb. membran ultrafiltrasi
Membran ultrafiltrasi berfungsi sebagai saringan molekul.  Proses pengolahan air laut Ultrafiltrasi memisahkan molekul terlarut berdasarkan ukuran dengan melewatkan larutan tersebut pada filter.

Membran Ultrafiltrasi merupakan membran permeabel kasar, tipis, dan selektif yang mampu menahan makromolekul seperti koloid, mikroorganisme, dan pirogen. Molekul yang lebih kecil seperti pelarut dan kontaminan terionisasi dapat melewati membran UF sebagai filtrat. Keuntungan sistem penyaringan air teknik ultrafiltrasi secara efektif mampu menghilangkan sebagian besar partikel, pirogen, mikroorganisme, dan koloid dengan ukuran tertentu. Selain itu, mampu menghasilkan air kualitas tinggi dengan hanya sedikit energi.

Berikut proses filtrasi pada proses ultrafiltrasi.
Proses membran Ultrafiltrasi (UF) merupakan upaya pemisahan dengan membran yang menggunakan gaya dorong beda tekanan yang sangat dipengaruhi oleh ukuran dan distribusi pori membran .Proses pemisahan terjadi pada partikel-partikel dalam rentang ukuran koloid. Membran ultrafiltrasi ini beroperasi pada tekanan antara 1-5 bar dan batasan permeabilitasnya adalah 10-50 l/m2.jam.bar.
Terapan teknologi membran ultrafiltrasi adalah untuk dapat menghasilkan air bersih dengan syarat kualitas air minum, untuk mengolah air gambut dan limbah emulsi minyak, untuk proses pengolahan minuman isotonik air kelapa.

Berikut ini akan dijelaskan mengenai aplikasi membrane ultrafiltrasi untuk pengolahan air waduk Saguling dan pengolahan minuman isotonic air kelapa. Membran ultrafiltrasi yang digunakan adalah membran selulosa asetat yang dibuat sendiri dengan komposisi selulosa asetat 11% (CA-11), 13% (CA-13), 15% (CA-15). Membran ini dibuat dari selulosa asetat, aseton, formamide, dan aquades (Rautenbach, 1989). Membran dibuat dengan teknik inversi fasa dan presipitasi pencelupan yang menggunakan aquades sebagai precipitation agent. Membran yang telah dibuat, penyimpanannya harus tetap terjaga dalam kondisi basah. Cara penyimpanannya adalah dengan dimasukkan ke dalam plastik tertutup yang berisi aquades atau formalin.
Jenis membran ultrafiltrasi ini bersifat hidrofilik sehingga mudah menyerap air. Selain itu, juga memiliki selektifitas yang tinggi karena membrannya rapat, dan fluks permeatnya tinggi karena berukuran sangat tipis.

Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi fluks pada proses pengolahan air, antara lain komposisi membran, tekanan, ukuran pori, dan pencucian membran. Komposisi membran CA yang tinggi akan menghasilkan volume yang rendah, berbanding lurus dengan fluks. Tekanan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan deformasi atau pelebaran pori membran yang mengakibatkan peningkatan permeabilitas membrane ultrafiltrasi. Tekanan juga menurunkan tingkat rejeksi zat organik dan kekeruhan. Hal ini juga disebabkan oleh adanya deformasi pada membran akibat tekanan yang mengakibatkan ukuran pori melebar.
Ukuran pori juga memegang peranan penting dalam penyisihan zat organik dan permeat. Contohnya pada membran CA-15. Kemampuan rejeksi zat organik mencapai 80-90%. Hal ini disebabkan pori yang terbentuk dari komposisi selulosa tinggi adalah rapat/kecil. Akibatnya, hanya partikel yang lebih kecil dari pori yang dapat melewati membrane ultrafiltrasi jenis ini.

Pencucian membran ultrafiltrasi juga berpengaruh pada fluks. Pencucian meningkatkan fluks, tetapi fluks yang diperoleh tidak sebesar waktu awal proses pencucian. Hal ini disebabkan karena proses pencucian tidak akan dapat membersihkan partikel-partikel yang tertangkap oleh pori membrane ultrafiltrasi. Pencucian membran akan membantu meningkatkan kenaikan fluks karena partikel-partikel yang mengotori permukaan membran dapat dibersihkan dengan pencucian.
Dari hasil penelitian air baku waduk Saguling setelah operasi membran dengan metode dead-end dapat disimpulkan bahwa membran ultrafiltrasi memiliki prospek yang sangat baik untuk digunakan sebagai unit pengolahan air minum.

Sumber [AnekaSumber]