salah satu zat sehingga seringkali disebut distilasi ekstraktif di mana membran berfungsi sebagai komponen ketiga. Pada proses tersebut, umpan berada dalam
fasa cair dan permeat yang diperoleh berada dalam fasa gas. Mekanisme pemisahan berlangsung berdasarkan kelarutan dan difusi yang
terjadi dalam tiga tahap yaitu: 1.
penyerapan selektif oleh membran pada sisi umpan; 2.
difusi selektif melalui membran; dan 3.
desorpsi ke fasa gas pada sisi permeat. Karakteristik pemisahan sangat bergantung pada komposisi umpan dan jenis
material membran. Penerapan utama proses pervaporasi diantaranya meliputi pemisahan zat-zat
yang sensitif terhadap panas, pemisahan zat-zat organik volatile mudah menguap dari limbah, dan pemekatan zat-zat dalam analisa. Secara sederhana,
penerapan ini dapat dikelompokkan menjadi pemisahan zat organik dari air danatau gas, pemisahan campuran zat organik, dan pemekatan larutan.
Pervaporasi yang dilakukan dengan membran zeolit adalah salah satu teknologi pemisahan yang ekonomis untuk berbagai campuran cairan termasuk
campuran-campuran organikair Ahn and Lee, 2006 dan Bowen, et al., 2004. Pervaporasi sudah merupakan salah satu proses pemisahan dengan membran yang
diminati oleh industri-indusrti kimia yang terkait Wee, et al., 2008.
2.7.1 Perpindahan Massa pada Membran Pervaporasi
Jika keadaan tunak pada pervaporasi tercapai, perpindahan massa cairan tunggal melalui membran mengikuti hukum Ficks yang dinyatakan sebagai:
J
A
= - D
A
dC
A
dx 2.4
J
A
= fluks massa komponen A kgm
2
.jam D
A
= koefisien difusivitas komponen A m
2
jam C
A
= konsentrasi komponen A kgm
3
x = tebal membran m.
Beberapa persamaan telah digunakan untuk menjelaskan hubungan difusivitas dengan kelarutan suatu cairan di dalam polimer. Persamaan yang
banyak digunakan adalah sebagai berikut: D = Do exp τC 2.5
di mana Do adalah koefisien difusivitas pada konsentrasi nol, τ adalah koefisien
plastisasi, dan C merupakan konsentrasi cairan yang tersorpsi ke dalam polimer. Pada keadaan tunak, laju permeasi fluks dapat dinyatakan sebagai berikut:
J = Do τx e
τC1
– e
τC2
2.6 di mana C
1
dan C
2
adalah konsentrasi penetran di dalam polimer pada sisi upstream
dan downstream. Konsentrasi penetran di dalam membran C bergantung pada keaktifan penetran a pada antar muka cairan-membran seperti
yang ditunjukkan pada persamaan berikut: C = K
c
a 2.7
a
1
= γ
1
X
1
2.8 a
2
= γ
2
p
2
p
o
2.9 di mana K
c
kesetimbangan sorpsi, γ koefisien keaktifan, p
2
dan p
o
tekanan parsial dan tekanan uap jenuh downstream, serta X adalah fraksi mol cairan.
Konsentrasi penetran di sisi upstream C
1
dapat diperoleh dari percobaan sorpsi kesetimbangan cairan di dalam polimer dan konsentrasi penetran di sisi
downstream C
2
pada dasarnya sama dengan nol jika tekanan di sisi downstream vakum dan laju desorpsi tidak bergantung pada difusi sehingga persamaan fluks
dapat ditulis: J = Do τx e
τC1
- 1 2.10
Pada sistem campuran biner terjadi persaingan antara kedua komponen dalam pelarutan ke dalam membran. Komponen campuran yang lebih kuat
berinteraksi dengan polimer akan lebih banyak terlarutkan ke dalam membran.
Demikian juga halnya yang terjadi pada difusi dalam membran. Keberadaan komponen kedua dapat mempengaruhi laju permeasi komponen pertama dalam
membran. Pengaruh tersebut dapat berupa kenaikan atau penurunan laju permeasi, bergantung pada interaksi antara kedua komponen tersebut dan juga interaksi
antara penetran dan membran polimer. Laju permeasi dipengaruhi oleh komponen umpan. Makin besar konsentrasi
komponen yang berinteraksi kuat dengan membran dalam umpan maka konsentrasi komponen tersebut makin besar pula dalam membran dan efek
plastisasi juga makin besar. Efek plastisasi adalah berupa penurunan kekakuan rantai polimer dan biasanya ditunjukkan dengan terjadinya swelling.
2.7.2 Pemisahan dengan Pervaporasi
