18
Skema dari Multi Stage Flash Desalinator : A – Uap Masuk Steam in
B – Air Laut Masuk Seawater in C – Air Keluar Portable water out
D – Limbah Keluar Waste out E – Uap Keluar Steam out
F – Pertukaran Panas Heat exchange G – Koleksi Kondensasi Condensation collection
H – Brine heater
2.1.3 Reverse Osmosis
Reverse Osmosis Osmosis Terbalik adalah sebuah istilah teknologi
yang berasal dari osmosis. Osmosis adalah filtrasi metode yang menghilangkan banyak jenis besar molekul dan ion dari solusi dengan memberi tekanan solusi
ketika di salah satu sisi selektif membrane. Hasilnya adalah bahwa zat terlarut dipertahankan pada sisi bertekanan membrane dan murni pelarut diperbolehkan
untuk lolos ke sisi lain. Untuk menjadi selektif, membran ini tidak harus memungkinkan molekul besar atau ion melalui pori-pori lubang, tetapi harus
19
memungkinkan komponen yang lebih kecil dari solusi seperti pelarut untuk lulus bebas.
Reverse osmosis yang paling umum dikenal untuk penggunaannya di minum pemurnian air dari air laut , mengeluarkan garam dan zat lain dari molekul
air. Ini adalah kebalikan dan normal proses osmosis, dimana secara alamiah bergerak pelarut dari daerah konsentrasi terlarut rendah, melalui membrane ke
area konsentrasi zat terlarut tinggi. Pergerakan pelarut murni untuk menyamakan konsentrasi solute pada setiap sisi membrane yang menghasilkan tekanan dan ini
adalah “tekanan osmotik”. Menerapkan tekanan eksternal untuk membalik aliran alami dari pelarut murni disebut reverse osmosis.
Proses ini mirip dengan filtrasi membrane. Namun, ada perbedaan utama antara reverse osmosis dan filtrasi. Mekanisme penghapusan dominan dalam
filtrasi membrane adalah berusaha, atau pengecualian ukuran. Sehingga proses yang secara teoritis dapat mencapai pengecualian sempurna partikel terlepas dari
parameter operasional seperti tekanan umpan influent pressure dan konsentrasi. Reverse osmosis, bagaimanapun melibatkan suatu mekanisme difusi sehingga
efisiensi pemisah tergantung pada konsentrasi zat terlarut, tekanan dan kadar air fluks water flux rate.
20
Secara formal, reverse osmosis adalah proses memaksa pelarut dari daerah konsentrasi zat terlarut tinggi melalui membrane semipermeabel ke daerah
konsentrasi terlarut rendah dengan menerapkan tekanan yang melebihi tekanan osmotik.
Membrane yang digunakan untuk reverse osmosis memliki lapisan penghalang padat dalam matriks polimer mana yang paling terjadi pemisahan.
Dalam kebanyakan kasus, membran ini dirancang untuk memungkin air hanya untuk lulus melalui lapisan padat, sementara mencegah bagian zat terlarut seperti
ion garam. Proses ini mensyaratkan suatu tekanan tinggi diberikan pada sisi membrane konsentrasi tinggi, biasanya 2 – 17 bar 30 – 250 psi untuk air tawar
dan payau air tawar, dan 40 – 70 bar 600 – 1000 psi untuk air laut, yang memiliki sekitar 24 bar 350 psi tekanan osmotik alam yang harus diatasi. Proses
ini dikenal untuk digunakan dalam desalinasi menghilangkan garam dari air laut untuk mendapatkan air tawar. Tetapi sejak awal 1970-an itu juga telah digunakan
untuk memurnikan air segar untuk kesehatan, industri dan domestik aplikasi medis.
Osmosis bergerak menggambarkan bagaimana pelarut antara dua larutan yang dipisahkan oleh sebuah membrane semipermeabel untuk mengurangi
21
perbedaan konsetrasi diantara solusi. Ketika dua solusi dengan konsentrasi yang berbeda dari zat terlarut dicampur, jumlah zat terlarut dalam dua solusi akan sama
– sama disalurkan dalam jumlah pelarut dari dua solusi. Daripada pencampuran dua solusi bersama – sama, mereka dapat dimasukkan ke dalam dua kompartemen
dimana mereka terpisah satu sama lain dengan sebuah membrane semipermeabel. Membrane semipermeabel tidak memungkinkan zat terlarut untuk berpindah dari
satu kompartemen ke yang lain, namun memungkinkan pelarut untuk bergerak. Karena kesetimbangan tidak bisa dicapai oleh pergerakan zat terlarut dari
kompartemen dengan konsentrasi zat terlarut tinggi untuk yang satu dengan konsentrasi zat terlarut rendah, itu bukan dicapai oleh pergerakan pelarut dari
daerah konsentrasi zat terlarut rendah ke daerah – daerah konsentrasi zat terlarut tinggi. Ketika pelarut bergerak jauh dari daerah konsentrasi rendah, hal ini
menyebabkan daerah – daerah untuk menjadi lebih terkonsentrasi. Disisi lain, ketika pelarut bergerak ke daerah – daerah konsentrasi tinggi, konsentrasi zat
terlarut akan berkurang. Proses ini disebut osmosis. Kecenderungan untuk pelarut dapat mengalir melalui membrane dapat dinyatakan sebagai “tekanan osmotik”,
karena analog mengalir disebabkan oleh perbedaan tekanan. Osmosis adalah contoh dari difusi.
22
Dalam reverse osmosis, dalam sebuah set up yang sama seperti yang di osmosis, tekanan diterapkan ke dalam ruangan dengan konsentrasi tinggi. Dalam
hal ini, ada dua gaya yang mempengaruhi gerakan air : tekanan disebabkan oleh perbedaan konsentrasi zat terlarut antara dua kompartemen tekanan osmotik dan
tekanan eksternal diterapkan.
Gambar 2.4 Reverse Osmosis Berikut ini skema sistem reverse osmosis desalinasi yang menggunakan penukar
tekanan : 1. Masukan air laut sea water inflow
2. Aliran air segar fresh water flow 40
23
3. Arus konsentrat concentrate flow 60 4. Air laut mengalir sea water flow 60
5. Konsentrat drain A. Tekanan pompa aliran tinggi high pressure pump flow 40
B. Pompa sirkulasi circulation pump C. Osmosis unit dengan membran osmosis unit with membrane
D. Penukar tekanan Pressure exchanger
Gambar 2.5 Reverse osmosis membrane coil
24
2.2 Termodinamika di Lingkungan Sistem Desalinasi
