42
50 100
150 200
250 300
350
22 26
29 31
33 35
40 42
44 Laju geser dtk
-1
Tegangan geser
cP dtk
-1
Gambar 17 Pengaruh laju geser terhadap tegangan geser. Komponen utama yang mempengaruhi perubahan viskositas jus jeruk
adalah padatan yang tersuspensi seperti pektin dan pulp. Menurut Capannelli et al 1994, kandungan pektin dan pulp merupakan sifat penting dari jus jeruk yang
menentukan viskositas umpan sehingga mempengaruhi dinamika fluida pada proses ultrafiltrasi. Walaupun jumlah kandungan pektin di dalam jus cukup kecil
yaitu 0.05 , tetapi komponen ini cukup mempengaruhi sifat reologinya yang ditunjukkan oleh perubahan viskositas jus akibat adanya geseran.
4.1.3. Penentuan fluksi air
Sebelum membran penyaringan jus jeruk oleh membran, ns awal membran diukur terlebih dahulu. ns awal membran digunakan sebagai pembanding
terhadap kinerja membran setelah digunakan, sehingga setelah proses mikrofiltrasi dapat diketahui tingkat penurunan kinerja membran. Selama proses
mikrofiltrasi, fluksi air relatif konstan yaitu rata-rata sebesar 79.44 L m
-2
jam
-1
sebagaimana yang terlihat pada Gambar 18. Fluksi yang relatif konstan menunjukkan bahwa air destilata yang digunakan relatif bersih dan tidak
mengandung partikel maupun senyawa pengotor yang dapat menurunkan fluksi. Pengukuran fluksi air ini dilakukan sebelum membran digunakan, setelah
membran digunakan dan setelah membran dibersihkan. Perlakuan ini bertujuan untuk mengukur kinerja membran dan efektifitas pencucian yang dilakukan.
43
10 20
30 40
50 60
70 80
90
10 20
30 40
50 60
70
Waktu filtrasi menit Fluksi air
L m
-2
jam
-1
TMP=1.26 bar, v = 0.13 mdtk
Gambar 18 Fluksi air selama proses mikrofiltrasi.
4.1.4. Waktu tunak
Pengoperasian mikrofiltrasi pada tekanan 1.35 dan laju alir 0.06 m dtk
-1
menunjukkan bahwa fluksi jus menurun tajam pada awal proses pengoperasian sampai 2 menit filtrasi, sedangkan pada tekanan 1.22 dan laju alir 0.09 m dtk
-1
menunjukkan fluksi jus yang relatif konstan Gambar 19. Ketika awal proses mikrofiltrasi, partikel-partikel tersuspensi dapat menempel di permukaan
membran dengan cepat pada aplikasi tekanan transmembran tinggi sehingga menyebabkan penurunan fluksi. Fenomena ini menurut Belfort et al. 1994
dinyatakan sebagai periode penyerapan internal makromolekul secara cepat. Selama fase awal operasi, membran seketika berinteraksi dengan makromolekul
tak terlarut dan terserap pada permukaan membran. Hal ini merupakan alasan utama untuk menyatakan bahwa fluksi menurun. Kinetika penyerapan
makromolekul ini sangat cepat dan membentuk ikatan yang kuat dan tidak berubah.
44
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
5 10
15 20
25 30
35 40
45
waktu filtrasi menit Fluksi jus
Lm
-2
jam
-1
TMP= 1.22 bar, v = 0.09 mdtk TMP =1.35 bar ; v = 0.06 mdtk
Gambar 19 Fluksi jus selama proses filtrasi. Setelah menit ke-2 penurunan fluksi jus cenderung berkurang dan relatif
konstan setelah filtrasi dilakukan selama 10 menit. Ini berarti bahwa setelah 10 menit membran dioperasikan, proses mikrofiltrasi sudah mencapai suatu kondisi
yang dinamakan tunak steady state, dimana fluksi jus tidak berubah lagi konstan seiring dengan berjalannya waktu. Walaupun fluksi sudah konstan
setelah 10 menit, namun rejeksi membran terhadap senyawa limonin dan naringin belum tentu konstan. Berdasarkan hasil penelitian terhadap rejeksi
limonin dan naringin yang dibahas pada bagian lain, rejeksi konstan tercapai setelah 30 menit filtrasi. Oleh sebab itu, pada penelitian ini waktu tunak operasi
ditentukan selama 30 menit. Pada Gambar 19 terlihat bahwa fluksi permeat pada tekanan
transmembran tinggi dan laju alir rendah lebih rendah daripada fluksi permeat pada tekanan transmembran rendah dan laju alir tinggi. Fenomena ini mungkin
saja terjadi karena menurut Hong et al. 1997, pada tekanan transmembran tinggi, laju deposisi partikel pada permukaan membran menjadi tinggi dan
membentuk lapisan cake yang padat. Kondisi ini menyebabkan peningkatan tahanan fouling sehingga fluksi permeat menurun. Sebaliknya, pada laju alir
tinggi menurut Bruijn et al. 2002, gaya geser pada dinding membran menjadi tinggi sehingga laju perpindahan partikel yang tertahan pada permukaan
membran menjadi tinggi pula. Kondisi ini dapat mengurangi fouling dan meningkatkan fluksi permeat.
45
4.1.5. Profil rejeksi membran terhadap senyawa limonin dan naringin
