Kajian filtrasi sari buah nanas dengan menggunakan membran selulosa asetat

1

KAJIAN FILTRASI SARI BUAH NANAS DENGAN
MENGGUNAKAN MEMBRAN SELULOSA ASETAT

Oleh:

FARIDA HURIAWATI
G74102026

PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2006

2

Farida Huriawati. G74101029. Kajian Filtrasi Sari Buah Nanas dengan Menggunakan Membran
Selulosa Asetat . Dibimbing Oleh: Jajang Juansah, MSi dan Dr. Ki Agus Dahlan.

ABSTRAK

Membran merupakan lapisan tipis semipermeabel diantara dua fasa yang berbeda
karakter, fasa pertama adalah feed atau larutan pengumpan dan fasa kedua adalah permeat atau
hasil pemisahan. Salah satu fungsi membran adalah memisahkan materi berdasarkan sifat fisiknya
(Hartomo, 1994). Teknologi membran telah banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang aplikasi,
sep erti pada teknologi industri pangan, biologi, kimia dan kesehatan. Teknologi ini merupakan
pilihan yang tepat untuk keperluan penyaringan, pemisahan dan pemurnian.Pada penelitian ini
digunakan membran selulosa asetat untuk memfilter sari buah nanas hingga dapat dihasilkan sari
buah nanas murni. Selain itu penelitian ini juga bertujuan untuk mengetahui perubahan nilai fluks
membran dan nilai konduktansi membran akibat fouling pada pori-pori membran setelah proses
filtrasi serta sifat fisik dan pH sari buah nanas sebelum, setelah dan sisa proses filtrasi. Pada proses
filtrasi dengan pengadukan 22 cm/s dan tekanan sebesar 1,021 x 105 Pascal efisiensi membran
tinggi, hal tersebut dapat terlihat dari jumlah fluks yang dihasilkan selama proses filtrasi yang
cukup tinggi. Akan tetapi berdasarkan hasil dari pengukuran sifat fisik dan pH sari buah nanas
yang telah difilter dan sisa filtrasi serta persentase perubahannya terhadap sari buah nanas yang
belum diflter, proses filtrasi sari buah nanas tanpa perlakuan apapun memberikan nilai kerja
membran yang baik. Penurunan nilai fluks membran dengan bertambahnya waktu filtrasi dan
semakin kecilnya jari-jari pori membran menunjukkan telah terjadi peristiwa fouling pada proses
filtrasi

3

KAJIAN FILTRASI SARI BUAH NANAS DENGAN
MENGGUNAKAN MEMBRAN SELULOSA ASETAT

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
Pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor

Oleh:

Farida Huriawati
G74102026

PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2006

4

Judul
Nama
NRP

: Kajian Filtrasi Sari Buah Nanas dengan Menggunakan Membran
Selulosa Asetat.
: Farida Huriawati
: G74102026

Menyetujui,
Pembimbing I

Pembimbing II

Jajang Juansah, MSi.
NIP. 132 311 933

Dr. Ki Agus Dahlan

NIP. 131 663 021

Mengetahui,
Dekan Fakultas MIPA

Dr. Yonny Koesmaryono, M.S.
NIP. 131 473 999

Tanggal Lulus:

5

Riwayat Hidup

Penulis dilahirkan di Ponorogo pada tanggal 21 juli 1983 sebagai putri bungsu dari dua
bersaudara pasangan Bapak Kateni dengan Ibu Darmini.
Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SD Negeri Kepatihan 11 Ponorogo pada tahun
1996. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan di SLTP Negeri 1 Ponorogo sampai
tahun 1999, kemudian penulis melanjutkan pendidikan di SMU Negeri 1 Ponorogo sampai tahun
2002, pada tahun 2002 penulis melanjutkan pendidikan S1 jurusan Fisika Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam IPB melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB).
Selama menempuh pendidikan di IPB penulis pernah berpartisipasi di organisasi
kemahasiswaan HIMAFI, penulis aktif mengikuti seminar baik yang intra maupun ekstra jurusan,
dan pernah juga menjadi asisten praktikum mata kuliah fisika.

6

PRAKATA

Alhamdulillahirrabbil`alamin
Kepada yang senantiasa memberikan hikmah, kemudahan, keajaiban, rizki, hidayah, dan
nikmat yang tidak akan pernah terhitung nilainya, sehingga penulis tetap diberikan dan memiliki
rasa teguh dan sabar serta semangat dalam menyusun karya ilmiah ini. Karya ilmiah ini telah
selesai dilaksanakan pada bulan agustus 2005 -maret 2006, di laboratorium biofisika IPB dan
laboratorium kimia analitik IPB dengan judul “ Kajian Filtrasi Sari Buah Nanas dengan
Menggunakan Membran Selulosa Asetat ”. penelitian ini dibimbing oleh: Bapak Jajang Juansah,
MSi dan Bapak Dr. Ki Agus Dahlan.
Penulis memahami bahwa karya ilmiah ini jauh dari sempurna, tetapi penulis harap semoga
skripsi ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terimakasih kepada:

Bapak Jajang Juansah, MSi dan Bapak Dr. Ki Agus Dahlan, selaku Dosen pembimbing
yang telah membimbing, mengarahkan, dan senantiasa memberikan motivasi melalui
setiap apa yang telah dan pernah diberikan, sehingga tersusunnya karya ilmiah ini.
Hibah penelitian SP4.
My family (bapak, ibu dan mas kris), untuk kalianlah kuhaturkan karya ini. Terima kasih
atas segala limpahan kasih sayang yang tercurah dan lantunan do`a yang senantiasa
diberikan.
Staff dan laboran departemen fisika IPB (Pak Rahmat dan Pak Parman), staff dan laboran
kimia analitik departemen kimia IPB (Ibu Enung dan Pak Eman), atas semua bantuan dan
kerjasamanya.
Pak Ardian Arif sebagai dosen penguji atas saran dan masukannya.
Pak Firman atas semua bantuannya.
My best friends warga BRAVO (ety, dewies, ima, melly, opi, teh ade, teh enda) i love
you all sedunia, makasih atas segala bantuan, do`a, semangat dan kebersamaan kalian
selama ini.
Teman-teman fisika 39 (isa, ropi, wahyu, fera, cece, neng, eka, reni, leta, laina, rahma,
sonny, nono, anam, niko, kofir, ekojambi, arif, luthfan, marwan, tedi, rian, erus, budi,
teguh, didit, ananto,ihsan, tio), semoga apa yang pernah kita alami bersama menjadikan
kita merasa bagian dari yang lain.
Perpustakaan LSI, Perpustakaan FMIPA, Perpustakaan Departemen Fisika.

Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
Dalam tulisan ini masih terdapat kekurangan, oleh karena itu saran dan kritik membangun
sangat penulis harapkan untuk hasil yang lebih baik.

Bogor, Mei 2006

Penulis

7

DAFTAR ISI

Halaman
PRAKATA..............……………………………………………..……………………………........vi
DAFTAR ISI………………………………………………………………………..…………......vii
DAFTAR GAMBAR………………………………………………………….................................ix
DAFTAR TABEL………………………………………………………………………………......x
DAFTAR LAMPIRAN.....................................................................................................................xi
PENDAHULUAN
Latar Belakang.....................................................................................................................1

Tujuan Penelitian..................................................................................................................1
Manfaat Penelitian................................................................................................................1
Hipotesis...............................................................................................................................1
Perumusan Masalah..............................................................................................................1
TINJAUAN PUST AKA
Botani dan Morfologi Nanas…………………………………………………………........1
Manfaat Nanas……………………………………………………………………..............2
Jenis Nanas………………………………………………...................................................2
Tanah dan Iklim Pertumbuhan Nanas………………………..............................................2
Sari Buah Nanas……………………...................................................................................3
Membran …………………………………………………………………………….........3
Membran Selulosa Asetat.....................................................................................................4
Proses Pemisahan dengan Membran…………………………………………………........5
Filtrasi Membran………………………..............................................................................5
Peralatan Filtrasi Membran..................................................................................................5
Fluks Membran………........................................................................................................6
Rejeksi Membran........................ .........................................................................................6
Konduktansi Membran.........................................................................................................7
Pasteurisasi……………………………………………………...........................................8
Karakteristik Fisik dan pH

Kerapatan........................................ .......................................................................8
Viskositas...............................................................................................................8
Kekeruhan..............................................................................................................9
Total Padatan Terlarut............... ............................................................................9
pH................................................... ........................................................................9
BAHAN DAN METODE
Waktu Penelitian.......... ........................................................................................................9
Bahan dan Alat............... ......................................................................................................9
Metode Penelitian

8

Pembuatan Sari Buah Nanas..................... ............. .............................................................9
Proses Filtrasi Sari Buah Nanas........................... ..............................................................10
Karakterisasi Sari Buah Nanas............................ ...............................................................10
Pengukuran Konduktansi Membran...... .............. ..............................................................10
Prosedur Karakterisasi
Pengukuran Kerapatan Sari Buah Nanas.......................... .............. ...................................10
Pengukuran kekentalan Sari Buah Nanas................................. ........................................ 11
Pengukuran Kekeruhan Sari Buah Nanas................ .............. ............................................11

Pengukuran Total Padatan Terlarut Sari Buah Nanas.......... .............. ...............................11
Pengukuran pH Sari Buah Nanas................................... ................................................... 11
Analisis Data............................................................................................................................11
HASIL DAN PEMBAHASAN
Nilai Permeate Membran........................................................................................................12
Nilai Fluks Membran………………………….................................................................12
Nilai Rejeksi Membran......................................................................................................13
Karakterisasi Sari Buah Nanas
Kerapatan…………………………………………………………………….....13
Kekentalan……………………………………………………...........................14
Kekeruhan……………………………………………………………………....15
Total Padatan Terlarut……………………………………………………….. ..16
pH………………………………………………………………………….........17
Pengaruh Fouling pada Konduktansi Membran.................................................................18
Pengaruh Suhu pada Konduktansi Membran.....................................................................19
Pengaruh Fouling pada Ukuran Pori Membran................................................................ 19
KESIMPULAN DAN SARAN............................................................................... .........................19
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………………………...20
LAMPIRAN ………………………….........................…………………………………………...22

9

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 1. Nanas………………………………………………………...………………………….3
Gambar 2. Struktur Molekul Membran Selulosa Asetat....................................................................4
Gambar 3. Morfologi Membran Selulosa Asetat……………………...….....…................................4
Gambar 4. Metode Dead End dan Cross Flow Filtration..................................................................5
Gambar 5. Kurva Perubahan Fluks Membran terhadap Waktu………..…….…...............................6
Gambar 6. Fenomena Fouling………………………………………..………..................................6
Gambar 7. Diagram Alir Pembuatan Sari Buah Nanas....................................................................10
Gambar 8. Skema Rangkaian dalam Pengukuran Konduktansi Membran......................................10
Gambar 9. Volume Permeate Sari Buah Nanas pada Beberapa Perlakuan Filtrasi........................ 12
Gambar 10. Kurva Hubungan Fluks terhadap Waktu......................................................................12
Gambar 11. Kerapatan Sari Buah Nanas pada Beberapa Perlakuan Filtrasi....................................13
Gambar 12. Kekentalan Sari B uah Nanas pada Beberapa Perlakuan Filtrasi..................................14
Gambar 13. Kekeruhan Sari Buah Nanas pada Beberapa Perlakuan Filtrasi...................................15
Gambar 14. TPT Sari Buah Nanas pada Beberapa Perlakuan Filtrasi.............................................16
Gambar 15. Nilai pH Sari Buah Nanas pada Beberapa Perlakuan Filtrasi.......................................17

10

DAFTAR TABEL

Halaman
Tabel 1. Nilai Gizi Buah Nanas Segar (per 100 gram)…………………………...............................2
Tabel 2. Spesifikasi Membran Selulosa Asetat..................................................................................4
Tabel 3. Pasteurisasi yang Dilakukan terhadap Beberapa Contoh Makanan dan Minuman..............8
Tabel 4. Nilai Rejeksi Membran.......................................................................................................13
Tabel 5. Konduktansi Membran pada Suhu 25 0C............................................................................18
Tabel 6. Konduktansi Membran Bersih pada Beberapa Variasi Suhu.............................................19
Tabel 7. Jari-jari Pori Membran pada Berbagai Kondisi Membran.................................................19

11

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman
Lampiran 1. Diagram Alir Penelitian...............................................................................................22
Lampiran 2. Kandungan Mineral dan Vitamin dalam Sari Buah
yang Dikalengkan (dalam 100 gram)..........................................................................23
Lampiran 3. Jenis-Jenis Membran Filtrasi.......................................................................................23
Lampiran 4. Volume Permeate Membran.......................................................................................24
Lampiran 5. Fluks Membran...........................................................................................................25
Lampiran 6. Karakt erisasi Fisik Membran.......................................................................................25
Lampiran 7. Rekapitulasi Data Hasil Penelitian...............................................................................26
Lampiran 8. Konduktansi Membran.................................................................................................28
Lampiran 9. Rekapitulasi Data Ln (G) dan 1/T................................................................................30
Lampiran 10. Kurva hubungan Ln (G) dan 1/T................................................................................31
Lampiran 11. Jari -jari Pori Membran ..............................................................................................31
Lampiran 12. Persentase Perubahan Karakterisasi Sari Buah Nanas...............................................32
Lampiran 13. Peralatan Penelitian....................................................................................................33
Lampiran 14. Keadaan Sari Buah Nanas pada Proses Filtrasi.........................................................35
Lampiran 15. Hasil Pemotretan Membran Selulosa Asetat
Sebelum dan Setelah Proses Filtrasi..........................................................................35
Lampiran 16. Skema Rangkaian Alat Filtrasi..................................................................................36

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Nanas (Ananas comusus) merupakan
salah satu jen is buah tropis yang cukup
populer dan banyak digemari oleh masyarakat
luas karena rasa dan aromanya yang khas.
Walaupun masa panen buah nanas terjadi
sepanjang tahun, namun terdapat masa panen
raya yang membuat hasil panen nanas
berlimpah, sehingga sebagian dari buah nanas
terpaksa dijual dengan harga murah atau
dibiarkan membusuk di kebun.
Dalam proses industri pangan, buah
nanas umumnya diperdagangkan dalam
bentuk nanas kaleng, sari buah nanas, dan
jelly. Sari buah nanas dapat digunakan sebagai
sirup dalam pengalengan buah nanas, juga
dapat dikonversi menjadi anggur nanas dan
vinegar nanas serta dapat dihasilkan asam
sitrat dan kalsium sitrat (Muljohardjo, 1983).
Pengolahan melalui proses industri dilakukan
dengan tujuan untuk memperpanjang masa
simpan
dan
mempermudah
dalam
pemasarannya serta untuk meningkatkan nilai
ekonomis dari buah nanas.
Teknologi membran buatan sangat
bermanfaat dan telah banyak digunakan dalam
berbagai bidang aplikasi, seperti pada
teknologi industri pangan, biologi, kimia dan
kesehatan.
Efektivitas
kerja
membran
ditentukan oleh karakteristik dan respon
terhadap lingkungannya. Dari segi energi,
teknologi membran tergolong teknologi yang
hemat energi dan bersih karena saat
mengoperasikannya tidak diperlukan energi
yang besar. Selain itu juga tidak diperlukan
zat -zat kimia pendukung yang menimbulkan
masalah baru sehubungan dengan limbah.
Membran merupakan pilihan yang tepat untuk
keperluan penyaringan, pemisahan dan
pemurnian suatu larutan.
Teknologi membran dapat diaplikasikan
dalam pengolahan buah-buahan, seperti buah
nanas. Namun kajian tentang hal ini masih
belum banyak dikemukakan.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini dilakukan untuk lebih
memahami aplikasi dari teknologi membran
yang salah satunya sebagai filter.
Pada penelitian ini digunakan membran
selulosa asetat untuk memfilter sari buah
nanas hingga dapat dihasilkan sari buah nanas
murni.
Selain itu penelitian ini juga bertujuan
untuk mengetahui perubahan nilai fluks
membran dan nilai konduktansi membran

akibat fouling pada pori-pori membran setelah
proses filtrasi serta sifat fisik dan kimia sari
buah nanas sebelum, setelah dan sisa proses
filtrasi.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah untuk
pengembangan teknologi membran dalam
berbagai bidang aplikasi, terutama dalam
industri pangan.
Dapat memberikan informasi tentang
fenomena atau karakteristik membran selulosa
asetat yang diinteraksikan dengan sari buah
nanas.
Hipotesis
• Semakin jernih permeate yang
dihasilkan semakin baik kerja
membran.
• Semakin besar volume permeate
yang dihasilkan, maka semakin
tinggi efektivitas dan efisiensi
membran.
• Semakin
besar
kecepatan
pengadukan dan tekanan yang
diberikan, maka proses filtrasi akan
semakin cepat dan nilai fluksnya
akan semakin meningkat.
• Fenomena fouling yang terjadi akan
menyebabkan menurunnya nilai fluks
membran dan konduktansi membran.
• Fenomena fouling yang terjadi
mengakibatkan
jari-jari
pori
membran semakin kecil.
Perumusan Masalah
Masalah utama dalam penelitian ini
adal ah bagaimana kecepatan pengadukan dan
tekanan mempengaruhi proses filtrasi sari
buah nanas.
Sifat fisik dan pH dari hasil filtrasi
sangat menentukan efektivitas kerja dari
membran selulosa asetat. Fenomena fouling
yang terjadi pada pori-pori membran setelah
filtrasi mempengaruhi fluks membran dan
konduktansi membran.

TINJAUAN PUSTAKA
Botani dan Morfologi Nanas
Buah nanas merupakan kumpulan bakal
yang masing-masing menempel pada batang.
Pada saat pembesaran, bakal buah ini masuk
ke dalam batang membentuk satu unit
kumpulan buah yang menempel pada batang.
Dengan demikian buah nanas merupakan unit

2

kumpulan buah yang menjadi satu (Bautista et
al, 1983).
Tanaman nanas berasal dari Brazil. Pada
saat ini penghasil utama buah nanas adalah
Kepulauan Hawai dan daerah penghasil
lainnya adalah Taiwan, Malaysia, Australia,
Philipina, Thailand, dan beberapa negara di
Afrika ( Dull, 1971).
Sistematika buah nanas sesuai dengan
taksonominya (Muljohardjo, 1984) adalah
sebagai berikut :
Divisio
: Spermatofita
Sub-divisio
: Angiospermae
Klasis
: Monokotiledoneae
Ordo
: Farinosae
Familia
: Bromellaceae
Genus
: Ananas
Spesies
: Ananas comusus
Menurut kelompok kerja penulisan buku
buah-buahan (BN-LIPI), tanaman nanas
berbentuk semak yang mempunyai batang
semu dengan tinggi 30-50 cm, daunnya
panjang dan pada tepi daun terdapat duri.
Manfaat Nanas
Dalam buah nanas banyak terkandung
zat -zat yang berguna bagi tubuh manusia. Zatzat yang terkandung tersebut antara lain:
vitamin C, vitamin A dan mineral.
Nanas banyak mengandung vitamin C
yang bermanfaat memelihara kesehatan gigi
dan gusi, mempercepat sembuhnya luka-luka,
menghindarkan tubuh dari penyakit yang
dikenal dengan nama scurvy (skorbut) serta
melawan
kecenderungan
pendarahan
pembuluh darah yang halus.
Vitamin A dalam buah nanas sangat baik
bagi kesehatan mata. Selain itu, buah nanas
mengandung mineral-mineral yang sangat
baik untuk nutrisi tubuh. Adapun nilai giz i
dari buah nanas tertera pada T abel 1 di bawah
ini.
Tabel 1. Nilai Gizi Buah Nanas Segar (per
100 gram)
Zat Gizi
Karoten/Vitamin A (S.I)
Thiamin/VitaminB1 (mg)
Riboflavin/Vitamin B2 (mg)
Asam askorbat/Vitamin C (mg)
Protein (% berat basah)
Karbohidrat (% berat basah)
Lemak (% berat basah)
Kalsium (mg)
Fosfor (mg)
Zat Besi (mg)
Air (% berat basah)

Sumber:
Direktorat
Kesehatan RI, 1972.

Gizi

Nilai Gizi
69
0,04
0,03
13
0,21
7,26
0,11
8
27
0,2
85, 3

Departemen

Jenis Nanas
Terdapat
beberapa
varietas
nanas
diantaranya adalah sebagai berikut: Cayenne,
Queen,
Spanish,
Abacaxi,
Manipure
(Sulunkhe dan Desai, 1984). Walaupun
tanaman nanas memiliki banyak macam dan
jenis, namun hanya beberapa jenis saja yang
memiliki nilai komersial yang cukup tinggi .
Jenis-jenis tersebut diantaranya adalah:
varietas Spanish, Queen dan Cayenne
(Muljohardjo, 1983). Ciri dari varietas
tersebut adalah (Rismunandar, 1983) :
1. Varietas Spanish
Varietas Spanish memiliki daun yang
kecil panjang dan berduri halus
sampai kasar. Buahnya bulat,
bermata pipih dan besar, serta daging
buahnya berwarna putih. Jenis ini
cocok dikalengkan atau dikonsumsi
segar.
2. Varietas Queen
Varietas Queen memiliki daun yang
pendek,
berduri
tajam
dan
membengkok ke belakang. Buahnya
berbentuk kerucut dan mata buahnya
menonjol. Daging buahnya berwarna
kuning dan memiliki aroma serta rasa
yang manis. Jenis Queen ini yang
terkenal adalah Natal Queen dan
Repley Queen. Nanas Palembang dan
Bogor termasuk jenis ini.
3. Varietas Cayenne
Jenis ini terdiri dari varietas Smooth
Cayenne dan Cayenne Lisse. Smooth
Cayenne memiliki daun yang
berduri, sedangkan Cayenne Lisse
tidak berduri. Buahnya berbentuk
silindris dengan berat 2,3-3,6 kg,
daging buahnya berwarna putih
kekuningan atau kuning. Penampilan
buah bagus dan bermata datar. Jenis
Cayenne tumbuh di Kabupaten
Bandung, daerah dataran tinggi
Subang dan Pulau Bintan Riau.
Tanah dan Iklim Pertumbuhan Nanas
Tanaman nanas sangat cocok ditanam
pada daerah yang memiliki curah hujan yang
tinggi. Di daerah yang kering tanaman nanas
juga dapat tumbuh asal mendapatkan cukup
air. Tanaman nanas dapat tumbuh dengan baik
pada ketinggian 100-200 m dari permukaan
laut. Sedangkan tanah yang cocok dengan
tanaman ini adalah tanah ringan atau sedang
yang memiliki banyak humus, karena akarnya
pendek dan dekat dengan permukaan tanah
(Anonim, 1982).

3

Sari Buah Nanas
Sari buah (fruit juice) merupakan cairan
yang jernih atau hampir jernih yang tidak
mengalami proses fermentasi, diperoleh
dengan cara pengepresan atau penghancuran
buah-buahan yang telah masak dan segar.
Di Indonesia pembuatan sari buah pada
umumnya masih dilakukan secara sederhana
dan biasanya sari buah tersebut mengandung
zat pektin yang menyebabkan cairan sari buah
keruh dan terdapat endapan. Pengolahan buah
menjadi sari buah selain dapat menghasilkan
produk yang lebih awet, juga merupakan
minuman yang praktis, rasanya enak dan
menyegarkan serta bermanfaat bagi kesehatan
tubuh (Winarno, 1997). Kandungan mineral
dan vitamin dalam sari buah terdapat dalam
Lampiran 2.

Gambar 1. Nanas.
Membran
Secara
umum
membran
dapat
didefinisikan sebagai suatu lapisan tipis
semipermeabel diantara dua fasa yang berbeda
karakter, fasa pertama adalah feed atau larutan
pengumpan dan fasa kedua adalah permeate
atau hasil pemisahan. Fungsi utama dari suatu
membran
ialah
sebagai
penahan
semipermeabel yang dapat melewatkan dan
menahan komponen tertentu dalam suatu
campuran (Djumali dan Darnoko, 1990).
Salah satu fungsi dari membran adalah yang
memisahkan materi berdasarkan sifat fisiknya
(Hartomo, 1994). Kemampuan pemisahan
yang dimiliki membran untuk melewatkan
suatu komponen atau molekul diakibatkan
oleh adanya perbedaan sifat fisik atau kimia
diantaranya tekanan, konsentrasi, potensial
listrik dan temperatur (Kurniawan, 2002).
Berdasarkan eksistensinya membran
terdiri dari membran alami dan membran
sintetik. Membran alami adalah membran
pada sistem dan proses kehidupan makhluk
hidup. Komponen utama membran alami
adalah lipid dan protein. Sedangkan membran
sintetik adalah membran buatan, yang dapat
terbuat dari bahan alami atau bahan non-

alami. Membran buatan digunakan untuk
kepentingan penelitian dan pengujian sifatsifat membran biologi dan juga untuk
kepentingan industri. Kualitas membran
buatan diusahakan menyerupai membran
alami. Kualitas membran buatan ditentukan
oleh sifat -sifatnya. Salah satu contoh dari
membran buatan adalah membran selulosa
as etat. Membran ini merupakan polimer yang
mengandung selulosa asetat. Teknologi
membran buatan banyak dimanfaatkan untuk
industri kimia dan bahan makanan. Efektivitas
kerja membran buatan ditentukan oleh
karakteristik dan respon terhadap lingkungan
(Juansah, 2002).
Berdasarkan bentuknya membran terdiri
dari membran simetri dan asimetri. Membran
simetri memiliki struktur pori yang homogen
dan relatif sama, ketebalannya antara 10-200
µm. Sedangkan membran asimetrik memiliki
ukuran dan kerapatan yang tidak sama.
Membran jenis ini memiliki dua lapisan, yaitu
lapisan kulit yang tipis dan rapat (skin layer)
dengan ketebalan < 0,5 µm serta lapisan
pendukung yang berpori dengan ketebalan 50200 µm (Maryati, 2003).
Berdasarkan ukuran pori dikenal
membran jenis mikrofiltrasi dengan ukuran
pori kisaran mikrometer, ultrafiltrasi dengan
ukuran pori kisaran mikrometer sampai
nanometer, dan hiperfiltrasi dengan ukuran
pori sangat kecil sampai yang tidak memiliki
pori sejati (Hartomo, 1994).
Berdasarkan kelistrikannya membran
terdiri atas membran bermuatan tetap dan
membran
bermuatan
netral.
Membran
bermuatan tetap dapat dilalui oleh ion-ion
tertentu. Membran bermuatan tetap yang
hanya dapat dilalui oleh kation saja disebut
membran penukar kation (MPK), sedangkan
jika anion saja disebut membran penukar
anion (MPA). Selain kedua membran tersebut
ada juga membran yang merupakan gabungan
keduanya yang disebut Double Fixed Charge
Membrane. MPK dan MPA memiliki karakter
yang berbeda dan pada aplikasinya dapat
digunakan bersamaan. Membran bermuatan
tetap ini dapat digunakan dalam proses
industri, seperti proses elektrodialisis, fuel cell
dan berbagai proses filtrasi. Membran
bermuatan netral sudah banyak digunakan
dalam aplikasi bidang-bidang sains dan
teknologi. Membran netral terdiri dari polimer
yang tidak mengikat ion-ion tetap. Membran
netral juga dapat bersifat selektif terhadap
larutan-larutan kimiawi. Selektivitas membran
ditentukan oleh unsur-unsur penyusun
(monomer), ukuran kimia, ukuran pori-pori,

4

daya tahan
terhadap tekanan dan suhu,
resistivitas dan konduktansi serta karakteristik
kelistrikan lainnya (Rakhmanudin, 2005).
Membran Selulosa Asetat
Membran selulosa asetat merupakan
membran polimer sintetik. Pada
tahun
1960an,
Loeb
dan
Sourirajan
mengembangkan membran selulosa asetat dari
bahan polimer selulosa diasetat di Universitas
California Los Angeles ( Djumali dan
Darnoko, 1990).
Pembuatan membran selulosa asetat
dilakukan dengan melarutkan campuran
selulosa asetat serbuk, kemudian direaksikan
dengan asam anhidrid, memanfaatkan asam
cuka (acetid acid) sebagai bahan pelarut dan
perchloric acid atau sulphuric acid sebagai
katalisator. Kemudian dicetak menjadi lapisan
film di atas lembaran kaca. Sejumlah kecil
pelarut diuapkan, lalu dicelupkan ke air dingin
(100C) untuk membentuk membran. Membran
yang basah kemudian dicelupkan ke air panas
(900C)
untuk
menguapkan
kembali
pelarutnya, lalu direndam dalam campuran
larutan
hidrokarbon,
dan
selanjutnya
dikeringkan di udara terbuka. Struktur
molekul dari membran selulosa asetat terdapat
pada G ambar 2 di bawah ini.

Membran selulosa asetat memiliki
keunggulan dan kelemahan. Keunggulannya
antara lain: ideal untuk sampel yang didasari
kandungan air, membran selulosa asetat
mengikat lebih sedikit protein, ideal untuk
media kultur jaringan filtrasi dan sifat sensi
tivitas objek biologi , laju alir permeate (fluks)
tinggi dan rejeksi garam tinggi, mudah dibuat
dan bahan dasar merupakan bahan yang
terbarukan, relatif kuat, tidak larut dalam
alkohol (Djumali dan Darnoko, 1990).
Kelemahannya adalah: kisaran suhu sangat
sempit (membran selulosa asetat biasanya
dioperasikan tidak lebih dari suhu 300C),
kisaran pH yang rendah biasanya antara 3-6
(pada kondisi asam, membran selulosa asetat
dilaporkan dapat tahan sampai 4 tahun bila
digunakan pada pH 4-5 dan tahan sampai 2
tahun pada pH 6 serta hanya beberapa hari
saja bila digunakan pada pH 1 atau 9 kisaran
pH yang rendah sering menimbulkan masalah
pada waktu pencucian membran, karena
larutan pencuci membran biasanya bersifat
asam), tidak tahan klorin (klorin merupakan
bahan pencuci yang umum digunakan dalam
industri pangan membran selulosa asetat dapat
teroksidasi oleh klorin konsentrasi bebas
tertinggi yang disarankan adalah 1mg/L),
dapat
mengalami
pengerutan
dan
pengompakan, dapat mengalami biodegradasi,
membran yang mudah mengalami perubahan
kimia (Djumali dan Darnoko, 1990).
Tabel 2. Spesifikasi Membran Selulosa A setat
Adsorpsi

Gambar 2. Struktur Molekul Membran
Selulosa Asetat.
Membran selulosa asetat merupakan
membran dengan morfologi as imetrik, seperti
terlihat pada Gambar 3. Membran ini
termasuk
dalam
kelompok
membran
nanofiltrasi yang tidak bermuatan. Membran
selulosa asetat dalam filtrasi digunakan untuk
menghilangkan koloid, mikroba, pirogen,
partikel dengan modul higienis (Hartomo,
1994).

Gambar 3. Morfologi Membran Selulosa
Asetat.

Compatibility
kesesuain

atau

Laju aliran

Limits
keterbatasan
Sterilisasi

atau

Validasi
pengesahan

atau

0,1 µg/cm 2 untuk serum
albumin sapi dengan ukuran
pori 0,2 µm.
Stabil pada kisaran pH 4-8,
dan mengalami hambatan
terhadap banyak alkohol,
hydrocarbon dan minyak.
Nilai rata-rata untuk air per
cm 2 pada tekanan 1 bar,
22ml/menit untuk 0,2 µm, 69
ml/menit untuk 0,45 µm, 130
ml/menit untuk 0,65 µm dan
200 ml/menit untuk 0,8 µm
ukuran pori.
Suhu maksimum, 1800C
Dengan autoclaving (pada
1210C atau 1340 C), dengan
radiasi-gamma atau ethylene
oxide
Hubungan nilai titik gembung
ukuran pori membran 0,2 µm
untuk mampu mensterilisasi
pada filtrasi telah disahkan
oleh
Standard
Bacteria
Challenge Tests

Sumber : Rakhmanudin, 2005.

5

Proses Pemisahan dengan Membran
Proses pemisahan dengan membran
terdiri dari beberapa macam, hal ini dapat
digolongkan
berdasarkan
parameter
penggeraknya (Kurniawan, 2002), yaitu:
v Proses
filtrasi,
yaitu
proses
pemisahan dengan membran dimana
tenaga penggeraknya adalah berupa
perbedaan tekanan. Ada tiga macam
proses filtrasi pada membran yaitu
osmosa balik, ultrafiltrasi dan
mikrofiltrasi.
v Dialisa, yaitu proses pemisahan
dengan membran dimana tenaga
penggeraknya berupa perbedaan
konsentrasi.
v Elektrodialisa,
yaitu
proses
pemisahan dengan membran dimana
tenaga penggeraknya berupa beda
potensial listrik.
Filtrasi Membran
Filtrasi adalah salah satu proses
pemisahan yang dapat dibedakan menjadi
beberapa jenis tergantung pada bahan yang
akan dipisahkan serta tingkat pemisahan yang
diinginkan (Djumali dan Darnoko, 1990).
Filtrasi membran bekerja dengan melewatkan
cairan melalui suatu membran tipis yang
berbentuk seperti piringan. Filtrasi digunakan
untuk memisahkan partikel yang tidak
diinginkan.
Secara umum filter dapat digolongkan
dalam dua kelompok, yaitu filter dalam (depth
filter) dan filter saringan (screen filter). Filter
dalam terbuat dari matriks serat atau butiran
yang tersusun secara acak sehingga
membentuk suatu massa yang memiliki
rongga -rongga. Partikel atau koloid akan
terpisah dari cairan karena terperangkap atau
terabsorpsi dalam matriks filter . Sedangkan
filter saringan memisahkan partikel -partikel di
atas permukaannya seperti halnya saringan.
Strukturnya lebih kuat, seragam dan
sinambung dengan ukuran pori yang dapat
diatur dengan baik pada waktu pembuatannya.
Filter
membran termasuk dalam golongan
filter ini. Karena ukuran porinya tertentu filter
ini dapat diklasifikasikan secara absolut atau
kuantitatif. Keunggulan lain dari filter
saringan ialah kehilangan bahan karena
terserap dalam filter jauh lebih kecil
dibandingkan dengan filter dalam (Djumali
dan Darnoko, 1990).
Terdapat beberapa membran filtrasi
diantaranya:
membran
mikrofiltrasi,
ultrafiltrasi,
Reverse
Osmosis
(RO),
elektrolisis, elektrofiltrasi dan dialisis (Taufik

Komara, 2004). Jenis -jenis membran filtrasi
ditampilkan pada Lampiran 3.
Filtrasi membran memiliki beberapa
keuntungan, antara lain: biaya operasi rendah,
merupakan proses pemisahan yang bersih dan
relatif sedikit menimbulkan kerusakan pada
produk, dapat dilakukan pada suhu kamar dan
tidak terjadi perubahan fase komponen
(Djumali dan Darnoko, 1990).
Selain keuntungan, filtrasi membran
juga mempunyai kelemahan, yaitu terjadinya
fouling.
Fouling
merupakan
proses
terakumulasinya komponen secara permanen
akibat filtrasi itu sendiri. Fouling terjadi
akibat interaksi yang sangat spesifik secara
fisik dan kimia antara berbagai padatan
terlarut pada membran (Djumali dan Darnoko,
1990). Kemungkinan terjadinya fouling sangat
besar pada metode dead end filtration karena
aliran larutan umpan secara vertikal. Peristiwa
fouling dapat dikurangi dengan metode cross
flow filtration. Pada metode ini larutan umpan
dialirkan secara horizontal.

Aliran

Dead
End

Cross
flow

Gambar 4. Metode Dead End dan Cross Flow
Filtration.
Peralatan Filtrasi Membran
Peralatan filtrasi membran tersedia
dalam berbagai ukuran,
bentuk
dan
konfigurasi. Setiap jenis memiliki keunggulan
dan kelemahan tersendiri. Pemilihan jenis
peralatan filtrasi membran tergantung dari
sifat larutan dan komponen yang akan
diproses.
Peralatan
filtrasi
membran
skala
laboratorium biasanya hanya digunakan untuk
studi pendahuluan dalam aplikasi membran
untuk proses tertentu seperti pemilihan jenis
membran, uji permeabilitas komponenkomponen tertentu, studi pengikatan suatu
senyawa dengan protein dan sebagainya.
Beberapa peralatan filtrasi skala laboratorium
antara lain (Djumali dan Darnoko, 1990):

6

1.

2.

3.

Sel Buntu
Alat ini hanya cocok untuk
pemisahan larutan yang sangat encer
dengan volume yang sedikit. Tidak
ada pengadukan sehingga terjadi
polarisasi konsentrasi. Alat ini
biasanya digunakan untuk studi
pengikat (binding) antara ligan atau
mineral dengan protein.
Sel Buntu Berpengaduk
Sistem ini memiliki pengaduk
megnetik untuk mencegah terjadinya
polarisasi konsentrasi. Walaupun
demikian
karena
tidak
ada
resirkulasi, akumulasi padatan pada
permukaan membran lama-lama akan
terjadi juga.
Sel Bercelah Sempit
Untuk skala laboratorium alat ini
merupakan alat terbaik dibandingkan
dengan dua alat di atas. Adanya
resirkulasi dan aliran silang membuat
polarisasi konsentrasi jarang terjadi.

Fluks Membran
Fluks membran adalah volume yang
mengalir melalui membran per unit satuan
waktu dan luas (Damayanti, 2005). Terdapat
beberapa
parameter
operasi
yang
mempengaruhi fluks , antara lain tekanan,
konsentrasi umpan, temperatur, laju aliran dan
turbulensi (Djumali dan Darnoko, 1990).
L
J =
...............................(1)
A .t
Dimana, J = fluks (L/m 2 jam), L= volume
permeate (liter), t = waktu (jam)
Suatu membran dapat dikatakan efektif
dan efisien bila membran tersebut mempunyai
nilai fluks yang tinggi. Masalah yang timbul
ketika membran digunakan dalam proses
filtrasi adalah adanya penurunan nilai fluks
terhadap waktu. Hal ini ditunjukkan pada
Gambar 5.
fluks

waktu

Gambar 5. Kurva Perubahan Fluks
Membran terhadap Waktu.
Penurunan nilai fluks dalam proses
filtrasi dipengaruhi oleh adanya fouling.

Fouling pada membran sangat sulit dihindari
dalam proses filtrasi membran. Fouling terjadi
akibat
adanya
molekul-molekul
yang
terakumulasi pada permukaan membran dan
menempati pori-pori membran dan tersumbat
di dalamnya. Fenomena fouling ini agak sulit
untuk diamati secara langsung, tetapi
pengaruh langsung terhadap karakteristik
membran bisa diketahui, misalnya penurunan
nilai fluks, perubahan nilai konduktansi dan
lain sebagainya.
Mekanisme fouling yang terjadi pada
pori-pori membr an diilustrasikan pada
Gambar 6 di bawah ini.

Fouling
menutupi
sebagian pori
membran
Fouling
menutupi
seluruh pori
membran
Pori membran
tanpa fouling
Gambar 6. Fenomena Fouling.

Rejeksi Membran
Tingkat penolakan membran terhadap
suatu komponen dikenal sebagai nilai rejeksi
membran.
Nilai
rejeksi
menunjukkan
kemampuan suatu membran untuk menahan
suatu komponen tertentu agar tidak melewati
pori membran (Hartomo, 1994). Dalam
penentuan nilai rejeksi membran berkaitan
dengan
porositas
membran.
Porositas
merupakan perbandingan ukuran pori dengan
luasan membran. Semakin kecil ukuran
membran, maka porositas yang dihasilkan
akan semakin tinggi dan sebaliknya. Jika nilai
rejeksi membran menunjuk kan nilai 100%
berarti membran mengalami rejeksi sempurna
dan sebaliknya jika nilainya 0% menunjukkan
larutan dan zat terlarut melewati membran
dengan bebas.
R (%) = ( 1 −

C

p

C

f

) × 100 % …………(2)

Dimana, R = rejeksi membran, C P =
konsentrasi komponen referen di dalam
permeate , Cf =
konsentrasi
komponen
referen di dalam feed.

7

Rejeksi membran dapat juga diperoleh
dengan persamaan berikut:

R(%) = (1 −

ρp

) × 100 % …………(3)
ρf
Dimana, R = rejeksi membran, ? p = kerapatan
permeate , ? f = kerapatan feed.
Konduktansi Membran
Suatu
proses
pemisahan
dengan
menggunakan membran netral ditentukan oleh
geometri dan dimensi pori yang dimiliki oleh
membran. Geometri dan dimensi pori
membran dapat ditentukan dari sifat
kelistrikannya. Salah satu sifat listrik yang
dimiliki membran adalah konduktivitas. Sifat
ini muncul karena adanya interaksi antara ion
dengan membran. Besarnya konduktansi
membran
dapat
diperoleh
dengan
menggunakan pendekatan persamaan:
G = nG P

............ ...............................(4)

Dimana, n adalah jumlah pori membran dan
GP adalah konduktansi tiap pori dengan
asumsi tiap pori-porinya identik.
Nilai G P ditentukan oleh beberapa faktor,
diantaranya geometri pori, konsentrasi pori
dan mobilitas ionnya. Dengan asumsi bahwa
ion di dalam suatu medium dielektrik akan
mengalami interaksi elektrostatik dengan
membran, maka ion tersebut memiliki energi
diri sebesar U. Energi ini merupakan integral
dari medan listrik permukaan membran. Maka
besarnya energi diri (U) untuk suatu ion dalam
medium terbatas dengan konstanta dielektrik
yang bervalensi z dan jarak a, adalah:
U =

z 2q 2
8 πε 0 ε a

.........................(5)

Nilai U sangat bergantung pada
.
ε
Nilai konstanta dielektrik membran berkisar
3-4 dan untuk larutan adalah 78,5.
Setelah
melewati
pori
membran
menyebabkan energi dalam ?U sebagai akibat
adanya interaksi dengan ε membran yang
bergantung pada seberapa dekat ion dengan
membran.
∆U =

z 2 q 2α
4 πε 0 ε m b

.......... ..............(6 )

dengan :
b = J ari -jari pori
ε 0 = K onstanta serapan
a
= T ergantung konstanta geometri dan
dielektrik (pendekatan 0,2)
z
= B ilangan valensi ion

εm

= Konstanta dielektrik membran
= Muatan ion

q

Nilai ?U juga dipengaruhi oleh
konsentrasi ion, dengan Co sebagai konsentrasi
ion yang jauh dari membran dan C sebagai
konsentrasi pada pusat pori membran, maka ?
koefisien partisi dari konsentrasi pada
keseimbangan dikalkulasikan melalui statistik
Boltzmann yaitu:
? = Co /C = exp (-?U/RT)

....................(7)

Jika P adalah konsentrasi kation dan N
menunjukkan konsentrasi anion serta zp dan zn
menunjukkan valensinya, maka diperoleh Co
yaitu ionic strengh dari larutan:
zp P = zn N = C o

.................................(8)

Nilai GP tiap pori membran terhadap ion
yang mengalir diberikan oleh:
GP =

q 2 C o (z p γ

p

D p + z n γ n D n )π b 2

.....(9)

kTL

dengan:

b
L
K
T
R

γ

p

 − z p 2 q 2α
= exp 
 4 πε 0 ε m bRT







γ

n

 − z n 2 q 2α
= exp 
 4 πε 0 ε m bRT






= Jari-jari pori
= T ebal membran
= Konstanta Boltzmann
(1.38662 x 10-23J/K)
= Suhu (Kelvin)
= Konstanta molar gas
(0.891441 J/mol K)

Pada suhu yang semakin tinggi nilai G
akan semakin membesar, ini berarti
pergerakkan ion juga lebih besar. Selain itu
koefisien partisi ? akan membesar, dengan
demikian energi bebas akibat medan magnet
juga membesar (Smith, J.R., K. Dahlan, dan
Coster, 1992 dalam Kurniawan, 2002).
Secara
eksperimen
konduktansi
membran dapat ditentukan melalui metode
regresi linear dari persamaan:
ln( G ) = A + B (1 / T )

................(10)

Dimana, A adalah faktor koreksi dan B adalah
gradien kurva yang merupakan energi bebas
ion. Nilai konduktansi adalah berbanding

8

terbalik dengan nilai hambatan, hal ini sesuai
dengan persamaan:
1
...........................(11 )
G =
R

dimana R = ? L/A. Dalam penelitian ini nilai
R diturunkan dari impedansi membran Z
melalui persamaan:
..................(12 )
R = Z 1 + tg 2 θ
dengan ? adalah beda fasa antara tegangan
membran dan tegangan referensi yang terbaca
pada osiloskop.
Z =

Vm
Vs

× Rs

..................(13 )

dengan:
Vm = Tegangan membran
Vs = Tegangan standar yang diberikan
R s = Hambatan standar yang diberikan
dengan frekuensi 1 KHz dan hambatan 1000
ohm, ? = 0 sehingga R = Z dan nilai
konduktansi membran adalah
G=

1
Z

.....................................(14 )

Pasteurisasi
Pasteurisasi merupakan cara pengawetan
yang menggunakan suhu pemanasan kurang
dari 1000C. Pasteurisasi bertujuan untuk
membunuh atau menginaktifkan sel-sel
vegetatif dari mikroba, patogen atau
pembusuk yang dapat tumbuh pada bahan
pangan tersebut.
Pada Tabel 4, menunjukkan pasteurisasi
yang dilakukan terhadap beberapa contoh
makanan dan minuman. Perlakuan LTLT
(Low Temperature Long Time) pada suhu
yang relatif rendah dengan waktu yang lebih
lama dilakukan pada suhu sekitar 630C-780C
dengan lama proses 30 menit. Apabila
menggunakan suhu yang lebih tinggi
umumnya dilakukan secara cepat. Perlakuan
HTST (High Temperature Short Time)
dilakukan pada suhu sekitar 80 0C dengan lama
proses sekitar 15 menit.
Tabel 3. Pasteurisasi yang Dilakukan terhadap
Beberapa Contoh Makanan dan Minuman
Produk

Cara
LTLT
LTLT
HTST
LTLT

Suhu
(0 C)
62,8
71,1
82-85
65,6-85

Waktu
(menit)
30
30
15
30-90

Susu
Es krim
Minuman Anggur
Buah-buahan kering
Sari buah anggur
(dalam botol)
Sari buah karbonasi

LTLT

76,7

30

LTLT

65,6

30

Sumber: Andriani 2002

Karakteristik Fisik dan pH
Kerapatan
Salah satu sifat fisik suatu bahan adalah
kerapatan, yang didefinisikan sebagai suatu
kuantitas dari perbandingan antara massa
bahan (m) denga n volume bahan (v) (Tipler,
1994).

ρ=

m
V

................................(15)

Keterangan:
m adalah massa benda (kg) dan V adalah
volum e (m 3). Satuan standar internasional
untuk kerapatan adalah kg/m 3.
Umumnya kerapatan zat padat dan
cairan hampir tidak bergantung terhadap
tekanan dan suhu, karena zat padat an cairan
hanya mengembang sedikit bila dipanaskan
dan menyusut sedikit bila dipengaruhi tekanan
eksternal sehingga perubahan volume relatif
kecil (Tipler, 1994).
Jika suatu bahan dilarutkan dalam air
dan membentuk larutan, maka kerapatannya
akan berubah. Kerapatan bervariasi sesuai
dengan konsentrasi larutan. Umumnya bahan
seperti gula dan garam menjadikan kenaikan
kerapatan bahan tetapi kadang-kadang
kerapatan juga dapat turun jika dalam larutan
terdapat lemak atau alkohol (Dewi, 2002).
Viskositas
Viskositas
atau
kekentalan
dapat
dianggap sebagai gesekan internal yang
besarnya tertentu pada suatu fluida. Besaran
gaya
diperlukan
untuk
menimbulkan
kecepatan tertentu yang berhubungan dengan
viskositas suatu fluida. Untuk fluida yang
berbeda, makin viskos fluida tersebut maka
makin besar gaya yang diperlukan. Baik zat
cair maupun gas memiliki viskositas. Pada zat
cair, viskositas tersebut terutama disebabkan
oleh gaya kohesi antar molekul. Sedangkan
pada gas, viskositas muncul dari tumbukan
antar molekul (Giancoli, 1996).

η =

Fg / A
..............................(16)
v/l

Keterangan :
?
: Viskositas (poise)
Fg : Gaya geser (dyne)
A : Luas permukaan (cm2)
?
: Kecepatan aliran (cm/s)
l
: Jarak aliran yang diamati
terhadap dinding (cm)

9

Fluida yang berbeda mempunyai
viskositas yang berbeda pula. Zat cair
memiliki viskositas lebih besar daripada gas
(Sears dan Zemansky , 1994).
Untuk memahami perilaku aliran fluida,
diperlukan persamaan gerak fluida dalam
suatu alat rheological seperti viskometer.
Viskometer
yang
dipergunakan
untuk
mengukur viskositas ada beberapa jenis antara
lain viskometer pipa kapiler dan viskometer
bola jatuh (Andriani, 2002) dan viskometer
Ostwald (Saeni, 1989 ).
Kekeruhan
Kekeruhan merupakan suatu ukuran
berdasarkan sinar yang dihamburkan atau
dibelokkan oleh adanya butir-butir partikel
yang terdis persi dalam larutan. Kekeruhan
dapat
disebabkan
oleh
bahan -bahan
tersuspensi yang bervariasi dari ukuran koloid
sampai dispersi kasar, tergantung dari derajat
turbulensinya. Penentuan kekeruhan dengan
menggunakan metode fotometri disebut
turbidimetri (Saeni, 1989).
Total Padatan Terlarut
Padatan dalam larutan adalah bahan
yang masih tetap tinggal sebagai sisa selama
penguapan dan pemanasan pada suhu 1030C 1050C (Saeni, 1989). Analisa zat padat terlarut
mengukur jumlah zat padat yang larut dalam
air. Peny usun utama zat padat terlarut dalam
air alami yaitu bikarbonat, kalsium, sulfat,
hidrogen, silika, klorin, magnesium, sodium,
potasium, nitrogen dan fosfor. Jumlah zat
padat terlarut berbeda dengan konduktivitas
listrik larutan. Pada jumlah zat padat terlarut,
yang diukur adalah jumlah ion dalam air,
sedangkan yang diukur dalam konduktivitas
listrik adalah kemampuan ion-ion tersebut
dalam menghantarkan listrik (Widyasari,
2002).
pH
pH merupakan singkatan dari pondus
hydrogenii yang
menunjukkan
derajat
keasaman atau derajat kebasaan dari suatu
bahan. pH didefinisikan sebagai negatif
logaritma sepuluh konsentrasi ion hidrogen,
dapat ditulis sebagai berikut:
pH = -log10 (H+)

mikroorganisme masing-masing memiliki
nilai pH untuk pertumbuhannya, sebagai
contoh bakteri paling baik tumbuh pada pH
mendekati
netral,
tetapi
beberapa
mikroorganisme menyukai suasana asam dan
yang lain dapat tumbuh dengan sedikit asam
atau dalam suasana basa (Madona, 2005).

BAHAN DAN METODE
Waktu Penelitian
Penelitian
ini
dilaksanakan
di
Laboratorium Biofisika Departemen Fisika
IPB dan Laboratorium Kimia Analitik
Departemen Kimia IPB. Penelitian ini mulai
pada bulan agustus 2005 sampai maret 2006.
Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan dalam
penelitian ini antara lain adalah membran
selulosa asetat 0,2 µm, sari buah nanas dan es
batu. Bahan-bahan kimia yang digunakan
adalah aquades, larutan buffer pH 4, aseton,
dan KCl 1 mM.
Alat yang dipergunakan dalam penelitian
ini meliputi: sel buntu berpengaduk, magnetic
stirer, pompa udara, manometer, stopwatch,
signal generator, multimeter, chamber,
resistor 1000 ohm, neraca analitik, pipet, gelas
ukur, dan cawan plastik. Sedangkan alat-alat
yang digunakan untuk karaterisasi fisik dan
kimia adalah viskometer bola jatuh (Gilmont),
Oakton pH/CON 10 series meter, Digital
Refraktometer GMK 701R, piknom eter 25
ml, 2100P turbidimeter, mikrometer skrup,
termometer. Alat bantu utama untuk
pembuatan sari buah nanas antara lain: pisau,
panci email, blender, penyaring berupa kain,
kompor, corong, dan botol.
Metode Penelitian
Pembuatan Sari Buah Nanas
a. Pemilihan buah
Buah nanas yang akan diolah menjadi
sari buah nanas dipilih yang matang dan sehat.
Buah yang sehat ialah buah yang tidak busuk,
cacat, pecah dan bebas hama panyakit.
Kondisi buah yang mat ang diperlukan agar
sari buah nanas yang dihasilkan mempunyai
aroma khas buah nanas .

......................(17)

Konsentrasi ion hidrogen yang aktif
biasa dinyatakan dengan pH. pH sering
digunakan
untuk
menentukan
jenis
mikroorganisme yang tumbuh pada suatu
produk
yang
dihasilkan.
Setiap

b. Pengupasan dan p encucian
Pengupasan
kulit
buah
hingga
didapatkan da