Pencirian Membran Mikrofiltrasi Nilon-6

PENCIRIAN MEMBRAN MIKROFILTRASI NILON-6

AKBAR SUHENDI

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

ii

ABSTRAK
AKBAR SUHENDI. Pencirian Membran Mikrofiltrasi Nilon-6. Dibimbing oleh SRI
MULIJANI dan AHMAD SJAHRIZA.
Kendala yang utama dalam pengembangan teknologi membran saat ini adalah

mahalnya bahan baku dan membran yang dihasilkan memiliki beberapa kelemahan
seperti tidak tahan terhadap asam kuat, basa kuat, dan suhu tinggi. Untuk mengatasi hal
itu, beberapa tahun terakhir telah dikembangkan pembuatan membran berbahan baku
nilon. Nilon yang digunakan pada penelitian ini adalah benang nilon-6. Membran dibuat
dengan metode pembalikan fasa. Benang nilon-6 dilarutkan ke dalam HCl 22.5% sampai
terbentuk larutan homogen yang siap cetak. Konsentrasi nilon-6 dibuat tiga ragam
masing-masing 30%b/v (Na), 35%b/v (Nb), dan 40%b/v (Nc). Seperangkat alat saring
cross-flow digunakan untuk pencirian membran nilon-6 yang diperoleh, meliputi
pengukuran nilai fluks air serta nilai fluks dan indeks rejeksi bovine serum albumin
(BSA). Selain itu, digunakan juga scanning electron microscopy untuk analisis
permukaan membran nilon-6. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai fluks air
membran nilon-6 meningkat seiring bertambahnya tekanan. Nilai fluks air terbesar
diperoleh pada tekanan 0.4826 bar dengan rerata untuk membran Na, Nb, dan Nc
berturut-turut 180.7018 L/m2 jam, 104.4127 L/m2 jam, dan 94.5062 L/m2 jam. Oleh
karena itu, membran nilon-6 yang dihasilkan memiliki fungsi mikrofiltrasi. Penambahan
konsentrasi nilon-6 menurunkan nilai fluks air dan fluks BSA. Sebaliknya, penambahan
konsentrasi nilon-6 menyebabkan peningkatan indeks rejeksi BSA. Membran nilon-6
yang dihasilkan memiliki struktur pori yang tidak seragam dengan diameter pori ± 3µm.

ABSTRACT

AKBAR SUHENDI. Nylon-6 Microfiltration Membrane Characterization. Supervised by
SRI MULIJANI and AHMAD SJAHRIZA.
The main problem to develop membrane technology are the price of raw material
which is highly expensive and the membrane products have some weaknesses such as not
durable in strong acid, strong base, and high temperature. To solve these problems,
membrane made of nylon has developed in the last several years. This experiment used
nylon-6 yarn as raw material. The membrane made with phase inversion method. Nylon-6
yarn was dissolved into HCl 22.5% until homogeneous casting solution formed. The
concentration was made in three variations, 30%b/v (Na), 35%b/v (Nb), and 40%b/v
(Nc), respectively. A cross-flow instrument was used to characterize nylon-6 membrane,
included water flux measurement and rejection index of bovine serum albumin (BSA).
Beside that, scanning electron microscopy instrument was also used to analyze nylon-6
membrane suface. The results showed that water flux value of nylon-6 membrane
increased with increasing pressure. The greatest water flux value obtained by 0.4826 bar
pressure with average value for Na, Nb, and Nc membrane were 180.7018 L/m2 hour,
104.4128 L/m2 hour, and 94.5062 L/m2 hour, respectively. Therefore, the membrane had
a microfiltration function. Increasing nylon-6 concentration was caused decreasing water
flux and BSA flux value. On the other hand, increasing nylon-6 concentration was also
increasing BSA rejection index. The nylon-6 membrane has a nonhomogenous pore
structure with pore diameter of ± 3µm.

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

iii

PENCIRIAN MEMBRAN MIKROFILTRASI NILON-6

AKBAR SUHENDI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR
2007

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

iv

Judul : Pencirian Membran Mikrofiltrasi Nilon-6
Nama : Akbar Suhendi
NIM

: G44201054

Menyetujui:
Pembimbing I

Pembimbing II

Dra. Sri Mulijani, MS

Drs. Ahmad Sjahriza

NIP 131 950 978

NIP 131 842 413

Diketahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor

Prof. Dr. Yonny Koesmaryono, MS
NIP 131 473 999

Tanggal lulus:

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !

“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

v

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat
dan karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Topik penelitian ini
ialah Pencirian Membran Mikrofiltrasi Nilon-6. Penelitian dilaksanakan di
Laboratorium Kimia Anorganik IPB dan dilaksanakan sejak bulan Agustus 2006
sampai Februari 2007.
Ungkapan terima kasih penulis tujukan kepada Ibu Dra. Sri Mulijani, M.S.
dan Bapak Drs. Ahmad Sjahriza selaku pembimbing atas dorongan semangat dan
bimbingannya. Penghargaan dan terima kasih juga penulis sampaikan kepada
laboran Laboratorium Kimia Anorganik IPB yang telah banyak membantu
penelitian ini. Ungkapan terima kasih yang tak terhingga penulis sampaikan
kepada Bapak, Mamah, Fitrianingsih, Dian Agustina, serta seluruh keluarga, atas
segala doa dan kasih sayangnya. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada
rekan-rekan Kimia 38, rekan-rekan Asrama IPB Sukasari, Echi, Mirah, dan Iecka
atas segala perhatian dan persahabatan yang begitu indah.

Hanya ridho Allah SWT yang penulis harapkan dari semua yang telah
dilakukan dengan harapan semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Februari 2007
Akbar Suhendi

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

vi

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Cikampek pada tanggal 1 April 1983 dari ayah Ondi
Herdiansyah dan ibu Cunengsih. Penulis merupakan putra pertama dari tiga
bersaudara.
Pendidikan dasar ditempuh penulis di SD Melati dan SMP Negeri 1
Pagaden Kabupaten Subang. Tahun 2001 penulis lulus dari SMU Negeri 1
Karawang dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melelui jalur

Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih Program Studi Kimia, Jurusan
Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi staf Departemen
AKDK Badan Eksekutif Mahasiswa TPB pada tahun ajaran 2001/2002, serta
menjadi asisten praktikum mata kuliah Kimia Lingkungan pada tahun ajaran
2005/2006. Penulis juga pernah melaksanakan Praktek Lapang di Laboratorium
PT Pupuk Kujang Cikampek pada bulan Juni 2004 dengan judul laporan “Analisis
Urea Prill sebagai Produk Utama PT Pupuk Kujang Cikampek”.

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

vii

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... viii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... viii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. viii
PENDAHULUAN .........................................................................................

1

TINJAUAN PUSTAKA
Nilon .....................................................................................................
Membran ...............................................................................................

1
2

BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat .....................................................................................
Pembuatan Membran Nilon-6 ...............................................................
Pencirian Membran ...............................................................................

3
3
3

HASIL DAN PEMBAHASAN
Membran Nilon-6 .................................................................................
Nilai Fluks Air ......................................................................................
Nilai Fluks dan Rejeksi BSA ................................................................
Analisis Permukaan Membran ..............................................................

4
5
6
6

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ..............................................................................................
Saran .....................................................................................................

7
7

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................

7

LAMPIRAN ..................................................................................................

9

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

viii

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Rumus struktur nilon-6 ..............................................................................

2

2 Membran nilon-6 .......................................................................................

4

3 Perbandingan antara fluks air membran Na, Nb, dan Nc pada tekanan
0.3447 bar .................................................................................................

5

4 Perbandingan antara fluks air membran Na, Nb, dan Nc pada tekanan
0.4826 bar .................................................................................................

5

5 Perbandingan antara fluks dan indeks rejeksi membran Na, Nb,
dan Nc pada tekanan 0.4826 bar ................................................................

6

6 Permukaan membran Nb pada perbesaran 2000x .......................................

7

DAFTAR TABEL
Halaman
1 Kisaran nilai fluks berbagai jenis membran ..................................................

3

2 Nilai fluks air membran nilon-6 pada tekanan 0.3447 bar dan 0.4826 bar.....

5

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Reaksi polimerisasi nilon-6 ....................................................................... 10
2 Diagram alir penelitian .............................................................................. 11
3 Data fluks air membran nilon-6 (Na) ......................................................... 12
4 Data fluks air membran nilon-6 (Nb) ......................................................... 13
5 Data fluks air membran nilon-6 (Nc) ......................................................... 14
6 Penentuan konsentrasi permeat BSA ......................................................... 15

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

PENDAHULUAN
Teknologi membran telah digunakan
secara luas dalam berbagai aplikasi industri.
Selama 2 dasawarsa terakhir, membran telah
dikembangkan khususnya untuk memenuhi
kebutuhan industri bioteknologi. Hal ini
meliputi aplikasi membran untuk penyaringan
steril, klarifikasi, pertanian, penghilang virus,
pengukuran
konsentrasi
protein,
dan
pemurnian protein (Reis & Zidney 2007). Hal
ini mendorong dilakukannya berbagai
penelitian terutama mengenai inovasi polimer
bahan baku membran. Beberapa polimer yang
biasa digunakan sebagai bahan baku membran
saat ini antara lain, selulosa asetat, polisulfon,
dan poliamida.
Kendala yang utama dalam pengembangan
teknologi membran saat ini adalah mahalnya
bahan baku dan beberapa kelemahan
membran yang dihasilkan. Polimer alami
seperti selulosa asetat telah banyak dipakai
sebagai bahan baku membran. Namun,
membran selulosa asetat memiliki beberapa
kelemahan seperti tidak tahan terhadap asam
kuat dan basa kuat, dan tidak tahan terhadap
suhu tinggi (Moerniati et al. 1998). Untuk
mengatasi hal itu, beberapa tahun terakhir
telah dikembangkan pembuatan membran
berbahan baku nilon. Nilon termasuk senyawa
poliamida sintetis yang dilihat dari sifat fisik,
kimia, dan strukturnya sangat memungkinkan
untuk dijadikan membran.
Nilon dapat digolongkan menjadi nilon
aromatik dan linear. Nilon aromatik adalah
nilon yang memiliki gugus aromatik pada unit
ulangnya, contohnya nilon-6,6. Sedangkan
pada nilon linier, unit ulangnya tersusun dari
rantai lurus, misalnya nilon-6. Nilon juga
terbagi menjadi beberapa jenis berdasarkan
jumlah atom karbon dalam unit ulangnya
seperti nilon-6; nilon-6,6; nilon-6,9; nilon6,10; nilon-6,12; nilon-11; dan nilon-12
(Gupta 1989). Perbedaan jumlah atom karbon
dalam unit penyusun nilon menyebabkan
adanya sedikit perbedaan sifat fisik dan
kimianya.
Penelitian lebih lanjut telah membuktikan
bahwa nilon-6,6 dapat dimodifikasi menjadi
membran (Sukadana 1996). Membran yang
dihasilkan termasuk membran ultrafiltrasi dan
telah digunakan dalam proses pengolahan
limbah zat warna indigo dari industri tekstil di
Bali. Moerniati et al. (1998) telah melakukan
preparasi membran nilon-6 menggunakan
proses pembalikan fasa. Membran yang dibuat
dimodifikasi dengan menambahkan senyawa
adisi N-metil-2-Pirolidon (NMP) dan dimetil

sulfoksida (DMSO) dengan pelarut asam
formiat. Membran yang dihasilkan pada
penelitian tersebut memiliki permeabilitas dan
selektifitas yang cukup baik dilihat dari nilai
fluks air sebesar 4.35 L/m2 jam dan indeks
rejeksi 82.30% pada tekanan 3.5 kg/cm2.
Yoshikawa et al. (2000) melaporkan
bahwa penambahan karbon grafit akan
meningkatkan
permeabilitas
membran
komposit karbon grafit-nilon-6 terhadap fluida
campuran
sikloheksana
dan
benzena.
Beberapa penelitian lainnya antara lain oleh
Lai & Chen (1992), Huang & Rhim (1992),
Takagi et al. (1994), Okushita et al. (1996),
dan Shieh & Huang (1998). Penelitianpenelitian tersebut menggunakan nilon-6 yang
telah dimodifikasi dengan penambahan
berbagai senyawa aditif untuk membuat
membran.
Industri tekstil sangat banyak terdapat di
Indonesia. Banyaknya industri tekstil tersebut
tentu saja menghasilkan limbah industri yang
juga melimpah, terutama limbah benang
sebagai bahan dasar industri tekstil. Limbah
benang, termasuk benang nilon, yang sangat
banyak ini jika dibiarkan akan menjadi
masalah tersendiri yang akan sulit dicari cara
penanggulangannya. Salah satu cara yang
dapat
dilakukan
adalah
dengan
memanfaatkannya sebagai bahan baku
pembuatan
membran.
Selain
dapat
menyelesaikan permasalahan limbah, hal ini
pun dapat meningkatkan nilai ekonomis
limbah benang tersebut.
Nilon yang digunakan dalam penelitian ini
adalah benang nilon-6. Selain mudah didapat,
benang nilon pun memiliki harga yang sangat
murah dan dapat didegradasi oleh jamur
tertentu sehingga ramah lingkungan. Krzan et
al. (2004) melaporkan bahwa poliamida-6
dapat didegradasi oleh jamur lignolitik
Bjerkandera adusta.
Penelitian ini bertujuan mencirikan
membran nilon-6 menggunakan fluks air dan
indeks rejeksi serta mengamati struktur
membran yang dihasilkan menggunakan
scanning electron microscopy (SEM).
Adapun manfaat dari penelitian ini yaitu
mendapatkan membran dari bahan baku yang
relatif murah, mudah didapat, dan proses
pembuatan yang lebih sederhana.

TINJAUAN PUSTAKA
Nilon
Nilon adalah senyawa polimer yang
memiliki gugus amida pada setiap unit

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

2

ulangnya, sehingga nilon disebut juga
senyawa poliamida (Gupta 1989). Nilon
bersifat semikristalin, kuat, dan tahan terhadap
suhu tinggi. Oleh karena itu, nilon sangat
memungkinkan untuk dipakai sebagai serat
atau bahan termoplastik pada mesin, yang
memiliki kemampuan setara atau lebih baik
daripada logam.
Nilon
yang
dimodifikasi
dengan
menambahkan senyawa lain, seperti timbal
(Pb), akan memperkuat strukturnya dan
memperbaiki sifat mekaniknya menjadi lebih
tahan terhadap suhu tinggi, sangat kuat, tahan
karat, dan dapat digunakan tanpa pelumas
(Kohan 1995). Selain itu, nilon juga dapat
dijadikan membran yang memiliki sifat fisik,
kimia, dan mekanik yang sangat baik, antara
lain memiliki ketahanan terhadap pH ekstrim
dan suhu tinggi (Moerniati et al. 1998)
Nilon-6
Nilon-6 merupakan salah satu jenis
senyawa poliamida yang paling banyak
penggunaannya. Sesuai dengan namanya,
nilon-6 tersusun atas 6 atom karbon pada
setiap unit ulangnya seperti ditunjukkan pada
Gambar 1. Nilon-6 dihasilkan dari sintesis
senyawa kaprolaktam pada suhu 533 K
dengan katalis nitrogen selama 4-5 jam
(Lampiran 1). Pada kondisi tersebut, cincin
kaprolaktam akan terputus dan terjadilah
polimerisasi. Lelehan senyawa tersebut lalu
dialirkan
melewati
spineret
sehingga
membentuk serat nilon ([Anonim] 2006).

Gambar 1 Rumus struktur Nilon-6.
Beberapa sifat fisik dan kimia Nilon6 antara lain memiliki suhu transisi gelas
47oC, titik leleh 220oC, bobot molekul per unit
ulang 113.16 g/mol, densitas amorf pada 25oC
sebesar 1084 g/cm3, dan densitas kristalin
pada 25oC sebesar 1.23 g/cm3.
Membran
Membran
adalah
lapisan
semipermeabel berupa padatan polimer tipis
yang menahan pergerakan bahan tertentu
(Scott dan Hughes 1996). Sedangkan menurut
Mulder (1991) membran dapat diartikan
sebagai sekat permselektif diantara dua fasa.
Transpor molekul melewati membran dapat
disebabkan oleh konveksi atau difusi akibat

adanya perbedaan konsentrasi, tekanan atau
temperatur (Srikanth 2006).
Klasifikasi Membran
Mulder (1996) dan Wenten (1999)
mengklasifikasikan membran berdasarkan
materi asal, morfologi (struktur pori), bentuk,
dan fungsinya. Berdasarkan materi asalnya,
membran
dapat
digolongkan
menjadi
membran alami dan sintetis. Membran
alamiah merupakan membran yang terdapat
pada sel tumbuhan, hewan dan manusia.
Sedangkan membran sintesis merupakan
membran yang dibuat sesuai dengan
kebutuhan dan sifatnya disesuaikan dengan
membran alamiah. Membran sintesis dibagi
lagi menjadi membran organik dan membran
anorganik. Kemudian berdasarkan struktur
porinya, membran dibagi menjadi membran
simetrik dan asimetrik. Membran simetrik
adalah suatu membran yang memiliki struktur
pori yang seragam. Sedangkan membran
asimetrik merupakan membran yang struktur
porinya tidak seragam.
Berdasarkan bentuknya, membran
dapat dibagi menjadi membran datar dan
tubular. Membran datar memiliki bentuk
melebar dan penampang lintang yang besar.
Membran tubular memliki bentuk seperti
tabung dengan diameter tertentu. Berdasarkan
fungsinya, membran dibagi menjadi membran
mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, osmosis balik,
dialisis,
dan elektrodialisis. Membran
mikrofiltrasi merupakan membran yang
berfungsi untuk menyaring makromolekul
dengan berat molekul lebih dari 500.000
g/mol atau partikel berukuran 0.1-10 ìm.
Tekanan yang digunakan 0.5-2.0 atm.
Membran ultrafiltrasi adalah membran yang
berfungsi untuk menyaring makromolekul
dengan berat molekul lebih dari 5000 g/mol
atau partikel berukuran 0.001-0.10 ìm.
Tekanan yang digunakan 1.0-3.0 atm.
Membran osmosis balik berfungsi
untuk menyaring garam-garam organik
dengan berat molekul lebih dari 50 g/mol atau
partikel berukuran 0.0001-0.0010 ìm.
Tekanan yang digunakan 8.0-12.0 atm.
Membran
dialisis
berfungsi
untuk
memisahkan larutan koloid yang mengandung
elektrolit dengan berat molekul kecil.
Membran elektrodialisis berfungsi untuk
memisahkan larutan melalui membran dengan
pemberian muatan listrik. Selain itu, membran
juga dapat berupa membran padatan atau
cairan, dapat membawa muatan positif,
negatif, tidak bermuatan atau dapat pula
bersifat bipolar (Srikanth 2006).

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

PENCIRIAN MEMBRAN MIKROFILTRASI NILON-6

AKBAR SUHENDI

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

ii

ABSTRAK
AKBAR SUHENDI. Pencirian Membran Mikrofiltrasi Nilon-6. Dibimbing oleh SRI
MULIJANI dan AHMAD SJAHRIZA.
Kendala yang utama dalam pengembangan teknologi membran saat ini adalah
mahalnya bahan baku dan membran yang dihasilkan memiliki beberapa kelemahan
seperti tidak tahan terhadap asam kuat, basa kuat, dan suhu tinggi. Untuk mengatasi hal
itu, beberapa tahun terakhir telah dikembangkan pembuatan membran berbahan baku
nilon. Nilon yang digunakan pada penelitian ini adalah benang nilon-6. Membran dibuat
dengan metode pembalikan fasa. Benang nilon-6 dilarutkan ke dalam HCl 22.5% sampai
terbentuk larutan homogen yang siap cetak. Konsentrasi nilon-6 dibuat tiga ragam
masing-masing 30%b/v (Na), 35%b/v (Nb), dan 40%b/v (Nc). Seperangkat alat saring
cross-flow digunakan untuk pencirian membran nilon-6 yang diperoleh, meliputi
pengukuran nilai fluks air serta nilai fluks dan indeks rejeksi bovine serum albumin
(BSA). Selain itu, digunakan juga scanning electron microscopy untuk analisis
permukaan membran nilon-6. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai fluks air
membran nilon-6 meningkat seiring bertambahnya tekanan. Nilai fluks air terbesar
diperoleh pada tekanan 0.4826 bar dengan rerata untuk membran Na, Nb, dan Nc
berturut-turut 180.7018 L/m2 jam, 104.4127 L/m2 jam, dan 94.5062 L/m2 jam. Oleh
karena itu, membran nilon-6 yang dihasilkan memiliki fungsi mikrofiltrasi. Penambahan
konsentrasi nilon-6 menurunkan nilai fluks air dan fluks BSA. Sebaliknya, penambahan
konsentrasi nilon-6 menyebabkan peningkatan indeks rejeksi BSA. Membran nilon-6
yang dihasilkan memiliki struktur pori yang tidak seragam dengan diameter pori ± 3µm.

ABSTRACT
AKBAR SUHENDI. Nylon-6 Microfiltration Membrane Characterization. Supervised by
SRI MULIJANI and AHMAD SJAHRIZA.
The main problem to develop membrane technology are the price of raw material
which is highly expensive and the membrane products have some weaknesses such as not
durable in strong acid, strong base, and high temperature. To solve these problems,
membrane made of nylon has developed in the last several years. This experiment used
nylon-6 yarn as raw material. The membrane made with phase inversion method. Nylon-6
yarn was dissolved into HCl 22.5% until homogeneous casting solution formed. The
concentration was made in three variations, 30%b/v (Na), 35%b/v (Nb), and 40%b/v
(Nc), respectively. A cross-flow instrument was used to characterize nylon-6 membrane,
included water flux measurement and rejection index of bovine serum albumin (BSA).
Beside that, scanning electron microscopy instrument was also used to analyze nylon-6
membrane suface. The results showed that water flux value of nylon-6 membrane
increased with increasing pressure. The greatest water flux value obtained by 0.4826 bar
pressure with average value for Na, Nb, and Nc membrane were 180.7018 L/m2 hour,
104.4128 L/m2 hour, and 94.5062 L/m2 hour, respectively. Therefore, the membrane had
a microfiltration function. Increasing nylon-6 concentration was caused decreasing water
flux and BSA flux value. On the other hand, increasing nylon-6 concentration was also
increasing BSA rejection index. The nylon-6 membrane has a nonhomogenous pore
structure with pore diameter of ± 3µm.

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

iii

PENCIRIAN MEMBRAN MIKROFILTRASI NILON-6

AKBAR SUHENDI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2007

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

iv

Judul : Pencirian Membran Mikrofiltrasi Nilon-6
Nama : Akbar Suhendi
NIM

: G44201054

Menyetujui:
Pembimbing I

Pembimbing II

Dra. Sri Mulijani, MS

Drs. Ahmad Sjahriza

NIP 131 950 978

NIP 131 842 413

Diketahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor

Prof. Dr. Yonny Koesmaryono, MS
NIP 131 473 999

Tanggal lulus:

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

v

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat
dan karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Topik penelitian ini
ialah Pencirian Membran Mikrofiltrasi Nilon-6. Penelitian dilaksanakan di
Laboratorium Kimia Anorganik IPB dan dilaksanakan sejak bulan Agustus 2006
sampai Februari 2007.
Ungkapan terima kasih penulis tujukan kepada Ibu Dra. Sri Mulijani, M.S.
dan Bapak Drs. Ahmad Sjahriza selaku pembimbing atas dorongan semangat dan
bimbingannya. Penghargaan dan terima kasih juga penulis sampaikan kepada
laboran Laboratorium Kimia Anorganik IPB yang telah banyak membantu
penelitian ini. Ungkapan terima kasih yang tak terhingga penulis sampaikan
kepada Bapak, Mamah, Fitrianingsih, Dian Agustina, serta seluruh keluarga, atas
segala doa dan kasih sayangnya. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada
rekan-rekan Kimia 38, rekan-rekan Asrama IPB Sukasari, Echi, Mirah, dan Iecka
atas segala perhatian dan persahabatan yang begitu indah.
Hanya ridho Allah SWT yang penulis harapkan dari semua yang telah
dilakukan dengan harapan semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Februari 2007
Akbar Suhendi

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

vi

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Cikampek pada tanggal 1 April 1983 dari ayah Ondi
Herdiansyah dan ibu Cunengsih. Penulis merupakan putra pertama dari tiga
bersaudara.
Pendidikan dasar ditempuh penulis di SD Melati dan SMP Negeri 1
Pagaden Kabupaten Subang. Tahun 2001 penulis lulus dari SMU Negeri 1
Karawang dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melelui jalur
Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih Program Studi Kimia, Jurusan
Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi staf Departemen
AKDK Badan Eksekutif Mahasiswa TPB pada tahun ajaran 2001/2002, serta
menjadi asisten praktikum mata kuliah Kimia Lingkungan pada tahun ajaran
2005/2006. Penulis juga pernah melaksanakan Praktek Lapang di Laboratorium
PT Pupuk Kujang Cikampek pada bulan Juni 2004 dengan judul laporan “Analisis
Urea Prill sebagai Produk Utama PT Pupuk Kujang Cikampek”.

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

vii

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... viii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... viii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. viii
PENDAHULUAN .........................................................................................

1

TINJAUAN PUSTAKA
Nilon .....................................................................................................
Membran ...............................................................................................

1
2

BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat .....................................................................................
Pembuatan Membran Nilon-6 ...............................................................
Pencirian Membran ...............................................................................

3
3
3

HASIL DAN PEMBAHASAN
Membran Nilon-6 .................................................................................
Nilai Fluks Air ......................................................................................
Nilai Fluks dan Rejeksi BSA ................................................................
Analisis Permukaan Membran ..............................................................

4
5
6
6

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan ..............................................................................................
Saran .....................................................................................................

7
7

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................

7

LAMPIRAN ..................................................................................................

9

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

viii

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Rumus struktur nilon-6 ..............................................................................

2

2 Membran nilon-6 .......................................................................................

4

3 Perbandingan antara fluks air membran Na, Nb, dan Nc pada tekanan
0.3447 bar .................................................................................................

5

4 Perbandingan antara fluks air membran Na, Nb, dan Nc pada tekanan
0.4826 bar .................................................................................................

5

5 Perbandingan antara fluks dan indeks rejeksi membran Na, Nb,
dan Nc pada tekanan 0.4826 bar ................................................................

6

6 Permukaan membran Nb pada perbesaran 2000x .......................................

7

DAFTAR TABEL
Halaman
1 Kisaran nilai fluks berbagai jenis membran ..................................................

3

2 Nilai fluks air membran nilon-6 pada tekanan 0.3447 bar dan 0.4826 bar.....

5

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Reaksi polimerisasi nilon-6 ....................................................................... 10
2 Diagram alir penelitian .............................................................................. 11
3 Data fluks air membran nilon-6 (Na) ......................................................... 12
4 Data fluks air membran nilon-6 (Nb) ......................................................... 13
5 Data fluks air membran nilon-6 (Nc) ......................................................... 14
6 Penentuan konsentrasi permeat BSA ......................................................... 15

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

PENDAHULUAN
Teknologi membran telah digunakan
secara luas dalam berbagai aplikasi industri.
Selama 2 dasawarsa terakhir, membran telah
dikembangkan khususnya untuk memenuhi
kebutuhan industri bioteknologi. Hal ini
meliputi aplikasi membran untuk penyaringan
steril, klarifikasi, pertanian, penghilang virus,
pengukuran
konsentrasi
protein,
dan
pemurnian protein (Reis & Zidney 2007). Hal
ini mendorong dilakukannya berbagai
penelitian terutama mengenai inovasi polimer
bahan baku membran. Beberapa polimer yang
biasa digunakan sebagai bahan baku membran
saat ini antara lain, selulosa asetat, polisulfon,
dan poliamida.
Kendala yang utama dalam pengembangan
teknologi membran saat ini adalah mahalnya
bahan baku dan beberapa kelemahan
membran yang dihasilkan. Polimer alami
seperti selulosa asetat telah banyak dipakai
sebagai bahan baku membran. Namun,
membran selulosa asetat memiliki beberapa
kelemahan seperti tidak tahan terhadap asam
kuat dan basa kuat, dan tidak tahan terhadap
suhu tinggi (Moerniati et al. 1998). Untuk
mengatasi hal itu, beberapa tahun terakhir
telah dikembangkan pembuatan membran
berbahan baku nilon. Nilon termasuk senyawa
poliamida sintetis yang dilihat dari sifat fisik,
kimia, dan strukturnya sangat memungkinkan
untuk dijadikan membran.
Nilon dapat digolongkan menjadi nilon
aromatik dan linear. Nilon aromatik adalah
nilon yang memiliki gugus aromatik pada unit
ulangnya, contohnya nilon-6,6. Sedangkan
pada nilon linier, unit ulangnya tersusun dari
rantai lurus, misalnya nilon-6. Nilon juga
terbagi menjadi beberapa jenis berdasarkan
jumlah atom karbon dalam unit ulangnya
seperti nilon-6; nilon-6,6; nilon-6,9; nilon6,10; nilon-6,12; nilon-11; dan nilon-12
(Gupta 1989). Perbedaan jumlah atom karbon
dalam unit penyusun nilon menyebabkan
adanya sedikit perbedaan sifat fisik dan
kimianya.
Penelitian lebih lanjut telah membuktikan
bahwa nilon-6,6 dapat dimodifikasi menjadi
membran (Sukadana 1996). Membran yang
dihasilkan termasuk membran ultrafiltrasi dan
telah digunakan dalam proses pengolahan
limbah zat warna indigo dari industri tekstil di
Bali. Moerniati et al. (1998) telah melakukan
preparasi membran nilon-6 menggunakan
proses pembalikan fasa. Membran yang dibuat
dimodifikasi dengan menambahkan senyawa
adisi N-metil-2-Pirolidon (NMP) dan dimetil

sulfoksida (DMSO) dengan pelarut asam
formiat. Membran yang dihasilkan pada
penelitian tersebut memiliki permeabilitas dan
selektifitas yang cukup baik dilihat dari nilai
fluks air sebesar 4.35 L/m2 jam dan indeks
rejeksi 82.30% pada tekanan 3.5 kg/cm2.
Yoshikawa et al. (2000) melaporkan
bahwa penambahan karbon grafit akan
meningkatkan
permeabilitas
membran
komposit karbon grafit-nilon-6 terhadap fluida
campuran
sikloheksana
dan
benzena.
Beberapa penelitian lainnya antara lain oleh
Lai & Chen (1992), Huang & Rhim (1992),
Takagi et al. (1994), Okushita et al. (1996),
dan Shieh & Huang (1998). Penelitianpenelitian tersebut menggunakan nilon-6 yang
telah dimodifikasi dengan penambahan
berbagai senyawa aditif untuk membuat
membran.
Industri tekstil sangat banyak terdapat di
Indonesia. Banyaknya industri tekstil tersebut
tentu saja menghasilkan limbah industri yang
juga melimpah, terutama limbah benang
sebagai bahan dasar industri tekstil. Limbah
benang, termasuk benang nilon, yang sangat
banyak ini jika dibiarkan akan menjadi
masalah tersendiri yang akan sulit dicari cara
penanggulangannya. Salah satu cara yang
dapat
dilakukan
adalah
dengan
memanfaatkannya sebagai bahan baku
pembuatan
membran.
Selain
dapat
menyelesaikan permasalahan limbah, hal ini
pun dapat meningkatkan nilai ekonomis
limbah benang tersebut.
Nilon yang digunakan dalam penelitian ini
adalah benang nilon-6. Selain mudah didapat,
benang nilon pun memiliki harga yang sangat
murah dan dapat didegradasi oleh jamur
tertentu sehingga ramah lingkungan. Krzan et
al. (2004) melaporkan bahwa poliamida-6
dapat didegradasi oleh jamur lignolitik
Bjerkandera adusta.
Penelitian ini bertujuan mencirikan
membran nilon-6 menggunakan fluks air dan
indeks rejeksi serta mengamati struktur
membran yang dihasilkan menggunakan
scanning electron microscopy (SEM).
Adapun manfaat dari penelitian ini yaitu
mendapatkan membran dari bahan baku yang
relatif murah, mudah didapat, dan proses
pembuatan yang lebih sederhana.

TINJAUAN PUSTAKA
Nilon
Nilon adalah senyawa polimer yang
memiliki gugus amida pada setiap unit

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

2

ulangnya, sehingga nilon disebut juga
senyawa poliamida (Gupta 1989). Nilon
bersifat semikristalin, kuat, dan tahan terhadap
suhu tinggi. Oleh karena itu, nilon sangat
memungkinkan untuk dipakai sebagai serat
atau bahan termoplastik pada mesin, yang
memiliki kemampuan setara atau lebih baik
daripada logam.
Nilon
yang
dimodifikasi
dengan
menambahkan senyawa lain, seperti timbal
(Pb), akan memperkuat strukturnya dan
memperbaiki sifat mekaniknya menjadi lebih
tahan terhadap suhu tinggi, sangat kuat, tahan
karat, dan dapat digunakan tanpa pelumas
(Kohan 1995). Selain itu, nilon juga dapat
dijadikan membran yang memiliki sifat fisik,
kimia, dan mekanik yang sangat baik, antara
lain memiliki ketahanan terhadap pH ekstrim
dan suhu tinggi (Moerniati et al. 1998)
Nilon-6
Nilon-6 merupakan salah satu jenis
senyawa poliamida yang paling banyak
penggunaannya. Sesuai dengan namanya,
nilon-6 tersusun atas 6 atom karbon pada
setiap unit ulangnya seperti ditunjukkan pada
Gambar 1. Nilon-6 dihasilkan dari sintesis
senyawa kaprolaktam pada suhu 533 K
dengan katalis nitrogen selama 4-5 jam
(Lampiran 1). Pada kondisi tersebut, cincin
kaprolaktam akan terputus dan terjadilah
polimerisasi. Lelehan senyawa tersebut lalu
dialirkan
melewati
spineret
sehingga
membentuk serat nilon ([Anonim] 2006).

Gambar 1 Rumus struktur Nilon-6.
Beberapa sifat fisik dan kimia Nilon6 antara lain memiliki suhu transisi gelas
47oC, titik leleh 220oC, bobot molekul per unit
ulang 113.16 g/mol, densitas amorf pada 25oC
sebesar 1084 g/cm3, dan densitas kristalin
pada 25oC sebesar 1.23 g/cm3.
Membran
Membran
adalah
lapisan
semipermeabel berupa padatan polimer tipis
yang menahan pergerakan bahan tertentu
(Scott dan Hughes 1996). Sedangkan menurut
Mulder (1991) membran dapat diartikan
sebagai sekat permselektif diantara dua fasa.
Transpor molekul melewati membran dapat
disebabkan oleh konveksi atau difusi akibat

adanya perbedaan konsentrasi, tekanan atau
temperatur (Srikanth 2006).
Klasifikasi Membran
Mulder (1996) dan Wenten (1999)
mengklasifikasikan membran berdasarkan
materi asal, morfologi (struktur pori), bentuk,
dan fungsinya. Berdasarkan materi asalnya,
membran
dapat
digolongkan
menjadi
membran alami dan sintetis. Membran
alamiah merupakan membran yang terdapat
pada sel tumbuhan, hewan dan manusia.
Sedangkan membran sintesis merupakan
membran yang dibuat sesuai dengan
kebutuhan dan sifatnya disesuaikan dengan
membran alamiah. Membran sintesis dibagi
lagi menjadi membran organik dan membran
anorganik. Kemudian berdasarkan struktur
porinya, membran dibagi menjadi membran
simetrik dan asimetrik. Membran simetrik
adalah suatu membran yang memiliki struktur
pori yang seragam. Sedangkan membran
asimetrik merupakan membran yang struktur
porinya tidak seragam.
Berdasarkan bentuknya, membran
dapat dibagi menjadi membran datar dan
tubular. Membran datar memiliki bentuk
melebar dan penampang lintang yang besar.
Membran tubular memliki bentuk seperti
tabung dengan diameter tertentu. Berdasarkan
fungsinya, membran dibagi menjadi membran
mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, osmosis balik,
dialisis,
dan elektrodialisis. Membran
mikrofiltrasi merupakan membran yang
berfungsi untuk menyaring makromolekul
dengan berat molekul lebih dari 500.000
g/mol atau partikel berukuran 0.1-10 ìm.
Tekanan yang digunakan 0.5-2.0 atm.
Membran ultrafiltrasi adalah membran yang
berfungsi untuk menyaring makromolekul
dengan berat molekul lebih dari 5000 g/mol
atau partikel berukuran 0.001-0.10 ìm.
Tekanan yang digunakan 1.0-3.0 atm.
Membran osmosis balik berfungsi
untuk menyaring garam-garam organik
dengan berat molekul lebih dari 50 g/mol atau
partikel berukuran 0.0001-0.0010 ìm.
Tekanan yang digunakan 8.0-12.0 atm.
Membran
dialisis
berfungsi
untuk
memisahkan larutan koloid yang mengandung
elektrolit dengan berat molekul kecil.
Membran elektrodialisis berfungsi untuk
memisahkan larutan melalui membran dengan
pemberian muatan listrik. Selain itu, membran
juga dapat berupa membran padatan atau
cairan, dapat membawa muatan positif,
negatif, tidak bermuatan atau dapat pula
bersifat bipolar (Srikanth 2006).

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

3

Pencirian Membran
Keseragaman struktur dan ukuran
pori membran berbeda-beda. Begitu pun sifat
fisik dan kimia membran berbeda tergantung
jenis polimer pembentuknya. Beberapa ciri
tersebut merupakan salah faktor penting yang
mempengaruhi kinerja membran.
Kinerja membran yang baik pada
umumnya
ditentukan
oleh
besarnya
permeabilitas dan selektivitas membran
terhadap materi yang dipisahkan. Nilai fluks
dan rejeksi membran dapat digunakan untuk
mengukur
besaran
permeabilitas
dan
selektifitas membran. Fluks didefinisikan
sebagai aliran fluida yang melewati membran
dan nilainya dipengaruhi oleh tekanan
transmembran, kecepatan cross-flow dan
konsentrasi larutan. Sedangkan rejeksi adalah
kemampuan membran untuk menahan atau
melewatkan materi tertentu (Mulder 1996).
Kisaran nilai fluks dari berbagai jenis
membran disajikan pada tabel.
Tabel 1 Kisaran nilai fluks berbagai jenis
membran (Mulder 1996)
Kisaran
Jenis
Kisaran Fluks
Tekanan
Membran
(L/m2 jam)
(bar)
>50
0.1-2.0
Mikrofiltrasi
Ultrafiltrasi

1.0-5.0

10-50

Nanofiltrasi

5.0-20

1.4-12

Osmosis Balik

10-100

0.005-1.4

Preparasi Membran
Preparasi membran dapat dilakukan
dengan beberapa cara, antara lain pelelehan,
pemampatan, dan pembalikan fasa. Membran
mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, osmosis balik, dan
dialisis pada umumnya dibuat dengan teknik
pembalikan fasa. Teknik pembalikan fasa
dilakukan dengan cara mengubah larutan
polimer menjadi jaringan makromolekul tiga
(swollen
dimensi
yang
mengembang
membrane). Prosesnya diawali dengan
membuat larutan polimer yang homogen
dengan kekentalan yang diinginkan, lalu
sebelum larutan tersebut dicetak, dilakukan
pencelupan untuk menguapkan pelarut dan
mengendapkan polimer sehingga terbentuk
lapisan tipis membran (Mulder 1996).

BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah benang nilon-6, asam
klorida pekat (22.5%), biuret, bovine serum
albumin (BSA), dan air suling.
Alat-alat yang digunakan dalam
penelitian ini yaitu neraca analitik,
cross-flow,
seperangkat
alat
saring
spektrofotometer
sinar
tampak
merek
Spectronic 20D+, pengaduk listrik bermagnet
merek versamix (Fisher), pelapis ion Polaran
SC 7610 Sputter Coater, SEM LEO 4201
Oxford Link Penafet model 6599, seperangkat
alat kaca, pelat kaca ukuran 20x30 cm.
Analisis SEM dilakukan di Departemen
Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik,
Universitas Indonesia.
Pembuatan Membran Nilon-6
Benang nilon-6 digunting menjadi
potongan-potongan yang sangat pendek, lalu
ditimbang sebanyak 15 g (30%b/v)
selanjutnya disebut membran Na, 17.5 g
(35%b/v) selanjutnya disebut membran Nb,
dan 20 g (40%b/v) selanjutnya disebut
membran Nc. Selanjutnya benang dilarutkan
ke dalam 50 ml HCl 22.5% sampai terbentuk
larutan yang homogen (casting solution).
Setelah itu, larutan dituangkan pada pelat kaca
dan diratakan dengan gelas pengaduk
sehingga memiliki ketebalan yang merata.
Selanjutnya pelat kaca tersebut dicelupkan ke
dalam bak berisi air dengan posisi pelat kaca ±
60o terhadap permukaan air. Lapisan tipis
membran nilon ditunggu sampai terlepas dari
pelat kaca dan mengambang di permukaan air.
Membran nilon yang terbentuk dicuci
dengan air mengalir untuk menghilangkan sisa
pelarut, lalu direndam di dalam wadah plastik
berisi air suling. Selanjutnya membran
dipotong sesuai dengan keperluan untuk
pengukuran nilai fluks, rejeksi, dan scanning
electron microscopy (SEM).
Pencirian Membran
Fluks Air
Sampel membran dipotong persegi
panjang ± 16x2.3 cm, sehingga sesuai dengan
modul tempat sampel yang berada pada alat
pengukur fluks air. Kemudian sampel
ditempatkan ke dalam modul. Selanjutnya
modul tersebut dihubungkan dengan selang
pengalir umpan, rentetat, permeat, serta selang

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

4

pengatur tekanan. Umpan yang digunakan
adalah air suling. Selanjutnya umpan dialirkan
dan tekanannya diatur sesuai dengan yang
diinginkan. Variasi tekanan yang digunakan
sebesar 0.3447 bar dan 0.4826 bar. Nilai fluks
setiap membran diukur dengan fungsi waktu
sampai dicapai kondisi tunak (steady state).
Nilai fluks dinyatakan dengan persamaan
berikut (Mulder 1996):
V
J=

Axt

dengan
J = Fluks (L/m2 jam)
V = Volume permeat (L)
A = Luas membran (m2)
t = Waktu (jam)
Rejeksi Membran
Pengukuran
rejeksi
membran
dilakukan menggunakan alat yang sama
dengan alat pengukur fluks air. Hanya saja,
parameter yang perlu dicatat adalah jumlah
konsentrasi permeat dan umpan. Umpan yang
digunakan pada pengukuran rejeksi ialah
larutan BSA 200 ppm yang sebelumnya telah
dibuat kurva standarnya. Konsentrasi BSA
dalam
permeat
diukur
menggunakan
spektrofotometer sinar tampak pada panjang
gelombang 520 nm. Nilai rejeksi dihitung
menggunakan persamaan berikut (Baker
2004):
Rejeksi= = 1 1– –
%%Rejeksi

p
CC
p
C
C f

100%
x x100%

f

dengan
Cp = Konsentrasi permeat (ppm)
Cf = Konsentrasi umpan (200 ppm)
Analisis Permukaan Membran
Membran dicuci, lalu dipotong sesuai
dengan ukuran tempat yang tersedia pada alat
scanning electron microscopy (SEM). Suatu
silinder logam steril yang diameternya lebih
besar daripada ukuran contoh, direkatkan
menggunakan double tip. Penutup sisi lain
double tip diungkit, lalu contoh dengan
ukuran 1x1 cm direkatkan. Silinder diletakkan
ke dalam pelapis ion untuk divakum selama 3
jam dengan tekanan 0.1 mbar. Setelah 3 jam,
contoh dilapisi dengan logam Pt-Au
menggunakan pelapis ion, lalu difoto dengan
instrumen.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Membran Nilon 6
Gambar 2 memperlihatkan membran
nilon-6 yang diperoleh dengan ciri-ciri
lembaran tipis dengan ketebalan sekitar 0.1
mm, berwarna putih, tidak transparan, dan
memiliki permukaan yang halus.
Membran nilon-6 dibuat dengan
modifikasi metode pembalikan fasa yang
digunakan pada penelitian Moerniati et al.
(1998). Membran dicetak pada pelat kaca
ukuran 20 x 30 cm. Ketebalan membran yang
dihasilkan tidak sama. Hal ini dikarenakan
larutan homogen nilon-6 yang siap cetak
(casting solution) diratakan menggunakan
gelas pengaduk. Pencelupan lapisan tipis pada
pelat kaca dilakukan dalam keadaan basah,
mengingat proses penguapan pelarut yang
sangat lama.

Gambar 2 Membran nilon-6.
Selanjutnya membran yang terbentuk
direndam dalam air suling yang bertujuan
menjaga membran agar tidak kering sekaligus
menghilangkan sisa pelarut. Air rendaman
diganti setiap beberapa hari untuk menjaga
kondisi tersebut. Selain itu, akan terjadi
interaksi antara gugus-gugus amida polar
dengan molekul air sehingga membran
bersifat hidrofilik. Hidrofilisitas membran
meningkatkan
solubilitas
air
atau
permeabilitas air. oleh karena itu, membran
nilon-6 yang dihasilkan dapat digunakan
untuk proses pemisahan sistem larutan air.
Interaksi molekul melalui ikatan hidrogen
antara gugus-gugus amida juga meningkatkan
kekuatan mekanik membran (Sukadana 1996).
Membran dibuat dengan tiga konsentrasi
yang berbeda, masing-masing 30% b/v, 35%
b/v, dan 40% b/v nilon-6 dalam HCl 22.5%.
Perbedaan konsentrasi nilon-6 dimaksudkan
untuk melihat pengaruhnya terhadap nilai

pdfMachine - is a pdf w r it e r t ha t pr oduce s qua lit y PD F file s w it h e a se !
Ge t your s now !
“ Thank you very m uch! I can use Acrobat Dist iller or t he Acrobat PDFWrit er bu t I consider your
product a lot easier t o use and m uch preferable t o Adobe's" A.Sarras - USA

5

fluks dan indeks rejeksi masing-masing
membran.

Nilai fluks air masing-masing membran
diukur pada tekanan 0.3447 bar dan 0.4826
bar ditampilkan pada Tabel 2. Nilai-nilai
tersebut menunjukkan bahwa nilai fluks air
semakin besar seiring bertambahnya tekanan
yang diberikan kepada membran. Dilihat dari
rerata nilai fluks air tersebut, dapat dikatakan
bahwa membran nilon-6 yang dihasilkan pada
pe