10 Penggunaan teknologi membran merupakan alternatif dalam pemekatan jus jeruk.
Proses membran tidak menggunakan temperatur tinggi dan energi yang dibutuhkan selama proses relatif rendah.
2.4. Aplikasi RO untuk Pemekatan Jus
Jenis aplikasi membran yang dapat diterapkan untuk proses pemekatan jus buah-buahan adalah Reverse Osmosis RO, Distilasi Membran Membrane
Destillation dan Destilasi Osmotik Osmotic Distillation - OD. Perbedaan jenis aplikasi terletak pada daya penggerak yang digunakan, dimana pemisahan dengan
RO menggunakan prinsip perbedaan tekanan, MD berdasarkan perbedaan temperatur, sedangkan OD berdasarkan perbedaan konsentrasi larutan antara dua
sisi membran Mulder 1996; Cassano et al. 2003. RO adalah membran non-porous dimana hampir hanya air yang dapat
melewati membran ini. Garamion dan bahan organik dengan ukuran molekul 50 Da dapat ditahan oleh membran ini. Tekanan yang digunakan dalam operasi
RO sebesar 20-60 bar, tetapi dapat juga mencapai 200 bar Cheryan 1998. RO dapat digunakan sebagai alternatif pemekatan jus, dimana proses ini
produk tidak mengalami perubahan fase atau menggunakan temperatur tinggi. Kelebihan utama dari pemekatan RO adalah menghasilkan produk berkualitas
tinggi dimana nutrisi, aroma dan komponen flavor bahan yang diolah dapat dipertahankan. Proses RO bekerja pada temperatur operasi yang rendah sehingga
membutuhkan konsumsi energi yang rendah, instalasi yang kompak dan pengoperasian yang mudah Alvarez et al. 2000; Girard Fukumoto 2000;
Koseoglu et al. 1990 diacu dalam Jesus et al. 2007. Kekurangan dari proses ini adalah tingkat pemekatan yang lebih rendah dibandingkan evaporasi thermal,
karena tekanan osmosis jus buah yang tinggi membatasi efisiensi proses. Proses RO secara prinsip dapat memisahkan air dari jus tetapi dibatasi oleh
tekanan osmotik jus yang tinggi. Komponen aroma dan beberapa unsur kimia lain seperti antosianin, vitamin, gula, asam, Kalsium, Kalium, Magnesium dan Fosfor
ditahan selama proses RO. Tingkat pemekatan jus buah pada industri jus konvensional mampu mencapai 42 hingga 65
o
Brix, dalam hal ini RO harus dilihat sebagai proses awal yang diikuti proses lain seperti evaporasi osmotik
11 Girard Fukumoto 2000 diacu dalam Jesus et al. 2007. Operasi proses RO
memerlukan tekanan tinggi untuk dapat melewati tekanan osmosis jus 10 hingga 200 bar. Sebagai contoh, jus jeruk dengan total padatan 11 memiliki tekanan
osmotik 15 bar, ketika dipekatkan hingga 60, tekanan osmotiknya meningkat hingga 190 bar Cassano et al. 2003; Cheryan 1998; Gostoli et al. 1995 diacu
dalam Jesus et al. 2007. Beberapa penelitian penerapan RO dalam proses pemekatan jus buah-buahan dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6 Beberapa penelitian penerapan RO pada pemekatan jus buah
No. Peneliti, tahun Bahan
baku Membran Kondisi operasi Hasil
1.
Galaverna et al. 2008
Jus jeruk manis blood
orange UF, RO,
OD ∆P RO: 60 Bar
o
Brix RO: 21,4
o
Brix OD: 60,6
2. Jesus et al.
2007 jeruk brazil
cv. Pera Citrus
sinensis L.Osbeck
RO ∆P: 20;40;60
Bar Laju alir 650
l.jam
-1
FP: 2,3; 3,8; 5,8
o
Brix 16; 28; 36 Fluksi: 11; 20; 28
liter.jam
-1
.m
-2
3. Gomes et al.
2005 jus acerola
UF, RO ∆P RO: 20; 40;
60 Bar
o
Brix: 9,76; 14,56; 17,36
4.
Rodrigues et al. 2004
Jus camu- camu
Brazil RO,
evaporasi osmotik
∆P RO: 20,40,60 Bar,
o
Brix: 14,8 -25,5 Fluksi rata-rata:
18,2 – 50,6 liter.jam
-1
.m
-2
5. Cassano et al.
2003 jeruk
orange dan lemon dan
wortel UF, RO,
MD ∆P RO: 25; 35
Bar RO:
o
Brix Jeruk: 20, FP:
1,79, Fluksi: 10 – 2 liter.jam
-1
.m
-2
6. Alvarez et al.
2002 Jus apel
RO ∆P 15 – 70 Bar
o
Brix 10 -22,7, Fluksi
25 liter.jam
-1
.m
-2
7. Alvarez et al.
2000 Jus apel
UF, RO, PV,
evaporasi ∆P RO: 70 Bar
RO:
o
Brix 25,5-26,6, Fluksi
12,5 – 16 liter.jam
-1
.m
2
Evaporasi: 72
o
Brix 8. Silva
et al. 1998
Jus jeruk UF
50 kDa, RO
UF: 1,2 Bar, RO: 20; 40; 60
Bar Faktor pemekatan
FP: 2,77; 3,53; 3,59,
o
Brix: 18,15; 23,44;
29,8
Tekanan osmotik pada jus pada proses RO telah diperkirakan akan meningkat secara cepat dengan peningkatan konsentrasi gula 100 dan 200 bar
12 untuk konsentrasi 42 dan 60 gram TSS100 gram. Nilai konsentrasi juga
menunjukkan peningkatan kekentalan. Faktor tekanan osmotik dan kekentalan mempengaruhi proses pemekatan sehingga pemekatan dengan RO tidak dapat
lebih dari 20 untuk kondisi operasi tekanan transmembran 35 Bar dan pemekatan hingga 36 pada tekanan transmembran hingga 60 Bar. Keterbatasan
ini menyebabkan proses RO hanya dapat dipertimbangkan sebagai proses pemekatan awal Cassano et al. 2003; Jesus et al. 2007.
2.5. Fenomena Osmosis dan Tekanan Osmotik
