Prediksi Fluks dengan Model Tahanan Seri

Gambar 31 Nilai data dan prediksi fluks dengan model tahanan seri pada laju alir umpan v 2,97, 3,47 dan 3,97 m s -1 Pada Gambar 31 terlihat bahwa model tahanan seri mampu menjelaskan perilaku fluks cukup baik, hal tersebut terlihat dari data hasil eksperimen yang dilambangkan sebagai titik bulet dan garis sebagai nilai dari hasil prediksi model yang saling berdekatan. Model ini mampu memprediksi besarnya fluks pada daerah yang dikendalikan oleh tekanan pressure dependent region maupun pada daerah yang tidak dikendalikan oleh tekanan pressure independent region. Kesuksesan model tahanan seri dalam memprediksi fluks telah dilaporkan oleh Chiang dan Cheryan 1986 pada skim susu, Masciola et al. 2001 dan Viadero Jr et al . 1999 dengan umpan emulsi minyak–air, Todisco et al 2002 dengan umpan teh hitam, serta Kumar et al. 2004 dengan umpan konsentrat kedelai. Pengelompokkan pressure dependent region dan pressure independent region dilihat berdasakan nilai perbandingan antara jumlah nilai Rm + Rf dengan nilai Rp Viadero Jr et al. 1999. Daerah pressure dependent terjadi jika nilai perbandingan tersebut lebih dari satu, yang artinya peran Rm+Rf lebih dominan dibanding dengan tahanan konsentrasi polarisasi Rp. Daerah pressure independent terjadi jika perbandingan nilai tersebut kurang dari satu, hal ini menunjukkan dominasi tahanan polarisasi konsentrasi lebih dominan dibanding 25 50 75 100 125 150 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Tekanan Transmembran kPa Fl u k s l m -2 h -1 J: V=2.97ms Model: V=2.97ms J: V=3.47ms Model: V=3.47ms J: V=3.97ms Model: V=3.97ms dengan jumlah nilai tahanan internal membran Rm dan nilai tahanan fouling Rf. 2,97, 3,47 dan 3,97 m s -1 . Selain dipengaruhi laju alir umpan nilai titik kritis daerah peralihan dependent-independent juga dipengaruhi oleh konsentrasi umpan. Semakin tinggi konsentrasi umpan maka nilai titik kritisnya akan berkurang Viadero Jr et al. 1999. Tabel 14 Data, nilai prediksi fluks dan indikator keakuratan model tahan seri Laju Alir Umpan v 2,97 m s -1 Laju Alir Umpan v 3,47 m s -1 Laju Alir Umpan v 3,97 m s -1 ΔP kPa Data Model Error Data Model Error Data Model Error 69,0 106,73 105,83 0,90 107,88 106,06 1,83 110,2 108,8 1,34 86,3 111,35 112,24 -0,90 110,77 114,10 -3,33 115,4 117,4 -2,02 103,5 115,96 116,97 -1,01 120,00 120,17 -0,17 122,9 123,9 -1,01 120,8 119,42 120,60 -1,17 125,19 124,92 0,27 128,9 129,0 -0,05 138,0 125,77 123,47 2,30 130,38 128,73 1,65 135,0 133,1 1,91 MSDE 1,86 3,45 2,11

4.9 Pengaruh Faktor Konsentrasi

Pengkonsentrasian dilakukan pada larutan filtrat karaginan hasil penyaringan filter 0,3 mikron dengan membran mikrofiltrasi 0,1 mikron. Proses dilakukan pada tekanan transmembran 128 kPa, laju air umpan 3,68 x 10 -5 m 3 s -1 atau 3,47 m s -1 dan suhu umpan 55 ± 1 o C. Faktor volume konsentrasi didefinisikan sebagai perbandingan antara volume awal umpan V F dengan volume rententat V R Krijgsman 1992. Perubahan nilai faktor volume konsentrasi larutan karaginan dan pengaruhnya terhadap perubahan fluks disajikan pada Gambar 32 dan Lampiran 14. y = -99.964x + 267.2 R 2 = 0.9979 80 90 100 110 120 130 140 150 1.25 1.35 1.45 1.55 1.65 1.75 Faktor Volume Konsentrasi VFVR F lu ks l m -2 h -1 Gambar 32 Perubahan nilai fluks yang disebabkan oleh faktor konsentrasi Nilai fluks berkisar antara 138,5 - 101,5 l m -2 h -1 masing-masing terjadi pada faktor volume konsentrasi 1,29 dan 1,67. Fluks menurun secara linier seiring dengan semakin meningkatnya nilai faktor volume konsentrasi. Fluks mengalami penurunan sebesar 99,66 l m -2 h -1 untuk setiap kenaikan satu faktor volume konsentrasi dan diperkirakan mencapai nilai nol pada faktor volume konsentrasi 2,67. Penurunan nilai fluks permeat pada penelitian ini jauh lebih cepat dibandingkan dengan proses pengkonsentrasian pektin. Cho et al. 2003 melakukan pengkonsentrasian pektin dengan menggunakan membran mikrofiltrasi 0,2 mikron. Dari hasil penelitian tersebut dilaporkan bahwa pada faktor volume konsentrasi 4 dan 6, nilai fluks permeat masih berada pada kisaran 31,5 dan 25,9 l m -2 h -1 . Menurunnya nilai fluks seiring dengan meningkatnya nilai faktor volume konsentrasi disebabkan oleh semakin tingginya konsentrasi karaginan dalam larutan. Hal tersebut dapat dilihat dari perubahan nilai viskositas larutan karaginan. Sebelum proses pengkonsentrasian nilai viskositas karaginan 23,5 ± 1,4 cP dan setelah pengkonsentrasian mencapai 68,4 ± 0,1 cP Gambar 33, dengan demikian telah terjadi peningkatan viskositas sebesar 2,9 kali lipat dengan total volume air yang dapat dipisahkan 342 cm -3 .