Bila dibandingkan dengan Kuhn, et al., 2009 pada penggunaan zeolit alam asal Spanyol diperoleh faktor pemisahan 20 pada temperatur 373 K dan 40 pada
348 K menunjukkan bahwa zeolit alam asal Ujong Pancu masih lebih unggul. Nikolakis, 2001 memperoleh faktor pemisahan 160 pada pemisahan
benzenasikloheksana, 144 pada pemisahan benzenan-heksana, 45 pada pemisahan toluenan-heptana, 6,2 pada pemisahan propilenapropana, dan 8,4
pada pemisahan etilenametana dengan menggunakan zeolit alam faujasit yang memiliki rasio SiAl, 1 – 1,5. Fakta tersebut juga menunjukkan salah satu
keunggulan yang dimiliki zeolit alam asal Ujong pancu. Fluks permeasi total yang dapat dicapai dalam penelitian ini adalah 0,84
kgm
2
.jam yang diperoleh pada membran dengan 20 ww zeolit pada konsentrasi umpan 98 ww etanol. Haryadi, dkk., 2006 telah melakukan
dehidrasi etanol dengan teknik pervaporasi di mana membran yang digunakan adalah poli vinil alkohol PVA yang dimodifikasi dengan asam malat dengan
tujuan menurunkan derajat pengembangan PVA dengan jalan pembentukan ikatan silang di antara rantai polimer. Ikatan silang di antara rantai polimer akan
menyebabkan rantai polimer menjadi pendek sehingga derajat pengembangan akan turun Mulder, 2006. Fluks total yang mampu dicapai oleh Haryadi, dkk.,
2006 adalah 0,151 kgm
2
.jam. Dengan demikian penelitian ini telah mampu meningkatkan fluks permeasi total pada dehidrasi etanol secara pervaporasi.
4.2.2 Pengaruh Derajat Pengembangan Degree of Swelling, Ds terhadap Fluks Permeasi Total J
Pengaruh derajat pengembangan degree of swelling terhadap fluks
permeasi total dapat dianalisa dari gambar 4.7 - 4.9. Berdasarkan gambar-gambar tersebut dapat dijelaskan bahwa pada umumnya derajat pengembangan degree of
swelling pada setiap membran cenderung menurun seiring dengan meningkatnya
konsentrasi umpan. Apabila konsentrasi umpan tinggi maka komposisi etanol dalam umpan jelas tinggi pula, sementara komposisi air akan sedikit. Bila
komposisi air sedikit maka laju permeasi air akan turun akibat terhalang oleh molekul-molekul etanol dalam campuran umpan.
Fluks permeasi total cenderung konstan pada setiap konsentrasi umpan. Jadi dalam hal ini tidak dapat diambil suatu hubungan yang signifikan antara derajat
pengembangan degree of swelling dan fluks permeasi total. Suatu hal yang perlu diperhatikan bahwa derajat pengembangan degree of swelling akan bertambah
dengan bertambahnya komposisi zeolit alam yang ditambahkan ke dalam selulosa asetat. Demikian juga halnya dengan fluks permeasi total akan bertambah dengan
bertambahnya komposisi zeolit alam yang ditambahkan ke dalam selulosa asetat. Apabila komposisi zeolit tinggi maka jelas komposisi aluminium dalam zeolit
akan tinggi pula, di mana sifat aluminium yang hidrofilik akan cenderung menarik air dari campuran umpan etanol-air dan akhirnya akan dilepaskan ke dalam fasa
uap berupa permeat akibat dari daya dorong berupa perbedaan tekanan antara bagian hilir dan hulu pada alat pervaporasi.
Interaksi fisika antara membran dengan penetran terutama air menyebabkan terjadinya pengembangan swelling Sano, et al., 1995. Derajat pengembangan
degree of swelling bergantung pada jumlah penetran yang tersorpsi ke dalam membran. Dengan bertambahnya konsentrasi etanol dalam umpan
konsentrasi air berkurang maka derajat pengembangan degree of swelling akan berkurang. Bila zeolit ditambahkan ke dalam selulosa asetat maka derajat
pengembangan degree of swelling akan bertambah karena zeolit cenderung menyerap air sehingga fluks permeasi juga akan bertambah.
Fluks pada membran dipengaruhi oleh perubahan struktur membran berupa ikatan silang akibat dari modifikasi membran dengan penambahan zeolit alam.
Perubahan struktur membran mengakibatkan perubahan daya serap dalam membran. Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya bahwa struktur ikatan silang
yang terjadi akan mengakibatkan rantai polimer menjadi leluasa dan bebas bergerak sehingga mudah menyerap air. Air akan terserap pada bagian amorf
polimer dan bagian amorf zeolit sehingga membran dengan penambahan zeolit akan memiliki daya serap air yang lebih besar dibandingkan membran tanpa zeolit
sehingga fluks yang dihasilkan juga akan lebih besar terutama fluks air Mulder, 2006.
Makin banyak zeolit alam yang ditambahkan maka akan makin banyak bagian amorf yang dapat menyerap air sampai komposisi optimumnya [20
ww zeolit terhadap berat selulosa asetat]. Bagian amorf yang banyak akan dapat meningkatkan sifat permeabilitas membran sehingga menjadi suatu indikasi yang
bagus terhadap tahanan perpindahan melalui membran Wong, et al., 2001. Peningkatan sifat permeabilitas membran juga akan mengakibatkan performansi
membran menjadi stabil selama pervaporasi Zhou, et al., 2012. Penelitian ini memperlihatkan bahwa campuran azeotrop etanol-air [95,6
ww etanol] dapat dipisahkan karena adanya perbedaan polaritas antara membran dan komponen yang dipisahkan sehingga cairan umpan akan terserap
pada permukaan membran Kesting, 1995. Polaritas di sini adalah berupa perbedaan tekanan antara bagian hilir dan bagian hulu yang merupakan daya
dorong yang dapat menyebabkan terjadinya pemisahan campuran azeotrop tersebut. Pemisahan campuran azeotrop dengan membran umumnya berkaitan
dengan perbedaan polaritas, bukan pada perbedaan komponen mudah menguap volatile seperti pada pemisahan dengan destilasi.
Pemisahan dengan membran terjadi karena daya dorong berupa perbedaan temperatur, perbedaan tekanan, perbedaan konsentrasi, dan perbedaan potensial
Mulder, 2006. Pemisahan dengan pervaporasi terjadi karena daya dorong berupa perbedaan tekanan. Berbeda dengan distilasi, di mana pemisahan terjadi karena
perbedaan titik didih komponen-komponen dalam campuran. Saat ini, pervaporasi menggunakan membran zeolit merupakan metoda
alternatif dalam operasi pemisahan campuran berbagai komponen yang memerlukan energi aktivasi lebih rendah dan penggunaan energi aktivasinya lebih
efisien bila dibandingkan dengan destilasi Chen, et al., 2011. Bagian amorf dari polimer bersifat mudah mengembang sehingga bagian rantai polimer menjadi
mudah bergerak yang mengakibatkan berkurangnya energi yang dibutuhkan untuk perpindahan melalui membran Gao et al., 1996. Konsumsi energi pada
pervaporasi umumnya digunakan untuk permeasi molekul air pada meterial membran yang selektif terhadap air Feng and Huang, 1996. Di samping itu,
penelitian ini telah dapat meningkatkan konsentrasi etanol dari 95,6 ww etanol menjadi 99,8 ww etanol lihat Lampiran C.7.2.
4.2.3 Selektifitas Membran
