akan menahan partikel-partikel yang lebih banyak dibandingkan dengan membran dengan ukuran MWCO lebih besar.
4.3 Waktu Tunak Steady State Fluks
Hubungan antara fluks dengan waktu operasi pada membran UF poliakrilonitril MWCO 100 kDa dan UF polisulfon MWCO 50 kDa menunjukkan
bahwa nilai fluks pada proses ultrafiltrasi dengan membran UF poliakrilonitril MWCO 100 kDa pada awal proses filtrasi mengalami penurunan yang tajam
namun setelah 5 menit fluks mendekati konstan, sedangkan fluks pada membran UF polisulfon MWCO 50 kDa tidak memperlihatkan terjadinya penurunan yang
tajam diawal proses dan cenderung terus konstan sepanjang proses. Penurunan fluks yang tajam pada beberapa menit pertama membran UF poliakrilonitril
MWCO 100 kDa diduga disebabkan oleh terjadinya polarisasi konsentrasi pada membran tersebut. Penurunan aliran dengan perlahan-lahan disebabkan oleh
adsorpsi protein dan pengendapan partikel pada permukaan membran atau dinding dalam pada pori membran. Beberapa faktor seperti pengendapan partikel,
penggabungan fouling material pada membran atau pembentukan lapisan cake menyebabkan aliran yang konstan selama periode yang panjang Marshal 1993.
Membran UF dengan ukuran pori lebih kecil diduga memiliki resiko terjadinya polarisasi konsentrasi yang lebih kecil pula. Hasil selengkapnya hubungan antara
fluks dengan waktu pada membran UF polisulfon MWCO 50 kDa dengan UF poliakrilonitril MWCO 100 kDa dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10 Hubungan antara fluks dengan waktu pada membran UF poliakrilonitril MWCO 100 dan polisulfon MWCO 50 kDa
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
5 10
15 20
F luk
s l
m -
2
h
-1
Waktu menit
100 kDa 50 kDa
4.4 Pengaruh Tekanan Transmembran dan Suhu terhadap Fluks
Fluks adalah jumlah volume permeat pada operasi membran per satuan waktu per luas permukaan membran. Berdasarkan hasil pengukuran nilai fluks
permeat akibat pengaruh TMP dan suhu memperlihatkan terjadinya peningkatan nilai fluks seiring dengan peningkatan nilai TMP dan suhu. Pola perubahan nilai
fluks permeat pada membran UF poliakrilonitril MWCO 100 kDa dan polisulfon MWCO 50 kDa menunjukkan bahwa TMP tidak berpengaruh terhadap nilai fluks
pada batas TMP tertentu. Nilai fluks permeat pada membran UF poliakrilonitril MWCO 100 kDa dan polisulfon MWCO 50 kDa pada TMP dan suhu yang
berbeda selengkapnya disajikan pada Gambar 11 da 12.
Gambar 11 Pola perubahan nilai fluks permeat yang disebabkan oleh perubahan TMP dan suhu operasi pada membran UF poliakrilonitril MWCO
100 kDa
Gambar 12 Pola perubahan nilai fluks permeat yang disebabkan oleh perubahan TMP dan suhu operasi pada membran UF polisulfon MWCO 50 kDa
2 4
6 8
10
50 100
150 200
250 300
F luk
s l m
-2
h
-1
Tekanan Transmembran kPa
30 °C
35 °C
40 °C
2 4
6 8
10
50 100
150 200
250 300
F luk
s l
m
-2
h
-1
Tekanan Transmembran kPa
30 °C
35 °C
40 °C
Pada Gambar 11 dan 12 dapat dilihat bahwa TMP dan suhu mempengaruhi fluks permeat. Secara umum terjadi peningkatan nilai fluks seiring dengan
peningkatan nilai TMP, hal ini terjadi karena semakin besar tekanan maka semakin besar pula daya dorong larutan menuju permukaan membran. Akan tetapi
peningkatan tekanan juga mempercepat terakumulasinya permukaan membran oleh komponen-komponen yang tidak lolos melewati membran fouling.
Pola perubahan fluks permeat pada membran UF poliakrilonitril MWCO 100 kDa dan polisulfon MWCO 50 kDa menunjukkan bahwa TMP tidak
berpengaruh terhadap nilai fluks ketika TMP secara berturut-turut lebih besar dari 110 kPa dan 170 kPa. Li et al. 2006 melaporkan bahwa TMP mempengaruhi
aliran permeat ketika TMP lebih rendah dari 350 kPa dan TMP menjadi tidak berpengaruh jika TMP lebih besar dari 350 kPa. Menurut Ghosh dan Cui 2000,
hal ini dikarenakan fouling lebih kuat besar pada TMP tinggi walaupun TMP mampu meningkatkan aliran permeat. Mulder 1996 mengemukakan bahwa
dalam padatan yang terlarut, ketika tekanan dinaikkan sampai batas tertentu akan menaikkan fluks tetapi setelah mencapai tekanan tertentu fluks tidak akan
meningkat. Hal ini diduga karena dengan semakin tinggi tekanan yang diberikan fenomena polarisasi lebih berperan, sedangkan fluks menjadi tidak sensitif lagi
dengan tekanan yang diberikan. Fenomena polarisasi konsentrasi muncul ketika proses mikrofiltrasi dan UF
dilakukan untuk memisahkan bahan-bahan, seperti hidrokoloid, protein dan molekul besar lainnya. Molekul-molekul ini akan terejeksi dan menumpuk serta
akan menutupi permukaan membran atau bahkan sampai membentuk lapisan gel atau cake Cheryan 1998 dan Derradji et al. 2005. Menurut Cheryan 1998,
konsentrasi polarisasi lebih dinamis bila dibandingkan dengan fouling. Perubahan kondisi operasi seperti penurunan tekanan atau konsentrasi umpan atau
peningkatan kecepatan aliran umpan dapat mengembalikan sistem pada kondisi operasi yang terkontrol. Suhu yang semakin tinggi akan menghasilkan fluks yang
semakin tinggi pula. Pada Gambar 11 terlihat bahwa nilai fluks pada tekanan 28 kPa dengan suhu 30
°
C, 35
°
C dan 40
°
C secara berturut-turut adalah 5,04; 6,264; dan 7,056 l m
-2
h
-1
begitu pula pada Gambar 12. Hal ini terjadi karena adanya penurunan viskositas bahan. Menurut Cheryan 1998, suhu yang lebih
tinggi akan menyebabkan fluks yang lebih besar baik pada pressure controlled region maupun mass transfer controlled region. Suhu yang lebih tinggi akan
menyebabkan penurunan viskositas bahan dan proses difusi akan menjadi lebih besar.
4.5 Pengaruh Tekanan Transmembran dan Suhu terhadap Nilai Rejeksi
