Membran untuk Pemisahan Campuran Etanol-Air Selulosa Asetat sebagai Material Membran

2.4 Membran untuk Pemisahan Campuran Etanol-Air

Proses pemisahan campuran etanol-air pada umumnya membutuhkan membran yang tidak berpori dense membrane. Pemilihan material membran bergantung pada tipe aplikasinya. Karakteristik membran sebagian besar ditentukan oleh polimer pembentuknya. Pada karakteristik membran, sifat-sifat berikut memiliki peranan penting yaitu: 1. Struktur dan ikatan dalam polimer; mempengaruhi interaksi polimer- membran dengan penetran, ketahanan membran secara kimia, dan kemampuan membran untuk membengkak swelling dengan baik. 2. Kristalinitas; secara tidak langsung mempengaruhi kemampuan membran untuk membengkak swelling dengan baik. 3. Kelarutan polimer; menentukan interaksi antara polimer pembentuk membran dengan penetran. Pada pemisahan campuran etanol-air, interaksi antara polimer dengan umpan mempunyai peranan yang cukup penting pada tahap masuknya umpan ke permukaan membran. Pembengkakan dapat terjadi jika membran menyerap umpan dan menyebabkan volume membran membesar sehingga pembengkakan ini mempengaruhi besarnya fluks permeat, sebaliknya pembengkakan membran yang terlalu besar menyebabkan selektifitas pemisahan menurun. Penetran masuk ke dalam membran dan menempati ruang volume bebas dalam polimer. Dengan demikian banyaknya volume bebas dalam polimer menentukan kemampuan membran untuk dapat membengkak dengan baik.

2.5 Selulosa Asetat sebagai Material Membran

Material membran selulosa asetat adalah selulosa yaitu polisakarida yang didapat dari serat tanaman. Selulosa dan derivatnya mempunyai struktur rantai linier seperti batang dan molekulnya in-fleksibel. Sifatnya sangat hidrofilik namun tidak larut dalam air karena adanya sifat kristalin dan ikatan hidrogen antara gugus hidroksil. Struktur kimia selulosa asetat ditunjukkan dalam gambar 2.4. Selulosa asetat dibuat dari selulosa dengan asetilasi reaksi dengan anhidrida, asam asetat, dan asam sulfat. Sifat fisika penting membran selulosa lainnya adalah derajat polimerisasinya dengan nilai optimum antara 100 – 200 atau 100 – 300, yang akan menghasilkan berat molekul sekitar 25.000 – 80.000. Keuntungan selulosa asetat dan derivatnya sebagai material membran: 1. Bersifat hidrofilik. 2. Membran selulosa asetat relatif mudah dibuat. 3. Dari sumber yang dapat diperbaharui. Di samping keuntungan-keuntungan tersebut, kerugian membran selulosa asetat, diantaranya adalah: 1. Mengalami kompaksi atau fenomena memadat yang sedikit lebih besar dibandingkan dengan material lainnya, yaitu secara bertahap akan kehilangan sifat-sifat membran khususnya fluks permeasi. 2. Sangat mudah mengalami biodegradasi. Membran ultrafiltrasi dibuat dengan mencetak polimer selulosa asetat sebagai lembaran tipis. Bila membrannya anisotropik, ada kulit tipis rapat dan pengemban berpori. Membran selulosa asetat mempunyai sifat pemisahan yang bagus namun dapat dirusak oleh bakteri dan zat kimia, serta rentan pH. Gambar 2.4 Struktur kimia selulosa asetat

2.6 Zeolit