6
2.2. Uraian Kegiatan yang Telah Dilaksanakan dan yang Akan Dikerjakan
Penelitian yang diusulkan ini merupakan lanjutan kegiatan penelitian yang telah dilakukan untuk menyediakan membran dengan fouling rendah. Keterkaitan kegiatan
penelitian yang telah dilakukan dan yang akan dikerjakan dapat dilihat pada Gambar 2.1. Untuk mereduksi fouling, kegiatan penelitian yang telah dilakukan adalah memodifikasi
membran komersial dengan teknik photo-grafting [43-49]. Dalam penelitian tersebut membran komersial dibuat lebih hidrofilik dengan menempelkan secara kovalen grafting
monomer fungsional seperti PEG atau PEGMA. Dengan cara ini resistensi membran terhadap fouling dapat ditingkatkan dengan signifikan. Namun demikian cara ini
memerlukan tambahan proses setelah pembuatan membran. Penelitian berikutnya dilakukan dengan mencampur agen hidrofilik seperti PEG ke dalam larutan polimer membran selama
proses pembuatan membran dengan metode inversi fasa [41-43]. Pada prinsipnya, ketahanan membran terhadap fouling dapat ditingkatkan dan tidak diperlukan tambahan
proses. Namun, stabilitas agen hidrofilik dalam matrik membran relatif rendah sebagai akibat tidak terjadinya ikatan kimia antara aditif dan polimer membran. Sebagai
konsekuensi, resistensi membran terhadap fouling akan menurun seiring dengan waktu penggunaan. Sementara aplikasi membran di industri kebayakan untuk jangka waktu yang
lama. Penelitian yang diusulkan ini akan menggabungkan keuntungan-keuntungan dari
masing-masing metode yang telah dikembangkan yaitu dengan menyertakan terjadinya reaksi kimia dalam proses pembuatan membran dengan metode inversi fasa. Dengan cara
ini diharapkan membran yang dihasilkan mempunyai ikatan secara kovalen dengan aditif yang ditambahkan dan dapat dilakukan dalam satu proses pembuatan. Hal ini akan dicapai
dengan mengusahakan terjadinya ikatan kovalen antara polimer membran dan aditif hidrofilik melalui rekayasa proses yang memungkinkan terjadinya reaksi kimia selama
proses inverse fasa.
2.3. Uraian Tentang Kebaruan dalam Bidang Penelitian
Kebaruan usulan penelitian ini terletak pada pengembangan metode inverse fasa untuk pembuatan membran disertai dengan reaksi kimia. Gambar 2.2 mengilustrasikan kebaruan
dari penelitian yang diusulkan.
7 Gambar 2.2. Skematik diagram yang menunjukkan kebaruan dari penelitian yang diusulkan
Polimer PES dan aditif:
Interaksi fisika
Larutan polimer dan aditif
Polimer PES
aditif
CASTING Koagulasi dalam
air Pelarut:
NMP
o
Interaksi kimia ikatan kovalen
o
Perlu tambahan tahapan proses
Larutan polimer dan aditif
Polimer PES
CASTING Koagulasi dalam
air Pelarut:
NMP
Modifikasi membran
komersial dengan reaksi kimia
membran
Metode inversi fasa “konvensional”
aditif
Metode inversi fasa “konvensional” + modifikasi kimia
o Polimer PES dan
aditif: Interaksi fisika dan kimia
kovalen o
Satu tahapan proses
Larutan polimer dan aditif
Polimer PES
Aditif
CASTING Koagulasi: dalam air +
initiator reduction Pelarut:
NMP Initiator:
oxidation
Polimer PES
Mixed polymer solution
Aditif CASTING
Precipitation: in water
Pelarut: NMP
Photo-initiator
UV irradiation
Penelitian yang diusulkan
o Polimer PES dan aditif:
Interaksi fisika dan kimia kovalen
o
Satu tahapan proses SUDAH DILAKUKAN
8
Penambahan aditif hidrofilik untuk membuat membran non-fouling selama proses inverse fasa
“konvensional” dapat dilakukan dengan satu tahap proses, namun stabilitas modifikasi masih menjadi kelemahan utama dari metode ini. Di sisi lain, pembuatan
membran hidrofilik dengan memodifikasi membran komersial dengan teknik photo-grafting dapat menghasilkan membran fouling rendah dengan stabilitas modifikasi yang tinggi
karena terbentuknya ikatan kovalen. Namun demikian cara ini memerlukan tambahan satu langkah proses. Selain itu, struktur membran dapat berubah selama proses modifikasi.
Usulan penelitian ini mengembangkan metode inversi fasa dengan menggabungkan keunggulan dua metode yang telah dilakukan sebelumnya: Pengembangan dilakukan
dengan merekayasa proses pembuatan agar terjadi reaksi kimia selama proses inversi fasa. Dengan demikian stabilitas modifikasi dapat ditingkatkan dan tidak memerlukan tambahan
proses setelah membran dibuat. Gambar 2.2. menunjukkan skematik kebaruan dari usulan penelitian ini dibandingkan dengan metode yang telah dikembangkan sebelumnya.
Aplikasi untuk pemanenan mikroalga akan memberikan satu alternatif proses pemanenan yang menjanjikan dan pada akhirnya akan memecahkan salah satu bottleneck
realisasi pemanfaatan miroalga di berbagai bidang terutama pengembangan biodiesel. Selain itu, produk air bersih yang dihasilkan akan membatu penyelesaian masalah krisis air.
BAB 3. METODE PENELITIAN