Model Tahan Seri 6-Ag

alir permeat. Adanya peristiwa fouling dan polarisasi konsentrasi menyebabkan tahanan membran bertambah, sehingga nilai total tahanan membran Rt merupakan penggabungan dari tahanan membran internal Rm, tahanan membran karena fouling Rf dan tahanan membran karena proses polarisasi konsentrasi Rp, seperti yang dinyatakan dalam persamaan 11. Keterangan : Rt = Tahanan total P a s m -1 Rm = Tahanan membran internal Pa s m -1 Rf = Tahanan membran fouling Pa s m -1 RP = Tahanan polarisasi konsentrasi Pa s m -1 Secara visual posisi dan komponen penyusun tahanan pada proses filtrasi membran dapat dilihat pada Gambar 11. Chen et al. 1997 mengelompokkan proses penyumbatan pori dan pembentukan cake pada membran kedalam klasifikasi fouling, proses adsorbsi oleh membran pada proses mikrofiltrasi pengaruhnya diabaikan Choi et al. 2005. Nilai tahanan membran internal dapat ditentukan dengan menggunakan air murni sebagai umpan, sedangkan nilai Rf muncul akibat interaksi dari sifat membran dan partikel terlarut. Nilai Rf tidak dipengaruhi oleh parameter operasi dan biasanya R f disatukan dengan nilai Rm menjadi R’m seperti pada persamaan 12 Cheryan 1998. Rt = Rm + Rf + Rp 11 Adsorbsi Penyumbatan pori Tahanan membran internal Rm Pembentukkan cake Polarisasi konsentrasi Gambar 11 Mekanisme penyumbatan pori membran oleh partikel terlarut Roorda dan van der Graaf 2001 Rp merupakan fungsi dari permeabilitas dan ketebalan gel yang merupakan fungsi dari tekanan, sehingga nilai tahanan membran karena polarisasi dapat dinyatakan dengan persamaan 13 : Nilai Φ merupakan variabel yang mempengaruhi transfer massa seperti viskositas, shear rate laju alir dan suhu. Melalui subtitusi persamaan 12 dan 13 kedalam persamaan 10 maka model tahan seri dapat dinyatakan dengan persamaan 14 : Keterangan : J = Fluks permeat m s -1 R’m = Jumlah nilai tahanan membran internal dan tahanan fouling Pa s m -1 Φ = Indeks tahanan polarisasi konsentrasi s m -1 P = Tekanan transmembran Pa Model tahanan seri dapat digunakan baik pada daerah yang bertekanan rendah pressure dependent dan daerah yang bertekanan tinggi pressure independent . Pada daerah yang dikendalikan oleh tekanan pressure dependent konsentrasi polarisasi terjadi sangat tipis R p R’ m dan J merupakan fungsi linier dari ΔP. Pada daerah yang tidak dikendalikan oleh tekanan pressure independent ketebalan dan densitas lapisan polarisasi semakin bertambah dan R p R’ m . Pada kondisi ini J menjadi independen terhadap ΔP dengan nilai pembatas 1 Φ. 2.10 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Fluks 2.10.1 Tekanan transmembran Tekanan transmembran merupakan driving force dalam proses filtrasi dengan menggunakan membran. Tekanan transmembran didefinisikan sebagai perbedaan tekanan antara sisi rententat dan permeat persamaan 15. R’m = Rm + Rf 12 Rp = Φ ΔP 13 P J = R’ m + Φ P 14 dimana : P in = Tekanan pada saat masuk Pa P out = Tekanan pada saat keluar Pa Fluks permeat akan meningkat dengan semakin meningkatnya tekanan transmembran, tetapi korelasi ini hanya berlaku pada umpan air murni atau pada kondisi, tekanan rendah, konsentrasi umpan rendah, dan laju alir umpan yang tinggi Mulder 1996. Jika umpan berupa larutan lain, maka besarnya fluks akan naik sampai batas tertentu, tetapi setelah mencapai tekanan tertentu fluks tidak akan meningkat walaupun tekanan dinaikkan.

2.10.2 Konsentrasi umpan

Model teori film menyatakan bahwa fluks akan menurun secara eksponensial jika konsentrasi umpan meningkat dan fluks akan mencapai nol jika terjadi konsentrasi umpan sama dengan konsentrasi gel Mulder 1996. Kondisi ini berlaku pada setiap suhu dan tipe aliran yang berbeda

2.10.3 Laju alir umpan cross-flow

Laju alir umpan yang tinggi akan lebih banyak menghilangkan deposit material pada permukaan membran sehingga tahanan hidrolik dapat dikurangi dan fluks akan lebih besar. Laju alir umpan yang tinggi juga akan mengurangi fenomena polarisasi konsentrasi dengan semakin meningkatnya koefisien transfer massa. Tipe laju alir turbulensi akan menimbulkan efek pengadukan atau pemompaan fluida pada daerah mass transfer-controlled region Mulder 1996.

2.10.4 Suhu

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. P in + P out P = 2 15