30 Gambar 7. karakteristik proses membran www.kochmembran.com
Membran ultrafiltrasi akan menahan protein dan senyawa koloid yaitu komponen yang memiliki molekul terbesar dan melewatkan komponen atau
senyawa yang memiliki berat molekul yang kecil Gambar 7. Nanofiltrasi memiliki ukuran pori sekitar 1 nanometer. Membran
nanofiltrasi banyak diaplikasi pada pemisahan garam bervalensi dua dari air dan fraksinasi molekul yang kecil di berbagai industri Gambar 7. Kinerja
membran nanofiltrasi dipengaruhi oleh karakterisrik membran yang mencakup fluksi, rejeksi dan Molecular Weight Cut-Off Mulder, 1996. Hasil penelitian
Kumar 2000 menunjukkan bahwa dengan pemisahan nanofiltrasi diakhir operasi dapat mengurangi rasa pahit pada komponen pemanis stevia karena
senyawa tersebut ikut tercuci.
F. KONDISI PROSES FILTRASI MEMBRAN
Menurut Osada dan Nagawa 1992 kinerja membran pada pemisahan dipengaruhi oleh karakteristik membran yang digunakan. Parameter utama
yang digunakan dalam penilaian kinerja membran filtrasi adalah fluksi dan rejeksi. Faktor yang dapat mempengaruhi fluksi antara lain tekanan
31 transmembran, kecepatan crossflow dan konsentrasi larutan. Dipertegas pula
oleh Cheryan 1986 bahwa faktor penting yang dapat mempengaruhi fluksi pada proses ultrafiltrasi yaitu tekanan transmembran, konsentrasi larutan
umpan, suhu dan laju alir serta jenis aliran bahan. Menurut Pritchard, et al 1995, menyatakan bahwa kecepatan crossflow
dapat mempengaruhi nilai fluksi, dengan semakin tinggi kecepatan crossflow yang digunakan maka semakin besar fluksi yang dihasilkan. Hal tersebut
disebabkan karena semakin banyaknya partikel dipermukaan membran yang bisa digerakkan oleh aliran umpan.
Performansi dan efisiensi membran ditentukan oleh dua parameter yaitu fluks
dan selektifitas. Fluksi adalah jumlah volume permeat yang diperoleh pada operasi membran per satuan waktu per luas permukaan membran
Wenten, 1999.
Fluksi volume Mulder, 1996
t A
V J
=
.......................................................................... 1 dimana: J = fluksi lm
2
.jam V = Volume permeat L
A = Luas permukaan membran m
2
t = waktu jam
Pada proses filtrasi, di atas permukaan membran maupun di dalam pori– pori membran akan terdapat partikel–partikel yang tertahan. Hal tersebut
menunjukkan bahwa membran memiliki nilai rejeksi terhadap larutan umpan. Nilai rejeksi dihitung dengan mengetahui konsentrasi umpan
Rejeksi merupakan kemampuan membran untuk menahan suatu komponen agar tidak melewati membran. Nilai rejeksi tersebut dapat
diperoleh dengan menggunakan suatu persamaan, Cp
R =1 - x 100 .......................................... 2 Cf
dimana: R = persentase tahanan Cp = konsentrasi zat pada permeat gl
Cf = konsentrasi zat pada umpan gl
32
Umpan
Permeat
Faktor yang menyebabkan keterbatasan penggunaan membran berpori adalah terjadinya peristiwa fouling dan polarisasi konsentrasi. Fouling adalah
suatu peristiwa penurunan nilai fluksi akibat terakumulasinya komponen- komponen disekitar membran yang menutupi pori–pori membran. Polarisasi
konsentrasi adalah terbentuknya lapisan kedua second layer pada permukaan membran yang dapat meningkatkan resistensi membran. Peristiwa fouling
identik dengan penurunan fluksi permeat dan perubahan selektivitas pada membran. Fouling terjadi akibat interaksi spesifik secara fisik dan kimia
antara berbagai padatan terlarut dengan membran. Fouling dihilangkan dengan melakukan backflushing, penggunaan laju alir silang yang tinggi atau
pembersihan secara kimiawi. Penurunan fluksi secara cepat pada awal filtrasi akibat pengaruh dari polarisasi konsentrasi, tetapi pada penurunan fluksi
dalam jangka waktu yang panjang merupakan kontribusi dari terjadinya fouling
pada membran Wenten, 1999. Menurut Mulder 1996 sistem membran terbagi menjadi empat yaitu :
i dead–end, ii crossflow, iii hybrid dead–endcrossflow dan iv cascade. Sistem crossflow aliran silang dapat memperkecil terjadinya fouling karena
pembentukan cake yang sangat lambat akibat gaya geser. Sistem crossflow menurut Noor 2003 yaitu mengalirkan umpan sejajar dengan permukaan
membran sehingga solut yang terejeksi dipermukaan membran akan tersapu oleh aliran tersebut. Padatan yang terakumulasi dipermukaan membran dan
membentuk lapisan, proses ini disebut dead–end system. Gambar aliran umpan secara dead–end dan crossflow aliran silang dapat dilihat pada Gambar 8.
a Sistem aliran silang crossflow b Sistem
dead-end Gambar 8. Sistem Aliran Umpan pada membran
33 Pada air murni semakin tinggi tekanan yang diberikan, maka fluksi air
juga akan semakin tinggi. Fenomena yang terjadi pada larutan, ketika tekanan dinaikkan pada batas tertentu akan menaikkan fluksi tetapi setelah mencapai
tekanan tertentu maka fluksi tidak meningkat walaupun tekanan dinaikan, maksimum fluksi ini disebut limiting flux Wenten, 1999.
G. PENJERNIHAN EKSTRAK DAUN STEVIA
