1
Rejeksi
70 80
90
Suhu oC
100
-2 -1
-1 -2
1
TMP kPa
Kuadrat Interaksi
Residual error Lack-of-fit
Pure error Total
3 3
7 5
2
16 227,927
357,644 117,046
113,126
3,919 726,396
227,927 357,644
117,046 113,126
3,919 75,976
119,215 16,721
22,625 1,960
4,54 7,13
11,55 0,045
0,016
0,082
Respon rejeksi terhadap pengaruh TMP, suhu,dan pH juga dapat lihat pada bentuk permukaan respon. Rejeksi sebagai fungsi suhu, dan pH disajikan pada
Gambar 7.
Gambar 7 Permukaan respon rejeksi terhadap TMP dan suhu
4.3 Proses Pemekatan
Proses pemekatan limbah cair pasteurisasi rajungan menghasilkan konsentrat. Kinerja proses juga diteliti berdasarkan indikator kinerja membran
yaitu fluks dan rejeksi yang terjadi. Setelah itu dilakukan karakterisasi pada konsentrat yang dihasilkan.
4.3.1 Respon fluks selama proses pemekatan
Nilai optimum parameter dari hasil perhitungan empiris yaitu TMP 771 kPa dan suhu 35
o
C selanjutnya diaplikasikan untuk proses pemekatan limbah cair rajungan. Nilai pH yang digunakan adalah 5, yang merupakan pH titik
isoelektik, dimana kelarutan protein paling rendah. Hal ini sama dengan yang dilaporkan oleh Wenten 1999 bahwa kelarutan terendah protein albumin berada
pada titik isoelektriknya pH 4,7. Hasil yang konsisten juga dilaporkan oleh Rao et al.
2002, dimana karakterisasi konsentrat protein kedelai yang dilakukan melalui ultrafiltrasi menghasilkan kelarutan terendah pada nilai pH 4,0 - 5,0.
Kondisi kelarutan yang rendah dari protein berakibat protein tetap tertahan di jalur retentat sebagai konsentrat yang lebih pekat.
y = -1,00Lnx + 2,8117 R
2
= 0,97
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5
10 20
25 30
35 40
45 50
Waktu Menit ke-
Fl u
k s L
m
2
.j a
m
Proses pemekatan dilakukan dengan mengoperasikan proses membran tanpa mensirkulasikan kembali permeat yang lolos dari membran RO, sehingga
retentat menjadi lebih keruh atau pekat. Hasil proses pemekatan disajikan pada Gambar 8 dan 9.
Gambar 8 Hubungan antara waktu pemekatan dengan nilai fluks Hasil percobaan menunjukkan bahwa semakin lama waktu proses
pemekatan, nilai fluks semakin turun, dan menjadi stabil pada menit-menit terakhir. Penurunan fluks tertinggi terjadi pada awal proses dibandingkan dengan
menit-menit berikutnya. Hal ini disebabkan pengaruh tekanan sebagai driving force
yang mendorong partikel-partikel terlarut lebih cepat sehingga terjadi penumpukan partikel pada permukaan membran. Penumpukan partikel tersebut
yang menyebabkan nilai fluks menurun. Peningkatan konsentrasi ini akan menimbulkan aliran balik secara difusi menuju umpan tetapi setelah beberapa
waktu kondisi steady state akan tercapai Wenten 1999. Kondisi kejenuhan steady state membran terhadap penumpukan partikel
ditunjukkan dengan nilai fluks yang stabil pada menit-menit akhir pemekatan. Kondisi ini sama dengan hasil penelitian Widoretno 2005 dimana penurunan
fluks secara tajam terjadi pada menit-menit awal proses dan relatif stabil menjelang akhir proses.
y = -1,00Lnx + 2,8117 R
2
= 0,97 1.5
2 2.5
3 3.5
Lm
2
.j a
m
0.5 1
1 1.26
1.53 1.67
1.81 1.96
2.12 2.28
2.46
Faktor konsentrasi VfVt Fl
uk s
Gambar 9 Hubungan antara faktor konsentrasi dengan fluks Gambar 9 memperlihatkan fenomena penurunan nilai fluks, dimana
semakin besar faktor konsentrasi umpan, dalam arti semakin pekat hasil proses pemekatan, maka nilai fluks akan makin menurun. Bertambahnya konsentrasi
umpan akan meningkatkan jumlah partikel. Partikel-partikel tersebut pada akhirnya akan menumpuk di permukaan membran karena daya dorong dari
tekanan. Akibatnya partikel akan tertahan di permukaan membran dan tidak dapat melewati atau menembus membran, sehingga permeat yang keluar menjadi
sedikit. Sedikitnya permeat yang keluar berarti nilai fluks juga kecil. Cheryan 1986 melaporkan bahwa konsentrasi bahan yang tinggi dapat meningkatkan
viskositas dan menurunkan daya difusi bahan melalui membran sehingga nilai fluks akan menurun.
Fluks dari feed yang mengandung asam-asam amino, akan mengalami penurunan dengan semakin meningkatnya waktu filtrasi dan pemekatan, sebagai
akibat perbedaan tekanan dan konsentrasi. Penyumbatan pada membran bisa terjadi karena adanya peristiwa penyerapan peptida dan asam amino yang
terakumulasi pada dinding pori membran, umumnya peptida pendek dan asam amino yang mempunyai ukuran yang lebih kecil dibandingkan ukuran pori
membran, sehingga partikel dengan mudah masuk ke dalam pori membran sebagai penyebab penyumbatan internal Guell dan Davis 1996.
Gambar 8 dan 9 menunjukkan kecenderungan yang sama dimana pola penurunan fluks terbesar terjadi pada awal proses pemekatan dan stabil pada akhir
proses. Fenomena ini menunjukkan terjadinya polarisasi konsentrasi pada awal proses pemekatan. Semakin tinggi konsentrasi, maka terjadinya polarisasi
semakin mudah terjadi. Beberapa peneliti sebelumnya juga menjelaskan bahwa polarisasi konsentrasi terjadi pada 10 menit awal proses pemekatan Jayarajah dan
Lee 1999; Wenten 1999; Widoretno 2005. Peristiwa tersebut didukung oleh Wenten 1999 dimana penurunan fluks secara cepat pada awal filtrasi disebabkan
oleh konsentrasi polarisasi, sedangkan penurunan fluks dalam jangka waktu panjang merupakan kontribusi dari peristiwa fouling.
4.3.2 Respon rejeksi selama proses pemekatan
