tersorpsi dalam membran menyebabkan volume membran membengkak swelling. Pembengkakan volume membran tersebut akan berpengaruh pada
besarnya fluks permeat. Swelling yang relatif rendah mengakibatkan penurunan fluks permeat, sebaliknya swelling yang relatif besar akan mengakibatkan
selektifitas pemisahan menurun. Downstream
dibuat serendah mungkin dengan pompa vakum. Perbedaan tekanan kedua sisi merupakan driving force yang menyebabkan terjadinya
perpindahan massa dalam membran. Keunggulan pervaporasi adalah selektifitas lebih tinggi dibandingkan distilasi. Kelemahannya adalah fluks permeat sangat
kecil.
2.8 Mekanisme Pemisahan dengan Membran Tidak Berpori dense
Perpindahan massa melalui membran tak-berpori atau rapat dense dapat dijelaskan menurut mekanisme difusi-larutan solution-diffusion melalui tahap-
tahap berikut: 1.
Sorpsi selektif ke dalam membran pada sisi umpan. Sorpsi selektif terjadi pada permukaan membran yang dipengaruhi oleh
interaksi atau afinitas antara penetran dengan membran. Interaksi ini dinyatakan dengan kelarutan solubility. Tahap sorpsi merupakan tahap
yang paling penting pada proses pemisahan karena selanjutnya akan menentukan perpindahan yang selektif.
2. Difusi selektif melalui membran.
Laju difusi penetran ditentukan oleh perbedaan potensial antara kedua sisi membran. Perbedaan potensial ditentukan oleh perbedaan tekanan parsial
komponen-komponen campuran pada kedua sisi membran tersebut. 3.
Desorpsi menjadi fasa uap pada sisi permeat. Pada tahap ini penetran dikeluarkan dari membran dalam fasa uap.
Perubahan fasa ini terjadi karena tekanan pada sisi permeat jauh lebih rendah daripada tekanan uap permeat.
Pada peristiwa perpindahan massa yang mengikuti mekanisme difusi- larutan solution-diffusion menggunakan membran dense, fluks massa pada
keadaan tunak dapat dinyatakan dengan hukum Ficks seperti yang ditulis dengan persamaan 2.4. Apabila persamaan tersebut diintegralkan dengan mengasumsikan
difusivitas konstan maka akan diperoleh persamaan:
2 2
∫
J dx = -
∫
D dC 2.11
1 1
J = - D {C
2
– C
1
x
2
– x
1
} 2.12
Ketergantungan konsentrasi cairan pada membran terhadap tekanan uap untuk menyatakan fluks massa sebagai fungsi tekanan sisi upstream dan sisi
downstream dinyatakan oleh hukum Henry sebagai berikut:
C
1
= S p
1
dan C
2
= S p
2
2.13 C
1
= konsentrasi pada sisi upstream
C
2
= konsentrasi pada sisi downstream p
1
= tekanan pada sisi upstream
p
2
= tekanan pada sisi downstream
S = koefisien kelarutan.
Apabila persamaan 2.13 disubstitusikan ke dalam persamaan 2.12 akan diperoleh: J = D S {p
1
– p
2
x
2
– x
1
} = P
∆p l 2.14 P = D S 2.15
P = koefisien permeabilitas
D = koefisien difusivitas
S = koefisien kelarutan
l = tebal membran.
Koefisien permeabilitas P merupakan parameter perpindahan massa yang melewati membran. Koefisien kelarutan S merupakan parameter termodinamika
yang menyatakan banyaknya penetran yang diserap oleh membran pada kesetimbangan. Sedangkan koefisien difusivitas D merupakan parameter
kinetika yang menyatakan seberapa cepat perpindahan penetran dalam membran.
2.9 Besaran dalam Pervaporasi
