23
2.2. Definisi Membran
Membran secara umum didefinisikan sebagai penghalang antara dua fasa yang bersifat selektif sehingga memungkinkan suatu fasakomponen tertentu
menembus lebih cepat dibandingkan fasakomponen lainnya dibawah pengaruh gaya penggerak driving force. Gaya penggerak ini dapat berupa perbedaan
tekanan, konsentrasi, suhu, dan potensial listrik Mulder, 2000. Skema pemisahan membran secara umum ditunjukkan pada gambar 1.
Gambar 1. Skema Pemisahan Membran
Aliran yang masuk ke dalam membran adalah aliran umpan. fasa yang melewatimenembus membran disebut permeat sedangkan fasa yang tidak
menembus membran disebut retentat Fane, 2000.
Feed Permeate
Phase 2 Phase 1
Driving force ∆C, ∆P, ∆T, ∆E
24
2.3. Klasifikasi Membran
Membran dapat diklasifikasikan dalam beberapa kategori, seperti klasifikasi berdasarkan jenis bahan, klasifikasi berdasarkan struktur dan prinsip
pemisahan, dan klasifikasi berdasarkan morfologinya. 2.3.1. Klasifikasi Membran Berdasarkan Jenis Bahan
Menurut jenis bahan pembentuknya membran dibagi menjadi dua macam, yaitu Mulder, 2000 :
a. Membran alami, yaitu membran yang terbentuk secara alamiah tersusun atas protein dan lipida.
b. Membran sintetik, yaitu membran yang biasanya tersusun dari bahan sintetik baik organik polimer maupun anorganik keramik, gelas.
2.3.2. Klasifikasi Membran Berdasarkan Struktur dan Prinsip Pemisahan Berdasarkan
struktur dan
prinsip separasipemisahan,
membran diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu Mulder, 2000 :
a. Membran berpori Proses pemisahannya berdasarkan ukuran partikel. Aplikasi dari membran
ini adalah mikrofiltrasi dengan ukuran pori 0,1 – 10 µm dan ultrafiltrasi dengan ukuran pori 2 – 100 nm.
b. Membran tidak berpori Membran jenis ini mampu memisahkan molekul yang ukurannya mirip,
yaitu pada gas-gas dan larutan. Perpindahan molekul ditentukan dengan mekanisme difusi, dimana komponen-komponen tersebut pertama-tama terlarut
dalam membran kemudian terdifusi melewati membran karena adanya gaya
25 penggerak driving force. Pemisahan terjadi berdasarkan perbedaan kelarutan dan
atau difusivitas. Hal ini berarti sifat intrinsik membran akan menentukan selektivitas dan permaebilitasnya. Membran tidak berpori diaplikasikan untuk
pervaporisasi, permeasi uap, separasi gas, dan dialisis. c. Membran dengan pembawa
Pada membran jenis ini, pemisahan terjadi karena ada molekul gas pembawa yang memindahkan komponen yang diinginkan melewati pembatas.
Molekul pembawa ini mempunyai spesifik afinitas terhadap komponen yang diinginkan.
a
b c
Gambar 2. Membran Berdasarkan Struktur dan Prinsip Separasi. a Membran Berpori, b Membran Tidak Berpori, c Membran dengan Pembawa
Size DiffusionSolubility Affinity
mikrofiltrasi ultrafiltrasi pemisahan gas pervaporasi
gas cairan
26 2.3.3. Klasifikasi Membran Berdasarkan Morfologi
Berdasarkan struktur morfologisnya, membran dibedakan menjadi Freeman, 1999 :
a. Membran simetrik Membran ini mempunyai struktur yang sama dari lapisan atas ke lapisan
bawah dengan ketebalan 10 – 200 µm. Membran ini terbagi menjadi tiga jenis, yaitu membran mikropori isotropik ukuran porinya 0,01 – 10 µm, membran
homogen tidak berpori difusi dengan gaya penggerak, dan membran bermuatan listrik dinding ion bermuatan. Kelemahan dari membran ini adalah untuk
struktur yang lebih rapat, selektivitas tinggi tapi permeabilitasnya rendah. Sedangkan untuk struktur yang lebih berpori permeabilitasnya tinggi namun
selektivitasnya rendah. b. Membran asimetrik
Membran ini memiliki struktur yang berbeda pada lapisan atas dan lapisan bawah. Lapisan atas membran memiliki struktur yang sangat rapat dengan
ketebalan 0,1 – 0,5 µm sedangkan lapisan bawah memiliki struktur yang lebih berpori dengan ketebalan 50 – 150 µm. Membran ini menggabungkan struktur
membran yang lebih rapat yang memiliki selektivitas yang tinggi dengan struktur membran yang lebih berpori yang memiliki permeabilitas tinggi
sehingga dihasilkan membran dengan selektivitas dan permeabilitas yang tinggi.
27
Gambar 3. Membran Berdasarkan Morfologi
2.4. Modul Membran
Kategori