2. Polarisasi konsentrasi
2.2 Landasan Teori
2.2.1 Proses Ultrafiltrasi
Proses membran Ultrafiltrasi (UF) merupakan upaya pemisahan dengan membran yang menggunakan gaya dorong beda tekanan sangat dipengaruhi oleh ukuran dan distribusi pori membran. Proses pemisahan terjadi pada partikel-partikel dalam rentang ukuran koloid. Terjadinya perpindahan disebabkan adanya driving force. Proses perpindahan karena adanya driving force berupa beda potensial kimia, lebih spesifik lagi disebabkan oleh faktor tekanan.
Sistem aliran yang digunakan adalah sistem aliran dead-end. Sistem ini dipilih mengingat kemudahan dalam pembuatan alat dan operasinya. Selain itu mengingat kontaminan yang akan dipisahkan terdapat dalam konsentrasi yang relatif rendah, maka sistem dead-end akan lebih menguntungkan dibanding sistem aliran cross-flow.Sistem operasi yang dipilih adalah kontinyu sinngel pass. Pemakaian sistem operasi single pass pada ultrafiltrasi disebabkan oleh kemudahan pemisahan protein yang berbentuk Suspended Solid dari larutan, selain itu tidak diperlukan spesifikasi tertentu untuk produknya .Waktu yang diperlukan pada ultrafiltrasi sangat singkat karena memakai sistem single pass.
2.2.2 Parameter kinerja membran:
Karakteristik kinerja membran digambarkan oleh retention dan permeation rate. Secara umum pemisahan dengan membran terdiri dari
tiga aliran utama yaitu umpan, permeate dan retentate. Konsentrasi umpan akan lebih kecil dari permeate atau retentate nya. Berdasarkan fenomena tersebut maka ada beberapa parameter proses yang dapat membedakan proses satu dengan proses lainnya Baik pada proses ultrafiltrasi maupun reverse osmosis produksi VCO, diharapkan rejeksi dan selektifitas yang tinggi, untuk menghasilkan produk yang diinginkan Sistem yang memakai resirkulasi adalah pada bagian reverse osmosis yang bertujuan untuk mencapai spesifikasi produk.
2.2.3 Karakteristik Membran
Karakteristik membran dilakukan untuk mengetahui sifat – sifat membran yang dihasilkan. Dengan karakteristik ini akan memberikan sejauh mana efisiensi dan efektifitas yang dapat diperoleh dari membran yang telah dibuat. Ada beberapa macam teknik yang bisa digunakan untuk mengetahui karakteristik membran, namun dalam penelitian ini hanya digunakan 2 teknik yang umum, yaitu permeabilitas dan permeselektifitas.
A. Permeabilitas
Permeabilitas menyatakan ukuran kecepatan suatu spesi tertentu untuk melewati membran. Membran yang baik adalah membran yang mempunyai permeabilitas yang besar. Metode permeabilitas digunakan dengan asumsi daya kapilaritas melalui pori membran, ukuran pori dapat dihitung melalui fluks
yang melalui membran pada temperatur konstan dengan menggunakan persamaan :
Hagen Poiseuille :
Dimana j adalah fluks fluida melalui membran dengan driving force ∆P/∆X, ∆P merupakan perbedaan tekanan (N/m
²
) dan ∆X adalah ketebalan membran (m). Faktor pembanding terdiri dari jari – jari r (m), viscositas cairan η (pa.s), polaritas permukaan membran є (= n π r² /
luas permukaan) dan faktor tortuosity τ. Metode ini sangat mudah, fluks fluida melalui membran dihitung sebagai fungsi tekanan. Pada saat tekanan minimum, pori terbesar menjadi permeable, pori yang lebih kecil masih bersifat impermiable. Tekanan minimum sangat bergantung pada tipe material membran (sudut kontak), tipe permeat (tegangan permukaan) dan ukuran pori. Persamaan yang cukup sederhana untuk menyatakan permeabilitas adalah :V J =
A . t
Dimana :
V = adalah volume permeat (Liter)
t = adalah selang waktu pengambilan permeat (jam) A = adalah luas permukaan membran (m³)
Єr² ∆P J =
B. Permeselektivitas
Permeselektivitas Adalah kemampuan membran untuk menahan atau melewatkan suatu spesi tertentu. Untuk membran berpori Permeselektivitas ditentukan oleh batas berat molekul yang dapat ditahan.
Pada proses ultrafiltrasi kemampuan membran dinyatakan dengan kemampuan untuk menahan molekul yang mempunyai ukuran spesifik. Hal ini diukur dengan rejeksi (R) yang dapat ditulis :
% R = [1 – Cp/Cf] x 100% Dimana :
Cp adalah konsentrasi permeat Cr adalah konsentrasi feed
2.2.4 Karakteristik Membran yang digunakan: Pada tahap ultrafiltrasi
Proses membran Ultrafiltrasi (UF) merupakan upaya pemisahan dengan membran yang menggunakan gaya dorong beda tekanan sangat dipengaruhi oleh ukuran dan distribusi pori membran. Proses pemisahan terjadi pada partikel-partikel dalam rentang ukuran koloid. Membran ini beroperasi pada tekanan antara 1-5 bar dan batasan permeabilitasnya adalah 10-50 l/m2.jam.bar.
Spesifikasi ultrafiltrasi yang akan digunakan untuk pemisahan protein dari air dan minyak dalam produksi VCO, adalah sebagai berikut:
Modul : plate and frame
Modul plate and frame yang digunakan pada proses ultrafiltrasi memiliki kelebihan pada kemampuan menampung suspended solid (SS). Kemampuan menampung suspended solid menjadi pertimbamngan utama pada pemilihan ultrafiltrasi untuk memproduksi VCO, karena protein yang akan dipisahkan berbentuk suspended solid.
Keuntungan menggunakan modul plate and frame : - Sangat kompak (rapat).
- Biaya rendah untuk penggantian membran. Kelemahan menggunakan modul plate and frame : - Memerlukan filtrasi awal
- Penggantian membran agak sukar.
Spesifikasi Ultrafiltrasi
Spesifikasi ultrafiltrasi yang akan digunakan untuk pemisahan protein dari air dan minyak dalam produksi VCO, adalah sebagai berikut:
Jenis : Ultrafiltrasi Ketebalan : 150 µm Ukuran pori : 1-100 nm
Prinsip pemisahan : mekanisme penyaringan
Aplikasi utama : dairy (susu, whey, pembuatan keju), pengolahan air, metalurgi (emulsi minyak-air, elektropaint recovery).
2.2.5. Pemisahan VCO menggunakan membran selulosa nitrat
Direkomendasikan untuk sebagian besar aplikasi rutin, membran ini diproduksi di bawah kondisi yang dikontrol ketat. Pengguna akan mendapatkan keuntungan dari peningkatan kinerja yang sekarang tersedia di membran filter Whatman, termasuk distribusi ukuran pori yang sangat sempit dan rendahnya tingkat extractables.
2.2.5.1 Kekuatan dan fleksibilitas yang lebih tinggi
Kebanyakan membran dasarnya rapuh dan sulit untuk menangani, tidak jarang untuk penyaring untuk rusak selama pembebanan ke pemegang atau saat digunakan. Whatman filter membran selulosa nitrat memiliki fleksibilitas terasa lebih baik dan dibuat untuk mentolerir penyalahgunaan selama penanganan, pemuatan dan autoclaving tanpa mengorbankan integritas. Selaput ini adalah salah satu jenis terkuat mereka tersedia, yang diukur dan dibandingkan dengan tes tekanan meledak.
2.2.5.2 Terekstrak rendah tingkat
Tingkat extractables di filter membran telah menjadi lebih penting dengan kemajuan dalam teknik penyaringan atau
jaringan dan melacak aplikasi analisis dapat terpengaruh oleh tingkat terekstrak tinggi. Whatman filter membran selulosa nitrat memiliki tingkat rendah extractables, umumnya di bawah membran lainnya yang sejenis.
2.2.5.3Persempit distribusi ukuran pori
Salah satu ciri utama dari membran filter Whatman adalah distribusi ukuran pori sempit. Ukuran pori membran dinilai dari sistem dikendalikan erat karena lanjutan pembuatan kontrol dan. Sebagai tambahan,-to-batch batch variasi diminimalkan memberikan hasil yang lebih konsisten laboratorium.
2.2.5.4 Peningkatan stabilitas suhu
Membran filter biasanya diautoklaf pada 121°C tanpa kehilangan integritas. membran Selulosa nitrat diberikan sebagai lingkaran, lembaran atau gulungan.
2.2.5.5 Fitur dan manfaat
Persempit distribusi ukuran pori-pori untuk menangkap permukaan diperbaiki dan analisis
2.2.6 Spesifikasi Membran Selulosa Nitrat Selulosa Nitrat
Ketebalan : 105-140 μm
Berat : 3,6-5,5 mg / cm 2
Maksimum suhu layanan : 80 º C
2.2.7. Pengertian Protein Nabati
Makanan nabati tidak mengandung kolesterol yang bisa menaikkan kadar kolesterol darah yang membawa risiko terhadap jantung.
Disamping itu daging juga tidak mengandung serat makanan. Sumber serat adalah makanan nabati, terutama buah, sayur, dan
kacang-kacangan. Dimana serat makanan memiliki peran penting yang dibutuhkan tubuh untuk memperlancar proses pengeluaran sisa-sisa makanan dari usus.
Selain serat, makanan nabati juga mengandung banyak zat-zat nongizi seperti ratusan jenis karotin, khlorofil dan zat makanan minor yang berfungsi antioksidan, antitumor, antikanker.
2.2.8 Protein yang terdapat pada Blondo
Blondo adalah protein kelapa yang berkualitas tinggi yang mengandung asam amino esensial dan dapat dimanfaatkan sebagai bahan tambahan atau alternatif makanan bergizi tinggi serta harganya relatif lebih murah. Blondo dapat diperoleh sebagai hasil samping pembuatan minyak kelapa dengan proses basah yakni proses ekstraksi minyak kelapa dari bahan santan kelapa. Proses ekstraksi teknik basah ini ini cukup bervariasi antara lain proses pengasaman, enzimatik, pancingan, mekanik, thermal dan lain sebagainya. Metode pancingan merupakan suatu metoda yang banyak disukai khususnya dengan
yakni minyak yang diolah tanpa perlakuan panas berlebihan atau tanpa penggunaan bahan kimia tambahan. Proses ini dilakukan hanya dengan menempatkan sejumlah minyak pemancing di atas permukaan krim santan pada perbandingan volume 1:3. Blondo dari hasil samping pembuatan minyak kelapa dengan metode pancingan memiliki kualitas baik sebagai sumber bahan pangan dengan pertimbangan blondo yang diperoleh terbebas dari penambahan zat-zat lain dari luar serta tidak menghasilkan perubahan karakteriisik (warna dan bau) yang berarti.
2.3 Hipotesa
Membran ultrafiltrasi dengan menggunakan material sellulosa mmmnitrat dapat memisahkan protein dari Virgin Coconut Oil (VCO)
BAB III