TEKSTIL BIRU METILENA
ARIE MEGHA RUKHMANA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
TEKSTIL BIRU METILENA
ARIE MEGHA RUKHMANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
WULANAWATI dan SRI MULIJANI.
Berbagai pengolahan buah nanas pada kehidupan sehari-hari menimbulkan
masalah lingkungan, yaitu menumpuknya limbah kulit buah nanas. Limbah kulit
buah nanas dapat dimanfaatkan lebih lanjut menjadi selulosa mikrobial (
nata de
pina
) yang dihasilkan dari mikroorganisme
Acetobacter xylinum
. Aplikasi
selulosa mikrobial sebagai membran merupakan cara alternatif pembuatan
membran. Membran optimum pada tekanan 5 psi yang merupakan ketahanan
membran menghasilkan nilai fluks 4.72-65.56 L/m
2.jam. Hasil rejeksi membran
terhadap larutan biru metilena 82.37-98.87 % menggambarkan bahwa membran
mampu mengadsorpsi biru metilena yang dilewatkan. Berdasarkan hasil analisis
Fourier transform infrared
serta
scanning electrone microscope
diketahui
membran tersusun dari selulosa, dengan jenis asimetri, dan memiliki ukuran pori
20-50 nm sebagai membran ultrafiltrasi.
Kata kunci: Membran Selulosa, Kulit buah nanas,
Acetobacter xylinum,
Biru
Metilena.
ABSTRACT
ARIE MEGHA RUKHMANA
.
Cellulose Membranes Made from Pineapple Piles
for Textile Dye Adsorbent Methylene Blue. Supervised
by
ARMI
WULANAWATI
and
SRI MULIJANI
.
Treatment of various fruit pineapple in daily life created a problem of the
environment, such as build up of peel waste. The waste could be transformed
further to microbial cellulose (
nata de pina
) by using microorganisms
Acetobacter
xylinum
. The application of microbial cellulose produced flux of 4.72-65.56
L/m
2.h. The rejection membrane of methylene blue was 90 - 98 %, meaning that
the membrane was able to adsorb methylene blue. Based on analysis using
Fourier transform infrared
and
scanning electrone microscope
the membrane
composed of cellulose, with the type of asymmetry, and has pore size 20-50 nm as
ultrafiltration membrane.
Judul : Membran Selulosa Berbahan Dasar Kulit Buah Nanas sebagai Adsorben
Zat Warna Tekstil Biru Metilena
Nama
: Arie Megha Rukhmana
NIM
: G44070053
Disetujui
Pembimbing 1
Pembimbing 2
Armi Wulanawati, S.Si, M.Si
Dr Sri Mulijani, MS
NIP 19690725 200003 2 001
NIP 19630401 199103 2 001
Diketahui
Ketua Departemen Kimia
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini
dilakukan dari bulan Februari sampai Oktober 2011 dengan judul Membran
Selulosa Berbahan Dasar Kulit Buah Nanas sebagai Adsorben Zat Warna Tekstil
Biru Metilena
.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Armi Wulanawati, S.Si, M.Si
dan Ibu Dr. Sri Mulijani, MS selaku pembimbing yang telah banyak membimbing
dalam penelitian. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Ayah, Mama,
Azis, Ides, serta Arif atas segala do’a, dukungan, pengorbanan, dan semua sarana
yang tak ternilai. Terima kasih untuk sahabat-sahabat saya di laboratorium Mba
Nano, Iren, Sufi, Muti, Indah, Ayas, Ardit, Raras, Niken, Eno, Ayu, dan Shinta
atas dukungan dan bantuannya. Terima kasih untuk temanku yang memberi saya
ide penelitian Frengki, Aji, Yuthika, serta Surya. Terimakasih pula untuk sahabat
saya Dyah, Anin, Galuh, Lilis, Lyska (ica), Shiva, Emoy, Ulanda, Lita, dan Dora
untuk semangat serta dukungannya. Di samping itu, penghargaan penulis
sampai-kan kepada Kak Budi, teman-teman Kimia angkatan 44, dan semua pihak di
Laboratorium Kimia Fisik Departemen Kimia FMIPA IPB yang telah banyak
memberikan bantuannya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Maret 2012
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Biak Numfor pada tanggal 19 April 1989 dari Ayah
Hadi Suyatno dan Ibu Hermin Widyastuti. Penulis merupakan putri sulung dari
tiga bersaudara.
Tahun 2007 penulis lulus dari SMA N 2 Ciputat dan pada tahun yang sama
lulus seleksi masuk ke IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).
Penulis memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ...viii
DAFTAR LAMPIRAN...viii
PENDAHULUAN ... 1
TINJAUAN PUSTAKA ... 1
Tanaman Nanas ... 1
Selulosa Mikrobal... 2
Membran ... 2
Metilena Biru... 3
Uji Kinerja Membran... 3
Pencirian Membran... 3
BAHAN DAN METODE ... 3
Alat dan Bahan ... 3
Metode ... 4
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 5
Nata de Pina
... 5
Membran selulosa... 5
Fluks Pada Membran ... 6
Indeks Rejeksi Pada Membran ... 6
Kajian SEM Terhadap Membran Selulosa... 7
Kajian FTIR Terhadap Membran Selulosa ... 8
SIMPULAN DAN SARAN ... 8
Simpulan ... 8
Saran ... 8
DAFTAR PUSTAKA ... 9
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Kulit nanas... 1
2
Struktur Haworth selulosa ... 2
3
Skema modul operasi dasar (a)
dead-end
(b)
cross-flow
... 3
4
Struktur kation biru metilena... 3
5
Nata de pina
... 5
6
Tahapan polimerisasi glikosa menjadi selulosa... 5
7
Membran dengan pengeringan (a) pada suhu ruang dan (b) terik matahari... 5
8
Ilustrasi proses penyempitan ... 6
9 Grafik Perbandingan antara fluks air dengan waktu pada tekanan 5 psi dan 10
psi ... 6
10 Grafik perbandingan antara nilai rejeksi membran dengan waktu dari umpan
biru metilen a) 15 ppm, b) 20ppm, dan c) 25 ppm ... 7
11 Hasil pengamatan terhadap permukaan membran sebelum rejeksi ... 7
12 Hasil pengamatan penampang melintang membran (a) sebelum dan (b)
setelah rejeksi dengan biru metilen... 8
13 Hasil pengamatan terhadap membran selulosa dengan FTIR ... 8
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1
Diagram alir penelitian... 12
2
Kurva standar biru metilen ... 13
3
Data nilai fluks air pada tekanan 5 psi dan 10 psi ... 14
4
Data pengamatan rejeksi membran ... 16
PENDAHULUAN
Data Biro Pusat Statistik (2010) me-nyatakan bahwa produksi buah nanas di Indonesia pada tahun 2009 mencapai 1.558.049 ton. Sebagai komoditi hortikultura, buah nanas diolah menjadi berbagai macam produk seperti selai, sirup, sari buah, nektar serta buah dalam botol atau kaleng. Berbagai macam pengolahan tersebut menimbulkan limbah kulit yang belum banyak dimanfaat-kan, atau relatif hanya dibuang, sehingga menimbulkan masalah bagi lingkungan.
Larutan atau media yang mengandung glukosa dapat dijadikan selulosa dari proses sintesis dengan bakteri (selulosa mikrobial) (Lapuz et al.1967). Selain itu, Yoshinaga et al. (1997) menyatakan bahwa selulosa mikrobial seperti nata de coco mempunyai kekhasan sifat struktural dan fisikokimiawi dibandingkan selulosa kayu. Pada buah nanas terdapat kandungan glukosa atau dalam bentuk polisakarida yaitu karbohidrat. Hal tersebut memberikan peluang untuk kulit buah nanas dapat disintesis menjadi selulosa mikrobial (nata de pina) sebagai upaya pemanfaatan dalam peningkatan kualitasnya. Pada umumnya membran selulosa mikrobial yang telah dikembangkan dapat digunakan sebagai bahan penyaring, membran diafragma pengeras suara, produk-produk perawatan luka, serat tekstil, dan bahan makanan tambahan pada makanan fungsional.
Limbah cair merupakan masalah utama dalam pengendalian dampak lingkungan industri tekstil. Masuknya limbah cair zat warna ke perairan mengakibatkan karakter fisik dan kimia dari sumber air berubah. Zat warna yang biasa digunakan diantaranya biru metilena, rhodamin B, poceau, dan lain-lain. Biru metilena banyak digunakan pada pewarna kain katun dan wol. Dosis tinggi dari biru metilena dapat menyebabkan mual, muntah, nyeri pada perut dan dada, sakit kepala, keringat berlebihan, serta hipertensi (RSC 1992). Berdasarkan KEP51/MENLH/ 10/1995 batas ambang maksimum biru metilen pada lingkungan sebesar 5 ppm.
Pengolahan limbah cair dalam proses produksi dimaksudkan untuk meminimalisasi volume, konsentrasi, dan toksisitas limbah dengan menghilangkan atau menurunkan bahan pencemar yang terkandung di dalamnya sehingga limbah cair memenuhi syarat untuk dapat dibuang sesuai dengan baku mutu yang ditetapkan. Pada umumnya pengolahan limbah cair yang dilakukan oleh
pabrik tekstil yaitu dengan koagulasi (penggumpalan) yang diikuti adsorpsi bahan pencemar dengan melewatkan air limbah melalui zeolit, lumpur aktif, atau arang aktif. Menurut Kaewprasit et al. (1998), bahan-bahan tersebut dapat digunakan sebagai adsorben limbah cair biru metilena.
Proses pemisahan dengan menggunakan membran merupakan salah satu proses pemisahan alternatif yang efektif karena terjadi penghematan energi. Proses pemisahan dilakukan pada suhu kamar, ramah lingkungan, bersifat modular serta kompak sehingga mudah dikembangkan dengan tidak menggunakan tempat yang luas (Wenten 1996).
Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Andriansyah (2006) diperoleh bahwa komposisi bahan kulit buah nanas dengan air dan gula (1:4, 7.5% b/v) membentuk nata de pina dengan ketebalan ± 5mm. Selain itu, Putri (2006) menyatakan bahwa membran selulosa mikrobial dari nata de pinatermasuk mikrofiltrasi berdasarkan nilai fluks air sebesar lebih dari 50 L/m2.jam serta ukuran pori dalam kisaran 0.1-10.0 µm. Dengan demikian penelitian ini dilakukan dengan tujuan membuat limbah kulit buah nanas menjadi membran selulosa atau nata de pina
dan menguji kinerjanya sebagai adsorben (penjerap) zat warna tekstil biru metilena.
TINJAUAN PUSTAKA
Tanaman nanas
Tanaman nanas (Ananas comosus)
merupakan tanaman yang berasal dari Amerika Selatan dan Hindia Barat. Tanaman ini termasuk divisi Plantae, sub divisi
Spermatophyta, kelas Monocotyledone, ordo
Faranosae, famili Broelioceae, genus Ananas, dan spesies Ananas comossu.
Berdasarkan kandungan nutriennya, kulit buah nanas (Gambar 1) mengandung karbohidrat dan gula yang cukup tinggi. Menurut Wijana et al. (1991) kulit buah nanas mengandung 81.72 % air; 20.87 % serat kasar; 17.53 % karbohidrat; 4.41 % protein; dan 13.65 % gula reduksi.
Selulosa Bakterial
Selulosa (Gambar 2) adalah polisakarida
yang berasal dari residu β–D–glukosa yang tergabung dalam rantai linear.
Gambar 2 Struktur selulosa (Tellu 2008).
Selulosa mikrobial merupakan salah satu produk metabolit dari mikroorganisme genus
Acetobacter, Agrobacterium, Rhizobium,
Sarcina, dan Valonia. Penghasil selulosa yang paling efisien adalah Acetobacter xylinum, yang akhir-akhir ini diklasifikasi ulang sebagai Gluconacetobacter xylinus (G. xylinus). Acetobacter xylinum merupakan bakteri gram negatif, aerobik, berbentuk batang, tidak membentuk spora, dan non motil. Acetobacter xylinum memiliki sifat sensitif terhadap perubahan sifat fisik dan kimia lingkungannya dan ini akan berpengaruh terhadap nata yang dihasilkan (Lapuz et al.1967).
Bila mikroba ini ditumbuhkan pada media yang mengandung gula, organisme ini dapat mengubah 19 persen gula menjadi selulosa. Selulosa yang dikeluarkan ke dalam media itu berupa benang-benang yang membentuk jalinan yang terus menebal menjadi lapisan nata. Selulosa yang disintesis oleh Acetobacter xylinum dapat dihasilkan pada media statis maupun media dengan pengadukan. Setelah pemurnian dan pengeringan serat selulosa mikrobial akan mempunyai penampakan yang sama dengan kertas perkamen dengan ketebalan antara 0.01–0.5 mm (Krystynowicz & Bielecki 2001).
Pertumbuhan bakteri nata pada media cair yang mengandung glukosa, yaitu berupa timbulnya kekeruhan setelah inkubasi selama 24 jam pada suhu kamar (Lapuz et al.1967). Setelah 36–48 jam suatu lapisan tembus cahaya mulai terbentuk di permukaan media dan secara bertahap akan menebal membentuk lapisan yang kompleks. Nata yang terbentuk dapat mencapai tebal lebih dari 5 cm dalam waktu satu bulan. Aktivitas pembentukan natahanya terjadi pada kisaran pH antara 3.5–7.5, kualitas nata terbaik dicapai pada pH 5.0 dan 5.5 selama 1 minggu.
Pertumbuhan Acetobacter xylinum
dipengaruhi oleh faktor-faktor antara lain pH,
suhu, sumber nitrogen, dan sumber karbon (Lapuz et al. 1967). Faktor lain yang berpengaruh terhadap hasil nata adalah wadah fermentasi. Untuk efisiensi dan efektifitas hasil nata serta mempertinggi rendemen, lebih baik digunakan wadah dengan luas permukaan yang relatif besar. Hal ini disebabkan karena pada kondisi yang demikian ini pertukaran oksigen dapat berlangsung dengan baik.
Membran
Membran merupakan fase permeabel atau semi permeabel yang biasanya berupa padatan polimer tipis yang menahan pergerakan bahan tertentu. Fase ini merupakan pembatas antara umpan yang akan dipisahkan dan produk, yang mengontrol laju relatif perpindahan bahan tertentu melalui pembatas tersebut. Di satu sisi, pemisahan menghasilkan satu produk yang telah hilang komponen tertentunya kemudian komponen yang terpisah tersebut bergabung menjadi semakin pekat membentuk suatu produk sendiri (Scott dan Hughes 1996).
Pada umumnya materi membran dapat diklasifikasikan ke dalam tiga jenis, yaitu polimer sintetis; produk alami termodifikasi yang berbahan dasar selulosa; berbahan dasar keramik, dan logam. Agar efektif dalam pemisahan, membran seharusnya memiliki sifat-sifat seperti ketahanan kimia, stabilitas mekanik, stabilitas termal, permeabilitas tinggi, selektivitas tinggi (Scott dan Hughes 1996). Berdasarkan penelitian yang pernah dilakukan oleh Putri (2006), membran selulosa dari kulit buah nanas termasuk dalam kelompok mikrofiltrasi.
Menurut Toledo (1991), filtrasi membran dibagi menjadi dua bagian, yaitu filtrasi partikel konvensional atau dead-end filtration
(Gambar 3a) dan proses filtrasi membran atau
cross-flow filtration (Gambar 3b). Sistem
dead-end, larutan umpan dialirkan secara tegak lurus terhadap membran, akibatnya terjadi peningkatan konsentrasi komponen-komponen yang tertahan pada permukaan membran sehingga terjadi penurunan laju permeate (zat yang dapat dialirkan melalui membran) yang melalui membran. Sedangkan pada sistem cross-flow, aliran umpan sejajar dengan membran sehingga
fouling dapat dikurangi. Di dalam modul membran aliran umpan dipisahkan menjadi dua aliran, yaitu aliran permeate dan aliran
(a) (b)
Gambar 3 Skema modul operasi dasar (a)
dead-end(b) cross-flow
Metilena Biru
Biru metilena (Gambar 4) digunakan sebagai pewarna dalam bakteriologi, sebagai reagen analitis, indikator oksidasi -reduksi, antimetemoglobin, antidote sianida, dan sebagai antiseptik. Biru metilena juga dikenal dengan nama fenotiazin-5- ium, 3,7-bis (dimetilamino)-klorida; C.I. Basic Blue 9 Sandocryl Blue BRL; tetrametiltionin klorida; dan Yamamoto Methylene Blue ZF C.I 52015. Dosis tinggi dari biru metilena dapat menyebabkan mual, muntah, nyeri pada mulut dan dada, sakit kepala, keringat berlebihan, dan hipertensi (RSC 1992).
Interaksi biru metilena dengan air akan menghasilkan ion dari biru metilena yang bermuatan positif. Kation yang dihasilkan akan berinteraksi dengan adsorben. Adanya interaksi antara ion dan adsorben akan menurunkan intensitas warna larutan. Biru metilena juga dikenal dengan beberapa merek dagang antara lain urolene blue dan aniline violet. Biru metilena memiliki rumus molekul C16H18ClN3S. Metilena biru memiliki bobot
molekul 373.9×10-3 kg mol-1 (Kaewprasit et al.1998).
Gambar 4 Struktur kation biru metilena
Uji Kinerja Membran
Pengujian kinerja membran dalam penelitian ini ditinjau dari pengukuran fluks air dan indeks rejeksi. Menurut Mulder (1996), fluks ialah jumlah volume permeat yang melewati satu satuan luas membran dalam waktu tertentu dengan adanya gaya dorong dalam hal ini tekanan. Tekanan
sebagai gaya dorong (ΔP) yang diberikan
pada beberapa jenis proses membran akan menghasilkan nilai fluks yang berbeda-beda pula. Proses membran mikrofiltrasi membutuhkan tekanan sekitar 0.1–2.0 bar
dan memiliki kisaran nilai fluks > 50 (L/m2 jam).
Perbandingan antara bagian yang tertahan dengan bagian yang dapat melewati membran disebut sebagai rejeksi (Baker 2004). Menurut Mulder (1996) rejeksi berhubungan dengan selektivitas membran, yaitu suatu ukuran kemampuan untuk menahan spesi tertentu.
Pencirian Membran
Pencirian, desain, dan aspek teknik kimia merupakan beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam kinerja membran. Menurut Brocks (1983), Osada & Nakagawa (1992), dan Wenten (1996), karakteristik membran terdiri dari bentuk struktur, ukuran pori, sifat fisik, mekanik, serta kimia membran. Pencirian membran dapat dilakukan dengan pengamatan menggunakan
scanning electrone microscope (SEM) dan spektrofotometer fourier transform infrared
(FTIR).
Scanning electrone microscope (SEM) ialah alat deteksi tinggi untuk melihat objek pada skala yang sangat kecil. Pengamatan menggunakan mikroskop elektron ini bisa menghasilkan beberapa informasi di antaranya topografi (permukaan objek) dan morfologi (pengamatan bentuk dan ukuran partikel penyusun objek) (Sutiani 1997).
Pencirian dengan menggunakan spektrofotometer FTIR bertujuan untuk mengidentifikasi senyawa yang ada dalam membran nata de pina, yaitu selulosa. Dengan pengujian ini sejumlah besar senyawa yang telah diketahui mengandung suatu gugus fungsi akan dapat dibuat serapan inframerah yang dikaitkan dengan gugus fungsi dan dapat juga ditaksir daerah frekuensi pada setiap serapan yang muncul. Spektrofotometer FTIR memiliki berbagai keunggulan khusus, diantaranya ialah dapat mendeteksi sinyal yang lemah, dapat menganalisis sampel pada konsentrasi yang sangat rendah, serta dapat digunakan untuk mempelajari daerah bilangan gelombang antara 950 dan 1500 cm-1 untuk senyawa dalam bentuk larutan (Rabbek 1987).
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan adalah neraca analitik, wadah fermentasi, vakum dan corong Buchner, pemanas, alat-alat kaca, kertas steril, karet pengikat, kertas pH, alat penyaring cross-flow, spektrofotometer
Permeat
Umpan
Permeat
Fourier transform infrared (FTIR) Bruker Tensor 27, dan Scanning Electrone Microscope(SEM) JEOL JSM-836OLA.
Bahan-bahan yang digunakan adalah kulit buah nanas, starter(bakteri Acetobacter xylinum), asam asetat teknis dan glasial, amonium sulfat, natrium hidroksida (NaOH) teknis, akuades, sukrosa, kertas saring dan larutan umpan (biru metilen).
Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan meliputi pembuatan membran selulosa, pengukuran kinerja membran, serta pencirian membran yang dapat dilihat pada bagan alir (Lampiran 1).
Pembuatan Membran Selulosa Mikrobial (Andriansyah 2006)
Kulit buah nanas dibersihkan terlebih dahulu dan dicuci, kemudian dihancurkan dengan blenderhingga didapatkan sari buah, lalu disaring dengan menggunakan vakum. Setelah itu, filtrat diencerkan menggunakan akuades dengan perbandingan 1:4 (filtrat:akuades).
Filtrat kulit buah nanas yang telah diencerkan, ditambahkan dengan sukrosa sebanyak 7.5% (b/v) dan amonium sulfat sebanyak 0.5% (b/v), kemudian larutan tersebut direbus hingga mendidih. Larutan media yang telah mendidih didiamkan terlebih dahulu dalam suhu ruang barulah dituangkan ke wadah fermentasi yang telah disiapkan, kemudian pH media dibaca dengan menggunakan indikator pH universal dan diatur pH-nya menjadi 4.5 dengan penambahan asam asetat glasial, lalu media ditutup dengan kertas steril dan diikat dengan karet.
Larutan media dibiarkan selama satu malam, keesokan harinya kertas steril dibuka sebagian, sebanyak 10% (v/v) Acetobacter xylinum.dimasukkan ke dalam media. Media ditutup kembali dengan rapat dan diinkubasi selama ± 5 hari hingga diperoleh nata de pina. Nata de pina direndam dalam larutan NaOH 1% (b/v) pada suhu kamar selama 24 jam, kemudian dinetralkan dengan perendaman menggunakan asam asetat 1% (v/v) selama 24 jam. Selanjutnya produk dicuci beberapa kali dengan air.
Nata dimasukan ke dalam corong
Buchner untuk mengeluarkan air yang ada dalam nata dengan bantuan vakum hingga diperoleh lembaran membran tipis.
Pengukuran Kinerja Membran
Fluks Air (Putri 2006)
Sampel membran dibentuk sesuai dengan bentuk dan ukuran modul membran. Membran dimasukan ke dalam modul alat saring cross flow. Kemudian larutan umpan dialirkan lalu tekanannya diatur (5 psi dan10 psi) untuk mendapatkan hasil yang optimum.
= ×
Keterangan:
J : Fluks (L/m2 jam atm) V : Volume permeate (L) t : Waktu (jam)
A : Luas permukaan (m2)
Rejeksi Nilai
Larutan biru metilena 500 ppm digunakan sebagai larutan umpan stok warna. Analisis untuk biru metilena dalam volume permeat menggunakan spektrofotometer UV– Vis pada panjang gelombang 652 nm yang sebelumnya telah dibuat kurva standar biru metilena pada Lampiran 2. Persen rejeksi biru metilena dihitung dari perbandingan antara konsentrasi permeat (Cp) dan umpan
(Cf), sebagai berikut (Baker 2004).
Nilai rejeksi = 1− Cp
Cf × 100%
Keterangan:
Cp : Konsentrasi permeat (ppm) Cf : Konsentrasi larutan umpan (ppm)
Pencirian Membran
Fourier Transform Infrared(FTIR)
Produk nata (lembaran) berukuran 2×2 cm dijepit dengan pinset, lalu diletakkan di dalam tempat contoh dan dimasukkan ke dalam instrumen FTIR. Lampu dinyalakan tepat mengenai contoh dengan bilangan gelombang 450–4000 cm-1(Aprilia 2009).
Scanning Electrone Microscope(SEM)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Nata de Pina
Pembuatan nata de pina (Gambar 5) menggunakan starter dalam proses fermentasi yaitu bakteri Acetobacter xylinum. (A.xylinum) yang ditambahkan amonium sulfat sebagai sumber nitrogen (N) dan sukrosa sebagai sumber karbon (C) untuk pertumbuhan. Bakteri tersebut akan tumbuh dalam media cair yang mengandung gula sehingga menghasilkan asam asetat serta lapisan putih (nata) di permukaan media cair tersebut.
Gambar 5 Nata de pina.
Pembentukan nata terjadi karena proses pengambilan glukosa dari larutan media, gula atau medium yang mengandung glukosa oleh sel–sel A. Xylinum (Andriansyah 2005). Kemudian glukosa tersebut digabungkan dengan asam lemak membentuk prekursor pada membran sel. Prekursor ini selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk ekskresi dan ber-sama enzim mempolimerisasikan glukosa menjadi selulosa di luar sel (Susanto et al.
2000) dalam Andriansyah (2006). Menurut Arifin (2004) mekanisme sintesis glukosa menjadi selulosa adalah sebagai berikut:
Gambar 6 Tahapan polimerisasi glukosa menjadi selulosa.
Membran selulosa
Membran merupakan fase permeabel atau semipermeabel yang biasanya berupa padatan polimer tipis yang menahan pergerakan bahan tertentu. Fase ini me-rupakan pembatas antara umpan yang akan dipisahkan dan produk, yang mengendalikan laju relatif perpindahan bahan tertentu melalui pembatas tersebut. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Putri (2006), membran selulosa dari kulit buah nanas termasuk dalam kelompok mikrofiltrasi.
Membran dibentuk dari membran selulosa hasil fermentasi bakteri (nata) berbahan dasar kulit buah nanas. Membran tersebut hasil merserasi nata de pina dengan perendaman NaOH 1% b/v selama 24 jam kemudian direndam lagi dengan CH3COOH
1% v/v selama 24 jam untuk penetralan. Perendaman dengan NaOH merupakan proses merserasi sehingga meningkatkan aksesbilitas nata (Arifin 2004), dan di-lanjutkan pencucian dengan air agar didapat kondisi netral. Sehubungan dengan itu, di-harapkan akan meningkatkan kemampuannya untuk menjerap zat warna sebagai adsorbat. Selanjutnya membran dikeringkan dengan menyaring mengunakan vakum dan dibiar-kan pada suhu kamar (Gambar 7a). Langkah tersebut dilakukan untuk mengurangi tingkat kerapuhan membran. Apabila membran dikeringkan dengan panas matahari (Gambar 7b) maka akan membuat membran rusak sebelum digunakan untuk aplikasi.
(a) (b)
Gambar 7 Membran dengan pengeringan pada (a) suhu kamar dan (b) panas matahari.
Gambar 8 Ilustrasi proses selulosa (Arifin 20 Penyempitan antara selulosa dampak pengeringan terhadap dapat terbentuk membran selul Membran tersebut akan mampu senyawa lain antara lapisan karena proses merserasi memutu air yang banyak terdapat antara tersebut
.
Fluks Pada Membr
Fluks merupakan laju yang melewati penampa (Edwardet al.2009). Fluks me-ngukur waktu yang diperlukan unt nampung permeat dalam volume Pada umumnya nilai f hubungan langsung dengan te yaitu fluks akan meningkat adanya peningkatan tekanan 2009). Namun, hal ini tida membran selulosa mikrobial material ini tidak tahan terhada bakteri, dan suhu yang ekstrim 2001).
Pengujian terhadap hal terse dari nilai fluks pada membra mikrobial ini menggunakan vari psi dan 10 psi (Lampiran Gambar 9 diperoleh bahwa memiliki nilai laju alir air atau tinggi sebesar 65.56 L/m2.jam air tekanan 10 psi sebesar sehingga tekanan 5 psi merupaka yang lebih optimum. Selain itu, antara waktu dengan besar berbanding terbalik yaitu sema waktu dilakukan pengukuran semakin rendah nilai fluks terhadap membran.
proses penyempitan selulosa (Arifin 2004).
selulosa terjadi sebagai terhadap nata sehingga membran selulosa kering. akan mampu menjerap lapisan selulosanya merserasi memutuskan ikatan dapat antara selulosa
Fluks Pada Membran
merupakan laju volume fluida penampang membran
Fluks didapatkan dari diperlukan untuk me-dalam volume tertentu.
nilai fluks memiliki dengan tekanan umpan, meningkat seiring dengan tekanan (Edward et al.
ini tidak terjadi pada yang disebabkan tahan terhadap zat kimia, ang ekstrim (Timmer
p hal tersebut diketahui membran selulosa kan variasi tekanan 5 Lampiran 3). Berdasarkan bahwa tekanan 5 psi air atau fluks air lebih .jam daripada fluks ebesar 7.82 L/m2.jam merupakan tekanan Selain itu, perbandingan dengan besar nilai fluks aitu semakin meningkat pengukuran laju alir maka s (laju alir) air
Gambar 9 Perbandingan antara dengan waktu pada psi dan 10 psi. Peristiwa tersebut dapat diseb adanya gejala kompaksi, yaitu perubahan atau kerusakan pada yang menyebabkan pori menyem atau membesar ukurannya. Hal mempengaruhi nilai fluks berupa disebabkan oleh deposisi dan secara tidak dapat kembali (irreversible) dari partikel submi permukaan membran atau kristali presipitasi dari partikel berukuran permukaan atau di dalam membran sendiri. Dampak ini tidak dapat dengan mencuci membran atau sehingga perlu adanya optimasi kemampuan membran terhadap tek
Indeks Rejeksi Pada Mem
Pengukuran indeks rejeksi menggunakan tekanan 5 psi sebagai optimum. Larutan umpan dalam nilai rejeksi ini digunakan zat warna yaitu larutan biru metilen dengan konsentrasi 15, 20, dan 25 ppm.
Grafik perbandingan antara nilai membran dengan waktu dari laruta biru metilena (Gambar 10) memperlih bahwa membran selulosa mampu kan konsentrasi larutan umpan hingga dekati baku mutu yang ditetapkan ppm sesuai dengan KEP-51/MENLH/ 1995. Pada konsentrasi larutan (larutan biru metilena) yang telah sebesar 15 ppm, 20 ppm, dan 25 ppm berkurang 90 % hingga 98 %.
atau nilai rejeksi membran tidak dipengaru oleh waktu. Data seluruhnya pengolahan yang lebih jelas terdapat Lampiran 4. Hasil PIMNAS 2011 kemampuan membran merejeksi biru pada konsentrasi 30 dan 50 ppm
7,82 65,56 0 10 20 30 40 50 60 70
0 0,2 0,4 0,6
fl u k s (L /m 2 .j a m ) waktu (jam)
antara fluks air waktu pada tekanan 5
dapat disebabkan oleh kompaksi, yaitu adanya kerusakan pada membran menyempit, rusak, a. Hal tersebut a gejala yang deposisi dan akumulasi embali semula submikron pada kristalisasi serta kuran kecil pada membran itu dapat ditangani n atau backwash
optimasi terhadap dap tekanan.
Indeks Rejeksi Pada Membran
rejeksi membran sebagai tekanan dalam pengujian zat warna tekstil metilen dengan ragam
antara nilai rejeksi larutan umpan 10) memperlihatkan mampu menurun-umpan hingga men-tetapkan, yaitu 5
51/MENLH/10/ larutan umpan telah dilewatkan dan 25 ppm mampu
%. Hasil indeks tidak dipengaruhi seluruhnya serta terdapat pada S 2011 mengenai merejeksi biru metilen 50 ppm sekitar
40-0,8 1
88 %. Kemampuan membran 2011 dibandingkan dengan
berbeda, nilai rejeksi saat penelitian tinggi dibandingkan dengan
2011. Konsentrasi biru digunakan untuk mengetahui membran tersebut perlu optima
Gambar 10 Grafik perbandingan rejeksi membran dari umpan biru ppm, b) 20ppm, dan Nilai efektivitas rejeksi sebut mampu menjelaskan bahwa selulosa bakterial berbahan dasar nanas ini mampu menjerap metilen. Efektivitas atau membran tersebut terhadap (biru metilen) yang baik membran dapat digunakan dalam ind
Kajian SEM Terhadap Membran Selulosa
Berdasarkan permukaan lulosa pada penampakan muka dilewatkan biru metilen
meneggambarkan bahwa membra didapat merupakan membran ukuran pori sekitar 20-50 nm. permukaan membran selulosa dilewatkan dengan larutan (Gambar 11b) memperlihatkan yang terdapat endapan (biru atasnya yang berakibat terhadap pori sekitar 50-100 nm. Berda pori tersebut Mallevialle
90,16 98,78 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100
0 0,2 0,4 0,6
in d ek s rej ek si (% ) waktu (jam)
membran saat PIMNAS dengan penelitian ini saat penelitian lebih dengan saat PIMNAS biru metilen yang mengetahui daya jerap but perlu optimasi selanjutnya.
erbandingan antara nilai membran dengan waktu umpan biru metilen a) 15
20ppm, dan c) 25 ppm. rejeksi membran
ter-kan bahwa membran berbahan dasar kulit buah menjerap larutan biru atau kemampun terhadap larutan umpan baik memungkinkan gunakan dalam industri.
hadap Membran
ermukaan membran se-kan muka sebelum metilen (Gambar 11a) bahwa membran yang membran berpori dengan nm. Sementara itu, selulosa yang telah larutan biru metilen hatkan adanya bagian endapan (biru metilen)
di-terhadap pembesaran Berdasarkan ukuran Mallevialle (1996) dalam
Andriansyah (2006) menjelask membran termasuk jenis membra atau membran dengan ukuran pori
(a)
(b)
Gambar 11 Hasil pengamatan membran (a) sebelum dan (b) setelah rejeksi Membran selulosa yang terlihat bentuk melintang termasuk asimetris yang memiliki lapisan yaitu bagian atas (toplayer) dan bawah (sublayer). Sebelum larutan biru metilen (Gambar 12a) memiliki susunan lapisan toplaye
dalam keadaan tersusun beraturan perbedaan antara lapisannya dengan
layer. Setelah penjerapan terhadap metilen (Gambar 12b) menyeba bentuknya makrovoid pada
Menurut Pekny et al. (2002), pembentukan makrovoid merupakan hal y
diinginkan di dalam proses
kimiawi. Makrovoid dapat memengaru integritas struktur pori pada sublayer
berdampak terhadap sifat permukaan membran sehingga
nurunan nilai fluks, dan juga memengaruhi rejeksi membran (Mulder 1996).
98,8 0,8 1 (jam) 15 ppm 20 ppm 25 ppm
menjelaskan bahwa membran mesopori kuran pori 2-50 nm.
pengamatan permukaan sebelum rejeksi h rejeksi.
terlihat pada termasuk membran lapisan berbeda, ) dan bagian Sebelum dilewatkan (Gambar 12a), membran
toplayer tetap beraturan dan terlihat nnya dengan sub
terhadap biru menyebabkan
ter-pada sublayer. 02), pembentukan hal yang tidak proses pemisahan dapat memengaruhi
sublayer yang sifat selektivitas sehingga terjadi
(a)
(b)
Gambar 12 Hasil pengamatan melintang membran belum dan (b dengan biru metile
Kajian FTIR Terhadap Me Selulosa
Hasil analisis FTIR terha selulosa dari kulit buah nana dan dibandingkan dengan selul diketahui dari Putri (2006) dal memiliki kesamaan. Hal tersebut da bahwa gugus fungsi yang membran selulosa mempun dengan gugus fungsi yang spektrum selulosa murni, sehingga dikatakan bahwa membran selul yang dihasilkan adalah suatu selulosa.
Pada selulosa dari kulit gugus fungsi –OH terdeteksi gelombang 3349.27cm-1. Gugus karbohidrat mempunyai karakter sangat lebar (3200-3400 cm (Sudjadi 1983). Keberadaan dengan vibrasi ulur dan te tunjukan dengan puncak dengan gelombang 2896.64 cm-1 dan Selulosa terdiri dari unit-unit gl glukosa tidak mutlak dalam
pengamatan penampang melintang membran (a)
se-b) setelah rejeksi dengan biru metilen.
hadap Membran
FTIR terhadap membran nanas (Gambar 13) dengan selulosa murni yg 6) dalam Lampiran 5 tersebut dapat dilihat yang terdapat pada mempunyai kemiripan yang terdapat pada murni, sehingga dapat membran selulosa bakterial lah suatu membran
dari kulit buah nanas, deteksi pada bilangan . Gugus –OH pada ai karakter pita yang 3400 cm-1) dan tajam Keberadaan gugus C-H dan tekuk dapat di-puncak dengan bilangan
dan 1426.34 cm-1. unit glukosa. Bentuk dalam keadaan siklik,
glukosa juga dapat stabil dalam bentu terbuka pada proyeksi Fischer. diperkuat dengan adanya gugus bilangan gelombang 1650.48 cm C-O ulur pada bilangan gelombang cm-1.
Keterangan:
a. -OH ulur : (3349.27cm-1) b. C-H ulur : (2896.64 cm-1) c. C=O ulur : (1650.48 cm-1) d. C-H tekuk : (1426.34 cm-1) e. C-O ulur : (1162.90 cm-1)
Gambar 13 Hasil pengamatan dengan untuk membran selul belum rejeksi.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Membran selulosa mikrobial dibuat dengan nisbah filtrat
nanas:air sebesar 1:4 dengan penamba gula sebanyak 7.5% b/v. Nilai membran selulosa yang dibuat sebesar L/m2 jam pada tekanan 5 psi menjelaska bahwa membran termasuk
ultrafiltrasi. Indeks rejeksi membra 82.37-98.87% menunjukkan bahwa dapat digunakan sebagai adsorben metilena. Konsentrasi larutan umpan ppm, dapat diturunkan hingga ambang maksimum yang ditetapkan KEP51/MENLH /10/199, yaitu 5 ppm. Berdasarkan
dan FTIR maka diketahui ukuran 20-50 nm dengan bentuk asimetr diketahui membran tersusun dari selulosa
Saran
Perlu optimasi tekanan serta biru metilen yang digunakan penggunaan membran yang lebih Berkaitan dengan hasil SEM maka bentuk dan ukuran pori dengan ukura heterogen sehingga mem penambahan porogen untuk mendapatka pori dengan ukuran dan jumlah
dalam bentuk rantai Fischer. Hal ini gugus C=O pada 1650.48 cm-1dan gugus elombang 1162.90
pengamatan dengan FTIR membran selulosa
se-SIMPULAN DAN SARAN
mikrobial berhasil filtrat kulit buah dengan penambahan b/v. Nilai fluks air dibuat sebesar 65.56 psi menjelaskan termasuk membran membran sebesar kan bahwa membran sebagai adsorben biru larutan umpan 15-25 hingga ambang batas KEP51/MENLH Berdasarkan hasil SEM
ukuran pori sekitar bentuk asimetri, serta
usun dari selulosa.
Perlu dilakukan pengujian menggunakan TEM (Transmission Electrone Microscope) untuk mendapatkan informasi yang lebih mengenai ukuran, struktur pori, dan kekuatan tarik (tensile strength) guna mengetahui kemampuan mekanik mebran.
DAFTAR PUSTAKA
Arifin B. 2004. Optimasi Kondisi Asetilasi Selulosa Bakteri dari Nata de Coco. [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Andriansyah M. 2006. Sifat-sifat Membran yang Terbuat dari Sari Kulit Buah Nanas. [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Aprilia L. 2009. Preparasi Produk Nata de Pina dan Aplikasi Pengikatannya Terhadap Logam Kobalt (II). [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Baker RW. 2004. Membrane Technology and Applications. Ed ke-2. London: Wiley. [BPS] Biro Pusat Statistik. 2010. Produksi
Buah-buahan Indonesia. Jakarta. [terhubung berkala]. http://www. BPS.go.id. [16 Juli 2010].
Brocks TD. 1983. Membrane Filtration: A User’s Guide and Reference Manual. Madison: Science Tech.
Edward HS, Jhon AP, Marina HA. 2009. Kinerja Membran Reverse Osmosis Terhadap Rejeksi Sintetis. Jurnal Sains dan Teknologi8: 1-5.
Kaewprasit C, Hequet E, Abidi N, Gourlot JP. 1998. Quality measurements application of methylene blue adsorption to cotton fiber specific surface area measurment: Part I. Methodology. J of Cotton Science2: 164–173.
[KEP-51/MENLH/10/1995] Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup. Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri.
Krystynowicz A, Bielecki S. 2001. Biosynthesis of Bacterial Cellulose and Its Potential Application In the Different Industries. Polish Biotechnology. News. [terhubung berkala]. http://www.Biotechnolo gy-pl. com/ science/ krystynowicz. htm. [1 Juli 2010].
Lapuz MM, Gallerdo EG, Palo MA. 1967. The Nata Organism-Cultural
Requirements, Characteristics and Identify. The Phillipines Journal and Science 96:91-96.
Mulder M. 1996. Basic and Principles of Membrane Technology. London: Kluwer.
Osada Y, Nakagawa T. 1992. Membrane Science and Technology. New York: Marcel Dekker.
Pekny M R et al. 2002. Macrovoid pore formation in dry-cast cellulose acetate membranes: buoyancy studies. Journal of Membrane Science 205: 11–21.
Putri TPD. 2006. Ciri Membran Selulosa Berpori dari Sari Kulit Nanas. [Skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Rabbek JK. 1987. Experimental Method in Polymer Chemistry.Toronto: John Wiley and Sons.
[RSC] Royal Society of Chemistry. 1992.
The Dictionary of Substances and Their Effects.Vol 1. London: Clays.
Santoso I. 1993. The Utilization of Pineapple Peel for Nata Production. Sains dan Teknologi1:31-34.
Scott K, Hughes K. 1996. Industrial Membran Separation Technology.
London: Blackie Academic and Professionals.
Susanto T, Adhitia R, Yunianta. 2000. Pembuatan Nata de Pina dari Kulit Nanas Kajian dari Sumber Karbon dan Pengenceran Medium Fermentasi.
Teknologi Pertanian1:58-66.
Sutiani A. 1997. Biodegradasi poliblend poliistrena-pati. [Tesis]. Bandung: Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.
Timmer, Johannes M.K. 2001. Properties of nanofiltration membranes : model development and industrial application. Eindhoven : Technische Universiteit Eindhoven.
Tellu AT. 2008. Sifat kimia jenis-jenis rotan yang diperdagangkan di provinsi Sulawesi Tengah. Biodiversitas 9:108-111.
Toledo RT. 1991. Fundamentals of Food Processing Engineering. New York: Chapman and Hall.
Wenten IG. 1996. Teknologi Industrial Membran. Bandung: Departemen Teknik Kimia, Institut Teknologi Bandung. Wijana et al. 1991. Kulit nanas Mengandung
Asam Asetat yang Cukup Tinggi.
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Kulit Buah Nanas Segar
Filtrat
Larutan Sampel
Nata de Pina
Membran
Pengukuran Kinerja Membran
Pencirian Membran
Fluks Air
Rejeksi Membran
FTIR
SEM
Dicuci, dihancurkan, lalu disaring
Diencerkan dengan perbandingan 1:4 (filtrat:akuades), ditambahkan gula 7.5% (b/v) dan amonium sulfat sebanyak 0.5% (b/v)
Dididihkan lalu didinginkan semalam. Ditambahkan asam asetat glasial hingga mencapai pH 4.5 serta starter 10 % (b/v). Diinkubasi selama 5 hari.
Lampiran 2 Kurva standar biru metilen
Standar
Konsentrasi larutan biru metilen (ppm)
Absorbansi
1
1
0.178
2
2
0.346
3
4
0.679
4
6
1.016
5
8
1.343
Persamaan garis :
y
= 0.1666x + 0.0125
R²
= 1
y = 0.166x + 0. 012 R² = 1
0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 1,400
0 1 2 3 4 5 6 7 8
A
b
so
r
b
an
si
Lampiran 3 Data nilai fluks air
Tekanan 5 psi
waktu volume permeate(L) Rerata ( ) Fluks(L/m2.jam) Rerata ( )
(menit) (jam) 1 2 3 volume(L) 1 2 3 fluks(L/m2.jam)
5 0.08 0.0420 0.0390 0.0370 0.0393 70.00 65.00 61.67 65.56
10 0.17 0.0610 0.0390 0.0360 0.0453 50.83 32.50 30.00 37.78
15 0.25 0.0380 0.0378 0.0355 0.0371 21.11 21.00 19.72 20.61
20 0.33 0.0320 0.0375 0.0345 0.0347 13.33 15.63 14.38 14.45
25 0.42 0.0330 0.0390 0.0360 0.0360 11.00 13.00 12.00 12.00
30 0.50 0.0320 0.0450 0.0365 0.0378 8.89 12.50 10.14 10.51
35 0.58 0.0300 0.0440 0.0400 0.0380 7.14 10.48 9.52 9.05
40 0.67 0.0300 0.0415 0.0400 0.0372 6.25 8.65 8.33 7.74
45 0.75 0.0310 0.0420 0.0410 0.0380 5.74 7.78 7.59 7.04
50 0.83 0.0240 0.0410 0.0440 0.0363 4.00 6.83 7.33 6.05
55 0.92 0.0250 0.0350 0.0450 0.0350 3.79 5.30 6.82 5.30
60 1.00 0.0250 0.0320 0.0450 0.0340 3.47 4.44 6.25 4.72
Contoh perhitungan :
t
A
V
J
Dik
: A = 18 cm x 4 cm= 72 cm
2= 0.0072 m
2V = 0.0393 L
t = 0.08 jam
Dit
: J ?
Jawaban
:
=
.. × .
= 65.56 L/m
2
.jam
Keterangan:
J
: Fluks (L/m
2jam atm)
V
: Volume
permeate
(L)
t
: Waktu (jam)
A
: Luas Permukaan (m
2).
Tekanan 10 psi
waktu volume permeate(L) Rerata ( ) fluks(L/m2.jam) Rerata ( )
(menit) (jam) 1 2 3 volume(L) 1 2 3 fluks(L/m2.jam)
5 0.08 0.0060 0.0080 0.0015 0.0052 7.62 13.33 2.50 7.82
10 0.17 0.0044 0.0090 0.0040 0.0058 2.79 7.50 3.33 4.54
15 0.25 0.0042 0.0080 0.0023 0.0047 1.78 4.17 1.28 2.41
20 0.33 0.0062 0.0080 0.0058 0.0067 1.97 3.33 2.42 2.57
25 0.42 0.0066 0.0100 0.0065 0.0077 1.68 3.33 2.17 2.39
30 0.50 0.0062 0.0100 0.0054 0.0072 1.31 2.78 1.50 1.86
35 0.58 0.0062 0.0110 0.0063 0.0078 1.12 2.62 1.50 1.75
40 0.67 0.0060 0.0098 0.0050 0.0069 0.95 2.04 1.04 1.34
45 0.75 0.0052 0.0110 0.0054 0.0072 0.73 2.04 1.00 1.26
50 0.83 0.0052 0.0102 0.0045 0.0066 0.66 1.70 0.75 1.04
55 0.92 0.0058 0.0087 0.0050 0.0065 0.67 1.32 0.76 0.92
60 1.00 0.0064 0.0090 0.0052 0.0069 0.68 1.25 0.72 0.88
Contoh perhitungan :
5 menit
t
A
V
J
Dik
: A = 18 cm x 4 cm = 72 cm
2= 0.0072 m
2V = 0.0052 L
t = 0.08 jam
Dit
: J ?
Jawaban
:
=
.. × .
= 7.82 L/m
2
.jam
Keterangan:
J
: Fluks (L/m
2jam atm)
V
: Volume
permeate
(L)
t
: Waktu (jam)
A
: Luas Permukaan (m
2).
Lampiran 4 Data pengamatan rerata rejeksi membran
Waktu Absorbansi permeat Konsentrasi akhir larutan biru metilen (ppm) Indeks rejeksi (%)
(menit) (jam) 15 ppm 20 ppm 25 ppm 15 ppm 20 ppm 25 ppm 15 ppm 20 ppm 25 ppm
5 0.08 0.259 0.074 0.228 1.477 0.369 1.2935 90.16 98.15 95.07
10 0.17 0.235 0.053 0.295 1.336 0.243 1.696 91.10 98.78 91.88
15 0.25 0.101 0.079 0.138 0.528 0.399 0.753 96.48 98.00 96.75
20 0.33 0.109 0.082 0.149 0.578 0.417 0.819 96.15 97.91 97.02
25 0.42 0.125 0.127 0.111 0.675 0.687 0.591 95.50 96.56 97.35
30 0.50 0.089 0.0985 0.108 0.459 0.516 0.573 96.94 97.42 97.57
35 0.58 0.134 0.122 0.177 0.725 0.657 0.987 95.17 96.71 95.78
40 0.67 0.130 0.1525 0.1485 0.704 0.84 0.816 95.31 95.80 96.25
45 0.75 0.168 0.1565 0.045 0.930 0.864 0.195 93.80 95.68 98.8
50 0.83 0.178 0.1675 0.2405 0.990 0.93 1.369 93.40 95.35 91.21
55 0.92 0.201 0.185 0.173 1.128 1.035 0.963 92.48 94.82 95.91
60 1.00 0.223 0.1795 0.177 1.261 1.002 0.987 91.60 94.99 95.76
Contoh perhitungan :
5 menit 15 ppm
Nilai rejeksi= 1-
CpCf
×100%
Dik: Cp
= 1.477 ppm
Cf
= 15 ppm
Dit: indeks rejeksi (%) ?
Jwb:
Nilai rejeksi = 1
−
.× 100%
= 90.16 %
16
Keterangan:
Lampiran 5 Hasil FTIR selulosa murni
WULANAWATI dan SRI MULIJANI.
Berbagai pengolahan buah nanas pada kehidupan sehari-hari menimbulkan
masalah lingkungan, yaitu menumpuknya limbah kulit buah nanas. Limbah kulit
buah nanas dapat dimanfaatkan lebih lanjut menjadi selulosa mikrobial (
nata de
pina
) yang dihasilkan dari mikroorganisme
Acetobacter xylinum
. Aplikasi
selulosa mikrobial sebagai membran merupakan cara alternatif pembuatan
membran. Membran optimum pada tekanan 5 psi yang merupakan ketahanan
membran menghasilkan nilai fluks 4.72-65.56 L/m
2.jam. Hasil rejeksi membran
terhadap larutan biru metilena 82.37-98.87 % menggambarkan bahwa membran
mampu mengadsorpsi biru metilena yang dilewatkan. Berdasarkan hasil analisis
Fourier transform infrared
serta
scanning electrone microscope
diketahui
membran tersusun dari selulosa, dengan jenis asimetri, dan memiliki ukuran pori
20-50 nm sebagai membran ultrafiltrasi.
Kata kunci: Membran Selulosa, Kulit buah nanas,
Acetobacter xylinum,
Biru
Metilena.
ABSTRACT
ARIE MEGHA RUKHMANA
.
Cellulose Membranes Made from Pineapple Piles
for Textile Dye Adsorbent Methylene Blue. Supervised
by
ARMI
WULANAWATI
and
SRI MULIJANI
.
Treatment of various fruit pineapple in daily life created a problem of the
environment, such as build up of peel waste. The waste could be transformed
further to microbial cellulose (
nata de pina
) by using microorganisms
Acetobacter
xylinum
. The application of microbial cellulose produced flux of 4.72-65.56
L/m
2.h. The rejection membrane of methylene blue was 90 - 98 %, meaning that
the membrane was able to adsorb methylene blue. Based on analysis using
Fourier transform infrared
and
scanning electrone microscope
the membrane
composed of cellulose, with the type of asymmetry, and has pore size 20-50 nm as
ultrafiltration membrane.
PENDAHULUAN
Data Biro Pusat Statistik (2010) me-nyatakan bahwa produksi buah nanas di Indonesia pada tahun 2009 mencapai 1.558.049 ton. Sebagai komoditi hortikultura, buah nanas diolah menjadi berbagai macam produk seperti selai, sirup, sari buah, nektar serta buah dalam botol atau kaleng. Berbagai macam pengolahan tersebut menimbulkan limbah kulit yang belum banyak dimanfaat-kan, atau relatif hanya dibuang, sehingga menimbulkan masalah bagi lingkungan.
Larutan atau media yang mengandung glukosa dapat dijadikan selulosa dari proses sintesis dengan bakteri (selulosa mikrobial) (Lapuz et al.1967). Selain itu, Yoshinaga et al. (1997) menyatakan bahwa selulosa mikrobial seperti nata de coco mempunyai kekhasan sifat struktural dan fisikokimiawi dibandingkan selulosa kayu. Pada buah nanas terdapat kandungan glukosa atau dalam bentuk polisakarida yaitu karbohidrat. Hal tersebut memberikan peluang untuk kulit buah nanas dapat disintesis menjadi selulosa mikrobial (nata de pina) sebagai upaya pemanfaatan dalam peningkatan kualitasnya. Pada umumnya membran selulosa mikrobial yang telah dikembangkan dapat digunakan sebagai bahan penyaring, membran diafragma pengeras suara, produk-produk perawatan luka, serat tekstil, dan bahan makanan tambahan pada makanan fungsional.
Limbah cair merupakan masalah utama dalam pengendalian dampak lingkungan industri tekstil. Masuknya limbah cair zat warna ke perairan mengakibatkan karakter fisik dan kimia dari sumber air berubah. Zat warna yang biasa digunakan diantaranya biru metilena, rhodamin B, poceau, dan lain-lain. Biru metilena banyak digunakan pada pewarna kain katun dan wol. Dosis tinggi dari biru metilena dapat menyebabkan mual, muntah, nyeri pada perut dan dada, sakit kepala, keringat berlebihan, serta hipertensi (RSC 1992). Berdasarkan KEP51/MENLH/ 10/1995 batas ambang maksimum biru metilen pada lingkungan sebesar 5 ppm.
Pengolahan limbah cair dalam proses produksi dimaksudkan untuk meminimalisasi volume, konsentrasi, dan toksisitas limbah dengan menghilangkan atau menurunkan bahan pencemar yang terkandung di dalamnya sehingga limbah cair memenuhi syarat untuk dapat dibuang sesuai dengan baku mutu yang ditetapkan. Pada umumnya pengolahan limbah cair yang dilakukan oleh
pabrik tekstil yaitu dengan koagulasi (penggumpalan) yang diikuti adsorpsi bahan pencemar dengan melewatkan air limbah melalui zeolit, lumpur aktif, atau arang aktif. Menurut Kaewprasit et al. (1998), bahan-bahan tersebut dapat digunakan sebagai adsorben limbah cair biru metilena.
Proses pemisahan dengan menggunakan membran merupakan salah satu proses pemisahan alternatif yang efektif karena terjadi penghematan energi. Proses pemisahan dilakukan pada suhu kamar, ramah lingkungan, bersifat modular serta kompak sehingga mudah dikembangkan dengan tidak menggunakan tempat yang luas (Wenten 1996).
Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Andriansyah (2006) diperoleh bahwa komposisi bahan kulit buah nanas dengan air dan gula (1:4, 7.5% b/v) membentuk nata de pina dengan ketebalan ± 5mm. Selain itu, Putri (2006) menyatakan bahwa membran selulosa mikrobial dari nata de pinatermasuk mikrofiltrasi berdasarkan nilai fluks air sebesar lebih dari 50 L/m2.jam serta ukuran pori dalam kisaran 0.1-10.0 µm. Dengan demikian penelitian ini dilakukan dengan tujuan membuat limbah kulit buah nanas menjadi membran selulosa atau nata de pina
dan menguji kinerjanya sebagai adsorben (penjerap) zat warna tekstil biru metilena.
TINJAUAN PUSTAKA
Tanaman nanas
Tanaman nanas (Ananas comosus)
merupakan tanaman yang berasal dari Amerika Selatan dan Hindia Barat. Tanaman ini termasuk divisi Plantae, sub divisi
Spermatophyta, kelas Monocotyledone, ordo
Faranosae, famili Broelioceae, genus Ananas, dan spesies Ananas comossu.
Berdasarkan kandungan nutriennya, kulit buah nanas (Gambar 1) mengandung karbohidrat dan gula yang cukup tinggi. Menurut Wijana et al. (1991) kulit buah nanas mengandung 81.72 % air; 20.87 % serat kasar; 17.53 % karbohidrat; 4.41 % protein; dan 13.65 % gula reduksi.
Selulosa Bakterial
Selulosa (Gambar 2) adalah polisakarida
yang berasal dari residu β–D–glukosa yang tergabung dalam rantai linear.
Gambar 2 Struktur selulosa (Tellu 2008).
Selulosa mikrobial merupakan salah satu produk metabolit dari mikroorganisme genus
Acetobacter, Agrobacterium, Rhizobium,
Sarcina, dan Valonia. Penghasil selulosa yang paling efisien adalah Acetobacter xylinum, yang akhir-akhir ini diklasifikasi ulang sebagai Gluconacetobacter xylinus (G. xylinus). Acetobacter xylinum merupakan bakteri gram negatif, aerobik, berbentuk batang, tidak membentuk spora, dan non motil. Acetobacter xylinum memiliki sifat sensitif terhadap perubahan sifat fisik dan kimia lingkungannya dan ini akan berpengaruh terhadap nata yang dihasilkan (Lapuz et al.1967).
Bila mikroba ini ditumbuhkan pada media yang mengandung gula, organisme ini dapat mengubah 19 persen gula menjadi selulosa. Selulosa yang dikeluarkan ke dalam media itu berupa benang-benang yang membentuk jalinan yang terus menebal menjadi lapisan nata. Selulosa yang disintesis oleh Acetobacter xylinum dapat dihasilkan pada media statis maupun media dengan pengadukan. Setelah pemurnian dan pengeringan serat selulosa mikrobial akan mempunyai penampakan yang sama dengan kertas perkamen dengan ketebalan antara 0.01–0.5 mm (Krystynowicz & Bielecki 2001).
Pertumbuhan bakteri nata pada media cair yang mengandung glukosa, yaitu berupa timbulnya kekeruhan setelah inkubasi selama 24 jam pada suhu kamar (Lapuz et al.1967). Setelah 36–48 jam suatu lapisan tembus cahaya mulai terbentuk di permukaan media dan secara bertahap akan menebal membentuk lapisan yang kompleks. Nata yang terbentuk dapat mencapai tebal lebih dari 5 cm dalam waktu satu bulan. Aktivitas pembentukan natahanya terjadi pada kisaran pH antara 3.5–7.5, kualitas nata terbaik dicapai pada pH 5.0 dan 5.5 selama 1 minggu.
Pertumbuhan Acetobacter xylinum
dipengaruhi oleh faktor-faktor antara lain pH,
suhu, sumber nitrogen, dan sumber karbon (Lapuz et al. 1967). Faktor lain yang berpengaruh terhadap hasil nata adalah wadah fermentasi. Untuk efisiensi dan efektifitas hasil nata serta mempertinggi rendemen, lebih baik digunakan wadah dengan luas permukaan yang relatif besar. Hal ini disebabkan karena pada kondisi yang demikian ini pertukaran oksigen dapat berlangsung dengan baik.
Membran
Membran merupakan fase permeabel atau semi permeabel yang biasanya berupa padatan polimer tipis yang menahan pergerakan bahan tertentu. Fase ini merupakan pembatas antara umpan yang akan dipisahkan dan produk, yang mengontrol laju relatif perpindahan bahan tertentu melalui pembatas tersebut. Di satu sisi, pemisahan menghasilkan satu produk yang telah hilang komponen tertentunya kemudian komponen yang terpisah tersebut bergabung menjadi semakin pekat membentuk suatu produk sendiri (Scott dan Hughes 1996).
Pada umumnya materi membran dapat diklasifikasikan ke dalam tiga jenis, yaitu polimer sintetis; produk alami termodifikasi yang berbahan dasar selulosa; berbahan dasar keramik, dan logam. Agar efektif dalam pemisahan, membran seharusnya memiliki sifat-sifat seperti ketahanan kimia, stabilitas mekanik, stabilitas termal, permeabilitas tinggi, selektivitas tinggi (Scott dan Hughes 1996). Berdasarkan penelitian yang pernah dilakukan oleh Putri (2006), membran selulosa dari kulit buah nanas termasuk dalam kelompok mikrofiltrasi.
Menurut Toledo (1991), filtrasi membran dibagi menjadi dua bagian, yaitu filtrasi partikel konvensional atau dead-end filtration
(Gambar 3a) dan proses filtrasi membran atau
cross-flow filtration (Gambar 3b). Sistem
dead-end, larutan umpan dialirkan secara tegak lurus terhadap membran, akibatnya terjadi peningkatan konsentrasi komponen-komponen yang tertahan pada permukaan membran sehingga terjadi penurunan laju permeate (zat yang dapat dialirkan melalui membran) yang melalui membran. Sedangkan pada sistem cross-flow, aliran umpan sejajar dengan membran sehingga
fouling dapat dikurangi. Di dalam modul membran aliran umpan dipisahkan menjadi dua aliran, yaitu aliran permeate dan aliran
(a) (b)
Gambar 3 Skema modul operasi dasar (a)
dead-end(b) cross-flow
Metilena Biru
Biru metilena (Gambar 4) digunakan sebagai pewarna dalam bakteriologi, sebagai reagen analitis, indikator oksidasi -reduksi, antimetemoglobin, antidote sianida, dan sebagai antiseptik. Biru metilena juga dikenal dengan nama fenotiazin-5- ium, 3,7-bis (dimetilamino)-klorida; C.I. Basic Blue 9 Sandocryl Blue BRL; tetrametiltionin klorida; dan Yamamoto Methylene Blue ZF C.I 52015. Dosis tinggi dari biru metilena dapat menyebabkan mual, muntah, nyeri pada mulut dan dada, sakit kepala, keringat berlebihan, dan hipertensi (RSC 1992).
Interaksi biru metilena dengan air akan menghasilkan ion dari biru metilena yang bermuatan positif. Kation yang dihasilkan akan berinteraksi dengan adsorben. Adanya interaksi antara ion dan adsorben akan menurunkan intensitas warna larutan. Biru metilena juga dikenal dengan beberapa merek dagang antara lain urolene blue dan aniline violet. Biru metilena memiliki rumus molekul C16H18ClN3S. Metilena biru memiliki bobot
molekul 373.9×10-3 kg mol-1 (Kaewprasit et al.1998).
Gambar 4 Struktur kation biru metilena
Uji Kinerja Membran
Pengujian kinerja membran dalam penelitian ini ditinjau dari pengukuran fluks air dan indeks rejeksi. Menurut Mulder (1996), fluks ialah jumlah volume permeat yang melewati satu satuan luas membran dalam waktu tertentu dengan adanya gaya dorong dalam hal ini tekanan. Tekanan
sebagai gaya dorong (ΔP) yang diberikan
pada beberapa jenis proses membran akan menghasilkan nilai fluks yang berbeda-beda pula. Proses membran mikrofiltrasi membutuhkan tekanan sekitar 0.1–2.0 bar
dan memiliki kisaran nilai fluks > 50 (L/m2 jam).
Perbandingan antara bagian yang tertahan dengan bagian yang dapat melewati membran disebut sebagai rejeksi (Baker 2004). Menurut Mulder (1996) rejeksi berhubungan dengan selektivitas membran, yaitu suatu ukuran kemampuan untuk menahan spesi tertentu.
Pencirian Membran
Pencirian, desain, dan aspek teknik kimia merupakan beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam kinerja membran. Menurut Brocks (1983), Osada & Nakagawa (1992), dan Wenten (1996), karakteristik membran terdiri dari bentuk struktur, ukuran pori, sifat fisik, mekanik, serta kimia membran. Pencirian membran dapat dilakukan dengan pengamatan menggunakan
scanning electrone microscope (SEM) dan spektrofotometer fourier transform infrared
(FTIR).
Scanning electrone microscope (SEM) ialah alat deteksi tinggi untuk melihat objek pada skala yang sangat kecil. Pengamatan menggunakan mikroskop elektron ini bisa menghasilkan beberapa informasi di antaranya topografi (permukaan objek) dan morfologi (pengamatan bentuk dan ukuran partikel penyusun objek) (Sutiani 1997).
Pencirian dengan menggunakan spektrofotometer FTIR bertujuan untuk mengidentifikasi senyawa yang ada dalam membran nata de pina, yaitu selulosa. Dengan pengujian ini sejumlah besar senyawa yang telah diketahui mengandung suatu gugus fungsi akan dapat dibuat serapan inframerah yang dikaitkan dengan gugus fungsi dan dapat juga ditaksir daerah frekuensi pada setiap serapan yang muncul. Spektrofotometer FTIR memiliki berbagai keunggulan khusus, diantaranya ialah dapat mendeteksi sinyal yang lemah, dapat menganalisis sampel pada konsentrasi yang sangat rendah, serta dapat digunakan untuk mempelajari daerah bilangan gelombang antara 950 dan 1500 cm-1 untuk senyawa dalam bentuk larutan (Rabbek 1987).
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan adalah neraca analitik, wadah fermentasi, vakum dan corong Buchner, pemanas, alat-alat kaca, kertas steril, karet pengikat, kertas pH, alat penyaring cross-flow, spektrofotometer
Permeat
Umpan
Permeat
Fourier transform infrared (FTIR) Bruker Tensor 27, dan Scanning Electrone Microscope(SEM) JEOL JSM-836OLA.
Bahan-bahan yang digunakan adalah kulit buah nanas, starter(bakteri Acetobacter xylinum), asam asetat teknis dan glasial, amonium sulfat, natrium hidroksida (NaOH) teknis, akuades, sukrosa, kertas saring dan larutan umpan (biru metilen).
Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan meliputi pembuatan membran selulosa, pengukuran kinerja membran, serta pencirian membran yang dapat dilihat pada bagan alir (Lampiran 1).
Pembuatan Membran Selulosa Mikrobial (Andriansyah 2006)
Kulit buah nanas dibersihkan terlebih dahulu dan dicuci, kemudian dihancurkan dengan blenderhingga didapatkan sari buah, lalu disaring dengan menggunakan vakum. Setelah itu, filtrat diencerkan menggunakan akuades dengan perbandingan 1:4 (filtrat:akuades).
Filtrat kulit buah nanas yang telah diencerkan, ditambahkan dengan sukrosa sebanyak 7.5% (b/v) dan amonium sulfat sebanyak 0.5% (b/v), kemudian larutan tersebut direbus hingga mendidih. Larutan media yang telah mendidih didiamkan terlebih dahulu dalam suhu ruang barulah dituangkan ke wadah fermentasi yang telah disiapkan, kemudian pH media dibaca dengan menggunakan indikator pH universal dan diatur pH-nya menjadi 4.5 dengan penambahan asam asetat glasial, lalu media ditutup dengan kertas steril dan diikat dengan karet.
Larutan media dibiarkan selama satu malam, keesokan harinya kertas steril dibuka sebagian, sebanyak 10% (v/v) Acetobacter xylinum.dimasukkan ke dalam media. Media ditutup kembali dengan rapat dan diinkubasi selama ± 5 hari hingga diperoleh nata de pina. Nata de pina direndam dalam larutan NaOH 1% (b/v) pada suhu kamar selama 24 jam, kemudian dinetralkan dengan perendaman menggunakan asam asetat 1% (v/v) selama 24 jam. Selanjutnya produk dicuci beberapa kali dengan air.
Nata dimasukan ke dalam corong
Buchner untuk mengeluarkan air yang ada dalam nata dengan bantuan vakum hingga diperoleh lembaran membran tipis.
Pengukuran Kinerja Membran
Fluks Air (Putri 2006)
Sampel membran dibentuk sesuai dengan bentuk dan ukuran modul membran. Membran dimasukan ke dalam modul alat saring cross flow. Kemudian larutan umpan dialirkan lalu tekanannya diatur (5 psi dan10 psi) untuk mendapatkan hasil yang optimum.
= ×
Keterangan:
J : Fluks (L/m2 jam atm) V : Volume permeate (L) t : Waktu (jam)
A : Luas permukaan (m2)
Rejeksi Nilai
Larutan biru metilena 500 ppm digunakan sebagai larutan umpan stok warna. Analisis untuk biru metilena dalam volume permeat menggunakan spektrofotometer UV– Vis pada panjang gelombang 652 nm yang sebelumnya telah dibuat kurva standar biru metilena pada Lampiran 2. Persen rejeksi biru metilena dihitung dari perbandingan antara konsentrasi permeat (Cp) dan umpan
(Cf), sebagai berikut (Baker 2004).
Nilai rejeksi = 1− Cp
Cf × 100%
Keterangan:
Cp : Konsentrasi permeat (ppm) Cf : Konsentrasi larutan umpan (ppm)
Pencirian Membran
Fourier Transform Infrared(FTIR)
Produk nata (lembaran) berukuran 2×2 cm dijepit dengan pinset, lalu diletakkan di dalam tempat contoh dan dimasukkan ke dalam instrumen FTIR. Lampu dinyalakan tepat mengenai contoh dengan bilangan gelombang 450–4000 cm-1(Aprilia 2009).
Scanning Electrone Microscope(SEM)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Nata de Pina
[image:31.612.163.277.235.301.2]Pembuatan nata de pina (Gambar 5) menggunakan starter dalam proses fermentasi yaitu bakteri Acetobacter xylinum. (A.xylinum) yang ditambahkan amonium sulfat sebagai sumber nitrogen (N) dan sukrosa sebagai sumber karbon (C) untuk pertumbuhan. Bakteri tersebut akan tumbuh dalam media cair yang mengandung gula sehingga menghasilkan asam asetat serta lapisan putih (nata) di permukaan media cair tersebut.
Gambar 5 Nata de pina.
Pembentukan nata terjadi karena proses pengambilan glukosa dari larutan media, gula atau medium yang mengandung glukosa oleh sel–sel A. Xylinum (Andriansyah 2005). Kemudian glukosa tersebut digabungkan dengan asam lemak membentuk prekursor pada membran sel. Prekursor ini selanjutnya dikeluarkan dalam bentuk ekskresi dan ber-sama enzim mempolimerisasikan glukosa menjadi selulosa di luar sel (Susanto et al.
2000) dalam Andriansyah (2006). Menurut Arifin (2004) mekanisme sintesis glukosa menjadi selulosa adalah sebagai berikut:
Gambar 6 Tahapan polimerisasi glukosa menjadi selulosa.
Membran selulosa
Membran merupakan fase permeabel atau semipermeabel yang biasanya berupa padatan polimer tipis yang menahan pergerakan bahan tertentu. Fase ini me-rupakan pembatas antara umpan yang akan dipisahkan dan produk, yang mengendalikan laju relatif perpindahan bahan tertentu melalui pembatas tersebut. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Putri (2006), membran selulosa dari kulit buah nanas termasuk dalam kelompok mikrofiltrasi.
Membran dibentuk dari membran selulosa hasil fermentasi bakteri (nata) berbahan dasar kulit buah nanas. Membran tersebut hasil merserasi nata de pina dengan perendaman NaOH 1% b/v selama 24 jam kemudian direndam lagi dengan CH3COOH
1% v/v selama 24 jam untuk penetralan. Perendaman dengan NaOH merupakan proses merserasi sehingga meningkatkan aksesbilitas nata (Arifin 2004), dan di-lanjutkan pencucian dengan air agar didapat kondisi netral. Sehubungan dengan itu, di-harapkan akan meningkatkan kemampuannya untuk menjerap zat warna sebagai adsorbat. Selanjutnya membran dikeringkan dengan menyaring mengunakan vakum dan dibiar-kan pada suhu kamar (Gambar 7a). Langkah tersebut dilakukan untuk mengurangi tingkat kerapuhan membran. Apabila membran dikeringkan dengan panas matahari (Gambar 7b) maka akan membuat membran rusak sebelum digunakan untuk aplikasi.
[image:31.612.106.314.448.676.2](a) (b)
Gambar 7 Membran dengan pengeringan pada (a) suhu kamar dan (b) panas matahari.
[image:31.612.332.505.461.562.2]Gambar 8 Ilustrasi proses selulosa (Arifin 20 Penyempitan antara selulosa dampak pengeringan terhadap dapat terbentuk membran selul Membran tersebut akan mampu senyawa lain antara lapisan karena proses merserasi memutu air yang banyak terdapat antara tersebut
.
Fluks Pada Membr
Fluks merupakan laju yang melewati penampa (Edwardet al.2009). Fluks me-ngukur waktu yang diperlukan unt nampung permeat dalam volume Pada umumnya nilai f hubungan langsung dengan te yaitu fluks akan meningkat adanya peningkatan tekanan 2009). Namun, hal ini tida membran selulosa mikrobial material ini tidak tahan terhada bakteri, dan suhu yang ekstrim 2001).
Pengujian terhadap hal terse dari nilai fluks pada membra mikrobial ini menggunakan vari psi dan 10 psi (Lampiran Gambar 9 diperoleh bahwa memiliki nilai laju alir air atau tinggi sebesar 65.56 L/m2.jam air tekanan 10 psi sebesar sehingga tekanan 5 psi merupaka yang lebih optimum. Selain itu, antara waktu dengan besar berbanding terbalik yaitu sema waktu dilakukan pengukuran semakin rendah nilai fluks terhadap membran.
proses penyempitan selulosa (Arifin 2004).
selulosa terjadi sebagai terhadap nata sehingga membran selulosa kering. akan mampu menjerap lapisan selulosanya merserasi memutuskan ikatan dapat antara selulosa
Fluks Pada Membran
merupakan laju volume fluida penampang membran
Fluks didapatkan dari diperlukan untuk me-dalam volume tertentu.
nilai fluks memiliki dengan tekanan umpan, meningkat seiring dengan tekanan (Edward et