PENINGKATAN PERFORMANSI MEMBRAN SELULOSA
ASETAT DENGAN PENAMBAHAN ZEOLIT ALAM UJONG
PANCU, KABUPATEN ACEH BESAR PADA PEMISAHAN
CAMPURAN ETANOL-AIR SECARA PERVAPORASI
DISERTASI
OLEH NASRUN 088103007/KIM
PROGRAM DOKTOR ILMU KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENINGKATAN PERFORMANSI MEMBRAN SELULOSA
ASETAT DENGAN PENAMBAHAN ZEOLIT ALAM UJONG
PANCU, KABUPATEN ACEH BESAR PADA PEMISAHAN
CAMPURAN ETANOL-AIR SECARA PERVAPORASI
DISERTASI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor dalam Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
OLEH
NASRUN 088103007/KIM
PROGRAM DOKTOR ILMU KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
LEMBARAN PENGESAHAN DISERTASI
Judul Disertasi : PENINGKATAN PERFORMANSI MEMBRAN SELULOSA ASETAT DENGAN PENAMBAHAN ZEOLIT ALAM UJONG PANCU, KABUPATEN ACEH BESAR PADA PEMISAHAN
CAMPURAN ETANOL-AIR SECARA PERVAPORASI
Nama : NASRUN Nomor Pokok : 088103007 Program Studi : Ilmu Kimia
Menyetujui: Komisi Pembimbing
Promotor
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, PhD
Dr. Ir. Tjahjono Herawan, MSc.
Co-Promotor Co-Promotor Prof. Dr. Tamrin, MSc.
Ketua Program Studi S3 Kimia Dekan FMIPA USU
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, PhD Dr. Sutarman, MSc.
Promotor
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, PhD Guru Besar Bidang Kimia Polimer
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Co – Promotor
Dr. Ir. Tjahjono Herawan, MSc.
Chemical Engineer
Pusat Penelitian Kelapa Sawit
Co – Promotor
Prof. Dr. Tamrin, MSc.
Guru Besar Bidang Ilmu Kimia Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Telah diuji pada tanggal: 11 Juli 2012
Panitia Penguji Disertasi
Ketua : Prof. Basuki Wirjosentono, MS, PhD Anggota : 1. Dr. Ir. Tjahjono Herawan, MSc. 2. Prof. Dr. Tamrin, MSc.
3. Prof. Dr. Harlem Marpaung 4. Eddiyanto, PhD
PERNYATAAN ORISINALITAS
Disertasi ini adalah karya penulis sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun yang dirujuk telah penulis nyatakan dengan benar.
Nama : Nasrun
Tahun 2004 – 2009 sebagai Kepala Laboratorium Teknik Kimia di Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Malikussaleh, Aceh Utara. Tahun 2006 – sekarang sebagai Lektor dalam mata kuliah Operasi Teknik
5. Ananda tersayang, Maghfirah Anastamia Mariska dan Salsabila Anastamia Marshanda adalah pemicu motivasi penulis dalam menyelesaikan disertasi ini.
6. Ayahanda Ibrahim Abdullah (Alm) dan ibunda Fatimah Abdullah yang telah membesarkan dan memberikan kasih sayang yang tak terhingga baik moril maupun materil kepada penulis.
7. Ayah mertua M. Yunus Hasyim (Alm) dan ibu mertua Nurmala Budiman (Almh) yang selalu menyayangi penulis selama penulis hidup bersama mereka.
8. Meriatna, ST, MT, selaku Kepala Laboratorium Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Malikussaleh yang telah memberikan fasilitas dalam pelaksanaan penelitian.
9. Prof. Perdamean Sebayang, Laboratorium Fisika LIPI, dan Bapak Juju Jumbawan, staf Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi dan Kelautan (PPPGL) yang telah membantu penulis dalam analisa EDS
dan SEM.
Semoga Allah SWT menerima amal dan selalu melimpahkan rahmatNya kepada kita semua.
Medan, Juli 2012
4.1 Preparasi dan Karakteristik Zeolit Sebagai Pengisi Membran 39
4.2 Percobaan Pervaporasi 42
4.2.1 Fluks Permeasi 43
4.2.2 Pengaruh Derajat Pengembangan (Degree of Swelling), (Ds) terhadap Fluks Permeasi Total (J) 47
4.2.3 Selektifitas Membran 50
4.2.4 Pengaruh Derajat Pengembangan (Degree of Swelling), (Ds) terhadap Selektifitas Membran (α) 55
4.2.5 Karakterisasi Membran 56
4.3 Pengaruh Penambahan Zeolit Alam Ujong Pancu ke dalam Selulosa Asetat terhadap Performansi Membran 63
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 66
5.1 Kesimpulan 66
5.2 Saran 66
DAFTAR PUSTAKA 68
B.20 Berat permeat, m (g) pada aplikasi membran M4 85
B.21 Berat permeat, m (g) pada aplikasi membran M5 85
B.22 Berat permeat, m (g) pada aplikasi membran M5’ 85
B.23 Berat permeat, m (g) pada aplikasi membran M6 86
B.24 Berat permeat, m (g) pada aplikasi membran M7 86
C.1 Komposisi dope bila larutan total = 50 g dan massa CA = 7,5 g 87
C.2 Tebal rata-rata membran 88
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
A KALIBRASI KROMATOGRAFI GAS 75
A.1 Kalibrasi Kromatografi Gas (GC) terhadap Campuran Etanol-Air 75
B DATA PERCOBAAN 77
B.1 Pengukuran Tebal Membran 77
B.2 Analisa Kromatografi Gas 78
B.3 Percobaan Sorpsi 81
B.4 Berat Permeat pada Aplikasi Berbagai Jenis Membran dan Konsentrasi 84 C PERHITUNGAN 87
C.1 Komposisi Dope 87
C.2 Tebal Membran 88
C.3 Selektifitas Membran (α) 88
C.4 Fluks Permeasi (J) 89
C.5 Permeabilitas Membran (P) 90
C.6 Derajat Swelling Membran (Ds) 91
C.7 Konsentrasi Etanol yang Dihasilkan 91
D HASIL PERHITUNGAN 94
D.1 Hasil Perhitungan pada Pervaporasi 94
E FOTO PERALATAN PERCOBAAN 96
DAFTAR SINGKATAN
CA Cellulose Acetate
EDS Energy Dispersive Spectroscopy EtOH Etanol
GC Gas Chromatography HP High Pure
LIPI Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia M1 Membran selulosa asetat tanpa zeolit
M2 Membran selulosa asetat dengan 5 % w/w zeolit M3 Membran selulosa asetat dengan 10 % w/w zeolit M4 Membran selulosa asetat dengan 15 % w/w zeolit M5 Membran selulosa asetat dengan 20 % w/w zeolit M5’ Membran M5 yang diuji kestabilannya
M6 Membran selulosa asetat dengan 25 % w/w zeolit M7 Membran selulosa asetat dengan 30 % w/w zeolit PA Poliamida
PPPGL Pusat Penelitian Pengembangan Geologi Kelautan PVA Poli (vinil alkohol)
RO Reverse Osmosis
x tebal membran (m) 23
y bilangan tertentu 16
γ koefisien keaktifan 24
γ1 koefisien keaktifan pada sisi upstream 24
γ2 koefisien keaktifan pada sisi downstream 24
