PEMISAHA
Yusian
Jurusan T
Jl. Prof. Soed
Glukomanan merupaka glukosa dan manosa. G isolasi menggunakan b monomer-monomer gula kemurnian digunakan m pada eksperimen ini a konsentrasi umpan bar.KarakteristikKGMm perlu adanya penelitian ultrafiltrasi.
Kata kunci : ultrafiltras
Glucomannan is a polys glucose and mannose. G method using enzyme monomers glucose such and pureness of glucom potential of ultrafiltratio glucomannan solution u sulfon with pores 20 kd pressure 1 bar, 2 bar a 81.2 to 186 μm. The me show that the increase o higher for pressure 3 ba decrease with the increa flux is caused by fouling affect and polarization o
Keyword: Ultrafiltratio
HAN KONJAK GLUKOMANAN ME
MEMBRAN ULTRAFILTRASI
iana Dewi Afriyani, Anisah Nirmala, Nita Aryan
n Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Dipon
darto Tembalang Semarang 50239 Telp/Fax: (024
Abstrak
kan polisakarida dari jenis hemiselulosa yang terdiri . Glukomanan dapat diperoleh dari umbi porang (Amorp
bantuan enzim amylase dimana struktur pati dari b ula, yaitu galaktosa, glukosa dan manosa. Salah satu n metode pemisahan menggunakan membran ultrafiltra i adalah Poly eter Sulfon dengan ukuran pori 20 k 0.5 gr/L dan 1.5 gr/L dengan tekanan Mmenunjukkan bahwaKGMyangmemilikiuku
membranadalah11.87L/m2hbar dengantipe nbahwa peningkatantekananakan menurunkanflu tinggipada tekanan3bar dibandingkan1bardan 2ba rasi yang tinggi rejeksi membran menurun karena tra ks permeat yang rendahdisebabkan olehfoulingdan pol tian lebih lanjut mengenai pengaruhfoulingdanpolarisa
trasi; Glukomanan; Fluks; Rejeksi
Abstract
olysaccharide from hemicelulose variety that consist of e. Glucomannan can be produced from porang (Amorp
e amylase where carbohydrate structure from the m uch as galactose, glucose and mannose. One of the effo omannan can be used separation method using ultrafiltr ation membrane for purification glucomannan will be do
n using ultrafiltration membrane. The membrane used in kda. This research used feed concentration of 0.5 gr/L r and 3 bar. The characteristic of KGM showed that the membrane permeability is 11.87 L/m2 h bar with porou e of pressure will decrease the membrane flux. In additi bar than 1 bar and 2 bar. However at pressure of 2 a rease of concentration due to lower permeate mass tran ling and polarization of concentration. We suggest for th
n of membrane ultrafiltration.
tion; Glucomannan; Flux; Rejection
164
orphalus konjak) dengan metode ri bahan akan dipecah menjadi tu usaha peningkatan mutu dan ltrasi. Membran yang digunakan 0 kda. Penelitian menggunakan n 1 bar, 2 bar dan 3 ukuranpartikel81,2-membranassimetricberpori. fluksmembran. Selain itu, bar. Namun padatekanan2dan transfer massa permeat rendah. polarisasikonsentrasi.Saran kami risasikonsentrasi pada membran
Pendahuluan
Porang (Amorphophall berpotensi memiliki nilai ekono sebuah polisakarida yang terdiri β(1-4) (Kusmiyati, 2010). Gluk kertas dan kosmetika, karena ba tinggi. Mengingat pentingnya ap untuk meningkatkan mutu dan k konjak glukomanan (KGM).Seba dan pemurnian konjak glukoman molekul co-extracted, oligosaka 2006).
Ultrafiltrasi merupakan terlarut dengan berat molekul larutan.Metode ini menggunaka Ukuran dan bentuk molekul meru
Membran ultrafiltrasi m mengenai proses pemurnian KG dilakukan penelitian lebih lanjut memurnikan KGM. Dalam pene KGM dengan menggunakan lar KGM terhadap fluks dan rejeksi,
Dengan mempelajari fe menganalisa fouling yang terjad alternatif pemurnian KGM dari te
Metode Penelitian
Alat dan Bahan
Membran ultrafiltrasi yang dipak buatan NADIR filtration, Jerma dengan melarutkan tepung glukom
Gambar Rangkaian Alat
U m p a n
allus konjac/ konjak/iles-iles) merupakan jenis tan onomis yang tinggi, karena sebagian besar tanaman i iri dari ikatan D-mannosa dan D-glukosa dengan perba ukomanan merupakan suatu bahan pengemulsi (emulg bahan ini di dalam cairan akan membentuk gel yang aplikasi glukomanan dalam berbagai bidang tersebut, di n kualitas pemurnian umbi porang yang mempunyai n ebagai alternatif, membran ultrafiltrasi (UF) telah digun anan dari umbi porang. Membran ultrafiltrasi mampu karida kecil, monosakarida dan garam untuk memeka
an teknologi pemisahan menggunakan membran unt ul tinggi, bermacam koloid, mikroba sampai pada kan membran semi permeable untuk memisahkan m erupakan faktor penting dalam proses ultrafiltrasi (Muld
i merupakan alternatif metode pemurnian KGM dari um KGM dengan membran ultrafiltrasi masih sangat ter ut mengenai fenomena yang terjadi pada membran ultra nelitian ini, akan dilakukan analisis terhadap membran larutan model KGM untuk mengetahui pengaruh besa si, serta karakteristik fouling pada membran.
fenomena terjadi dalam proses pemisahan KGM deng jadi diharapkan dapat berguna bagi penerapan membra
i tepung konjak (umbi porang).
pakai memiliki spesifikasi: bahan membran PES; jenis an. Umpan yang digunakan adalah model larutan ko komanan dengan aquades pada berbagai konsentrasi.
P T a n g k i u m p a n
M o d u l m e m b ra n U F /R O
P re s s u re g a u g e
P P e rm e a t
R e te n ta t
P o m p a
V
165
anaman berbentuk umbi yang n ini mengandung glukomanan, bandingan rasio 1,6:1 dan ikatan ulgator) pada industri makanan, ng mempunyai viskositas cukup , diperlukan teknologi tepat guna i nilai jual yang rendah menjadi unakan dalam proses pemisahan u memisahkan polisakarida dari ekatkan larutan (Harasek et al.,ntuk memisahkan berbagai zat datan tersuspensi dalam suatu makromolekul dari larutannya.
lder, 1996).
umbi porang. Namun, informasi terbatas. Oleh karena itu, perlu trafiltrasi ketika digunakan untuk ran ultrafiltrasi untuk pemurnian esarnya tekanan dan konsentrasi
ngan membran ultrafiltrasi serta bran ultrafiltrasi sebagai metode
is flatsheet; ukuran pori 20 kDa; konjak glukomanan yang dibuat
P P re s s u re
g a u g e
Prosedur Kerja
Tahapan proses yang dil 1. Analisa pendahuluan ya
Serta
2. Analisa kinerja membr permeat larutan konjak fluks dan rejeksi membr
o Fluks membran
Dimana
o Rejeksi membr
% true 1
Dimana
Hasil dan Pembahasan
1. Struktur Morfologi Konjak G Untuk mengetahui ukura elektron (SEM). Dari hasil SEM
Dari gambar 2 terlihat bah 81,2-186 mikron, atau 20-200.00 membran. Ukuran partikel yang dan ada pula yang dapat menem menghalangi aliran permeat mene
2. Karakteristik Membran Ultra
Permeabilitas pada membra mengetahui kinerja awal membra
Gambar 1. Skematik Peralatan Ultrafiltrasi
dilakukan adalah:
yang meliputi karakteristik membran ultrafiltrasi dan k
bran ultrafiltrasi untuk pemisahan konjak glukoman ak glukomanan setiap interval waktu 5 menit selama
bran dengan rumus sebagai berikut:
ran
J : fluks (L/ m2h) Q : volume larutan (L) A : luas membran (m2) t : interval waktu (h) bran
100%
% R : % Rejeksi
Cp : konsentrasi permeat (gr/L) Cf : konsentrasi umpan (gr/L)
k Glukomanan (KGM)
uran partikel Konjak Glukomanan dilakukan analisa den M terhadap partikel Konjak Glukomanan didapatkan has
Gambar 2.Hasil SEM Partikel Konjak Glukomana
bahwa tiap partikel glukomanan mempunyai variasi uk .000 dalton. Variasi ukuran ini merupakan salah satu pen ng lebih besar dari ukuran pori membran akan terselek
embus pori pada permukaan membran namun tertahan enerobos membran (Baker, 2004).
ltrafiltrasi
bran ultrafiltrasi menggambarkan laju filtrasi (fluks) p bran, dilakukan pengujian terhadap membran ultrafiltras
166
n karakteristik konjak glukoman.anan dengan cara menampung a 2 jam, kemudian menghitung
dengan menggunakan mikroskop asil pada gambar 2:
anan
ukuran yang berbeda, mulai dari penyebab terjadinya fouling pada leksi dan tertahan di permukaan, an di lapisan sublayer sehingga
permeabilitas ini diperoleh denga 2003) yaitu 1, 2 dan 3 bar. Perm dilihat pada gambar 3:
Gambar 3. Pengukuran
Dari persamaan least Membran ultrafiltrasi mempunya data permeabilitas yang telah dih
3. Pengaruh Konsentrasi terhad
Gambar 4 menunjukkan pro pada konsentrasi umpan 1,5gr/L bahwa profil fluks dipengaruhi penurunan fluks. Semakin tingg larutan. Selain itu, konsentrasi ya viskositas larutan juga tinggi. V membran (Baker, 2004; Mulder, melewati membran dan terakum tertentu dapat menutup dan meny
Gambar 4. Profil
0 10 20 30 40 50
F
lu
k
s
(L
/m
2
h
)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
0 5 10 15
J/
Jo
ngan melakukan uji fluks membran dengan aquades pada ermeabilitas merupakan gradient pada kurva Fluks terh
an Fluks Aquades sebagai Fungsi TMP untuk Penentuan
st square gambar 3 didapat permeabilitas membran nyai nilai permeabilitas antara 10-50 L/m2jam bar (Mu
ihitung masuk dalam range permeabilitas membran ultr
adap Fluks Membran
profil fluks terhadap waktu pada variasi konsentrasi um /L lebih rendah dibandingkan dengan konsentrasi umpan hi oleh konsentrasi umpan dimana kenaikan konsentra ggi konsentrasi mengindikasikan semakin banyak jum yang semakin tinggi akan meningkatkan berat jenis laru . Viskositas yang tinggi dapat menurunkan difusivita
r, 1996; Pradanos et al., 1995). Transfer massa yang ren umulasi dipermukaan membran membentuk suatu lapis
nyumbat pori membran.
ofil Normalisasi Fluks Membran pada berbagai Konsentr
y = 11.87x + 9.3993
0 10 20 30 40 50
0 1 2 3
TMP (bar)
20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95t (menit)
167
ada berbagai tekanan (Yeh et al., rhadap TMP sebagaimana dapatan Permeabilitas Awal Membran
an sebesar 11,87 L/m2jam bar. Mulder, 1996), dengan demikian
ltrafiltrasi.
umpan. Profil normalisasi fluks an 0,5gr/L. Hal ini menunjukkan trasi umpan akan menyebabkan jumlah kandungan solute dalam arutan umpan yang menyebabkan itas atau transfer massa melalui endah menyebabkan larutan sulit pisan yang dalam jangka waktu
ntrasi pada Tekanan 1 Bar
95 100105110115120125130
konsentrasi 0.5gr/L
4. Rejeksi Konjak Glukom
Grafik
Persentase rejeksi suatu dilewatkan pada membran. Ga tekanan operasi. Pada larutan um diperoleh rejeksi total sugar s glukomanan 1,5 gr/L air pada 58,61%, 62,63% dan 74,01%. P tinggi tekanan yang diberikan rejeksi karena tekanan disebab menyebabkan berkurangnya uk 2010).
Perubahan konsentrasi la pada tekanan yang sama. Pada te 51,91% lebih kecil dibanding de pekat dibanding umpan dengan k semakin banyak glukomanan ya terjadi pada tekanan 2 bar dan 3 lebih besar dibanding saat konsen tinggi .Umpan dengan konsentra umpan akan menembus pori-po menembus membran bersama um
Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat di 1. Ukuran partikel KGM ber
merupakan salah satu penyeb 2. Pengukuran permeabilitas aw tersebut sesuai dengan rang Sedangkan, berdasarkan hasi 3. Fluks permeat dan persentas
operasi membran.
4. Semakin tinggi kenaikan ko yang tinggi akan menurunk disebabkan oleh fouling dan mengendap membentuk lapis
afik.5. Hubungan % Rejeksi versus Tekanan dan Konsen
atu membran dipengaruhi oleh perubahan tekanan serta Gambar 5, menunjukkan adanya peningkatan % rejeks
umpan dengan konsentrasi glukomanan 0,5 gr/L air dan r sebesar 51,91%, 68,57% dan 78,57%. Pada laruta
a tekanan 1 bar, 2bar dan 3 bar juga mengalami kena . Peningkatan tekanan umpan menyebabkan rejeksi glu an mengakibatkan glukomanan yang melewati membr
abkan oleh pemampatan (compaction) pada pori-pori ukuran pori membran karena terkompaksi, sehingga re
larutan umpan juga berpengaruh terhadap persentase re a tekanan yang sama sebesar 1 bar, persentase rejeksi p dengan konsentrasi 1,5 gr/L yaitu 58,61%. Umpan den n konsentrasi 0,5gr/L sehingga ketika umpan tersebut di yang tertahan pada permukaan membran. Namun demi 3 bar. Pada tekanan 2 bar, persentase rejeksi untuk ko sentrasi 1,5gr yaitu 62,63%. Hal ini disebabkan karena a ntrasi yang tinggi didorong melalui membran dengan
pori membran lebih cepat dan gula yang berada pa umpan (Kaliapan, dkk, 2005).
t disimpulkan:
erdasarkan hasil SEM adalah 81,2-186 mikron. Var yebab fouling pada membran.
awal membran ultrafiltrasi menghasilkan nilai permeab nge nilai permeabilitas membran ultrafiltrasi yaitu pad asil SEM membran ultrafiltrasi termasuk dalam jenis por tase rejeksi dalam operasi membran dipengaruhi oleh k
konsentrasi larutan akan menyebabkan penurunan flu nkan transfer massa permeat menerobos membran. Pe dan polarisasi konsentrasi karena pada konsentrasi yan
pisan gel pada permukaan membran.
1 Tekanan (bar)2 3
konsentrasi 0.5gr/L
168
sentrasirta komposisi suatu larutan yang eksi seiring dengan peningkatan dan tekanan 1 bar, 2bar, dan 3bar tan umpan dengan konsentrasi enaikan rejeksi total sugar yaitu glukomanan meningkat.Semakin bran semakin banyak.Kenaikan ori membran. Kenaikan tekanan rejeksi akan meningkat (Dewi,
ejeksi membran yang diperoleh i pada konsentrasi 0,5 gr/L yaitu engan konsentrasi 1,5 gr/L lebih t dilewatkan pada membran akan mikian, fenomena yang berbeda konsentrasi 0,5 gr yaitu 68,57% a adanya pengaruh tekanan yang n tekanan yang tinggi sehingga pada permukaan membran ikut
ariasi ukuran partikel tersebut
abilitas 11,87 L/m2jam bar. Nilai ada kisaran 10-50 L/m2jam bar. porous asimetrik.
konsentrasi larutan dan tekanan
fluks karena konsentrasi larutan Penurunan fluks membran juga yang tinggi, makromolekul akan
5. Semakin tinggi tekanan ope batas optimum tekanan kar penurunan fluks.
6. Semakin tinggi konsentrasi, larutan. Namun terdapat fe menurunkan persentase rejek yang tinggi.
Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan t telah memberikan bantuan dan m
Daftar Pustaka
Baker, R.W., 2004. Membrane T California.
Harasek, M., Schlesinger, R., Go membranes for the sep Desalination 192, 303-Kusmiyati, 2010. Perbandingan u Saccharomyces cerevise Mulder, M., 1996. Basic Principl Publishers, Netherlands. Pradanos, P., et al., 1995. A Com Membranes. Journal of M Yeh, H.M., Wu, H.P., Dong, J.F.
Flux for Membrane Ult
operasi nilai fluks akan semakin tinggi. Namun tekan karena tekanan yang terlalu tinggi akan menyebabka
si, maka persentase rejeksi makin tinggi dikarenakan fenomena berbeda, semakin tinggi konsentrasi pad ejeksi. Hal ini karena umpan mengalir melalui membra
terima kasih kepada Nita aryanti ST., Mt., Ph.D. se masukan dalam penelitian.
Technology and Applications, second ed. John Wiley &
Gotzinger, G., Sixta, H., Friedl, A., 2006. Evaluation o separation of hemicelluloses from concentrated alkalin
-314.
n umbi iles-iles dan singkong sebagai substrat fermentas iseae dalam produksi bioetanol. Jurnal Bioteknologi 7, 6 iples of membrane Technology, second ed. Kluwer Acad ds.
omparative Analysis of fluks Limit Models for Ultrafiltra of Membrane Science 108, 129-142.
.F., 2003. Effects of Design and Operating Parameters o Ultrafiltration Along Hollow-fiber Modules. Journal of M
169
anan operasi membran memiliki kan polaarisasi konsentrasi dann semakin pekatnya konsentrasi ada tekanan yang tinggi akan ran semakin cepat pada tekanan
selaku dosen pembimbing yang
& Son,
of alkali resistant nanofiltration aline process liquors. Journal of
tasi , 63-72. cademic
ltration
