PENGARUH PENAMBAHAN ADITIF PEG400 DAN ASETON TERHADAP PENINGKATAN SELEKTIVITAS DAN PERMEABILITAS MEMBRAN ULTRAFILTRASI BERBASIS POLISULFON UNTUK PENYISIHAN SENYAWA HUMIK
Total View This Week0
Total View This Week0
Institusion
Institut Teknologi Bandung
Author
Teta Prihartini Aryanti, Putu (STUDENT ID : 33011001)
(LECTURER ID : 0013035201)
(LECTURER ID : 0015026202)
(LECTURER ID : 0007015402)
(LECTURER ID : 0013035201)
(LECTURER ID : 0015026202)
(LECTURER ID : 0007015402)
Subject
Teknik kimia
Datestamp
0000-00-00 00:00:00
Abstract :
ABSTRAK PENGARUH PENAMBAHAN ADITIF PEG400 DAN ASETON TERHADAP PENINGKATAN SELEKTIVITAS DAN PERMEABILITAS MEMBRAN ULTRAFILTRASI BERBASIS POLISULFON UNTUK PENYISIHAN SENYAWA HUMIK Oleh Putu Teta Prihartini Aryanti NIM : 33011001 Membran ultrafiltrasi (UF) polisulfon (PSf) telah menjadi bagian penting dalam industri pengolahan air, karena kinerjanya yang tinggi dalam menyisihkan koloid, senyawa organik alam, dan mikroorgnisme yang terkandung dalam air pada tekanan operasi yang rendah. Kinerja membran UF dalam pengolahan air masih dibatasi oleh fouling senyawa organik alam (natural organic matter/NOM) yang berkontribusi pada penurunan performa membran dan kehilangan flux. Sebagai fraksi utama NOM, senyawa humik dianggap sebagai sumber foulant terbesar. Saat ini, penyisihaan senyawa humik telah mendapat perhatian besar, karena reaktivitasnya dengan senyawa antiseptik (seperti klorin) membentuk zat karsinogenik. Karena ukuran molekul senyawa humik yang sangat kecil, membran UF tidak efektif untuk penyisihan senyawa humik. Karena itu, modifikasi membran UF menjadi tak terelakkan untuk mendapatkan struktur kulit membran yang rapat agar selektivitas membran meningkat, dengan tetap mempertahankan fluks membran yang tinggi. Dalam penelitian Disertasi ini, membran UF berbasis PSf dimodifikasi dengan penambahan polietilen glikol (PEG400) dan aseton sebagai aditif. PEG400 merupakan polimer hidrofilik yang memiliki afinitas kuat dengan air, sehingga PEG400 yang terperangkap di dalam struktur matriks PSf dapat meningkatkan hidrofilisitas membran. Selain itu, PEG400 dapat bertindak sebagai pembentuk pori yang dapat meningkatkan porositas membran PSf, sehingga fluks membran yang dihasilkan menjadi lebih besar. Sementara itu, penambahan aseton yang iii bersifat mudah menguap dapat meningkatkan konsentrasi PSf di permukaan membran seiring dengan penguapan aseton ketika pembentukan struktur membran. Struktur kulit membran yang terbentuk menjadi lebih rapat dan dapat meningkatkan selektivitas membran terhadap senyawa humik. Membran UF dibuat dengan metode inversi fasa, yang melibatkan proses perubahan fasa, yaitu larutan membran homogen menjadi matriks membran padat. Sebelum memadat, larutan membran homogen (yang tersusun atas PSf, PEG400, aseton, dan DMAc) akan terpisah menjadi dua fasa, yaitu fasa kaya polimer yang membentuk matriks membran dan fasa miskin polimer yang membentuk pori membran. Dalam penelitian Disertasi ini, pemisahan fasa larutan membran terjadi ketika larutan membran direndam dalam bak yang berisi non-pelarut (air). Air akan berdifusi masuk ke dalam larutan membran dan mengganggu kesetimbangannya. Pembentukan struktur membran dengan metode inversi fasa sangat dipengaruhi oleh komposisi komponen-komponen penyusun membran, meliputi PSf, DMAc. PEG400, dan aseton. Karena itu, pengaruh dari konsentrasi masing-masing komponen terhadap karakteristik membran dipelajari secara komperehensif, baik terhadap morfologi, maupun performa membran selama filtrasi air gambut. Tahap awal percobaan adalah pemilihan konsentrasi PSf untuk pembuatan membran ultrafiltrasi sebelum mengamati konsentrasi aditif terhadap karakteristik membran, meliputi fluks dan rejeksi senyawa humik. Pada tahap ini, PSf dilarutkan dalam DMAc pada berbagai konsentrasi, yaitu dari 14% hingga 24% berat. Kemudian larutan polisulfon ditambahkan PEG400 dan aseton pada konsentrasi tetap, yaitu 25% dan 4% berat. Langkah selanjutnya adalah pengamatan pengaruh masing-masing aditif terhadap performa membran pada konsentrasi PSf tetap. Konsentrasi PEG400 divariasikan dari 0 hingga 35% berat, sedangkan konsentrasi aseton divariasikan dari 0 ? 10% berat. Performa membran yang dihasilkan diuji terhadap fouling selama dua jam filtrasi air gambut. Fouling pada membran diuji melalui pengukuran fluks selama proses filtrasi, flux recovery ratio (FRR) setelah pembersihan membran, dan hambatan fouling yang terbentuk. iv Hasil yang diharapkan adalah membran yang memiliki fluks diatas 100 Lm-2h-1 dan rejeksi senyawa humik diatas 80%. Tahap akhir penelitian adalah kajian termodinamik larutan membran untuk memahami lebih dalam sifat termodinamik larutan membran melalui kurva kesetimbangan dalam diagram terner. Dari percobaan yang telah dilakukan, diperoleh hasil bahwa membran UF yang dibuat pada konsentrasi PSf sebesar 14% berat memiliki struktur pori terbuka pada permukaan membran, sehingga rejeksi senyawa humik menjadi rendah, yaitu sebesar 72%. Selain itu, membran UF yang dibuat pada konsentrasi PSf yang rendah (14%) menghasilkan membran dengan kekuatan mekanik yang rendah, di mana membran menjadi rusak ketika diaplikasikan pada tekanan 30 psig. Struktur pori yang dihasilkan semakin rapat dengan semakin besar konsentrasi PSf yang digunakan untuk pembuatan membran UF. Struktur membran yang semakin rapat berdampak pada rejeksi senyawa humik yang semakin besar, namun peningkatan rejeksi membran tidak disertai dengan peningkatan fluks air. Pada konsentrasi PSf ti
ABSTRAK PENGARUH PENAMBAHAN ADITIF PEG400 DAN ASETON TERHADAP PENINGKATAN SELEKTIVITAS DAN PERMEABILITAS MEMBRAN ULTRAFILTRASI BERBASIS POLISULFON UNTUK PENYISIHAN SENYAWA HUMIK Oleh Putu Teta Prihartini Aryanti NIM : 33011001 Membran ultrafiltrasi (UF) polisulfon (PSf) telah menjadi bagian penting dalam industri pengolahan air, karena kinerjanya yang tinggi dalam menyisihkan koloid, senyawa organik alam, dan mikroorgnisme yang terkandung dalam air pada tekanan operasi yang rendah. Kinerja membran UF dalam pengolahan air masih dibatasi oleh fouling senyawa organik alam (natural organic matter/NOM) yang berkontribusi pada penurunan performa membran dan kehilangan flux. Sebagai fraksi utama NOM, senyawa humik dianggap sebagai sumber foulant terbesar. Saat ini, penyisihaan senyawa humik telah mendapat perhatian besar, karena reaktivitasnya dengan senyawa antiseptik (seperti klorin) membentuk zat karsinogenik. Karena ukuran molekul senyawa humik yang sangat kecil, membran UF tidak efektif untuk penyisihan senyawa humik. Karena itu, modifikasi membran UF menjadi tak terelakkan untuk mendapatkan struktur kulit membran yang rapat agar selektivitas membran meningkat, dengan tetap mempertahankan fluks membran yang tinggi. Dalam penelitian Disertasi ini, membran UF berbasis PSf dimodifikasi dengan penambahan polietilen glikol (PEG400) dan aseton sebagai aditif. PEG400 merupakan polimer hidrofilik yang memiliki afinitas kuat dengan air, sehingga PEG400 yang terperangkap di dalam struktur matriks PSf dapat meningkatkan hidrofilisitas membran. Selain itu, PEG400 dapat bertindak sebagai pembentuk pori yang dapat meningkatkan porositas membran PSf, sehingga fluks membran yang dihasilkan menjadi lebih besar. Sementara itu, penambahan aseton yang iii bersifat mudah menguap dapat meningkatkan konsentrasi PSf di permukaan membran seiring dengan penguapan aseton ketika pembentukan struktur membran. Struktur kulit membran yang terbentuk menjadi lebih rapat dan dapat meningkatkan selektivitas membran terhadap senyawa humik. Membran UF dibuat dengan metode inversi fasa, yang melibatkan proses perubahan fasa, yaitu larutan membran homogen menjadi matriks membran padat. Sebelum memadat, larutan membran homogen (yang tersusun atas PSf, PEG400, aseton, dan DMAc) akan terpisah menjadi dua fasa, yaitu fasa kaya polimer yang membentuk matriks membran dan fasa miskin polimer yang membentuk pori membran. Dalam penelitian Disertasi ini, pemisahan fasa larutan membran terjadi ketika larutan membran direndam dalam bak yang berisi non-pelarut (air). Air akan berdifusi masuk ke dalam larutan membran dan mengganggu kesetimbangannya. Pembentukan struktur membran dengan metode inversi fasa sangat dipengaruhi oleh komposisi komponen-komponen penyusun membran, meliputi PSf, DMAc. PEG400, dan aseton. Karena itu, pengaruh dari konsentrasi masing-masing komponen terhadap karakteristik membran dipelajari secara komperehensif, baik terhadap morfologi, maupun performa membran selama filtrasi air gambut. Tahap awal percobaan adalah pemilihan konsentrasi PSf untuk pembuatan membran ultrafiltrasi sebelum mengamati konsentrasi aditif terhadap karakteristik membran, meliputi fluks dan rejeksi senyawa humik. Pada tahap ini, PSf dilarutkan dalam DMAc pada berbagai konsentrasi, yaitu dari 14% hingga 24% berat. Kemudian larutan polisulfon ditambahkan PEG400 dan aseton pada konsentrasi tetap, yaitu 25% dan 4% berat. Langkah selanjutnya adalah pengamatan pengaruh masing-masing aditif terhadap performa membran pada konsentrasi PSf tetap. Konsentrasi PEG400 divariasikan dari 0 hingga 35% berat, sedangkan konsentrasi aseton divariasikan dari 0 ? 10% berat. Performa membran yang dihasilkan diuji terhadap fouling selama dua jam filtrasi air gambut. Fouling pada membran diuji melalui pengukuran fluks selama proses filtrasi, flux recovery ratio (FRR) setelah pembersihan membran, dan hambatan fouling yang terbentuk. iv Hasil yang diharapkan adalah membran yang memiliki fluks diatas 100 Lm-2h-1 dan rejeksi senyawa humik diatas 80%. Tahap akhir penelitian adalah kajian termodinamik larutan membran untuk memahami lebih dalam sifat termodinamik larutan membran melalui kurva kesetimbangan dalam diagram terner. Dari percobaan yang telah dilakukan, diperoleh hasil bahwa membran UF yang dibuat pada konsentrasi PSf sebesar 14% berat memiliki struktur pori terbuka pada permukaan membran, sehingga rejeksi senyawa humik menjadi rendah, yaitu sebesar 72%. Selain itu, membran UF yang dibuat pada konsentrasi PSf yang rendah (14%) menghasilkan membran dengan kekuatan mekanik yang rendah, di mana membran menjadi rusak ketika diaplikasikan pada tekanan 30 psig. Struktur pori yang dihasilkan semakin rapat dengan semakin besar konsentrasi PSf yang digunakan untuk pembuatan membran UF. Struktur membran yang semakin rapat berdampak pada rejeksi senyawa humik yang semakin besar, namun peningkatan rejeksi membran tidak disertai dengan peningkatan fluks air. Pada konsentrasi PSf ti
Download
book
BibTex
Latex, Jabref
cloud_download
Original Resource
url resource Institution
