Efek Variasi Suhu Karbonisasi Arang Aktif Eceng Gondok Pada Pembuatan Membran Nilon-Arang Untuk Filtrasi Air

Abstract

Teknologi membran telah berkembang dan banyak diaplikasikan diberbagai sektor industri diantaranya dibidang medis, makanan dan minuman, industri air dan lain-lain. Membran dapat diklasifikan menjadi menjadi dua yaitu membran biologi (biological membrane) dan membran sintetik (artificial membrane). Komponen utama membran biologi yaitu lipid dan protein. Membran sintetik terbuat dari polimer atau keramik. Kinerja membran keramik lebih baik dibandingkan dengan membran polimer. Membran polimer dapat dibuat dari bahan poliamida, selulosa, asetat, nilon dan bahan lainnya. Nilon memiliki kekuatan mekanik dan stabilitas termal yang baik jika berinteraksi dengan unsur karbon. Karbon yang biasanya digunakan berasal dari tempurung kelapa, eceng gondok, ampas tebu dan lain sebagainya. Eceng gondok (Eichornia crassipes) mempunyai kandungan selulosa yang tinggi apabila dipanasakan dan akan menghasilkan karbon. Tujuan dari penelitian ini yaitu mampu mengetahui pengaruh variasi suhu karbonisasi arang aktif dari eceng gondok pada pembuatan membran nilon-arang sebagai filtrasi air. Kegiatan penelitian dilakukan dengan tahap sintesis arang aktif, tahap membran nilon-arang, dan tahapan pengujian membran. Berdasarkan tahapan tersebut dihasilkan beberapa sampel dengan variasi suhu karbonisasi arang yaitu 300ºC (membran A), 350ºC (membran B), 400ºC (membran C), 450ºC (membran D), 500ºC (membran E), dan 550ºC (membran F) dan juga digunakan membran yang terbuat dari nilon (membran K) sebagai kontrolnya. Masing-masing membran nilon-arang memiliki komposisi nilon 6 gram dan 0,75 gram arang aktif. Selanjutnya, dilakukan pembuatan membran kemudian dilakukan pengujian niali fluks dan swelling. Pengujian nilai fluks dilakukan dengan mengaplikasikan membran untuk proses filtrasi air dengan sistem dead-end selama 1 jam dengan penghitungan volume permeate selang waktu 5 menit. Membran yang digunakan untuk filtrasi memiliki ukuran diameter 5,5 cm. Umpan (feed) yang digunakan untuk proses filtrasi air 250 ml dengan tekanan sama 2 bar. Pengujian swelling dilakukan juga dengan memotong membran dengan diameter 5,5 cm dan kemudian di lakukan perendaaman pada air dengan volume 100 ml. pada proses filtrasi juga didapatkan koefisien permeabilitas untuk mengetahui jenis setiap membran dengan variasi suhu karbonisasi arang pada membran nilon-arang. Setelah dilakukan perendaman dilakukan pengeringan dan didapatkan ketebalan membran basah dan kering dan bisa mendapatkan swelling. Hasil penelitian memberikan informasi terkait suhu karbonisasi arang pada membran nilon-arang yang diaplikasikan untuk filtrasi air mengalami penurunan iv pada nilai fluksnya dimana air pada umpan akan menyerap pada pori-pori membran. Pada hasil penelitian didapatkan nilai fluks yang tinggi pada suhu karbonisasi arang 400ºC sebesar 103,29 L/m2 jam, dan untuk swelling terjadi pada suhu 500ºC sebesar 5,05%. Nilai koefisien permeabilitas suatu membran berbeda-beda untuk setiap variasi suhu karbonisasi arang. Membran A (300ºC), B (350ºC), C (400ºC), K (nilon) merupakan jenis membran mikrofiltrasi, karena rentang permeabilitas > 50 L/m2 jam bar. Sedangkan membran D (450ºC), E (500ºC), f (550ºC) merupakan jenis membran ultrafiltrasi karena rentan nilai koefisien permeabilitas 10-50 L/m2 jam.