KARAKTERISASI MEMBRAN SELULOSA ASETAT DENGAN VARIASI KOMPOSISI PELARUT ASETON dan ASAM FORMAT

Abstract

Teknologi pemisahan menggunakan membran semakin berkembang pesat dari tahun ke tahun. Pemanfatan membran sebagai proses pemisahan dapat dijumpai pada hampir semua industri, baik industri tekstil, makanan dan minuman dan sebagainya. Dibandingkan dengan proses-proses pemisahan yang lain, teknologi membran mempunyai beberapa keunggulan, antara lain dalam hal penggunaan energi dan simplisitas. Selain itu pemisahan menggunakan membran juga lebih sederhana, tidak memerlukan bahan kimia tambahan dan ramah lingkungan. Membran ultrafiltrasi merupakan salah satu jenis membran dengan gaya dorong tekanan. Prinsip pemisahan dari membran ultrafiltrasi ini adalah menahan koloid dan makro molekul (misalnya protein) tetapi dapat melewatkan partikel garam, gula, air dan molekul kecil. Salah satu material membran ultrafiltrasi yang berkembang saat ini adalah membran selulosa asetat. Kelebihan selulosa asetat sebagai material membran yaitu mudah untuk diproduksi dan bahan mentahnya merupakan sumber yang dapat diperbaharui. Teknik yang digunakan pada proses pembuatan membran ultrafiltrasi diantaranya teknik inversi fasa. Teknik inversi fasa mempunyai beberapa kelebihan diantaranya mudah dilakukan, pembentukan pori dapat dikendalikan dan dapat digunakan pada berbagai macam polimer. Morfologi membran, dipengaruhi oleh sistem pelarut dan nonpelarut, konsentrasi polimer, komposisi bak koagulasi dan komposisi larutan polimer. Selain itu ada beberapa faktor yang mempengaruhi karakteristik membran, salah satunya yaitu variasi komposisi pelarut. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari: (1). pengaruh komposisi aseton dan asam format terhadap densitas (2). pengaruh komposisi aseton dan asam format terhadap karakterisasi kinerja membran (fluks dan rejeksi/permselektivitas) selulosa asetat. (3). Mempelajari pengaruh komposisi pelarut aseton dan asam format terhadap sifat kimia dan morfologi membran selulosa asetat. Penelitian yang dilakukan di Laboratorium Kimia Fisik Universitas Jember ini berlangsung dalam dua tahap. Pada penelitian tahap pertama dilakukan proses pembuatan membran dengan teknik inversi fasa dengan variasi komposisi pelarut kemudian pada tahap kedua dilakukan karakterisasi membran yang meliputi uji densitas dan kinerja membran (fluks dan koefisien rejeksi). Pengujian fluks membran terdiri atas penentuan waktu kompaksi dan uji fluks air. Koefisien rejeksi membran ditentukan dengan mengukur konsentrasi permeat dan retentat dari larutan dekstran. Dekstran yang dipakai mempunyai berat molekul 100-200 kDa dengan konsentrasi 1000 ppm. Tekanan operasional yang digunakan pada penentuan % rejeksi dan fluks adalah 2 bar; Uji Fourier Transform Infrared (FTIR) dilakukan di fakultas farmasi universitas Jember dan uji Scanning Electron Microscopy (SEM) dilakukan di laboratorium sentral ilmu hayati Biosains di Universitas Brawijaya Malang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bentuk fisik membran berbagai variasi komposisi aseton dan asam format menunjukkan karakteristik yang berbeda, hal ini dibuktikan dengan hasil densitas, kinerja membran, uji sem dan FTIR yang berbeda-beda pada setiap variasi. Hasil densitas tertinggi diperoleh ketika komposisi aseton dan asam format 6/9 mol. Uji kinerja membran, fluks, koefisien permebilitas dan % rejeksi menunjukkan nilai tertinggi didapatkan ketika komposisi aseton dan asam format 9/6 mol. Hasil uji FTIR membran selulosa asetat dengan polimer selulosa asetat tidak menunjukkan perbedaan. Uji SEM pada semua komposisi aseton dan asam format 9/6 mol menghasilkan pori yang rapat dan banyak permukaan atas serta penampang melintang menghasilkan pori finger like yang baik. Parameter baik maupun bagus disini dilihat dari panjang pendeknya struktur finger like-nya dari permukaan atas sampai permukaan bawah sehingga ketika air atau suatu larutan melewati membran mudah dan tidak terhalang oleh penyempitan-penyempitan pori yang terjadi.