FILTRASI EKSTRAK SARI BUAH JERUK PONTIANAK DAN MELON MENGGUNAKAN MEMBRAN POLISULFON
IRVAN PRASETYA WICAKSANA
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
ABSTRAK IRVAN PRASETYA WICAKSANA. Filtrasi ekstrak sari buah jeruk pontianak dan melon menggunakan membran polisulfon. Dibimbing oleh: JAJANG JUANSAH, M. Si dan Dr. Ir. IRMANSYAH. Pada penelitian ini membran polisulfon digunakan sebagai media filtrasi pada ekstrak sari buah jeruk pontianak (Citrus nobilis var Microcarpa) dan melon (Cucumis melo L.). Proses filtrasi dilakukan untuk mengetahui nilai fluks sari buah. Filtrasi dilakukan dengan menggunakan dua metode yaitu dead-end dan cross-flow dengan beberapa variasi tekanan. Sampel sari buah dikarakterisasi secara fisik dan kimia dengan mengambil sampel sebelum filtrasi, hasil filtrasi, dan sisa filtrasi. Karakterisasi yang dilakukan meliputi derajat keasaman (pH), total padatan terlarut (TPT), kekentalan, kekeruhan, massa jenis, kadar vitamin C, dan fluks dari sari buah. Hasil filtrasi mengalami penurunan sifat fisik dan kimia. Penurunan paling tinggi ditunjukkan pada hasil filtrasi cross-flow dengan tekanan 5 psi (34482.76 Pa). Penurunan sifat fisik dan kimia hasil filtrasi pada sari buah jeruk pontianak dan melon pada nilai pH 4.32 dan 6.24, kekentalan 0.0163729 poise dan 0.0155511 poise, kerapatan 1.04056 g ml-1 dan 1.04815 g ml-1, TPT 9.0 dan 7.0, kekeruhan 99.17% (11.73 NTU) dan 81.54% (114.67 NTU), dan kadar vitamin C 0.019789% dan 0.013097%. Kata kunci : membran polisulfon, jeruk pontianak, melon, dead-end, cross-flow, fluks sari buah.
FILTRASI EKSTRAK SARI BUAH JERUK PONTIANAK DAN MELON MENGGUNAKAN MEMBRAN POLISULFON
IRVAN PRASETYA WICAKSANA
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Fisika
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
Judul Skripsi Nama NIM Departemen
: Filtrasi Ekstrak Sari Buah Jeruk Pontianak dan Melon Menggunakan Membran Polisulfon : Irvan Prasetya Wicaksana : G74070042 : Fisika
Disetujui
Jajang Juansah, M.Si Pembimbing 1
Dr. Ir. Irmansyah Pembimbing 2
Diketahui
Dr. Akhiruddin Maddu, M.Si Ketua Departemen Fisika FMIPA IPB
Tanggal lulus :
KATA PENGANTAR Puji syukur senantiasa penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan Rahmat dan karunia-Nya. Hanya dengan izin dan kemudahan yang diberikan-Nya, penulis dapat menyelesaikan penelitian dengan judul “Filtrasi Ekstrak Sari Buah Jeruk Pontianak dan Melon Menggunakan Membran Polisulfon”. Pada kesempatan ini, penulis juga ingin mengucapkan terimakasih kepada orang tua yang selalu memberikan nasehat, bimbingan dan semangat kepada penulis. Kepada Bapak Jajang Juansah, M. Si dan Dr. Ir. Irmansyah selaku pembimbing penelitian. Kepada Ibu Nunung, dan Bapak Junaedi serta teman-teman yang telah membantu penulis. Penelian ini dilakukan untuk menguji membran polisulfon dengan menggunakan ekstrak sari buah jeruk pontianak dan melon, dimana pada ekstrak sari buah dilakukan karakterisasi sebelum filtrasi, hasil filtrasi, dan sisa filtrasi. Upaya yang sederhana ini jelas tidak menentukan kesempurnaan dan kebenaran secara utuh. Penulis menyadari dalam penulisan ini masih terdapat kekurangan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk hasil yang lebih baik. Semoga penelitian ini dapat memberikan manfaat untuk semua.
Bogor, November 2011
Penulis
vi
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Surabaya, Jawa Timur pada tanggal 10 Maret 1989 dari pasangan Bapak Piadji dan Ibu Andriani. Penulis merupakan putra ketiga dari tiga bersaudara. Penulis menyelesaikan pendidikan di TK Bina Bunga Bangsa Surabaya, kemudian melanjutkan ke SDN Tonjong II, kemudian melanjutkan ke SLTP N 1 Kemang, dan melanjutkan pendidikan di SMA Yadika 7 Bogor dan penulis melanjutkan pendidikan sarjana strata satu di Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Mahasiswa IPB (USMI). Selama perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum Eksperimen Fisika 1, Sensor dan Transducer, dan Fisika Dasar Tingkat Persiapan Bersama (TPB). Penulis juga aktif dalam organisasi kemahasiswaan sebagai anggota Informasi dan Komunikasi (INFOKOM) Himpunan Mahasiswa Fisika (HIMAFI) 20092010. Selama perkuliahan penulis aktif dalam berbagai kegiatan organisasi mahasiswa FMIPA IPB dan seminar-seminar baik di dalam kampus maupun di luar kampus.
vi
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... vii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................. viii PENDAHULUAN Latar Belakang ........................................................................................................ 1 Tujuan Penelitian ..................................................................................................... 1 Rumusan Masalah ................................................................................................... 1 Hipotesis .................................................................................................................. 1 TINJAUAN PUSTAKA Membran ................................................................................................................. 1 Polisulfon ................................................................................................................. 2 Buah Jeruk Pontianak ............................................................................................... 2 Buah Melon ............................................................................................................. 3 Fluks Sari Buah ....................................................................................................... 3 Fouling .................................................................................................................... 4 Derajat Keasaman (pH) ........................................................................................... 4 Kekentalan (Viskositas) .......................................................................................... 4 Massa Jenis (Kerapatan) .......................................................................................... 5 Total Padatan Terelarut (TPT) ................................................................................. 5 Kekeruhan(Turbiditas) ............................................................................................ 5 Kadar Vitamin C ..................................................................................................... 5 BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu .................................................................................................. 6 Alat dan Bahan ........................................................................................................ 6 Metode Penelitian .................................................................................................... 6 Pembuatan Sari Buah ............................................................................................. 6 Proses Filtrasi Sari Buah ........................................................................................ 6 Pengukuran Derajat Keasaman (pH) ...................................................................... 6 Pengukuran Kekentalan (Viskositas) ..................................................................... 6 Pengukuran Massa Jenis (Kerapatan) ..................................................................... 7 Pengukuran Total Padatan Terlarut ........................................................................ 7 Pengukuran Kekeruhan .......................................................................................... 7 Pengukuran Kadar Vitamin C ................................................................................ 7 Standardisasi Na2S2O3 ............................................................................................. 7 Standardisasi I2 ....................................................................................................... 7 Penentuan Vitamin C Sari Buah ............................................................................. 7 HASIL DAN PEMBAHASAN Nilai Permeate Membran ........................................................................................ 8 Fluks Sari Buah ........................................................................................................ 8 Karakterisasi Ekstrak Sari Buah Jeruk Pontianak dan Melon ................................. 9 Derajat Keasaman (pH) ........................................................................................... 9 Kekentalan (Viskositas) .......................................................................................... 10 Massa Jenis (Kerapatan) .......................................................................................... 11 Total Padatan Terlarut (TPT) .................................................................................. 11 Kekeruhan ............................................................................................................... 12 Kadar Vitamin C ...................................................................................................... 13 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ............................................................................................................. 14 Saran ....... ................................................................................................................ 14 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 14 LAMPIRAN .................................................................................................................. 16
vi
DAFTAR GAMBAR Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar
1 2 3 4 5 6 7
Gambar Gambar
8 9
Gambar 10 Gambar 11 Gambar 12 Gambar 13 Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar
14 15 16 17 18 19
Gambar Gambar Gambar Gambar
20 21 22 23
Gambar 24
Halaman Skema sistem pemisahan dua fasa oleh membran ................................... 2 Buah jeruk pontianak ............................................................................... 3 Buah melon .............................................................................................. 3 Skema filtrasi cross-flow dan dead-end ................................................... 4 Proses terjadinya fouling pada membran ................................................. 4 Struktur kimia vitamin C ......................................................................... 5 Volume permeate sari buah jeruk pontianak pada beberapa perlakuan filtrasi ..................................................................................... 8 Volume permeate sari buah melon pada beberapa perlakuan filtrasi ....... 8 Hubungan fluks sari buah jeruk pontianak dan waktu hasil filtrasi cross-flow ................................................................................................ 9 Hubungan fluks sari buah jeruk pontianak dan waktu hasil filtrasi dead-end .................................................................................................. 9 Hubungan fluks sari buah melon dan waktu hasil filtrasi cross-flow ....... 9 Hubungan fluks sari buah melon dan waktu hasil filtrasi dead-end ......... 9 Derajat keasaman sari buah jeruk pontianak pada beberapa perlakuan filtrasi ...................................................................................... 10 Derajat keasaman sari buah melon pada beberapa perlakuan filtrasi ....... 10 Kekentalan sari buah jeruk pontianak pada beberapa perlakuan filtrasi .. 10 Kekentalan sari buah melon pada beberapa perlakuan filtrasi ................. 11 Kerapatan sari buah jeruk pontianak pada beberapa perlakuan filtrasi .... 11 Kerapatan sari buah melon pada beberapa perlakuan filtrasi ................... 11 Total padatan terlarut sari buah jeruk pontianak pada beberapa perlakuan filtrasi ....................................................................................... 12 Total padatan terlarut sari buah melon pada beberapa perlakuan filtrasi . 12 Kekeruhan sari buah jeruk pontianak pada beberapa perlakuan filtrasi ... 12 Kekeruhan sari buah melon pada beberapa perlakuan filtrasi .................. 12 Kadar vitamin C sari buah jeruk pontianak pada beberapa perlakuan filtrasi ...................................................................................... 13 Kadar vitamin C sari buah melon pada beberapa perlakuan filtrasi ........ 13
vii
18
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6 Lampiran 7 Lampiran 8 Lampiran 9 Lampiran 10 Lampiran 11 Lampiran 12 Lampiran 13 Lampiran 14
Halaman Diagram alir penelitian ............................................................................ 17 Kandungan gizi pada buah jeruk pontianak per 100 gram ...................... 18 Kandungan gizi pada buah melon per 100 gram ..................................... 18 Data volume permeate sari buah jeruk pontianak .................................... 19 Data volume permeate sari buah melon ................................................... 20 Data fluks sari buah jeruk pontianak ....................................................... 21 Data fluks sari buah melon ...................................................................... 22 Derajat keasaman (pH) sari buah jeruk pontianak dan melon ................. 23 Viskositas sari buah jeruk pontianak dan melon ..................................... 23 Kerapatan sari buah jeruk pontianak dan melon ..................................... 23 Total padatan terlarut sari buah jeruk pontianak dan melon .................... 24 Kekeruhan sari buah jeruk pontianak dan melon .................................... 24 Kadar vitamin C sari buah jeruk pontianak dan melon ........................... 25 Gambar alat-alat penelitian ...................................................................... 26
viii
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Membran merupakan lapisan semipermeabel yang dapat menahan dan melewatkan komponen tertentu berdasarkan perbedaan ukuran ukuran pori pada membran. Membran dapat berfungsi sebagai barrier (penghalang) tipis yang sangat selektif di antara dua fasa, dapat menahan komponen tertentu dan melewatkan komponen lain dari suatu aliran fluida yang melalui membran.1 Fasa yang dilewatkan tersebut memiliki karakter yang berbeda, yaitu: perbedaan konsentrasi, tekanan, suhu, komposisi larutan dan viskositas. Filtrasi merupakan suatu proses pemisahan suatu materi dari suatu materi lain dengan menggunakan metode penyaringan. Teknologi filtrasi membran adalah suatu teknologi filtrasi yang menggunakan media penyaring dari membran. Teknologi ini digunakan untuk memisahkan partikel yang tidak diinginkan untuk pemurnian atau untuk penghilangan racun. Secara umum filter dapat digolongkan dalam dua kelompok, yaitu filter dalam (depth filter) dan filter saringan (screen filter).2 Teknologi membran berkembang pesat terutama penggunaannya sebagai media filtrasi.3 Molekul-molekul dengan ukuran tertentu saja yang bisa melewati membran sedangkan sisanya akan tertahan di permukaan membran.4 Ada beberapa jenis membran filtrasi terbagi menjadi : membran mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, reverse osmosis (RO), elektrolisis, elektrofiltrasi dan dianalisis. Filtrasi membran juga mempunyai kelemahan, yaitu terjadinya fouling. Fouling merupakan proses terakumulasinya komponen secara permanen akibat filtrasi itu sendiri. Fouling terjadi akibat interaksi yang sangat spesifik secara fisik dan kimia antara berbagai padatan terlarut pada membran. Kemungkinan terjadinya fouling sangat besar pada metode dead-end filtration karena aliran larutan umpan secara vertikal. Peristiwa fouling dapat dikurangi dengan metode crossflow filtration, yaitu aliran secara horizontal.2 Salah satu polimer yang dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan membran adalah polisulfon. Polisulfon termasuk jenis polimer sintetik. Membran yang terbuat dari polisulfon ini merupakan membran yang akan digunakan untuk filtrasi ekstrak sari buah
jeruk pontianak dan melon dengan dua sistem filtrasi.
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari fluks sari buah jeruk pontianak dan melon yang difiltrasi dengan menggunakan membran polisulfon. Filtrasi dengan membran polisulfon dilakukan untuk mengetahui nilai fluks sari buah yang difiltrasi dengan metode filtrasi cross-flow dan dead-end pada beberapa variasi tekanan dan mengamati sifat fisik dan kimia ekstrak sari buah sebelum filtrasi, setelah filtrasi, dan sisa filtrasi.
Rumusan Masalah 1. Bagaimana pengaruh variasi tekanan terhadap nilai fluks sari buah yang difiltrasi dengan membran polisulfon? 2. Bagaimana pengaruh fouling pada membran polisulfon terhadap fluks sari buah?
Hipotesis Semakin besar tekanan yang diberikan pada membran sampai batas tertentu maka nilai fluks sari buah akan semakin tinggi. Terjadinya fouling pada membran polisulfon akan menurunkan nilai fluks sari buah karena jari-jari pori membran semakin kecil.
TINJAUAN PUSTAKA Membran Membran merupakan selaput semipermeabel berupa lapisan tipis yang dapat memisahkan dua fasa dengan karakter yang berbeda. Fasa pertama adalah feed atau larutan pengumpan yaitu komponen atau partikel yang akan dipisahkan. Fasa kedua adalah permeate yaitu hasil pemisahan.5 Membran dapat didefinisikan suatu lapisan yang memisahkan dua fasa dan mengatur perpindahan massa dari kedua fasa yang dipisahkan.6 Upaya pemisahan dengan membran menggunakan gaya dorong dengan beda tekanan yang sangat dipengaruhi oleh ukuran dan distribusi pori membran.7 Kemampuan pemisahan yang dimiliki membran untuk melewatkan suatu komponen atau molekul diakibatkan oleh adanya perbedaan sifat fisik dan kimia antara membran dengan komponen yang ingin dipisahkan.8
2
Membran diklasifikasikan menjadi beberapa macam, yaitu berdasarkan eksistensi, bentuk, ukuran pori, dan sifat listrik. Berdasarkan eksistensinya membran digolongkan menjadi dua golongan, yaitu membran alami dan membran sintetis. Membran alami merupakan membran yang terdapat pada sel tumbuhan, hewan, dan manusia. Membran ini berfungsi untuk melindungi isi sel dari pengaruh luar dan membantu proses metabolisme organ dengan sifat permeabelnya. Sedangkan membran sintetis merupakan membran yang pembuatannya berbahan dasar polimer, keramik, gelas, logam dan lain-lain. Membran dibuat sesuai dengan kebutuhan dan sifatnya disesuaikan dengan membran alami. Polimer yang dapat dijadikan sebagai bahan pembuat membran sintetis antara lain yaitu polisulfon, selulosa asetat, polikarbonat, polipropilen, polietilen, poliamida, dan nilon.9 Berdasarkan bentuknya, membran terdiri dari membran simetri dan membran asimetri. Membran simetri memiliki struktur pori yang homogen dan relatif sama, ketebalannya antara 10-200 µm. Sedangkan membran asimetrik memiliki ukuran dan kerapatan yang tidak sama. Membran jenis ini memilki dua lapisan, yaitu lapisan kulit yang tipis dan rapat (skinlayer) dengan ketebalan < 0.5 µm serta lapisan pendukung (sublayer) yang berpori dengan ketebalan 50 - 200 µm.11 Selanjutnya berdasarkan ukuran pori, membran dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu makropori, mesopori, dan mikropori. Membran makropori memiliki ukuran pori > 50 nm sedangkan membran mesopori memiliki ukuran pori dengan kisaran 2 - 50 nm dan membran mikropori memiliki ukuran pori < 2 nm.3
Gambar 1 Skema sistem pemisahan dua fasa oleh membran.10
Berdasarkan sifat listriknya, membran terdiri atas dua jenis, yaitu membran bermuatan tetap dan membran bermuatan netral. Membran bermuatan tetap terbentuk karena molekul-molekul ionik menempel pada lattice membran secara kimiawi. Ion-ion tidak dapat berpindah-pindah dan membentuk lapisan tipis bermuatan pada membran. Selektivitas membran netral ditentukan oleh unsur-unsur penyusun (monomer), ikatan kimia, ukuran pori-pori, daya tahan terhadap tekanan dan suhu, resistivitas, konduktansi serta karakteristik sifat listrik lainnya.12
Polisulfon Polisulfon merupakan suatu polimer yang memiliki berat molekul besar, mengandung gugus sulfonat dan inti benzena dalam suatu rantai polimer utama.13 Polisulfon merupakan polimer yang banyak digunakan sebagai bahan dasar pembuatan membranpada proses Polisulfon memiliki ultrafiltrasi.14 karakteristik yang baik untuk digunakan sebagai bahan dasar pembuatan membran karena memiliki ketahanan yang baik terhadap temperatur tinggi, memiliki rentang pH yang cukup jauh yaitu 1 – 13, dan memiliki resistansi yang baik terhadap klorin, serta mudah dipabrikasi.
Buah Jeruk Pontianak Jeruk Pontianak sebenarnya adalah jeruk siam (Citrus nobilis L.).15 Tanaman ini masuk Kalimantan Barat pada tahun 1936, dan pertama kali ditanam di daerah Kecamatan Tebas Kabupaten Sambas.16 Cina dipercaya sebagai tempat pertama kali jeruk tumbuh.17 Jeruk Pontianak memiliki bentuk buah bulat dan licin. Daging buah jeruk Pontianak banyak mengandung air, kulitnya tipis, agak melekat dan sulit terlepas dari daging buah.16 Jeruk memiliki kandungan air yang cukup tinggi. Jeruk memiliki rasa yang nikmat, sehingga banyak masyarakat menyukai buah jeruk. Kandungan gizi pada jeruk cukup besar terutama vitamin C. Kandungan gizi pada buah jeruk dapat dilihat pada Lampiran 2. Klasifikasi botani jeruk pontianak tergolong ke dalam kingdom Plantae, divisi Spermatophyta, subdivisi Angiospermae, kelas Dicotyledonae, bangsa Rutales, marga Citrus, dan jenis Citrus nobilis, varietas Citrus nobilis var Microcarpa.16 Buah jeruk pontianak diperlihatkan pada Gambar 2.
3
terbentuk seperti ukuran pori, distribusi pori, dan respon terhadap fouling. Fluks sari buah dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.19 J=
Gambar 2 Buah jeruk pontianak.
Gambar 3 Buah melon.
Buah Melon Melon (Cucumis melo L.) termasuk dalam suku labu-labuan atau Cucurbitaceae. Daging buah melon banyak mengandung air, sehingga bisa memberi rasa dingin dan menyegarkan sehingga dapat meredakan rasa panas didalam tubuh. Secara taksonomi, melon diklasifikasikan dalam divisi Magnoliophyta, sub divisi Angiospermae, kelas Magnoliopsida, bangsa Cucurbitales, marga Cucumis, dan jenis Melo. Buah melon diperlihatkan pada Gambar 3. Buah melon banyak mengandung vitamin A, B dan C serta mengandung protein, kalsium dan fosfor. Kandungan mineral pada melon bahkan mampu menghilangkan keasaman tubuh dan mempunyai sifat menyembuhkan sembelit. Selain memiliki rasa yang lezat, renyah dan menyegarkan, buah melon juga mengandung gizi cukup tinggi dan komposisinya lengkap. Kandungan gizi pada buah melon dapat dilihat pada Lampiran 3.
Fluks Sari Buah Fluks sari buah merupakan banyaknya volume fluida yang melewati membran.18 Fluks sari buah dapat dipengaruhi oleh material polimer yang digunakan dalam pembuatan membran, gaya dorong yang dikenakan pada proses membran dan fouling.19 Jenis polimer yang digunakan dan besarnya konsentrasi yang digunakan dalam pembuatan membran akan mempengaruhi struktur dan karakter membran yang
(1)
Keterangan : J adalah fluks sari buah (cm menit-1), V adalah volume aliran hasil pemisahan (ml), A adalah Luas membran yang dilalui (cm2), t adalah waktu (menit). Gaya dorong yang dikenakan pada membran akan mempengaruhi laju fluks sari buah yang terjadi, semakin tinggi tekanan yang dikenakan maka fluks air akan semakin besar (tanpa dipengaruhi faktor akumulasi konsentrasi dan fouling).19 Perilaku membran dapat berubah sangat besar terhadap waktu, sehingga nilai fluks sari buah juga berubah terhadap waktu. Semakin lama waktu, nilai fluks sari buah yang dihasilkan semakin kecil dan berbeda dengan nilai awalnya. Penurunan nilai fluks sari buah dalam proses filtrasi dipengaruhi oleh adanya fouling.12 Akibatnya nilai fluks sari buah turun sampai tercapai keadaan tunak.19 Sistem pemisahan membran secara sederhana dapat dibedakan menjadi dua yaitu dead-end dan cross-flow. Proses filtrasi deadend yaitu dengan meletakkan membran polisulfon pada bagian bawah pada chamber, dimana sari buah mengalir tegak lurus dengan permukaan membran. Membran polisulfon ditopang dengan bahan plastik pada bagian bawah chamber. Pada bagian bawah chamber dibuat lubang kecil untuk mengalirkan hasil filtrasi. Sementara bagian atas diberikan tekanan dan pengaduk dari magnetik stirrer.2 Proses tersebut dapat dilihat pada Gambar 4 Pada proses filtrasi cross-flow membran polisulfon diletakkan pada sisi chamber, dimana sari buah mengalir secara sejajar dengan permukaan membran. Pada chamber membran aliran umpan dipisahkan menjadi dua aliran, yaitu aliran hasil pemisahan dan aliran rentetate.19 Pada bagian bawah chamber dibuat lubang kecil untuk mengalirkan hasil filtrasi.
4
OH -. Menurut teori asam basa Arrhenius, asam didefinisikan sebagai zat yang melarut dan mengion dalam air menghasilkan proton +
(H ), sedangkan basa adalah zat yang melarut dan mengion dalam air menghasilkan ion -
hidroksida (OH ). pH didefinisikan sebagai negatif logaritma sepuluh konsentrasi ion hidrogen, dapat ditulis sebagai berikut : Gambar 4 Skema filtrasi cross-flow dan dead-end.
Gambar 5 Proses terjadinya fouling pada membran.
Fouling Fouling merupakan proses terakumulasinya komponen secara permanen akibat filtrasi itu sendiri. Fouling terjadi akibat interaksi yang sangat spesifik secara fisik dan kimia antara berbagai padatan terlarut pada membran. Terjadinya fouling membran tidak dapat dihindari dan inilah tantangan terberat dalam teknologi membran. Lapisan fouling membran (foulant) ini menghambat filtrasi. Foulant ini dapat berupa endapan organik (makromolekul, substansi biologi), endapan anorganik (logam hidroksida, garam kalsium) dan partikulat.12 Mekanisme terbentuknya fouling pada membran sampai menutupi lubang permukaan membran, tetapi masih ada celah untuk meresapnya cairan masuk ke membran, disitulah terbentuk penyempitan. 12 Proses terjadinya fouling pada membrane diperlihatkan pada Gambar 5. Kemungkinan terjadinya fouling sangat besar pada metode dead-end filtration karena aliran larutan umpan secara vertikal. Peristiwa fouling dapat dikurangi dengan metode cross-flow filtration, yaitu aliran secara horizontal.2
Derajat Keasaman (pH) pH merupakan singkatan dari pondus hydrogenii yang menunjukkan derajat keasaman atau derajat kebasaan suatu bahan. Keasaman atau kebasaan larutan merupakan pencerminan kadar, baik ion H + maupun ion
pH = - log10 [H+]
(2)
Konsentrasi ion yang aktif biasa dinyatakan dengan pH.20 Penentuan pH dapat dilakukan secara elektromagnetik dan kalorimetrik. Pengukuran pH secara elektromagnetik dapat diukur dengan menggunakan pH meter, sedangkan kalorimetrik dapat dilakukan dengan kertas pH dan larutan pH universal. Buah-buahan akan memiliki nilai pH yang rendah (asam) sebelum buah matang, lama kelamaan pH akan naik sampai buah diindikasikan matang. Saat mencapai suatu poin tertentu dimana buah tersebut mencapai kondisi lewat matang, maka pH akan kembali turun disertai dengan penurunan dari sifat fisiknya.21
Kekentalan (Viskositas) Kekentalan atau viskositas dari suatu cairan adalah salah satu sifat cairan yang menentukan besarnya perlawanan terhadap gaya geser. Viskositas merupakan besaran yang menunjukkan adanya interaksi antara molekul-molekul cairan. Viskositas atau kekentalan dapat dianggap sebagai gesekan internal yang besarnya tertentu pada suatu fluida besaran gaya diperlukan untuk menimbulkan kecepatan tertentu yang berhubungan dengan viskositas suatu fluida. Baik zat cair maupun gas memiliki viskositas. Pada zat cair, viskositas tersebut terutama disebabkan oleh gaya kohesi antar molekul. Sedangkan pada gas, viskositas muncul dari tumbukan antar molekul.22 Untuk fluida yang berbeda memiliki viskositas yang berbeda pula, zat cair memiliki viskositas lebih besar daripada gas.23 ηs =
(3)
Keterangan : k adalah konstanta viskometer (6.39 x 10-3 cm-3 s-2), ρb adalah kerapatan bola besi (7.96 g cm-3), ρs adalah kerapatan sari buah (g ml-1), v adalah kecepatan bola besi jatuh (cm/s).
5
Gambar 6 Struktur kimia vitamin C. Untuk memahami perilaku aliran fluida, diperlukan persamaan gerak fluida dalm suatu alat reologikal seperti viskometer. Viskometer yang dipergunakan untuk mengukur viskositas ada beberapa jenis antara lain viskometer pipa kapiler, viskometer bola jatuh dan viskometer Ostwald.24
Massa Jenis (Kerapatan) Kerapatan merupakan suatu ukuran konsentrasi massa dan dinyatakan dalam bentuk massa tiap satuan volume. Kerapatan bervariasi sesuai dengan konsentrasi larutan. Umumnya bahan seperti gula dan garam menjadikan kenaikan kerapatan bahan tetapi kadang-kadang kerapatan juga dapat turun jika dalam larutan terdapat lemak atau alkohol.25 ρ=
(4)
Keterangan : ρ adalah massa jenis (g ml), m adalah massa (m), v adalah volume (ml). Satuan SI untuk kerapatan adalah kg/m3. Kadang-kadang kerapatan dinyatakan dalam g/cm3.23 Walaupun temperatur dan tekanan mempunyai pengaruh terhadap kerapatan namun sangat kecil sehingga untuk keperluan praktis pengaruh tersebut diabaikan. Dalam bidang pertanian kerapatan dapat digunakan sebagai indikasi kematangan buah. Kerapatan buah akan semakin besar dengan meningkatnya umur buah.26 1
Total Padatan Terlarut (TPT) Padatan adalah bahan yang masih tetap tinggal sebagai sisa selama penguapan dan pemanasan pada suhu 103-1050C.24 Total padatan terlarut merupakan bahan-bahan terlarut dalam air yang tidak tersaring dengan kertas saring millipore dengan ukuran pori 0.45 μm. Penyusun utama zat padat terlarut dalam air alami yaitu bikarbonat, kalsium, sulfat, hidrogen, silika, klorin, magnesium, sodium, potasium, nitrogen dan fosfor.12 Padatan ini terdiri dari senyawa-senyawa
anorganik dan organik yang terlarut dalam air, mineral dan garam-garamnya. Penyebab utama terjadinya TDS adalah bahan anorganik berupa ion-ion yang umum dijumpai di perairan. Sebagai contoh air buangan sering mengandung molekul sabun, deterjen dan surfaktan yang larut air, misalnya pada air buangan rumah tangga dan industri pencucian.
Kekeruhan (Turbiditas) Kekeruhan merupakan suatu ukuran berdasarkan sinar yang dihamburkan atau dibelokkan oleh adanya butir-butir partikel yang terdispersi dalam larutan. Kekeruhan dapat disebabkan olah bahan-bahan tersuspensi yang bervariasi dari ukuran koloid sampai dispersi kasar, tergantung dari derajat turbulensinya. Penentuan kekeruhan dengan metode fotometri disebut Turbidimetri.24
Kadar Vitamin C Vitamin C juga dikenal dengan nama kimia dari bentuk utamanya yaitu asam askorbat. Vitamin C mempunyai rumus empiris C6H6O6 dan dalam bentuk murninya merupakan kristal putih, tidak berwarna, tidak berbau, dan mencair pada suhu 190Struktur kimia vitamin C 1920C. diperlihatkan pada Gambar 6. Vitamin C merupakan senyawa yang sangat mudah larut dalam air, mempunyai sifat asam dan sifat pereduksi yang kuat.27 Vitamin C termasuk golongan antioksidan karena sangat mudah teroksidasi oleh panas, cahaya, dan logam. Vitamin C sebagai antioksidan mampu menetralkan radikal bebas dalam darah maupun cairan sel tubuh. Buah-buahan dan sayuran segar merupakan sumber utama vitamin C. Buah yang asam seperti jeruk, nanas, dan jambu juga mengandung vitamin C lebih banyak dibanding buah yang tidak asam seperti pisang, dan apel. Bayam, brokoli, cabe hijau, dan kubis juga merupakan sumber vitamin C yang baik, bahkan juga setelah dimasak.28 Vitamin C dapat ditentukan kadarnya dengan titrasi dengan cara menitrasi langsung dengan I2. Metode tersebut memanfaatkan sifat asam askorbat yang dapat dioksidasi oleh I2 dengan reaksi : HC6H7O6 + I2 Æ 2HI + C6H6O6. Larutan I2 tidak stabil sehingga memerlukan proses standardisasi menggunakan Na2S2O3. Namun, Na2S2O3 juga perlu ditetapkan dengan suatu larutan baku lainnya, yaitu KIO3. Reaksi oksidasi
6
oleh KIO3 baru terjadi dalam suasana asam. Titrasi harus segera dilakukan untuk mencegah menguapnya I2. Indikator baru ditambahkan setelah warna menjadi muda, agar I2 tidak terlalu banyak dibungkus oleh amilum. Jika hal ini terjadi, I2 yang dibungkus amilum sukar direaksikan akibatnya jumlah titran yang dipakai tidak sesuai dengan yang sebenarnya diperlukan.29
Pada buah melon penggambilan sari buah dilakukan dengan mengupas kulit buah, memotong buah dan menghaluskan buah dengan menggunakan blender. Ekstrak sari buah yang telah ada, selanjutnya disaring kembali dengan menggunakan kain saring untuk menghilangkan sisa buah yang belum halus.
Proses Filtrasi Sari Buah
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian dilakukan di Laboratorium Biofisika, Departemen Fisika dan Laboratorium Kimia Analitik dan Kimia Fisik, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan pada bulan April 2011 November 2011.
Alat dan Bahan Alat yang dipergunakan dalam penelitian ini meliputi pisau, blender, alat pemeras buah, kain saring, pH meter, alat filtrasi cross-flow, alat filtrasi dead-end, pompa udara, stopwatch, neraca analitik, buret, alumunium foil, viskometer bola jatuh (Gilmont), Oakton pH/CON 10 series meter, digital Refraktometer GMK 701R, piknometer 10 ml, dan 2100P turbidimeter. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah membran polisulfon, buah jeruk pontianak, buah melon, akuades, dan iodin.
Metode Penelitian Pembuatan Sari Buah Penentuan kualitas buah jeruk dapat ditentukan dari penampilan fisik seperti : buah berukuran besar, tekstur masih keras, warna kuning kehijauan, mempunyai derajat kematangan yang cukup, kulit mengkilap, dan rasanya manis.30 Buah jeruk yang digunakan pada penelitian ini adalah jeruk pontianak. Buah yang telah dipilih, dikupas dan dicuci dengan air bersih yang mengalir. Buah yang telah dibersihkan selanjutnya dipotong dan diambil sarinya. Pada buah jeruk pengambilan sari buah dilakukan dengan membelah bagian tengah buah dan diperas dengan menggunakan alat pemeras buah.
Proses filtrasi ekstrak sari buah dilakukan dengan dua metode yaitu dead-end dan crossflow dengan tiga variasi tekanan yaitu 5 psi (34482.76 Pa), 7.5 psi (51724.14 Pa), dan 10 psi (68965.52 Pa). Proses filtrasi dead-end sari buah mengalir tegak lurus dengan permukaan membran polisulfon. Proses filtrasi cross-flow sari buah mengalir secara sejajar dengan permukaan membran polisulfon. Pada proses dead-end, membran akan lebih mudah rusak karena komponen yang tertahan pada permukaan membran akan cepat terjadi sehingga terjadi fouling dan menyebabkan penurunan laju permeat. Pada proses cross-flow, membran akan lebih kuat karena komponen yang tertahan pada permukaan membran akan dibersihkan oleh aliran dari sari buah sehingga tidak cepat terjadi fouling.
Pengukuran Derajat Keasaman (pH) Derajat keasaman dari ekstrak sari buah diukur dengan menggunakan Oakon pH/Con 10 series meter. Alat pH meter sebelum digunakan sebelumnya dikalibrasi terlebih dahulu dengan menggunakan buffer 4 dan buffer 7. Elektroda dimasukkan ke dalam larutan buffer, setelah beberapa saat akan didapat nilai yang sesuai dengan larutan buffer yang digunakan. Setelah proses kalibrasi dilakukan elektroda dibersihkan menggunakan akuades lalu dikeringkan dengan tissue. Selanjutnya elektroda dimasukkan ke dalam sari buah yang akan diuji dan setelah beberapa saat akan didapat nilai pH dari sampel yang diuji.12
Pengukuran Kekentalan (Viskositas) Kekentalan sari buah diukur dengan menggunakan viskometer bola jatuh (Gilmont). Sari buah dimasukkan ke dalam viskometer kemudian diukur waktu jatuh bola besi pada jarak 10 cm. Viskositas sari buah (ηs) dengan satuan poise diperoleh dengan menggunakan persamaan berikut :
7
ηs =
(5)
Keterangan : k adalah konstanta viskometer (6.39 x 10-3 cm-3 s-2), ρb adalah kerapatan bola besi (7.96 g cm-3), ρs adalah kerapatan sari buah (g cm-3), v adalah kecepatan bola besi jatuh (cm/s).
Pengukuran Massa Jenis (Kerapatan) Pengukuran massa jenis (kerapatan) diukur dengan menggunakan alat yang bernama tabung piknometer dengan volume 10 ml. Sebelum digunakan, tabung piknometer dikeringkan terlebih dahulu menggunakan aseton sebagai kalibrasi. Selanjutnya tabung piknometer beserta penutupnya ditimbang untuk memperoleh massa kosong tabung piknometer. Tabung piknometer diisi dengan sari buah hingga penuh dan piknometer ditutup dengan posisi lurus (diusahakan tidak ada gelembung atau udara), kemudian tabung piknometer dengan isi sampel sari buah ditimbang. Massa isi tabung piknometer dikurangi massa kosong tabung piknometer digunakan sebagai nilai massa sari buah. Selanjutnya massa jenis sari buah dapat dicari dengan menggunakan rumus : ρ=
(6)
oil khusus dengan nilai kalibrasi nol, jika nilai kalibrasi sudah nol maka turbidimeter sudah dapat digunakan. Sari buah dimasukkan ke dalam gelas turbidimeter hingga melebihi batas tera putih dan tutup gelas dengan rapat. Selanjutnya masukkan gelas ke lubang turbidimeter dan tutup kembali. Nilai kekeruhan dapat diukur dengan menekan tombol read. Pengukuran kekeruhan dilakukan pada sampel sari buah sebelum filtrasi, hasil filtrasi dan sisa filtrasi.
Pengukuran Vitamin C Standardisasi Na2S2O3
Sebanyak 0.2244 gr KIO3 ditimbang dengan menggunakan neraca analitik dengan gelas piala 100 ml (sebagai wadah timbang). Selanjutnya KIO3 yang telah ditimbang dilarutkan dengan akuades. Setelah KIO3 larut dalam akuades, dimasukkan ke dalam labu takar 50 ml dan ditera dengan akuades. Larutan baku primer KIO3 yang sudah dibuat, diambil sebanyak 10 ml dan dimasukkan ke dalam tabung erlenmeyer 100 ml, ditambah 10 ml KI 1 N dan 10 ml HCl 1 N dan segera dititrasi dengan Na2S2O3 sampai warna menjadi kuning muda kemudian ditambahkan 1 ml larutan amilum dan titrasi dilanjutkan sampai warna hilang (tidak berwarna).
Standardisasi Iodin (I2)
Keterangan : ρ adalah massa jenis (g/ml), m adalah massa sari buah (g), v adalah volume (ml).
Sebanyak 10 ml larutan Na2S2O3 ditambahkan dengan 1 ml indikator amilum. Larutan tersebut dititrasi dengan menggunakan iodin hingga terjadi perubahan warna menjadi warna biru yang konstan.
Pengukuran Total Padatan Terlarut
Penentuan Vitamin C Sari Buah
Total Padatan Terlarut (TPT) diukur dengan menggunakan digital refraktometer GMK 701R yang terlebih dahulu dikalibrasi. Proses kalibrasi dilakukan dengan cara meneteskan akuades pada tempat sampel dan menekan tombol meas. Jika diperoleh nilai 0.0 berarti refraktometer telah terkalibrasi, kemudian tempat sampel dikeringkan dengan tissue. Pengukuran sari buah dilakukan dengan meneteskan sari buah lalu ditutup dengan light cover dan menekan tombol zero dilanjutkan dengan tombol meas.
Pengukuran Kekeruhan Tingkat kekeruhan ekstrak sari buah diukur dengan menggunakan alat 2100P turbidimeter. Turbidimeter sebelum digunakan dikalibrasi dengan menggunakan
Sebanyak 10 ml sari buah sebelum filtrasi, hasil filtrasi, dan sisa filtrasi dipindahkan ke dalam tabung erlenmayer. Sampel sari buah kemudian ditambahkan dengan 1 ml amilum dan dititrasi dengan iodin hingga warna menjadi biru.31
8
HASIL DAN PEMBAHASAN Nilai Permeate Membran Nilai permeate membran merupakan banyaknya volume sari buah yang dapat melewati membran selama proses filtrasi. Jumlah permeate dipengaruhi oleh sifat dari zat yang akan difiltrasi dan perlakuan pada proses filtrasi. Proses filtrasi sari buah jeruk pontianak dan melon dilakukan dengan perlakuan filtrasi yang berbeda-beda, yaitu : cross-flow 5 psi (34482.76 Pa), cross-flow 7.5 psi (51724.14 Pa), cross-flow 10 psi (68965.52 Pa), dead-end 5 psi (34482.76 Pa), dead-end 7.5 psi (51724.14 Pa), dan deadend 10 psi (68965.52 Pa). Hasil penelitian filtrasi pada sari buah jeruk pontianak dan melon dapat dilihat pada Gambar 7 dan Gambar 8. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah permeate sari buah jeruk pontianak dan melon pada proses filtrasi dead-end lebih besar dibandingkan dengan hasil permeate pada filtrasi cross-flow. Hal tersebut disebabkan oleh arah aliran feed yang tegak lurus terhadap permukaan membran sehingga volume feed yang melewati membran lebih besar setiap pertambahan waktu.
Gambar 7 Volume permeate sari buah jeruk pontianak pada beberapa perlakuan filtrasi.
Gambar 8 Volume permeate sari buah melon pada beberapa perlakuan filtrasi.
Tekanan yang diberikan pada setiap perlakuan mempengaruhi hasil volume permeate sari buah jeruk pontianak dan melon. Pemberian tekanan sebesar 10 psi (68965.52 Pa) pada sistem filtrasi cross-flow dan dead-end memiliki hasil volume permeate yang paling tinggi dibandingkan dengan tekanan 5 psi (34482.76 Pa) dan 7.5 psi (51724.14 Pa). Hal tersebut dikarenakan oleh adanya gaya yang lebih besar untuk memaksa sari buah dapat melewati membran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan filtrasi dan tekanan yang diberikan sangat berpengaruh terhadap hasil volume permeate yang dihasilkan. Volume permeate sari buah jeruk pontianak hasil filtrasi lebih besar dibandingkan volume permeate sari buah melon hasil filtrasi. Hal ini terkait dengan nilai parameter fisik dari sari buah tersebut seperti pH, kekentalan, massa jenis, total padatan terlarut, kekeruhan, dan kadar vitamin C.
Fluks Sari Buah Fluks sari buah merupakan banyaknya larutan permeate yang dihasilkan pada proses filtrasi dibagi dengan waktu filtrasi dan luas permukaan. Jumlah filtrat yang dihasilkan bukan hanya didasarkan pada luas pori yang ada tetapi juga oleh proses terjadinya penyumbatan pada pori.9 Proses filtrasi sari buah jeruk pontianak dan melon dilakukan dengan perlakuan filtrasi yang berbeda-beda, yaitu : cross-flow 5 psi (34482.76 Pa), crossflow 7.5 psi (51724.14 Pa), cross-flow 10 psi (68965.52 Pa), dead-end 5 psi (34482.76 Pa), dead-end 7.5 psi (51724.14 Pa), dan deadend 10 psi (68965.52 Pa). Gambar 9 dan Gambar 10 memperlihatkan hasil pengukuran fluks sari buah jeruk pontianak dengan metode cross-flow dan dead-end. Berdasarkan hubungan fluks sari buah jeruk pontianak terhadap waktu dapat dilihat bahwa nilai fluks sari buah mengalami penurunan dengan bertambahnya waktu filtrasi. Pemberian tekanan sangat berpengaruh terhadap besarnya nilai fluks sari buah. Hal tersebut dapat terlihat bahwa pada tekanan 10 psi (68965.52 Pa) memiliki nilai fluks sari buah yang paling tinggi dibandingkan dengan tekanan 5 psi (34482.76 Pa) dan 7.5 psi (51724.14 Pa). Adanya tekanan memberikan gaya dorong lebih besar sehingga larutan seolah dipaksa melewati permukaan membran.
9
Gambar 9 Hubungan fluks sari buah jeruk pontianak dan waktu hasil filtrasi cross-flow.
Gambar 10 Hubungan fluks sari buah jeruk pontianak dan waktu hasil filtrasi dead-end.
buah jeruk pontianak dan melon dialirkan secara sejajar dengan permukaan membran, sehingga terbentuknya endapan maupun akumulasi konsentrasi pada permukaan membran dapat dihindari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai fluks sari buah jeruk pontianak dan melon hasil filtrasi memiliki nilai tertinggi pada filtrasi crossflow dengan tekanan 10 psi (68965.52 Pa). Nilai fluks sari buah melon lebih rendah dibandingkan dengan nilai fluks sari buah jeruk pontianak. Hal tersebut terjadi dikarenakan sari buah melon sebelum filtrasi lebih kental dibandingkan sari buah jeruk pontianak sebelum filtrasi. Penurunan nilai fluks sari buah menunjukkan terjadinya fouling pada proses filtrasi membran. Fouling terjadi akibat adanya akumulasi molekul-molekul sari buah pada permukaan membran dan sebagian terjebak masuk ke dalam pori-pori membran. Peristiwa fouling yang terjadi mengakibatkan terhambatnya aliran feed yang melewati membran dengan kata lain jumlah permeate yang dihasilkan semakin berkurang dengan bertambahnya waktu filtrasi.12
Karakterisasi Ekstrak Sari Buah Jeruk Pontianak dan Melon Derajat Keasaman (pH)
Gambar 11 Hubungan fluks sari buah melon dan waktu hasil filtrasi cross-flow.
Gambar 12 Hubungan fluks sari buah melon dan waktu hasil filtrasi dead-end. Metode filtrasi cross-flow memiliki nilai fluks sari buah yang lebih tinggi dibandingkan dengan filtrasi dead-end. Hal tersebut karena pada filtrasi cross-flow sari
pH merupakan istilah yang digunakan untuk menunjukkan derajat keasaman atau derajat kebasaan suatu bahan. Nilai pH sari buah jeruk pontianak dan melon sebelum filtrasi, hasil filtrasi dan sisa filtrasi dapat dilihat pada Gambar 13 dan Gambar 14. Nilai pH sari buah jeruk pontianak dan melon sebelum filtrasi pada metode filtrasi cross-flow 4.49 dan 6.93. Nilai pH sari buah jeruk pontianak dan melon hasil filtrasi dan sisa filtrasi mengalami penurunan dibandingkan dengan sari buah sebelum filtrasi. Hasil filtrasi sari buah jeruk pontianak dan melon dengan metode crossflow pada tekanan 5 psi (34482.76 Pa) memiliki nilai pH sebesar 4.32 dan 6.24, pada tekanan 7.5 psi (51724.14 Pa) sebesar 4.32 dan 6.75, sedangkan pada tekanan 10 psi (68965.52 Pa) 4.24 dan 6.75. Nilai pH sari buah jeruk pontianak dan melon sisa filtrasi sebesar 4.59 dan 6.9. Nilai pH sari buah jeruk pontianak dan melon sebelum filtrasi pada metode filtrasi dead-end sebesar 4.49 dan 7.03. Nilai pH hasil filtrasi pada metode dead-end juga mengalami penurunan. Hasil filtrasi sari buah jeruk pontianak dan melon dengan metode
10
dead-end dengan tekanan 5 psi (34482.76 Pa) memiliki nilai pH sebesar 4.20 dan 7.05, pada tekanan 7.5 psi (51724.14 Pa) sebesar 4.34 dan 6.55, sedangkan pada tekanan 10 psi (68965.52 Pa) sebesar 4.39 dan 6.98. Nilai pH sari buah jeruk pontianak dan melon sisa hasil filtrasi sebesar 4.59 dan 7.07. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil filtrasi sari buah jeruk pontianak dan melon mengalami penurunan nilai pH, karena meningkatnya keasaman pada sari buah. Penurunan nilai pH sari buah jeruk pontianak paling tinggi terjadi pada hasil filtrasi dengan metode dead-end, sedangkan pada sari buah melon terjadi pada hasil filtrasi dengan menggunakan metode cross-flow dengan tekanan 5 psi (34482.76 Pa). Penurunan nilai pH pada hasil filtrasi sari buah jeruk pontianak dan melon terjadi karena meningkatnya keasaman pada sari buah akibat lamanya penyimpanan. Penurunan nilai pH juga terjadi karena menurunnya jumlah padatan terlarut dan serat akibat proses filtasi, sehingga keasaman meningkat. Sedangkan sisa filtrasi sari buah jeruk pontianak dan melon menunjukkan kenaikan nilai pH. Hal tersebut terjadi karena tidak terlewatnya partikel dengan ukuran lebih besar dari ukuran pori membran polisulfon.
Kekentalan (Viskositas) Kekentalan atau viskositas merupakan salah satu sifat fisik dari suatu zat atau larutan. Kekentalan memperlihatkan salah satu sifat cairan yang menentukan besarnya perlawanan terhadap gaya geser. Hasil penelitian kekentalan dapat dilihat pada Gambar 15 dan Gambar 16. Gambar 15 dan Gambar 16 memperlihatkan hasil penelitian nilai kekentalan sari buah jeruk pontianak dan melon sebelum filtrasi, hasil filtrasi, dan sisa filtrasi yang mengalami perubahan. Sari buah melon memiliki nilai kekentalan yang lebih tinggi dibandingkan dengan sari buah jeruk pontianak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kekentalan sari buah jeruk pontianak dan melon mengalami penurunan paling tinggi terjadi pada hasil filtrasi dengan metode cross-flow dengan tekanan 5 psi (34482.76 Pa). Walaupun nilai kekentalan melon dan jeruk pontianak sebelum filtrasi berbeda namun nilai kekentalan hasil filtrasi hampir sama. Hal tersebut menunjukkan pori dan kestabilan filtrasi pada membran polisulfon yang sama. Penurunan nilai kekentalan hasil filtrasi sari buah terjadi disebabkan oleh berkurangnya jumlah koloid, partikel, serat, dan total padatan terlarut yang terdapat pada sari buah setelah filtrasi. Sedangkan pada sisa filtrasi kekentalan sari buah meningkat karena bertambahnya jumlah koloid, partikel, serat, dan total padatan terlarut yang terdapat pada sari buah akibat tidak terlewatnya partikel yang ukurannya lebih besar dari ukuran pori pada membran polisulfon yang digunakan.
Gambar 13 Derajat keasaman sari buah jeruk pontianak pada beberapa perlakuan filtrasi.
Gambar 15 Kekentalan sari buah jeruk pontianak pada beberapa perlakuan filtrasi. Gambar 14 Derajat keasaman sari buah melon pada beberapa perlakuan filtrasi.
11
Gambar 16 Kekentalan sari buah melon pada beberapa perlakuan filtrasi.
Penurunan nilai kerapatan terjadi karena padatan-padatan maupun partikel-partikel dengan ukuran lebih besar dari pori membran tidak mampu melewati membran, sehingga jumlah koloid, partikel, serat, dan padatanpadatan yang terdapat pada sari buah hasil filtrasi lebih rendah. Kerapatan sisa filtrasi sari buah meningkat dibandingkan sari buah sebelum filtrasi. Hal tersebut disebabkan oleh menurunnya zat-zat terlarut dan partikel dengan ukuran yang kecil dalam sari buah yang mampu melewati membran, sehingga yang tertinggal hanyalah zat-zat dengan ukuran yang besar yang tidak mampu melewati membran.
Total Padatan Terlarut (TPT)
Gambar 17 Kerapatan sari buah jeruk pontianak pada beberapa perlakuan filtrasi.
Gambar 18 Kerapatan sari buah melon pada beberapa perlakuan filtrasi. Massa Jenis (Kerapatan) Salah satu sifat fisik suatu bahan adalah kerapatan, yang didefinisikan perbandingan antara massa bahan (m) dengan volume bahan (v).32 Hasil penelitian kerapatan sari buah jeruk pontianak dan melon dapat dilihat pada Gambar 17 dan Gambar 18. Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara keseluruhan hasil filtrasi sari buah mengalami penurunan nilai kerapatan. Penurunan kerapatan paling tinggi terjadi pada filtrasi dengan menggunakan metode cross-flow pada tekanan 5 psi (34482.76 Pa). Hal tersebut terjadi karena pada filtrasi dengan metode cross-flow feed mengalir sejajar dengan permukaan membran dan kecilnya tekanan yang diberikan memperlambat rusaknya pori pada membran.
Total padatan terlarut dari sari buah jeruk pontianak dan melon sebelum filtrasi, hasil filtrasi dan sisa filtrasi dengan beberapa perlakuan yang berbeda ditampilkan pada Gambar 19 dan Gambar 20. Data penelitian menunjukkan bahwa sari buah jeruk pontianak dan melon sebelum filtrasi memiliki nilai TPT sebesar 12.0 % brix dan 9.9 % brix. Hasil filtrasi cross-flow sari buah jeruk pontianak dan melon mengalami penurunan nilai TPT, nilai TPT pada tekanan 5 psi (34482.76 Pa) sebesar 9.0 % brix dan 7.0 % brix, pada tekanan 7.5 psi (51724.14 Pa) sebesar 9.4 % brix dan 8.4 % brix, pada tekanan 10 psi (68965.52 Pa) sebesar 9.7 % brix dan 8.5 % brix, sedangkan pada sisa filtrasi sari buah sebesar 11.6 % brix dan 8.9 % brix. Pada filtrasi dead-end nilai TPT sari buah jeruk pontianak dan melon sebelum filtrasi sebesar 12.0 % brix dan 8.8 % brix. Nilai TPT pada filtrasi deadend juga mengalami penurunan, pada tekanan 5 psi (34482.76 Pa) sebesar 8.8 % brix dan 7.0 % brix, pada tekanan 7.5 psi (51724.14 Pa) sebesar 9.3 % brix dan 7 % brix, dan pada tekanan 10 psi (68965.52 Pa) sebesar 10.1 % brix dan 6.9 % brix, sedangkan pada sisa filtrasi sari buah sebesar 11.6 % brix dan 7.3 % brix. Data hasil penelitian menunjukkan bahwa penurunan nilai TPT terjadi pada hasil filtrasi dan sisa filtrasi sari buah. Penurunan nilai TPT pada sari buah terbesar terjadi pada filtrasi cross-flow dengan tekanan 5 psi (34482.76 Pa) dan dead-end dengan tekanan 5 psi (34482.76 Pa). Penurunan nilai TPT disebabkan oleh menurunnya kerapatan sari buah setelah proses filtrasi.
12
Gambar 19 Total padatan terlarut sari buah jeruk pontianak pada beberapa perlakuan filtrasi.
Gambar 21 Kekeruhan sari buah jeruk pontianak pada beberapa perlakuan filtrasi.
Gambar 20 Total padatan terlarut sari buah melon pada beberapa perlakuan filtrasi.
Gambar 22 Kekeruhan sari buah melon pada beberapa perlakuan filtrasi.
Besarnya tekanan yang diberikan membuat padatan-padatan kecil yang terlarut dan yang terlewatkan melalui membran lebih banyak. Hal tersebut dapat terlihat bahwa pada tekanan 7.5 psi (51724.14 Pa) dan 10 psi (68965.52 Pa) nilai TPT hasil filtrasi lebih tinggi dibandingkan dengan hasil filtrasi dengan tekanan 5 psi (34482.76 Pa). Sisa filtrasi sari buah juga mengalami penurunan karena sari buah sisa filtrasi mengalami penurunan kesegaran selama waktu filtrasi berlangsung, dan tetap tertinggalnya zat-zat, koloid, dan partikel yang tidak terlarut.
Kekeruhan Kekeruhan didefinisikan sebagai jumlah partikel yang tersuspensi pada suatu zat atau larutan. Nilai numerik yang menunjukkan kekeruhan didasarkan pada turut campurnya bahan yang tersuspensi pada jalannya sinar melalui larutan.33 Hasil penelitian kekeruhan sari buah jeruk pontianak dan melon sebelum filtrasi , hasil filtrasi, dan sisa filtrasi dengan metode cross-flow dan dead-end dapat dilihat pada Gambar 21 dan Gambar 22.
Kekeruhan sari buah jeruk pontianak dan melon hasil filtrasi mengalami penurunan, pada sistem filtrasi cross-flow dengan tekanan 5 psi (34482.76 Pa) sebesar 99.17% dan 81.54%, pada tekanan 7.5 psi (51724.14 Pa) sebesar 96.34% dan 80.73%, dan pada tekanan 10 psi (68965.52 Pa) sebesar 95.10% dan 79.02%, sedangkan sisa filtrasi mengalami kenaikan sebesar 19.67% dan 29.18%. Pada sistem filtrasi dead-end hasil filtrasi sari buah jeruk pontianak dan melon juga mengalami penurunan nilai kekentalan, pada tekanan 5 psi (34482.76 Pa) sebesar 96.34% dan 55.84%, pada tekanan 7.5 psi (51724.14 Pa) sebesar 95.21% dan 43.56%, dan pada tekanan 10 psi (68965.52 Pa) sebesar 95.07% dan 43.56%, sedangkan sisa filtrasi sari buah jeruk pontianak dan melon mengalami kenaikan nilai kekeruhan, pada sisa filtrasi sari buah jeruk pontianak sebesar 19.67% dan pada sisa filtrasi sari buah melon sebesar 37.82%. Data hasil penelitian yang didapat menunjukkan bahwa sari buah yang telah mengalami proses filtrasi mengalami penurunan nilai kekeruhan. Penurunan nilai kekeruhan disebabkan karena tidak terlewatnya koloid, partikel, serat dan padatan-padatan pada proses filtrasi sari buah, sehingga sari buah hasil filtrasi memiliki suspensi partikel yang lebih rendah. Filtrasi dengan metode cross-flow memliki
13
penurunan yang lebih besar dibandingkan dengan filtrasi dengan metode dead-end. Tekanan 10 psi (68965.52 Pa) memiliki nilai penurunan kekeruhan yang lebih rendah dibandingkan dengan tekanan 5 psi (34482.76 Pa) dan 7.5 psi (51724.14 Pa). Hal tersebut terjadi karena adanya kemungkinan partikel terlewat melalui pori membran secara paksa akibat tekanan yang diberikan pada feed dan permukaan membran. Kenaikkan nilai kekeruhan pada sisa filtrasi sari buah terjadi karena adanya browning yang terjadi pada sari buah dan tetap tertinggalnya zat-zat terlarut ataupun partikel yang memiliki ukuran cukup besar sehingga tidak mampu melewati pori membran. Hal tersebut meningkatkan padatan atau partikel yang tersuspensi pada sari buah sisa filtrasi.
Kadar Vitamin C Buah jeruk dan melon diketahui banyak mengandung vitamin C. Pada penelitian ini dilakukan pengukuran kadar vitamin C pada ekstrak sari buah jeruk pontianak dan melon sebelum filtrasi, hasil filtrasi dan sisa filtrasi. Hasil penelitian kadar vitamin C pada sari buah jeruk pontianak dan melon dapat dilihat pada Gambar 23 dan Gambar 24.
Gambar 23 Kadar vitamin C sari buah jeruk pontianak pada beberapa perlakuan filtrasi.
Gambar 24 Kadar vitamin C sari buah melon pada beberapa perlakuan filtrasi.
Sari buah jeruk pontianak dan melon mengalami penurunan kadar vitamin C pada hasil filtrasi dan sisa filtrasi. Kadar vitamin C sari buah jeruk pontianak dan melon sebelum filtrasi cross-flow 0.035182% dan 0.025972%, hasil filtrasi cross-flow 5 psi (34482.76 Pa) 0.019789% dan 0.013097%, cross-flow 7.5 psi (51724.14 Pa) 0.019667% dan 0.012987%, cross-flow 10 psi (68965.52 Pa) 0.025854% dan 0.019479%, sedangkan sisa filtrasi cross-flow 0.031951% dan 0.025735%. Kadar vitamin C sari buah jeruk pontianak dan melon sebelum filtrasi deadend 0.035182% dan 0.032456%, hasil filtrasi dead-end 5 psi (34482.76 Pa) 0.025873% dan 0.019568%, dead-end 7.5 psi (51724.14 Pa) 0.019352% dan 0.019567%, dead-end 10 psi (68965.52 Pa) 0.025752% dan 0.019528%, sedangkan sisa filtrasi dead-end 0.031951% dan 0.025959%. Penurunan kadar vitamin C pada sari buah terjadi karena lamanya waktu penyimpanan, bahkan kehilangan vitamin C terjadi segera setelah proses pemanenan buah. Vitamin C yang bersifat sensitif terhadap suhu dan oksigen, dengan mudah hilang dari produk yang disimpan pada kondisi aerob.34 Vitamin C teroksidasi karena adanya kontak yang terjadi antara sari buah dengan cahaya, suhu, dan logam. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar vitamin C sari buah jeruk pontianak dan melon hasil filtrasi dengan metode deadend lebih tinggi dibandingkan dengan kadar vitamin C hasil filtrasi cross-flow. Hal tersebut menunjukkan bahwa pada metode dead-end, partikel atau zat-zat yang dapat melewati membran lebih banyak dibandingkan filtrasi dengan metode crossflow. Sedangkan pada sisa filtrasi mengalami penurunan kadar vitamin C terjadi akibat lamanya penyimpanan dan suhu selama proses filtrasi. Vitamin C atau asam askorbat memiliki bobot molekul sebesar 176. Penurunan kadar vitamin C pada hasil filtrasi sari buah jeruk pontianak dan melon terjadi karena ukuran bobot molekul vitamin C yang relatif besar, sehingga sedikit tertahan oleh adanya ukuran pori yang relatif kecil. Penurunan kadar vitamin C juga terjadi karena vitamin C teroksidasi karena adanya kontak yang terjadi antara sari buah dengan cahaya, panas, dan logam selama proses penelitian. Mekanisme yang terjadi selama proses filtrasi direpresentasikan dalam bentuk mekanisme perpindahan massa.
14
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Hasil penelitian filtrasi sari buah jeruk pontianak dan melon dengan menggunakan membran polisulfon dapat disimpulkan bahwa sistem filtrasi dead-end memliki nilai permeate yang lebih tinggi dibandingkan dengan sistem filtrasi cross-flow dan adanya pemberian tekanan memperngaruhi volume permeate yang dihasilkan. Namun fluks sari buah pada metode dead-end lebih rendah disebabkan karena terjadinya fouling pada pori membran lebih cepat terjadi. Hasil filtrasi sari buah jeruk pontianak dan melon mengalami penurunan nilai pH, kekentalan, kerapatan, TPT, kekeruhan, dan kadar vitamin C. Berdasarkan hasil penelitian penurunan terbesar terjadi pada filtrasi crossflow dengan tekanan 5 psi (34482.76 Pa). Adapun nilai sifat fisik dan kimia sari buah jeruk pontianak dan melon hasil filtrasi menunjukkan nilai pH sebesar 4.32 dan 6.24, kekentalan sebesar 0.0163729 poise dan 0.0155511 poise, kerapatan sebesar 1.04056 g ml-1 dan 1.04815 g ml-1, total padatan terlarut sebesar 9.0 % brix dan 7.0 % brix, kekeruhan sebesar 99.17% (11.73 NTU) dan 81.54% (114.67 NTU), dan kadar vitamin C sebesar 0.019789% dan 0.01309%. Penurunan kadar vitamin C merupakan suatu kerugian.
Saran Penelitian selanjutnya diharapkan adanya karakterisasi sifat listrik pada membran yang telah digunakan sebagai media filtrasi, seperti pengaruh fouling terhadap konduktansi membran. Adanya perlakuan SEM untuk mengamati dan mempelajari pori membran setelah digunakan sebagai media filtrasi sehingga dapat dipelajari fenomena fouling pada membran secara lebih jelas.
DAFTAR PUSTAKA 1. Notodarmojo
S, Anne D. 2004. Penurunan zat organik dan kekeruhan menggunakan teknologi membran ultrafiltrasi dengan sistem aliran deadend. Jurnal Sains dan Teknologi Institut Teknologi Bandung 36 (1) : 63-82. 2. Juansah J, K Dahlan, F Huriati. 2009. Peningkatan mutu sari buah nanas dengan memanfaatkan sistem filtrasi aliran deadend dari membran selulosa asetat. Jurnal Makara Seri Sains 13(1): 94-100.\ 3. Siburian MP. 2006. Kajian efektifitas membran polisulfon untuk desinfeksi air [Skripsi]. Bogor. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Petanian Bogor. 4. Sinaga PR. 2006. Kajian karakteristik membran ultrafiltrasi berbahan polisulfon pada berbagai tingkat ketebalan [Skripsi]. Bogor. Fakultas Teknologi Pertanian, Institit Pertanian Bogor. 5. Rakhmanudin M. 2005. Karakteristik kelistrikan membran selulosa asetat dalam berbagai tingkat keasaman larutan. [Skripsi]. Bogor : Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor 6. Gea S, Andriyani, Sovia L. 2005. Pembuatan Elektroda Selektif – Ion Cu (II) dari Kitosan Polietilen Oksida. Padang : Universitas Sumatera Utara. 7. Notodarmojo S. 2004. Penurunan Zat Organik dan Kekeruhan Menggunakan Teknologi Membran Ultrafiltrasi dengan Sistem Aliran Dead-end. ITB, Bandung. 8. Kurniawan A. 2002. Pengaruh fouling terhadap konduktansi listrik pada proses filtrasi membran polisulfon [Skripsi]. Bogor. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Petanian Bogor. 9. Sembiring RS. 2005. Preparasi dan karakterisasi membran berbahan dasar polisulfon menggunakan pelarut Dimetilacetamid (DMAc) [Skripsi]. Bogor. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Petanian Bogor. 10. Susanto M. 2005. Pemisahan gas dengan polimer [Skripsi]. Bandung. Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Bandung. 11. Maryati RE. 2003. Pengaruh protein terhadap konduktansi listrik membran
15
filtrasi pada berbagai suhu [Skripsi]. Bogor. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Petanian Bogor. 12. Huriawati F. 2006. Kajian filtrasi sari buah nanas dengan menggunakan membran selulosa asetat [Skripsi]. Bogor. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Petanian Bogor. 13. Pratomo ALH. 2003. Pembuatan dan karakterisasi membran komposit polisulfon selulosa asetat untuk proses ultrafiltrasi. Jurnal Pendidikan Matematika dan Sains 3 (8). 14. Baker RW. 2004. Overview of Membrane Science and Technology. John Willey & Sons, New York. 15. Budiyanto A, Yulianingsih. 2008. Pengaruh suhu dan waktu ekstraksi terhadap karakter pektin dari ampas jeruk siam (Citrus nobilis L.). Jurnal Pascapanen 5 (2) : 37-44 16. Sarwono B. 1994. Jeruk dan Kerabatnya. Penebar Swadaya. Jakarta. 17. Davies, FS dan LG Altigno. 1994. Citrus. Lab. International : USA. 18. Minneci P, Paulson D. 1987. Molecularlybounded metal microfiltration membrane. http://www.osmonics.com. [17 September 2010]. 19. Mulder M. 1996. Basic and Principles of Membrane Technology. London: Kluwer. 20. Madona. 2005. Karakterisasi fisik dan kimia minyak goreng bekas pakai yang dicampur dengan sari buah mengkudu, sari daun lidah buaya dan Ca-Bentonit [Skripsi]. Departemen Fisika, FMIPA, IPB, Bogor. 21. Apandi MS. 1984. Teknologi Buah dan Sayuran. PT. Alumni : Bandung. 22. Giancoli DC. 1998. Fisika Edisi ke-5. Yuhilja H, Irwan A, penerjemah. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari : Physics. 23. Sears, FW dan MW Zemansky. 1994. Fisika untuk Universitas. Ir. Soedarjana dan Drs. A. Achmad, penerjemah. Jakarta
: Bina Cipta. Terjemahan Dari : University of Phisics. 24. Saeni MS. 1989. Kimia Lingkungan. Bogor: IPB-Press. 25. Damayanti D. 2005. Kajian pemurnian larutan gula kasar (Raw Sugar) menggunakan membran filtrasi dengan sistem aliran silang (Crossflow) [Skripsi]. Fateta. IPB. Bogor. 26. Ferdiaz, Dedi, N Andar Wulan et al. 1992. Teknik Analisis Sifat Kimia dan Fungsional Komputasi Pangan. PAU Pangan dan Gizi. IPB : Bogor. 27. Aulia A. 2008. Studi stabilitas dan fortifikasi vitamin C pada pembuatan konsentrat jeruk pontianak [Skripsi]. Departemen Teknologi Pangan dan Gizi, Fakultas Teknik Pertanian, IPB, Bogor. 28. Winarno FG. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. 29. Underwood AL, Day RA. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif. Pudjaatmaka AH,penerjemah. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari Quantitative Analysis.Fifth Edition. 30. Shalimar, Andaya, Nia T. 1993. Budidaya jeruk, pusat perpustakaan dan komunikasi penelitian Badan Penelitian dan Perkembangan Pertanian. Jakarta. 31. Harjadi W. 1986. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta: Gramedia. 32. Tipler PA. 1991. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jilid ke-1. Erlangga. Jakarta. 33. Sutrisno. 1991. Pengolahan Air Laut dan Gambut. Gramedia. Jakarta. 34. Salunkhe DK. 1976. Storage, Processing, and Nutritional Quality of Fruits and Vegetables. CRC Press, Inc. 35. Anonim. 2002. Sari buah jeruk. http://en.wikipedia.com.org/w/index.php? title=Jeruk_Pontianak.html. [5 November 2006] 36. Prajnanta F. 2002. Melon, Pemeliharaan Secara Intensif dan Kiat Sukses Beragribisnis. Penebar Swadaya. Jakart
16
LAMPIRAN
17
Lampiran 1 Diagram alir penellitian
Mulai
Persiapan bahan (sari buah jeruk pontianak dan melon)
Persiapan dan kalibrasi alat
Karakterisasi sari buah sebelum filtrasi (pH, kekentalan,kerapatan, total padatan terlarut, kekeruhan, dan vitamin C
Proses filtrasi cross-flow (tekanan 5 psi, 7.5 psi, 10 psi)
Proses filtrasi dead-end (tekanan 5 psi, 7.5 psi, 10 psi)
Karakterisasi sari buah hasil filrasi dan sisa filtrasi (pH, kekentalan,kerapatan, total padatan terlarut, kekeruhan, dan vitamin C
Analisis data
Penyusunan skripsi
Selesai
18
Lampiran 2 Kandungan gizi pada buah jeruk pontianak per 100 gram.35 Kandungan Gizi Energi Protein Lemak Karbohidrat Kalsium Fosfor Besi Vitamin A Vitamin B1 Vitamin B2 Vitamin C Niasin Serat
Nilai
Lampiran 3 Kandungan gizi pada buah melon per 100 gram.36 Kandungan Gizi Nilai Energi Protein Lemak Karbohidrat Kalsium Fosfor Besi Vitamin A Vitamin B1 Vitamin B2 Vitamin C Niasin Serat Air
28.00 kal 0.50 g 0.10 g 7.20 g 18.00 mg 10.00 mg 0.10 mg 160.00 RE 0.06 mg 0.03 mg 29.00 mg 0.30 mg 0.20 mg
21.00 kal 0.60 g 0.10 g 5.10 g 15.00 mg 25.00 mg 0.50 mg 640.00 SI 0.03 mg 0.02 mg 34.00 mg 0.80 mg 0.30 mg 93.50 g
19
Lampiran 4 Data volume permeate sari buah jeruk pontianak Volume (ml) Waktu Cross-flow (menit) 5 psi 7.5 psi 10 psi 5 psi 0.3 0.1 0.2 0.4 1 0.6 0.3 0.5 0.8 2 1.0 0.5 0.8 1.2 3 1.3 0.7 1.0 1.5 4 1.5 0.8 1.1 2.1 5 1.8 1.0 1.2 2.6 6 1.1 1.3 3.0 7 2.1 1.2 1.5 3.4 8 2.4 1.4 1.6 3.9 9 2.6 1.8 1.8 4.4 10 2.9 2.1 1.9 4.9 11 3.1 2.4 2.1 5.3 12 3.2 2.7 2.2 5.8 13 3.5 3.0 2.3 6.2 14 3.9 3.3 2.5 6.6 15 4.2 3.6 2.7 7.0 16 4.5 3.9 2.8 7.3 17 4.7 4.2 3.1 7.7 18 5.1 4.4 3.2 8.0 19 5.3 4.6 3.4 8.3 20 5.4 4.9 3.6 8.7 21 5.7 5.2 3.7 9.0 22 6.0 5.4 3.9 9.3 23 6.2 5.7 4.1 9.6 24 6.3 5.9 4.2 9.9 25 6.4 6.2 4.4 10.2 26 6.8 6.5 4.5 10.5 27 7.2 6.8 4.7 10.8 28 7.5 7.0 4.9 11.1 29 7.8 7.2 5.1 11.3 30 8.0 7.4 5.3 11.5 31 8.3 7.6 5.4 11.8 32 8.6 7.9 5.6 12.0 33 8.9 8.2 5.8 12.2 34 9.2 8.4 6.0 12.4 35 9.5 8.6 6.1 12.7 36 9.8 8.8 6.2 12.9 37 10.1 9.0 6.4 13.1 38 10.5 9.2 6.6 13.3 39 11.0 9.4 6.8 13.5 40 11.4
Dead-end 7.5 psi 0.5 1.0 1.4 1.9 2.4 2.8 3.3 3.7 4.1 4.5 5.0 5.4 5.8 6.2 6.6 7.1 7.6 8.1 8.6 9.0 9.4 10.0 10.6 11.0 11.5 12.0 12.4 12.7 13.0 13.4 13.7 13.9 14.2 14.5 14.8 15.0 15.3 15.6 15.9 16.2
10 psi 0.5 1.0 1.5 2.0 2.4 2.9 3.4 3.9 4.3 4.8 5.3 5.7 6.1 6.5 6.9 7.4 7.9 8.4 8.9 9.5 10.1 10.6 11.1 11.5 12.0 12.3 12.6 13.0 13.4 13.7 14.0 14.3 14.6 14.9 15.2 15.5 15.7 16.0 16.3 16.5
20
Lampiran 5 Data volume permeate sari buah melon Volume (ml) Waktu Cross-flow (menit) 5 psi 7.5 psi 10 psi 5 psi 0.3 0.2 0.2 0.4 1 0.5 0.5 0.5 0.8 2 0.7 0.7 0.7 1.2 3 1.0 0.9 0.9 1.5 4 1.3 1.2 1.1 1.8 5 1.5 1.3 2.2 6 1.5 1.8 1.5 2.4 7 1.9 2.0 1.7 2.7 8 2.2 2.3 2.0 2.9 9 2.5 2.6 2.2 3.2 10 2.8 2.9 2.5 3.5 11 3.0 3.2 2.7 3.8 12 3.2 3.4 2.9 4.1 13 3.5 3.7 3.0 4.3 14 3.8 3.9 3.2 4.6 15 4.1 4.1 3.3 4.8 16 4.3 4.3 3.4 5.1 17 4.5 4.6 3.5 5.3 18 4.8 4.9 3.7 5.6 19 5.1 5.2 3.9 5.8 20 5.3 5.4 4.0 6.1 21 5.4 5.6 4.1 6.3 22 5.6 5.8 4.3 6.6 23 5.8 6.0 4.4 6.8 24 5.9 6.1 4.6 7.0 25 6.2 6.2 4.8 7.2 26 6.4 6.4 4.9 7.5 27 6.7 6.6 5.1 7.7 28 7.0 7.0 5.2 7.9 29 7.3 7.2 5.3 8.1 30 7.6 7.4 5.6 8.4 31 7.8 7.6 5.7 8.6 32 8.0 7.8 5.8 8.8 33 8.2 8.1 6.0 9.0 34 8.4 8.3 6.1 9.2 35 8.5 8.4 6.3 9.5 36 8.7 8.6 6.5 9.7 37 9.0 8.8 6.7 9.9 38 9.2 9.0 6.9 10.1 39 9.4 9.1 7.1` 10.3 40 9.6
Dead-end 7.5 psi 0.4 0.9 1.3 1.7 2.0 2.4 2.7 3.0 3.4 3.7 4.1 4.6 4.9 5.3 5.6 5.8 6.1 6.4 6.6 6.9 7.2 7.5 7.7 7.9 8.1 8.3 8.5 8.7 8.9 9.2 9.4 9.6 9.8 10.0 10.1 10.3 10.5 10.7 10.9 11.1
10 psi 0.4 0.8 1.2 1.7 2.2 2.7 3.1 3.5 3.9 4.4 4.9 5.4 5.8 6.2 6.6 7.0 7.4 7.7 8.0 8.3 8.7 9.0 9.3 9.6 9.9 10.2 10.5 10.8 11.0 11.3 11.5 11.8 12.0 12.2 12.4 12.6 12.9 13.1 13.3 13.5
21
Lampiran 6 Data fluks sari buah jeruk pontianak Fluks (cm menit-1) Waktu Cross-flow (menit) 5 psi 7.5 psi 10 psi 5 psi 0.01364 0.00455 0.00909 0.05000 1 0.01364 0.00682 0.01136 0.05000 2 0.01515 0.00758 0.01136 0.05000 3 0.01477 0.00795 0.01212 0.04688 4 0.01364 0.00727 0.01000 0.05250 5 0.01364 0.00758 0.00909 0.05417 6 0.00714 0.00844 0.05357 7 0.01364 0.00682 0.00852 0.05313 8 0.01364 0.00707 0.00808 0.05417 9 0.01313 0.00818 0.00818 0.05500 10 0.01318 0.00868 0.00785 0.05568 11 0.01281 0.00909 0.00795 0.05521 12 0.01212 0.00944 0.00769 0.05577 13 0.01224 0.00974 0.00747 0.05536 14 0.01266 0.01000 0.00758 0.05500 15 0.01273 0.01023 0.00767 0.05469 16 0.01278 0.01043 0.00749 0.05368 17 0.01257 0.01061 0.00783 0.05347 18 0.01288 0.01053 0.00766 0.05263 19 0.01268 0.01045 0.00773 0.05188 20 0.01227 0.01061 0.00779 0.05179 21 0.01234 0.01074 0.00764 0.05114 22 0.01240 0.01607 0.00771 0.05054 23 0.01225 0.01080 0.00777 0.05000 24 0.01193 0.01073 0.00764 0.04950 25 0.01164 0.01084 0.00769 0.04904 26 0.01189 0.01094 0.00758 0.04861 27 0.01212 0.01104 0.00763 0.04821 28 0.01218 0.01097 0.00768 0.04784 29 0.01223 0.01091 0.00773 0.04708 30 0.01212 0.01085 0.00777 0.04637 31 0.01217 0.01080 0.00767 0.04609 32 0.01222 0.01088 0.00771 0.04545 33 0.01226 0.01096 0.00775 0.04485 34 0.01230 0.01091 0.00779 0.04429 35 0.01234 0.01086 0.00770 0.04410 36 0.01237 0.01081 0.00762 0.04358 37 0.01241 0.01077 0.00766 0.04309 38 0.01256 0.01072 0.00769 0.04263 39 0.01282 0.01068 0.00773 0.04219 40 0.01295
Dead-end 7.5 psi 0.06250 0.06250 0.05833 0.05938 0.06000 0.05833 0.05893 0.05781 0.05694 0.05625 0.05682 0.05625 0.05577 0.05536 0.05500 0.05547 0.05588 0.05625 0.05658 0.05625 0.05595 0.05682 0.05761 0.05729 0.05750 0.05769 0.05741 0.05670 0.05603 0.05583 0.05524 0.05430 0.05379 0.05331 0.05286 0.05208 0.05169 0.05132 0.05096 0.05063
10 psi 0.06250 0.06250 0.06250 0.06250 0.06000 0.06042 0.06071 0.06094 0.05972 0.06000 0.06023 0.05938 0.05865 0.05804 0.05750 0.05781 0.05809 0.05833 0.05855 0.05938 0.06012 0.06023 0.06033 0.05990 0.06000 0.05913 0.05833 0.05804 0.05776 0.05708 0.05645 0.05586 0.05530 0.05478 0.04529 0.05382 0.05304 0.05263 0.05224 0.05156
22
Lampiran 7 Data fluks sari buah melon Waktu (menit) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
Fluks (cm menit-1) 5 psi 0.00909 0.01136 0.01061 0.01023 0.01000 0.00985 0.00974 0.00966 0.01010 0.01000 0.01033 0.01023 0.01014 0.00974 0.00970 0.00938 0.00909 0.00884 0.00885 0.00886 0.00866 0.00847 0.00850 0.00833 0.00836 0.00839 0.00825 0.00828 0.00815 0.00803 0.00821 0.00810 0.00799 0.00802 0.00792 0.00795 0.00799 0.00801 0.00804 0.00807
Cross-flow 7.5 psi 0.00909 0.01136 0.01061 0.01023 0.01091 0.01136 0.01169 0.01136 0.01162 0.01182 0.01198 0.01212 0.01189 0.01201 0.01182 0.01165 0.01150 0.01162 0.01172 0.01182 0.01169 0.01157 0.01146 0.00136 0.01109 0.01084 0.01077 0.01071 0.01097 0.01091 0.01085 0.01080 0.01074 0.01083 0.01078 0.01061 0.01057 0.01053 0.01049 0.01034
10 psi 0.01364 0.01136 0.01061 0.01136 0.01182 0.01136 0.01234 0.01250 0.01263 0.01273 0.01240 0.01212 0.01223 0.01234 0.01242 0.01222 0.01203 0.01212 0.01220 0.01205 0.01169 0.01157 0.01146 0.01117 0.01127 0.01119 0.01128 0.01136 0.01144 0.01152 0.01144 0.01136 0.01129 0.01123 0.01104 0.01098 0.01106 0.01100 0.01096 0.01091
5 psi 0.05000 0.05000 0.05000 0.04688 0.04500 0.04583 0.04286 0.04219 0.04028 0.04000 0.03977 0.03958 0.03942 0.03839 0.03833 0.03750 0.03750 0.03681 0.03684 0.03625 0.03631 0.03580 0.03587 0.03542 0.03500 0.03462 0.03472 0.03438 0.03405 0.03375 0.03387 0.03359 0.03333 0.03309 0.03286 0.03299 0.03277 0.03257 0.03237 0.03219
Dead-end 7.5 psi 0.05000 0.05625 0.05471 0.05313 0.05000 0.05000 0.04821 0.04688 0.04722 0.04625 0.04659 0.04792 0.04712 0.04732 0.04667 0.04531 0.04485 0.04444 0.04342 0.04313 0.04286 0.04261 0.04185 0.04115 0.04050 0.03990 0.03935 0.03884 0.03836 0.03833 0.03790 0.03750 0.03712 0.03676 0.03607 0.03576 0.03547 0.03520 0.03494 0.03469
10 psi 0.05000 0.05000 0.05000 0.05313 0.05500 0.05625 0.05536 0.05469 0.05417 0.05500 0.05568 0.05625 0.05577 0.05536 0.05500 0.05469 0.05441 0.05347 0.05263 0.05188 0.05179 0.05114 0.05054 0.05000 0.04950 0.04904 0.04861 0.04821 0.04741 0.04708 0.04637 0.04609 0.04545 0.04485 0.04429 0.04375 0.04358 0.04309 0.04253 0.04219
23
Lampiran 8 Derajat keasaman (pH) sari buah jeruk pontianak dan melon Derajat keasaman (pH) Jeruk Pontianak Melon Perlakuan Ulangan Ulangan Rataan 1 2 3 1 2 3 Sebelum filtrasi 4.47 4.53 4.48 4.49 6.95 6.93 6.92 Cross-flow 5 psi 4.29 4.34 4.33 4.32 6.24 6.24 6.23 Cross-flow 7.5 psi 4.30 4.34 4.33 4.32 6.75 6.77 6.74 Cross-flow 10 psi 4.24 4.23 4.26 4.24 6.75 6.75 6.75 Sisa filtrasi 4.57 4.62 4.59 4.59 6.87 6.91 6.91 Sebelum filtrasi 4.47 4.53 4.48 4.49 7.08 7.08 7.08 Dead-end 5 psi 4.20 4.20 4.20 4.20 7.06 7.02 7.06 Dead-end 7.5 psi 4.31 4.36 4.35 4.34 6.53 6.57 6.56 Dead-end 10 psi 4.41 4.38 4.38 4.39 6.98 6.98 6.98 Sisa filtrasi 4.47 4.53 4.48 4.39 7.07 7.08 7.05 Lampiran 9 Viskositas sari buah jeruk pontianak dan melon Perlakuan Viskositas (poise) Jeruk Pontianak Melon -3 18.0123 x 10 Sebelum filtrasi 24.3070 x 10-3 Cross-flow 5 psi 16.3729 x 10-3 15.5511 x 10-3 -3 Cross-flow 7.5 psi 16.3929 x 10 16.2324 x 10-3 -3 Cross-flow 10 psi 16.4016 x 10 16.5234 x 10-3 Sisa filtrasi 18.2383 x 10-3 24.8558 x 10-3 -3 Sebelum filtrasi 18.0969 x 10 24.6659 x 10-3 -3 Dead-end 5 psi 16.4961 x 10 15.9611 x 10-3 Dead-end 7.5 psi 16.5464 x 10-3 16.5170 x 10-3 -3 Dead-end 10 psi 16.7264 x 10 16.6268 x 10-3 -3 Sisa filtrasi 18.4847 x 10 25.5108 x 10-3 Lampiran 10 Kerapatan sari buah jeruk pontianak dan melon Perlakuan Kerapatan (g ml-1) Jeruk Pontianak 1.07304 Sebelum filtrasi 1.04056 Cross-flow 5 psi 1.04703 Cross-flow 7.5 psi 1.06197 Cross-flow 10 psi 1.07414 Sisa filtrasi 1.07304 Sebelum filtrasi 1.06117 Dead-end 5 psi 1.06408 Dead-end 7.5 psi 1.06616 Dead-end 10 psi 1.07414 Sisa filtrasi
Melon 1.05713 1.04815 1.05705 1.05713 1.06687 1.05714 1.05231 1.05239 1.05446 1.05767
Rataan 6.93 6.24 6.75 6.75 6.90 7.08 7.05 6.55 6.98 7.07
24
Lampiran 11 Total padatan terlarut sari buah jeruk pontianak dan melon Total padatan terlarut (% brix) Jeruk Pontianak Melon Perlakuan Ulangan Ulangan Rataan 1 2 3 1 2 3 Sebelum filtrasi 12.0 12.0 12.0 12.0 10.0 9.8 9.9 Cross-flow 5 psi 8.9 9.1 9.0 9.0 6.9 7.0 7.1 Cross-flow 7.5 psi 9.4 9.4 9.4 9.4 8.4 8.4 8.4 Cross-flow 10 psi 9.7 9.7 9.7 9.7 8.5 8.4 8.6 Sisa filtrasi 11.7 11.5 11.6 11.6 8.8 9.0 8.9 Sebelum filtrasi 12.0 12.0 12.0 12.0 8.8 8.8 8.8 Dead-end 5 psi 8.8 8.8 8.8 8.8 6.9 7.0 7.1 Dead-end 7.5 psi 9.3 9.3 9.3 9.3 7.0 7.0 7.0 Dead-end 10 psi 10.0 10.1 10.2 10.1 6.9 6.9 6.9 Sisa filtrasi 11.7 11.5 11.6 11.6 7.3 7.2 7.4
Rataan 9.9 7.0 8.4 8.5 8.9 8.8 7.0 7.0 6.9 7.3
Lampiran 12 Kekeruhan sari buah jeruk pontianak dan melon Kekeruhan (NTU) Jeruk Pontianak Melon Perlakuan Ulangan Ulangan Rataan 1 2 3 1 2 3 Sebelum filtrasi 1412.5 1420.0 1425.0 1419.2 624.0 618.0 622.0 Cross-flow 5 psi 11.8 11.7 11.7 11.7 115.0 114.0 115.0 Cross-flow 7.5 psi 52.0 51.8 51.7 51.8 119.0 120.0 120.0 Cross-flow 10 psi 70.3 69.3 68.7 69.4 132.0 130.0 129.0 Sisa filtrasi 1712.5 1700.0 1682.5 1698.3 801.0 804.0 803.0 Sebelum filtrasi 1412.5 1420.0 1425.0 1419.2 662.0 664.0 665.0 Dead-end 5 psi 51.9 51.9 52.0 51.9 274.0 274.0 275.0 Dead-end 7.5 psi 67.3 68.5 68.0 67.9 349.0 352.0 351.0 Dead-end 10 psi 70.3 69.7 69.7 69.9 347.0 346.0 344.0 Sisa filtrasi 1712.5 1700.0 1682.5 1698.3 919.0 912.0 913.0
Rataan 621.0 114.7 119.7 130.3 802.7 663.7 274.3 350.7 345.7 914.7
25
Lampiran 13 Kadar vitamin C sari buah jeruk pontianak dan melon Perlakuan Vitamin C (%) Jeruk Pontianak 0.035182 Sebelum filtrasi 0.019789 Cross-flow 5 psi 0.019667 Cross-flow 7.5 psi 0.025854 Cross-flow 10 psi 0.031951 Sisa filtrasi 0.035182 Sebelum filtrasi 0.025873 Dead-end 5 psi 0.019352 Dead-end 7.5 psi 0.025752 Dead-end 10 psi 0.031951 Sisa filtrasi
Melon 0.025972 0.013097 0.012987 0.019479 0.025735 0.032456 0.019568 0.019567 0.019528 0.025959
26
Lampiran 14 Gambar alat-alat penelitian
A.Blender
D.Viskometer gilmont (bola jatuh)
Digital Refraktometer GMK 701R
B.Alat filtrasi
E.pH meter
F.Piknometer 10 ml
2100 P Turbidimeter
