Industri Air Minum Dalam Kemasan (AMDK)

Industri Air Minum Dalam Kemasan (AMDK) Amsalia Florence B.* Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Bandung Jalan Ganesa No. 10, Bandung, Indonesia *Corresponding Author: [email protected]

Abstrak Air merupakan kebutuhan mendasar manusia. Kebutuhan akan air meningkat seiring dengan meningkatknya populasi manusia. Sejalan dengan hal itu, Industri Air Minum Dalam Kemasan (AMDK) semakin berkembang dalam menyediakan suplai air minum Ready to Drink (RTD). AMDK berdasarkan Peraturan Menteri Perindustrian Republik Indonesia Nomor 96/M-IDN/PER/12/2011 diartikan sebagai air yang telah diproses, tanpa bahan pangan lainnya dan bahan tambahan pangan, dikemas, serta aman untuk diminum. Perkembangan industri AMDK dapat dilihat dari kenaikan kapasitas produksi dari industri tersebut. Dalam hal regulasi, industri AMDK berada di bawah kontrol pemerintah untuk menjamin kualitas produknya. Produk AMDK harus memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI).AMDK terdiri atas beberapa jenis, yakni air mineral, air demineral, air mineral alami, dan air minum embun. Setiap jenis memiliki proses produksi yang berbeda. Pada umumnya air yang diperoleh dari berbagai sumber (sungai, air tanah, air laut, dll) ditampung lalu dilakukan filtrasi. Filtrasi yang dilakukan menggunakan makrofilter, karbon aktif, dan mikrofilter .Dalam pemrosesan mikrofilter, digunakan membran untuk menghilangkan partkiel-partikel kecil yang ada pada air umpan. Memran yang digunakan adalah mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, nanofiltrasi, dan reverse osmosis. Biasanya kandungan virus,bakteri, ataupun patogen dalam air umpan dipisahkan menggunakan proses desifikasi.Pada bagian akhir, limbah yang dihasilkan industri AMDK juga harus diproses sehingga tidak memberikan dampak negtaif pada lingkungan. Kata kunci : AMDK, membran, filtrasi, desifikasi

1. Pendahuluan Air merupakan salah satu elemen terpenting dalam kehidupan manusia. Sekitar 70% tubuh manusia terdiri dari air. Fungsi air dalam tubuh manusia diantaranya mengatur suhu tubuh, sebagai pelarut, membawa nutrisi daan oksigen, dan meningkatkan metabolisme. Oleh karena fungsinya yang fundamental, ketersediaan air terutama air minum merupakan hal yang krusial dalam kehidupan manusia. Perkembangan teknologi yang semakin pesat berimbas pada kebutuhan masyarakat akan pemenuhan air minum yang meningkat[17]. Hal ini juga didukung oleh kenaikan populasi yang dialami dunia. Industri yang fokus bergerak di bidang RTD (Ready to Drink) water disebut juga industri Air Minum Dalam Kemasan (AMDK). Konsumsi air minum dalam kemasan semakin meingkat secara global dalam tiga dekade terakhir Perkembangan industri AMDK di

Indonesia terbilang cepat, hal ini terbukti dari semakin beragamnya brand AMDK yang beredar di masyarakat. Volume produksi AMDK di Indonesia dalam range tahun 2005 hingga 2011 juga memperlihatkan peningkatan yang signifikan. Data volume ini dapat dapat dilihat pada Tabel 1.1 berikut. Tabel 1.1 Volume Produksi AMDK pada Tahun 2005 hingga 2011 dalam Milyar Liter [1] Tahun

Volume Produksi

2005

8,8

2006

9,4

2007

10,3

2008

11,5

2009

12,8

2010

14,5

2011

17,9

Amsalia Florence B., Industri Air Minum Dalam Kemasan (AMDK), 2015-13-13

2. Air Minum Dalam Kemasan (AMDK) Berdasarkan Peraturan Menteri Perindustrian Republik Indonesia Nomor 96/M-IDN/ PER/12/2011, AMDK adalah air yang telah diproses, tanpa bahan pangan lainnya dan bahan tambahan pangan, dikemas, serta aman untuk diminum 2.1 Jenis –Jenis AMDK Jenis-jenis AMDK yang beredar di Indonesia, diantaranya adalah [2] : o

Air mineral Air mineral adalah air minum dalam kemasan yang meng-andung mineral dalam jumlah tertentu tanpa penambahan mineral. Air demineral Air demineral adalah air minum dalam kemasan yang diperoleh melalui proses pemurnian secara distilasi, deionisasi, reverse

o

osmosis. Air mineral alami Air mineral alami adalah air minum yang diperoleh langsung dari sumber air alami atau dibor dari sumur dalam, dengan proses terkendali yang menghindari pencemaran atau pengaruh luar atas sifat kimia, fisika, dan mikrobiologi air mineral alami. Air minum embun Air minum embun adalah air yang diperoleh dari proses pengembunan uap air dari udara lembab menjadi tetesan air embun yang diolah lebih lanjut menjadi air minum embun yang dikemas.

2.2 Syarat Mutu AMDK Syarat mutu AMDK di Indonesia untuk jenis air mineral dan air demineral terdapat pada Tabel 2.1 berikut.

Tabel 2.1 Syarat Mutu Air Mineral dan Air Demineral [10]


2.3 Regulasi Pesyaratan teknis mengenai industri air minum dalam kemasan diatur dalam Peraturan Menteri Perindustrian Republik Indonesia Nomor 96/M-IDN/ PER/12/2011. Peraturan ini berisikan definisi AMDK, jenis-jenis AMDK, ketentuan mengenai tanggal kadaluwars, standar yang digunakan, spesifikasi air hasil produksi, dan hal-hal lainnya. Selain mengenai persyaratan teknis, cara memproduksi AMDK juga diatur dalam Peraturan Menteri Perindustrian Nomor 75/M-IND/PER/7/2010. Peraturan mengenai pemberlakuan Standar Nsional Indonesia (SNI) diatut berdasarkan Peraturan Menteri Perindustrian Republik Indonesia Nomor 49/M-IND/PER/3/2012.

3. Proses Produksi AMDK

Penyaringan secara mikrofiltrasi digunakan untuk menyaring partikel halus dengan ukuran maksimal 10 mikron. Desifikasi berfungsi untuk membunuh mikroba pathogen. Desifikasi dapat dilakukan dengan menggunakan ozon, penyinaran lampu UV dengan panjang gelombang 254 nm dan intensitas minimum 10000mw detik per cm2 dan desifikasi menggunakan ion silver. Pengisian dan penutupan pada kemasan yang telah dicuci dilakukan secara higenis dalam ruang pengisian yang bersih dan saniter. Suhu ruang maksimal 25 derajat Celcius. Selanjutnya air yang telah dikemas dipak dan didistribusikan.

Pengambilan dan penampungan air baku (air tanah atau air permukaan)

3.1 Proses Produksi Berbagai Jenis AMDK 3.1.1 Air mineral

Penyaringan/filtrasi (makrofilter, karbon aktif, mikrofilter)

Proses produksi air mineral dapat dilihat dari diagram alir pada Gambar 3.1. Air tanah atau air permukaan pertamatama ditampung dalam bak ataupun tangki. Bila lokasi sumber air cukup jauh, air dapat dialirkan menggunakan pipa atau diangkut menggunakan tangki. Pada proses transportasi, air dapat ditambahkan desinfektan. Tahap selanjutnya adalah penyaringan atau filtrasi. Penyaringan dilakukan dalam beberapa tahap yakni penyaringan secara mikrofiktrasi penyaringan dengan karbon aktif, dan penyaringan secara makrofiltrasi. Penyaringan secara makrofiltrasi digunakan untuk menyaring partikelpartikel kasar dengan menggunakan pasir. Penyaringan menggunakan karbon aktif digunakan untuk menyerap bau, rasa, warna, sisa khlor, dan bahan organic.

Desinfeksi (ozon, UV, atau ion silver)

Pengisian dan penutupan (dapar ditambah gas oksigen, karbon dioksida atau nitrogen) pada kemasan yang telah dicuci

Pengepakan

Gambar 3.1 Proses Produksi Air Mineral [2]

3.1.2 Air demineral Proses produksi air demineral dapat dilihat dari diagram alir pada Gambar 3.2 berikut.



3.1.3 Air mineral alami Proses produksi air mineral alami dapat dilihat dari diagram alir pada Gambar 3.3 berikut.



Demineralisasi (RO, distilasi,deionisasi)


Desinfeksi (ozon, UV, atau ion silver)



Pengepakan Pengepakan

Gambar 3.3 Proses Produksi Air Mineral Alami [2] Gambar 3.2 Proses Produksi Air Demineral [2] Tahapan produksi air demineralisasi secara umum sama seperti air mineral, hanya terdapat perbedaan karena pada air demineral membutuhkan tahap demineralisasi. Demineralisasi dapat dilakukan dengan cara pengunaan membran Reverse Osmosis (RO), distilasi, dan deionisasi. Pada demineralisasi RO, digunakan membran dengan diameter hollow fibre yang kecil sehingga dihasilkan produk akhir dengan kandungan zat terlarut maksimum 10 mg /L . Demineralisasi distilasi menggunakan perangkat penyulingan dan pada deionisasi mengginakan perangkat deionisasi dengan produk akhir memiliki kanduingan zat terlarut maksimal 10 mg/L.

Proses produksi air mineral alami sama saja dengan air mineral, hanya saja tidak terdapat tahap desinfeksi. 3.1.4 Air minum embun Proses produksi air minum embun dapat dilihat dari diagram alir pada Gambar 3.4. Tahap pertama dalam proses produksi air minum embun adalah pengambilan udara. Udara yang lembab dihisap dengan menggunakan mesin proses pengembunan yang terkendali. Selanjutnya udara disaring sehingga diperoleh udara bersih. Udara bersih kemudian diembunkan atau dikondensasi dengan menggunakan perangkat yang sama sehingga diperoleh air embun. Air embun lalu ditampung dalam tangki penampung dan disaring menggunakan karbon aktif dan mikrofilter. Tahap desifikasi, pengisian dan penutupan


pada kemasan yang telah dicuci dan pengepakan dilakukan seperti proses produksi pada jenis AMDK yang lainnya.

Pengambilan udara (udara lembab)

Penyaringan/filtrasi udara

Penampungan air embun

Penyaringan/filtrasi air embun (mikrofilter)

Desifeksi (ozon, UV, atau ion silver)

Pengisian dan penutupan (dapat ditambah gas oksigen, karbon dioksida ataupun nitrogen) pada kemasan yang sudah dicuci

bahan kimiawi yang harus dihindari kandungannya dalam air minum. 3.2 Pemanfaatan produksi AMDK

membran

pada

Proses penyaringan dan demineralisasi pada produksi AMDK pada umumnya menggunakan membran[18]. Membran dapat memisahkan polutan yang ada pada air umpan. Membran yang digunakan secara luas dikenal juga dengan semi-permeabel membran Membran merupakan lapisan (bias hanya satu atau banyak) tipis yang terdiri dari lubang ataupun pori. Pemisahan dengan menggunakan membran dilakukan berdasarkan perbedaan difusivitas, afinitas, ukuran polutan yang hendak dipisahkan, tekanan operasi, dan lain-lain. Membran yang digunakan untuk memproses AMDK dapat biasanya pressure driven membrane. Pressure driven membrane dapat berupa reverse osmosis (RO), nanofiltrasi (NF), ultrafiltrasi (UF), dan juga mikrofiltrasi (MF). Keempat membran tersebut memiliki ukuran pori yang berbeda-beda. Penggunaan masing-masing membran bergantung akan ukuran polutan atau zat yang ingin dipisahkan dari air umpan. Ukuran pori masing-masing membrane disajikan pada Tabel 3.1 berikut ini. Tabel 3.1 Ukuran Pori Membran [3] Jenis

Ukuran Pori

Pengepakan

Gambar 3.4 Proses Produksi Air Minum Embun [2] Dalam memproduksi AMDK yang digunakan sebagai minuman, WHO memberikan dua jenis peninjauan [8] . Peninjauan aspek mikrobiologi[11] dan peninjauan aspek kimiawi. Dalam aspek mikrobiologi, WHO mengharuskan air minum yang dikonsumsi bebas dari bakteri,virus, dan parasite patogenik. Dalam aspek kimiawi, terdapat bahan-

Reverse Osmosis

<0,002

Nanofiltrasi

<0,002

Ultrafiltrasi

0,001-0,1

Mikrofiltrasi

0,05-10

Secara umum, air akan melewati membran dengan tekanan tertentu dan meisahkan antara polutan dan air hasil pemisahan. Operasi pada membran ultrafiltrasi dan mikrofiltrasi berjalan seperti pengayakan sedangkan nanofiltrasi dan RO bekerja berdasarkan karakteristik fisikokimia dari komponen permeat.


3.2.1 Mikrofiltrasi

Prinsip pemisahan

Sieving mechanism

Membran jenis ini terbuat dari material organik seperti polimer ataupu material iorganik seperti keramik, logam, ataupun kaca. Membran jenis ini dapat mengalami penurunan fluks apabila terjadi polarisasi konsentrasi ataupun fouling. Kontrol terhadap fouling sangatlah penting bagi membran jenis ini. Terdapat dua konfigurasi pada membran mikrofiltrasi, yakni dead-end filtration dan cross-flow filtration. Representasi dari dead-end filtration dan cross-flow filtration dapat dilihat dari Gambar 3.6 dan Gambar 3.7 berikut.

Material membran

Polymeric, keramik

Feed

Permeat Gambar 3.6 Skema Dead-end Filtration [3]

3.2.2 Ultrafiltrasi Ultrafiltrasi digunakan untuk menahan makromolekul dam koloid dalam larutan. Ukuran partikel yang dapat melalui pada membran ini adalah ratusan Dalton. Perbedaan mendasar selain ukuran pori dibandingkan dengan membran mikrofiltrasi adalah membran ultrafiltrasi memiliki struktur asimetrik dengan bagian lapisan atas lebih padat dibandingkan dengan lapisan bawahnya. Hal ini meyebabkan bagian atas memiliki tahanan hidrodinamik yang lebih besar. Membran untrafiltrasi terbentuk melalui proses phase inversion. Membran ultrafiltrasi digunakan pada umumnya pada larutan aquous. Polarisasi konsentrasi dan fouiling juga harus diperhatikan pada membran ini. Membran ultrafiltrasi memiliki kemampuan rejection terhadap makromolekul, protein, dan polisakarida.

Membran

Pori asimetris

Membran ini dapat beroperasi seca partaian maupun kontiniu. PAda sistem operasi partaian, sejumlah volume larutan umpan disirkulasi melalui modul dengan laju alir yang tinggi. Proses ini dilanjutkan dengan pemisahan yang terjadi sesuai dengan keinginan. Selanjutnya larutan konsentrat dikurat dari tangki umpan dan siap untuk mengolah umpan baru. Pada sistem kontiniu, modul disusun secara seri untuk mendapatkan pemisahan yang diinginkan. SIstem operasi kontiniu kemudian dibagi kembali menjadi single stage dan multistage Banyak pabrik yang menggunakan prinsip “cut-off” untuk karakterisasi membrane ultrafiltrasinya. Summary pada membran ultrafiltrasi dapat dilihat pada Tabel 3.3 berikut.

Ketebalan

10-150

Tabel 3.3 Spesifikasi Ultrafiltrasi [3]

Ukuran pori

0,05-10

Membran

Pori asimetris

Gaya penggerak

Tekanan (<2 bar)

Ketebalan

150

Feed

Retentate e Permeat

Gambar 3.7 Skema Cross-flow filtration [3] Membran mikrofiltrasi memiliki kemampuan rejection terhadap partikel, clay dan bakteri. Summary membran mikrofiltrasi dapat dilihat pada Tabel 3.2. berikut Tabel 3.2 Spesifikasi Mikrofiltrasi [3]


Ukuran pori

1-100

Gaya penggerak

Tekanan (1-10 bar)

Prinsip pemisahan

Sieving mechanism

Material membran

Polymer, keramik

3.2.3 Nanofiltrasi Membran nanofiltrasi banyak digunakan di industri pemrosesan makanan. Membran ini memiliki kemampuan rejection atas monosakarida, disakarida, polisakarida, dan iob negative polivalen[29]. Summary membran nanofiltrasi terdapat pada Tabel 3.4 berikut. Tabel 3.4 Spesifikasi Nanofiltrasi [3] Membran

Komposit

Ketebalan

Sublayer = 150 top layer = 1

Ukuran pori

<2

Gaya penggerak

sistem RO beroprasi, material membrane terekspos tekanan tinggi dari air umpan. Paparan tekanan tinggi terhadap membran jenis ini dapar berakibat meingkatnya kerapatan material membrane (kompaksi) yang akan mengurangi laju difusi air dan konstituen terlarut melalui membran. Akibat kompaksi, tekanan yang lebih tinggi harus diberikan untuk mempertahankan aliran permeat. Secara paralel, laju difusi garam yang lebih rendah menyebabkan salinitas permeat yang lebih rendah. Efek kompaksi ini lebih signifikan pada membrane selulosa asimetrik dibandingkan membrane poliamida komposit[28]., Summary membran ini dapat dilihat pada Tabel 3.5 berikut. Tabel 3.5 Spesifikasi Reverse Osmosis [3] Membran

Komposit asimetrik

Ketebalan

Sublayer = 150 top layer = 1

Tekanan (10-25)

Ukuran pori

<2

Prinsip pemisahan

Solution-diffusion

Gaya penggerak

Material membran

Poliamida

Tekanan (brackish water 15-25 bar dan seawater 40-80 bar)

Prinsip pemisahan

Solution-diffusion

Material membran

Selulosa triasetat, poliamida aromatik

;

3.2.4 Reverse Osmosis RO adalah sebuah metode filtrasi yang menghilangkan banyak jenis molekul dan ion besar dari larutan dengan mmebrikan tekanan pada larutan yang berada pada salah satu sisi membrane selektif. Fluks pada membran ini dapat ditingkatkan dengan mengurangi ketebalan. Hambatan dalam perpindahan biasanya ditentukan oleh lapisan atas yang padat. Membran asimetrik terdiri atas bagian atas dan bawah dimana keduanya terbuat dari material yang sama. Membran ini dibuat dengan metode phase inversion. Membran RO paling banyterutama desalinasi air laut. Membran jenis ini memiliki kemampuan untuk melakukan rejection terhadap HGWC, LMWC, NaCl,glukosa, dan asam amino. Permasalahan yang sering muncul pada membran ini adalah kompaksi. Ketika

atau ;

Secara keseluruhan, neraca massa pada membran dapat dilihat pada gambar 4.2 berikut. 𝑄𝑟 𝐶𝑟 C QC

𝑄𝑝 𝐶𝑝 C

Gambar 3.8 Neraca Massa pada Membran [4]


Konversi ataupun perolehan, ɵ , adalah perbandingan antara permeat yang melalui membrane dibandingkan dengan besarnya umpan.

dengan

: laju alir permeat ( Q : laju alir feed (

) 3.2.5 Proses Pembuatan Membran

: konversi

Rejeksi adalah besarnya polutan yang tidak dapat melalui membran.

dengan

: laju alir permeat ( : laju alir rejeksi ( Q : laju alir feed (

dibersihkan dengan metode CIP atau Cleaning in Place. Dengan metode CIP, zat kimia pembersih disirkulasikan pada membrane dengan bantuan perangkat lainnya. Pemilihan metode pembersihan bisasanya ditentukan oleh keadaan fouling yang terjadi. Penggunaan zat kimia biasanya dilakukan apabila membran mengalami fouling yang parah.

)

C : Konsentrasi R : Fraksi rejeksi Pada saat pengoperasian membran, partikel-partikel yang tidak dapat melewati membrane akan terakumulasi pada permukaan membran itu sendiri. Akumulasi partikel tersebut disebut dengan fouling. Fouling yang ada akan meningkatkan tahanan hidrolik sehingga dipoerlukan besar fluks yang konstan. Penanggulangan apabila pada membran terjadi fouling adalah dengan melakukan pembersihan. Pembersihan dapat dilakukan dengan penambahan zat kimia ataupun backflusing. Backflusing adalah suatu keadaan dimana aliran membran dibalik sehingga aliran menjadi bermuara pada feed. Backflusing biasanya dilakukan secara regular. Apabila metode yang dipilih adalah dengan penambahan zat kimia, hamper semua membrane dapat

Membran dapat diklasifikasi menjadi dua bentuk berdasarkan strukturnya, yakni membran isotropik dan membran anisotropik atau asimetrik. Membran isotropi adalah membran yang memiliki struktur yang sama, sebangkan membran anisotropik adalah membran dengan struktur yang berbeda-beda/ tak seragam. Kelebihan membrane simetrik adalah selektivitas tinggi dan kekuatan mekanik tinggi sedangkan kekurangannya adalah fluks air rendah dan fouling dalam pori membrane yang sulit dibersihkan. Pada membran asimetrik, kelebihannya adalah selektivitas tinggi dan fluks air besar, sedangkan kekurangannya membran ini memiliki kekuatan mekanik lebih rendah. Material pembuatan membran sangat beragam. Diantaranya adalah polimer, keramik, zeolit, metal, palladium, dan membrane hybrid. Teknik yang digunakan dalam preparasi struktur membran juga cukup beragam, yakni : sintering ( melibatkan kompresi serbuk yang mengandung partikel dengan ukuran tertentu dan sintering pada temperatur tinggi), stretching (lembar ekstrudat dibuat dari material polimer kristalin parsial yang diregangkan tegak lurus arah ekstrusi, sehingga wilayah kristalin terletak paralel dengan arah ekstrusi) , track-ething (lapisan atau lembaran dipolikarbonat dikenakan radiasi partikel energy tinggi tegak lurus dengan lapisan) , phase inversion (polimer diubah dengan cara pengontrolan pada saat terjadi perubahan cair menuju padat), electrospinning, dan sol-gel method. Proses pembuatan


membrane secara komersial meliputi casting, spinning, pilmerisasi permukaan, coating, dan secondary growth.

Casting

Coating

Spinning

Gambar 3.9 Fabrikasi Membran [7]

3.3 Absorbsi Menggunakan Karbon Aktif Karbon aktif diproduksi dari material yang kaya akan karbon, misalkan saja batu bara, kayu, arang, dan lain lain. Penyerapan material menggunakan karbon aktif dilaksanakan dengan luas permukaan kabon aktif yang sebesar-besarnya[27]. Satu gram karbon aktif memiliki luas permukaan 10 meter kuadrat. Karbon aktif terbentuk dari bahan kaya karbon yang diaktivasi. Proses aktivasi berlangsung dengan dua tahap, pertama-tama material dikarbonisasi pada suhu yang tinggi dalam keadaan tidak ada oksigen. Tujuan dari proses ini adalah untui menghilangkan volatile komponen dan mengubah material menjadi arang. Selanjutnya material akan dipanaskan lagi dengan suhu yang lebih tinggi dengan lingkungan mengandung oksigen dan uap air. Uap akan masuk ke dalam karbon dan mengoksidasi bagian dalam karbon sehingga dihasilkan luas permukaan yang tinggi. Terdapatt dua bentuk karbon aktif yang digunakan dapa pemrosesan air, yakni Granular Activated Carbon (GAC) dan Powdered Activated Carbon (PAC). Perbedaan antara GAC dan PAC adalah besar diameter partikelnya. GAC memiliki diameter partikel sekitar 1 mm sedangkan PAC memiliki diameter partikel kurang

dari 0,1 mm. Perbedaan besar diameter ini mepengaruhi laju absirbsi, namun tidak dengan jumlah partikel yang mampu diabsorb. Kategori karbon berdasarkan ukuran adalah sebagai berikut. (1) (2) (3) (4)

macropore > 50mm mesopore 2-50 mm micropore 1-2 nm minimicropore <1 nm

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam spesifikasi GAC yang digunakan adalah sebagai berikut. (1) Total luas permukaan. Pengukuran luas area dilakukan dengan mengukur jumlah nitrogen yang diserap. (2) Apparent density Densitas dari karbon dalam udara yang dikukur (3) True bulk density Densitas jenis ini diukur dengan kontribusi dari karbon, berat air, dan struktur pori yang ada pada karbon (4) Hardness Hardness dihitung dengan rumus berikut.

dengan H : Angka hardness Ball- pan A : berat sampel hasil rejeksi (g) B : berat sampel yang digunakan (g) 3.4 .Proses Desinfeksi Kegunaan utama desinfeksi adalah untuk membuat patogen mikrobial menjadi tidak aktif sehingga tidak menyebabkan penyakit. Desinfeksi secara umum dilakukan dengan penggunaan : (1) Agen kimia (klorin, bromin, iodine, ozon, logam berat)[25] (2) Agen fisika termasuk panas, vahaya atau pemisahan secara fisik menggunakan mikrofiltrasi.


Faktor yang dapat mempengaruhi keefektifan proses desinfeksi adalah waktu kontak dan konsentrasi agen desifektan. Besarnya non-aktivasi dar mikroorgansme ditemukan oleh Chick pada tahun 1908 dengan persamaan berikut.

dimana

Hasil integrasi hukum Chick-Watson menghasilkan hubungan berikut.

X-Ray. Ambang sinar ultraviolet dibagi menjadi 3 berdasarkan panjang gelombang. Pembagian tersebuat adalah sebagai berikut. (1) UVA 400-315 nm (2) UVB 315-280 nm (3) UVC 280-200 nm Radiasi ultraviolet diproduksi dengan menggunakan uap merkuri, antimony, ataupun dengan lampu xenon. Pada saat bakteri terkena sinar UV, sel bakteri tidak akan berubah materialnya, namun DNA bakteri akan rusak. DNA tersebut akan cenderung menyatu dan mencegah terjadinya replikasi.

4. Pengolahan Limbah Hasil AMDK dengan : N : jumlah mikroorganisme k :konstanta reaksi yang bergantuung akan konsentrasi desifektan k’:konstanta reaksi yang tidak tergantung akan konsentrasi desifektan n : koefisien dilusi t : waktu reaksi Desinfeksi dapat dilakukan dengan beberapa metoda, dua diantaranya yang sering digunakan dalam pemrosesan air minum adalah metode ozon dan metode penyinaran sinar ultraviolet (UV)[24][26]. 3.4.1 Ozon Mekanisme desinfeksi menggunakan ozon adalah dengan memproduksi ozon dengan mlewatkan tegangan arus korona yang tinggi melewati udara kering ataupun oksigen. Metode ini digunakan untuk membunuh patogen mikrobial yang ada pada komponen organik terutama pestisida.

Untukk mendapatkan air minum, zat-zat pengotor harus dipisahkan trelebih dahulu. Zat pengotor yang sudah dipisahkan disebut juga residu. Residu yang dihasilkan harus ditangani dengan baik sehingga tidak memberikan dapat negative terhadap lingkungan. Residu yang dihasilkan dalam produksi air minum biasanya berupa padatan tersuspensi yang dapat saja mengandung alga, virus, dan padatan terlarut. Bukan hanya itu saja, residu yang dihasilkan juga dapat mengandung zat-zat kimiawi hasil pemrosesan, contohnya reagen desifikasi. Komponen-komponen organik dalam residu diabsorb menggunakan karbon aktif. Jumlah residu yang dihasilkan dalam produksi air juga sangat ditentukan dari asal air umpan. Beberapa contoh sumber air yang digunakan dan residu yang dihasilkan dapat dilihat dari Tabel 4.1 berikut. Tabel 4.1 Sumber Air dan Residu yang Dihasilkan [4] Sumber Air

Residu yang DIhasilkan (kg padatan kering per Ml)

Reservoir kualitas baik

150-200

3.4.2 UV Radiasi ultraviolet adalah radiasi elektromagnetik yang memiliki frekuensi lebih tinggi disbanding cahaya tampak namun lebih rendah dibandingkan dengan


Reservoir kualitas biasa

200-300

Air sungai pada umumnya

350-450

Reservoir kulitas buruk

400-500

Air sungai kualitas buruk

500-600

Besarnya padatan pengotor [23] (dalam milligram) untuk setiap 1 liter air umpan yang diproses dapat dihitung dengan persamaan berikut.

Residu pemrosesan biasanya dipekatkan sebelum dibuang. Proses pemekatan dilakukan dengan beberapa atlat, contohnya gravity thickener. Alat ini dapat dipperasikan baik secara batch maupun continuos. Hasil dari proses ini adalah residu dengan turbiditas pada range 4-8 NTU. Setelah dipekatkan, residu melewati proses dewatering dengan menggunakan metode filtrasi maupun sentrifugasi. Penyaringan dengan prinsip menekan (filter press) adalah salah satu cara melakukan filtrasi yang paling konvensional. Residu dari water treatment process adalah residu yang paling sulit dipisahkan dari air. Hal ini disebabkan 40% air secara kimia berikatan dengan partikel. Residu hasil pemrosesan pada umumnya dibuang di area daratan (landfill)[12]. Proses pembuangan ini dapat dilakukan dengan lebih efektif apabila residu yang dihasilkan diambil kandungan logamnya. Logam yang terdapat pada residu dapat digunakan sebagai koagulan[13]. Koagulan adalah zat yang dapat mengikat pengotor pada air. Koagulan digunakan secara umum pada proses water treatment [14-16]. .Koagulan yang secara umum digunakan adalah besi ataupun alumunium[19-22]

5. Kesimpulan Industri AMDK harus memiliki kontrol kualitas yang baik karena air yang diproduksi merupakan air yang dikonsumsi oleh masyarakat. Pemrosesan AMDK sebagian besar berkenaan dengan removal atau pengambilan bahan zat pengotor yang ada pada air umpan. Teknologi membran memiliki peran yang penting dalam proses tersebut. Membran yang dipilih akan menentukan hasil produksi. Selain filtrasi menggunakan membran, apabila AMDK yang dihasilkan digunakan untuk minum, proses desifikasi harus dilakukan dengan benar. Proses ini menentukan keamanan air minum yang dihasilkan. Selain teknis produksi, limbah yang dihasilkan dari industri AMDK harus diberikan treatment terlebih dahulu. Hal ini penting dilakukan karena limbah yang dihasilkan akan dibuang ke lingkungan. Limbah yang dibuang juga dapat diambil kembali kandungan logamnya. Logam ini digunakan untuk koagulan yang dipakai secara umum dalam industri water treatment[30]. 6. Daftar Pustaka [1] ASPADIN, Volume Produksi Air Minum Dalam Kemasan (AMDK) Tahun 2005-2001 (dalam Milyar Liter), dalam : http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456 789/42872/5/Chapter%20I.pdf, diakses 0211-2015 [2]Peraturan Menteri Perindustrian Republik Indonesia Nomor 96/M-IDN/ PER/12/2011 [3]Parsons Simon A., Jefferson, Bruce, Introduction to Potable water Treatment Processes, Replika Press, New Delhi, 1988. [4] Mulder Marcel, Basic Principles of Membrane Technology edition, Kluwer, Dordrecht, 1996. [5] I.G. Wenten, P.T.P. Aryanti. Ultrafiltrasi dan Aplikasinya. 2014


[6] I.G. Wenten, Khoiruddin, Osmosis Balik dan Aplikasinya. 2014 [7] Wenten, dkk. Membran. 2011

Proses

Pembuatan

[8] WHO. Guidelines for drinking-water quality-Volume 1 : Recommendation. 2008 [9] Ferrier, C. (2001). Bottled water: Understanding a social phenomenon, WWF. Last accessed: September 2004. [10] SNI, Standar Nasional Indonesia 013553-2006, dalam http://www.desalite.com /download/SNI-01-3553-2006.pdf. Diakses 21-11-2015

[17] Felipe-Sotelo, M., Henshall-Bell, E. R., Evans, N. D. M., & Read, D. (2015). Comparison of the chemical composition of British and Continental European bottled waters by multivariate analysis. Journal of Food Composition and Analysis, 39, 33-42. [18] Zheng, X., Zhang, Z., Yu, D., Chen, X., Cheng, R., Min, S., ... & Wang, J. (2015). Overview of membrane technology applications for industrial wastewater treatment in China to increase water supply. Resources, Conservation and Recycling, 105, 1-10.

[11] Venter, S.N., 2000. Rapid Microbiological Monitoring Methods: the Status Quo. International Water Associations Blue Pages

[19] ] W. Tangchirapat, C. Jaturapitakkul, P. Chindaprasirt, 2009,Use of palm oil fuel ash as a supplementary cementitious material for producing high-strength concrete, Constr. Build. Mater. 23. 2641– 2646.

[12] 6] A.G. Caporale, P. Punamiya, M. Pigna, A. Violante, D. Sarkar, 2013. Effect of particle size of drinking-water treatment residuals on the sorption of arsenic in the presence of competing ions, J. Hazard. Mater.

[20] ] G.C. Cordeiro, R.D. Toledo Filho, L.M. Tavares, E.M.R. Fairbairn, 2009, Ultrafine grinding of sugar cane bagasse ash for application as pozzolanic admixture in concrete, Cem. Concr. Res. 39.110–115

[13] ] J.A. Ippolito, K.A. Barbarick, H.A. Elliott, 2011, Drinking water treatment residuals: a review of recent uses, J. Environ. Qual. 40 1–12. [14] ] K.C. Makris, W.G. Harris, G.A. O’Connor, T.A. Obreza, 2004, Phosphorus immobilization in micropores of drinkingwater treatment residuals: Implications for long-term stability, Environ. Sci. Technol. 38 6590–6596. [15] 8 I.W. Oliver, C.D. Grant, R.S.2011. Murray, Assessing effects of aerobic and anaerobic conditions on phosphorus sorption and retention capacity of water treatment residuals, J. Environ. Manage. 92 960–966. [16] ] C.H. Wang, Z.Y. Wang, L. Lin, B.H. Tian, Y.S. Pei, 2012 Effect of low molecular weight organic acids on phosphorus adsorption by ferric-alum water treatment residuals, J. Hazard. Mater.

[21] S. Rukzon, P. Chindaprasirt, 2012, Utilization of bagasse ash in high strength concrete, Mater. Des. 34. 45–50 [22] R.C. Kanning, K.F. Portella, M.O.G.P. Braganca, M.M. Bonato, J.C.M. Santos, 2014, Banana leaves ashes as pozzolan for concrete and mortar of Portland cement, Constr. Build. Mater. 54. 460–465. [23] Nair, A. T., & Ahammed, M. M. 2013. The reuse of water treatment sludge as a coagulant for post-treatment of UASB reactor treating urban wastewater.Journal of Cleaner Production. [24] Lee, O. M., Kim, H. Y., Park, W., Kim, T. H., & Yu, S. (2015). A comparative study of disinfection efficiency and regrowth control of microorganism in secondary wastewater effluent using UV, ozone, and ionizing irradiation process. Journal of hazardous materials, 295, 201-208 [25] Richardson, S. D., Thruston Jr, A. D., Caughran, T. V., Chen, P. H., Collette, T.


W., Schenck, K. M., ... & Glezer, V. 2000. Identification of new drinking water disinfection by-products from ozone, chlorine dioxide, chloramine, and chlorine. In Environmental Challenges (pp. 95-102). Springer Netherlands. [26] Sommer, R., & Cabaj, A. 1993. Evaluation of the efficiency of a UV plant for drinking water disinfection. Water Science & Technology, 27(3-4), 357-362. [27] Mattson, J. S., & Mark, H. B. 1971. Activated carbon: surface chemistry and adsorption from solution. M. Dekker. [28] Petersen, R. J. 1993. Composite reverse osmosis and nanofiltration membranes. Journal of membrane science, 83(1), 81-150. [29] Cheryan, M. 1986. Ultrafiltration handbook. Technomic Publishing Co. Inc.. [30] Morris, J. K., & Knocke, W. R. 1984. Temperature effects on the use of metal-ion coagulants for water treatment. Journal (American Water Works Association), 7479.

Industri Air Minum Dalam Kemasan (AMDK)

Recommend Documents