FILTRASI AIR SUNGAI MENGGUNAKAN MEMBRAN NILON DENGAN METODE DEAD-END
MELLIA AGHNIE ANGGITA
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Filtrasi Air Sungai Menggunakan Membran Nilon dengan Metode Dead-End adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juli 2014 Mellia Aghnie Anggita
ABSTRAK MELLIA AGHNIE ANGGITA. Filtrasi Air Sungai Menggunakan Membran Nilon Dengan Metode Dead-End. Dibimbing oleh JAJANG JUANSAH dan MERSI KURNIATI Pada penelitian ini membran nilon digunakan sebagai media filtrasi air sungai. Proses filtrasi dilakukan dengan menggunakan metode dead-end yaitu metode posisi membran tegak lurus dengan air sungai yang akan difiltrasi. Air sungai dikarakterisasi secara fisik sebelum dan sesudah difiltrasi. Karakteristik fisik yang diamati meliputi kekentalan (viskositas), kekeruhan (turbiditas), dan kerapatan (masa jenis). Variasi yang dilakukan yaitu variasi massa 5, 6 dan 6.5 gram. Metode yang digunakan untuk pembuatan membran dinamakan metode Inversi fasa. Membran 6.5 gram memiliki nilai rejeksi tertinggi sebesar 69.98% untuk rejeksi kekeruhan, 98.67% untuk rejeksi kekentalan, dan 21.06% untuk rejeksi kerapatan. Selain itu, membran nilon diuji kekuatan dan morfologinya dengan menggunakan alat Economic Force Sensor dan Scanning Electron Microscopy (SEM) sebelum dan sesudah filtrasi pada variasi massa. Kekuatan membran nilon sebelum filtrasi lebih kecil dibandingkan sesudah filtrasi dan peningkatan massa nilon akan semakin memperkuat membran. Ukuran pori membran yaitu sebesar 5 mikrometer dan dikategorikan sebagai jenis mikrofiltrasi. Morfologi membran setelah filtrasi mengalami fouling (penyumbatan) dan semakin besar massa nilon maka semakin sedikit pori membran nilon tersebut. Kata kunci : air sungai, filtrasi, membran, nilon ABSTRACT MELLIA AGHNIE ANGGITA. Filtration River Water Using Nylon Membrane With Dead-End Methode. Guided by JAJANG JUANSAH and MERSI KURNIATI On this research nylon membrane be used as filtration media of river water. Filtration did use with deadend method it is a methode position of membran is perpendicular with feed. River water characterized physicly before and after filtration. There are characterizations observed viscosity, turbidity, and density. There are three variant mass of nylon 5, 6 and 6.5 grams. The methode of sintesize membrane is phase inversion. Rejection of 6.5 grams is the biggest it is 69.98% for turbidity rejection, 98.67% for viscosity rejection and 21.06% for density rejection. Membrane was test its strength and morphology used Economic Force Sensor and Scanning Electron Microscopy (SEM) before and after filtration in variant mass. The strength of membrane before filtration is more low than membrane after filtration and the more weight nylon mass the more its strength. The size of pore membrane is 5 micrometre and it’s categorized as microfiltration. There is a fouling in morphology of membrane after filtration and the more weight nylon mass the more tiny its pore. Keywords : filtration, membrane, nylon, river water
FILTRASI AIR SUNGAI MENGGUNAKAN MEMBRAN NILON DENGAN METODE DEAD-END
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 2014
MELLIA AGHNIE ANGGITA
Judul Skripsi : Filtrasi Air Sungai Menggunakan Membran Nilon dengan Metode Dead-End Nama : Mellia Aghnie Anggita NIM : G74100050
Disetujui oleh
Dr Jajang Juansah Pembimbing I
Dr Mersi Kurniati Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Akhiruddin Maddu Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 ini ialah filtrasi, dengan judul Filtrasi Air Sungai Menggunakan Membran Nilon dengan Metode Dead-End. Terima kasih penulis ucapkan kepada : 1. Bapak Kurnia Wirawan dan Ibu Tuti Kurnaeni selaku Orang tua yang telah banyak memberikan dukungan dan do’a. 2. Bapak Dr Jajang Juansah selaku pembimbing I yang telah banyak memberikan bimbingan. 3. Ibu Dr Mersi Kurniati selaku pembimbing II yang telah banyak memberikan bimbingan. 4. Bapak Dr Husin Alatas selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan saran dan nasihat. 5. Bapak Moh. Nur Indro selaku dosen editor yang telah memberikan ilmu dan nasihatnya. 6. Bapak Yani staff Bengkel Fisika Institut Pertanian Bogor, yang telah membantu selama perbaikan alat. 7. Keluarga : Santi Puji Astuti, Asmi Lili Puaidy, Garnis Tenie Kania, Andy Kurniawan, Gimat Syayidul Akbar, Dzakwan, Daffa dan Azzam serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya. 8. Angga Septia Mauludy atas dukungan dan do’a nya. 9. Teman-teman seperjuangan Fisika 47, Yuyun, Syakir, Nindya, Firdha, Andari, fisika 48 dan teman-teman lain yang tidak bisa disebut satu per satu. 10. Teman-teman kontrakan HD : Mezi, Yani, Lola, Mira, Indah, Mutia, Deni, Wilda, Ayu atas dukungan dan do’a nya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juli 2014 Mellia Aghnie Anggita
vii
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Hipotesis TINJAUAN PUSTAKA Filtrasi Air Sungai Metode Dead-End Membran Nilon Fouling Kekentalan (viskositas) Kerapatan (massa jenis) Kekeruhan (turbiditas) BAHAN DAN METODE Waktu Penelitian Bahan dan Alat Metode Penelitian Sintesis Membran Proses Filtrasi Karakteristik Fisik Air Sungai Uji Mekanik Membran Uji Morfologi Membran HASIL DAN PEMBAHASAN Sintesis Membran Fluks Rejeksi Membran Sifat Mekanik Membran Morfologi Membran SIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP
viii viii viii 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 6 6 6 7 7 8 10 13 14 15 16 29
viii
DAFTAR TABEL 1 2 3 4
Kuat tarik membran nilon sebelum filtrasi Kuat tarik membran nilon setelah filtrasi Kuat tekan membran nilon sebelum filtrasi Kuat tekan membran nilon setelah filtrasi
10 11 12 12
DAFTAR GAMBAR 1 Skema proses filtrasi metode dead-end dan cross-flow 2 Grafik hubungan variasi massa terhadap fluks
2 7
3 Grafik hubungan massa nilon terhadap volume total permeat 4 Grafik hubungan variasi massa nilon dengan rejeksi kekeruhan 5 Grafik hubungan variasi massa nilon dengan rejeksi kekentalan
8 8 9
6 Grafik hubungan variasi massa nilon dengan rejeksi kerapatan 7 Grafik hubungan variasi massa nilon terhadap kenaikan gaya tarik ratarata sebelum filtrasi 8 Grafik hubungan variasi massa nilon terhadap kenaikan gaya tarik ratarata setelah filtrasi 9 Grafik hubungan variasi massa nilon terhadap kenaikan gaya tekan rata-rata sebelum filtrasi 10 Grafik hubungan variasi massa nilon terhadap kenaikan gaya tekan rata-rata sebelum filtrasi 11 Morfologi membran nilon 6 gram sebelum filtrasi dan setelah filtrasi 12 Morfologi membran nilon 6 gram sebelum filtrasi dan 6.5 gram sebelum filtrasi
9 11 11 12 13 13 14
DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram Alir Penelitian 2 Gambar yang dilakukan pada penelitian beserta alat dan bahan yang digunakan 3 Data Penelitian
16 17 19
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Indonesia merupakan negara tropik yang memiliki banyak air permukaan, akan tetapi kualitas airnya memprihatinkan sehingga membutuhkan teknik untuk memperbaiki kualitas air. Banyak cara yang dilakukan misalnya dengan filtrasi membran. Filtrasi merupakan proses penjernihan atau penyaringan air limbah melalui media (pada penelitian ini digunakan membran), dimana selama air melalui media akan terjadi perbaikan kualitas.1 Teknologi membran untuk filtrasi berkembang cepat sejak dikomersialisasikan oleh Sartorius-Werk di Jerman pada tahun 1927. Pengembangan dan aplikasi teknologi ini semakin beragam dan menjadi salah satu teknologi alternatif yang baik dalam proses filtrasi beberapa produk olahan pertanian misalnya Filipina (mengolah ikan dan kelapa). Filtrasi dengan membran dapat memisahkan makro molekul dan koloid dari larutannya. Serat membran memiliki diameter yang berbeda. Berdasarkan ukuran pori, membran filtrasi dapat dibagi menjadi membran mikrofiltrasi (MF) yang memiliki diameter pori 0,1 - 20 mikrometer, membran ultrafiltrasi (UF) dengan ukuran pori 0,001 – 0,005 mikrometer, dan reverse osmosis (RO) dengan pori 0,0001 mikrometer.2 Dewasa ini teknologi yang diterapkan untuk pemurnian air maupun pengolahan limbah adalah dengan menggunakan membran mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi.3 Penulis ingin memberikan nilai tambah terhadap nilon dengan menjadikannya sebagai bahan baku membran yang memiliki nilai fungsional untuk memperbaiki kualitas air permukaan. Nilon ini memiliki keunggulan yaitu selain mudah didapat dan disintesis, juga memiliki harga yang murah. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis membran dari nilon dan mengetahui morfologinya dengan menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) serta mengetahui kekuatan membran tersebut menggunakan Economic Force Sensor. Perumusan Masalah 1. Bagaimana karakteristik fisik air sungai sebelum dan sesudah filtrasi dengan menggunakan membran nilon dengan variasi massa 5, 6 dan 6.5 gram? 2. Bagaimana morfologi dan kekuatan fisik membran nilon sebelum dan sesudah filtrasi? Tujuan Penelitian Mengetahui karakteristik fisik air sungai sebelum dan sesudah filtrasi dengan menggunakan membran nilon dengan variasi massa 5, 6 dan 6.5 gram serta mengetahui struktur morfologi dan kekuatan fisik membran nilon sebelum dan sesudah filtrasi.
2
Hipotesis Karakteristik fisik air sungai (viskositas, kekeruhan, masa jenis) mengalami penurunan setelah difiltrasi dengan menggunakan membran nilon. Morfologi membran nilon sesudah proses filtrasi mengalami penyempitan (fouling) dan ketahanan membrannya berkurang. TINJAUAN PUSTAKA Filtrasi Filtrasi atau penyaringan merupakan cara klasik untuk menghilangkan kotoran tidak larut, filtrasi dapat digunakan sebagai cara pokok pembersihan air, disertai pralakuan semisal pengendapan dan sebagainya.1 Air Sungai Air sungai merupakan air permukaan biasanya bersifat amat keruh, padatan total terlarut (PTT) nya besar, seringkali sudah tercemar limbah rumah tangga, sabun dan detergen, fosfat, residu pupuk dan pestisida, logam berat, amonia, nitrit, fenol bahkan bakteri berbahaya.2 Metode Dead-End Metode dead-end yaitu dengan meletakkan membran nilon pada bagian bawah pada chamber, dimana air sungai mengalir tegak lurus dengan permukaan membran.4 Seperti terlihat pada Gambar 1. Selain itu mengingat kontaminan yang akan dipisahkan terdapat dalam konsentrasi yang relatif rendah, maka sistem dead-end akan lebih menguntungkan dibanding sistem aliran cross-flow.5
(a)
(b)
Gambar 1 Skema Proses Filtrasi Metode : (a) Dead-End dan (b) Cross-Flow Membran Operasi membran dapat diartikan sebagai proses pemisahan dua atau lebih komponen dari aliran fluida melalui suatu membran. Membran berfungsi sebagai penghalang (Barrier) tipis yang sangat selektif diantara dua fasa, hanya dapat
3
melewatkan komponen tertentu dan menahan komponen lain dari suatu aliran fluida yang dilewatkan melalui membran.6 Nilon Nilon adalah senyawa polimer yang memiliki gugus amida pada setiap unit ulangnya, sehingga nilon disebut juga senyawa poliamida. Nilon bersifat semikristalin dan kuat. 2 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. Mekanisme terbentuknya fouling pada membran sampai menutupi lubang permukaan membran, tetapi masih ada celah untuk meresapnya cairan masuk ke membran, disitulah terbentuk penyempitan.4 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.4 Viskositas dihitung menggunakan rumus : 𝛱 = k (ρb - ρ) / v Keterangan : 𝛱 adalah viskositas (poise) k adalah konstanta viskometer (6.39 x 10-3 cm-3 s-2) ρb adalah kerapatan bola besi (7.96 g cm-3) ρ adalah kerapatan air sungai (g cm-3) v adalah kecepatan bola besi jatuh (cm.s-1) Massa Jenis (Kerapatan Massa) 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
4
larutan terdapat lemak atau alkohol.4 Kerapatan dihitung dengan menggunakan rumus : ρ = m/V Keterangan : ρ adalah massa jenis (g.cm3) m adalah massa (g) V adalah volume (cm3) Kekeruhan (Turbiditas) Alat yang digunakan untuk kekeruhan disebut Turbidimeter. Untuk pengunaan alat ini pertama dilakukan kalibrasi terlebih dahulu. Untuk melakukan kalibrasi pun sangat mudah, isi tabung turbidi dengan aquades minimal setara dengan tanda tera. Masukan tabung ke dalam alat turbidimeter. Setelah itu tekan tombol read untuk memulai pengukuran. Hasil pengukuran akan muncul pada layar turbidimeter. Untuk kalibrasi angka yang keluar harus 0,00 NTU.7
BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian dilakukan di Laboratorium Biofisika Membran Departemen Fisika dan Laboratorium Kimia Fisik Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor serta BATAN SerpongTangerang. Penelitian dilakukan dari bulan Februari-Juli 2014 Alat dan Bahan Alat yang digunakan pada penelitian meliputi neraca analitik, alumunium foil, viskometer bola jatuh (Gilmont), piknometer 10 ml, dan 2100P Turbidimeter, komputer, kamera DSLR, plat kaca, nampan, Economic Force Sensor, Scanning Electron Microscope (SEM) JSM-6510LA. Adapun bahan yang digunakan pada penelitian yaitu benang nilon, aquades, air sungai, aseton, HCl 20%. Prosedur Prosedur yang dilakukan meliputi beberapa tahap yaitu tahap persiapan, penelitian, pengolahan dan analisis data. Persiapan Pada tahap ini dilakukan persiapan yang meliputi penyediaan alat dan bahan, survey lapangan (air sungai), uji coba pembuatan membran dan filtrasi serta perbaikan alat penelitian yang akan digunakan. Air sungai yang digunakan
5
yaitu air sungai Citarik Kabandungan-Sukabumi yang diambil pada tanggal 27 Maret 2014 pada pagi hari. Air sungai ini memiliki pencemar berupa limbah rumah tangga dan limbah peternakan. Penelitian 1. Sintesis membran Bahan benang nilon yang digunakan pada penelitian ini diambil dari Pasar Anyar-Bogor. Pembuatan membran ini dilakukan dengan menggunakan metode inversi fasa (Phase Inversion). Cara pembuatan membran ini yaitu menimbang bobot nilon 5 gram. Kemudian dimasukkan ke dalam gelas ukur. Masing-masing disintesis dengan mencampurkan larutan HCl 20% sebanyak 20 ml dan aseton 1.5 ml. Selanjutnya dilakukan pengadukan dengan stirrer pada benang nilon agar homogen. Larutan dicetak pada plat kaca, sebelumnya pada dua sisi kaca telah dilapisi dengan isolasi sebanyak 1 lapis agar larutan membran yang akan dituangkan ke permukaan kaca tidak bocor dan memiliki tebal tertentu. Kemudian campuran HCl, aseton, dan benang nilon ini dicetak pada plat kaca dan diratakan dengan batang silinder spatula agar menjadi lapisan tipis, proses ini disebut casting solution. Membran yang sudah dicetak langsung dimasukkan ke dalam nampan lebar yang berisi aquades dengan cara dijatuhkan dan direndam selama beberapa menit. Hal ini dilakukan untuk melepas membran. Kemudian membran diangkat dan ditiriskan selama 24 jam sehingga membran mengering dan dapat digunakan untuk dikarakterisasi.8 Setelah membran berhasil disintesis kemudian dipotong dengan ukuran tertentu dengan tebal yang sama. Pembuatan membran dilakukan dengan memvariasikan massa nilon yaitu 5, 6 dan 6.5 gram untuk dianalisis perbedaan fluks dan sifat mekaniknya. 2. Proses filtrasi Proses filtrasi dilakukan dengan memotong membran yang sudah dibuat. Proses filtrasi dilakukan dengan 2x pengulangan. Pengulangan dilakukan dengan membagi membran menjadi 2 potongan untuk pengulangan 1 dan pengulangan 2 setelah itu ditempatkan diantara dua silika pada alat filtrasi dead-end dengan luas efektif 9.8 cm2. Tinggi tabung feed sebesar 5.5 cm. Proses filtrasi dilakukan dengan menggunakan gravitasi sebesar 980 cm.s-2 dan tekanan total sebesar 6810 gr.cm-1.s-2. Setelah itu dilakukan perhitungan fluks dengan menggunakan rumus : 𝑉
J = 𝐴.
𝑡
-1
Keterangan : J = fluks air sungai (cm.s ) V = volume air sungai permeate (cm3) A= luas yang dilewati membran (cm2) t = waktu filtrasi (s)
6
3. Karakteristik fisik air sungai Beberapa karakteristik yang dilakukan untuk penelitian ini yaitu kekeruhan diukur dengan menggunakan alat 2100P turbidimeter, kekentalan diukur dengan menggunakan alat viskometer bola jatuh (Gilmont), kerapatan diukur dengan menggunakan tabung piknometer 10 ml. Setelah didapatkan data kemudian dihitung nilai rejeksi masing-masing parameter fisik air sungai menggunakan rumus : 𝐶𝑝
R = 1 − (𝐶𝑓 ) ∗ 100 % Keterangan : R = rejeksi membran Cp = konsentrasi permeat (air sungai setelah filtrasi) Cf = konsentrasi feed (air sungai sebelum filtrasi) Rejeksi yaitu besarnya penolakan membran terhadap air sungai yang akan disaring. Semakin besar nilai rejeksi maka membran semakin sulit melewatkan cairan. 4. Uji mekanik membran dengan menggunakan Economic Force Sensor Sifat mekanik yang diuji yaitu kuat tarik dan kuat tekan. Untuk mengukur kuat tarik dan kuat tekan digunakan alat Economic Force Sensor. Sebelum diuji membran dipotong dengan ukuran yang sama yaitu 1.5 x 1.5 cm2. Untuk uji tarik, membran diikat dengan menggunakan benang, kemudian salah satu ujung nya dikaitkan ke kail pada alat yang telah terhubung ke komputer dan ujung lainya ditarik sampai membran putus sehingga diketahui besar gaya tarik maksimumnya. Untuk uji tekan, membran di tahan kedua sisinya kemudian ditusuk dengan menggunakan alat yang terhubung dengan komputer sehingga diketahui besar gaya tekan maksimumnya. 5. Uji morfologi membran Sebelum dilakukan pemotretan pada alat SEM (Scanning Electron Microscope), membran terlebih dahulu dikeringkan dan direndam dalam nitrogen cair selama beberapa detik sampai mengeras. Membran kemudian diangkat dan dipatahkan dengan pinset pada kedua ujungnya. Potongan membran kemudian dilapisi (di-coating) dengan emas murni yang berfungsi sebagai penghantar. Kemudian permukaan membran diuji SEM dengan perbesaran 5000x. Pengolahan dan Analisis Data Pada tahap ini dilakukan pengolahan data dengan menggunakan Microsoft Excel 2013 yang didapatkan dari penelitian, kemudian disajikan dalam bentuk grafik dan tabel untuk dianalisis.
7
HASIL DAN PEMBAHASAN Sintesis Membran Pembuatan membran dilakukan dengan menggunakan metode inversi fasa (pembalikan fasa). Massa nilon divariasikan menjadi 5, 6 dan 6.5 gram. Membran nilon memiliki kekakuan yang berbeda. Membran 6,5 gram cenderung lebih kaku dibandingkan dengan membran nilon 6 atau 5 gram. Hal ini dikarenakan semakin berat massa nilon maka semakin kaku membran nilon tersebut. Hal ini berkaitan juga dengan morfologi membran dan kemampuan membran melewatkan air per satuan luas dan waktu (fluks). Semakin besar massa nilon maka semakin sedikit pori membran yang terbentuk dan semakin besar massa nilon maka semakin kecil nilai fluksnya. Fluks
fluks (1 x 10-6 cm.s-1)
Fluks merupakan volume yang melewati membran per satuan luas dan waktu. Besarnya fluks pada variasi massa nilon dapat dilihat pada Gambar 2.
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
5 gram 6 gram 6.5 gram R² = 0.7233
0
20
Expon. (5 gram)
R² = 0.8815
Log. (6 gram)
R² = 0.7146
Log. (6.5 gram)
40
60
80
waktu (menit)
Gambar 2 Grafik hubungan waktu terhadap fluks pada variasi massa nilon Dari Gambar 2 dapat dilihat bahwa membran 6.5 gram memiliki fluks yang sangat kecil dibandingkan dengan membran 6 gram atau pun 5 gram. Membran 6.5 gram memiliki fluks rata-rata sebesar 3.79 x 10-5 cm.s-1, membran 6 gram memiliki fluks rata-rata sebesar 9.17 x 10-5 cm.s-1 dan membran 5 gram memiliki fluks rata-rata sebesar 3.18 x 10-4 cm.s-1. Pada membran 5 gram terjadi penurunan fluks yang diduga diakibatkan oleh terjadinya fouling (penyumbatan) pada pori membran oleh zat pengotor pada air sungai. Membran 6.5 gram memiliki fluks yang relatif lebih kecil dikarenakan struktur morfologinya lebih rapat atau tidak memiliki banyak pori dibandingkan dengan struktur morfologi 6 gram. Fluks pada percobaan ini juga memiliki nilai yang rendah. Hal ini dikarenakan percobaan ini hanya menggunakan gravitasi bumi sebesar 980 cm.s-2
8
tekanan total sebesar 6810 gr.cm-1.s-2 . Hal ini diperkuat oleh pernyataan bahwa besarnya fluks dipengaruhi oleh besarnya tekanan. Seperti dikatakan dalam salah satu percobaan bahwa tekanan yang tinggi akan mengakibatkan fluks tinggi.6 Selain itu, fluks rendah juga diduga diakibatkan oleh kualitas membran yang kurang baik.
volume total permeat (cm3)
Untuk perbandingan volume total permeate per waktu 60 menit filtrasi masing-masing membran akan disajikan pada Gambar 3. 6
5.5
5 4 3
5 gram 6 gram
2.02
2
0.85
1
6.5 gram
0
Gambar 3 Grafik hubungan waktu terhadap volume total permeat pada variasi massa nilon Dari Gambar 3 dapat diketahui bahwa dalam waktu dan luas yang sama menghasilkan total volume permeat yang berbeda. Membran 6.5 gram memiliki volume total permeat yang relatif sedikit yaitu sebesar 0.85 cm3, membran 6 gram memiliki total volume permeat sebesar 2.02 cm3 dan membran 5 gram memiliki volume total permeat sebesar 5.5 cm3. Hal tersebut sesuai dengan nilai rejeksi (penolakan) membran 6.5 gram yang lebih besar dibandingkan dengan nilai rejeksi membran 6 atau 5 gram. Hal ini berkaitan juga dengan morfologi membran nilon. Semakin sedikit volume total permeate yang dihasilkan maka semakin sedikit jumlah pori membran. Rejeksi Membran Rejeksi membran pada 3 karakteristik fisik air sungai yang diamati meliputi kekeruhan, kekentalan dan kerapatan. Nilai rejeksi menunjukkan daya tolak membran terhadap feed (larutan yang akan difiltrasi). Kekeruhan merupakan suatu ukuran berdasarkan sinar yang dihamburkan oleh adanya butir-butir partikel yang terdispersi dalam larutan. Nilai rejeksi kekeruhan pada masing-masing membran ditunjukkan oleh Gambar 4.
9
80
69.68
70
Rejeksi (%)
60 50
46.45
47.74 5 gram
40
6 gram
30
6.5 gram
20 10 0
variasi massa nilon
Gambar 4 Grafik hubungan variasi massa nilon terhadap rejeksi kekeruhan Dari Gambar 4 terlihat bahwa membran nilon dengan massa 6.5 gram memiliki nilai rejeksi (penolakan) terhadap air sungai yang paling tinggi. Untuk karakterisasi air sungai yang diamati berupa kekeruhan, membran nilon 6.5 gram memiliki nilai rejeksi sebesar 69.68%. Untuk membran 6 gram memiliki nilai rejeksi sebesar 47.74% dan untuk membran 5 gram memiliki nilai rejeksi sebesar 46.45%. Hal ini dikarenakan morfologi membran nilon 6.5 gram lebih rapat (sedikit pori) dibandingkan dengan membran 6 atau 5 gram. Kekentalan merupakan gesekan internal fluida. Nilai rejeksi kekentalan pada masing-masing membran ditunjukkan oleh Gambar 5. 98.68
98.67
rejeksi (%)
98.67 98.66
98.65
98.65 98.64
98.63
98.63
5 gram 6 gram 6.5 gram
98.62 98.61
variasi massa nilon
Gambar 5 Grafik hubungan variasi massa nilon terhadap rejeksi kekentalan Dari Gambar 5 dapat dilihat bahwa membran nilon 6.5 gram memiliki rejeksi yang paling besar terhadap kekentalan yaitu sebesar 98.66%, membran nilon 6 gram memilki rejeksi sebesar 98.65%, dan membran nilon 5 gram memiliki rejeksi sebesar 98.63%. Hal ini dapat terjadi karena membran nilon 6.5 gram memiliki struktur morfologi yang lebih rapat (sedikit pori) dibandingkan dengan membran nilon 6 atau 5 gram. Kerapatan merupakan kuantitas perbandingan massa per volume. Nilai rejeksi kerapatan pada masing-masing membran ditunjukkan oleh Gambar 6.
10
25 19.85
Rejeksi(%)
20
21.06
15.58 15
5 gram 6 gram
10
6.5 gram 5 0
variasi massa nilon
Gambar 6 Grafik hubungan variasi massa nilon terhadap rejeksi kerapatan Dari Gambar 6 terlihat bahwa membran nilon 6.5 gram memiliki nilai rejeksi yang paling besar untuk kerapatan yaitu sebesar 21.06%, untuk membran 6 gram memiliki rejeksi sebesar 19.85% dan untuk membran 5 gram memiliki rejeksi sebesar 15.58%. Hal ini dikarenakan morfologi membran nilon 6.5 gram bersifat lebih padat dibandingkan dengan membran nilon 6 atau 5 gram. Untuk keseluruhan nilai rejeksi, besarnya tidak terlalu besar. Hal ini dikarenakan pada percobaan ini tidak menggunakan tekanan yang begitu besar. Sebagaimana dikatakan bahwa nilai rejeksi meningkat seiring dengan meningkatnya aplikasi tekanan.9 Pada percobaan ini hanya digunakan tekanan total sebesar 6810 gr.cm-1.s-2 sehingga rejeksinya kecil. Sifat Mekanik Membran Kekuatan membran dapat diuji menggunakan alat Economic Force Sensor. Alat ini dapat digunakan untuk menguji kuat tarik dan kuat tekan maksimal yang dikenakan pada membran sampai membran putus atau sobek. Perlakuan dilakukan terhadap membran baik sebelum proses filtrasi maupun setelah proses filtrasi. Kuat tarik membran nilon sebelum dan sesudah filtrasi ditunjukkan oleh Tabel 1 dan Tabel 2. Tabel 1 Kuat tarik membran nilon sebelum filtrasi Luas dibawah kurva (1 x 105 dyne.s)
variasi massa nilon (gram)
Gaya tarik maksimum (1 x 105 dyne) F1
F2
Frata-rata
A1
A2
Arata-rata
X1
X2
5
0.13
0.17
0.15
0.92
7.98
4.45
0.14
0.18
0.16
6
0.17
0.74
0.45
1.16
10.81
5.98
0.18
0.78
0.48
6.5
1.04
4.8
2.92
2.53
4.3
3.41
1.09
5.05
3.07*
*kuat tarik paling tinggi
Kuat tarik (1 x 105 dyne.cm-2) Xrata-rata
11
Tabel 2 Kuat tarik membran nilon sesudah filtrasi Luas dibawah kurva (1 x 105 dyne.s)
variasi massa nilon (gram)
Gaya tarik maksimum (1 x 105 dyne)
Kuat tarik (1 x 105 dyne.cm-2)
F1
F2
Frata-rata
A1
A2
A rata-rata
X1
X2
5
2.12
0.39
1.25
4.4
2.25
3.32
2.23
0.41
1.32
6
2.38
0.86
1.62
17.72
5.23
11.48
2.5
0.9
1.7
6.5
2.78
5.73
4.25
9.12
5.83
7.48
2.93
6.03
4.48*
Xrata-rata
*kuat tarik paling tinggi
Gaya rata-rata (1 x 105 dyne)
Dari Tabel 1 dan 2 dapat dianalisis bahwa membran yang digunakan setelah proses filtrasi memiliki kuat tarik yang lebih besar dibandingkan dengan membran sebelum filtrasi. Hal ini dikarenakan membran setelah filtrasi memiliki struktur yang lebih padat yang diakibatkan oleh penyumbatan pori-pori membran (fouling) oleh molekul tanah yang terdapat pada air sungai. Selain itu juga diduga terjadi reaksi kimia antara membran nilon dengan larutan yang akan difiltrasi.
3.5 2.92
3 2.5
5
2
6
1.5
6.5
1 0.5 0
0.455 0.15
variasi massa (gram)
Gaya rata-rata(1 x 105 dyne)
Gambar 7 Grafik hubungan variasi massa nilon terhadap kenaikan gaya tarik ratarata sebelum filtrasi
4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0
4.255 5 6 1.255
1.62
6.5
Variasi massa (gram)
Gambar 8 Grafik hubungan variasi massa nilon terhadap kenaikan gaya tarik ratarata setelah filtrasi
12
Kuat tarik paling besar dialami oleh membran nilon dengan massa 6.5 gram. Hal ini dikarenakan membran nilon dengan massa 6.5 gram cenderung lebih padat (sedikit pori) dibandingkan dengan membran nilon 6 gram atau pun 5 gram. Semakin besar massa nylon maka semakin besar kuat tarik atau pun kuat tekan membran.8 Semakin besar massa nylon maka semakin besar kuat tarik membran sehingga membran menjadi semakin elastis. Kuat tekan membran nilon sebelum dan sesudah filtrasi ditunjukkan oleh Tabel 3 dan Tabel 4. Table 3 Kuat tekan membran nilon sebelum filtrasi variasi massa nilon (gram)
Luas dibawah kurva (1 x 105 dyne.s)
Gaya tekan maksimum (1 x 105 dyne)
Kuat tekan (1 x 105 dyne.cm-2)
F1
F2
F rata-rata
A1
A2
A rata-rata
X1
X2
Xrata-rata
5
0.27
0.71
0.49
7.81
6.64
7.22
0.12
0.31
0.22
6
1.79
1.5
1.64
5.39
10.56
7.97
0.79
0.67
0.73
6.5
3.72
2
2.86
14.62
5.44
10.03
1.65
0.89
1.27*
*kuat tekan paling tinggi Table 4 Kuat tekan membran nilon setelah filtrasi Luas dibawah kurva (1 x 105 dyne.s) A1 A2 A rata-rata
variasi massa nilon (gram)
Gaya tekan maksimum (1 x 105 dyne) F1
F2
F rata-rata
5
0.74
1.5
1.12
3.41
13.23
6
2.4
1.96
2.18
12.75
6.5
4.62
5.14
4.88
13.42
Kuat tekan (1 x 105 dyne.cm-2) X1
X2
Xrata-rata
8.32
0.33
0.67
8.59
10.67
1.07
0.87
0.97
9.19
11.30
2.05
2.28
2.17*
0.5
*kuat tekan paling tinggi
gaya rata-rata (1 x 105 dyne)
Dari Tabel 3 dan 4 dapat dianalisis bahwa untuk uji tekan membran yang digunakan setelah filtrasi memiliki kuat tekan yang lebih besar dibandingkan sebelum filtrasi. Hal dikarenakan morfologi membran setelah filtrasi memiliki fouling (penyumbatan) yang diakibatkan oleh molekul tanah yang terdapat pada air sungai. Selain itu juga diduga dikarenakan terjadi reaksi kimia antara membran nilon dengan larutan yang difiltrasi.
3.5
2.86
3
5
2.5 2
1.645
1.5 1
6 6.5
0.49
0.5 0
variasi massa (gram)
Gambar 9 Grafik hubungan variasi massa nilon terhadap kenaikan gaya tekan rata-rata sebelum filtrasi
Gaya rata-rata (1 x 105 dyne)
13
6 4.88
5 4
5 3
2.18
2
6 6.5
1.12
1 0
variasi massa (gram)
Gambar 10 Grafik hubungan variasi massa nilon terhadap kenaikan gaya tekan rata-rata setelah filtrasi Kuat tekan maksimal dialami oleh membran nilon dengan massa 6.5 gram. Hal ini dikarenakan membran nilon 6.5 gram memiliki struktur yang padat (sedikit pori) sehingga kekuatan tekan sampai membran sobek pun besar. Semakin besar massa nylon maka semakin besar kuat tekan membran sehingga membran menjadi semakin kaku. Morfologi Membran Uji morfologi membran dilakukan terhadap membran nilon 6 gram sebelum dan setelah filtrasi serta membran nilon 6.5 gram sebelum filtrasi. Morfologi membran nilon 6 gram sebelum dan sesudah filtrasi ditunjukkan oleh Gambar 11.
(a)
(b)
Gambar 11 Morfologi membran nilon 6 gram: (a) sebelum filtrasi (b) setelah filtrasi Dari Gambar 11 membran nilon sebelum digunakan filtrasi memiliki poripori dengan ukuran 5 mikrometer (membran mikrofiltrasi). Sedangkan pada Gambar 8 terlihat bahwa membran nilon setelah filtrasi mengalami penyumbatan (fouling) yang disebabkan oleh pengotor pada air sungai. Jika dibandingkan dengan gambar morfologi membran sebelum dipakai, maka akan terlihat gumpalan yang terdapat pada permukaan membran setelah digunakan filtrasi akan semakin banyak. Gumpalan tersebut merupakan zat pengotor dari air sungai yang tertempel pada permukaan membran. Dengan demikian pori membran setelah dipakai pun akan semakin menyempit.10 Morfologi membran nilon 6.5 gram sebelum filtrasi ditunjukkan oleh Gambar 12.
14
(b)
(a)
Gambar 12 Morfologi membran nilon sebelum filtrasi : (a) 6 gram (b) 6.5 gram Membran nilon 6 gram sebelum filtrasi Gambar 12(a) dan 6.5 gram sebelum filtrasi Gambar 12(b) memiliki morfologi yang berbeda. Membran nilon 6 gram memiliki pori yang relatif lebih banyak dibandingkan dengan membran 6.5 gram yang memiliki pori relatif lebih sedikit sehingga proses filtrasi akan lebih lama. Hal ini sebagaimana ditunjukkan oleh hasil uji fluks pada Gambar 2 dan volume total permeate pada Gambar 3.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Membran nilon dibuat dengan metode inversi fasa dengan 3 variasi massa nilon yaitu 5, 6 dan 6.5 gram. Membran nilon ini memiliki kekakuan yang berbeda. Membran nilon 6.5 gram cenderung lebih kaku dibandingan dengan membran nilon 6 atau 5 gram. Membran nilon diuji fluksnya dan didapatkan hasil bahwa semakin besar massa nilon maka akan semakin kecil fluksnya serta semakin besar massa nilon maka semakin sedikit volume total permeate yang dihasilkan. Hal ini berkaitan juga dengan morfologi membran yaitu semakin besar massa nilon maka akan semakin sedikit jumlah pori membran yang terbentuk sehingga fluksnya semakin kecil dan volume total permeate semakin sedikit. Membran nilon dapat digunakan untuk memfiltrasi air sungai. Hal ini dibuktikan dengan terjadinya penurunan nilai kekeruhan, kekentalan dan kerapatan air sungai. Pengukuran ini dapat menganalisis nilai rejeksi (penolakan) membran tersebut. Semakin besar massa nilon maka semakin besar rejeksinya. Hal ini dikarenakan semakin besar massa nilon maka semakin sedikit pori yang terbentuk sehingga sulit melewatkan air sungai melalui membran tersebut. Sifat mekanik membran nilon dipengaruhi oleh massa nilon yang digunakan. Semakin besar massa nilon maka akan semakin besar kuat tariknya sehingga membran menjadi semakin elastis. Semakin besar massa nylon maka semakin besar kuat tekannya sehingga membran menjadi semakin kaku. Sifat mekanik membran nilon baik kuat tarik maupun kuat tekan lebih besar pada membran yang telah digunakan untuk filtrasi. Hal ini dikarenakan terjadi penyumbatan (fouling) pada membran yang digunakan untuk filtrasi oleh zat pengotor pada air sungai sehingga membran cenderung lebih kaku. Selain itu,
15
diduga karena terjadi reaksi kimia antara membran nilon dengan larutan yang akan difiltrasi sehingga membran menjadi lebih kaku. Morfologi membran nilon akan berbeda setelah digunakan untuk filtrasi. Hal ini diakibatkan fouling oleh zat pengotor pada air sungai. Semakin besar massa nilon maka semakin sedikit jumlah pori yang terbentuk. Saran Dalam melakukan penelitian ini, membran nilon yang baru dibuat tidak boleh dibiarkan terlalu lama karena kekuatannya akan berkurang. Peneliti harus lebih teliti dan cekatan dalam penggunaan alat dan pembacaan data serta diperlukan alat filtrasi yang lebih banyak sehingga dapat mengefektifkan waktu penelitian. Saran untuk penelitian berikutnya yaitu dilakukannya uji SEM secara cross section sehingga terlihat ketebalan dan homogenisasi membran tersebut.
DAFTAR PUSTAKA 1. Hartomo AJ, Widiatmoko M.C. Teknologi Membran Pemurnian Air. Yogyakarta : Andi Offset. 1994. 2. Akbar S. Pencirian Membran Mikrofiltrasi Nilon-6 [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. 2007. 3. Maria W& Cindika KD. Potensi membrane Mikrofiltrasi dan Ultrafiltrasi Untuk Pengolahan Limbah Cair Berminyak. [Jurnal Teknologi Kimia dan Industri, Semarang (ID) : Universitas Diponogoro Vol. 2, No. 2, Tahun 2013 Halaman 295-307]. 2013 4. Irvan WP. Filtrasi Ekstrak Sari Buah jeruk Pontianak Dan Melon Menggunakan Membran Polisulfon [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. 2012. 5. Notodarmojo S. Penurunan Zat Organik dan Kekeruhan Menggunakan Teknologi Membran Ultrafiltrasi dengan Sistem Aliran Dead-end. [Prociding. ITB Sains & Tek. Vol. 36 A, No. 1]. Bandung (ID): Institut Teknologi Bandung. 2004. 6. Mulder M. Basic Principles of Membrane Technology. Netherland: Kluwer Academic Publisher. 1996. 7. Amboro R. Kajian Filtrasi Air Limbah Industri Mengunakan Membran Selulosa Asetat Dan Teflon. [skripsi]. Bogor (ID) : Institut Pertanian Bogor. 2011. 8. Eva RA. Sintesis dan Karakterisasi Membran Nilon yang Berasal dari Limbah Benang [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. 2013. 9. Irfan G. Karakterisiasi Kinerja Dari Beberapa Membran Datar [Jurnal Gradien, Bengkulu (ID): Universitas Bengkulu. Vol. 2 No. 2 Juli 2006 : 187191]. 2006. 10. Dwi R.P & Alia D. Pengolahan Limbah Cair Tahu Menggunakan Membran Nanofiltrasi Silika Aliran Cross Flow untuk Menurunakan Kadar Nitrat dan Amonium. [Jurnal Teknik POMITS, Surabaya (ID): Institute Teknologi Sepuluh November Vol. 2, No. 2, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)]. 2013.
16
LAMPIRAN Lampiran 1 Diagram Alir Penelitian Mulai
Pembelian alat dan bahan
Uji morfologi sebelum dan sesudah filtrasi (SEM)
Sintesis membran
Karakteristik fisik air sungai
Proses filtrasi
Karakteristik fisik air sungai
Analisa Data
Penyusunan Laporan
Selesai
Uji Mekanik sebelum dan sesudah filtrasi (Force Sensor) Mekanik (force sensor)
17
Lampiran 2. Gambar yang dilakukan pada penelitian beserta alat dan bahan yang digunakan
(a)
(e)
(b)
(f)
(c)
(g)
(d)
(h)
18
(i)
(l)
(j)
(m)
(k)
(n)
Keterangan : (a) Benang nilon (b) HCL dan aseton (c) Proses stirring (d) Proses plating membran (e) Proses perataan membran (f) Proses perendaman membran (g) Proses pengeringan membran (h) Membran yang sudah dipotong (i) Proses uji tarik membran (j) Monitor Scanning Electron Microscopy (k) Air sungai sebelum dan setelah filtrasi (l) Proses filtrasi metode dead-end (m) Membran setelah digunakan filtrasi (n) Scanning Electron Microscopy
19
Lampiran 3. Data Penelitian Fluks permeate pada filter dengan massa nilon 5 gram X±ΔX=(0.000318±2.791E-05) cm .s-1 t (1 x 60 s) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
1 5.10E-05 3.40E-05 2.80E-05 2.60E-05 2.70E-05 2.60E-05 2.40E-05 2.30E-05 2.30E-05 2.40E-05 2.30E-05 2.30E-05
Fluks (cm .s-1) 2 Rata-rata 3.40E-05 4.25E-05 3.40E-05 3.40E-05 2.83E-05 2.83E-05 2.55E-05 2.55E-05 2.38E-05 2.55E-05 2.27E-05 2.41E-05 2.43E-05 2.43E-05 2.34E-05 2.34E-05 2.27E-05 2.27E-05 2.21E-05 2.30E-05 2.16E-05 2.24E-05 2.13E-05 2.20E-05 0.000318
Δ 1.70E-05 0 0 0 3.40E-06 2.83E-06 0 0 0 1.70E-06 1.55E-06 1.42E-06 2.79E-05
1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.7 0.75 0.8
Volume (cm3) 2 Rata-rata 0.1 0.125 0.2 0.2 0.25 0.25 0.3 0.3 0.35 0.375 0.4 0.425 0.5 0.5 0.55 0.55 0.6 0.6 0.65 0.675 0.7 0.725 0.75 0.775 total 5.5
Δ 0.05 0 0 0 0.05 0.05 0 0 0 0.05 0.05 0.05
Volume (cm3) 2 Rata-rata 0 0 0 0.025 0.05 0.05 0.1 0.1 0.1 0.125 0.15 0.15 0.2 0.2 0.2 0.2 0.25 0.25 0.3 0.275 0.35 0.325 0.35 0.325 total 2.025
Δ 0 0.05 0 0 0.05 0 0 0 0 0.05 0.05 0.05
Fluks permeate pada filter dengan massa nilon 6 gram X±ΔX=(9.17159 E-05±1.65687E-05) cm .s-1
t (1 x 60 s) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
1 0 8.50E-06 5.67E-06 8.50E-06 1.02E-05 8.50E-06 9.72E-06 8.50E-06 9.45E-06 8.50E-06 9.28E-06 8.50E-06
Fluks (cm .s-1) 2 Rata-rata 0 0 0 4.25E-06 5.67E-06 5.67E-06 8.50E-06 8.50E-06 6.80E-06 8.50E-06 8.50E-06 8.50E-06 9.72E-06 9.72E-06 8.50E-06 8.50E-06 9.45E-06 9.45E-06 1.02E-05 9.35E-06 1.08E-05 1.00E-05 9.92E-06 9.21E-06 9.17E-05
Δ 0 8.50E-06 0 0 3.40E-06 0 0 0 0 1.70E-06 1.55E-06 1.42E-06 1.66E-05
1 0 0.05 0.05 0.1 0.15 0.15 0.2 0.2 0.25 0.25 0.3 0.3
20
Fluks permeate pada filter dengan massa nilon 6.5 gram X±ΔX=(3.79328E-05±1.2479E-05) cm .s-1 Fluks t (cm .s-1) (1 x 60 s) 1 2 Rata-rata 5 0 0 0 10 0 0 0 15 0 5.67E-06 2.83E-06 20 4.25E-06 4.25E-06 4.25E-06 25 3.40E-06 3.40E-06 3.40E-06 30 2.83E-06 5.67E-06 4.25E-06 35 2.43E-06 4.86E-06 3.64E-06 40 4.25E-06 4.25E-06 4.25E-06 45 3.78E-06 3.78E-06 3.78E-06 50 3.40E-06 3.40E-06 3.40E-06 55 3.09E-06 4.64E-06 3.87E-06 60 4.25E-06 4.25E-06 4.25E-06 3.79E-05
Δ 0 0 5.67E-06 0 0 2.83E-06 2.43E-06 0 0 0 1.55E-06 0 1.25E-05
1 0 0 0 0.05 0.05 0.05 0.05 0.1 0.1 0.1 0.1 0.15
Volume (cm3) 2 Rata-rata 0 0 0 0 0.05 0.025 0.05 0.05 0.05 0.05 0.1 0.075 0.1 0.075 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.15 0.125 0.15 0.15 total 0.85
Δ 0 0 0.05 0 0 0.05 0.05 0 0 0 0.05 0
Volume total permeate per waktu pada variasi massa nilon
5 gram
total volume rata-rata (cm3) 5.5
6 gram
2.02
60
6.5 gram
0.85
60
Variasi massa nilon
Waktu (1 x 60 s) 60
Data rejeksi kekeruhan Cf 1.55 1.55 1.55
cp 0.83 0.81 0.47
% rejeksi 46.45 47.74 69.68
Cf 0.01392 0.01392 0.01392
cp 0.01369 0.01344 0.01334
%rejeksi 98.63 98.65 98.67
Cf
cp
%rejeksi
5 gram
1.078
0.91
15.58
6 gram
1.078
0.864
19.85
6.5 gram
1.078
0.851
21.06
5 gram 6 gram 6.5 gram
Data rejeksi kekentalan 5 gram 6 gram 6.5 gram
Data rejeksi kerapatan
21
Kuat tarik membran nylon sebelum filtrasi variasi massa nilon (gram)
Gaya tarik maksimum (1 x 105 dyne)
Luas dibawah kurva (1 x 105 dyne.s)
Kuat tarik (dyne.cm-2)
F1
F2
Frata-rata
A1
A2
A rata-rata
X1
X2
Xrata-rata
5
0.13
0.17
0.15
0.92
7.978
4.449
0.14
0.18
0.16
6
0.17
0.74
0.455
1.16
10.8125
5.98625
0.18
0.78
0.48
6.5
1.04
4.8
2.92
2.53
4.3
3.415
1.09
5.05
3.07
Kuat tarik membran nylon setelah filtrasi Gaya tarik maksimum (1 x 105 dyne)
variasi massa nilon (gram)
Luas dibawah kurva (1 x 105 dyne.s)
Kuat tarik (dyne.cm-2) Xrata-
F1
F2
F rata-rata
A1
A2
Arata-rata
X1
X2
5 6
2.12 2.38
0.39 0.86
1.255 1.62
4.4 17.725
2.25 5.2285
3.325 11.47675
2.23 2.5
0.41 0.9
1.32 1.7
6.5
2.78
5.73
4.255
9.125
5.8285
7.47675
2.93
6.03
4.48
rata
Kuat tekan membran nylon sebelum filtrasi Gaya tekan maksimum (1 x 105 dyne)
variasi massa nilon (gram)
Luas dibawah kurva (1 x 105 dyne.s)
Kuat tekan (dyne.cm-2)
F1
F2
F rata-rata
A1
A2
A rata-rata
X1
X2
5
0.27
0.71
0.49
7.81
6.639
7.2245
0.12
0.31
0.22
6
1.79
1.5
1.645
5.39
10.5575 7.97375
0.79
0.67
0.73
6.5
3.72
2
2.86
14.62
1.65
0.89
1.27
5.438
10.029
Xrata-rata
Kuat tekan membran nylon setelah filtrasi Gaya tekan maksimum (1 x 105 dyne)
variasi massa nilon (gram)
Luas dibawah kurva (1 x 105 dyne.s)
Kuat tekan (dyne.cm-2)
F1
F2
Frata-rata
A1
A2
Arata-rata
X1
X2
Xrata-rata
5
0.74
1.5
1.12
3.41
13.235
8.3225
0.33
0.67
0.5
6
2.4
1.96
2.18
12.75
8.586
10.668
1.07
0.87
0.97
6.5
4.62
5.14
4.88
13.42
9.19
11.305
2.05
2.28
2.17
22
Pengulangan 1 Luas area kuat tarik membran nilon 5 gram sebelum filtrasi Time ( s ) 149 150 151 152
Force (1 x 105 dyne) 0.35 0.22 0.35 0.35
Δt (s) 1 1 1 -152
Frata-rata (1 x 105 dyne) 0.285 0.285 0.35 0.175
A (1 x 105 dyne.s) 0.285 0.285 0.35 -26.6 0.92
Luas area kuat tarik membran nilon 6 gram sebelum filtrasi Time ( s ) 71 72 73 74 75
Force (1 x 105 dyne ) 0.35 0.31 0.18 0.34 0.31
Δt (s) 1 1 1 1 -75
Frata-rata (1 x 105 dyne) 0.33 0.245 0.26 0.325 0.155
A (1 x 105 dyne.s) 0.33 0.245 0.26 0.325 -11.625 1.16
Luas area kuat tarik membran nilon 6.5 gram sebelum filtrasi Time ( s ) 41 42 43 44
Force ( 1 x 105 dyne) 1.18 0.14 1.21 1.18
Δt (s) 1 1 1 -44
Frata-rata (1 x 105 dyne) 0.66 0.675 1.195 0.59
A (1 x 105 dyne.s) 0.66 0.675 1.195 -25.96 2.53
Luas area kuat tarik membran nilon 5 gram setelah filtrasi Time ( s ) 92 93 94 95
Force (1 x 105 dyne ) 2.22 0.1 2.13 2.12
Δt (s) 1 1 1 -95
Frata-rata (1 x 105 dyne) 1.16 1.115 2.125 1.06
A (1 x 105 dyne.s) 1.16 1.115 2.125 -100.7 4.4
Luas area kuat tarik membran nilon 6 gram setelah filtrasi Time ( s ) 38 39 40 41 42 43
Force (1 x 105 dyne ) 4.03 3.04 2.12 3.3 4.5 4.5
Δt (s) 1 1 1 1 1 -43
Frata-rata (1 x 105 dyne) 3.535 2.58 2.71 3.9 4.5 2.25
A (1 x 105 dyne.s) 3.535 2.58 2.71 3.9 4.5 -96.75 17.225
23
Luas area kuat tarik membran nilon 6.5 gram setelah filtrasi Time ( s ) 71 72 73 74 75
Force (1 x 105 dyne ) 3.3 0.61 2.08 3.09 3.39
Δt (s) 1 1 1 1 -75
Frata-rata (1 x 105 dyne) 1.955 1.345 2.585 3.24 1.695
A (1 x 105 dyne.s) 1.955 1.345 2.585 3.24 -127.125 9.125
Luas area kuat tekan membran nilon 5 gram sebelum filtrasi Time ( s ) 73 74 75 76 77 78 79
Force (1 x 105 dyne ) 1.22 1.24 1.37 1.49 1.3 1.2 1.2
Δt (s) 1 1 1 1 1 1 -79
Frata-rata (1 x 105 dyne) 1.23 1.305 1.43 1.395 1.25 1.2 0.6
A (1 x 105 dyne.s) 1.23 1.305 1.43 1.395 1.25 1.2 -47.4 7.81
Luas area kuat tekan membran nilon 6 gram sebelum filtrasi Time ( s ) 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53
Force (1 x 105 dyne ) 0.15 0.37 0.4 0.51 0.5 0.6 0.6 1.94 0.34 0 0.11
Δt (s) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -53
Frata-rata (1 x 105 dyne) 0.26 0.385 0.455 0.505 0.55 0.6 1.27 1.14 0.17 0.055 0.055
A (1 x 105 dyne.s) 0.26 0.385 0.455 0.505 0.55 0.6 1.27 1.14 0.17 0.055 -2.915 5.39
24
Luas area kuat tekan membran nilon 6.5 gram sebelum filtrasi Time ( s ) 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97
Force (1 x 105 dyne ) 0.34 0.51 1.81 4.06 2.17 1.44 1.34 1.11 0.8 0.5 0.24 0.3 0.34
Δt (s) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -97
Frata-rata (1 x 105 dyne) 0.425 1.16 2.935 3.115 1.805 1.39 1.225 0.955 0.65 0.37 0.27 0.32 0.17
A (1 x 105 dyne.s) 0.425 1.16 2.935 3.115 1.805 1.39 1.225 0.955 0.65 0.37 0.27 0.32 -16.49 14.62
Luas area kuat tekan membran nilon 5 gram setelah filtrasi Time ( s ) 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
Force (1 x 105 dyne ) 0.15 0.18 0.21 0.24 0.43 0.55 0.89 0.67 0.12 0.09
Δt (s) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -52
Frata-rata (1 x 105 dyne) 0.165 0.195 0.225 0.335 0.49 0.72 0.78 0.395 0.105 0.045
A (1 x 105 dyne.s) 0.165 0.195 0.225 0.335 0.49 0.72 0.78 0.395 0.105 -2.34 3.41
Luas area kuat tekan membran nilon 6 gram setelah filtrasi Time ( s ) 50 51 52 53 54 55 56
Force (1 x 105 dyne ) 1.5 2.2 3.9 1.9 1.8 1.5 1.4
Δt (s) 1 1 1 1 1 1 -56
Frata-rata (1 x 105 dyne) 1.85 3.05 2.9 1.85 1.65 1.45 0.7
A (1 x 105 dyne.s) 1.85 3.05 2.9 1.85 1.65 1.45 -39.2 12.75
25
Luas area kuat tekan membran nilon 6.5 gram setelah filtrasi Time ( s ) 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75
Force (1 x 105 dyne ) 0.31 3.48 4.93 1.71 0.92 0.8 0.49 0.47 0.32 0.29
Δt (s) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -75
Frata-rata (1 x 105 dyne) 1.895 4.205 3.32 1.315 0.86 0.645 0.48 0.395 0.305 0.145
A (1 x 105 dyne.s) 1.895 4.205 3.32 1.315 0.86 0.645 0.48 0.395 0.305 -10.875 13.42
Pengulangan 2 Luas area kuat tarik membran nilon 5 gram sebelum filtrasi Time ( s ) 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1
Force (1 x 105 dyne )
Δt (s)
Frata-rata (1 x 105 dyne)
13.34 13.36 13.26 13.17 13.31 13.34 13.34
0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 -2.1
13.35 13.31 13.215 13.24 13.325 13.34 6.67
A (1 x 105 dyne.s) 1.335 1.331 1.3215 1.324 1.3325 1.334 -14.007 7.978
Luas area kuat tarik membran nilon 6 gram sebelum filtrasi Time ( s ) 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 9
Force (1 x 105 dyne ) 13.58 13.6 13.59 13.58 13.58 13.46 12.99 13.73 13.61
Δt (s) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 -9
Frata-rata (1 x 105 dyne) 13.59 13.595 13.585 13.58 13.52 13.225 13.36 13.67 6.805
A (1 x 105 dyne.s) 1.359 1.3595 1.3585 1.358 1.352 1.3225 1.336 1.367 -61.245 10.8125
26
Luas area kuat tarik membran nilon 6.5 gram sebelum filtrasi Δt (s)
2.5
Force (1 x 105 dyne ) 16
0.1
Frata-rata (1 x 105 dyne) 13.6
2.6
11.2
0.1
13.6
1.36
2.7
16
0.1
15.8
1.58
2.8
15.6
-2.8
7.8
-21.84
Time ( s )
A (1 x 105 dyne.s) 1.36
4.3
Luas area kuat tarik membran nilon 5 gram setelah filtrasi Time ( s ) 59 60 61 62 63 64
Force (1 x 105 dyne ) 0.53 0.51 0.49 0.16 0.55 0.55
Δt (s) 1 1 1 1 1 -64
Frata-rata (1 x 105 dyne) 0.52 0.5 0.325 0.355 0.55 0.275
A (1 x 105 dyne.s) 0.52 0.5 0.325 0.355 0.55 -17.6 2.25
Luas area kuat tarik membran nilon 6 gram setelah filtrasi Time ( s ) 17.8 17.9 18 18.1 18.2 18.3 18.4
Force (1 x 105 dyne ) 8.92 8.71 8.06 8.8 8.89 8.91 8.91
Δt (s) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 -18.4
Frata-rata (1 x 105 dyne) 8.815 8.385 8.43 8.845 8.9 8.91 4.455
A (1 x 105 dyne.s) 0.8815 0.8385 0.843 0.8845 0.89 0.891 -81.972 5.2285
Luas area kuat tarik membran nilon 6.5 gram setelah filtrasi Δt (s)
4.1
Force (1 x 105 dyne ) 21.33
0.1
Frata-rata (1 x 105 dyne) 18.465
4.2
15.6
0.1
18.46
1.846
4.3
21.32
0.1
21.36
2.136
4.4
21.4
-4.4
10.7
-47.08
Time ( s )
A (1 x 105 dyne.s) 1.8465
5.8285
27
Luas area kuat tekan membran nilon 5 gram sebelum filtrasi Time ( s ) 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6
Force (1 x 105 dyne ) 16.47 16.51 17.04 16.44 16.33
Δt (s) 0.1 0.1 0.1 0.1 -14.6
Frata-rata (1 x 105 dyne) 16.49 16.775 16.74 16.385 8.165
A (1 x 105 dyne.s) 1.649 1.6775 1.674 1.6385 -119.209 6.639
Luas area kuat tekan membran nilon 6 gram sebelum filtrasi Time ( s ) 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6 14.7 14.8
Force (1 x 105 dyne ) 17.3 17.4 18.8 17.44 17.33 17.3 17.31
Δt (s) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 -14.8
Frata-rata (1 x 105 dyne) 17.35 18.1 18.12 17.385 17.315 17.305 8.655
A (1 x 105 dyne.s) 1.735 1.81 1.812 1.7385 1.7315 1.7305 -128.094 10.5575
Luas area kuat tekan membran nilon 6.5 gram sebelum filtrasi Time ( s ) 9.8 9.9 10 10.1
Force (1 x 105 dyne ) 17.38 19.38 17.53 17.56
Δt (s) 0.1 0.1 0.1 -10.1
Frata-rata (1 x 105 dyne) 18.38 18.455 17.545 8.78
A (1 x 105 dyne.s) 1.838 1.8455 1.7545 -88.678 5.438
Luas area kuat tekan membran nilon 5 gram setelah filtrasi Time ( s ) 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5 5.1
Force (1 x 105 dyne ) 21.5 22.5 23 22.4 22.2 21 21
Δt (s) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 -5.1
Frata-rata (1 x 105 dyne) 22 22.75 22.7 22.3 21.6 21 10.5
A (1 x 105 dyne.s) 2.2 2.275 2.27 2.23 2.16 2.1 -53.55 13.235
28
Luas area kuat tekan membran nilon 6 gram setelah filtrasi Time ( s ) 9.7 9.8 9.9 10 10.1 10.2
Force (1 x 105 dyne ) 16.6 16.68 18.38 17.63 16.66 16.42
Δt (s) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 -10.2
Frata-rata (1 x 105 dyne) 16.64 17.53 18.005 17.145 16.54 8.21
A (1 x 105 dyne.s) 1.664 1.753 1.8005 1.7145 1.654 -83.742 8.586
Luas area kuat tekan membran nilon 6.5 gram setelah filtrasi Time ( s ) 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6
Force (1 x 105 dyne ) 16.75 17.43 19.17 21.89 16.66 16.75
Δt (s) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 -12.6
Frata-rata (1 x 105 dyne) 17.09 18.3 20.53 19.275 16.705 8.375
A (1 x 105 dyne.s) 1.709 1.83 2.053 1.9275 1.6705 -105.525 9.19
29
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sukabumi, 14 Nopember 1992 merupakan anak ke 2 dari 3 bersaudara dari orang tua yang bernama Kurnia Wirawan dan Tuti Kurnaeni. Penulis sekolah di SMAN 1 Cibadak pada tahun 2007 dan lulus pada tahun 2010. Kemudian melanjutkan ke Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI pada tahun 2010 dan lulus pada tahun 2014. Penulis aktif dalam kegiatan kampus seperti Lembaga Struktural Bina Desa BEM KM IPB sebagai Sekretaris Internal pada tahun 2010 dan UKM FORCES IPB sebagai Sekretaris Departemen Community Developement pada tahun 2011. Penulis mendapatkan hibah PKM bidang gagasan tertulis (PKM-GT) pada tahun 2010 dan kewirausahaan (PKM-K) pada tahun 2011. Selain itu, penulis pernah menjadi pengajar di salah satu program mengajar Karya Salemba Empat IPB. Penulis juga pernah menjadi Asisten Praktikum Fisika Dasar dan Biofisika Membran pada tahun 2014.
