MEMBRAN
ANORGANIK
(membran keramik)
Etha
Mawarni Harahap / NIM. J1B110212
Sebagai alat pemisah berupa penghalang
yang bersifat selektif, membran dapat memisahkan dua fase dari berbagai
campuran. Campuran tersebut dapat bersifat homogen atau heterogen dan dapat
berupa padatan, cairan atau gas. Transportasi pada membran terjadi karena
adanya driving force yang dapat berupa konveksi atau difusi dari
masing-masing molekul, adanya tarik menarik antar muatan komponen atau
konsentrasi larutan, dan perbedaan suhu atau tekanan (Pabby dkk., 2009).
Salah satu tipe membran berdasarkan materialnya yaitu membran
anorganik yang terbagi salah satunya atas
membran keramik kombinasi dari logam (alumunium, titanium, silicium atau
zirconium) dan non-logam (oxide, nitride atau carbide), membran organik, dan membran biologi (Mulder, 1996).
Seiring
dengan kemajuan penelitian tentang membran, maka sampai saat ini sudah banyak
yang menemukan dan menggunakan berbagai membran yang terbuat dari beberapa
bahan yang efisien. Hal ini seperti
yang dinyatakan oleh Mulder bahwa membran
yang salah satunya terbuat dari bahan keramik
memberikan beberapa kelebihan dibandingkan membran organik atau polimer
seperti: umur pakai yang lama, mudah dan efisien di dalam membersihkannya,
ketahanan kimia dan termal yang lebih baik, serta kekuatan mekanis yang tinggi. Beberapa kelebihan tersebut,
memberikan peluang bagi membran keramik zeolit untuk proses pembersihan gas
buang industri. Namun membran
itu sendiri tentunya juga memiliki kelemahan yaitu
polarisasi konsentrasi/membran fouling, waktu hidup membran rendah dan selektivitas
atau fluks rendah.
Lubis mengutarakan bahwa prinsip utama
membran adalah penyaringan, maka tentu semakin lama pori-pori membran akan
tertutup oleh kontaminan, atau partikel polutan. Konsep penyumbatan ini di
dalam membran disebut fouling. Kalau dalam pengolahan air ada rapid sand
filter, ini disebut clogging. Tapi pada dasarnya, artinya sama, yaitu
penyumbatan
fouling ini tentu akan mengurangi debit air yang telah disaring oleh membran.
fouling ini tentu akan mengurangi debit air yang telah disaring oleh membran.
Tentu ini merupakan kerugian dari penggunaan membran. Nah untuk itu
berbagai penelitian dilakukan untuk meminimisasi fouling. Yang perlu diingat
adalah fouling tidak bisa dicegah namun keberadaannya
bisa ditunda. Beberapa cara untuk mereduksi fouling adalah menaikkan pH, sistem
backwash dll, termasuk penggunaan TiO2 pada permukaan membran.
Aplikasi membran
keramik digunakan untuk memisahkan suatu zat dari kumpulannya berdasarkan
perbedaan ukuran partikel. Untuk lebih sederhana mungkin bisa dibayangkan
proses penyaringan air. Proses ini menjadi demikian penting saat ini karena
beberapa solusi untuk masalah pemisahan biasanya menghasilkan masalah baru.
Salah satu contoh dari masalah yang paling popular mungkin adalah proses
pengolahan limbah. Secara garis
besar berdasarkan penelitian Agustina, et
al. langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan keramik adalah :
1.
Pemilihan bahan
dasar (raw material selection)
Pada tahapan ini, bahan dasar dipilih berdasarkan kebutuhan. Beberapa hal
yang dipertimbangkan adalah karakteristik dari material yang ingin dihasilkan,
biaya dan kemudahan dalam memperoleh bahan tersebut. Bahan dasar kemudian
diolah lebih lanjut hingga siap untuk diproses menjadi powder.
2.
Pembuatan powder (powder
preparation)
Umumnya, bahan dasar pembuatan keramik selalu dalam bentuk powder.
Terdapat beberapa keuntungan dari dibuatnya powder, diantaranya untuk
memperkecil ukuran partikel dan memodifikasi distribusi ukurannya. Powder
harus dibuat dengan ukuran sekecil mungkin karena kekuatan mekanik dari keramik
berbanding terbalik dengan ukuran powder. Pembuatan powder dapat
dilakukan antara lain dengan menggunakan penggerus manual seperti mortar atau ball
mill.
3.
Pencampuran
Setelah bahan baku atau sampel sudah menjadi powder dilakukan proses
pencampuran bahan baku sehingga homogen dengan batuan sedikit air.
4.
Pencetakan
Pencetakan dilakukan dengan menggunakan pencetak khusus untuk membuat
membran keramik yang terbuat dari gypsum kemudian dilakukan proses
pengeringan.
5.
Pengeringan
Setelah membran terbentuk lalu dikeluarkan dari cetakan
dan dikeringkan pada suhu ruang dengan diangin-anginkan ± 7 hari. Jika membran
sudah benar-benar kering dilanjutkan dengan proses pembakaran dalam tungku
pemanas yang menggunakan kayu bakar sebagai bahan pembakarannya, dimana
suhu pada tungku pemanas ini 700 oC dan membran siap untuk digunakan.
Filtrasi dengan menggunakan membran
selain sebagai sarana pemisahan juga sebagai sarana pemekatan dan pemurnian
suatu larutan yang dilewatkan pada membran tersebut. Menurut hemat saya dengan
demikian adanya membran keramik (membran anorganik) memberikan solusi seperti
pada pengolahan air limbah maupun proses penyaringan air karena kita ketahui sendiri salah satu keunggulan
teknologi membran adalah konsumsi energi yang relatif lebih rendah, hybrid processing, dan pemisahan dapat
dilakukan secara kontinu. Akan tetapi membran terutama keramik ini juga masih memiliki kelemahan tertentu
dalam penggunaannya yaitu adanya
fenomena fluks pada saat proses membran. Fluks yang semakin tinggi
mengakibatkan selektivitas menjadi rendah, padahal yang diinginkan adalah
mempertinggi fluks dan selektivitas. Fouling membran yang sering terjadi dapat
diminimalisir salah satunya dengan pembungkusan mebran salah satunya dengan
Titanium dioksida. Sehingga kedepannya teknologi membran masih dapat
dikembangkan lagi dengan teknologi pembaharuan
yang dapat meminimalisir atau bahkan menghilangkan kelemahan dari membran
tersebut.
Daftar Pustaka
Mulder, M. 1996. Basic Principles
of Membrane Technology.
Kluwer Academic Publishers.
London
Pabby, Anil
K, S. S.
H. Rizvi and
A. M. 2009. Sastre
Handbook of Membrane
Separations Chemical,
Pharmaceutical, Food, and
Biotechnological
Agustina, S., Sri P.R, Tri W
dan Trisni A. 2011. Penggunaan Teknol Ogi
Membran Pada Pengolahan Air Limbah
Industri Kelapa Sawit. Workshop Teknologi Industri Kimia dan
Kemasan.
Lubis, K.M. 2007. Aplikasi Potensial Air Tanah. USU
Repository
