BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat Bahan

Transkripsi

1 24 III. BAHAN DAN METODE 3.1. Bahan dan Alat Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah jus jeruk siam Pontianak hasil mikrofiltrasi ukuran pori 0.1 µm dengan konsentrasi jus sebesar o Brix dan bahan-bahan kimia untuk analisis komposisi kimia konsentrat jus jeruk Peralatan Peralatan yang digunakan dalam penelitian yaitu membran mikrofiltrasi buatan GDP Filter ukuran 0.1 μm dengan modul berbentuk hollow fibre berbahan polypropylene (PP) dan luas permukaan 1 m 2 (Gambar 6), membran RO buatan Saehan Industri Korea tipe RE2012-LP (rejeksi NaCl 93%) berbahan Poliamida (PA), luas permukaan membran 6.4 ft 2 (0.59 m 2 ), bentuk lilitan spiral (spiral wound) dengan aliran umpan silang (crossflow fltration) (Gambar 7) dan alat-alat pengujian produk terdiri dari alat gelas dan peralatan pengujian lainnya seperti: refraktometer, neraca, spektrofotometer, ph meter, dan lain-lain. Skema alat RO dapat dilihat pada Gambar 8. Spesifikasi membran RO dapat dilihat pada Tabel 9. Gambar 6 Rangkaian alat membran mikrofiltrasi

2 25 Gambar 7 Rangkaian alat membran reverse osmosis Gambar 8 Skema proses reverse osmosis jus jeruk

3 26 Tabel 9 Spesifikasi membran RO Spesifikasi Nilai Luas permukaan membran (m 2 ) 0.59 Panjang membran (m) Lebar feed spacer (m) Maksimum tekanan operasi (MPa) 0.86 Maksimum debit umpan (m 3 s -1 ) Maksimum laju alir ( m s -1 )* 0.11 Maksimum temperatur operasi ( o C) 45 ph operasi *hasil perhitungan berdasarkan luas feed spacer = m 2 (perhitungan pada Lampiran 1) 3.2. Metode Penelitian Persiapan bahan baku Bahan baku yang digunakan adalah jeruk Pontianak (Citrus nobilis L. var microcarpa), spesies Citrus nobilis, genus Citrus, dan famili Rutaceae. Tahapan kerja meliputi persiapan bahan baku meliputi: Sortasi, pencucian, pengupasan kulit dan ekstraksi jeruk untuk menghasilkan jus jeruk. Penyaringan jus untuk menghilangkan serat halus menggunakan kain saring. Jus selanjutnya disaring menggunakan saringan stainless stell ukuran 200 mesh Mikrofiltrasi Mikrofiltrasi jus jeruk bertujuan untuk menghilangkan rasa pahit yang disebabkan senyawa limonin dan naringin. Jus jeruk hasil persiapan bahan baku diumpankan ke membran mikrofiltrasi dengan kondisi operasi terbaik yang diperoleh Aghitsni (2008) yaitu tekanan transmembran 1.74 Bar dan laju alir 0.08 m s Reverse Osmosis Penelitian diawali dengan penentuan sifat fisik jus jeruk hasil mikrofiltrasi meliputi: pengukuran viskositas, total padatan terlarut ( o Brix), ph, prosentase asam sitrat anhidrat, rasio brix/asam, vitamin C, total gula dan gula pereduksi. Selanjutnya jus jeruk hasil mikrofiltrasi diumpankan untuk proses RO. Penelitian

4 27 dilakukan dengan dua cara yaitu filtrasi tanpa pemekatan dan filtrasi pemekatan. Filtrasi tanpa pemekatan dilakukan dengan resirkulasi retentat dan permeat untuk mendapatkan kondisi operasi terbaik dan data untuk pemodelan. Filtrasi pemekatan dilakukan dengan resirkulasi retentat dan pemisahan permeat untuk mendapatkan tingkat pemekatan tertinggi. Filtrasi tanpa pemekatan menggunakan kondisi operasi 4 laju alir umpan (0.01, 0.015, 0.02, dan 0.03 m s -1 ) dan 3 tekanan transmembran (4, 6 dan 8 bar). Parameter yang dilihat pada proses ini adalah pengaruh tekanan transmembran dan laju alir crossflow terhadap fluksi, tingkat rejeksi dan kualitas konsentrat jeruk. Analisis terhadap kualitas permeat dan rententat yang diukur meliputi total gula, gula pereduksi, total padatan terlarut ( o Brix) dan total asam (Lampiran 2). Pada tahap awal proses filtrasi, keluaran dari membran didaur-ulang (recycling) sampai diperoleh waktu tunak saat tercapai fluksi yang konstan. Pengambilan contoh dilakukan setelah waktu tunak diperoleh. Diagram alir untuk mencapai waktu tunak dapat dilihat pada Gambar 9. Penelitian filtrasi pemekatan dilakukan dengan menggunakan kondisi operasi terbaik (TMP dan laju alir) yang didapat dari tahapan penelitian sebelumnya. Parameter yang diamati yaitu perubahan fluksi dan konsentrasi total padatan terlarut ( o Brix) selama proses pemekatan. Pemekatan dilakukan selama 6 jam untuk mendapatkan perubahan fluksi dan konsentrasi total padatan terlarut terhadap waktu. Selanjutnya tingkat pemekatan yang diperoleh selama pemekatan selama 6 jam dan tingkat pemekatan tertinggi yang dapat diperoleh dihitung berdasarkan data percobaan.

5 28 Jus jeruk hasil mikrofiltrasi RO v = 0.01, 0.015, 0.02, 0.03 m s -1 TMP = 4, 6, 8 Bar Retentat Filtrat Pengukuran Fluksi Tidak Fluksi Konstan? Ya Kondisi tunak Gambar 9 Diagram alir penentuan kondisi tunak Pemodelan Model yang digunakan dalam penelitian ini adalah model difusi-larutan yang dikembangkan Alvarez et al. (1997) untuk pemekatan jus jeruk dan model tahanan adsorpsi yang digunakan oleh Williams (1989) untuk separasi larutan organik. Model yang dikembangkan mempertimbangkan jus jeruk sebagai larutan multikomponen dan melihat jenis membran yang digunakan. Pemodelan pada akhirnya bertujuan untuk melihat faktor-faktor yang berpengaruh terhadap mekanisme perpindahan massa pemekatan jus jeruk dengan RO. Faktor yang berpengaruh dapat berasal dari sifat jus yang dibangun komponen-komponen didalamnya maupun kondisi operasi seperti laju alir atau TMP.

6 Tahap Pengujian Model Pada tahapan ini dilakukan pengujian terhadap model yang telah diperoleh dari tahapan (3.2.2) dengan menggunakan data-data yang diperoleh dari hasil percobaan. Parameter yang diuji adalah fluksi permeat. Fluksi yang diperoleh dari hasil percobaan dibandingkan dengan fluksi yang dihitung berdasarkan model. Diagram alir penelitian secara lengkap dapat dilihat pada Gambar 10. Mulai Jeruk Siam Pontianak Persiapan bahan baku (pengupasan, ekstraksi dan penyaringan) Mikrofiltrasi jus jeruk (TMP 1.74 Bar, v 0.08 m s -1 ) RO (TMP 4,6,8 Bar; v 0.01; 0.015; 0.02; 0.03 m s -1 ) Pemodelan Verifikasi Model perpindahan massa pemekatan jus jeruk siam Selesai Gambar 10 Diagram alir penelitian