Pengertian Membran Ultrafiltrasi
Membran ultrafiltrasi merupakan salah satu jenis membran filtrasi untuk memisahkan komponen dengan berat molekul tinggi dan rendah. Proses pemisahan terjadi secara filtration alias umpan mengalir sepanjang permukaan membran secara tangensial. Keuntungannya suspended solid akan tersapu aliran konsentrat secara kontinu.
Dimana dalam proses pemisahan membran ini melewatkan komponen dengan berat molekul rendah, sedangkan komponen dengan berat molekul tinggi seperti makro molekul, polisakarida, dan protein akan ditahan. Hal ini terjadi karena jenis membran ini termasuk berpori. Akan tetapi struktur membrannya lebih asimetris bila dibandingkan dengan membran mikrofiltrasi lain. Ukuran pori membran lebih tepatnya berkisar 0.1-0.01 yang bekerja pada tekanan antara 1 sampai 3 bar.
Kegunaan dari Membran Ultrafiltrasi
Pada umumnya membrane ultrafiltrasi membrane digunakan untuk pemisahan makromolekul dan koloid dalam suatu larutan. Lebih tepatnya untuk memisahkan partikel yang memiliki ukuran pori berkisar 0,01 mikrometer sampai 1 nanometer. Sementara aplikasi proses pemisahan partikel menggunakan ultrafiltrasi membrane cukup luas. Khusus untuk pengolahan air, ultrafiltrasi membrane bisa digunakan untuk menghilangkan masalah turbidity atau padatan tersuspensi, Coliform bacteria, Cryptosporidium oocysts, algae, Giardia lamblia cycts, Pyrogens, dan Viruses. Dimana tingkat kekeruhan produk yang dapat dihasilkan dapat mencapai kisaran dibawah 0,2 NTU. Ini pula yang menjadi salah satu keuntungan dari kegunaan ultrafiltrasi membrane. Adapun keuntungan lain dari penggunaan membran ultrafiltrasi dalam proses filtrasi air diantaranya:
- Tingkat kekeruhan dari 100 NTU bisa diturunkan menjadi kurang dari 0,2 NTU.
- Kualitas filtrasi yang konsisten dalam berbagai kondisi air sumber.
- Tidak harus menggunakan bahan kimia dalam proses pemisahan padatan tersuspensi dan mikroorganisme.
- Untuk pengolahan hasil dari Sewage Treatment Plant, ultrafiltrasi membrane bekerja pada tekanan relatif rendah yakni 1-2 bar dengan tingkat produktivitas tinggi sehingga lebih hemat biaya dan hemat energy.
Macam-Macam Tipe dari Membran Ultrafiltrasi
Berkaitan dengan penggunaannya, membran ultrafiltrasi terdapat bermacam-macam tipe. Seperti tubular, spiral wound, dan plate and frame. Setiap tipe tersebut mempunyai aplikasi masing-masing. Dimana pemilihan tipe bergantung pada konsentrasi serta jenis material berkoloid atau emulsi. Selain itu, desain sistem optimum juga wajib mempertimbangkan konsumsi energy, debit, harga membran, fouling, dan Pressure lost..
Sebagai contoh untuk air yang memiliki tingkat kemurnian tinggi, maka tipe spiral wound diyakini lebih cocok digunakan. Sementara untuk pre treatment pada unit reverse osmosis biasanya digunakan tipe tubular kapiler.
Macam-Macam Material dari Membran Ultrafiltrasi
Membrane Ultrafiltrasi dibuat dengan cara mencetak polimer selulosa asetat menjadi lembaran tipis. Membran tersebut termasuk membran dengan sifat pemisah yang baik. Akan tetapi, mudah rusak akibat zat kimia, pH, atau bakteri. Selain selulosa asetat ada macam-macam material lain. Misalnya saja PVC, PAN, PES, akrilik, poliasetat, polimer polisulfon, polikarbonat, poliamidda, kopolimer AN-VC, poliakrilat, poliviniliden fluoride, dan masih banyak lagi. Kebanyakan membran ultrafiltrasi memang dibuat dari polimer. Tetapi bisa pula dibuat dari bahan anorganik seperti zirconia, Al2O3, dan keramik.
Pada teknologi pemurnian air, ultrafiltrasi membrane yang memiliki berat molekul membran atau MWC berkisar 1.000-20.000 umum digunakan untuk penyaringan Patogen. Sementara membran dengan MWC berkisar 80.000-100.000 untuk penyaringan koloid. Setelah digunakan beberapa waktu, perlu dilakukan pembersihan membran. Hal ini karena kotoran yang tersaring dapat menyumbat pori-pori membran sehingga menyebabkan penurunan kinerja. Adapun pembersihan membran dapat dilakukan menggunakan bahan permbersih dari larutan khusus. Seperti larutan asam kuat, sodium hypochlorite, caustic soda. Membran hanya perlu dicelupkan ke dalam larutan pembersih atau disirkulasi agar kotoran dapat terlepas.
Kegunaannya Dalam Industri
Kegunaan ultrafiltrasi membrane dalam industri cukup beragam. Mencakup pengolahan air limbah industri, filtrasi pada aeration tank, dan termasuk pengolahan air minum layak konsumsi.
Kegunaan Membrane ultrafiltrasi dalam industri khususunya industri air minum didesain untuk menghasilkan produk air siap konsumsi. Dengan kualifikasi membran yang sesuai standar, Membran ultrafiltrasi mampu mem filtrasi dengan ukuran pori 0,01 mm – 1 nm. Namun, ada beberapa poin penting yang tidak boleh terlewatkan terkait penggunaan membran filtrasi ini. Diantaranya:
- Bahan baku air yang digunakan wajib bebas dari kontaminan atau bahan beracun yang berbahaya lain. Terutama bahan berbahaya yang tidak bisa difilter menggunakan Membran Ultrafiltasi. Oleh karena itu, telah ditetapkan pula perundang-undangan yang menyatakan keharusan menggunakan sumber mata air penggunungan atau sumber mata air yang sudah memiliki izin dalam produksi air minum kemasan atau isi ulang.
- Untuk pengolahan air yang akan dikonsumsi dalam lingkungan internal dan tidak untuk diperdagangkan, maka bahan baku air wajib didapat dari sumber yang ada di lingkungan setempat. Pastinya bahan baku air wajib memenuhi persyaratan kualitas air yang terjamin, pekerjaan diserahkan kepada ahlinya, dan melalui proses pengujian akhir guna memastikan layak tidaknya produk air untuk dikonsumsi.
Memang ada banyak faktor yang harus dipertimbangkan dalam proses menghasilkan air untuk dikonsumsi. Dimana faktor pengaman ekstra yang terintegrasi mulai dari sumber bahan baku yang akan diolah, perawatan fasilitas fisik, dan kebiasaan orang-orang di lingkungan sekitar perlu diperhatikan. Hal ini mengingat membran ultrafiltrasi hanyalah salah satu metode untuk memperoleh air bersih layak konsumsi.