Aulia Chintia Ambarita Primary Author mixed material bibliography Banda Aceh Program Doktor Ilmu Teknik (S3) 2023

Dissertation

Fouling merupakan permasalahan yang tidak dapat terlepas dari aplikasi teknologi membran, khususnya pada polimer hidrofobik seperti polietersulfon (PES). Pada proses pengolahan air, kontaminan dapat berasal dari senyawa organik, seperti asam humus, protein, dan polisakarida. Dimana selama proses filtrasi, senyawa tersebut akan terakumulasi dan menyumbat pori membran. Fouling dapat mengakibatkan penurunan fluks permeat, selektivitas, dan meningkatkan biaya operasi. Pengendalian fouling merupakan aspek penting dalam mempertahankan kinerja dan usia pakai membran. Guna mengatasi permasalahan tersebut, modifikasi permukaan membran umumnya dipilih karena kesederhanaannya dan hanya diperlukan sebelum pengaplikasian membran. Ini dapat dilakukan melalui pelapisan atau fungsionalisasi sehingga meningkatkan hidrofilisitasnya, mengurangi adhesi foulant dan meningkatkan ketahanannya terhadap fouling. Terdapat beberapa metode untuk memodifikasi permukaan membran antara lain metode fisik dan metode kimia. Kedua metode tersebut memiliki kesamaan yaitu adanya penambahan aditif dengan tujuan tertentu. Dewasa ini penggunaan aditif dari bahan alam mulai dikembangkan secara massif karena dinilai lebih ekonomis dan ramah lingkungan. Oleh karena itu, pada studi ini telah dipelajari secara komprehensif penggunaan aditif bioresin jernang (dragon blood resin, DBR) untuk meningkatkan karakteristik dan kinerja membran PES. Meskipun modifikasi ini menunjukkan hasil yang memuaskan dari segi permeabilitas dan anti-fouling, ia memiliki keterbatasan yaitu ikatan kimianya yang kurang stabil. Sehingga dibutuhkan modifikasi dengan senyawa kovalen untuk meningkatkan stabilitas kimia membran. Maka dari itu, penelitian ini terbagi menjadi beberapa tahapan. Penelitian tahap-1, merupakan studi pendahuluan untuk mengidentifikasi karakteristik penting DBR dan bertujuan untuk menginvestigasi pengaruh konsentrasi DBR terhadap sifat dan kinerja membran PES. Aditif DBR menunjukkan adanya gugus hidrofilik dan muatan negatif, namun tidak memiliki aktivitas anti-bakteri E. coli. Konsentrasi DBR 3% menghasilkan permeabilitas yang tinggi (25x dari PES murni) dan anti-fouling yang sangat baik, bagaimanapun penggabungan DBR di dalam rantai PES bersifat kurang stabil. Oleh karena itu, pada penelitian tahap-2 (bagian 1) telah dipelajari mekanisme pelindian DBR pada kondisi basa kuat. Hal ini terjadi karena sifat hidrofiliknya serta degradasi DBR yang dipicu oleh ion hidroksida (OH-) pada larutan NaOH. Akibatnya kenaikan permeabilitas air yang sangat tinggi setelah perendaman (mencapai 90.74%). Pada tahap-2 (bagain 2), guna membatasi terjadinya pelindian, maka diperkenalkanlah reaksi koordinasi dengan menggunakan senyawa kovalen Fe3+. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh konsentrasi Fe3+ terhadap karakteristik dan performa membran PES/DBR 3%. Pada tahap-2 (bagian 3) dilakukan studi perbandingan antara membran PES/DBR dan PES/DBR-Fe pada kondisi asam dan basa kuat selama 16 hari. Hasil menunjukkan bahwa stabilitas DBR yang lebih baik dicapai pada konsentrasi Fe3+ 0,05 M. Teknik modifikasi yang diaplikasikan pada penelitian tahap-1 dan tahap-2 adalah secara blending. Eksplorasi dilakukan dengan mempelajari perubahan karakteristik dan performa membran PES hasil modifikasi secara coating. Pada tahap-3, digunakan Perangkat lunak statistik Design-Expert, Response Surface Methodology (RSM) untuk menginvestigasi korelasi antara parameter input dan variabel response, serta melakukan optimasi. Hasil ANOVA menunjukkan bahwa p-value model prediksi untuk keempat variabel respon signifikan, kecuali pada rejeksi asam humus. Temuan ini menunjukkan bahwa membran yang dilapisi dengan DBR memiliki sifat anti-fouling yang sangat baik. Membran yang dipreparasi dengan teknik blending menghasilkan permeabilitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan coating, namun rejeksi lebih rendah. Kata kunci: anti-fouling, dragon blood resin, leach out, response surface methodology, stabilitas kimia 0 ELECTRONIC THESES AND DISSERTATION Universitas Syiah Kuala 116489 2023-09-29 11:17:03 2023-09-29 11:20:42 machine generated