Electronic Theses and Dissertation

Ultrafiltrasi adalah teknik pemisahan berbasis membran yang digunakan untuk menyaring partikel dengan ukuran 1 hingga 100 nanometer yang biasa digunakan dalam pengolahan air. Fouling membran merupakan tantangan yang tidak dapat dihindari dalam ultrafiltrasi, yang mengakibatkan berkurangnya fluks dan peningkatan biaya pengoperasian. Modifikasi permukaan Membran PoliVinilidena Fluorida (PVDF) dapat meningkatkan hidrofilisitas dan memperpanjang masa pakai membran. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik membran, kinerja filtrasii serta dampak modifikasi membran terhadap antifouling pada membran PVDF vanilin perisa yang digunakan dalam pengolahan sebyawa organik. Metode inversi fase presipitasi perendaman digunakan untuk menyiapkan membran dengan vanillin 0%, 1% dan 3%. Karakterisasi dilakukan dengan menggunakan FTIR, SEM dan evaluasi sudut kontak air. Hasilnya menunjukkan bahwa modifikasi membran PVDF dengan vanilin perisa sebagai aditif terbukti meningkatkan karakteristik membran, terutama dalam hal ukuran pori dan sifat hidrofilik. Analisis SEM menunjukkan bahwa penambahan vanilin perisa memperbesar ukuran pori, yang berdampak langsung pada peningkatan fluks air murni. Membran dengan konsentrasi 1% vanilin perisa memiliki fluks air yang lebih tinggi dibandingkan dengan membran PVDF murni. Peningkatan hidrofilisitas juga terlihat dari penurunan sudut kontak air dari 86° menjadi 76,5°, menunjukkan bahwa penggunaan vanilin perisa sebagai aditif efektif dalam meningkatkan kinerja filtrasi, terutama untuk pemisahan senyawa organik. Selain itu, modifikasi dengan vanilin juga memberikan resistensi yang lebih baik terhadap fouling organik, khususnya terhadap pengotoran oleh asam humus. Uji fouling menunjukkan bahwa membran yang dimodifikasi memiliki penurunan fluks yang lebih lambat dibandingkan dengan membran tanpa modifikasi. Peningkatan sifat antifouling ditunjukkan oleh rasio pemulihan fluks yang lebih tinggi, yaitu mencapai 84,56% untuk membran M2, yang disebabkan oleh peningkatan hidrofilisitas yang mengurangi kecenderungan molekul organik untuk menempel pada permukaan membran. Secara keseluruhan, modifikasi dengan vanilin perisa meningkatkan sifat antifouling dan kinerja filtrasi membran PVDF, menjadikannya lebih efektif untuk aplikasi pengolahan senyawa organik.

Kata Kunci: Antifouling, Penyedap Makanan, Polivinilidena fluorida, Vanilin.

Ultrafiltration is a membrane-based separation technique used to filter particles ranging from 1 to 100 nanometers, commonly used in water treatment. Membrane fouling is an unavoidable challenge in ultrafiltration, leading to reduced flux and increased operational costs. Surface modification of Polyvinylidene Fluoride (PVDF) membranes can enhance hydrophilicity and extend membrane lifespan. This study aims to examine membrane characteristics, filtration performance, and the antifouling effects of PVDF membranes modified with vanillin flavoring used in the treatment of organic compounds. Phase inversion via immersion precipitation was employed to prepare membranes with 0%, 1%, and 3% vanillin. Characterization was performed using FTIR, SEM, and water contact angle evaluation. The results demonstrated that modifying PVDF membranes with vanillin flavoring as an additive significantly improved membrane characteristics, particularly in terms of pore size and hydrophilicity. SEM analysis showed that the addition of vanillin increased pore size, which directly led to higher pure water flux. Membranes with 1% vanillin had higher water flux compared to pure PVDF membranes. Hydrophilicity was also improved, as evidenced by a reduction in water contact angle from 86° to 76.5°, indicating that the use of vanillin flavoring as an additive is effective in enhancing filtration performance, especially for organic compound separation. Furthermore, the modification with vanillin provided better resistance to organic fouling, particularly against humic acid contamination. Fouling tests showed that the modified membranes had a slower flux decline compared to unmodified membranes. Enhanced antifouling properties were demonstrated by a higher flux recovery ratio, reaching 84.56% for the M2 membrane, attributed to increased hydrophilicity, which reduced the tendency of organic molecules to adhere to the membrane surface. Overall, the modification with vanillin flavoring improved the antifouling properties and filtration performance of PVDF membranes, making them more effective for organic compound treatment applications. Keywords: Antifouling, Food flavoring, Polyvinylidene fluoride, Vanillin.