Transcript Kelompok 4
PRESENTASI RESUME JURNAL JURNAL 1 Faktors affecting pore structure and performance of poly (vynilidene fluoride-co-hexafluoro propylene) asymmetric porous membrane JURNAL 2 Pore blockage of organic fouling layer with highly eterogeneous stucture in membrane filtration: Role of minor organic foulants JURNAL 3 Comparisons of membrane fouling and separation efficiency in protein/polysaccharide cross-flow microfiltration using membranes with different morphologies OLEH: KELOMPOK 4 DEASY ANINDYA P MADANIYYAH MUSTIKA I MUH. DIAL OKY AMELIA YUSI ADININGRUM 115100607111015 115100600111002 115100600111036 115100601111006 115100600111032 KELOMPOK 4 PENDAHULUAN Pada bidang pemisahan membrane, membrane berpori hidrofobik secara luas diaplikasikan pada membrane distilasi, osmotis distilasi, supported liquid membrane, dan membrane kontraktor Membrane hidrofobik asimetri membutuhkan metode yang sederhana. Membrane ini mempunyai karakteristik lapisan pada layer atas yang tipis. Pada jurnal, terdapat beberapa factor yang memengaruhi struktur pori dan kemampuan pemisahan. Factor-faktor tersebut adalah konsentrasi polimer, tipe dan kandungan zat aditif, prepitating bath composition dan suhu, waktu pemaparan serta kelembaban lingkungan. Penentuan karakteristik ultrafiltrasi membran ditentukan dengan metode Jurnal 1 PENDAHULUAN Pembentukan lapisan fouling pada permukaan membran dapat mengurangi fluks dan meningkatkan Penurunan tekanan dari MBR . Peran penting fouling pada membran fouling tercatat saat penyaringan sintetis air limbah , air limbah kota dan air limbah pertanian Penelitian ini bertujuan untuk mengungkapkan distribusi spasial EPS, termasuk protein, asam nukleat dan polisakarida, dalam fouling lapisan dari membran, dan memperjelas kontribusi masing-masing dengan hambatan aliran permeat. Jurnal 2 PENDAHULUAN Mikrofiltrasi adalah salah satu metode yang paling efisien digunakan untuk pemisahan 2 campuran komponen atau lebih Untuk mengurangi efek membran fouling dilakukan melalui seleksi membran Membran yang diujikan terdiri dari 3 jenis membran dengan morfologi berbeda Membran fouling dianalisis menggunakan SEM dan menggunakan CSLM Jurnal 3 BAHAN DAN METODE BAHAN • PVDF • PEG METODE Proses pembuatan membran tidak dijelaskan tetapi untuk variasi pengujian o • TMP (trymethyl phosphate) • n-butyric acid • ethanol o o Membran diberi perlakuan variasi konsentrasi polimer Membran diberi perlakuan zat aditif (PEG) Membran diberi perlakuan n-butyric acid Jurnal 1 BAHAN DAN METODE 1. Sampel Limbah - lumpur aktif. lumpur adalah sekitar 6.84 Kebutuhan oksigen kimia (COD ) untuk lumpur dan filtrat Jurnal 2 2. Pewarnaan dan pencitraan CLMS Porositas fouling diperkirakan berdasarkan gambar gabungan • Volume V dan luas A massa yang solid dalam layer adalah 6,54 × 10 13m3 dan 2,77×10 - 7M2 • Porositas dihitung melalui menghitung jumlah pixel foulant dan pori nomor pixel dan kemudian membagi jumlah pori pixel dengan Jumlah pixel (padat pixel + pori pixel) • Volume V dihitung dengan mengalikan jumlah pixel dengan volume pixel (1.86 µM×1.86 µM× 1,86 µm); padat permukaan massa luas A dihitung dengan mengalikan luas unit permukaan (permukaan antara padat dan pori piksel, 1,86 µm×1.86µM) Jurnal 2 3. Perhitungan CFD Aliran air seragam diterapkan pada jarak 30 kali ketebalan lapisan fouling jauh dari permukaan atas lapisan fouling. • permeabilitas lapisan pengotoran dihitung sebagai perbandingan 1. Porositas yang sama ( 0.444 ) 2. Volume ( 6.54×10 - 13m3 ) dan daerah (2,77×10 - 7M2 ) dari fouling yang lapisan menggunakan bola yang seragam dengan diameter d = 6 V / A = 14.2 µ m . Rata-rata permeabilitas K dapat dihitung dengan, Jurnal 2 BAHAN DAN METODE BAHAN • • • • • Sampel protein dan polisakarida : BSA (Bovine Serum Albumin ) dan dekstran 3 macam membran Dua buah pelat sejajar sistem aliran mikrofiltrasi Saluran penyaring yang memanjang dengan ukuran 1.0 x 10-3 m, lebar 2.0 x 10-2 m dan panjang 5.5 x 10-2m a. Membran PVDF b. Membran MCE c. Membran PC Campuran BSA dan dekstran Jurnal 3 METODE 1. Aliran Mikrofiltrasi Dua buah pelat sejajar sistem aliran mikrofiltrasi Jurnal 3 METODE 2. Aliran Resistensi Filtrasi Persamaan Resistensi Filtrasi : • resistansi filtrasi dihitung dengan memasukkan fluks filtrasi dan data tekanan ke persamaan 3. Aliran membran fouling Dianalisis dengan SEM dengan menggunakan Leo-1530 (Field Emission Scanning Electron Microscopy or Confocal Scanning Laser Microscopy (CSLM)). Dua pewarna Isothiocyanate dan concanavalin Atetramethylrhodamine Conjugate (ConA) dipilih untuk pencelupan BSA dan dekstran dan masingmasing dianalisis menggunakan CSLM. Konsentrasi BSA dan dekstran dalam filtrat diukur dengan menggunakan HPLC Jurnal 3 PEMBAHASAN Konsentrasi polimer Membrane diperi perlakuan konsentrasi polimer 26,5 wt%, 16,7 wt%, dan 9,1 wt%. Tipe dan kandungan zat aditif Terdapat perbedaan bentuk poros antara membran yang ditambah zat aditif dengan membran tanpa zat aditif Jurnal 1 Prepitating bath composition Pada perlakuan ini yaitu dengan mencelupkan membran ke dalam campuran nonsolvent maka dapat menekan pori membran yang besar. Suhu bath pada struktur membrane Kenaikan suhu <40OC dapat meningkatkan mobilitas makromolekul sehingga mempercepat proses filtrasi. Pengaruh kelembaban Peningkatan kelembaban memperluas ukuran pori membran Jurnal 1 PEMBAHASAN 1. Struktur 3D dari EPS Struktur 3D mengungkapkan distribusi yang sangat heterogen antara protein, asam nukleat, polisakarida-d-glukopiranosa α, dan β - polisakarida d-glukopiranosa di permukaan membran Protein membentuk kelompok dan sel-sel (asam nukleat) yang didistribusikan dalam bentuk tersebar. Polisakarida α-D-glukopiranosa agak jarang didistribusikan Jurnal 2 2. Distribusi Vertikal Isi Padat Gambar . 1 menyajikan fraksi ratarata volume komponen yang berbeda, serta gambar gabungan, dalam arah ketebalan lapisan fouling. Polisakarida β–D– glukopiranosa adalah kontributor utama fraksi padat dari lapisan fouling, menduduki lebih dari 80 % dari volume (pori-pori) dari lapisan fouling Jurnal 2 3. Distribusi Flux Gambar. 2 menyajikan distribusi fluks di lapisan fouling . Vektor adalah arah arus intra-layer. Lebih dari 90% dari fluks terkonsentrasi dalam waktu kurang dari 20% dari fouling yang berlapis, sehingga percepatan kecepatan aliran lokal maksimum 20 kg m-2 s-1, jauh lebih tinggi dari yang areaaveraged dengan nilai (0.42 kg m2-s-1 ) Jurnal 2 4. Penurunan Tekanan dan Permeabilitas Gambar.3 menyajikan distribusi tekanan sepanjang permeat mengalir ke arah dalam lapisan fouling (simbol persegi). tekanan pada jarak yang berbeda dari membran atas adalah rata-rata pada keadaan normal terhadap arah aliran. Di pintu keluar bawah, tekanan diatur ke nol sebagai referensi. Permeabilitas lapisan fouling dihitung menjadi 1,69×1013m2. Jurnal 2 Gambar. 4. Distribusi permeabilitas lokal di lapisan fouling dan lapisan untuk setiap komponen. Garis putus-putus menunjukkan hasil untuk lapisan permeabel seragam. Jurnal 2 Gambar. 5. Penyumbatan pori-pori (hitam) pada 6-7 m dari dasar pada lapisan polisakarida (a) β -d-glukopiranosa polosakarida (B) β -D glukopiranosa lapisan polisakarida dan protein; (c) β -d-glukopiranosa lapisan polisakarida dan asam nukleat dan (d) β -d-glukopiranosa lapisan polisakarida danα-d-glukopiranosa polisakarida. Jurnal 2 PEMBAHASAN 1. Efek tekanan membran pada fluks filtrasi Jurnal 3 2. Efek kecepatan aliran pada fluks filtrasi Jurnal 3 3. Perbandingan berbagai resistensi filtrasi pada aliran mikrofiltrasi Jurnal 3 Zat terlarut adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi efisiensi pemisahan, yang didefinisikan sebagai: dimana Cb dan Cp adalah konsentrasi zat terlarut dalam suspensi massal dan masing – masing filtrat. Jurnal 3 KESIMPULAN Membran dengan karakteristik pori yang baik adalah membran dengan perlakuan konsentrasi polimer 16,7 wt% ; tidak ada penambahan zat aditif; mencelupkan membran pada larutan nonsolvent; dengan kelembaban sedang dan suhu yang tidak lebih dari 400C Jurnal 1 KESIMPULAN Struktur EPSS dalam lapisan fouling sangat rinci dengan menggunakan Teknik pencitraan CLSM. Polisakaridaβ-D-glukopiranosa membentuk lapisan kontinyu dan disajikan komponen utama dalam bagian bawah lapisan fouling. Sekitar 80% penurunan tekanan pada lapisan fouling terjadi pada 1/3 dari tebal lapisan bawah. Polisakarida β-D-glukopiranosa dianalisis menjadi kontributor utama dalam penurunan tekanan dan permeabilitas yang rendah. Jurnal 2 KESIMPULAN Fluks Filtrasi meningkat seiring dengan meningkatnya kecepatan aliran atau tekanan membran Tipe membran dan tekanan membran adalah faktor yang paling penting yang mempengaruhi blocking pori internal Membran MCE dan PVDF mengalami membran fouling yang paling tinggi dikarenakan struktur jaringannya yang berliku-liku Membran PVDF mengalami transmisi zat terlarut tertinggi, sedangkan membran PC mengalami transmisi zat terlarut terendah Jurnal 2