Cara Kerja Membran RO dan Membran UF

Mengetahui Cara Kerja Membran RO dan Membran UF

/ Artikel / Oleh

Cara Kerja Membran RO dan Membran UF ~ Membran ultrafiltrasi (UF) dan reverse osmosis (RO) merupakan dua teknologi pemurnian air paling penting dalam industri pengolahan air bersih dan industri farmasi. Keduanya berfungsi untuk menyaring zat-zat terlarut dan partikel, tetapi memiliki prinsip kerja dan spesifikasi yang berbeda. Artikel ini akan membahas cara kerja membran UF dan RO, faktor-faktor yang memengaruhi performa membran, serta strategi sukses dalam penggunaan teknologi ini.

Pengertian Membran Ultrafiltrasi

Membran Ultrafiltrasi (UF) adalah membran semi-permeabel yang berfungsi untuk memisahkan partikel berdasarkan ukuran molekul. Membran ini mampu menahan komponen dengan berat molekul tinggi seperti protein, makromolekul, dan polisakarida, namun tetap melewatkan komponen dengan berat molekul rendah seperti ion-ion kecil dan air.

[Karya Ilmiah]
Menurut Baker (2012) dalam bukunya “Membrane Technology and Applications”, membran ultrafiltrasi memiliki ukuran pori 20–1000 Å dan biasanya beroperasi pada tekanan rendah antara 1–10 bar.

Struktur Membran UF:

  • Berpori halus dengan struktur asimetris.

  • Ketebalan lapisan aktif: 0,1–1,0 μm.

  • Bahan dasar biasanya dari polimer kuat seperti polysulfone, polyethersulfone, atau polyvinylidene fluoride (PVDF).

Cara Kerja Membran Ultrafiltrasi

Prinsip kerja UF menggunakan mekanisme cross-flow filtration, yaitu aliran umpan mengalir sejajar dengan permukaan membran. Ini mencegah penumpukan partikel di permukaan membran (fouling) dan memperpanjang masa pakai membran.

Pada proses ini:

  • Air tercemar dipompa dengan tekanan moderat.

  • Molekul kecil dan air melewati membran menjadi permeat.

  • Partikel besar seperti virus, bakteri, dan protein tertahan sebagai retentat.

Aplikasi umum ultrafiltrasi:

  • Produksi air minum.

  • Pengolahan air limbah industri.

  • Sterilisasi cairan farmasi.

Jenis-Jenis Konfigurasi Membran UF

Membran UF tersedia dalam beberapa konfigurasi, di antaranya:

  • Plate and Frame: Mudah dibersihkan, cocok untuk air dengan beban padatan tinggi.

  • Spiral Wound: Umum digunakan untuk air minum, efisien untuk air dengan kadar padatan rendah.

  • Tubular Membranes: Cocok untuk air dengan tingkat kekotoran sangat tinggi.

Strategi Sukses:
Pemilihan konfigurasi yang tepat bergantung pada jenis air baku dan konsentrasi kontaminan. Untuk air minum, membran spiral-wound lebih disarankan.

Mengenal Membran Reverse Osmosis (RO)

Membran Reverse Osmosis (RO) adalah membran paling rapat dalam proses pemisahan air. Membran ini memungkinkan hanya molekul air murni yang dapat melewatinya, sedangkan semua zat terlarut baik berukuran kecil maupun besar akan ditahan.

[Karya Ilmiah]
Menurut Mulder (1996) dalam “Basic Principles of Membrane Technology”, ukuran pori-pori membran RO kurang dari 0,02 μm dan membran ini biasanya bekerja dengan tekanan operasi hingga 70 bar tergantung aplikasinya.

Cara kerja RO

  • Tekanan tinggi diberikan pada larutan pekat.

  • Air murni dipaksa melewati membran.

  • Zat terlarut ditahan di sisi tekanan tinggi (reject).

Manfaat utama RO

  • Menghilangkan logam berat (arsenik, merkuri).

  • Mengurangi TDS (Total Dissolved Solids).

  • Menyaring bakteri dan virus hingga 99,9%.

 Cara Kerja Membran RO dan Membran UF

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Performa Membran

Berikut beberapa faktor penting yang menentukan kinerja membran UF dan RO:

1. Laju Alir Umpan

Semakin besar laju alir, semakin tinggi fluks permeat, dan semakin kecil kemungkinan fouling. Namun, konsumsi energi juga meningkat.

2. Tekanan Operasi

Laju permeat berbanding lurus dengan tekanan. Tekanan rendah pada UF cukup efektif (1–10 bar), sedangkan RO membutuhkan tekanan tinggi (hingga 70 bar).

3. Temperatur Operasi

Fluks meningkat seiring naiknya temperatur. Setiap kenaikan 1°C dapat meningkatkan permeabilitas air sekitar 2–3%. Namun, operasi pada suhu terlalu tinggi dapat merusak membran.

4. Kualitas Air Umpan

Kualitas air yang buruk mempercepat fouling. Oleh sebab itu, pra-treatment seperti sedimentasi dan filtrasi sangat dianjurkan sebelum air masuk ke sistem UF atau RO.

Bahan Baku Pembuatan Membran UF

Bahan baku membran UF yang umum digunakan adalah:

  • Polysulfone / Polyethersulfone: Tahan terhadap suhu dan bahan kimia.

  • Polyvinylidene Fluoride (PVDF): Tahan UV dan bahan kimia keras.

  • Polyacrylonitrile: Cocok untuk air dengan konsentrasi zat organik tinggi.

  • Selulosa Asetat: Sensitif terhadap klorin, tapi ekonomis.

Strategi Sukses Menggunakan Membran UF dan RO

Agar penggunaan membran maksimal, beberapa strategi berikut harus diterapkan:

  • Lakukan backwashing secara rutin untuk membran UF untuk menghindari fouling.

  • Gunakan chemical cleaning (CIP) untuk RO minimal setiap 6 bulan.

  • Pantau tekanan diferensial (ΔP) untuk mendeteksi fouling sedini mungkin.

  • Optimalkan desain sistem berdasarkan studi pilot untuk mencegah oversizing atau undersizing.

  • Pilih material membran berdasarkan karakteristik air umpan.

Membran UF dan RO memainkan peran penting dalam pengolahan air bersih dan industri. Dengan memahami cara kerja, jenis membran, faktor-faktor yang mempengaruhi performa, serta menerapkan strategi sukses, Anda dapat memastikan sistem filtrasi bekerja secara optimal, efisien, dan berumur panjang.

Sekian informasi terbaru April 2025 dari invironesia.co.id mengenai Mengetahui Cara Kerja Membran RO dan Membran UF semoga bermanfaat. Bagi bapak/ibu sobat INVIRO semua, yang sedang mencari/membutuhkan alat water treatment/filter penjernih air dan peralatan air minum dengan harga yang cukup murah dan kompetitif, silahkan menghubungi ke nomor telepon kontak layanan CS Kami Disini dan pastikan bapak/ibu semua dilayani oleh CS INVIRO secara professional. Ref.