Irma Jelita (10506042)Dosen Pembimbing : Dr. Suryo Gandasasmita

Agenda

PendahuluanTujuanTinjauan PustakaPercobaanHasil dan pembahasanKesimpulan dan saran

PendahuluanPati merupakan sumber makanan yang banyak

terdapat di Indonesia.Untuk meningkatkan nilai ekonomi pati yang

tersedia melimpah di Indonesia, perlu diteliti suatu cara untuk mengkonversi pati menjadi oligosakarida.

Oligosakarida berguna karena dapat mencegah tumbuhnya bakteri yang merugikan di dalam usus.

Teknologi membran dapat digunakan untuk proses konversi pati secara enzimatik karena membran memiliki selektivitas terhadap campuran molekul dengan ukuran yang berbeda.

Tujuan Menentukan komposisi terbaik membran PMMA

(polimetilmetakrilat)-Silica Fume yang digunakan.Menentukan fluks aqua dm dan larutan pati-

maltosa menggunakan membran PMMA-Silica Fume

Menentukan rejeksi pati dan maltosa menggunakan membran PMMA-Silica Fume

Menentukan sifat permukaan membran dengan pengukuran sudut kontak

Menentukan morfologi membran dengan Scanning Electron Microscope (SEM)

Menentukan gugus fungsi dengan spektrofotometer Fourier Transform Infrared (FTIR).

Membran Pemisahan

Membran AsimetrikStruktur pori-pori tidak

homogen, dengan struktur pori pada permukaan atas yang lebih kecil dan rapat dan bagian bawah memiliki pori yang lebih besar sebagai lapisan pendukung

Sifat pemisahan ditentukan oleh karakter lapisan (kulit) tipis yang rapat

Lapisan tebal berpori bagian bawah berfungsi sebagai penyangga kekuatan mekanik.

Polimetilmetakrilat (PMMA)

Struktur PMMA

polimetilmetakrilat

Pati merupakan polimer dari glukosa. Glukosa ini dapat membentuk dua jenis polimer secara umum, yaitu amilosa dan amilopektin

PATI

amilosa

amilopektin

Maltosa = dimer glukosaDiperoleh sebagai hasil dari degradasi pati

dengan menggunakan enzim tertentu. Enzim yang umum digunakan adalah amilase.

Maltosa dapat dianalisis dengan menggunakan metoda DNS

MALTOSA

FluksFluks merupakan salah satu alat ukur kinerja

membran. Semakin besar fluks, semakin mudah suatu

spesi melewati membran

dV = volume permeatA = luas permukaandT = waktu kontak

AxdT

dVFluks

Rejeksi Pati dan MaltosaRejeksi merupakan alat ukur kinerja membran

yang penting dalam penelitian ini karena menjadi dasar evaluasi terhadap pemisahan yang dilakukan

Rejeksi didefinisikan sebagai perbandingan antara konsentrasi analit dalam fasa permeat (Cp) dengan konsentrasi analit dalam fasa umpan (Cu)

Cp = Konsentrasi PermeatCu = Konsentrasi umpan

%1001% xCu

Cprejeksi

Metode Penelitian

Cara Kerja

Sintesis membran dilakukan dengan berbagai macam komposisi dari PMMA 15% -25%Komposisi silica fume bervariasi dengan perbandingan PMMA: Silica Fume = 5:1 , 10:1 , 15:1

Sintesis membran dilakukan dengan berbagai macam komposisi dari PMMA 15% -25%Komposisi silica fume bervariasi dengan perbandingan PMMA: Silica Fume = 5:1 , 10:1 , 15:1

3.75 gr PMMA + 11.25 gr DMF

Diaduk dengan stirer 24 jam Larutan

PMMA 25%

+ 0.25 gr silica fume

Aduk hingga larut

Pencetakan membran

Larutan dialirkan ke

kaca, diratakan

Masukkan ke dalam air, membran akan lepas dari kaca

Angkat dan rendam dalam

aqua dm

Fluks Membran terhadap aqua dm ; Rejeksi pati dan maltosa

Larutan pati + maltosa 1000

ppm

membran

umpan permeat

Rejeksi

Aqua dm

membran

umpan permeat

Fluks

Rejeksi Pati dan Maltosa

Analisis patiMetode I2/KI pada panjang gelombang 600 nm (Rice, 1959) yang dimodifikasi

Analisis maltosaMetode DNS pada panjang gelombang 540 nm (Calzyme Laboratories.Inc) yang dimodifikasi

Hasil dan Pembahasan

Jumlah PMMA dan pelarut DMF = 15 gramKetebalan membran rata-rata 0,12 mmMembran yang berhasil dikarakterisasi adalah

membran PMMA 20 %, 22%, dan 25%. Dilakukan variasi komposisi silica fume

membran PMMA 22%, PMMA:SF = 15:1 ;

Perbandingan PMMA dan silica fume yang digunakan adalah 5 : 1 , 10 : 1, 15 : 1

Penambahan silica fume berfungsi untuk mengisi pori polimer dan menambah sifat amorf pada membran

Semakin banyak silica fume yang digunakan membran tidak selektif

membran PMMA 22%, PMMA:SF = 5:1 ;

Fluks membran PMMA 22% lebih besar daripada fluks membran 25%.

Perlakuan annealing (memanaskan membran selama 10 menit pada suhu 80 0C) fluks semakin kecil

Pencetakan membran dalam air dingin, lalu dilakukan anneal fluks semakin kecil

Fluks membranKomposisi PMMA:SF = 15:1 Perlakuan

Fluks (mL/mnt.cm2)

Membran PMMA 22%  tidak ada perlakuan 0.3Membran PMMA 22% annealing 0.19Membran PMMA 25%  tidak ada perlakuan 0.2Membran PMMA 25% annealing 0.01

Membran PMMA 25%

larutan cetak dalam air dingin dan annealing 0.004

Rejeksi pati dan maltosa yang paling baik adalah membran PMMA 25% yang diberi perlakuan dicetak dalam air dingin dan annealing

Pori-pori membran akan lebih rapat sehingga membran akan lebih selektif dalam proses pemisahan

Rejeksi Membran terhadap Larutan Pati-Maltosa

Replika Rejeksi PatiRejeksi

Maltosa1 67.42% 1.84%2 77.26% 0%3 74.71% 0%4 59.80% 0%5 67.64% 0%

Rejeksi Membran terhadap Larutan Pati-Maltosa

Perbedaan nilai rejeksi pati-maltosa disebabkan oleh fenomena fouling

Rejeksi Maltosa 0% maltosa lolos semuaRejeksi Pati 77.26% pati tertahan cukup baik membran dapat memisahkan pati dan

maltosa

Pengukuran Sudut Kontak

Dengan perlakuan annealing, membran memiliki sudut kontak yang lebih kecil dibandingkan membran yang dicetak dalam air dingin + annealing

Sudut kontak = 34 dan 37 membran bersifat hidrofob linear dengan data fluks

Analisis IR

50075010001250150017502000250030003500400045001/cm

0

15

30

45

60

75

90

%T

36

31

.96

35

50

.95

34

46

.79

29

95

.45

29

53

.02

28

45

.00

17

30

.15

16

24

.06

14

79

.40

14

42

.75

13

86

.82

13

61

.74

12

71

.09

12

42

.16

11

93

.94

11

45

.72

98

7.5

5

91

2.3

3

84

0.9

6

75

4.1

7

48

0.2

8

40

1.1

9

irm

CH str

C=O str

CH bend

C-O str

C-C str

Struktur PMMA

PMMA

Membran PMMA 25%, PMMA : SF 15 :1

Silica Fume

Perbandingan data IR

Tidak terbentuk ikatan baru, silica fume hanya mengisi pori pada membran

Scanning Electron Microscopy (SEM)Permukaan membran perbesaran 5000x

Penampang melintang perbesaran 500x

Scanning Electron Microscopy (SEM)

KesimpulanKomposisi membran yang baik untuk memisahkan

pati dan maltosa yaitu membran PMMA 25% (w/w) dengan perbandingan PMMA : silica fume 15:1 yang dicetak dalam air dingin dan diberi perlakuan annealing

Fluks membran sebesar 0.004 mL/mnt.cm2

% Rejeksi pati optimum sebesar 77% dan % Rejeksi maltosa adalah 0%

Membran bersifat hidrofobik dan mempunyai pori (membran asimetrik)

Analisis IR menunjukkan bahwa silica fume mengisi pori-pori membran

TERIMA KASIH