rekayasa membran keramik lorong jamak untuk proses … · 2020. 3. 17. · ii kata pengantar...

LAPORAN AKHIR

LITBANGYASA INDUSTRI

Rekayasa Membran Keramik Lorong Jamak Untuk Proses Mikrofiltrasi dalam Industri pangan

Dede Taufik

Maulid Purnawan

Ria Julyana Manullang

Karlina Noordiningsih

Ayu Ratnasari

Bayu Priyanto

KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN RI

BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN INDUSTRI

BALAI BESAR KERAMIK

2019

https://intranet.kemenperin.go.id/litbangyasa/penelitian.php?id=325https://intranet.kemenperin.go.id/litbangyasa/penelitian.php?id=325

ii

KATA PENGANTAR

Laporan ini sebagai bentuk pertanggungjawaban kegiatan penelitian yang berjudul “Rekayasa

Membran Keramik Lorong Jamak Untuk Proses Mikrofiltrasi dalam Industri pangan”, yang

dibiayai oleh DIPA Balai Besar Keramik dan dilaksanakan pada Tahun Anggaran 2019.

Kegiatan penelitian ini dimaksudkan untuk menyediakan teknologi pembuatan membran

mikrofiltrasi menggunakan metode dip coating untuk pemisahan partikel berukuran mikro.

Penelitian dan pengembangan membran ini diharapkan dapat berlanjut ke tahap aplikasi di

industri pangan sebagai substitusi membran impor.

Penyusun

https://intranet.kemenperin.go.id/litbangyasa/penelitian.php?id=325https://intranet.kemenperin.go.id/litbangyasa/penelitian.php?id=325

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .............................................................................................................................. ii

DAFTAR ISI ......................................................................................................................................... iii

DAFTAR TABEL ................................................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................................... v

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................................................... vi

RINGKASAN (EXECUTIVE SUMMARY)............................................................................................... vii

I. PENDAHULUAN ........................................................................................................................... 1

1. 1. Latar Belakang ........................................................................................................................ 1

1. 2. Tujuan ..................................................................................................................................... 2

1. 3. Keluaran yang diharapkan ...................................................................................................... 2

1. 4. Perkiraan Manfaat dan Dampak dari Kegiatan yang Dirancang ............................................. 3

II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................................................... 4

III. METODOLOGI .............................................................................................................................. 8

3. 1. Pendekatan dan Kerangka Teoritis ......................................................................................... 8

3. 2. Ruang Lingkup dan Lokasi Kegiatan .................................................................................... 10

3. 3. Bahan dan Alat ...................................................................................................................... 10

3. 4. Analisis Resiko Pelaksanaan Kegiatan ................................................................................. 10

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................................................. 12

4.1 Hasil ...................................................................................................................................... 12

4.2 Pembahasan ........................................................................................................................... 15

4.2.1 Pembuatan Penyangga Membran .................................................................................. 15

4.2.2 Pembuatan Lapisan Mikrofiltrasi .................................................................................. 19

4.2.3 Kendala / Masalah yang Dihadapi ................................................................................ 21

V. KESIMPULAN ......................................................................................................................... 22

5.1 Kesimpulan ........................................................................................................................... 22

5.2 Saran ..................................................................................................................................... 22

VI. DAMPAK DAN HASIL KEGIATAN ..................................................................................... 22

VII. DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................... 22

VIII. LAMPIRAN-LAMPIRAN ................................................................................................ 25

iv

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Komposisi oksida kaolin ......................................................................................................... 12

Tabel 2 Hasil Karakterisasi Sifat Fisik Penyangga Membran .............................................................. 13

Tabel 3 Variasi binder dan temperatur ................................................................................................. 18

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 . Penampang melintang dari membran lorong jamak ........................................................... 2

Gambar 2. Perbedaan struktur membran simetris dan asimetris ........................................................... 4

Gambar 3. Proses pemisahan pada membran keramik lorong jamak .................................................... 6

Gambar 4 Alur proses pembuatan penyangga membran secara ekstruksi ............................................ 8

Gambar 5 Alur proses pembuatan lapisan membran mikrofiltrasi ........................................................ 9

Gambar 6 Alur proses unjuk kerja membran ........................................................................................ 9

Gambar 7 Produk penyangga membran keramik ................................................................................ 12

Gambar 8 Penyangga membran berbentuk pelat silinder .................................................................... 12

Gambar 9 Grafik Penurunan Kandungan Bakteri Coliform setelah proses filtrasi ............................ 13

Gambar 10 Hasil Uji Scanning Electron Microscopy (SEM) Perbesaran 500 x ................................. 14

Gambar 11 Slurry dan Hasil Pelapisan Slurry pada Benda Coba dan Penyangga Membran .............. 14

Gambar 12 Hasil analisa SEM lapisan mikrofiltrasi pada membran keramik dengan variasi suhu

bakar penyangga keramik (a) 1100 oC; (b) 1200 oC; (s) 1300 oC ......................................................... 14

Gambar 13 Gambar Teknik Peralatan Pengujian Unjuk Kerja Membran ........................................... 15

Gambar 14 Hasil pencetakan penyangga membran secara ekstrusi .................................................... 16

Gambar 15 Penyangga membran yang mengalami retak dan deformasi pada proses pengeringan ... 16

Gambar 16 Pengeringan Membran Dalam Silinder Tertutup Dan Rotasi Konstan ............................. 17

Gambar 17 Produk Membran dengan Pengeringan Terkontrol ........................................................... 17

Gambar 18 Pembakaran Penyangga Membran Keramik pada Suhu 1250 oC ..................................... 17

Gambar 19 Membran Keramik yang Retak pada Saat Uji Coba ......................................................... 18

Gambar 20 Hasil Air Filtrasi Menggunakan Membran Mikrofiltrasi ................................................. 20

Gambar 21 Pembuatan Penyangga Membran Keramik ...................................................................... 35

Gambar 21 Hasil Uji Scanning Electron Microscopy (SEM) Perbesaran 1000 x ............................... 35

Gambar 22 Hasil Uji Scanning Electron Microscopy (SEM) Perbesaran 150 x ................................. 36

Gambar 23 Perancangan Uji Coba Membran Keramik ....................................................................... 36

vi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Road Map Penelitian .......................................................................................... 25

Lampiran 2 Evaluasi Capaian TRL ........................................................................................ 26

Lampiran 3 SK Tim ............................................................................................................... 27

Lampiran 4 Realisasi Fisik dan Anggaran ............................................................................. 33

Lampiran 5 Foto-foto ............................................................................................................. 35

vii

RINGKASAN (EXECUTIVE SUMMARY)

Membran banyak digunakan pada industri pengolahan pangan yang memiliki proses

pemisahan didalamnya seperti pada industri susu, gula, minuman dan bahan pangan

lainnya. Salah satu metode pemisahan adalah mikrofiltrasi menggunakan membran

yang terbuat dari keramik. Pada penelitian ini telah dibuat produk membran lorong

jamak yang dibentuk dengan metode ekstrusi menggunakan starch dan PVA sebagai

binder dan pembuatan pori. Pengeringan membran harus dilakukan secara terkontrol

untuk menghindari terjadinya retak dan deformasi dengan cara mengendalikan laju

penguapan lambat dan produk membran dirotasi dengan kecepatan 18 rpm selama 96

jam. Produk membran yang dibakar pada suhu 1300 oC dan 1350 oC memiliki

kekuatan mekanik yang mampu bertahan pada tekanan fluida 2 bar dengan porositas

semu berkisar antara 29-34 %. Penggunaan PVA dibandingan starch sebagai

pembentuk pori dapat meningkatkan tingkat ekstrudability dan mengurangi retak dan

deformasi saat pembentukan namun tidak mempengaruhi struktur produk hasil

pembakaran.

1

I. PENDAHULUAN

1. 1. Latar Belakang

Membran adalah sebuah struktur yang dapat memisahkan secara selektif bahan yang

melewatinya. Material membran umumnya dibuat dari bahan polimer sintetik,

namun ada juga yang terbuat dari logam dan keramik. Global Market Insight

melaporkan bahwa membran keramik memiliki potensi pasar yang baik dimasa

depan yang diaplikasikan di banyak industri seperti industri kimia, farmasi dan

obat-obatan herbal, makan dan minuman, pemisahan gas, pengolahan

air/desalinasi,pengolahan limbah, dll. Saat ini, membran keramik dipilih karena

memiliki beberapa kelebihan diantaranya stabil terhadap panas, tahan secara kimia

dan dapat mudah dibersihkan apabila sudah terjadi penyumbatan.

Membran keramik memiliki potensi besar di sektor industri pangan di masa depan.

Membran keramik dapat mengganti penggunaan sistem pemisahan konvensional

dan memberi banyak keuntungan karena dalam aplikasinya membran keramik tidak

membutuhkan panas sehingga tidak merusak struktur dan kandungan produk pangan

serta tidak mengubah rasa dan aroma produk pangan. Penggunaan umum membran

keramik di sektor ini meliputi sterilisasi susu & whey, klarifikasi jus buah alami dan

bir, pemisahan dan fraksinasi bahan susu, pemekatan jus, pemurnian air minum,

desalinasi whey, dll. Peningkatan investasi dalam industri pangan khususnya di

kawasan Asia Pasifik akan meningkatkan pasar membran keramik. Kebutuhan pasar

membran keramik diproyeksikan sekitar $ 5.1 milyar pada tahun 2020, atau naik

sekitar 11,7% dari tahun 2015[1]. Saat ini, kebutuhan membran keramik untuk

industri pangan di Indonesia masih diperoleh secara impor. Hal ini disebabkan

belum ada industri pembuatan membran keramik dalam negeri. Oleh karena itu,

perlu didorong penguasaan teknologi fabrikasi membran keramik agar kebutuhan

membran keramik nasional dapat terpenuhi.

Membran keramik ada yang berlorong satu (single channel) dan ada yang berlorong

jamak (multichannel)[1]. Lorong jamak memiliki luas permukaan lebih besar

dibandingkan dengan single channel sehingga menghasilkan proses filtrasi yang

lebih optimal. Selain itu, struktur membran keramik umumnya bersifat asimetrik

yang terdiri dari dua lapisan yakni lapisan berpori halus sebagai lapisan pertama dan

lapis kedua berpori besar sebagai untuk mengalirkan hasil filtrasi. Lapisan besar

berfungsi sebagai penyokong kekuatan mekaniknya atau yang dikenal dengan nama

2

penyangga membran keramik. Lapisan halus bertindak sebagai filter yang berfungsi

untuk memisahkan bahan berdasarkan ukuran pori membran.

Gambar 1 . Penampang melintang dari membran lorong jamak

Sebagian besar penyangga keramik yang dijual komersil terbuat dari alumina

dengan ukuran pori sebesar 20 – 40 µm[2]. Karena suhu sintering alumina yang

tinggi, maka beberapa bahan tambahan seperti lempung dan kaolin, talc, dolomit

dan lainnya digunakan. Penggunaan bahan tadi dapat pula mengubah sifat pori,

porositas dan kekuatan dan biaya rendah (low cost). Balai Besar Keramik pada

tahun 2018 sedang mengembangkan pembuatan penyangga membran keramik lorog

jamak dengan menggunakan bahan dari alumina dan kaolin sehingga dapat dibuat

didalam negeri dengan biaya yang relatif murah. Penyangga membran ini harus

memiliki kekuatan mekanik yang tinggi karena merupakan bodi utama dari

membran. Pada tahun 2019, penelitian lanjutan akan dilaksanakan berupa pelapisan

lapisan halus membran mikrofilter pada penyangga membran lorong jamak.

Diharapkan membran hasil pengembangan ini dapat diaplikasikan pada industri

pangan.

1. 2. Tujuan

a. Tujuan Antara

Pada tahun 2019 Penelitian ini bertujuan agar mendapatkan membran keramik

untuk pemisahan ukuran mikro.

b. Tujuan Akhir

Pada tahun 2020, membran keramik sudah diaplikasi untuk industri pengolahan

pangan sehingga secara teknologi dan ekonomi dapat diproduksi di Indonesia.

1. 3. Keluaran yang diharapkan

a. Indikator Keluaran

3

Diperolehnya teknik dan teknologi fabrikasi penyangga membran keramik

lorong jamak dengan menggunakan metode ekstrusi

Diperolehnya teknik dan teknologi fabrikasi lapisan tipis membran keramik

lorong jamak dengan menggunakan metode dip coating.

b. Keluaran

Keluaran yang diharapkan dari penelitian ini ialah :

- Membran keramik lorong jamak dengan spesifikasi membran mikrofiltrasi

yang dapat digunakan untuk mikrofiltrasi pangan dengan ukuran pori < 1

μm.

- Teknologi pembuatan membran keramik lorong jamak yang dapat dibuat

dan dikuasai oleh IKM Keramik dan produknya dapat dimanfaatkan oleh

industri pengolahan pangan

- 1 (satu) set percobaan unjuk kerja membran keramik lorong jamak

- Publikasi dalam jurnal atau forum ilmiah lainnya.

1. 4. Perkiraan Manfaat dan Dampak dari Kegiatan yang Dirancang

Penelitian dan pengembangan ini berkaitan dengan rekayasa material yang akan

mendukung industri pengolahan produk pangan. Diharapkan dengan dikuasaainya

teknologi pembuatan membran keramik dapat mendorong terciptanya industri

membran keramik dalam negeri.

4

II. TINJAUAN PUSTAKA

Membran adalah sebuah struktur yang dapat memisahkan secara selektif bahan yang

melewatinya. Kegiatan pemekatan/pemisahan/pemurnian dengan membran telah

berkembang dan diaplikasikan di banyak industri dari industri kimia, farmasi dan

obat-obatan herbal, makan dan minuman, pemisahan gas, pengolahan

air/desalinasi,pengolahan limbah, dll. Pemisahan dengan membran memiliki

kelebihan dibanding cara konvensional seperti distilasi, ekstraksi,

kristlisasi/rekristalisasi, penguapan, dll. Hal ini karena pemisahan konvensioanl

bersifat energi intensif, menyertakan rantai proses panjang, dan terkadang menyisakan

limbah yang mengganggu.

Berdasarkan sifatnya membran dibedanya kedalam porous dan non porous/padat.

Membran padat digunakan untuk pemisahan melalui mekanisme solution-diffusion,

yaitu diawali dengan pelarutan molekul diikuti difusi dan desorpsi pada sisi lain dari

membran. Sementara pemisahan melalui membran porous berlangsung karena ukuran

molekul.

Membran porous dibagi berdasarkan ukuran menjadi makroporous (>50 nm),

mesoporous (2-50 nm), mikroprorous (

5

Struktur membran keramik umumnya terdiri dari 2 (dua) atau lebih susunan, yang

dapat membentuk struktur pori simetrik dan asimetrik sepanjang sumbu pori[4].

Lapisan penyangga (support) merupakan bagian yang berperan memberikan kuat

mekanik pada keseluruhan sistem sementara lapisan tipis yang ada di atasnya

memberikan kemampuan untuk pemisahan/pemurnian.

Membran dapat dibuat dari bahan keramik, logam, organik atau kombinasi dari

ketiganya. Namun,membran berbahan keramik memiliki berbagai keunggulan

terhadap kondisi ekstrim operasional seperti tahan terhadap suhu tinggi,

keasaman/kebasaan tinggi, tekanan tinggi, abrasi, dll[5]. Keunggulan ini

memugkinkan melakukan pembersihan atau sanitasi membran dengan menggunakan

kukus bertekanan tinggi sehingga dapat dipakai ulang, yang dapat menurunkan biaya

investasi.

Tehnik pemisahan dengan membran dapat dibedakankedalam “dead end” dan “cross

flow/tangential flow”. Pemisahan dengan cara cross flow berlangsung dengan aliran

umpan bersilangan dengan arah pemisahan lintas membran (transmembran)

sedangkan pemisahan dengan cara “dead end” dilakukan dengan menekan fluida

umpan kepermukaan membran. Komponen yang dapat lewat lapisan membran

dinamakan sebagai permeat dan yang tidak dapat melewati lapisan membran sehingga

tetap keluar bersama dengan aliran umpan sebagai konsentrat/filtrat.

Membran keramik komersial dapat berbentuk cakram, lembaran ataupun tubular.

Bentuk tubular dapat berupa lorong tunggal atau lorong ganda. Bergantung pada

aplikasinya, membran keramik dapat berupa elemen lorong tunggal maupun ganda,

dengan diameter lorong berkisar antara 2 – 16 mm. Luas permukaan membran

bervariasi mulai dari 0.05 m2 untuk skala laboratorium hingga 10 m2 untuk skala

besar.

6

Gambar 3. Proses pemisahan pada membran keramik lorong jamak

Sebagian besar penyangga membran keramik komersil terbuat dari alumina dengan

ukuran pori sebesar 20 – 40 µm. Biaya produksi dengan alumina cukup mahal, untuk

menurunkan biaya produksi digunakan bahan baku yang lebih murah dan mampu

menurunkan suhu pembakaran[6][7][8][9][10][11]. Beberapa penelitian mengarahkan

pada pemanfaatan mineral alam atau setidaknya mengurangi bahan sintetis dengan

menambahkan bahan yang lebih murah seperti bahan alam kaolin [11][12]. Harga

kaolin jauh lebih murah daripada alumina disamping itu suhu kematangan yang

berkisar pada suhu pembakaran 1250oC memberikan keuntungan pada penggunaan

energi. Membran support dari kaolin mampu memberikan porositas hingga 52% [13].

Pembuatan penyangga keramik biasanya dengan cara cetak tekan, cor maupun

ekstrusi. Penyangga membran keramik berbentuk lorong ganda hanya dimungkinkan

dengan cara ekstrusi yaitu cara pembentukan dengan menggunakan ekstruder

melewati suatu die. Kunci dari keberhasilan proses ektrusi adalah penggunaan aditif

organik yang akan mengubah sifat-sifat keplastisan dari massa.

Proses pelapisan merupakan bagian terumit dan salah satu metoda pelapisan yang

umum adalah dengan celup (dip coating) dalam larutan koloidal atau sol gel. Lapisan

dibuat tipis namun harus cukup kuat menghadapi tekanan dan abrasi. Dengan lapisan

yang tipis kerja pompa untuk melewatkan permeate lintas membran akan rendah

demikian pula dengan energi yang diperlukan untuk operasional[4][14].

7

Pembuatan membran keramik mencakup tahapan penyiapan support dan pelapisan

support. Penyiapan support dilakukan dengan cara ekstruksi terhadap massa bersifat

plastis melewati suatu die[7]. Hasil ektruksi dikeringkan dan dibakar hingga suhu

tertentu yang memungkinkan berlangsungnya parsial sintering yang menghasilkan

material porous namun memiliki kuat mekanik yang baik. Hasil bakaran harus juga

bebas rekah (“crack free”) untuk berkerjanya pemisahan secara efektif.

8

III. METODOLOGI

3. 1. Pendekatan dan Kerangka Teoritis

Pembuatan membran akan terdiri dari dua tahapan, yaitu pembuatan penyangga

membran lorong jamak dengan cara ekstrusi dan pelapisan permukaan dengan cara

celup (dip coating).

a. Pembuatan Penyangga membran lorong jamak

Pasta disiapkan dengan menggiling semibasah menggunakan mixer mix muller

dengan komposisi bahan seperti α-alumina,dan kaolin sebagai bahan utama bodi,

polietilen glikol sebagai plasticizer, CMC[15] dan metocel sebagai binder[11][16],

starch sebagai pembentuk pori serta air sebagai pelarutnya. Pasta yang sudah bersifat

plastis kemudian dicetak secara ekstrusi untuk membentuk keramik tubular.

Penyangga keramik yang terbentuk kemudian dikeringkan pada suhu kamar dan

dibakar dengan suhu 1250 oC selama 12 jam dengan laju pemanasan 10oC/menit.

Membran kemudian dikarakterisasi sifat fisik antara lain porositas semu, densitas,

permeabilitas dan SEM.

Gambar 4 Alur proses pembuatan penyangga membran secara ekstruksi

b. Pembuatan Lapisan Mikrofiltrasi Dengan Cara Dip Coating

Penyangga membran yang telah dibuat, dilakukan pelapisan dengan cara dip

coating di dalam slurry diikuti dengan pengeringan dan sintering di dalam tungku.

Slurry dibuat dari campuran Alumina (Al2O3) dan pelarut dengan perbandingan

1:10, pelarut yang digunakan terdiri dari air dan gliserol. Slurry dimixing dalam

9

potmill selama 8 jam, kemudian ditambahkan polyvinyl alcohol (PVA)[14]

sebagai bahan pengikat lalu dihomogenisasi dalam potmill selama 2 jam. Slurry

dilapiskan pada penyangga membran dengan metode dip coating selama 15 detik.

Penyangga membran yang telah dilapisi dikeringkan pada temperatur 110 OC

selama 12 jam dan dibakar pada suhu 1200 – 1300 oC[8][17]. Membran

mikrofiltrasi yang telah difabrikasi, dikarakteriasasi SEM dan Permeabilitas. Uji

kinerja dilakukan dengan skema [18][17][4][19][20] yang ditampilkan pada

gambar 6.

Gambar 5 Alur proses pembuatan lapisan membran mikrofiltrasi

10

Gambar 6 Alur proses unjuk kerja membran

3. 2. Ruang Lingkup dan Lokasi Kegiatan

a. Ruang Lingkup

Lingkup dari penelitian ini adalah :

- Pembuatan penyangga keramik (substrat) ”low cost” secara ekstrusi

menggunakan alumina dan kaolin (komposisi, karakter pasta, kondisi dapat

dibentuk (extrudable), pengeringan, suhu bakar dan karakterisasi produk.

- Pelapisan penyangga dengan metoda celup (dip coating) dengan slurry

(kondisi larutan, pelapisan, pengeringan, pembakaran dan karakterisasi)

- Pengujian kinerja untuk pemisahan produk pangan

b. Lokasi Kegiatan

Seluruh kegiatan penelitian dilaksanakan di Balai Besar Keramik Bandung.

Karakterisasi XRD dan porositas keramik dilakukan menggunakan alat uji yang

terdapat pada LIPI Bandung sedangkan karakterisasi SEM diuji menggunakan alat

di PPGL Bandung.

3. 3. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan :

- Alumina sebagai bahan utama bodi penyangga dan membrane mikrofiltrasi

- Kaolin sebagai bahan utama bodi penyangga dan membrane mikrofiltrasi

- PEG sebagai plastisizer

- CMC sebagai binder

- Corn starch sebagai bahan pembentuk pori

11

- Metocel, cellulose derivative

- PVA

- Gliserol

Peralatan yang dibutuhkan :

- Pot mill untuk pencampuran massa bodi dan massa lapisan coating.

- Ekstruder dengan dies multi channel sebagai alat ektrusi untuk membentuk

penyangga membrane lorong jamak

- Tungku untuk pembakaran suhu 1300 oC

3. 4. Analisis Resiko Pelaksanaan Kegiatan

- Bahan yang digunakan maupun produk relatif aman, baik bagi individu maupun

lingkungan. Seluruh mineral yang digunakan bersifat inflammable atau tidak

mudah terbakar, toksisitas rendah, reaktivitas rendah atau stabil, tidak

terdekomposisi menjadi bahan berbahaya. Bahan imbuh untuk modifikasi reologi

dan pembentuk pori bersifat food grade. Penyimpanan dilakukan pada tempat

yang kering dengan suhu lingkungan.

- Pencampuran dilakukan secara manual didalam baskom. Proses pencampuran

tidak menghasilkan bahan yang mudah menguap dan panas sehingga aman

terhadap pelaksana kegiatan. Namun, pelaksana tetap menggunakan standar

masker dan sarung tangan untuk terlindung dari partikel halus yang terpapar dan

terlindung dari iritasi terhadap kulit yang berkontak dengan material selama

proses pencampuran.

- Pembakaran dilakukan menggunakan tungku gas dengan bahan bakar LPG dan

tungku listrik. Pembakaran tertinggi pada sekitar 1350 oC. Kacamata pelindung

digunakan untuk menghindarkan dari sinar langsung. Pengukuran suhu dilakukan

dengan termokopel.

12

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Hasil analisa kimia bahan baku yang digunakan ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1 Komposisi oksida kaolin

Oksida Kaolin (%)

SiO2 48.65

Al2O3 34.83

MgO 1.04

CaO 0.75

Fe2O3 0.76

TiO2 0.48

K2O 1.83

Na2O 0.45

HP 11.21

Bentuk penyangga membran ditunjukkan pada Gambar 7.

Gambar 7 Produk penyangga membran keramik

Untuk keperluan spesimen uji, maka dibuat penyangga berbentuk pelat silinder tipis

dengan tebal ± 2cm seperti ditunjukkan pada gambar 8.

Gambar 8 Penyangga membran berbentuk pelat silinder

Pengaruh variasi temperatur sintering penyangga membran dengan suhu 1100 oC, 1200 oC dan 1300 oC terhadap penurunan bakteri coliform pada air bersih ditunjukkan pada

Gambar 9.

13

Gambar 9 Grafik Penurunan Kandungan Bakteri Coliform setelah proses filtrasi

Hasil karakterisasi sifat fisik penyangga membran ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2 Hasil Karakterisasi Sifat Fisik Penyangga Membran

Bahan Pengikat dan Bahan Pembentuk

Pori

Temperatur sintering, oC

Densitas, g/cm3 Porositas semu,

%

Starch 1300 1.80 34.78

1350 1.82 30.88

polyvinyl alcohol (PVA)

1300 1.76 34.70

1350 1.90 29.64

Hasil pengujian SEM untuk produk penyangga membran ditampilkan pada Gambar 10.

Starch 1350 Starch 1300

1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100 1100

460 460 460 460

210 210 210 210 210 210

0

200

400

600

800

1000

1200

1 2 3 4 5 6

An

gk

a B

ak

teri

Co

lifo

rm

Pengulangan

Nilai Penurunan Angka Bakteri Coliform Pada Air Bersih

1100°C

1200°C

1300°C

14

PVA 1350 PVA 1300

Gambar 10 Hasil Uji Scanning Electron Microscopy (SEM) Perbesaran 500 x

Hasil pelapisan penyangga membran secara dip coating ditunjukkan pada gambar 11.

Gambar 11 Slurry dan Hasil Pelapisan Slurry pada Benda Coba dan Penyangga

Membran

Hasil analisa SEM lapisan mikrofiltrasi pada penyangga membran dapat dilihat pada

Gambar 12.

(a) (b) (c)

Gambar 12 Hasil analisa SEM lapisan mikrofiltrasi pada membran keramik dengan

variasi suhu bakar penyangga keramik (a) 1100 oC; (b) 1200 oC; (s) 1300 oC

15

Prototipe membran mikrofiltrasi lorong jamak diuji coba pada tekanan 2 bar dengan

skema seperti ditunjukkan pada Gambar 6 dan Gambar 13.

Gambar 13 Gambar Teknik Peralatan Pengujian Unjuk Kerja Membran

4.2 Pembahasan

Bahan baku berupa alumina merupakan produk Alteo dengan kandungan Al2O3 diatas

95% (berdasarkan MSDS) sementara kaolin dianalisa komposisi kimianya menggunakan

XRF dan hasilnya ditunjukkan pada Tabel 1.Hasil analisa komposisi kimia dijadikan

acuan untuk pembuatan komposisi membran keramik agar terbentuk mineral mullit yang

dapat meningkatkan kekuatan mekanik membran.

4.2.1 Pembuatan Penyangga Membran

Pembuatan penyangga membran lorong jamak menggunakan formula hasil penelitian

tahun 2018 dengan perbandingan kaolin : alumina sebesar 55:45 dan dicampur

menggunakan mix muller dengan penambahan bahan organik berupa PEG, CMC, starch,

metocel dan akuades. Penyangga membran hasil pencetakan secara ekstrusi diperlihatkan

pada Gambar 14.

16

Gambar 14 Hasil pencetakan penyangga membran secara ekstrusi

Penyangga membran kemudian dikeringkan dalam ruangan dengan kelembaban

terkendali, namun pada pengeringan hari ketiga penyangga mengalami retak memanjang

pada bagian lorong dengan ketebalan terendah seperti terlihat pada gambar 15.

Gambar 15 Penyangga membran yang mengalami retak dan deformasi pada proses

pengeringan

Retak yang terbentuk disebabkan perbedaan kecepatan pelepasan air pada permukaan luar

silinder dan bagian lorong dalam dimana bagian lorong dalam memiliki luas permukaan

yang berinteraksi dengan udara lebih besar. Cacat lain yang timbul pada proses

pengeringan adalah terjadinya deformasi ke arah permukaan luar silinder yang terbuka

berakibat produk yang dihasilkan tidak simetris. Untuk mengatasi permasalahan tersebut,

membran diletakkan pada silinder tertutup berdiameter 2 inch bertujuan untuk

memperlambat laju pelepasan air dari permukaan green produk. Produk mentah dirotasi

secara konstan dengan kecepatan 18 rpm selama 96 jam[16] seperti ditunjukkan pada

gambar 16. Modifikasi proses pengeringan tersebut menghasilkan produk membran

kering yang tidak retak dengan dimensi yang simetris seperti diperlihatkan pada gambar

17.

17

Gambar 16 Pengeringan Membran Dalam Silinder Tertutup Dan Rotasi Konstan

Gambar 17 Produk Membran dengan Pengeringan Terkontrol

Penyangga membran kemudian dibakar seperti pada gambar 18. Hasil produk membran

hasil pembakaran 1250 oC ditunjukkan pada gambar 7.

Gambar 18 Pembakaran Penyangga Membran Keramik pada Suhu 1250 oC

Membran yang telah disintering kemudian diujicoba sesuai dengan skema yang

ditunjukkan pada gambar 6. Produk membran mengalami retak karena tidak mampu

menahan tekanan air 2 bar (Gambar 19). Hal ini menunjukkan bahwa pada suhu 1250 oC,

produk membran belum memiliki kekuatan mekanik yang cukup untuk menahan tekanan

pada proses filtrasi sebesar 2 bar, sehingga perlu adanya perbaikan proses yaitu

penambahan suhu sintering agar membran menjadi lebih padat, porositas berkurang dan

kekuatan meningkat.

18

Gambar 19 Membran Keramik yang Retak pada Saat Uji Coba

Produk penyangga berbentuk pelat silinder digunakan untuk diujicoba pada proses filtrasi

air yang mengandung bakteri coliform bekerja sama dengan Politeknik Kesehatan

Bandung. Penyangga membran disintering pada 3 variasi temperatur yaitu 1100, 1200

dan 1300 oC. Berdasarkan hasil ujicoba, kandungan bakteri Coliform pada produk

membran sintering 1100°C tidak terdapat penurunan yang berarti yaitu 1100MPN/100

ml, sedangkan pada suhu 1200°C kandungan bakteri Coliform pada air bersih mengalami

penurunan hingga 460 MPN/100 ml dan pada suhu 1300°C kandungan bakteri Coliform

mengalami penurunan yang lebih rendah yaitu 210 MPN/100ml seperti ditunjukkan pada

Gambar 9. Bakteri coliform memiliki ukuran panjang 2 mikron dan diameter 0,5 mikron.

Fakta tersebut mengindikasikan produk membran dengan suhu sintering 1300 oC

memiliki kemampuan untuk memfiltrasi partikel (bakteri) dengan ukuran 2 mikron

sebanyak 80 % sehingga suhu 1300 oC dapat dijadikan temperatur acuan pembuatan

penyangga membran.

Berdasarkan hasil uji kemampuan filtrasi membran, membran dengan suhu pembakaran

1250 oC masih belum cukup kuat untuk menahan tekanna 2 bar. Oleh karena itu, dibuat

variasi komposisi baru dan temperatur sintering seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.

Bahan pengikat dan pembentuk pori divariasikan menjadi starch dan Polyvinyl Alcohol

(PVA), untuk mengurangi retak ketika pembentukan. Temperatur sintering dinaikkan

untuk meningkatkan kekuatan dari penyangga membran dan berdasarkan hasil percobaan

penyangga membran berbentuk pelat silinder.

Tabel 3 Variasi binder dan temperatur

Bahan Pengikat dan

Bahan Pembentuk Pori

Temperatur sintering

Starch 1300 oC

1350 oC

Polyvinyl Alcohol 1300 oC

19

(PVA)[14] 1350 oC

Hasil karakterisasi sifat fisik penyangga membran ditunjukkan pada Tabel 2. Berdasarkan

pengujian sifat fisika, densitas dan porositas antara membran yang menggunakan starch

dan PVA tidak memiliki perbedaan yang signifikan (relatif sama). Produk membran yang

disintering pada suhu 1350 oC memiliki densitas lebih tinggi dibandingkan dengan

produk yang dibakar pada suhu 1300 oC. Karakteristik tersebut berimplikasi pada

kekuatan mekanik seperti produk dengan sintering 1350 oC yang memiliki kuat mekanik

lebih baik. Porositas produk berkurang sebesar 4 sampai 5% dengan peningkatan suhu

sintering dari 1300 oC menjadi 1350 oC sehingga dapat memperlambat proses filtrasi dan

berpotensi mengurangi ukuran pori membran.

Hasil pengujian SEM untuk produk penyangga membran ditampilkan pada Gambar 14.

Membran dengan pembakaran 1350 oC menunjukkan struktur mikro yang lebih rapat

daripada membran dengan pembakaran 1300 oC, sehingga porositas berkurang. Membran

dengan suhu 1350 oC bisa digunakan langsung untuk keperluan mikrofiltrasi namun

memiliki laju permeabiltas yang cukup rendah karena struktur pori yang lebih rapat dan

telah terdapat fasa gelas. Dengan menggunakan membran asimetrik, dapat meningkatkan

laju permeabilitas membran. Membran dengan suhu 1300 oC memiliki laju permeabilitas

yang lebih tinggi, karena struktur pori lebih terbuka dan belum mengandung fasa gelas.

Dengan memberikan perlakuan coating lapisan mikrofiltrasi pada membran 1300oC dapat

meningkatkan kemampuan filter membran sebagai membran asimetrik untuk mikrofiltrasi

namun dengan laju permeabiltas membran yang masih tergolong tinggi. Penggunaan

PVA sebagai ganti starch tidak begitu berdampak pada hasil bakaran, karena PVA dan

starch terdekomposisi selama pembakaran dan meninggalkan pori pada membran. Namun

demikian, membran dengan menggunakan PVA memiliki tingkat ekstrudability yang

lebih baik sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya retak dan deformasi pada

produk mentah.

4.2.2 Pembuatan Lapisan Mikrofiltrasi

Hasil pelapisan penyangga membran secara dip coating ditunjukkan pada gambar 15.

Penyangga membran yang digunakan merupakan penyangga membran yang telah dibakar

pada suhu 1100 oC, 1200 oC dan 1300 oC. Pada saat pencelupan, pelarut akan mengisi

pori penyangga membran akibat gaya kapiler sedangkan partikel alumina akan terdeposit

20

pada permukaan luar penyangga membran. Ketebalan lapisan dipengaruhi oleh persentase

padatan dalam slurry, lamanya waktu pencelupan serta daya serap penyangga keramik

terhadap slurry. Dalam penelitian ini, penyangga membran dicelup selama 15 detik dan

kemudian diangkat pelan-pelan alumina yang terdeposit tidak turun bergeser dan ikut

terbuang dengan slurry yang tersisa.

Lapisan mikrofiltrasi pada penyangga membran dikarakterisasi SEM untuk mengetahui

struktur mikronya. Hasil analisa SEM dapat dilihat pada Gambar 16. Berdasarkan gambar

16, dapat dinyatakan bahwa telah terbentuk membran asimetrik yaitu berupa lapisan

mikrofiltrasi hasil coating pada penyangga membran. Untuk penyangga keramik yang

dibakar 1100 oC, ketebalan lapisan mikrofiltrasi yang diperoleh sekitar 75 – 100 m.

Batasan kedua lapisan antara penyangga dan lapisan mikrofiltrasi cukup terlihat. Untuk

penyangga keramik yang dibakar 1200 oC, ketebalan lapisan mikrofiltrasi lebih kecil

yaitu sekitar 15 – 30 m. Batasan kedua lapisan antara penyangga dan lapisan

mikrofiltrasi masih terlihat. Untuk penyangga keramik yang dibakar 1300 oC, ketebalan

lapisan mikrofiltrasi sangat tipis yaitu sekitar 8 – 18 m. Batasan kedua lapisan antara

penyangga dan lapisan mikrofiltrasi susah untuk dilihat karena tipisnya lapisan. Ukuran

pori pada seluruh penyangga membran berkisar antara 2 – 10 m sedangkan ukuran pori

pada lapisan mikroflitrasi antara 0,8 – 3 m. Tebalnya lapisan mikrofiltrasi semakin

menurun seiring dengan meningkatnya suhu pembakaran penyangga keramik. Semakin

tingginya suhu pembakaran penyangga membran keramik, akan menyebabkan porositas

membran yang semakin berkurang sehingga kemampuan kapiler larutan coating akan

berkurang sehingga alumina yang terdeposit akan semakin sedikit. Oleh karena itu,

lamanya pencelupan serta laju pengangkatan penyangga membran setelah pencelupan

perlu ditambah agar semakin banyak alumina yang terdeposit menjadi lapisan

mikrofiltrasi pada penyangga membran.

Prototipe membran mikrofiltrasi lorong jamak diuji coba pada tekanan 2 bar dengan

skema seperti ditunjukkan pada Gambar 6 dan Gambar 16. Prototipe yang diuji adalah

membran keramik yang dibakar pada suhu 1300 oC dan 1350 oC. Hasil uji membran

mikrofiltrasi untuk air keruh sebelum dan setelah filtrasi dapat dilihat pada Gambar 20.

21

Gambar 20 Hasil Air Filtrasi Menggunakan Membran Mikrofiltrasi

Air limbah yang kotor dapat menjadi bersih setelah difiltrasi menggunakan membran

mikrofiltrasi. Membran mampu menopang tekanan sebesar 2 bar, menunjukkan bahwa

kekuatan membran mikrofiltrasi telah terpenuhi. Penelitian selanjutnya diarahkan untuk

menguji coba membran untuk industri pangan khususnya untuk proses mikrofiltrasi

dalam industri pangan.

4.2.3 Kendala / Masalah yang Dihadapi

Porositas merupakan parameter utama dalam penelitian produk keramik berpori, namun

porosimeter merkuri yang dapat mengukur distribusi ukuran pori dalam produk membran

tidak tersedia baik di BBK maupun di instansi/lembaga penelitian lainnya di Indonesia.

22

V. KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

Penyangga membran berbentuk lorong jamak dan pelat silinder telah dibuat dengan

metode ekstrusi dengan binder dan pembuatan pori starch dan PVA.

Pengeringan membran harus dilakukan secara terkontrol untuk menghindari

terjadinya retak dan deformasi dengan cara mengendalikan laju penguapan lambat

dan produk membran dirotasi dengan kecepatan 18 rpm selama 96 jam.

Produk membran yang dibakar pada suhu 1300 oC dan 1350 oC memiliki kekuatan

mekanik yang mampu bertahan pada tekanan fluida 2 bar dengan porositas semu

berkisar antara 29-34 %.

Penggunaan PVA dibandingan starch sebagai pembentuk pori dapat meningkatkan

tingkat ekstrudability dan mengurangi retak dan deformasi saat pembentukan namun

tidak mempengaruhi struktur produk hasil pembakaran.

5.2 Saran

Untuk mendukung penelitian di bidang keramik berpori diperlukan alat porosimeter

untuk mengetahui distribusi ukuran pori.

VI. DAMPAK DAN HASIL KEGIATAN

Penelitian dan pengembangan ini berkaitan dengan rekayasa material yang akan

mendukung industri pengolahan produk pangan. Diharapkan dengan dikuasaainya

teknologi pembuatan membran keramik dapat mendorong terciptanya industri membran

keramik dalam negeri.

VII. DAFTAR PUSTAKA

[1] A. K. Fard et al., “Inorganic Membranes : Preparation and Application for Water

Treatment and Desalination,” Materials (Basel)., vol. 11, pp. 1–47, 2018.

[2] D. De Meis, “Overview on porous inorganic membranes for gas separation,” Centro

Ricerche Frascati, Roma, 2017.

[3] M. Widyasmara et al., “UNTUK PENGOLAHAN LIMBAH CAIR BERMINYAK,”

vol. 2, no. 2, pp. 89–98, 2013.

[4] S. Lee, K. Chung, M. Shin, J. Dong, and H. Lee, “Preparation of ceramic membrane

23

and application to the crossflow microfiltration of soluble waste oil,” Mater. Lett., vol.

52, pp. 266–271, 2002.

[5] I. Rahayu, “Pembuatan dan karakterisasi membran keramik dengan variasi tepung

beras sebagai aditif untuk proses mikrofiltrasi,” Sains dan Terap. Kim., vol. 11, no. 2,

pp. 52–60, 2017.

[6] P. Wu, Y. Xu, Z. Huang, and J. Zhang, “A review of preparation techniques of porous

ceramic membranes,” J. Ceram. Process. Res., vol. 16, no. 1, pp. 102–106, 2015.

[7] F. Bouzeraraa, A. Harabi, and S. Condom, “Porous ceramic membranes prepared from

kaolin,” Desalin. Water Treat., vol. 12, pp. 415–419, 2009.

[8] A. Abdullayev, M. F. Bekheet, and D. A. H. Hanaor, “Materials and Applications for

Low-Cost Ceramic Membranes,” Membr. Rev., vol. 9, pp. 1–31, 2019.

[9] P. Fan, K. Zhen, Z. Zan, Z. Chao, and Z. Jian, “Preparation and Development of

Porous Ceramic Membrane Supports Fabricated by Extrusion Technique,” Chem.

Eng., vol. 55, pp. 277–282, 2016.

[10] C. Mongkolkachit, S. Wanakitti, and P. Aungkavattana, “Investigation of Extruded

Porous Alumina for High Temperature Construction,” J. Met. Mater. Miner., vol. 20,

no. 3, pp. 123–125, 2010.

[11] S. Sarkar, S. Bandyopadhyay, A. Larbot, and S. Cerneaux, “New clay – alumina

porous capillary supports for filtration application,” J. Memb. Sci., vol. 392–393, pp.

130–136, 2012.

[12] P. Taylor, F. Bouzerara, A. Harabi, and S. Condom, “Porous ceramic membranes

prepared from kaolin,” Desalin. Water Treat., vol. 12, no. October 2014, pp. 415–419,

2009.

[13] B. Boudairaab et al., “Desalination and Water Treatment Preparation and

characterization of membrane supports for microfiltration and ultrafiltration using,”

Desalin. Water Treat., no. April, pp. 37–41, 2015.

[14] J. Hu, Zhiwen ; Yang, Yulong ; Chang, Qibing ; Liu, Fengli ; Wang, Yongqing ; Rao,

“Preparation of a High-Performance Porous Ceramic Membrane by a Two-Step

Coating Method and,” Appl. Sci., vol. 52, no. 9, pp. 1–11, 2018.

24

[15] J. Ha, S. Zaighum, A. Bukhari, J. Lee, and I. Song, “The membrane properties of

alumina-coated alumina support layers and alumina-coated diatomite – kaolin

composite support layers,” Adv. Appl. Ceram. Struct. Funct. Bioceram., pp. 1–8, 2017.

[16] S. Sarkar, “Process for Preparation of Low Cost Clay-Alumina Multichannel Ceramic

Membrane for Liquid Filtration Application,” Trans. INDIAN Ceram. Soc., vol. 73, no.

September 2014, pp. 239–244, 2014.

[17] J. Zhu, Y. Fan, and N. Xu, “Preparation and Characterization of Alumina Membranes

on Capillary Supports : Effect of Film-coating on Crack-free,” Chinese J. Chem. Eng.,

vol. 18, no. 3, pp. 377–383, 2010.

[18] G. Vatai, “The Application of Membrane Separation Processes as Environmental

Friendly Methods in the Beet Sugar Production,” Environ. Technol. New Dev., no.

January, pp. 193–208, 2008.

[19] A. Hinkova, Z. Bubnı, P. Kadlec, and J. Pridal, “Potentials of separation membranes in

the sugar industry,” Sep. Purif. Technol., vol. 26, no. 2002, pp. 101–110, 2002.

[20] S. Gaschi, S. Gaschi, S. Tereza, and D. De Barros, “Acta Scientiarum Pretreatment

with ceramic membrane microfiltration in the clarification process of sugarcane juice

by ultrafiltration,” Acta Sci., vol. 36, no. 2006, pp. 303–306, 2014.

25

VIII. LAMPIRAN-LAMPIRAN

Lampiran 1 Road Map Penelitian

Tahun Kegiatan

Tahapan Fabrikasi penyangga

membran makroporous

multichannel

Pelapisan penyangga membran

menggunakan metode dip

coating. Karakterisasi dan

perbaikan serta Perakitan /

Prototype dan Uji Performans

Prototipe yang digunakan

untuk pengolahan produk

pangan

Tingkat TRL

Ingin dicapai

5 6 7

2018 2019 2020

26

Lampiran 2 Evaluasi Capaian TRL

Lampiran 5. Aplikasi Teknometer Kelompok Produk

No:

:

9 9

8 8

7 7

6 6

5 5

4 4

3 3

2 2

1 1

= 6

Menyetujui,

Kepala Balai Besar Keramik

Dr. Gunawan, S.Si, M.Eng.

Alamat / Kontak

: Membran Keramik

PENGUKURAN TINGKAT KESIAPTERAPAN TEKNOLOGI (TKT)

RINGKASAN HASIL

Pimpinan Program / Kegiatan

Nama/Judul Teknologi

Bidang Teknologi

: Rekayasa Membran Keramik Lorong Jamak untuk Proses

Mikrofiltrasi dalam Industri Pangan

: Maulid Purnawan

Telp / Fax / email: (022) 7206221/(022)

7205322/[email protected]

6 ( dari 9 % Komplit Indikator = 80%

11 Nopember 2019

Lembaga / Unit Pelaksana : Balai Besar Keramik

: Jalan Jend. A. Yani no 392 Bandung

Teknometer

TKT

TKT yang dicapai :

Tanggal Pengukuran TRL

27

Indikator TKT 1 [ beri tanda cross ( X ) pada kolom yang sesuai ]

X

No 0 1 2 3 4 5

1 x

2 x

3 x

S 0 0 0 0 0 3S

Indikator TKT 1 dianggap sudah terpenuhi

TERPENUHIIndikator TKT 1 =

( 0=tidak terpenuhi; 1=20%; 2=40%; 3=60%; 4=80%; 5=100% atau terpenuhi )

T

K

T

1

S atau % terpenuhinya ►

Asumsi dan hukum dasar (ex.fisika/kimia) yang akan digunakan pada produk (baru) telah ditentukan

Studi literatur (teori/empiris-penelitian terdahulu) tentang prinsip dasar produk yang akan dikembangkan

Formulasi hipotesis penelitian

100.0%


X

No 0 1 2 3 4 5

1 x

2 x

3 x

4 x

5 x

6 x

7 x

8 x

9 x

10 x

11 x

S 0 0 0 1 4 6S

Indikator TKT 2 =

89.1%

TERPENUHI




T

K

T

2

Peralatan dan sistem yang akan digunakan telah teridentifikasi

Studi literatur (teoritis/empiris) produk baru yang akan dikembangkan memungkinkan untuk diterapkan

Rancangan pengembangan produk secara teoritis telah teridentifikasi (ada research design)

Elemen-elemen teknologi telah teridentifikasi dan interaksi di antara elemen-elemen tersebut telah diketahui

Karakterisasi komponen teknologi yang akan dikembangkan telah dikuasai dan dipahami

Kinerja dari masing-masing elemen penyusun produk yang akan dikembangkan telah diprediksi

Analisis awal menunjukkan bahwa fungsi utama yang dibutuhkan dapat bekerja dengan baik

Model dan simulasi untuk menguji kebenaran prinsip dasar

Peralatan yang digunakan harus valid dan reliable

Diketahui tahapan eksperimen yang akan dilakukan

Penelitian analitik untuk menguji kebenaran prinsip dasarnya


X

No 0 1 2 3 4 5

1 x

2 x

3 x

4 x

5 x

6 x

7 x

8 x

9 x



Teknologi layak secara ilmiah (studi analitik, model/simulasi, eksperimen)

Pengemb. teknologi tsb dg langkah awal menggunakan model matematik sgt dimungkinkan&dpt disimulasikan

Penelitian laboratorium untuk memprediksi kinerja tiap elemen teknologi


T

K

T

3

Studi analitik mendukung prediksi kinerja elemen-elemen teknologi

Karakteristik/sifat dan kapasitas unjuk kerja sistem dasar telah diidentifikasi dan diprediksi

Telah dilakukan percobaan laboratorium untuk menguji kelayakan penerapan teknologi tersebut

Secara teoritis, empiris& eksperimen telah diketahui komponen sistem teknologi tsb dpt bekerja dgn baik

Telah dilakukan penelitian di laboratorium dengan menggunakan data dummy

Model dan simulasi mendukung prediksi kemampuan elemen-elemen teknologi

28

Indikator TKT 4

No 0 1 2 3 4 5

1 x

2 x

3 x

4 x

5 x

6 x

7 x

8 x

S 0 0 0 2 4 2S 80.0%

Indikator TKT 4 = TERPENUHI

Prototipe teknologi skala lab telah dibuat

Proses 'kunci' untuk manufakturnya telah diidentifikasi dan dikaji di laboratorium

Integrasi sistem teknologi dan rancang bangun skala laboratorium telah selesai (low fidelity)


[ beri tanda cross ( X ) pada kolom yang sesuai ]T

K

T

4


Penelitian integrasi komponen telah dimulai

Test laboratorium komponen-komponen secara terpisah telah dilakukan

Percobaan fungsi utama teknologi dalam lingkungan yang relevan

Persyaratan sistem untuk aplikasi menurut pengguna telah diketahui (keinginan customer).

Hasil percobaan laboratorium terhadap komponen2 menunjukkan bahwa komponen tersebut dapat beroperasi

Indikator TKT 5

No 0 1 2 3 4 5

1 x

2 x

3 x

4 x

5 x

6 x

7 x

S 0 0 0 1 4 2S 82.9%


Peralatan dan mesin pendukung telah diujicoba dalam laboratorium

Integrasi komposisi/formula untuk produk baru selesai sampai tahap akhir (high f idelity), siap diuji pada lingkungan nyata

Kondisi laboratorium di modifikasi sehingga mirip dengan lingkungan yang sesungguhnya

Proses produksi telah direview oleh bagian manufaktur



K

T

5

Persiapan produksi perangkat keras telah dilakukan

Penelitian pasar (marketing research ) dan penelitian laboratorium utk memilih proses fabrikasi

Prototipe telah dibuat


Indikator TKT 6

No 0 1 2 3 4 5

1 x

2 x

3 x

4 x

5 x

6 x

S 0 0 0 1 4 1S 80.0%


prototipe telah teruji dengan akurasi/fidelitas lab yang tinggi pada simulasi lingkungan perasional yang sebenarnya (di luar lab)

hasil uji membuktikan layak secara teknis (kelayakan teknis)


Kondisi lingkungan operasi sesungguhnya telah diketahui

Kebutuhan investasi untuk peralatan dan proses pabrikasi teridentifikasi

Model dan Simulasi untuk kinerja sistem teknologi pada lingkungan operasi

Bagian manufaktur/pabrikasi menyetujui dan menerima hasil pengujian laboratorium



K

T

6

29

Lampiran 3 SK Tim

33

Lampiran 4 Realisasi Fisik dan Anggaran

Realiasasi Fisik

34

Realisasi Anggaran

Data diperbaharui per tanggal 16 Desember 2019

35

Lampiran 5 Foto-foto

Gambar 21 Pembuatan Penyangga Membran Keramik


PVA 1350 PVA 1300


36


PVA 1350 PVA 1300


Gambar 23 Perancangan Uji Coba Membran Keramik

KATA PENGANTARDAFTAR ISIDAFTAR TABELDAFTAR GAMBARDAFTAR LAMPIRANRINGKASAN (EXECUTIVE SUMMARY)I. PENDAHULUAN1. 1. Latar Belakang1. 2. Tujuan1. 3. Keluaran yang diharapkan1. 4. Perkiraan Manfaat dan Dampak dari Kegiatan yang Dirancang

II. TINJAUAN PUSTAKAIII. METODOLOGI3. 1. Pendekatan dan Kerangka Teoritis3. 2. Ruang Lingkup dan Lokasi Kegiatan3. 3. Bahan dan Alat3. 4. Analisis Resiko Pelaksanaan Kegiatan

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Hasil4.2 Pembahasan4.2.1 Pembuatan Penyangga Membran4.2.2 Pembuatan Lapisan Mikrofiltrasi4.2.3 Kendala / Masalah yang Dihadapi

V. KESIMPULAN5.1 Kesimpulan5.2 Saran

VI. DAMPAK DAN HASIL KEGIATANVII. DAFTAR PUSTAKAVIII. LAMPIRAN-LAMPIRAN

rekayasa membran keramik lorong jamak untuk proses … · 2020. 3. 17. · ii kata pengantar...

Documents