Menu Tutup

ULTRAFILTRASI MEMBRANE (UF)

Ultrafiltrasi Membrane

Ultrafiltrasi membrane (UF) adalah berbagai filtrasi membran yang memaksa seperti gradien tekanan atau konsentrasi menyebabkan pemisahan melalui membran semipermeabel. Padatan tersuspensi dan zat terlarut dengan berat molekul tinggi dipertahankan dalam apa yang disebut retentat, sementara air dan zat terlarut dengan berat molekul rendah melewati membran dalam permeat (filtrat). Proses pemisahan ini digunakan dalam industri dan penelitian untuk memurnikan dan memekatkan larutan makromolekul (103 – 106 Da), terutama larutan protein.
Ultrafiltrasi membrane secara fundamental tidak berbeda dari mikrofiltrasi. Keduanya terpisah berdasarkan ukuran pengecualian atau penangkapan partikel. Ini pada dasarnya berbeda dari pemisahan gas membran, yang terpisah berdasarkan jumlah penyerapan yang berbeda dan laju difusi yang berbeda. Membran ultrafiltrasi ditentukan oleh pemotongan berat molekul (MWCO) dari membran yang digunakan. Ultrafiltrasi diterapkan dalam mode cross-flow atau buntu.

Aplikasi UF

Industri seperti manufaktur kimia dan farmasi, pengolahan makanan dan minuman, dan pengolahan air limbah, menggunakan ultrafiltrasi membrane untuk mendaur ulang aliran atau menambah nilai pada produk selanjutnya. Dialisis darah juga menggunakan ultrafiltrasi.

Air minum

Ultrafiltrasi membrane dapat digunakan untuk menghilangkan partikulat dan makromolekul dari air baku untuk menghasilkan air minum. Ini telah digunakan untuk menggantikan sistem sekunder (koagulasi, flokulasi, sedimentasi) dan tersier yang ada (filtrasi pasir dan klorinasi) yang digunakan di pabrik pengolahan air atau sebagai sistem mandiri di daerah terpencil dengan populasi yang terus bertambah.
Saat mengolah air dengan padatan tersuspensi tinggi, UF sering diintegrasikan ke dalam proses, memanfaatkan primer (penyaringan, flotasi, filtrasi) dan beberapa perlakuan sekunder sebagai tahap pra-perawatan.  Proses UF saat ini lebih disukai daripada metode pengobatan tradisional karena alasan berikut:
Tidak diperlukan bahan kimia (selain pembersihan) Kualitas produk konstan terlepas dari kualitas pakan Ukuran pabrik kompakMampu melampaui standar kualitas air yang berlaku, mencapai penghilangan patogen 90-100% .
Proses UF saat ini dibatasi oleh tingginya biaya yang dikeluarkan karena pengotoran dan penggantian membran. Diperlukan pretreatment tambahan air umpan untuk mencegah kerusakan berlebihan pada unit membran.
Dalam banyak kasus UF digunakan untuk pra filtrasi pada Sistem reverse osmosis (RO) untuk melindungi membran RO.

Konsentrasi protein

UF digunakan secara luas dalam industri susu; khususnya dalam pemrosesan whey keju untuk mendapatkan konsentrat protein whey (WPC) dan permeat kaya laktosa. Dalam satu tahap, proses UF mampu memusatkan whey 10-30 kali lipat dari pakan.
Alternatif asli untuk filtrasi membran whey adalah menggunakan pemanasan uap diikuti dengan pengeringan drum atau pengeringan semprot. Produk dari metode ini memiliki aplikasi terbatas karena teksturnya yang butiran dan tidak dapat larut. Metode yang ada juga memiliki komposisi produk yang tidak konsisten, modal tinggi dan biaya operasi dan karena panas berlebihan yang digunakan dalam pengeringan sering mendenaturasi beberapa protein.
Dibandingkan dengan metode tradisional, proses UF yang digunakan untuk aplikasi ini:
Lebih hemat energiMemiliki kualitas produk yang konsisten, produk protein 35–80% tergantung pada kondisi operasi. Jangan denaturasi protein karena mereka menggunakan kondisi operasi sedang
Potensi pengotoran dibahas secara luas, diidentifikasi sebagai kontributor signifikan terhadap penurunan produktivitas. Keju whey mengandung kalsium fosfat dalam konsentrasi tinggi yang berpotensi menyebabkan timbunan endapan pada permukaan membran. Akibatnya, pretreatment yang substansial harus diterapkan untuk menyeimbangkan pH dan suhu pakan untuk menjaga kelarutan garam kalsium.

Konsentrasi polarisasi

Ketika filtrasi terjadi, konsentrasi lokal dari bahan yang ditolak pada permukaan membran meningkat dan dapat menjadi jenuh. Dalam UF, peningkatan konsentrasi ion dapat mengembangkan tekanan osmotik pada sisi umpan membran.
Ini mengurangi TMP efektif sistem, sehingga mengurangi tingkat permeasi. Peningkatan lapisan terkonsentrasi di dinding membran mengurangi fluks permeat, karena peningkatan resistensi yang mengurangi kekuatan pendorong pelarut untuk mengangkut melalui permukaan membran.
CP mempengaruhi hampir semua proses pemisahan membran yang tersedia. Dalam RO, zat terlarut yang ditahan pada lapisan membran menghasilkan tekanan osmotik yang lebih tinggi dibandingkan dengan konsentrasi aliran curah. Jadi tekanan yang lebih tinggi diperlukan untuk mengatasi tekanan osmotik ini.
Polarisasi konsentrasi memainkan peran dominan dalam ultrafiltrasi dibandingkan dengan mikrofiltrasi karena membran ukuran pori kecil. Harus dicatat bahwa polarisasi konsentrasi berbeda dari pengotoran karena tidak memiliki efek yang bertahan lama pada membran itu sendiri dan dapat dibalik dengan menghilangkan TMP. Namun itu memiliki efek signifikan pada banyak jenis pelanggaran.

Jenis fouling

Particulate deposition

Model-model berikut menjelaskan mekanisme pengendapan partikulat pada permukaan membran dan di dalam pori-pori:
– Pemblokiran standar :
makromolekul secara seragam diendapkan pada dinding pori.
– Pemblokiran lengkap: pori membran sepenuhnya disegel oleh makromolekul
– Pembuatan kue: partikel terakumulasi atau makromolekul membentuk lapisan pengotoran pada permukaan membran, dalam UF ini juga dikenal sebagai lapisan gel
– Pemblok perantara: ketika deposit makromolekul ke dalam pori-pori atau ke pori-pori yang sudah diblokir, berkontribusi pada pembentukan kue

Scaling

Sebagai hasil dari polarisasi konsentrasi pada permukaan membran, peningkatan konsentrasi ion dapat melebihi ambang batas kelarutan dan mengendap pada permukaan membran. Endapan garam anorganik ini dapat memblokir pori-pori yang menyebabkan penurunan fluks, degradasi membran, dan hilangnya produksi. Pembentukan skala sangat tergantung pada faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan dan polarisasi konsentrasi termasuk pH, suhu, kecepatan aliran dan laju permeasi.

Biofouling

Mikroorganisme akan melekat pada permukaan membran membentuk lapisan gel – yang dikenal sebagai biofilm.  Film ini meningkatkan daya tahan untuk mengalir, bertindak sebagai penghalang tambahan untuk permeasi. Dalam modul spiral-luka, penyumbatan yang dibentuk oleh biofilm dapat menyebabkan distribusi aliran yang tidak merata dan dengan demikian meningkatkan efek polarisasi konsentrasi.

Pertimbangan desain proses

Ketika merancang fasilitas pemisahan membran baru atau mempertimbangkan integrasi ke dalam pabrik yang ada, ada banyak faktor yang harus dipertimbangkan. Untuk sebagian besar aplikasi, pendekatan heuristik dapat diterapkan untuk menentukan banyak karakteristik ini untuk menyederhanakan proses desain. Beberapa area desain meliputi:

Pra-perawatan

Perawatan pakan sebelum membran sangat penting untuk mencegah kerusakan pada membran dan meminimalkan efek pengotoran yang sangat mengurangi efisiensi pemisahan. Jenis-jenis pra-perawatan seringkali tergantung pada jenis pakan dan kualitasnya. Misalnya dalam pengolahan air limbah, limbah rumah tangga dan partikel lainnya disaring. Jenis pra-perawatan lain yang umum untuk banyak proses UF termasuk penyeimbangan pH dan koagulasi.  Urutan yang tepat dari setiap fase pra-perawatan sangat penting dalam mencegah kerusakan pada tahap selanjutnya. Pra-perawatan bahkan dapat digunakan hanya dengan menggunakan titik dosis.

Pembersihan

Pembersihan Ultrafiltrasi membrane dilakukan secara teratur untuk mencegah akumulasi foulant dan membalikkan efek degradasi fouling pada permeabilitas dan selektivitas.
Pencucian balik rutin sering dilakukan setiap 10 menit untuk beberapa proses menghilangkan lapisan kue yang terbentuk pada permukaan membran. Dengan menekan aliran permeat dan memaksanya kembali melalui membran, partikel yang terakumulasi dapat terlepas, meningkatkan fluks proses. Backwashing terbatas dalam kemampuannya untuk menghilangkan bentuk fouling yang lebih kompleks seperti biofouling, penskalaan atau adsorpsi ke dinding pori.
Jenis foulant ini membutuhkan pembersihan bahan kimia untuk dihilangkan. Jenis bahan kimia yang umum digunakan untuk membersihkan adalah:
– Solusi asam untuk mengendalikan endapan skala anorganik
– Larutan alkali untuk menghilangkan senyawa organik
– Biocides atau desinfeksi seperti Chlorine atau peroxide ketika bio-fouling terbukti
Saat merancang protokol pembersihan, penting untuk mempertimbangkan:
Waktu pembersihan : Waktu yang memadai harus memungkinkan bahan kimia untuk berinteraksi dengan foulant dan meresap ke dalam pori-pori membran. Namun, jika proses ini diperpanjang melampaui durasi optimalnya, proses ini dapat menyebabkan denaturasi membran dan endapan foulant yang dihilangkan. Siklus pembersihan lengkap termasuk pembilasan antar tahap bisa memakan waktu hingga 2 jam untuk selesai.
Agresivitas perawatan kimia : Dengan tingkat fouling yang tinggi mungkin perlu menggunakan solusi pembersihan yang agresif untuk menghilangkan bahan fouling. Namun dalam beberapa aplikasi ini mungkin tidak cocok jika bahan membran sensitif, menyebabkan penuaan membran ditingkatkan.
Pembuangan limbah pembersih : Pelepasan beberapa bahan kimia ke dalam sistem air limbah dapat dilarang atau diatur oleh karena itu hal ini harus dipertimbangkan. Misalnya penggunaan asam fosfat dapat mengakibatkan tingginya kadar fosfat memasuki saluran air dan harus dipantau dan dikendalikan untuk mencegah eutrofikasi.
PT.Aquatech Indonesia menyediakan Ultrafiltrasi membrane dengan 2 ukuran yaitu :

HN-UF-4040 (Ultrafiltrasi membrane only)

  * Spec                      : D104 x 1016 mm
  * Area                      : 4,2 m2
  * Size                       : 4″
  * Filtration Method : Inside – Out
  * Pure Water Flux    : 1200 L/H
  * Flow Rate              : 300 – 500 L/H
Ultrafiltrasi membrane

HN-UF-90 (Ultrafiltrasi membrane)

  * Membrane            : PVC Alloy
  * Shell Materrial      : U-PVC
  * Dimension            : D90 x 1175 mm
  * Area                      : 4,2 m2
  * Size                       : 4″ x 40″
  * Filtration Method : Inside – Out
  * Pure Water Flux    : 1400 L/H
  * Flow Rate              : 300 – 600 L/H
  * In/Out                   : 1″

HN-UF-200 (Ultrafiltrasi membrane)

  * Membrane            : PVC Alloy
  * Shell Materrial      : U-PVC
  * Dimension            : D200 x 1475 mm
  * Area                      : 28,0 m2
  * Size                       : 8″ x 40″
  * Filtration Method : Inside – Out
  * Pure Water Flux    : 3500 L/H
  * Flow Rate              : 1500 – 2500 L/H
  * In/Out                   : 2″
Untuk informasi harga Ultrafiltrasi membrane (UF) dan lainnya bisa hubungi ke customer service Kami lewat Telepon, SMS, Email dan lainnya.
Customer Service
Hp : 0822 2130 1818
Whatsapp : 0822 2130 1818

How useful was this post?

Click on a star to rate it!

Average rating / 5. Vote count: