A. Pend Pendah ahul ulua uan n A.1. Latar Belakang
Air merupakan pelarut universal , sehingga hampir semua senyawa dapa dapatt laru larutt di dalam dalamny nya, a, baik baik itu itu seny senyaw awaa organik maupun maupun senyawa senyawa anorganik . Senyawa organik yang terlarut dalam air dapat mengganggu kehidu kehidupan pan makhlu makhluk k hidup hidup di air, air, karena karena mengur mengurang angii jumlah jumlah oksige oksigen n terlarut dalam air. Oleh karena itu penetapan kadar bahan organik dalam air sangat penting untuk diteliti. Kandun Kandungan gan Total Organic Carbon (TOC) (TOC) merupakan salah satu parameter penting sebagai kriteria kualitas air untuk berbagai peruntukkan seperti pada air minum, air kebutuhan dan buangan industri. industri. Total Total organic Carbon (TOC) adalah ukuran jumlah konsentrasi konsentrasi semua atom karbon organi organik k kovale kovalen n dalam dalam moleku molekull organ organik ik dari dari sampel sampel yang yang sering sering digunakan sebagai indikator tidak spesiik dari kualitas air. TOC biasanya TOC biasanya diukur dalam Parts Per Million ! ppm ppm atau mg"L#, meskipun beberapa beberapa industri memerlukan pengukuran lebih halus dinyatakan dalam bagian per bagian Per Billion (ppb atau (ppb atau mg"L#, atau bahkan Parts Per Triliun Triliun (ppt). TOC diukur dengan konversi karbon organik dalam air yang dioksidasi sempurna sempurna menjadi karbondioksid karbondioksidaa dan H 2O. TOC juga dapat digunakan sebagai atribut kontrol proses untuk memantau kinerja unit operasi yang terdiri dari pemurnian dan sistem distribusi. Analisis khas untuk mengukur TOC kedua Total Carbon (TC) (TC) serta Anorganik Anorganik Carbon ! IC IC , atau karbonat#. karbonat#.
$engurangkan $engurangkan
Karbon
anorganik anorganik
dari
total
Karbon Karbon
menghasilkan TOC. (TCIC ! TOC). %arian TOC). %arian lain yang umum dari analisis TOC dapat menghapus karbon anorganik dengan membersihkan sampel diasamkan diasamkan dengan dengan udara bebas karbon karbon sebelum sebelum pengukura pengukuran, n, kemudian kemudian mengukur mengukur karbon yang tersisa. &engukuran &engukuran ini lebih tepat disebut disebut non purgeable purgeable karbon organik organik ("POC). 'ekhno khnolo logi gi anali analitis tis adala adalah h kual kualii iika kasi si beru berupa pa kema kemamp mpua uan n menggu menggunak nakan an instrum instrumen en yang yang se(ara se(ara teoriti teoritiss sulit sulit untuk untuk mengok mengoksid sidasi asi suatu sampel dalam bagian sistem kesesuaian metode. 'eknolo 'eknologi gi analisis analisis yang ang digu diguna naka kan n untu untuk k meng menguk ukur ur TOC bertuju bertujuan an sepenu sepenuhny hnyaa untuk untuk mengok mengoksid sidasi asi moleku molekull organi organik k dalam dalam ali)uot ali)uot dari dari sampel sampel air menjadi menjadi
karbondioksida (CO2 )# mengukur tingkat CO2 yang dihasilkan, dan mengekspresikan respon ini sebagai konsentrasi karbon. Semua teknologi harus membedakan antara karbon anorganik, yang mungkin ada dalam air dari sumber seperti CO2 terlarut dan bikarbonat, dan CO2 yang dihasilkan dari oksidasi molekul organik dalam sampel. A.*. +uang Lingkup Air merupakan bahan baku dalam jumlah besar, terutama untuk produk sirup, obat injeksi, (airan inus, dan lainlain. Sistem air perlu diperhatikan untuk menghilangkan (emaran mikroba maupun bahan asing, oleh karena itu digunakan sistem pengolahan air sesuai dengan kualitas standard yang dipersyaratkan sesuai dengan penggunaannya, misal- $ater Pro In%ection. A.*.1. Klasiikasi Air Sesuai dengan pemakaiannya, air dapat dibagi atas 1. &rinking $ater Air untukkeperluan minum dengan persyaratansebagai berikut
'idak berasa, tidak berbau, tidak berwarna Bebas mikroorganisme patogen yang sering dijumpai dalam air,
seperti
'.Coli# almonela# Mcobacteri.
$engandung mineral dengan jumlah sesuai dengan kadarnya dalam
darah. *. &eminerali*e+ ,ater (&M$)-Aua+emineralisata
Air bebas mineral baik ion positi yang berasal dari logam !besi, mangan dll#, kesadahan !kapur, magnesium dll# maupun ion negati yang berasal dari udara !/O 0, /O0, 2O0#, gas halogen !/l , Br , 3, 4#, belerang !SO0, SO5# dll
&M$ juga memenuhi persyaratan mikroorganisme sama seperti
pada air minum !bebas bakteri patogen# dengan con+uctivit ma6 17 8S"(m pada *9:/
&M$ dihasilkan dari air sintesis"sumur yang dialirkan melalui ion e6(hanger alat yang berisi anion e/c0anger , resin penukar ion !#
dengan ion hidroksil !O # dan berisi kation e/c0anger , resin penukar ion !;# dengan ion hidrogen ! ;# 0. Puri1ie+ ,ater (P$) Air
murni
yang
dihasilkan
melalui
serangkaian
proses
pendahuluan"pretreatment untuk menghilangkan rasa, bau, warna, kesadahan, mikroorganisme dengan gas /l*, multimedia ilter dilanjutkan dengan 1irst treatment memakai p a+%uster , sodium metabisulit untuk reduksi gas (hlorine, anti s(alant untuk reduksi sili(a, lampu <% untuk desineksi, dilanjutkan dengan secon+ treatment memakai +O !reverse osmosis# untuk menghilangkan =at terlarut inorganik"organik dan mi6bed untuk menghilangkan ionion !;# dan !#. P$ harus memenuh persyaratan P 23 +an 'uro P0ar serta perlu disirkulasi terus menerus selama *5 jam non stop. nitrat dapat ditekan rendah. '.&.I ini mengikat ionion dalam air dengan menggunakan elektroda yang diberi arus listrik.
Kualiikasi H.P.$-0ig0l puri1ie+ ,ater harus memenuhi
persyaratan ?uro &harma(opoeia dan harus di reccle terus menerus *5 jam non stop.
9. $ater 4or In%ection ($.4.I) Air steril untuk injeksi dihasilkan dengan destilasi P.$-puri1ie+ ,ater atau HP$-0ig0l puri1ie+ ,ater. Selama distribusi dalam pipa !looping # @43 harus tetap panas ! 7:9: /# agar sterilitas tetap terjamin, karena itu pipa distribusi dilapisi dengan isolator agar tidak
terjadi pertukaran panas. Kualiikasi @43 harus memenuhi persyaratan 'uro P0armacopoeia 5 P23 dan harus di reccle terus menerus *5 jam non stop dalam keadaan panas ! 7:9: /# C. Progen 4ree ,ater 1or In%ection (P4$4I) Air steril untuk injeksi yang bebas endoto6in"pyrogen dihasilkan dari air baku - P.$ (puri1ie+ ,ater # atau H.P.$ (0ig0l puri1ie+ ,ater # yang didestilasi C kali dengan penambahan karbon akti untuk mengikat progen sebelum didestilasi. Selama distribusi dalam pipa !looping # P4$4I harus tetap panas ! 7:9: /# agar sterilitas air terjamin. Karena itu pipa distribusi dilapisi isolator agar tidak terjadi pertukaran panas.
Kualiikasi P4$4I harus memenuhi persyaratan yang ter(antum
pada P23 serta harus +ireccle selama *5 jam non stop dalam keadaan panas ! 79:/#
A.*.*. &asokan air ! 6a, ,ater # Ada 0 jenis air yang dapat dipakai sebagai ra, ,ater 1. Air &A$"cit ,ater *. 0allo, $ell ,ater - air dari sumur dangkal !17 D *7 m# 0. &eep $ell ,ater - air dari sumur dalam !E7 D 197 m# %ariasi mutu dari pasokan air mentah (ra, ,ater # yang memenuhi syarat ditentukan dari target mutu air yang akan dihasilkan. Femikian pula mutu air menentukan peralatan yang diperlukan untuk pengolahan air tersebut. Adapun &ersyaratan /&OB tentang sistem air, seperti berikut-
•
Faerah mati !+ea+leg # harus seke(il mungkin !G 0 6 diameter &ipa# Aliran air untuk produksi harus disirkulasi se(ara terus menerus !*5
•
jam# &ipa distribusi !terutama untuk produk steril# menggunakan baja anti
•
•
karat jenis SS 01C L &ipa Fistribusi menggunakan +ouble tube
•
&ipa Fistribusi tidak boleh ditanam atau menempel pada dinding ruang produksi tapi harus terdapat jarak dgn dinding untuk memudahkan
•
pembersihan 'angki penampung dari bahan SS 01C L yang dilengkapi /3& ! cleaning in place# yang memungkinkan proses pembersihan tanki se(ara
•
• •
menyeluruh. &arameter pengoperasian - suhu, konduktivitas, low rate, porositas ilter, dan lainlain harus didokumentasikan. 'erdapat gambar skematik titiktitik pemakaian air. 'erdapat sistem alert !peringatan# dan action limit !batas tindakan# pada sistem pengolahan air. Fengan persyaratan air untuk produksi terbaru ini, maka
pembuatan a)uademineralisata ! puri1ie+ ,ater # dengan alat deionisasi !ion removal # saja, tidaklah memadai, karena 1. 'idak dapat men(apai persyaratan (odu(tivity H 1.0 8S" (m karena daya ikat resin terhadap ion !;# dan !# terbatas dan (epat menjadi jenuh !dengan teknik yang lama a)uademineralisata yang dihasilkan dengan resin yang masih bagus (ondu(tivitynya masih 17 8S" (m# *. 'idak dapat men(apai persyaratan microaccount G177 (u karena proses penukaran ion bukan merupakan proses (u(i hama"sterilisasi yang dapat membunuh bakteri 0. 'idak dapat men(apai persyaratan 'O/ karena kandungan gas /O * dalam air masih tinggi dan tidak direduksi melalui proses penukuran ion.
Adapun persyaratan kadar yang diperbolehkan dalam sistem air, antara lain-
Purified Water
Highly Purified Water
(Eur. Pharm. + USP)
(Euroean Pharmacoeia)
& '. S* cm
& '. S* cm
Hea"y etal,
-
.' m
.' m
/itrate
-
.# m
.' m
3 $ 2
3 $ 2
3 $ 2
3 ' cfu* ml
3 ' cfu* ml
3 ' cfu* ml
-
3 .#$ Eu* ml
3 .#$ Eu* ml
!onducti"ity at #$%!
0otal 1rganic !ar2on icro2ial 4imit Endoto5ine,
Water For Injection (Eur. Pharm.)
& '. S* cm
A.0. 'ujuan
6. I,i B.1. Langkahlangkah pengujian
Beberapa terminologi kun(i-
USP
•
Total Carbon (TC) 7 semua karbon dalam sampel, termasuk karbon anorganik dan organik
•
Total Inorganic Carbon (TIC) 7 sering disebut sebagai karbon anorganik !3/#, karbonat, bikarbonat, dan terlarut karbon dioksida !/O*#I suatu material yang berasal dari sumber nonhidup.
•
Total Organic Carbon (TOC) material berasal dari vegetasi yang membusuk, pertumbuhan bakteri, dan metabolik kegiatan hidup organisme atau bahan kimia.
•
2on&urgeable Organi( /arbon !2&O/# biasa disebut sebagai 'O/I sisa karbon organik dalam sampel diasamkan setelah membersihkan sampel dengan gas.
•
Purgeable (volatile) Organic Carbon (POC) karbon organik yang telah
dihapus
dari
netral,
atau
sampel
diasamkan
dengan
membersihkan dengan gas inert. 3ni adalah senyawa yang sama disebut sebagai 8olatile Organic Compoun+s (8OC) dan biasanya ditentukan oleh 'rap &urge Jas Kromatograi. •
&issolve+ Organic Carbon (&OC) sisa karbon organik dalam sampel setelah penyaringan sampel, biasanya menggunakan 7,59 mikrometer penyaring.
•
uspen+e+ Organik 9arbon D juga disebut partikular karbon organik !&O/#I partikel karbon dalam bentuk yang terlalu besar untuk melewati penyaring. Total Organic Carbon (TOC)
adalah jumlah karbon yang
menempel"terkandung didalam senyawa organik dan digunakan sebagai salah satu indikator kualitas air !air bersih maupun air limbah#. Sebenarnya, karbon yang terkandung pada media terdiri dari dua jenis, yaitu Organic Carbon (OC) dan Inorganic Carbon (IC). Sistem
pengukuran (arbon yang ada hingga saat ini adalah dengan (ara merubah (arbon menjadi /O*, baru kemudian mengukur kadar /O* tersebut sebagai representasi dari kadar (arbon yang ada. ang diukur sebenarnya semua unsur (arbon yang ada dalam sample !total carbon"'/# tanpa membedakan apakah itu OC atau IC. 'erdapat dua (ara pengukuran 'O/, yaitu pengukuran se(ara langsung !+irect measurement # dan pengukuran tidak langsung !in+irect measurement #. 1. &engukuran se(ara langsung !+irect measurement # &ada pengukuran langsung, mulamula komponen IC dihilangkan terlebih dahulu dengan (ara memberi senyawa asam ke sample !aci+i1ication# kemudian gas hasil reaksi antara IC dan asam dibuang ke udara. Selanjutnya sample yang sudah bersih dari komponen 3/ dioksidasi !O/i+ation# untuk merubah /arbon menjadi /O*, lalu /O* tersebut diukur sebagai "POC ("on Purgeable Organic Carbon)# yang adalah TOC. Sedangkan pada pengukuran tidak langsung, yang diukur adalah '/ dan 3/, kemudian mengurangkan IC dari TC untuk mendapatkan TOC (TOC ! TCIC). *. &engukuran tidak langsung !in+irect measurement # &roses pengukuran tidak langsung adalah, mulamula sample dibagi menjadi * bagian. Setengah bagian pertama diberi senyawa asam, sehingga semua komponen IC bereaksi dengan asam tersebut untuk membentuk /O*. Setengah bagian kedua kemudian dioksidasi untuk merubah karbon menjadi /O*. /O* hasil dari kedua proses tersebut kemudian diukur untuk mendapatkan IC dan TC . Se(ara umum, proses pengukuran TOC dilakukan dalam 0 tahap, yaitu- 1# Aci+i1icationI *# O/i+ationI dan 0# &etection.
1. AcidificationI &ada tahap ini, komponen 3/ dirubah kebentuk gas !/O*#, kemudian gas ini dialirkan ke dete(tor untuk diukur !pada metoda tidak langsung# atau dibuang ke udara !pada metoda langsung#. *. OxidationI aitu proses oksidasi (arbon pada sample menjadi /O*. 'erdapat beberapa tipe oksidasi, yaitu-
1# Hig0 Temperature Combustion Hig0 Temperature Combustion- Sample dibakar"dipanaskan pada temperature 1,097o/. &ada kondisi ini, semua karbon yang ada diubah menjadi /O*, dialirkan melalui crubber untuk menghilangkan gas klorine dan uap air, kemudian dialirkan ke detektor untuk diukur !umumnya menggunakan "&I6 +etector #. *# Hig0 temperature cataltic o/i+ation (HTCO) HTCO- Sample dimasukan kedalam katalis &latinum pada suhu CE7o/, sehingga menghasilkan gas /O*, yang kemudian diukur oleh detektor !umumnya "&I6#. 0# P0otoo/i+ation alone P0otoO/i+ation (8 :ig0t)- Sinar <% digunakan untuk mengoksidasi (arbon dalam sample untuk menghasilkan /O*, kemudian /O* ini dialirkan ke detektor untuk diukur. 5# P0otoc0emical o/i+ation P0otoC0emical O/i+ation- Sinar Sinar <% dan C0emical !senyawa persulate# digunakan untuk mengoksidasi karbon dalam sampel untuk menghasilkan /O*, kemudian /O* ini dialirkan ke detektor untuk diukur.
9# T0ermoc0emical o/i+ation T0ermoC0emical O/i+ation- $etoda ini sering disebut juga sebagai Heate+ Persul1ate# menggunakan senyawa Persul1ate yang
dipanaskan
untuk
mengoksidasi
karbon
sehingga
menghasilkan /O*. C# 'lectroltic O/i+ation 'lectroltic O/i+ation- &ada metoda ini, sampel dimasukan ke elekrolit sehingga komponen karbon dalam sampel dirubah menjadi gas /O*. 0. 7etectionI Ada * jenis dete(tor yang biasa digunakan, yaitu Con+uctivit +etector dan "on&ispersive In1rare+ ("&I6).
'. Con+uctivit &etector
&rinsip kerjanya adalah mengukur con+uctivit sample sebelum dan sesudah oksidasi, perbedaan kedua pengukuran tersebut sebanding dengan 'O/ yang ada di sampel, sebab selama proses oksidasi akan terbentuk /O* yang sebanding dengan 'O/ dalam sampel. Larutan /O* akan membentuk asam lemah sehingga mengubah con+uctivit sample. adi perbedaan con+uctivit tersebut sebanding dengan /O* atau 'O/ dalam sample. Ada dua jenis Con+uctivit +etector , yaitu &irect con+uctivit dan Membrane con+uctivit. 1# &irect
con+uctivit-
lebih
murah,
sederhana,
tidak
menggunakan carrier gas, baik untuk range ppb, range pengukurannya sempit.
*# Membrane
con+uctivit-
lebih
sempurna,
range
pengukurannya lebih lebar. #. "on&ispersive In1rare+ ("&I6).
'idak seperti pada konduktivitas yang mengukur perbedaan konduktivitas pada "&I6, kandungan /O* diukur se(ara langsung. Fetektor "&I6 lebih presisi, range pengukurannya juga lebih lebar.
B.*. 4aktor yang berpengaruh &engenalan bahan organik ke dalam sistem air terjadi tidak hanya dari organisme hidup dan dari materi yang membusuk di sumber air, tetapi juga dari pemurnian dan sistem distribusi bahan. Suatu hubungan dapat ada antara en+otoksin, pertumbuhan mikroba, dan perkembangan bio1ilm di pipa dinding dan pertumbuhan bio1ilm dalam sistem distribusi armasi. Sebuah korelasi diyakini ada antara 'O/
konsentrasi
dan
tingkat
en+otoksin
dan
mikroba.
$empertahankan tingkat 'O/ rendah membantu untuk mengontrol tingkat
en+otoksin
dan
mikroba
sehingga dengan demikian
pengembangan pertumbuhan bioilm dapat ditekan. nite+ tates P0armacopoeia (P)# 4armakope 'ropa ('P) +an 4armakope ;epang (;P) mengakui 'O/ sebagai tes yang diperlukan untuk air murni dan air untuk injeksi !@43#.
berbeda,
berbagai
prosedur
pembersihan
dilakukan.
'ingkat
konsentrasi 'O/ digunakan untuk mela(ak keberhasilan prosedur validasi pembersihan.
!. 8e,imulan '. Total organic Carbon !'O/# adalah ukuran jumlah konsentrasi
semua atom karbon organik kovalen dalam molekul organik dari sampel yang sering digunakan sebagai indikator tidak spesiik dari kualitas air. *.
•
Hig0 Temperature Combustion
•
Hig0 temperature cataltic o/i+ation (HTCO)
•
P0otoo/i+ation alone
•
P0otoc0emical o/i+ation
•
•
T0ermoc0emical o/i+ation 'lectroltic O/i+ation
0# &etection •
Con+uctivit &etector &irect con+uctivit Membrane con+uctivit
•
5. 4aktoraktor
"on&ispersive In1rare+ ("&I6). yang
berpengaruh-
endotoksin,
pertumbuhan
mikroba, dan perkembangan bioilm di pipa dinding dan pertumbuhan bioilm dalam sistem distribusi armasi.
7aftar Pu,ta9a
1. endri(ks, Favid @., $ater Treatment nit Processes< P0sical an+ C0emical. Bo(a +aton, 4L- /+/ &ress, *77M, pp 55DC* *. Lenore S. /les(erl, Arnold ?. Jreenberg, Andrew F. ?aton !1#. tan+ar+ Met0o+s 1or '/amination o1 $ater 5 $aste,ater !*7th ed.#.
@ashington, F/- Ameri(an &ubli( ealth Asso(iation. 3SB2 7EM990 *09M. $ethod 9017A.
3.
