PROSES PENGOLAHAN AIR INDUSTRI FARMASI
Disusun Oleh :
Gerry Handoyo 2009 71 045 0014
R. M. Farliyandi Fajrin 2009 71 045 0023
Robbinur 2009 71 045 0020
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS JAYABAYA
2011
ABSTRAK
Air merupakan kebutuhan penting dalam proses produksi dan kegiatan lain
dalam suatu industri. Untuk itu diperlukan penyediaan air bersih yang
secara kualitas memenuhi standar yang berlaku dan secara kuantitas dan
kontinuitas harus memenuhi kebutuhan industri sehingga proses produksi
tersebut dapat berjalan dengan baik. Dengan adanya standar baku mutu untuk
air bersih industri, setiap industri memiliki pengolahan air sendiri-
sendiri sesuai dengan kebutuhan industri. Karena setiap proses industri
maupun segala aktivitas membutuhkan air sebagai bahan baku utama atau bahan
penolong.
Kata kunci : air berkualitas baik, pengolahan air
SUMMARY
Water is an essential requirement in the production process and other
activities within an industry. It required the provision of clean water
that meets quality standards and the quantity and continuity must meet the
needs of the industry so that the production process can run well. With the
quality standards for clean water industry, every industry has its own
water treatment in accordance with industry needs. Because every industrial
process or any activity requiring water as the main raw materials or
auxiliary materials.
Key words : water quality, water treatment
A. LATAR BELAKANG
Air merupakan bagian terbesar dari permukaan bumi karena 70% dari
permukaan bumi adalah air. Air menjadi salah satu sumber daya alam yang
paling banyak dimanfaatkan oleh makhluk hidup di muka bumi untuk berbagai
macam kebutuhan. Seperti manusia yang menggolongkan air menjadi beberapa
jenis yaitu air tawar, air payau dan air asin (air laut). Ketiga jenis air
tersebut memiliki peranan yang berbeda sesuai dengan kebutuhannya seperti
berikut.
1. Air sebagai kebutuhan sehari-hari
Air sebagai materi esensial dalam kehidupan tampak dari kebutuhan
terhadap air untuk keperluan sehari-hari di lingkungan rumah tangga
ternyata berbeda-beda di setiap tempat, setiap tingkatan kehidupan atau
setiap bangsa dan negara. Semakin tinggi taraf kehidupan seseorang semakin
meningkat pula kebutuhan manusia akan air. Jumlah penduduk dunia setiap
hari bertambah, sehingga mengakibatkan jumlah kebutuhan air meningkat.
(Suriawiria,1996: 3).
Berdasarkan Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor
1405/menkes/sk/xi/2002 tentang Persyaratan Kesehatan Lingkungan Kerja
Perkantoran dan Industri terdapat pengertian mengenai air bersih yaitu air
yang dipergunakan untuk keperluan sehari-hari dan kualitasnya memenuhi
persyaratan kesehatan air bersih sesuai dengan peraturan perundang-undangan
yang berlaku dan dapat diminum apabila dimasak.
Bagi manusia kebutuhan akan air sangat mutlak karena sebenarnya zat
pembentuk tubuh manusia sebagian besar terdiri dari air yang jumlahnya
sekitar 73% dari bagian tubuh. Air di dalam tubuh manusia berfungsi sebagai
pengangkut dan pelarut bahan-bahan makanan yang penting bagi tubuh.
Sehingga untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya manusia berupaya
mendapatkan air yang cukup bagi dirinya (Suharyono, 1996). Dalam
menjalankan fungsi kehidupan sehari-hari manusia sangat tergantung pada
air, karena air dipergunakan pula untuk mencuci, membersihkan peralatan,
mandi, dan lain sebagainya. Manfaat lain dari air berupa pembangkit tenaga,
irigasi, alat transportasi, dan lain sebagainya yang sejenis dengan ini.
Semakin maju tingkat kebudayaan masyarakat maka penggunaan air makin
meningkat.
Kebutuhan air yang paling utama bagi manusia adalah air minum. Menurut
ilmu kesehatan setiap orang memerlukan air minum untuk hidup 2-3 minggu
tanpa makan tetapi hanya dapat bertahan 2-3 hari tanpa air minum (Suripin,
2002).
Air merupakan faktor penting dalam pemenuhan kebutuhan vital bagi mahluk
hidup diantaranya sebagai air minum atau keperluan rumah tangga lainnya.
Air yang digunakan harus bebas dari kuman penyakit dan tidak mengandung
bahan beracun. Sumber air minum yang memenuhi syarat sebagai air baku air
minum jumlahnya makin lama makin berkurang sebagai akibat ulah manusia
sendiri baik sengaja maupun tidak disengaja.
Upaya pemenuhan kebutuhan air oleh manusia dapat mengambil air dari dalam
tanah, air permukaan, atau langsung dari air hujan. Dari ketiga sumber air
tersebut, air tanah yang paling banyak digunakan karena air tanah memiliki
beberapa kelebihan di banding sumber-sumber lainnya antara lain karena
kualitas airnya yang lebih baik serta pengaruh akibat pencemaran yang
relatif kecil.
Akan tetapi air yang dipergunakan tidak selalu sesuai dengan syarat
kesehatan, karena sering ditemui air tersebut mengandung bibit ataupun zat-
zat tertentu yang dapat menimbulkan penyakit yang justru membahayakan
kelangsungan hidup manusia.
Berdasarkan masalah di atas, maka perlu diketahui kualitas air yang bisa
digunakan untuk kebutuhan manusia tanpa menyebabkan akibat buruk dari
penggunaan air tersebut. Kebutuhan air bagi manusia harus terpenuhi baik
secara kualitas maupun kuantitasnya agar manusia mampu hidup dan
menjalankan segala kegiatan dalam kehidupannya.
Ditinjau dari segi kualitas (mutu) air secara langsung atau tidak
langsung pencemaran akan berpengaruh terhadap kualitas air. Sesuai dengan
dasar pertimbangan penetapan kualitas air minum, usaha pengelolaan terhadap
air yang digunakan oleh manusia sebagai air minum berpedoman pada standar
kualitas air terutama dalam penilaian terhadap produk air minum yang
dihasilkannya.
2. Air sebagai kebutuhan industri
Air merupakan kebutuhan penting dalam proses produksi dan kegiatan lain
dalam suatu industri. Untuk itu diperlukan penyediaan air bersih yang
secara kualitas memenuhi standar yang berlaku dan secara kuantitas dan
kontinuitas harus memenuhi kebutuhan industri sehingga proses produksi
tersebut dapat berjalan dengan baik. Dengan adanya standar baku mutu untuk
air bersih industri, setiap industri memiliki pengolahan air sendiri-
sendiri sesuai dengan kebutuhan industri. Karena setiap proses industri
maupun segala aktivitas membutuhkan air sebagai bahan baku utama atau bahan
penolong.
Sumber air di perusahaan farmasi seperti PT. Bayer Indonesia menggunakan
2 sumber, yaitu air Artesis dan air PAM. Akan tetapi dengan adanya himbauan
pemerintah tentang pembatasan pemakaian air artesis, maka untuk pemakaian
air artesis sebagai sumber air baku hanya diperlukan pada saat keadaan
krisis saja seperti pada saat sumber air baku yang berasal dari PAM tidak
mencukupi kebutuhan perusahaan.
Di PT. Bayer Indonesia ada 2 macam air hasil pengolahan yaitu potable
water dan purified water. Potable water digunakan untuk keperluan rumah
tangga perusahan seperti air minum, mencuci alat, air, dan juga di proses
lebih lanjut untuk pembuatan purified water. Purified water digunakan untuk
keperluan produksi seperti untuk pelarutan, sterilisasi alat/tangki dan
juga sebagai air umpan pada boiler.
Berikut data kualitas air PAM (City Water) dan air artesis (Well water)
di PT. Bayer Indonesia.
"Test "Specification "City Water "Well Water "
" " " " "
"Material "Liquid "liquid "liquid "
"Clarity "Clear "clear "clear "
"Colour "Colourless "colourless "colourless "
"Odour "Odourless "odourless "odourless "
"Taste "Tasteless "tasteless "tasteless "
"pH value "6.5 - 8.5 "7.0 "7.8 "
"Chloride "max. 250 ppm "8 ppm "8 ppm "
"Copper "max. 1.0 ppm "< 0.1 ppm "< 1.0 ppm "
"Iron "max. 0.3 ppm "0.3 ppm "< 0.1 ppm "
"Lead "max. 0.05 ppm "0.02 ppm "0.04 ppm "
"Mangan "max. 0.1 ppm "< 0.1 ppm "0.2 ppm "
"Nitrate "max. 10 ppm "< 5 ppm "< 5 ppm "
"Nitrite "max. 1.0 ppm "< 0.1 ppm "< 1.0 ppm "
"Organic "max. 10 ppm "7 ppm "4 ppm "
"Substances " " " "
"(KMnO4) " " " "
"Sulphate "max. 400 ppm "300 ppm "110 ppm "
"Total Hardness "max. 500 ppm "98 ppm "90 ppm "
"(CaCO3) " " " "
"TDS "max. 1000 ppm "118 ppm "129 ppm "
"Total count "action level : "1 cfu/ml "2 cfu/ml "
" "max.100 cfu/ml " " "
" "alert level : " " "
" "10 cfu/ml " " "
"Eschericia coli"not "not "not "
" "detectable/100 ml"detectable "detectable "
"Coliforms "not "not "not "
" "detectable/100 ml"detectable "detectable "
"Pseudomonas "not "not "not "
"aerugenosa "detectable/100 ml"detectable "detectable "
B. PENGOLAHAN AIR INDUSTRI FARMASI
Untuk mendapatkan air yang sesuai dengan spesifikasi dan kualitas air
industri farmasi maka air perlu diolah (treatment). Di PT. Bayer Indonesia
ada 2 plant pengolahan air, yaitu Potable Water Plant dan Purified Water
Plant.
1. Potable Water Plant
Proses pengolahan potable water ini sebagian besar dilakukan secara
fisika dan sebagian kecil secara kimia. Air baku yang digunakan bersumber
dari air PAM dan air artesis. Berikut adalah data kualitas Potable Water di
PT. Bayer Indonesia.
"Test "Specification "Potable Water "
"Material "Liquid "liquid "
"Clarity "Clear "clear "
"Colour "colourless "colourless "
"Odour "odourless "odourless "
"Taste "tasteless "tasteless "
"pH value "6.5 - 8.5 "7.1 "
"Chloride "max. 250 ppm "10 ppm "
"Copper "max. 1.0 ppm "< 0.1 ppm "
"Iron "max. 0.3 ppm "0.2 ppm "
"Lead "max. 0.05 ppm "< 0.01 ppm "
"Mangan "max. 0.1 ppm "< 0.1 ppm "
"Nitrate "max. 10 ppm "< 5 ppm "
"Nitrite "max. 1.0 ppm "< 0.1 ppm "
"Organic Substances "max. 10 ppm "4 ppm "
"(KMnO4) " " "
"Sulphate "max. 400 ppm "300 ppm "
"Total Hardness (CaCO3)"max. 500 ppm "86 ppm "
"TDS "max. 1000 ppm "118 ppm "
Dalam industri farmasi, penggunaan potable water meliputi berbagai aspek
dalam suatu pabrik seperti diantaranya adalah sebagai berikut.
a. Sebagai kebutuhan rumah tangga perusahaan.
b. Sebagai air pendingin pada cooling tower.
Air yang dipakai dalam cooling tower harus memiliki kadar kesadahan,
silika dan minyak yang kecil. Hal tersebut dikarenakan dalam proses
pendinginan terjadi penyerapan panas pada air sehingga temperature air
meningkat. Bila saat itu kadar kesadahan, silika dan minyak dalam air
tinggi maka akan terbentuk kerak dan endapan minyak sehingga dapat
mengurangi cooling capacity pada system. Selain itu kadar besi dalam air
harus memiliki kadar yang rendah agar meminimalisir kemungkinan timbulnya
korosi.
c. Sebagai air baku pada Purified Water Plant.
Digunakannya potable water pada pembuatan purified water adalah karena
potable water memiliki kadar suspensi dan zat pengotor yang lebih sedikit
dibandingkan air baku sebelum dilakukan pengolahan sehingga meringankan
kerja alat pada proses pembuatan purified water.
Proses pengolahan pada potable water plant meliputi proses secara fisika
dan kimia. Berikut skema gambar dan tahapan proses potable water plant.
Keterangan :
a. Storage Tank
Tahap ini dilakukan agar selama proses pengolahan potable water dapat
dikendalikan alirannya.
b. Sand Filter
Filter ini terdiri dari pasir silika. Dapat menyaring suspensi berukuran
partikel 250-500 nm. Contonya adalah pasir dan endapan kasar yang
tersuspensi.
c. Catridge Filter
Terbuat dari kain yang mempunyai pori-pori berukuran 10 µm. Dapat
menyaring suspensi berukuran partikel 100-250 nm. Contohnya adalah
endapan-endapan halus.
d. Carbon Filter
Filter ini terdiri dari karbon aktif. Dapat menyaring koloid yg berukuran
1-100 nm dan juga dapat menyerap minyak, bau, warna dan zat-zat organik
lainnya. Memiliki kapasitas perubahan kation yaitu dapat menyerap
sebagian kation seperti besi dan mangan.
e. Zeolite Filter
Filter ini terdiri dari zeolite yang memiliki kapasitas perubahan kation
lebih baik daripada karbon aktif. Dapat menyerap logam berat, bau, kopi,
darah, cat, sampah radioaktif, arsenik dan bahan-bahan beracun lain yang
dapat ditemukan dalam air. Dapat membuat air yang berada dalam kondisi pH
asam menjadi lebih netral berdasarkan kapasitas perubahan kationnya yang
besar. Zeolite dapat berfungsi juga sebagai perisai penyaringan fisik
untuk bakteri pathogen.
f. Chlorinasi
Chlorinasi adalah proses penambahan senyawa yang mengandung Khlor dengan
tujuan sebagai zat desinfektan. Ditambahkan ke dalam air hingga kadar
Khlor 10-30 ppm.
2. Purified Water Plant
Proses purified water plant sebagian besar dilakukan pengolahan secara
kimia. Sumber air yang digunakan pada proses ini adalah potable water.
Berikut data kualitas purified water di PT. Bayer Indonesia.
"Test "Specification "Purified Water "
" " " "
"Material "Liquid "liquid "
"Clarity "Clear "clear "
"Colour "colourless "colourless "
"Odour "odourless "odourless "
"Taste "Tasteless "tasteless "
"Nitrate "max. 0.2 ppm "< 0.2 ppm "
"Heavy metal "max. 0.1 ppm "< 0.1 ppm "
"pH value "5.0 - 7.0 "6.0 "
"Total Organic Carbon"max. 500 ppb "35 ppb "
"Conductivity "max. 1.1 µS "0.7 uS "
"Temperature "min. 75 C "82 C "
"Total count "action level "0 cfu/ml "
" ":max.100 cfu/ml " "
" "alert level :10 " "
" "cfu/ml " "
"Eschericia coli "not detectable/100"not detectable "
" "ml " "
"Coliforms "not detectable/100"not detectable "
" "ml " "
"Pseudomonas "not detectable/100"not detectable "
"aerugenosa "ml " "
Dalam proses pembuatan obat diperlukan air yang higienis, steril, dan
murni sehingga proses dan penetapan standar kualitas air dilakukan secara
ketat dan serius karena menyangkut kesehatan manusia. Penggunaan purified
water pada industri farmasi adalah sebagai berikut.
a. Sebagai pencuci alat proses produksi
Alat proses yang telah dipakai harus dibersihkan dari sisa-sisa produk
dan disterilkan. Jadi, alat proses dicuci dengan menggunakan cairan
pembersih, dibilas dengan potable water, lalu alat proses dibilas dengan
purified water beberapa kali hingga bersih. Kebersihannya pun selalu di
kontrol dengan melakukan uji konduktivitas dan pH pada air bilasan
terakhir. Dengan kemurnian yang tinggi dan temperature lebih dari 70 C
diharapkan purified water dapat membersihkan alat proses dari sisa residu
dan mikroba yang dapat mengurangi kualitas produk.
b. Sebagai bahan baku untuk produk
Dalam pembuatan obat yang berbentuk padatan maupun cairan, diperlukan air
sebagai pelarut sehingga kualitas purified water harus selalu dijaga.
c. Sebagai air umpan ketel pada boiler
Air umpan ketel harus terhindar dari zat-zat yang dapat menyebabkan
korosi, foaming dan kerak. Zat-zat penyebab korosi yang harus dihilangkan
dari dalam air diantaranya adalah besi, karbonat, dan ammonia. Zat yang
dapat menimbulkan foaming biasanya berasal dari minyak. Zat yang dapat
menyebabkan kerak yaitu silika, magnesium, kalsium, dan garam-garam
karbonat.
Proses pengolahan pada purified water plant sebagian besar dilakukan
pengolahan secara kimia karena sumber airnya yaitu potable water yang
sebelumnya sudah dilakukan proses pengolahan secara fisik, sehingga hanya
kandungan mineral dan ion saja yang harus dihilangkan agar air menjadi
murni. Berikut skema gambar dan tahapan proses purified water plant.
Keterangan :
a. Catridge Filter (fiber)
Terbuat dari serat fiber yang mempunyai pori-pori berukuran 5 µm. Dapat
menyaring partikel dan mikroorganisme yang ada dalam aliran air.
b. Ultraviolet lamp
Berfungsi untuk mensterilkan air dari mikroba yang masih terkandung dalam
purified water dan menjaga proses setelahnya yaitu daya operasi dari
reverse osmosis karena terhindar dari tumbuhnya mikroba yang dapat
merusak jaringan membran semipermeable.
c. Reverse osmosis
Osmosis terbalik adalah sebuah istilah teknologi yang berasal dari
osmosis. Osmosis adalah sebuah fenomena alam dalam sel hidup dimana
molekul pelarut (biasanya air) akan mengalir dari daerah konsentrasi
rendah ke daerah konsentrasi yang lebih tinggi melalui sebuah membran
semipermeable. Membran semipermeable ini menunjuk ke membran sel atau
membran apa pun yang memiliki struktur yang mirip atau bagian dari
membran sel tersebut. Gerakan dari pelarut berlanjut sampai sebuah
konsentrasi yang seimbang tercapai di kedua sisi membran.
Reverse osmosis itu sendiri adalah sebuah proses pemaksaan sebuah pelarut
dari sebuah daerah larutan konsentrasi tinggi melalui sebuah membran ke
sebuah daerah larutan konsentrasi rendah dengan menggunakan sebuah
tekanan melebihi tekanan osmotik. Dalam istilah lebih mudah, reverse
osmosis adalah mendorong sebuah larutan melalui filter yang menangkap
larutan dari satu sisi dan mendapatkan larutan murni di sisi satunya.
Proses ini telah digunakan untuk mengolah air laut untuk mendapatkan air
tawar, sejak awal 1970-an.
Dengan prinsip filtrasi dan osmosis, air akan di saring dan dipisahkan
dari segala ion pengotor yang terkandung di dalamnya. Kondisi operasinya
dilakukan pada tekanan tinggi sekitar 7 bar. Berikut gambar sistem alat
reverse osmosis.
Berikut data kualitas air yang dihasilkan reverse osmosis.
"Test "Specification "Reverse Osmosis "
" " "Water "
"Appearance "colourless, "colourless, "
" "odourless "odourless "
"pH value "5.0 – 8.0 "6.9 "
"Chloride "max. 250 ppm "3 ppm "
"Copper "max. 1.0 ppm "< 1.0 ppm "
"Iron "max. 0.3 ppm "< 0.1 ppm "
"Lead "max. 0.05 ppm "< 0.01 ppm "
"Mangan "max. 0.1 ppm "< 0.1 ppm "
"Nitrate "max. 10 ppm "< 5 ppm "
"Nitrite "max. 1.0 ppm "< 1.0 ppm "
"Organic Substances "max. 10 ppm "6 ppm "
"(KMnO4) " " "
"Sulphate "max. 400 ppm "80 ppm "
"Total Hardness "max. 0.1 º dH "< 0.1 º dH "
"(CaCO3) " " "
"TDS "max. 1000 ppm "15 ppm "
"Conductivity "< 80 uS "30 uS "
"Silicate "informative "0.02 ppm "
d. Resin Ion Exchanger
Resin ini dapat menghilangkan garam-garam atau ion-ion terlarut dan Total
Disolved Solid dalam air sehingga menghasilkan Demin water. Air demin
tersebut kemudian dapat digunakan sebagai air pencuci alat-alat proses
sehingga saat proses pembuatan produk tetap terjaga kebersihannya serta
steril dari mineral-mineral yang dapat mempengaruhi kualitas produk.
Ion exchanger terdiri dari resin kation dan resin anion yang akan menukar
kation-anion pada air yang dilewatkannya. Resin kation yang sifatnya akan
mengikat ion yang kurang elektronegatif ditukar dengan ion H+, karena
adanya kation-kation yang lebih kecil ke elektronegatifitasnya dalam air,
maka ion H+ akan tertukar, resin kation akan mengikat kation-kation dalam
air. Sebaliknya untuk resin anion yang sifatnya lebih mengikat ion-ion
yang lebih elektronegatif, yang awalnya mengikat OH- akan mengikat anion-
anion yang lebih elektronegatif.
Resin kation :
R-H + K +, Na +, Mg 2+, Ca 2+, dll R-K , R-Na, R-Mg, R-Ca + H +
Resin anion :
R-OH + Cl-, SO4 2- , NO2 -, SiO2 -, dll R-Cl, R-SO4, R-NO2,R-SiO2 + OH
–
Sehingga hasil reaksi dari kedua resin tersebut adalah :
H + + OH – H2O
e. Heat Exchager
Alat ini dapat mensterilkan air dari mikroba yang ada di dalam air dan
membersihkan alat proses dari sisa-sisa kotoran yang menempel pada alat
dengan menaikkan temperaturnya sampai kurang lebih 80 C.
C. KESIMPULAN
Air merupakan suatu bahan utilitas yang sangat penting keberadaannya pada
suatu industri farmasi. Air baku yang digunakan oleh PT. Bayer Indonesia
berasal dari dua sumber yaitu air PAM dan air artesis. Air baku tersebut
diolah secara fisika dan kimia sehingga dihasilkan potable water dan
purified water yang memiliki spesifikasi yang berbeda sesuai dengan
kebutuhan dan fungsinya. Air industri harus selalu dijaga kualitasnya baik
secara fisik, kimia maupun biologis agar semua proses yang berlangsung pada
industri tersebut dapat berjalan dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA
Hammer, Mark, J. 1977. Water and Waste-water Technology. Canada: John Wiley
& Son, Inc.
Spellman, Frank, R. 2003. Handbook of Water and Wastewater Treatment.
United States of America: Lewis Publishers
www.Chem-Is-Try.org/korosi pada boiler
www.google.com//proses pengolahan air
