REVERSE OSMOSIS MAKALAH FARMASI INDUSTRI
Oleh: Akbar Amirudin NIM 3351111076 Kelas C Profesi Apoteker Apoteker Angkatan Angkatan 2011
PROGRAM PENDIDIKAN PROFESI APOTEKER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JENDRAL ACHMAD YANI BANDUNG 2011
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang
Manusia sering dihadapkan pada situasi yang sulit dimana sumber air tawar sangat terbatas dan di lain pihak terjadi peningkatan kebutuhan. Bagi masyarakat yang tinggal didaerah pantai atau pulau kecil air tawar merupakan sumber air yang sangat penting. Sering terdengar ketika musim kemarau mulai datang maka masyarakat yang tinggal di daerah pantai atau pulau kecil-kecil mulai kekurangan air. Air hujan yang merupakan sumber air yang telah disiapkan di bak penampung air hujan (PAH) sering tidak dapat mencukupi kebutuhan pada musim kemarau Dalam
memenuhi
kebutuhan
akan
air
tawar
manusia
telah
mengembangkan sistem pengolahan air laut dengan teknologi membran semipermeabel. Membran (selaput) semipermeabel adalah suatu selaput penyaring skala molekul yang dapat ditembus oleh molekul air dengan mudah, akan tetapi tidak dapat atau sulit sekali dilalui oleh molekul lain yang lebih besar dari molekul air. Teknologi pengolahan air laut ini lebih dikenal dengan sistem osmosa balik (Reverse Osmosis disingkat RO). Tekknologi ini menerapkan sistem osmosis yang dibalik yaitu denganmemberikan tekanan yang lebih besar dari tekanan osmosis air asin/payau. Air asin/payau tersebut ditekan supaya melewati membran yang bersifat semipermeabel, molekul yang mempunyai diameter lebih besar dari air akan tersaring. Di Indonesia, sistem reverse osmosis (RO) sudah ada sekitar akhir tahun80-an, tapi baru populer atau terkenal 5 tahun sekarang ini. Ketika awal datang keIndonesia, harga satu unit produk reverse osmosis untuk rumah tangga lebihmahal daripada satu unit kendaraan roda dua. Sistem reverse osmosis Indonesia kebanyakan mengadopsi sistem reverse osmosis dari berbagai negara seperiAmerika Serikat (USA), Taiwan, Jepang dan Korea. Sistem reverse osmosis Indonesia sudah cukup marak dipakai di beberapa kota di Indonesia Dengan makin maraknya sistem reverse osmosis Indonesia, tentu akan membantu masyarakat meningkatkan kesehatannya.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian dan Gambaran Umum Reserve Osmosis
Reverse osmosis adalah suatu proses pembalikan dari sutu proses osmosis. Osmosis adalah proses perpindahan larutan dari larutan dengan konsentrasi zat terlarut rendah menuju larutan dengan konsentrasi zat trelarut lebih tinggi sampai terjadi kesetimbangan konsentrasi. Osmosis merupakan sutu fenomena alami tetapi alairan larutan dapat diperlambat, dihentikan, dan dapat dibalikkan (hal ini dikenal dengan istilah Reserve Osmosis) reserve osmosis dilakukan dengan cara memberikan tekanan pada bagian larutan dengan kosentarasi tinggi melebihi tekanan pada bagian larutan dengan konsentrasi rendah. Sehingga larutan akan mengalir dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses perpindahan larutan terjadi melalui sebuah membrane yang semipermeabel dan tekanan yang diberikan adalah tekanan hidrostatik. Proses ini telah digunakan untuk mengilah air laut untuk mendapatkan air tawar, sejak awal 1970-an (Shun Dar Lin, 2001). Pada peristiwa reverse osmosis, pada sisi larutan dengan konsentarasi tinggi diberikan tekanan
Untuk mendorong molekul air melewati membrane
menuju sisi larutan air. Proses pemisahan ini akan memisahkan antara zat terlarut pada suatu sisi membran dan pelarut murni disisi yang lain
Gambar 2.1 : Mekanisme kerja Reserve Osmosis
Membran semipermeabel yang digunakan pada reserve osmosis disebut membran reserve osmosis (Membran RO). Memiliki ukuran pori kurang dari 1 nm Karena ukuran porinya yang sangat kecil. tidak
berpori.
membran RO disebut juga
membran
Membran RO biasanya digunakan untuk pengolahan air, seperti,
pengolahan air minum, destilasi air laut, dan pengolahan limbah cair. Saat ini membran RO juga banyak digunakan pada proses pengolahan air isi ulang, pada pengolahan air minum seperti pada pengolahan air isi ulang membrane RO didesain untuk melewatkan molekul-molekul air dan menahan solid, seperti ionion garam, membran RO dapat memisahkan dan menyisihkan zat terlarut dan zat organik, pirogen, koloid, virus dan bakteri dari air baku. Efesiensi penyisihan membrane RO untuk zat terlarut total (TDS) dari bakteri masing-masing adalah 95-99 % dari 99%. Sehingga pada akhir proses akan dihasilkan air yang murni. Tidak semua air bisa dilewatkan melalui membrane semi permeable, hal ini bergantung pada tekanan yang diberikan dan karakter membrane. Oleh karena itu, dalam filter reverse osmosis akan dihasilkan air limbah (reject) , yaitu air yang mengandung garam-garaman dengan konsentrasi tinggi. Pada umumnya 2/3dari air yang diolah akan berubah menjadi limbah, hanya 1/3 yang kemudian menjadi lebih murni.
Gambar 2.2 : Contoh produk filter reserve osmosis
Efesiensi penyisihan merman RO yang tinggi menyebabkan terjadinya penyisiahan mineral-mineral alami pada air baku. Dengan kata lain, air murni yang dihasilkan oleh membrane RO tidak sehat bagi tubuh. Selain itu, membrane RO memiliki batasan dalam pengoperasiannya, diantara : 1. Tekanan air baku adalah antara 40 - 70 psig (800 - 1.000 psi). 2. Kekeruhan air baku tidak boleh lebih dari 1 NTU. 3. pH operasi berkisar antara 4 - 11. 4. TDS air baku tidak boleh lebih dari 35.000 ppm. Nilai TDS yang lebih tinggi akan menurunkan kecepatan produksi. 5. Suspended Solid air baku; (dinyatakan dengan SDI, Salt Density Index), harus kurang dari 5. 6. Sisa klor air baku harus nol ( 0)
2.2 Prinsip Kerja Reverse Osmosis a. Proses Osmosis
Untuk memahami proses reverse osmosis, sebaiknya kita mengkaji terlebih dahulu proses osmosis. Proses osmosis dapat dijelaskan dengan menggunakan ilustrasi di bawah ini.
Gambar 2.3 : Proses Reverse Osmosis
Terdapat dua jenis larutan yang berbeda diletakkan secara berdampingan dan diantara kedua jenis larutan itu diletakan membrane semi permeable sebagai pembatas. Pada wadah sebelah kiri disebut concentrated solution , yaitu larutan dengan kadar garam tinggi. Sedangkan pada wadah sebelah kanan disebut dilute solution, yaitu larutan dengan kadar garam rendah.
Fungsi membrane semi permeable diletakkan ditengah kedua larutan tersebut untuk mencegah terjadinya percampuran diantara kedua larutan tersebut. Membrane semi permeable adalah membrane yang bisa dilewati oleh molekul air tetapi tidak bisa dilewati molekul garam. Proses osmosis adalah proses mengalirnya molekul air dari larutan berkadar garam rendah (dilute solution) menuju ke larutan berkadar garam tinggi (concentrated solution). Proses osmosis merupakan proses alamiah yang terjadi
sebagai upaya untuk menyeimbangkan konsentrasi garam pada kedua sisi. Proses osmosis ini akan menyebabkan ketinggian permukaan air pada concentrated solution akan menjadi lebih tinggi daripada permukaan pada dilute solution.
Secara alamiah air akan memberikan tekanan dari permukaan air yang lebih tinggi ( concentrated solution ) menuju ke permukaan air yang lebih rendah ( dilute solution ) . Tekanan yang terjadi inilah biasa kita disebut sebagai osmotic pressure. Pada ketinggian air tertentu di concentrated solution ), besarnya osmotic pressure ini akan menyebabkan proses osmosis berhenti. Proses reverse osmosis
pada prinsipnya adalah kebalikan proses osmosis. Dengan memberikan tekanan larutan dengan kadar garam tinggi (concentrated solution) supaya terjadi aliran molekul air yang menuju larutan dengan kadar garam rendah ( dilute solution). Pada proses ini molekul garam tidak dapat menembus membrane semipermeable, sehingga yang terjadi hanyalah aliran molekul air saja. Melalui proses ini, kita akan mendapatkan air murni yang dihasilkan dari larutan berkadar garam tinggi. Inilah prinsip dasar reverse osmosis. Berdasarkan penjelasan sederhana diatas, dalam proses reverse osmosis minimal selalu membutuhkan dua komponen yaitu adanya tekanan tinggi ( high pressure ) dan membrane semi permeable. Itulah alasan kenapa pada mesin
reverse Osmosis modern, membrane semi permeable dan pompa tekanan tinggi ( high pressure pump ) menjadi komponen utama yang harus ada.
Gambar 2.4: Proses Reverse Osmosis 2.2.1 Low pressure system
Low Pressure System, biasanya digunakan di perumahan.
Sistem
Reverse Osmosis bertekanan rendah adalah yang bertekanan kurang dari 100 psig.Biasanya digunakan di area perumahan yang menggunakan sistem penampungan seperti pada skema berikut.
Gambar 2.5 Skema system reverse osmosis
Tangki penampungan penempatan di atas (countertop) biasanya tidak bertekanan; namun jenis tangki penampung terbenam (undersink) biasanya bertekanan yang akan bertambah seiring bertambahnya isi tangki. Sistem bertekanan ini mampu menyediakan tekanan yang cukup untuk menggerakkan air dari tangki penampungan menuju kran. Tapi sayangnya, hal ini juga akan menciptakan tekanan balik melawan membran, yang dapat menurunkan efisien sistem. Beberapa unit mengatasi masalah ini dengan menggunakan tangki tidak bertekanan dengan pompa untuk mendapatkan air yang telah dimurnikan saat dibutuhkan.Unit-unit bertekanan rendah biasanya mampu menghasilkan 2 ± 15 galonper hari, dengan efisiensi besar jumlah air limbah (reject water) sebanyak 2 ± 4galon untuk setiap galon air murni yang dihasilkan. Kemurnian air yang dihasilkan mampu mencapai 95%. Sistem jenis ini sangat terjangkau. Unit jenis ini memerlukan pemeliharaan berupa penggantian pre dan post filter (biasanya 1 hingga 4 kali per tahun); dan penggantian membran Reverse Osmosis setiap 2hingga 3 tahun sekali, tergantung penggunaan.
2.2.2. High Pressure System
High Pressure System ,biasanya digunakan untuk komersial dan industri. Sistem tekanan tinggi biasanya beroperasi pada tekanan 100 ± 1000 psig, tergantung membran yang digunakan dan air yang akan diolah. Sistem ini biasanya digunakan untuk industri dan komersial dimana dibutuhkan volume yang besar namun tetap pada standar kemurnian yang tinggi. Kebanyakan sistem komersial dan industri menggunakan banyak membranyang diatur secara pararel untuk menghasilkan jumlah air yang diinginkan. Air yang telah diproses dari stage pertama kemudian dilanjutkan ke modul membrane tambahan untuk mendapatkan tingkat pemurnian yang lebih tinggi. Air limbah yang dihasilkan dapat juga diarahkan ke modul membran erikutnya untuk meningkatkan efisiensi sistem (lihat diagram dibawah berikut), walaupun pembersihan (flushing) masih tetap diperlukan saat konsentrasi meningkat mencapai tingkat kegagalan (fouling).
Sistem High Pressure untuk industri mampu menghasilkan 10 hingga ribuan galon air perhari dengan efisiensi 1 ± 9 galon air limbah. Kemurnian air bisa mencapai 95%. Sistem ini lebih besar dan leih rumit dibandingkan system Low Pressure b. Permasalahan Pada Reverse Osmosis
Jika kita perhatikan ilustrasi gambar diatas, saat kita memberikan tekanan pada sisi larutan kadar garam tinggi (concentrated solution), maka terjadilah proses yang disebut reverse osmosis terjadi. Pada saat proses reverse osmosis molekul air mengalir menembus membrane semi permeable, akan tetapi pada saat yang bersamaan molekul garam tertahan di wadah sebelah kiri karena molekul garam tidak mampu melewati membran semi permeable. Sehingga setelah beberapa waktu, terjadi pengurangan vlolume air yang ada di wadah sebelah kiri, sementara itu jumlah garam tetap sama. Hal ini mengakibatkan konsentrasi garam menjadi meningkat tajam. Peningkatan konsentrasi ini akan terus berlanjut seiring berkurangnya jumlah air. Peningkatan konsentrasi garam inilah yang akan menjadi penyebab utama “scaling” di membrane semi permeable. Scaling sendiri merupakan peristiwa dimana terbentuknya padatan / endapan yang disebabkan pertemuan antara ion positif dan ion negatif. Misalnya ion Calsium yang bereaksi dengan ion karbonat, akan menghasilkan padatan Calsium Carbonat. Pada saat konsentrasi ion Calsium dan Carbonate di air masih sangat rendah, kedua ion ini tidak bisa bereaksi membentuk padatan. Tetapi pada saat konsentrasinya meningkat tajam (karena semakin berkurangnya jumlah molekul air ), maka terbentuklah endapan. Endapan yang terbentuk ini bisa menempel pada permukaan membrane, dan menjadi penyebab terjadinya kebuntuan pada membrane. Pada sistem Reverse Osmosis masalah utama yang sering terjadi adalah kebuntuan membrane (membrane blocked ) .
Secara
umum
penyebab
terjadinya
kebuntuan
membrane
dapat
dikategorikan menjadi dua, yaitu Scaling dan Fouling. Fouling sendiri terjadi disebabkan karena adanya beberapa zat tertentu di dalam air yang memiliki kecenderungan dapat menempel di permukaan membrane. Misalnya zat organik,
zat besi, silika, dan masih banyak lagi. Untuk mengantisipasi serta mengatasi permasalahan ini, maka aspek desain system Reverse Osmosis menjadi sangat penting.
2.3. Peranan dan Mamfaat Alat Pengolah air dan Air Minum Reserve Osmosis Bagi Kehidupan a. Reverse Osmosis Treatment
Reverse Osmosis mampu menghilangkan banyak jenis kontaminan kesehatan dan aestatik. Didesain dengan efektif sehingga mampu menghilangkan rasa, warna dan bau yang tidak sedap, dan rasa asin atau soda yang disebabkan oleh klorida atau sulfat. Reverse Osmosis juga efektif untuk menghilangkan kontaminan kesehatan seperti arsenik, asbestos, atrazine (hebrisida/pestisida), florida, timah, merkuri,nitrat, dan radium. Dengan menggunakan pre-filter karbon yang sesuai (yangbiasanya termasuk di banyak sistem reverse osmosis), maka akan
mampu
menghilangkan
kontaminan
seperti
benzene,
trikloretilen,
trihalometana, dan radon. Beberapa
sistem
reverse
osmosis
juga
mampu
menghilangkan
kontaminan biologi seperti Crystosporidium. Peringatan dari Water Quality Association (WQA), bahwa membran reverse osmosis secara umum mampu menghilangkan semua mikro-organisme dan kontaminan kesehatan, dengan perancangan
system
reverse
osmosis
yang
dapat
mencegah
kegagalan
perlindungan pada sistem air minum.
2.3.1. Mamfaat Alat Pengolah Air Reserve Osmosis
Alat pengolah air sistem RO mempunyai fungsi untuk mengolah air laut menjadi air tawar dengan cara filtrasi tingkat molekul, dengandemikian alat ini memberikan manfaat yang sangat besar bagi manusia. Pemanfaatan teknologi ini akan memberi kemudahan bagi manusia untuk mendapatkan air bersih yang diperoleh dari pengolahan air laut .Manfaat lainnya yang dapat dinikmati oleh manusia dengan diterapkannya pengolah air
sistem RO berupa peningkatan mutu kualitas air hasil olahan. Hasil tersebut dapat dilihat pada Tabel Pandual Kualitas Air Hasil Pengolahan Sistem RO.
Tabel 2.1 Pandual Kualitas Air Hasil Pengolahan Sistem RO 2.3.2 Mamfaat Air Minum Reserve Osmosis
Lebih dari 70% bagian tubuh kita adalah air, yang mengisi sekitar 600.000urat nadi dan arteri dalam darah. Otak 90%, jantung 75%, paru - paru 86%, ginjal 83%, otot 75% dan darah 90%. Darah mengandung cairan 50% - 60% dan 90%dari cairan tersebut adalah air murni. Air dalam tubuh berfungsi memberi zat pelumas pada sendi - sendi dan jaringan lunak, mengisi semua dan lubang lubang kecil dalam tubuh. Bahkan air juga dapat dijadikan sebagai terapi kesehatan untuk menyembuhkan berbagai penyakit. air memegang peranan yang sangat vital dalam tubuh sehingga kita harus memperhatikan kebersihan air dari berbagai bahan pencemar air. Fungsi air dalam tubuh antara lain: a. Membentuk sel-sel baru, memelihara dan mengganti sel-sel yang rusak b. Membantu sistem pencernaan, pernafasan dan metabolisme c. Melarutkan dan membawa nutrisi-nutrisi, oksigen dan hormon ke seluruh sel tubuh yang membutuhkan
d. Menjaga agar tetap aman semua organ dalam tubuh (jantung, ginjal, paru-paru dll) e. Menstabilkan suhu tubuh agar tidak terjadi gangguan organ dalam karenapanas atau dingin f. Pelumas bagi persendian g. Melarutkan dan membuang sampah-sampah dan racun dari dalam tubuh Mengingat pentingnya air minum, sudah saatnya bagi kita semua untuk menjaga dan memperbaiki kesehatan kita dengan tidak sembarangan mengkonsumsi air minum. Air minum terbaik saat ini adalah dengan pengolahan sistem reverse osmosis (RO system). Manfaat air minum kesehatan dengan system reverse osmosis antara lain adalah sebagai terapi kesehatan. Jika kita rajin melakukan terapi kesehatan air putih selama 2 kali sehari, maka kesehatan kita jauh lebih baik. Selain bermanfaat untuk menjaga kesehatan, manfaat terapi air putih jugadapat menyembuhkan berbagai macam penyakit antara lain: a) sakit kepala, darah tinggi, kurang darah, reumatik, lumpuh, kegemukan b) radang persendian, radang selaput lendir, mabuk dan pusing, batuk, asma,bronchitisc. c) TBC paru - paru, radang otak, batu ginjal, penyakit saluran kencing d) kelebihan asam urat, mencret, disentri, susah tidur, bengkak persendiane. e) ambien, sembelit, hosthortobics, kencing manis, radang tenggorakanf. f) haid tidak teratur, kanker darah, kanker payudara, pendarahan mata Manfaat lain dari terapi air putih adalah menambah dan meningkatkan kecantikan. Ini karena kulit terlihat lebih segar, tidak ada keriput dan lebih cerah.Saat melakukan terapi air putih, pastikan bahwa air yang kita pakai hanya air bersih dan sehat yang sudah bebas dari semua bahan pencemar air. Pengolahan air minum yang baik akan menghasilkan air yang baik untuk kesehatan. Pastikan hanya dengan produk reverse osmosis rumah tangga sebagai water purifier pilihan terbaik untuk kita semua.
BAB III KESIMPULAN
1. Reverse osmosis adalah suatu proses pembalikan dari sutu proses osmosis. Osmosis adalah proses perpindahan larutan dari larutan dengan konsentrasi zat terlarut rendah menuju larutan dengan konsentrasi zat trelarut lebih tinggi sampai terjadi kesetimbangan konsentrasi. 2. Proses osmosis adalah proses mengalirnya molekul air dari larutan berkadar garam rendah (dilute solution) menuju ke larutan berkadar garam tinggi (concentrated solution).
3. Low Pressure System, biasanya digunakan di perumahan. Sistem Reverse Osmosis bertekanan rendah adalah yang bertekanan kurang dari 100 psig. 4. High
Pressure
System
,biasanya
digunakan
untuk
komersial
dan
industri.Sistem tekanan tinggi biasanya beroperasi pada tekanan 100 ± 1000 psig, 5. Pada sistem Reverse Osmosis masalah utama yang sering terjadi adalah kebuntuan membrane (membrane blocked ) . 6. Reverse Osmosis mampu menghilangkan banyak jenis kontaminan kesehatan dan aestatik. Didesain dengan efektif sehingga mampu menghilangkan rasa, warna dan bau yang tidak sedap, dan rasa asin atau soda yang disebabkan oleh klorida atau sulfat
DAFTAR PUSTAKA
Agung Arief Wijaya, ST, MM SWA “Singapore Water Association” dan MASAR – USA) Anonim. 2010. Instalasi Pengolahan Air Sistem Reverse Osmosis Anonim, 2010. Buku manual Desalite RO Drinking Water System . http://www.desalite.com/download/buku-manual-reverse-osmosis.pdf Said, Nusa Idaman. dkk. 2010. Pengolahan Air Asin Atau Payau Dengan Sistem Osmosis Balik http://science.howstuff works.com/reverse-osmosis.htm http://www.lipi.org/Membran/20Reverse-Osmosis/PUSAT-PENELITIANGEOTEKNOLOGI.htm
