“Allahumma tawwi umurana fi ta’atika wa ta’ati rasulika waj’alna min ibadikas salihina”

INDUSTRI MINUMAN

MENGENAL LEBIH DEKAT: DESINFEKTAN KLORIN

MENGENAL LEBIH DEKAT: DESINFEKTAN KLORIN

Klorin banyak digunakan dalam pengolahan air bersih dan air limbah sebagai Oksidator dan desinfektan. Sebagai oksidator, klorin digunakan untuk menghilangkan bau dan rasa pada pengolahan air bersih. Untuk mengoksidasi Fe(II) dan Mn(II) yang banyak terkandung dalam air tanah menjadi Fe(III) dan Mn(III).

Yang dimaksud dengan klorin tidak hanya Cl2 saja akan tetapi termasuk pula asam hipoklorit (HOCl) dan ion hipoklorit (OCl-), juga beberapa jenis kloramin seperti monokloramin (NH2Cl) dan dikloramin (NHCl2) termasuk di dalamnya. Klorin dapat diperoleh dari gas Cl2 atau dari garam-garam NaOCl dan Ca(OCl)2. Kloramin terbentuk karena adanya reaksi antara amoniak (NH3) baik anorganik maupun organik aminoak di dalam air dengan klorin.

Bentuk desinfektan yang ditambahkan akan mempengaruhi kualitas yang didesinfeksi. Penambahan klorin dalam bentuk gas akan menyebabkan turunnya pH air, karena terjadi pembentukan asam kuat. Akan tetapi penambahan klorin dalam bentuk natrium hipoklorit akan menaikkan alkalinitas air tersebut sehingga pH akan lebih besar. Sedangkan kalsium hipoklorit akan menaikkan pH dan kesadahan total air yang didesinfeksi.

Kaporit adalah senyawa kimia ( CaOCl2 ), yg pada kadar tinggi bersifat korosif. Pada prosentase rendah bisa digunakan sebagai penjernih air, pemutih pakaian, membunuh jentik, disinfektan.

Dampak Negatif Klorin Bagi Kesehatan Tubuh

Klorin, khlorin atau chlorine merupakan bahan utama yang digunakan dalam proses khlorinasi. Sudah umum pula bahwa khlorinasi adalah proses utama dalam proses penghilangan kuman penyakit air ledeng, air bersih atau air minum yang digunakan oleh masyarakat. Proses khlorinasi sangat efektif untuk menghilangkan kuman penyakit terutama dalam penggunaan air ledeng. Tetapi dibalik kefektifannya klorin juga dapat berbahaya bagi kesehatan. Orang yang meminum air yang mengandung klorin memiliki kemungkinan lebih besar untuk terkena kanker kandung kemih, dubur ataupun usus besar. Sedangkan bagi wanita hamil dapat menyebabkan melahirkan bayi cacat dengan kelainan otak atau urat saraf tulang belakang, berat bayi lahir rendah, kelahiran prematur atau bahkan dapat mengalami keguguran kandungan. Selain itu pada hasil studi efek klorin pada binatang ditemukan pula kemungkinan kerusakan ginjal dan hati.

Fungsi Klorin Sebagai Disinfektan

Air dapat merupakan medium pembawa mikroorganisme patogenik yang dapat berbahaya bagi kesehatan. Patogen yang sering ditemukan di dalam air terutama adalah bakteri-bakteri penyebab infeksi saluran pencernaan seperti Vibrio cholera penyebab penyakit kolera, shigella dysentereae penyebab disentri basiler, salmonella typhosa penyebab tifus dan S. Paratyphy penyebab paratifus, virus polio dan hepatitis. Untuk mencegah penyebaran penyakit melalui air, maka bakteri patogen di dalam air harus dihilangkan dengan proses disinfeksi.

Kegunaan disinfeksi pada air adalah untuk mereduksi konsentrasi bakteri secara umum dan menghilangkan bakteri patogen. Penghilangan bakteri patogen tersebut terutama harus benar-benar dilakukan untuk air yang akan diminum untuk mencegah timbulnya penyakit. Program disinfeksi ini telah digunakan secara luas sejak awal tahun 1900 untuk menangani air yang akan digunakan secara luas.

Mikroba dalam hal ini bakteri patogen pada umumnya dapat bertahan selama beberapa hari tergantung juga dari kondisi lingkungannya. Beberapa faktor yang mempengaruhi ketahanan tersebut antara lain pH, suhu, gizi yang tersedia, kompetisinya dengan mikroba lain, kemampuan membentuk spora dan ketahanannya terhadap senyawa penghambat. Sedangkan kemampuannya untuk menyebabkan penyakit antara lain ditentukan oleh konsentrasi, virulensi dan resistensi.

Lebih dari 50% bakteri patogen didalam air yang akan mati dalam waktu 2 hari dan 90% akan mati pada akhir 1 minggu. Oleh karena itu, waduk-waduk penampang sebenarnya cukup efektif untuk mengendalikan bakteri. Walaupun demikian, beberapa jenis patogen mungkin tetap hidup selama 2 tahun lebih, karena itu dibutuhkan disinfeksi. Klorin teerbukti merupakan disinfektan yang ideal. Bila dimasukkan kedalam air akan mempunyai pengruh yang segera akn membinasakan kebanyakan makhluk mikroskopis.

Penggunaan disinfektan dapat mengatasi mikroba patogen yang spesifik. Metode desinfeksi telah dikenal secara luas. Disinfeksi dapat dilakukan antara lain dengan berbagai metode dan bahan kimia seperti dengan klorin, yodium, ozon, senyawa amonium kuarterner dan lampu ultraviolet. Berdasarkan perhitungan ekonomi, efisiensi dan kemudahan penggunaanya maka penggunaan klorin merupakan metode yang paling umum digunakan.

Klorinasi

Klorinasi merupakan disinfeksi yang paling umum digunakan. Klorin yang digunakan dapat berupa bubuk, cairan atau tablet. Bubuk klorin biasanya berisi kalsium hipoklorit, sedangkan cairan klorin berisi natrium hipoklorit. Disinfeksi yang menggunakan gas klorin disebut sebagai klorinasi. Sasaran klorinasi terhadap air minum adalah penghancuran bakteri melalui germisidal dari klorin terhadap bekteri.

Bermacam-macam zat kimia seprti ozon (O3), klor (Cl2), klordioksida (ClO2), dan proses fisik seperti penyinaran sinar ultraviolet, pemanasan dan lain-lain, digunakan sebagai disinfeksi air. Dari bermacam-macam zat kimia diatas , klor adalah zat kimia yang sering dipakai karena harganya murah dan masih mempunyai daya disinfeksi sampai beberapa jam setelah pembubuhannya yaitu yang disebut sebagai residu klorin (Alaerts, 1984).

Klor berasal dari gas klor Cl2, NaOCl, Ca(OCl2) (kaporit), atau larutan HOCl (asam hipoklorit).Breakpoint chlorination (klorinasi titik retak) adalah jumlah klor yang dibutuhkan sehingga:

 semua zat yang dapat dioksidasi teroksidasi

 amoniak hilang sebagai gas N2

 masih ada residu klor aktif terlarut yang konsentrasinya dianggap perlu untuk pembasmi kuman-kuman.

Klorin sering digunakan sebagai disinfektan untuk menghilangkan mikroorganisme yang tidak dibutuhkan, terutama bagi air yang diperuntukkan bagi kepentingan domestik. Beberapa alasan yang menyebabkan klorin sering digunakan sebagai disinfektan adalah sebagai berikut:

1. Dapat dikemas dalam bentuk gas, larutan, dan bubuk.

2. Relatif murah.

3. Memiliki daya larut yang tinggi serta dapat larut pada kadar yang tinggi (7000mg/l).

4. Residu klorin dalam bentuk larutan tidak berbahaya bagi manusia, jika terdapat dalam kadar yang tidak berlebihan.

5. Bersifat sangat toksik bagi mikroorganisme, dengan cara menghambat aktivitas metabolisme mikroorganisme tersebut.

Proses penambahan klor dikenal dengan istilah klorinasi. Klorin yang digunakan sebagai disinfektan adalah gas klor yang berupa molekul klor (Cl2) atau kalsium hipoklorit [Ca(OCl2)]. Namun, penambahan klor secara kurang tepat akan menimbulkan bau dan rasa pahit.

Pada proses klorinasi, sebelum berperan sebagai disinfektan, klorin yang ditambahkan akan berperan sebagai oksidator, seperti persamaan reaksi :

H2S + 4 Cl2 + 4 H2O → H2SO4 + 8 HCl

Jika kebutuhan klorin untuk mengoksidasi beberapa senyawa kimia perairan telah terpenuhi, klorin yang ditambahkan akan berperan sebagai disinfektan. Gas klor bereaksi dengan air menurut persamaan:

Jika diperairan tidak terdapat amoniak:

Cl2 + H2O → HCl + HOCl

    V    V

H+ + Cl- H+ +ClO-

(residu bebas)

Jika di perairan terdapat amonia:

NH4+ + HClO → NH2Cl + H2O + H+

Monokloramin

NH2Cl + HClO→ NHCl2 + H2O

Dikloramin

NHCl2 + HClO→ NCl3 + H2O

Nitrogen triklorida

Reaksi kesetimbangan sangat dipengaruhi oleh pH. Pada pH 2, klor berada dalam bentuk klorin (Cl2); pada pH 2-7 , klor kebanyakan terdapat dalam bentuk HOCl; sedangkan pada pH 7,4 klor tidak hanya terdapat dalam bentuk HOCl tetapi juga dalam bentuk ion OCl-. Pada kadar klor kurang dari 1.000 mg/l, semua klor berada dalam bentuk ion klorida (Cl-) dan hipoklorit (HOCl) ,atau terdisosiasi menjadi H+ dan OCl-.

Beberapa kota besar menyadari bahwa lebih ekonomis dan aman untuk mempergunakan kalsium hipoklorit sebagai disinfektan. Bahan kimia ini bereaksi dengan air untuk membebaskan hipoklorit. Jumlah klorin yang dibutuhkan tergantung pada jumlah bahan organik dan anorganik yang berkurang di dalam air. Secara umum kebanyakan air akan mengalami disinfeksi cukup baik bila residu klorin bebas sebanyak 0,2mg/l diperoleh setelah klorinasi selama 10 menit. Residu yang lebih besar dapat menimbulkan bau yang tidak sedap, sedangkan yang lebih kecil tidak dapat menghilangkan bakteri pada air. Klorin akan sangat efektif bila pH air rendah, bila persediaan air mengandung fenol, penambahan klorin ke air akan mengakibatkan rasa yang kurang enak akibat pembentukan senyawa-senyawa klorofenol. Rasa ini dapat dihilangkan dengan menambahkan amoniak ke air sebelum klorinasi. Campuran klorin dan amoniak membentuk kloroamin, yang merupakan disinfektan yang relatif baik, walaupun tidak seselektif hipoklorit. Kloramin tidak bereaksi dengan cepat, tetapi bekerja terus untuk waktu yang lama. Karene itu, mutu disinfeksinya dapat berlanjut jauh kedalam jaringan distribusi.

Kebutuhan klorin atau chlorine demand untuk proses disinfeksi tergantung pada beberapa faktor. Klorin adalah adalah oksidator dan akan bereaksi dengan beberapa komponen termasuk komponen organik pada air. Faktor yang mempengaruhi efisiensi disinfeksi atau kebutuhan akan klorin dipengaruhi oleh jumlah dan jenis klorin yang digunakan, waktu kontak, suhu dan jenis serta konsentrasi mikroba.

Kebutuhan klorin untuk air yang relatif jernih dan pada air yang mengandung suspensi padatan yang tidak terlalu tinggi biasanya relatif kecil. Klorin akan bereaksi dengan berbagai jenis komponen yang ada pada air dan komponen-komponen tersebut akan berkompetisi dalam penggunaan klorin sebagai bahan untuk disinfeksi. Sehingga pada air yang relatif kotor, sebagian besar akan bereaksi dengan komponen yang ada dan hanya sebagian kecil saja yang bertindak sebagai disinfektan.

Residu klorin juga merupakan hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan klorin karena kemampuannya sebagai agen penginaktivasi enzim mikroba setelah zat tersebut masuk kedalam sel mikroba. Klorin dapat bertindak sebagai disinfektan baik dalam bentuk klorin bebas maupun klorin terikat pada suatu larutan dapat dijumpai dalam bentuk asam hipoklorit atau ion hipoklorit. Klorin dalam bentuk klorin bebas dan asam hipoklorit merupakan bentuk persenyawaan yang baik untuk tujuan disinfeksi.

Penentuan Kadar Klorin

Untuk setiap unsur klor aktif seperti klor tersedia bebas dan klor tersedia terikat memiliki analisa-analisa khusus. Namun, untuk analisa di laboratorium biasanya hanya klor aktif (residu) yang ditentukan melalui suatu analisa. Klor aktif dapat dianalisa melalui titrasi iodometri ataupun melalui metode kolorimetri dengan menggunakan DPD (Dietil-p-fenilendiamin). Analisa iodometris lebih sederhana dan murah tetapi tidak sepeka DPD.

Adapun prinsip kerja dari analisa dengan menggunakan DPD adalah; Bila N,N-dietil-p-fenilendiamin (DPD) sebagai indikator dibubuhkan pada suatu larutan yang mengandung sisa klor aktif, reaksi terjadi seketika dan warna larutan menjadi merah. Sebagai pereaksi digunakan iodida (KI) yang akan memisahkan klor tersedia bebas, monokloramin dan dikloramin, tergantung dari konsentrasi iodida yang dibubuhkan. Reaksi ini membebaskan iodin I2 yang mengoksidasi indikator DPD dan memberi warna yang lebih merah pada larutan bila konsentrasi pereaksi ditambah. Untuk mengetahui jumlah klor bebas dan klor terikat maka larutan dititrasi dengan larutan FAS (Ferro Amonium Sulfat) sampai warna merah hilang. pH larutan harus antara 6,2 sampai 6,5.

Pemeriksaan klorin dalam air dengan metode DPD dianalisa dengan menggunakan alat Komparator. Yaitu berdasarkan pembandingan warna yang dihasilkan oleh zat dalam kuantitas yang tidak diketahui dengan warna yang sama yang dihasilkan oleh kuantitas yang diketahui dari zat yang akan ditetapkan, dimana kadar klorin akan dibaca berdasarkan warna yang dibentuk oleh pereaksi.

Kolorimetri

Kolorimetri merupakan cara yang didasarkan pada pengukuran fraksi cahaya yang diserap analat. Prinsipnya: seberkas sinar dilewatkan pada analat, setelah melewati analat intensitas cahaya berkurang sebanding dengan banyaknya molekul analat yang menyerap cahaya itu. Intensitas cahaya sebelum dan sesudah melewati bahan diukur dan dari situ dapat ditentukan jumlah bahan yang bersangkutan.

Kolorimetri berarti pengukuran warna, yang berarti bahwa dalam kolorimeter, sinar yang digunakan adalah sinar daerah tampak (visible spectrum), sebaliknya, spektrofotometri tidak terbatas pada pengunaan sinar dalam daerah tampak, tetapi dapat juga sinar UV dan sinar IM. Maka timbul istilah-istilah spektrofotometri UV, spektrofotometri tampak, dan spektrofotometri IM.

Variasi warna suatu sistem berubah dengan berubahnya konsentrasi suatu komponen, membentuk dasar apa yang lazim disebut analisis kolorimetrik oleh ahli kimia. Warna tersebuat biasanya disebabkan oleh pembentukan suatu senyawa berwarna dengan ditambahkannya reagensia yang tepat, atau warna itu dapat melekat dalam penyusun yang diinginkan itu sendiri.

Kolorimetri dikaitkan dengan penetapan konsentrasi suatu zat dengan mengukur absorbsi relatif cahaya sehubungan dengan konsentrasi tertentu zat tersebut.

Dalam kolorimetri visual, cahaya putih alamiah ataupun buatan umumnya digunakan sebagai sumber cahaya, dan penetapan biasanya dilakukan dengan suatu instrumen sederhana yang disebut kolorimeter atau pembanding (comparator) warna. Bila mata digantikan oleh sel fotolistrik, instrumen itu disebut kolorimetri fotolistrik. Alat kedua ini biasanya digunakan dengan cahaya putih melalui filter-filter, yakni bahan terbuat dari lempengan berwana terbuat dari kaca, gelatin, dan sebagainya , yang meneruskan hanya daerah spektral terbatas.

 Komparator Lovibond

Komparator Lovibond adalah jenis colorimeter dibuat di Britania oleh The Tintometer Ltd. Hal ini ditemukan pada abad ke-19 oleh Joseph Williams Lovibond dan versi update masih tersedia.

Sampel yang akan diuji dicampur dalam tabung gelas dengan warna reagen.Tabung gelas dimasukkan ke dalam komparator dan dibandingkan dengan serangkaian kaca berwarna sampai pertandingan terdekat mungkin ditemukan. konsentrasi sampel ditunjukkan di sebelah disk yang dipilih. Hasilnya hanya merupakan perkiraan tetapi komparator ini sangat berguna untuk pekerjaan lapangan karena portabel, kasar dan mudah digunakan.

Komparator livibond 1000 juga menggunakan deret standar kaca permanen. Cakram yang mengandung sembilan standar warna kaca itu pas pada komparator, yang dilengkapi dengan 4 ruang untuk dipasangi tabung uji kecil atau sel persegi. Cakram itu dapat berputar dalam komparator, dimana larutan dalam sel dapat diamati. Dengan berputarnya cakram, nilai standar warna yang tampak dalam lubang itu akan kelihatan pada jendela khusus.


PENGOLAHAN AIR LIMBAH

PENGOLAHAN AIR LIMBAH


 

Indonesia mempunyai potensi yang besar untuk pengembangan industri pangan. Pada saat ini, perkembangan industri pangan di Indonesia tumbuh cukup pesat. Adanya perkembangan industri pangan menghasilkan dampak positif dan dampak negatif. Dampak positif perkembangan industri pangan adalah meningkatkan devisa negara dan kesejahteraan masyarakat, sedangkan dampak negatifnya adalah menimbulkan limbah yang dapat mencemari lingkungan apabila tidak dikelola dengan baik.

Air limbah merupakan salah satu masalah dalam pengendalian dampak lingkungan industri karena karakteristik fisik dan karakteristik kimia air limbah memberikan dampak negatif terhadap lingkungan. Air limbah yang dihasilkan terdiri dari zat-zat organik dan zat-zat non organik yang tidak berbahaya. Akan tetapi, air limbah tersebut mempunyai harga zat padat terlarut, zat padat tersuspensi, COD dan BOD yang cukup tinggi. Oleh karena itu, diperlukan langkah penanganan sebelum dibuang ke lingkungan atau dimanfaatkan kembali sebagai air pendukung aktivitas industri.

Tinjauan Pustaka

Pengertian Limbah

Air limbah adalah air yang tidak bersih dan mengandung berbagai zat yang dapat membahayakan kehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya dan lazimnya muncul karena hasil aktivitas manusia (Risdianto 2007).

Sifat Air Limbah

Sifat air limbah dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis yaitu sifat fisik, sifat kimia, dan sifat biologis (Masrun 1987). Sifat fisik air limbah adalah kandungan zat padat, kejernihan, warna, bau, dan temperatur. Salah satu faktor yang mempengaruhi sifat fisik adalah turbiditas atau kekeruhan. Turbiditas dalam air disebabkan zat yang tersuspensi seperti lumpur, plankton, dan zat organik.

Sifat kimia air limbah dapat diketahui dengan adanya zat kimia dalam air limbah. Zat kimia yang terdapat dalam air limbah berupa bahan organik dan bahan anorganik. Bahan organik dalam limbah mengandung sekitar 40%-60% protein, 25%-50% karbohidrat dan 10% lemak. Zat organik pada air limbah sebagian besar mudah terurai dan merupakan sumber makanan bagi mikroba. Bahan anorganik dalam air limbah adalah sulfur, zat beracun, fosfor, methan, dan nitrogen. Sifat biologis air limbah perlu diketahui untuk menaksir tingkat kekotoran air limbah sebelum dibuang ke badan air.

Parameter Pengolahan Air Limbah Industri

Ada tiga parameter utama dalam pengolahan air limbah industri yaitu oksigen terlarut (OT) atau Dissolved Oxygen (DO), kebutuhan oksigen biologis (KOB) atau Biologycal Oxygen Demand (BOD) dan kebutuhan oksigen kimia (KOK) atau Chemical Oxygen Demand (COD). DO (Dissolved Oxygen) adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesis dan absorbsi atmosfer atau udara. BOD (Biologycal Oxygen Demand) adalah jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh organisme untuk memecah atau mengoksidasi bahan organik dalam air (Kurnia 2009). COD (Chemical Oxygen Demand) adalah kebutuhan oksigen kimia untuk reaksi oksidasi terhadap bahan buangan di dalam air.

Pengolahan Air Limbah

Prinsip pengelolaan lingkungan adalah meminimalkan dampak negatif dan memaksimalkan dampak positif yang terjadi. Untuk meminimalkan dampak negatif, dilakukan upaya pengolahan air limbah sebelum dibuang ke badan air. Teknologi pengolahan air limbah adalah kunci dalam memelihara kelestarian lingkungan. Teknik-teknik pengolahan air limbah secara umum dibagi menjadi tiga teknik yaitu pengolahan secara fisika, kimia dan biologi (Eckenfelder & Wesley 2000). Ketiga teknik tersebut dapat diaplikasikan secara sendiri-sendiri atau secara kombinasi.

Pengolahan air limbah secara fisika dapat dilakukan dengan penyaringan (screening), presipitasi, filtrasi. Penyaringan merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi berukuran besar dengan menggunakan sand filter dimana ukuran silikanya dapat disesuaikan dengan bahan tersuspensi yang akan disaring. Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan. Proses filtrasi dilakukan untuk mendahului proses adsorbsi atau proses reverse osmosis. Hal ini dilakukan untuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dalam air sehingga tidak mengganggu proses adsorbsi atau menyumbat membran yang digunakan dalam proses osmosis. Proses adsorbsi biasanya menggunakan karbon aktif dan dilakukan untuk menyisihkan senyawa aromatik dan senyawa organik terlarut lainnya.

Pengolahan air limbah secara kimia dilakukan dengan menambahkan bahan kimia tertentu yang diperlukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor dan zat organik beracun. Bahan kimia yang banyak digunakan adalah ferosulfat, kapur, alum, PAC dan polielektrolit. Penyisihan bahan-bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi) baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi. Penyisihan logam berat dan senyawa fosfor dilakukan dengan menambahkan larutan alkali (misalnya air kapur) sehingga terbentuk endapan hidroksida logam-logam tersebut. Penyisihan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada konsentrasi rendah dilakukan dengan cara mengoksidasinya dengan klor atau kalsium permanganat.

Pengolahan air limbah secara biologi dipandang sebagai pengolahan yang paling murah dan efisien. Semua air limbah yang biodegradable dapat diolah secara biologi. Ditinjau dari segi lingkungan, pengolahan air limbah secara biologi dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu pengolahan aerob dan pengolahan anaerob. Apabila BOD air limbah tidak melebihi 400 mg/L, proses aerob masih dapat dianggap lebih ekonomis dari anaerob.

Koagulasi Flokulasi

Koagulasi flokulasi adalah salah satu proses kimia yang digunakan untuk menghilangkan bahan cemaran yang tersuspensi atau dalam bentuk koloid (Risdianto 2007). Partikel-partikel koloid tidak dapat mengendap sendiri dan sulit ditangani oleh perlakuan fisik. Koagulasi adalah proses destabilisasi muatan koloid padatan tersuspensi dengan suatu koagulan sehingga terbentuk flok-flok halus yang dapat diendapkan. Flokulasi adalah pengelompokan/aglomerasi antara partikel dengan koagulan menggunakan proses pengadukan lambat.

APLIKASI INDUSTRI

Air limbah PT. S mempunyai hidroulic load sekitar 130 m3/hari, flow time sekitar 18 jam mulai dari jam 06.00–24.00 WIB dengan peak flow sekitar 10 m3/jam. Sumber air limbah tersebut sekitar 90% dihasilkan dari aktivitas pencucian bahan baku jamu serta sekitar 10% dihasilkan dari pencucian mesin proses dan air limbah domestik. Sebagian besar komposisi air limbah PT. S terdiri dari zat-zat organik dan zat-zat non organik (besi, mangan, silika) yang tidak berbahaya. Akan tetapi, air limbah tersebut mempunyai harga zat padat terlarut, zat padat tersuspensi, COD dan BOD yang melebihi baku mutu yang dikeluarkan pemerintah yaitu peraturan daerah no 10 tahun 2004 tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri Jamu dan Farmasi di Propinsi Daerah Tingkat I. Oleh karena itu, diperlukan pengolahan air limbah

Air limbah hasil aktivitas industri PT. S mengalami serangkaian proses pengolahan baik secara kimiawi (proses koagulasi dan flokulasi), secara fisika (proses sedimentasi dalam clarifier dan filtrasi dalam sand filter), maupun secara biologi (proses aerasi). Proses pengolahan secara kimia lebih mendapat prioritas dibandingkan pengolahan secara biologi karena dapat berlangsung cepat, tidak memerlukan lahan yang luas dan efisiensinya dapat ditingkatkan.

Pengolahan air limbah yang saat ini dilakukan oleh PT. S adalah dengan menampung air limbah dari beberapa unit proses produksi kedalam penampungan berkapasitas sekitar 60m3 untuk proses equalisasi. Air limbah tersebut kemudian dipompa menggunakan pompa submersible dengan kapasitas 7 m3/jam. Air limbah yang keluar dari tiap unit proses menuju tempat pengolahan air limbah disaring oleh beberapa screening dengan ukuran diameter lubang screening mulai 10 mm sampai 2 mm. Hal ini dilakukan untuk menghindari tersumbatnya pompa karena material berukuran besar masuk kedalam bak penampungan awal dan terhisap pompa. Di sepanjang perpipaan dilakukan injeksi kimia menggunakan Poly Alumunium Chloride (PAC) dengan dosis 300 mg/l sebagai koagulan, flokulan trimer 6784 dengan dosis 35 mg/l sebagai flokulan dan Ca(OH)2 dengan dosis 200 mg/l untuk menaikan pH sampai pH 7.

Efluen yang telah diinjeksi kimia mengalami proses koagulasi flokulasi dan dialirkan secara laminar kedalam clarifier I untuk mengendapkan flok-flok yang terbentuk. Pada clarifier I, air limbah mempunyai retention time sekitar 30 menit Karena hasilnya belum optimal, dilanjutkan proses filtrasi menggunakan sand filter I yang berisi pasir silika dengan ukuran 2 x 3 mm. Pada proses filtrasi, air limbah langsung terfiltrasi sehingga waktu berlangsungnya proses ini singkat (tidak lebih dari 5 menit). Efluen dari sand filter kemudian dimasukan ke dalam bak aerasi untuk proses pengolahan secara biologi kurang lebih 6-8 jam.

Setelah diproses secara biologi, air limbah kemudian dialirkan ke clarifier II dan sand filter II dengan retention time yang sama dengan efluent yang keluar setelah injeksi kimia. Air limbah yang telah selesai diolah tersebut kemudian digunakan untuk menyiram tanaman di lingkungan pabrik dan 60% hasil pengolahan air limbah digunakan kembali sebagai air pendukung aktivitas industri. Pada selang waktu tertentu, clarifier di blowdown untuk membuang sludge yang terbentuk pada dasar clarifier. Sludge dibuang ke dalam dryng bed.

Koagulasi flokulasi adalah salah satu proses kimia yang digunakan untuk menghilangkan bahan cemaran yang tersuspensi. Koagulasi adalah proses destabilisasi muatan koloid padatan tersuspensi dengan suatu koagulan sehingga terbentuk flok-flok halus yang dapat diendapkan. Flokulasi adalah aglomerasi antara partikel dengan koagulan menggunakan proses pengadukan lambat.

Pada proses koagulasi, koagulan dan air limbah dicampurkan dalam suatu wadah, kemudian dilakukan pengadukan secara cepat agar diperoleh campuran yang merata distribusi koagulannya dan proses pembentukan flok dapat terjadi secara merata. Koagulan digunakan untuk menggumpalkan bahan-bahan yang ada dalam air limbah menjadi flok yang mudah untuk dipisahkan dengan cara diendapkan, diapungkan dan disaring. Koagulasi umumnya berhasil menurunkan kadar bahan organik (COD,BOD) sebanyak 40-70%. Proses flokulasi dilakukan setelah proses koagulasi dimana pada proses koagulasi kekokohan partikel koloid ditiadakan dan terbentuk flok-flok lembut yang kemudian disatukan melalui proses flokulasi sehingga terjadi penggabungan beberapa partikel menjadi flok yang berukuran besar dan mudah dipisahkan.

Proses koagulasi flokulasi dalam pengolahan air limbah PT. S memiliki kemampuan mereduksi komponen sebesar 64%. Proses ini dirasa belum optimal karena idealnya proses koagulasi flokulasi mempunyai kemampuan untuk mereduksi komponen diatas 70%.

DAFTAR PUSTAKA

Eckenfelder Jr. & Wesley W. 2000. Industrial Water Pollution Control 3th ed. Singapore: Mc Graw Hill Book Co.

Kurnia. 2009. Parameter Pengolahan Air Limbah Industri (terhubung berkala) http://majarimagazine.com (16 September 2011).

Masrun. 1987. Ilmu Kimia Lingkungan I: Diktat Kuliah FMIPA Kimia ITB. Bandung: ITB.

Risdianto Dian. 2007. Optimisasi Proses Koagulasi Flokulasi Untuk Pengolahan Air Limbah Industri Jamu (Studi Kasus PT. S).Thesis.Magister Sains, Pascasarjana Universitas Dipononegoro.


PROSES PENGOLAHAN TREATED WATER SEBAGAI BAHAN BAKU CARBONATED SOFT DRINK

PROSES PENGOLAHAN TREATED WATER SEBAGAI BAHAN BAKU CARBONATED SOFT DRINK

            Air merupakan suatu kebutuhan yang tidak dapat ditinggalkan untuk kehidupan manusia  karena air diperlukan untuk berbagai macam kegiatan seperti minum, pertanian, industri, perikanan dan rekreasi. Air yang dapat diminum dapat diartikan sebagai air yang bebas dari bakteri  yang berbahaya dari ketidakmurnian secara kimiawi. Air yang kita minum dapat dijadikan sebagai minuman yang berkarbonasi atau lainya. Masalah air baku untuk industri air minum menjadi sangat penting karena kualitas air minum yang dipengaruhi oleh kualitas air baku tersebut akan berpengaruh kepada kesehatan masyarakat yang mengkonsumsinya. Air minum memerlukan persyaratan yang ketat karena air minum itu langsung berhubungan dengan proses biologis tubuh yang dapat menentukan kualitas kehidupan manusia. Lebih dari 70% tubuh terdiri dari air dan lebih dari 90% proses biokimiawi tubuh memerlukan air sebagai mediumnya. Bila air minum manusia itu tidak berkualitas baik, maka jelas akan menganggu proses biokimiawi tubuh dan mengakibatkan gangguan fungsional.

Dalam pengolahan air tersebut mempunyai berbagai cara dalam pengolahannya , baik dari limbah hasil produksi yang di olah kembali melalui WWTP ( Waste Water Treatment Plant ) dimana air dari limbah MCK atau air yang berasal dari produksi yang tidak sesuai dengan standart dari perusahaan di buang dan akan menuju tempat pengolahan limbah tersebut atau juga dari WTP (Water Treatment Plant ) dimana air yang berasal dari sumur bor yang mempunyai kedalaman 125-220 meter diolah terlebih dahulu di dalam WTP tersebut. Di dalam proses pengolahan air ini banyak di pakai reagen – reagen kimia yang mempunyai pengaruh yang baik terhadap pemakaian nya. Dalam pembuatan CSD ini menggunakan treated water sebagai bahan baku yang perlu diolah dahulu sbelum digunakan.

Air merupakan bahan baku utama dalam industri ini sehingga kualitasnya harus tetap dijaga agar menghasilkan produk-produk yang bagus. Kebutuhan air diperoleh dari air tanah yang diambil dari sumur bor       ( deep well ) yang kedalamannya kurang lebih 100 meter mempunyai Surat Izin Pengambilan Air ( SIPA ) yang sah menurut hukum untuk mengambil air dengan kedalaman 80-100 meter dari permukaan tanah.

            Macam-macam air yang digunakan:

  • Raw water

Raw water merupakan air baku yang diperoleh langsung dari sumur yang ditampung dalam reservoir
tank untuk dilakukan proses selanjutnya.

  • Treated water

Treated water merupakan air hasil dari proses pengolahan air yang siap digunakan untuk produksi dan pembuatan minuman ringan.

  •  Soft water

Soft water merupakan air yang mengalami pelunakan dengan cara menghilangkan atau mengurangi kadar Mg2+ dan Ca2+. Soft water ini dibedakan menjadi dua yaitu:

a.      Chlorined soft water

Soft water yang ditambahkan klorin 1-5 ppm yang digunakan dalam proses pencucian atau pembilasan kemasan di bottle washer.

b.      Non-chlorined soft water

      Soft water yang tidak ditambahkan klorin yang digunakan dalam proses boiler, conveyer, lubricant, evacond, dan cooling tower frestea.

  •   Soft treated water

Soft treated water merupakan treated water yang telah dilunakkan dengan cara menghilangkan atau mengurangi kadar Mg2+ dan Ca2+ dalam air. 

TREATED WATER

Tahap – tahap proses pengolahan treated water adalah sebagai berikut :

a.  Pengambilan air dari Deep Well (sumur)

         Air dari Deep Well selalu diuji kualitasnya (Water Flow Rate  liter/menit    dan Full Analysis External Laboratory). Pengambilan air dari Deep Well melalui proses Blending (Buffer Tank) dari berbagai sumber air yang kemudian dimasukkan dalam satu tempat. Adapun  tujuannya adalah agar raw water yang terambil dari berbagai sumur dapat homogen. Kemudian dilanjutkan dengan proses aerasi (Cooling Tower). Hal ini bertujuan untuk mengoksidasi ferro menjadi ferri sehingga dapat mengendap. Hasil aerasi yang mengendap kemudian ditampung di reservoir tank supaya aliran stabil.

b.   Reservoir Tank

Air di reservoir tank ditambah dengan Ca(OCl)2 sebanyak 1-3 mg/liter. Penambahan Free-chlorine Ca(OCl)2 ini bertujuan mengoksidasi mineral yang ada pada raw water (air baku) dan untuk mencegah perkembangan mikroorganisme. Selain itu dapat mengendapkan kotoran-kotoran yang terdapat di dalam air.

c.   Floculator     

Air yang telah ditampung di reservoir tank kemudian dialirkan ke floculator. Di dalam floculator dilakukan penambahan bahan-bahan kimia seperti :

  •  Penambahan lime (Ca(OH)2) 8%

Proses penambahan lime berfungsi sebagai penstabil dan dapat mengubah kalsium bikarbonat dan magnesium bikarbonat atau garam lain yang larut dalam air menjadi kalsium karbonat dan magnesium karbonat yang tidak larut dalam air. Garam-garam tersebut dapat menimbulkan kesadahan air, sehingga dapat mempercepat pembentukan flok yang lebih besar.

Reaksi:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2              2CaCO3      + 2H2O

Mg(HCO3)2 +Ca(OH)2             MgCO3    + CaCO3 + 2H2O

  • Penambahan Ferro Sulfat (FeSO4)20%

 Merupakan senyawa floculant, yaitu senyawa yang dapat membantu pembentukan kalsium karbonat dan magnesium karbonat. Penambahan bahan floculant ini untuk mempercepat pembentukan flock (kotoran yang ada di dalam air) yang lebih besar. FeSO4 mempunyai pH > 7,7 sehingga berfungsi sebagai koagulan bersama lime dan dapat menurunkan kesadahan.

Reaksi :

Penambahan FeSO4 dalam air sadah:

Ca(HCO3)2 + FeSO4         Fe(OH)2 + CaSO4 + 2CO2

FeSO4  bereaksi dengan lime

FeSO4 + Ca(OH)2         Fe(OH)2 + CaSO4

4 Fe(OH)2 + 2H2O + O2       4 Fe(OH)3

  • Penambahan Chlorine Ca(OCl)2 5%.

Penambahan Ca(OCl)2 sebagai desinfektan untuk menjaga agar mikroorganisme tidak dapat berkembang. Konsentrasi chemical (chemical dose rate) floculant disesuaikan dengan kondisi raw water dengan tujuan supaya proses flokulasi berjalan sempurna.

Reaksi :

Ca(OCl)2 + H2O        2HOCl + Ca

Pada pH netral (pH=7) HOCl mengalami disosiasi menjadi bentuk ion-ionnya

HOCl          H+ + OCl

Ion hipoklorit (OCl) ini yang menjadi racun bagi mikroorganisme patogen. Didalam tangki reaktor ditambahkan bahan-bahan kimia kemudian dicampur sehingga reaksi berjalan sempurna. Bahan-bahan yang ditambahkan adalah Lime (Ca(OH)2) 8%, Ferro sulfate (FeSO4) 20%, dan Chlorine (Ca(OCl)2) 5%. Pencampuran bahan-bahan tersebut dipercepat dengan bantuan mixer dengan kecepatan 24 rpm/menit. Jika kecepatan pengadukan terlalu cepat maka partikel-partikel pembentuk flok akan pecah, sedangkan apabila terlalu lambat maka proses pembentukan flok akan terlalu lama.

Reaksi-reaksi yang terjadi didalam floculator adalah :

1.      Koagulasi

            Koagulasi adalah proses penggumpalan partikel koloid yang halus dan membentuk endapan menjadi partikel yang lebih besar sehingga mudah dipisahkan. Koagulasi dapat terjadi secara fisik atau secara kimia. Secara fisik yaitu dengan pengadukan dan secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan dengan penambahan tawas (Al(SO4)3), ferro sulfat (FeSO4), natrium aluminat (NaAlO2), dan ferri klorida (FeCl3).

            Proses koagulasi di PT. Coca Cola Bottling Indonesia Central Java menggunakan ferro sulfat
sebagai koagulan. Penambahan Ferro sulfat ini membantu mengubah kalsium bikarbonat yang larut dalam air menjadi kalsium karbonat yang tidak dapat larut dalam air sehingga mengendap dan mudah dipisahkan.

Faktor yang mempengaruhi proses koagulasi adalah pH dari sistem, flowrate chemical dan proses pencampuran (mixing).

  • Air  mempunyai alkalinitas dalam Ca(HCO3)2 yang dapat bereaksi dengan koagulan, sehingga FeSO4 akan bereaksi dengan Ca(HCO3)2 didalam air namun reaksinya lambat

   Ca(HCO3)2 + FeSO4          Fe(OH)2     +   CaSO4 + 2CO2

2.      Desinfektan

            Penambahan chlorine Ca(OCl)2
berfungsi sebagai desinfektan (untuk membasmi mikroorganisme). Keuntungan dari penggunaan chlorine /kaporit yaitu: murah, mudah didapat dan mudah dalam penanganannya. Reaksi air yang efektif yaitu  pada pH=7 mengalami disosiasi dari HOCl :

HOCl → H+ + OCl

Ion hipoklorit inilah yang menjadi racun bagi mikroorganisme patogen. Banyaknya air, ferrosulfate, lime, dan chlorine diukur dengan flowrate water dan Chemical Dose Rate (ml/mnt). Air dari flokulator mengalir ke settling tank secara over flow.

3.      Alkalinity  Reduction

            Alkalinity Reduction diperlukan jika alkalinitas dari air baku adalah 85 ppm atau lebih. Alkalinitas ditunjukkan oleh adanya bikarbonat, karbonat, dan hydroxid terlarut dalam air. Alkalinity Reduction adalah merubah alkalinitas yang terlarut menjadi bentuk alkalinitas yang tidak terlarut (endapan) dengan menambahkan senyawa alkali. Senyawa alkali yang ditambahkan adalah lime  Ca(OH)2.

Reaksi :

  •  Calsium Alkalinity

            Ca(HCO3)2   +            Ca(OH)2          →     2CaCO3     +        2H2O

            Calsium bicarbonat   Calsium hydroxid     Calsium carbonat   Air

  •   Magnesium Alkalinity

Mg(HCO3)2     +   Ca(OH)2       →   MgCO3    +   CaCO+  2H2O

Magnesium         Calsium                Magnesium    Calsium     Air

bicarbonat          hydroxid               carbonat        carbonat 

MgCO3      +  Ca(OH)2      →      Mg (OH)2 +   CaCO3

Magnesium    Calsium                 Magnesium    Calsium

carbonat        hydroxid                hydroxid        carbonat

d.   Settling Tank

      Settling tank bertujuan memisahkan dan mengendapkan padatan yang terbentuk dalam proses flokulasi. Settling tank dilengkapi dengan Lamella yang berbentuk seperti sarang lebah yang berfungsi sebagai penangkap partikel-partikel padat sehingga proses pemisahan antara endapan dengan air menjadi sempurna. Dari settling tank air mengalir ke break tank, yang mempunyai tujuan mengendapkan sisa flock yang masih ada dengan sempurna, dan menambah waktu kontak dengan chlorine. Di dalam settling tank setiap 4 jam atau saat operasional dilakukan pemeriksaan yang meliputi apperance/odor (normal), turbidity < 0,5 NTU, P-alkalinity, M-alkalinity < 85 ppm, A-alkalinity (A=2P-M) 5-27 ppm, TH (total hardness) < 100 ppm, Fe    < 0,1 ppm , Free chlorine 1-3 ppm, filtrat jernih. Air yang jernih akan meluap ke atas (over flow) dan mengalir ke break tank kemudian menuju sand filter.

e.     Filtrasi dengan Sand Filter

      Untuk menyempurnakan proses pemisahaan flock yang masih terbawa dilakukan penyaringan melalui sand filter dengan menggunakan silica sand yang memiliki keuntungan yaitu mudah dan efektif. Selanjutnya ditampung pada storage tank dengan tujuan menstabilkan aliran dan penyimpanan air sementara. Sebelum masuk ke dalam storage tank dilakukan pemeriksaan setiap 4 jam atau saat operasional yang meliputi apperance/odor (normal), turbidity (< 0,5 NTU), Palkalinity, M-alkalinity (< 85 ppm), A-alkalinity (A=2P-M), TH (<100 ppm), Fe < 0,1 ppm, pH 6-12,5 dan Free chlorine 1-3 ppm.

      Bila turbidity (> 0,5 NTU) dan DP > 0,5 Bar maka akan dilakukan back wash yang merupakan proses pencucian media filter dengan cara mengalirkan air bertekanan tinggi dengan arah berlawanan dengan filtrasi normal. Back wash berfungsi untuk melepaskan kotoran dan partikel jenuh yang terikat sampai nilai turbidity stabil. Backwash pada sand filter dilakukan apabila selisih tekanan inlet dan outlet (∆P) maksimal 0,5 Bar atau turbidity maksimal 0,5 NTU. Storage tank berperan pada saat back wash dan sanitasi pipa serta berperan sebagai pemasok air apabila dalam pengolahan sebelumnya terjadi masalah sehingga proses produksi dapat terus berlangsung.
Air yang telah di back wash masih dapat digunakan maka akan di rinsing dan kembali ke flokulator. Backwash sand filter dinyatakan baik apabila hasil akhirnya sudah jernih secara visual (kejernihan inlet dan outlet sama).

f.       Storage Tank

Setelah dilakukan filtrasi dan telah dilakukan pemeriksaan, kemudian air ditampung di storage tank untuk penstabil aliran dan sebagai penyimpanan air sementara.

g.      Carbon Purifier

      Purifikasi (pemurnian) dengan active carbon dilakukan dengan tujuan untuk menghilangkan chlorine dan membebaskan warna, rasa dan bau asing. Karbon aktif pertama kali menonjol karena kegunaannya sebagai absorben dalam topeng gas pada perang dunia I. karbon ini merupakan dekomposisi kayu yang dapat menyingkirkan bahan-bahan berwarna. Luas permukaan yang lebih besar dibandingkan arang kayu menjadikan karbon aktif lebih efisien sebagai filter.

      Kemudian air tersebut diperiksa berdasarkan parameter, diantaranya: apperance/odor (normal), turbidity (< 0,5 NTU), P-alkalinity, M-alkalinity      (< 85 ppm), A-alkalinity  (A=2P-M) 5-27 ppm, TH (<100 ppm), Fe < 0,1 ppm. Bila kondisi karbon sudah terlalu jenuh, Cl bisa lolos dari penyerapan karbon sehingga perlu pengaktifan karbon lagi dengan steaming menggunakan temperatur tinggi T >880C. Setelah keluar dari carbon purifier air telah siap di konsumsi tanpa proses pemasakan lagi dan siap digunakan untuk proses produksi minuman berkarbonasi.
Backwash pada carbon purifier dilakukan mingguan. Backwash dilakukan dengan mengalirkan air bertekanan tinggi dan arah aliran berlawanan dari proses filtrasi dengan aliran lebih besar. Backwash menggunakan air dipompa dari break tank untuk sand filter dan storage tank untuk carbon purifier.
Air dari backwash carbon purifier tidak ada yang dibuang. Air tersebut dialirkan kembali ke settling tank. Sedangkan untuk backwash carbon purifier dinyatakan baik apabila turbidity akhir < 0,5 NTU.

h.      Micron Filter

      Polishing Filtration merupakan proses penyaringan air dengan menggunakan polisher yaitu filter dengan ukuran 5 mikron yang berada pada Water Treatment Plant dan 1 mikron berada pada in line. Polishing (penyaringan) digunakan untuk menyaring partikel-partikel halus yang dimungkinkan dari carbon purifier. Proses ini merupakan treatment terakhir dalam proses pengolahan treated water yang digunakan untuk produksi sparkling beverage. Fungsi dari polisher ini adalah untuk menghilangkan partikel karbon aktif dan partikel kecil yang berukuran lebih dari 1 mikron.

DIAGRAM ALIR


DAFTAR PUSTAKA

Pramesti, Sinta Tunggal. 2009. Proses PengolahanTreated WatersebagaiBahan Baku Pembuatan CSD [terhubungberkala] http://chemistryholic09.webnode.com/news/proses-pengolahan-treated-water-sebagai-bahan-baku-pembuatan-csd/ (15 Sepetember 2011).


PROSES PENGOLAHAN MINUMAN ISOTONIK

PROSES PENGOLAHAN MINUMAN ISOTONIK

Tubuh manusia normal terdiri dari 70% air sebagai penyusunnya. Cairan tubuh memiliki fungsi-fungsi penting dalam tubuh yang erat kaitannya dengan metabolisme tubuh. Cairan tubuh dikeluarkan melalui urin, keringat, uap air sisa pernafasan, serta sisa pencernaan. Penurunan jumlah cairan tubuh secara berlebihan dapat terjadi jika tubuh terserang penyakit atau akibat pengaruh lingkungan. Pengeluaran cairan yang banyak dari dalam tubuh tanpa diimbangi pemasukan cairan yang memadai dapat berakibat dehidrasi yang dapat menyebabkan penurunan fungsi tubuh hingga kematian.
Agar tidak kekurangan cairan tubuh, manusia dianjurkan minum air minimal 8 gelas setiap hari. Selama ini, air putih sudah dianggap cukup untuk mengganti cairan tubuh yang hilang. Namun, cairan tubuh tidak hanya terdiri dari air saja. Ada ion-ion tubuh yang ikut hilang, misalnya Na dan Cl. Ion-ion tubuh tersebut tidak dapat dibentuk oleh tubuh sehingga harus dikonsumsi dari bahan pangan. Mengkonsumsi bahan pangan kaya mineral dirasa tidak cukup praktis untuk mengikuti pola hidup manusia yang sekarang serba instan. Oleh karena itu, diciptakanlah minuman isotonik sebagai pengganti cairan tubuh.

Minuman isotonik adalah minuman yang dibuat dan diformulasikan sehingga komposisinya hampir mendekati komposisi cairan dalam tubuh manusia. Terkadang, minuman isotonik juga disebut minuman penjaga stamina atau minuman penambah dan mengembalikan tenaga karena tersusun oleh berbagai keluarga gula (glukosa dan sukrosa) serta berbagai bahan mineral di dalamnya (Kalium Monophospat, Na Chlorida, Na Sitrat, dan Kalium Chlorida).

Cairan isotonik ini adalah cairan yang memiliki tekanan osmosis yang sama dengan cairan yang berada dalam sel manusia. Mineral dalam minuman isotonik berfungsi untuk menyeimbangkan tekanan osmosis di dalam sel tubuh sehingga dapat lebih cepat menghilangkan rasa haus.

Minuman Isotonik

Minuman isotonik dikelompokan kedalam minuman ringan yang tidak mengandung CO2. Menurut Australian Beverages Council, minuman isotonik atau biasa disebut minuman elektrolit adalah minuman formulasi yang digunakan untuk menggantikan cairan, karbohidrat, elektrolit dan mineral secara cepat. Minuman isotonik harus mengandung natrium tidak kurang dari 10mmol/L. Selain itu minuman isotonik juga harus mengandung karbohidrat (dextrosa, fruktosa, sirup glukosa, maltodextrin, sukrosa) tidak kurang dari 50g/L dan tidak lebih dari 100g/L.

Pada minuman isotonik diizinkan menggunakan mineral natrium (Na), kalium (K), kalsium (Ca) dan magnesium (Mg). Untuk mendapatkan minera-lmineral tersebut bisa menggunakan senyawa natrium klorida, natrium sitrat, kalium sitrat, kalium phospat, kalium karbonat, kalsium phospat, kalsium sitrat, kalsium klorida, kalsium laktat, magnesium sulfat dan magnesium laktat. Untuk pelabelan minuman isotonik harus dicantumkan total dan jenis karbohidrat yang digunakan serta jumlah penambahan elektrolit dan mineral dalam miligram dan milimol.

    Secara umum, proses produksnya adalah gula dilarutkan dalam air yang kemudian dipanaskan pada suhu pasteurisasi, yang kemudian dijernihkan. Pada larutan tersebut kemudian ditambahkan mineral dan flavor, menghasilkan sirup. Sirup kemudian diencerkan dengan air, dan diisikan ke dalam botol/kaleng dalam kondisi panas (hot filling), kemudian botol ditutup (capping).


 Berikut ini diagram alir proses pembuatan secara umum:


1. Penyiapan bahan baku

Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan adalah air, gula, asam sitrat, sodium sitrat, sodium chloride, potassium chloride, kalsium laktat, magnesium karbonat dan perisa jeruk yang dirahasiakan. Air yang digunakan untuk pembuatan diambil dari mata air. Air tersebut dipompa dari sumber mata air dan dialirkan melalui pipa-pipa di bawah tanah menuju tangki penyimpanan air. Bahan baku lainnya berupa mineral-mineral yang merupakan komponen cairan tubuh serta flavor. Bahan-bahan tersebut disimpan di tempat penyimpanan bahan baku (storage).

2. Pengolahan Air Sebagai Bahan Baku dengan Demineralisasi

Air yang berasal dari sumber air telah melewati sistem water treatment. Demineralisasi adalah sebuah proses penghilangan kadar garam dan mineral dalam air melalui proses pertukaran ion (ion exchange process) dengan menggunakan media resin/softener anion dan kation. Proses ini mampu menghasilkan air dengan tingkat kemurnian yang sangat tinggi (ultrapure water) dengan jumlah kandungan kandungan ionik dan anioniknya mendekati angka nol sehingga mencapai batas yang hampir tidak dapat dideteksi lagi.

Air yang berasal dari mata air Gunung Salak masih mengandung mineral atau ion-ion yang tidak diinginkan, misalnya Cl, SO4, SiO2, atau zat-zat terlarut lainnya. Oleh karena itu, sebelum diolah lebih lanjut, air harus melalui proses demineralisasi. Demineralisasi tersebut dilakukan secara reverse osmosis.

Proses demineralisasi air menjadi air bahan baku pembuatan minuman isotonik dalam sistem reverse osmosis terdiri dari beberapa tahap. Berikut ini adalah tahap – tahap water treatment dengan reverse osmosis system:

a.      Tahap pertama Sedimen Filter

Menyaring partikel yang berukuran besar (lebih dari 5 mikron) seperti kotoran, lumpur, pasir, debu, karat, bahan mikro, kapur, rambut dan kotoran fisik lainnya. Masa penggantian: 3-6 bulan sekali tergantung kondisi air baku

b.      Tahap kedua GAC Carbon Actived

Menyerap bau, warna, rasa tak sedap, bahan kimia organik dan klorin.

c.       Tahap ketiga CTO Carbon Block

Memiliki 2 fungsi sebagai Sedimen 10 mikron dan karbon aktif yang menyerap bau, warna, rasa tak sedap, bahan kimia organik dan klorin dalam tahap lanjutan

d.      Tahap keempat Reverse Osmosis Membrane

Pada tahap ini, seluruh bahan pencemar air seperti virus, kuman, bakteri, kimia, fisik, biologi dan logam berat berbahaya dibuang. Ukuran kerapatan membrane reverse osmosis adalah 0,0001 mikron (satu helai rambut dibagi 500.000 bagian). Membrane reverse osmosis ini berfungsi sebagai ginjal ke tiga manusia, sehingga menghasilkan air murni (H2O) dan meringankan kerja ginjal karena bahan pencemar sudah terbuang.

e.       Tahap keenam Post Carbon (Carbon Filter)

Mengembalikan kualitas alami air seperti rasa, menghilangkan bau tak sedap sehingga menghasilkan air dengan rasa alami

Satu proses terpenting dari sistem reverse osmosis adalah pemakaian membran semipermeabel yaitu pada penyaringan air tahap keempat. Dengan ukuran yang sangat kecil yaitu 0,0001 mikron (satu helai rambut dibagi 500.000 bagian), hanya air murni dan sehat saja yang dapat menembus membran RO tersebut. Jika air tidak mampu menembus, maka air tersebut akan terbuang pada saluran khusus.

3. Mixing

    Setelah melewati proses demineralisasi, air dialirkan ke dalam tangki pencampuran. Bahan baku lain, yaitu gula, asam sitrat, sodium sitrat, sodium klorida, potasium klorida, kalsium laktat, jeruk juga dimasukkan ke dalam tangki pencampuran. Bahan-bahan tersebut berupa materi solid. Di dalam tangki pencampuran, semua bahan baku mengalami proses pencampuran atau mixing. Semua bahan dilarutkan ke dalam air dan diaduk hingga tercampur sempurna.

    Bahan-bahan padat yang dilarutkan ke dalam air merupakan komponen cairan tubuh manusia. Pencampuran bahan-bahan tersebut menggunakan homogenizer. Dengan menggunakan homogenizer, hasil mixing menjadi homogen.

4. Pasteurisasi

Proses pasteurisasi merupakan proses pemanasan dengan suhu yang relatif cukup rendah (di bawah 1000C) dengan tujuan untuk menginaktifasi enzim dan membunuh mikroba pembusuk. Pemilihan proses ini didasarkan pada sifat produk yang relatif asam sehingga mikroba menjadi lebih sensitif terhadap panas. Selain itu, penggunaan panas yang tidak terlalu tinggi juga dapat mengurangi resiko rusaknya beberapa zat gizi seperti vitamin C.

Proses pasteurisasi sedikit memperpanjang umur simpan produk pangan dengan cara membunuh semua mikroorganisme patogen (penyebab penyakit) dan sebagian besar mikroorganisme pembusuk, melalui proses pemanasan. Karena tidak semua mikroorganisme pembusuk mati oleh proses pasteurisasi, maka untuk memperpanjang umur simpannya produk yang telah dipasteurisasi biasanya disimpan di refrigerasi (suhu rendah).

Proses pasteurisasi dapat dilakukan dengan beberapa cara, dengan cara tidak kontinyu (batch) dan kontinyu. Pasteurisasi pada produk dilakukan secara kontinyu. Pasteurisasi kontinyu dilakukan dengan menggunakan pelat pemindah panas (plate heat exchanger). Proses berlangsung tanpa terputus. Air isotonik yang telah dipasteurisasi langsung dibawa ke tahap pengisian ke dalam kemasan secara hot filling. Cara kontinyu menggunakan suhu yang lebih tinggi dengan waktu proses yang lebih singkat dibandingkan metode batch.

5. Filling

    Pengisian produk ke dalam kemasan dilakukan dengan cara hot filling. Hot filling merupakan proses yang hanya efektif untuk produk dengan pH di bawah 4.5 atau disebut juga acid food. Biasanya, pengisian secara hot filling dilakukan untuk pengisian pada kemasan gelas, plastik, dan karton. Minuman isotonic sendiri dikemas dalam botol PET.

    Hot filling didasarkan pada perlakuan panas dalam tabung atau plate-type heat exchanger hingga tercapai suhu antara 90-950C selama kurang-lebih 15 detik. Proses ini dapat mematikan mikroba yang dapat tumbuh pada produk. Produk kemudian diturunkan suhunya hingga 82-850C, lalu dimasukkan ke dalam kemasan botol PET. Setelah dikemas, botol PET segera disegel dan suhu produk dipertahankan pada suhu tersebut selama 2-3 menit. Proses hot filling ini akan mensterilkan bagian dalam kemasan. Terakhir, produk melewati proses labeling sebelum didistribusikan.

Pustaka:

Elvira S. 2008. Proses Pasteurisasi dan Sterilisasi Komersial Produk Pangan. [terhubung berkala]. http://id.shvoong.com/exac6t-sciences/1799738-prinsip-pasteurisasi-dan-sterilisasi-komersial/. (17 September 2011).

Miftahurrahman. 2009. Teknologi Membran Mikrofiltrasi.[terhubung berkala]. http://ww.sera-envirotama.com (17 September 2010)

Sriwahyuni, Weni. 2006.Analisis Diversifikasi Produk Minuman Pada Cv Fauzi Kabupaten Bekasi Propinsi Jawa Barat. Skripsi : Agribisnis. Bogor: IPB

Water Plus. 2011. Demineralisasi System – Proses Konvensional Penghilangan Mineral dan Garam Dalam Air !!!
[terhubung berkala] http://www.waterpluspure. com/demineralisasi-system-proses-konvensional-pen#more . (17 September 2011).


Chlorinasi Air Baku

Chlorinasi Pada Air Baku

Chlorinasi adalah pemberian senyawa chlor pada air sebagai desinfektan. Senyawa chlor yang banyak digunakan di Indonesia adalah gas chlor dan kaporit (Sutrisno, 2006, p.63).

Proses pembubuhan chlor tergantung pada keadaan air bakunya dan kegunaan air setelah diproses (Sutrisno, 2006, p.63), yakni :

  • Chlorinasi sederhana (simple or marginal chlorination)

Dosis chlor yang diberikan hanya kira-kira 0,2-0,5ppm, untuk tahapan proses selanjutnya dipelukan kadar maksimal 0,1 ppm sebelum diproses dalam pelunakan air maupun proses filtrasi RO karena sifat oksidatif chlorin mampu merusak resin atau filter membran. Kadar chlorin dapat berkurang dengan absobsi dari filter carbon active ataupun chlorin scavenger sodium meta bisulfite.

Cara ini tidak dapat dilakukan kalau air bakunya mengandung banyak zat organik.

  • Chlorinasi dibantu dengan amonia (Chloramination)

Cara ini digunakan jika air bakunya mempunyai rasa dan bau yang melampaui batas, karena amonia berfungsi untuk memperbaiki bau dan rasa yang timbul pada saat chlor bereaksi dengan zat-zat organik atau pada saat pembubuhan chlor terlalu banyak. Waktu kontak yang dibutuhkan adalah selama dua jam. Amonia dapat ditambahkan sebelum atau sesudah chlorinasi. Jika chlor diberikan terlebih dahulu untuk membunuh kuman- kuman, dan untuk menghilangkan bau dan rasa diberikan pada amonia. maka sisa chlornya akan berakhir lama karena senyawa amonia dapat mengikat chlor sehingga membutuhkan waktu yang lebih lama hingga sisa chlor benar-benar hilang. Amonia dapat diberikan dalam bentuk senyawa ammonium sulfate atau gas.a


Standar Kualitas Air Bersih

Standar Kualitas Air Bersih

AM 2

Standar air bersih yang layak untuk dikonsumsi khususnya untuk Food and Beverages Department secara garis besar adalah suhu normal, tidak bewarna, tidak berbau, tidak berasa, pH berkisar antara 6,5-9,0, dan tidak melebihi ambang batas kesadahan air/ water hardness.

Warna

Warna air dicantumkan dalam standar persyaratan kualitas air bersih adalah bahwa (Sutrisno, 2006, p.28) :

  1. Air yang berwarna akan mengurangi segi estetika dan tidak diterima oleh masyarakat
  2. Tidak diterimanya air minum yang berasal dari penyediaan air minum, akan menimbulkan kekhawatiran bahwa masyarakat akan mencari sumber air lainnya yang mungkin kurang ”safe”
  3. Dengan ditetapkannya standar warna sebagai salah satu persyaratan kualitas, diharapkan bahwa semua air minum yang akan diberikan kepada masyarakat akan dapat langsung diterima oleh masyarakat.

Bau dan Rasa

Efek kesehatan yang dapat ditimbulkan oleh adanya bau dan rasa dalam air adalah (Sutrisno, 2006, p.30) :

  1. Serupa dengan unsur warna, dengan air minum yang berbau dan berasa ini, masyarakat akan mencari sumber lain yang kemungkinan besar tidak ”safe”
  2. Ketidaksempurnaan usaha menghilangkan bau dan rasa pada cara pengolahan yang dilakukan, dapat menimbulkan kekhawatiran bahwa air yang terolah secara tidak sempurna itu masih mengandung bahan-bahan kimia yang bersifat toksis.

Derajat keasaman (pH)

Menurut Sutrisno (2006, p.32), pH adalah istilah yang digunakan untuk menyatakan intensitas keadaan asam atau basa suatu larutan. pH merupakan salah satu faktor yang harus diperhatikan karena derajat keasaman air akan sangat mempengaruhi aktivitas pengolahan air yang akan dilakukan selanjutnya, misal : pelunakan air dan dalam pencegahan korosi.

Pengaruh yang menyangkut aspek kesehatan dalam hal pH ini adalah bahwa pH < 6,5 dan pH >9,2 akan dapat menyebabkan korosi pada pipa air, dan dapat menyebabkan beberapa senyawa kimia (misal : karat dari pipa yang ikut mengalir bersama air) berubah menjadi racun yang mengganggu kesehatan (Sutrisno, 2006).

Kesadahan air ( Water Hardness )

Ada beberapa pengertian tentang keadahan air, yaitu :

  • Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral tertentu di dalam air, umumnya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garam karbonat.
  • Sedangkan menurut Jurnal Nasional (2007), kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral tertentu di dalam air, umumnya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garam karbonat. Selain ion kalsium dan magnesium, penyebab kesadahan juga bisa merupakan ion logam lain maupun garam-garam bikarbonat dan sulfat. Air sadah tidak berbahaya untuk diminum, namun dapat menyebabkan beberapa masalah, ini terjadi karena kandungan ionnya yang tinggi.

Air Sadah sendiri menurut Daftar Istilah Lingkungan hidup yang ada di Wikipedia merupakan air yang mengandung ion alkali tanah dengan konsentrasi tinggi dan biasanya berasal dari penghanyutan defosit kapur; dikatakan tinggi jika kandungan CaCO3 lebih dari 100 mg per liter.

Ciri-ciri Air Sadah (Wikipedia, para 2), yaitu :

  • Dapat menyebabkan pengendapan mineral, yang menyumbat saluran pipa dan kran air.
  • Menyebabkan pemborosan sabun di rumah tangga karena jika kesadahan air tinggi maka akan sulit sekali berbusa sehingga diperlukan sabun yang banyak untuk mendapatkan busa sesuai keinginan.
  • Air sadah yang bercampur sabun dapat membentuk gumpalan scum yang sukar dihilangkan.
  • Dalam industri, kesadahan air yang digunakan diawasi dengan ketat untuk mencegah kerugian. Misal: Bila kesadahan air tinggi, maka akan menyebabkan pipa air cepat berkarat dan keropos hingga perlu diganti sebelum waktunya. Jika hal ini terjadi terus-menerus, maka industri akan mengalami kerugian.
  • Untuk menghilangkan kesadahan biasanya digunakan berbagai zat kimia (contoh : gas klorin) ataupun dengan menggunakan mesin penukar ion.

Syarat mikrobiologik :

Air minum tidak boleh mengandung bakteri-bakteri penyakit (patogen) sama sekali dan tidak boleh mengandung bakteri-bakteri golongan coli melebihi batas yang telah ditentukan yaitu 2 coli/100ml untuk koliform tinja. Air yang mengandung golongan Coli dianggap telah terkontaminasi dengan kotoran manusia. Maka dalam pemeriksaan mikrobiologik tidak langsung diperiksa apakah air itu mengandung bakteri patogen, tetapi diperiksa dengan indikator bakteri golongan Coli (Sutrisno,2006,p.23).

Menurut Litbang_DepkesRI, 2006, ciri-ciri air yang layak minum adalah :

1) Jernih, tidak berbau, tidak berasa dan tidak berwarna.

2) Bebas unsur-unsur kimia yang berbahaya seperti besi (Fe), seng (Zn), raksa (Hg) dan mangan (Mn).

3) Tidak mengandung unsur mikrobiologi yang membahayakan seperti koliform tinja dan total koliform.

4) Suhunya sebaiknya sejuk dan tidak panas sesuai dengan suhu tubuh manusia.


Ozonisasi Air Minum

Ozonisasi Air Minum

di-copy paste dari http://rizkaauliarahma.wordpress.com/

Pendahuluan

Air merupakan salah satu sumberdaya alam yang sangat penting bagi kehidupan manusia, baik untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari maupun untuk kepentingan lainnya seperti pertanian dan indutri. Oleh karena itu keberadaan air dalam masyarakat perlu dipelihara dan dilestarikan bagi kelangsungan kehidupan. Air tidak dapat dipisahkan dengan kehidupan, tanpa air tidaklah mungkin ada kehidupan.

Air bersih merupakan salah satu kebutuhan yang sangat mendasar bagi manusia karena diperlukan terus-menerus dalam kegiatan sehari-harinya untuk bertahan hidup. Oleh karena itu, manusia memerlukan sumber air bersih yang diperoleh dari air tanah dan air permukaan. Namun tidak semua air baku dapat digunakan manusia untuk memenuhi kebutuhan air minum, hanya air baku yang memenuhi persyaratan kualitas air minum yang dapat digunakan untuk air minum (Meidhitasari, 2007). Pemantauan terhadap kualitas air minum merupakan salah satu hal penting yang menjadi sasaran untuk memenuhi kesehatan di suatu negara.

Air yang tercemar dapat membawa dampak yang berbahaya bagi manusia.  Bahaya atau resiko kesehatan yang berhubungan dengan pencemaran air secara umum dapat diklasifikasikan menjadi dua yakni bahaya langsung dan bahaya tak langsung. Bahaya langsung terhadap kesehatan manusia/masyarakat dapat terjadi akibat mengkonsumsi air yang tercemar atau air dengan kualitas yang buruk, baik secara langsung diminum atau melalui makanan, dan akibat penggunaan air yang tercemar untuk berbagai kegiatan sehari-hari untuk misalnya mencuci peralatan makan dll, atau akibat penggunaan air untuk rekreasi. Bahaya terhadap kesehatan masyarakat dapat juga diakibatkan oleh berbagai dampak kegiatan industri dan pertanian. Sedangkan bahaya tak langsung dapat terjadi misalnya akibat mengkonsumsi hasil perikanan dimana produk-produk tersebut dapat mengakumulasi zat-zat polutan berbahaya.

Pencemaran air khususnya air minum oleh virus, bakteri patogen, dan parasit lainnya, atau oleh zat kimia, dapat terjadi pada sumber air bakunya, ataupun terjadi pada saat pengaliran air olahan dari pusat pengolahan ke konsumen. Untuk memusnahkan  mikroorganisme yang dapat menimbulkan penyakit,diperlukan suatu proses yg disebut disinfeksi. Disinfeksi merupakan benteng manusia terhadap paparan mikro-organisme patogen penyebab penyakit, termasuk di dalamnya virus, bakteri dan protozoa parasit (Biton, 1994). Salah satu metode disinfeksi adalah dengan teknik ozonisasi.

Definisi Ozon

Ozon pertama kali ditemukan oleh C F Schonbein pada tahun 1840. Penamaan ozon diambil dari bahasa yunani OZEIN yang berarti smell atau bau. Ozon dikenal sebagai gas yang tidak memiliki warna. Soret pada tahun 1867 mengumunkan bahwa ozon adalah sebuah molekul gas yang terdiri tiga buah atom oksigen.

O3 merupakan gas tidak stabil, akan lenyap dalam beberapa menit, tidak meninggalkan sisa desinfektan selama air berada dalam sistem, hal ini merupakan kesulitan untuk mengontrol dosis ozon yang digunakan. Hal ini diatasi dengan pemeriksaan bakteriologis yaitu terhadap sampel sebelum dan sesudah pembubuhan Ozon.

Beberapa sifat dari ozon dilaporkan oleh Parkes (1903) di antaranya adalah berbau tidak enak (seperti bau belerang dan ada yang bilang seperti bau klorin). Apabila kita menghirup udara yang mengandung ozon terlalu lama, akan mengakibatkan sakit kepala, tapi kalau hanya sebentar dapat menyegarkan. Disebutkan juga bahwa ozon mengan­dung gugus oksidasi yang sangat kuat, bahkan dapat merusak karet dan gabus.

Ozon juga bersifat bakterisida, virusida, algisida, fungisida, serta mengubah senyawa organik kompleks minyak senyawa yang lebih sederhana. Sedangkan sifat-sifat fisika ozon se­perti yang dilaporkan antara lain :

–          berat molekul, M        :  48

–          titik leleh, °K                :  80,5

–          titik didih, °K               :  161,3

–          volume, ml/mol           :  147,1

–          tegangan permukaan pada 90° K, dyne / c m        : 38,4

Pada lapisan atmosfir bumi, ozon dapat terjadi karena pengaruh sinar ultra violet terhadap oksigen di udara. Di laut, percikan air garam ke udara dan pada waktu penguapan air laut ke udara, juga menghasilkan ozon. Ozon dapat terjadi dari gas oksigen yang menyerap energi sebesar 68 kkal dengan reaksi :

3O2 menjadi 2O3

Dalam keadaan padat, ozon berwarna biru-hitam. Bila dicairkan akan berwarna biru tua, dan menjadi hitam pada waktu dididihkan dan akhirnya berbentuk gas yang tidak stabil. 

Aplikasi Ozon

Proses ozonisasi telah dikenal lebih dari seratus tahun yang lalu. Proses ozonisasi atau proses dengan menggunakan ozon pertama kali diperkenalkan Nies dari Prancis sebagai metode sterilisasi pada air minum pada tahun 1906. Penggunaan proses ozonisasi kemudian berkembang sangat pesat. Dalam kurun waktu kurang dari 20 tahun terdapat kurang lebih 300 lokasi pengolahan air minum menggunakan ozonisasi untuk proses sterilisasinya di Amerika.

Untuk pertama kali penggunaan ozon dalam proses pengolahan air dalam skala besar, diperkenalkan oleh Marius Paul Otto pada tahun 1907 di Nice Perancis. Pada pengolahan pertama berhasil memproduksi air olahan 22500 m3 per hari dengan dosis  pemakaian ozon 0,9 g per meter kubik. Proses pengolahan ini berhasil menghilangkan warna dan bakteri pathogen tanpa meninggalkan bau dan rasa.

Dewasa ini, metode ozonisasi mulai banyak dipergunakan untuk sterilisasi bahan makanan, pencucian peralatan kedokteran, hingga sterilisasi udara pada ruangan kerja di perkantoran. Luasnya penggunaan ozon ini tidak terlepas dari sifat ozon yang dikenal memiliki sifat radikal (mudah bereaksi dengan senyawa disekitarnya) serta memiliki oksidasi potential 2.07 V. Selain itu, ozon telah dapat dengan mudah dibuat dengan menggunakan plasma seperti corona discharge

Mekanisme Ozon Membunuh Mikroorganisme

Ozon dengan kemampuan oksidasinya dapat membunuh berbagai macam microorganisma seperti bakteri Escherichia coli, Salmonella enteriditis, serta berbagai bakteri pathogen lainnya. Selain itu, ozon juga dapat menguraikan berbagai macam senyawa organik beracun yang terkandung dalam air, seperti benzen, atrazin, dioxin dan berbagai zat pewarna organik. Melalui proses oksidasi, ozon akan merusak dinding bagian luar sel mikroorganisma (cell lysis) sekaligus membunuhnya. Juga melalui proses oksidasi oleh radikal bebas seperti hydrogen peroxida (H2O2) dan hydroxyl radikal (OH) yang terbentuk ketika ozon terurai dalam air. Seiring dengan perkembangan teknologi, dewasa ini ozon mulai banyak diaplikasikan dalam mengolah limbah cair domestik dan industri.

Mekanisme Ozon Menguraikan Komponen Organik

Ozon mampu menguraikan komponen organik termasuk asam humus. Dengan ozon, asam humus akan terurai menjadi senyawa yang lebih sederhana dan bersifat biodegradable dan lebih polar karena terbentuk gugus karboksil dan gugus karboksilat. Asam humus dengan ozon akan menghasilkan : aldehid, keton, asam format, asam glioksilat, asam polikarboksilat, dan asam oksalat. Ozon akan larut dalam air untuk menghasilkan hidroksil radikal (-OH), sebuah radikal bebas yang memiliki potential oksidasi yang sangat tinggi (2.8 V), jauh melebihi ozon (1.7 V) dan chlorine (1.36 V). Hidroksil radikal adalah bahan oksidator yang dapat mengoksidasi berbagai senyawa organik (fenol, pestisida, atrazine, TNT, dan sebagainya). Sebagai contoh, fenol yang teroksidasi oleh hidroksil radikal akan berubah menjadi hydroquinone, resorcinol, cathecol untuk kemudian teroksidasi kembali menjadi asam oxalic dan asam formic, senyawa organik asam yang lebih kecil yang mudah teroksidasi dengan kandungan oksigen yang di sekitarnya. Sebagai hasil akhir dari proses oksidasi hanya akan didapatkan karbon dioksida dan air.Hidroksil radikal berkekuatan untuk mengoksidasi senyawa organik juga dapat dipergunakan dalam proses sterilisasi berbagai jenis mikroorganisma, menghilangkan bau, dan menghilangkan warna, mengoksidasi senyawa organik serta membunuh bakteri patogen yang banyak.

TEKNIK GENERASI OZON

1 Pembentukan Ozon     

  1. a)      Secara alamiah

Ozon dapat terbentuk melalui radiasi sinar ultraviolet pancaran sinar Matahari. Chapman menjelaskan pembentukan ozon secara alamiah pada tahun 1930. Di mana ia menjelaskan bahwa sinar ultraviolet dari pancaran sinar matahari mampu menguraikan gas oksigen di udara bebas. Molekul oksigen tadi terurai menjadi dua buah atom oksigen, proses ini kemudian dikenal dengan nama fotolisis. Lalu atom oksigen tadi secara alamiah bertumbukan dengan molekul gas oksigen yang ada disekitarnya, lalu terbentuklah ozon. Ozon yang terdapat pada lapisan stratosfer yang kita kenal dengan nama ozone layer (lapisan ozon) adalah ozon yang terjadi dari hasil proses alamiah fotolisis ini.

  1. b)      Secara buatan

Metode electrical discharge dan sinar radioaktif. Pembentukan ozon dengan electrical discharge ini secara prinsip sangat mudah. Prinsip ini dijelaskan oleh Devins pada tahun 1956. Ia menjelaskan bahwa tumbukan dari electron yang dihasilkan oleh electrical discharge dengan molekul oksigen menghasilkan dua buah atom oksigen.Selanjutnya atom oksigen ini secara alamiah bertumbukan kembali dengan molekul oksigen di sekitarnya, lalu terbentuklah ozon. Dewasa ini, metode electrical discharge merupakan metode yang paling banyak dipergunakan dalam pembuatan ozon diberbagai kegiatan industri.

Untuk skala besar, cara dengan electrical discharge inilah yang saat ini banyak digunakan secara komersial.  Prinsip electrical discharge adalah dengan melewatkan udara kering atau oksigen ke sebuah ruang di antara elektoda-elektroda yang dialiri listrik bolak-balik tegangan tinggi, yaitu sekitar 8.000 sampai 20.000 volt. Peluahan terputus-putus (intermittent discharge) yang berlangsung di antara dua elektroda akan menyebabkan elektron-elektron bertabrakan dengan molekul oksigen sehingga terbentuklah senyawa ozon (O3).

Reaksi pembentukan ozon secara sederhana dapat diuraikan sebagai berikut :

O2 + e ——> 2 O + e (1)
O + O2 + M ——> O3 + (M) (2)
O3 + O ——> 2 O2 (3)
O3 + e ——-> O + O2 + e (4)

Persamaan reaksi (1) dan (2) adalah reaksi pembentukan ozon, tetapi agar reaksi (2) berlanjut diperlukan material ketiga M. Material M tersebut dapat berupa oksigen, nitrogen atau dinding tabung. Di lain pihak jika reaksi terlus berlanjut maka ozon yang telah terbentuk akan terurai kembali melalui reaksi (3) dan (4). Dengan kata lain reaksi pembentukan dan peruraian ozon terjadi bersamaan di antara kedua kutub elektroda. Pada saat reaksi terjadi pada kesetimbangan terbentuk ozon pada konsentrasi dengan tertentu. Jika electrical discharge diperbesar atau voltase dinaikan, dan ruang peluahan yang dilaliri udara atau oksigen diperbesar sehingga waktu tinggal udara atau oksigen di dalam ruang peluahan menjadi lebih lama maka ozon yang terbentuk menjadi lebih besar. Tetapi pada saat mencapai konsentrasi yang tertinggi maka ozon yang terbentuk akan terurai kembali. Pada prakteknya konsentrasi ozon yang terbentuk berkisar antara 3 -4 % apabila menggunakan udara sebagai bahan baku. Jika menggunakan bahan baku oksigen murni konsentrasi ozon yang terbentuk berkisar 6 – 8 %.

2 Peralatan Pembuat Ozon

Di dalam prakteknya peralatan pembuat atau pembangkit ozon dapat dibagi menjadi dua macam berdasarkan bentuknya yaitu tipe plat dan tipe tabung. Dari kedua tipe tersebut, tipe tabung yang paling banyak digunakan secara luas. Alat ini mempunyai ruang-ruang peluahan berupa tabung-tabung dengan dua lapis dinding. Dinding bagian luar dibuat dari baja tahan karat, sedangkan dinding dalam dibuat dari gelas (kaca) yang berfungsi sebagai konduktor. Seperti diterangkan di atas, di dalam pembuatan ozon diperlukan ruang-ruang peluahan listrik. Ruang-Ruang tersebut berfungsi menerima aliran udara kering atau oksigen murni untuk diubah menjadi ozon.

Untuk keperluan tersebut dibutuhkan tenaga listrik sebesar 17 – 20 kWh untuk setiap kg ozon yang terbentuk. Selama berlangsungnya proses pembentukan ozon, akan dihsilkan panas sehingga diperlukan air pendingin untuk menjaga agar suhunya tetap atau konstan. Jumlah air pendingin yang diperlukan sekitar 2 – 5 m3 untuk 1 kg ozon dan suhu air pendingin harus lebih kecil 30°C. Ada beberapa faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pembuatan ozon yaitu : tekanan parsial oksigen, temperatur operasi, tegangan listrik yang digunakan, konsentrasi uap air (jika menggunakan bahan baku udara). Untuk skala besar, Jika udara digunakan sebagai bahan baku pembuatan ozon, udara tersebut harus diolah lebih dahulu sehingga menjadi benar-benar kering sebelum dialirkan ke unit pembangkit ozon.

 Kelebihan dan Kelemahan Penggunaan Ozon

1 Kelebihan

  1. Dapat menghilangkan besi dan mangan sehingga air yang diolah tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau.
  2. Cepat larut dalam air karena berbentuk gas
  3. Membantu proses koagulasi
  4. Dapat bekerja pada range pH dan suhu yang luas. Selain itu ozoz juga tidak mengubah nilai pH..
  5. Tidak meninggalkan residu dalam produk seperti trihalometana.
  6. Oksidan kuat khususnya digunakan untuk menghilangkan Fe dan Mn, biasanya digunakan untuk pengolahan air minum dengan misi komersial dan air dalam kemasan botol (Aqua, dll).
  7. dapat membunuh mikroorganisme yang terdapat di dalam air (bersifat bakterisida, algasida, fungisida dan virusida)
  8. dapat menghilangkan bau dan rasa yang umumnya disebabkan oleh komponen organik dan anorganik yang terdapat di dalam air
  9. tidak menimbulkan bau ataupun rasa yang umumnya terjadi dengan penggunaan bahan kimia lain sebagai bahan pengolahan
  10. penggunaan ozon pada pipa, peralatan, dan kemasan akan ikut disanitasi sehingga produk yang dihasilkan akan lebih terjamin selama tidak ada kebocoran di kemasan. Ozon merupakan bahan sanitasi air yang efektif disamping sangat aman.

 2 Kelemahan

  1. Terjadi kemungkinan tumbuhnya bakteri karena tidak adanya residu yang tertinggal dalam produk. Tidak semua bakteri akan terbunuh. Beberapa bakteri yang mempunyai daya resistensi tinggi, ketika proses ozonasi akan terhambat proses pertumbuhannya. Ketika kadar ozon dalam produk sudah habis, maka bakteri tersebut akan tumbuh kembali. Oleh karena itu ozon tidak dianjurkan dalam proses distribusi yang sangat panjang. Ozon cenderung digunakan sebagai proses akhir pengolahan air.
  2. Oksidasi dengan senyawa organik akan menghasilkan nitrit oksida dan asam nitrit yang dapat menyebabkan korosi pada pipa.
  3. Ozon dapat meracuni manusia bahkan bisa sampai membawa pada kematian apabila terhirup dengan konsentrasi 50 ppm selama kurang lebih 1 jam. Batas kadar konsentrasi penggunaan gas ozon dalam berbagai kegiatan industri adalah 0.1 ppm, sedangkan kadar ozon dalam air hingga 0.05 ppm tidak membahayakan tubuh manusia.
  4. Ozon yang mempunyai sifat radikal ini, memerlukan perhatian khusus dalam penyimpanannya. Kadar 100 persen ozon pada suhu kamar mudah sekali meledak. Ozon akan aman disimpan pada suhu di bawah -1830C dengan kadar ozon dalam campuran ozon dan oksigen dibawah 30 persen. Sekarang ozon kebanyakan disimpan dalam bentuk ozonized-water atau ozonized ice.
  5. Pembuatan ozon memerlukan pesawat khusus (ozonisator) yang memerlukan energi yang besar, sehingga biaya investasi dan operasi relatif besar, sehingga Ozonisasi menjadi lebih mahal untuk digunakan.

DAFTAR PUSTAKA

Humas dan Protokol PDAM Kota Bandung. (2007). Instalasi Pengolahan Air Limbah Bojongsoang PDAM Kota Bandung. Bandung: PDAM Kota Bandung

Kertawidjaya, Iyon dan Sholihin. (1993). Kimia Lingkungan. Bandung: Jurusan Kimia FPMIPA IKIP Bandung

Said, Nusa Idaman. 2008. Teknologi Pengelolaan Air Minum, Teori dan Pengalaman Praktis. Pusat Teknologi di Lingkungan Deputi Bidang Teknologi Pengembangan Sumber Daya Alam. BPPT: Jakarta

Gottschalk, Christiane, Judy ann libra, Adrian supe. 2009. Ozonation of Water and Waste Water. Wiley: Germany


PH RENDAH PADA KUALITAS AIR RO (REVERSE OSMOSIS)

pH adalah tingkatan asam basa suatu larutan yang diukur dengan skala 0 s/d 14 .Tingkat pH adalah ukuran kuantitatif dari ion hidrogen mewakili keasaman atau kebasaan suatu larutan. Larutan asam memiliki ion hidrogen bebas banyak dan larutan alkali memiliki ion hidrogen bebas lebih sedikit. Setiap zat yang memiliki pH rendah adalah asam dan zat yang memiliki pH tinggi disebut basa/alkali. Buffer adalah zat yang memungkinkan air untuk melawan perubahan pH ketika asam atau basa ditambahkan. Skala pH berkisar 0-14 dengan pH 7 yang berarti netral. Sebuah pH kurang dari 7 bersifat asam dan pH lebih dari 7 bersifat basa. Skala pH adalah logaritmik sehingga untuk setiap satu unit perubahan pH ada sepuluh kali lipat perubahan konsentrasi ion. Ini berarti larutan dengan pH 3 adalah 10 kali lebih asam dari larutan dengan pH 4 dan 100 kali lebih asam dari pH 5.

Tinggi rendahnya pH air sangat dipengaruhi oleh kandungan mineral lain yang terdapat dalam air. pH yang normal untuk berbagai peggunaan seperti :

  • ·         Air minum mineral antara 6,5 s/d 8,5
  • ·         Air minum Reverse Osmosis / Demineral antara 5,0 s/d 7,5
  • ·         Ikan hias di aquarium antara 6,5 s/d 7,5

 Air yang telah di hasilkan dengan baik oleh system RO adalah air yang telah murni,sudah sering para pengguna RO dikejutkan dan sedikit gelisah mendapati bahwa air bersih mereka juga “acidic”(terlalu asam),yang berarti mempunyai pH rendah. pH netral di tetapkan sebagai 7.00, tetapi tipikal air RO menunjukkan pH antara 5.00 s/d 6.00.

  Skala pH yang di berikan, seperti skala Richter yang di berikan pada gempa bumi,ini berkaitan dengan hitungan logaritma,yang berarti air pH 5.00  sebenarnya 100x lebih asam dari air pH 7.00, tentunya terdengar sangat drastis, tetapi seharusnya kandungan air RO yang agak unik ini sesungguhnya tidak perlu menyebabkan ketakutan.

  Pertama, perlu dilihat pada dasar apa ukuran pada pH, pH adalah sebuah kadar relatif keasaman atau kadar alkali yang terlarut. Beberapa zat kimia, seperti ion hidrogen yang menurunkan pH suatu larutan, Ini benar-benar dipertimbangkan sebagai asam, Zat kimia lain seperti ion hidroxide, menaikkan pH sebuah larutan, semua itu disebut basa. .

  Banyak asam dan dasar berbeda yang mempengaruhi pH, tetapi untuk kejelasannya palimg mudah berpikir tentang hubungan ion hidrogen(H+) dan Hidroxide(OH-). Ketika air mempunyai ion hidrgen yang lebih banyak dari ion hydroxide, ia bersifat asam (pH <7). Dan sebaliknya di sebut basa (pH >7).

  Air seperti yang kita telah pelajari, di uraikan dengan formula cairan H2O,Jika anda dapat menguraikannya sekecil mungkin untuk dapat melihat molekulnya, anda melihat segelas air, anda akan melihat molekul air tidak se simple yang di uraikan dengan H2O, tetapi mereka selalu memisah dan menyatu kembali, H2O akan terpisah jadi dua bagian H+ dan H-, dan bergabung lagi. Didalam segelas air itu terdapat berjuta molekul air,semua berpisah dan bersatu kembali secara konstan. Jika air itu adalah air RO yang benar-benar murni,dan tidak memiliki kandungan kimia lain yang menghancurkan siklus ini, maka pH akan tetap normal.

  Karena di sini hanya terdapat molekul H2O, Jumlah ion H dan OH nya akan genap atau sama. Tidak akan terdapat ion H melebihi OH begitu pula sebaliknya, dan asam pada H+ akan “diatasi” dengan basa pada OH-, keseimbangan antara ion hidrogen dan hidroxide ini yang membuat sebuah larutan normal (tidak terlalu asam ataupun basa). Oleh karena itu, air yang benar-benar murni selalu normal karena tidak ada kandungan kimia lain yang mengganggu keseimbangan H/OH.

  Mengapa kemudian tes air RO mempunyai hasil pH yang rendah? Benar-benar murni berarti netral juga menjadi sensitif terhadap penambahan kandungan kimia lain. Dengan kata teknis, air RO sedikit atau tidak memiliki kapasitas untuk bertahan. Ini berarti penambahan asam yang sedikitpun akan berpengaruh besar pada pH.

  Pertimbangkan contoh ini, Seorang pria dengan penutup mata di tempatkan di sebuah ruangan .Kita mengatakan bahwa ia harus mengangkat tangan saat dia mendengar bayi menangis, jika ruangan itu sepi, bebas dari kontaminasi kebisingan yang lain, ketika bayi menangis, ia akan langsung mengangkat tangannya, tapi bagaimana jika ruangan itu di penuhi kawanan burung camar, beberapa pekerja bangunan dengan jackhammer, raungan sebuah mesin jet,group band heavy metal tahun 80’an, dan kebisingan yang lain dan kemudian bayi itu menangis, dia tidak akn dapat memperhatikannya.

  Ruangan kosong dan sepi seperti segelas air RO, biarpun sedikit kandungan asam (seorang bayi menangis) di tambahkan , perubahan akan sangat mudah terbentuk. Ruangan yang bising sama seperti air kran,penuh dengan kandungan garam dan mineral dan zat yang biasanya di temukan pada air, penambahan sesuatu pada dasarnya tidak terlalu diperhatikan.

  Biasanya, air kran yang tidak di olah bersifat mengandung beberapa chemical yang di tetapkan sebagai buffer. Ketika ion H+ di tambahkan pada air kran biasa, beberapa buffer tersebut menangkap ion H+ dan menyatu dengannya. Kemudian juga saat ion H+ telah ditambahkan, pH nya tidak akan berubah karena jumlah ion “free H+” didalam nya masih relatif sama dengan jumlah ion “free OH-.

  Membran Reverse Osmosis tidak menghilangkan gas pada air, seperti karbon dioksida dalam air, juga ketika air RO terkena udara, sedikit karbon dioksidanya akan mulai larut dalam air. Jadi kandungan alkalinitas air RO telah hilang dan keasaman yang di sebabkan oleh gas tertinggal di dalam nya.

  Kemudian, jika anda sekecil mungkin pada molekulnya, anda akan melihat apa yang terjadi?:-Anda akan melihat molekul karbon dioksidanya mengkombinasi dengan beberapa ion OH- pada air, ini

berarti di situ relatif terdapat lebih banyak “free H+, karena beberapa ion OH- nya telah “ditangkap” oleh karbon dioksida di dalam air, mempunyai lebih banyak “free H+” dari”free OH-” didalamnya seperti yang telah kita uraikan diatas tentang bagaimana sebuah larutan acidic, maka dari itu kenapa pH air RO bertipikal lebih rendah dari normal.

  Mendapati rendahnya pH air RO tidak perlu kuatir karena “keasaman” dalam air RO begitu lemah. Untuk dapat membuat air RO kembali netral, ini hanya perlu sedikit basa. Contohnya jika anda mempunyai segelas air RO dengan pH 5.00 dan anda menambahkan sedikit baking soda (basa) yang akan menetralisir sedikit asam di dalam air tersebut.

  Untuk seseorang yang kuatir akan efek pH rendah air RO pada tubuh, Saya tidak menganjurkan jalan untuk menambahkan baking soda untuk tiap gelas yang akan di minum. Sewaktu seseorang minum  air dengan pH rendah, air tersebut akan mengkombinasi dengan saliva dan kemudain dengan isi perut, ini akan terhenti secara alamiah (karena telah tercampur dengan saliva dan makanan yang telah dikunyah) dan air tadi tidak lagi mempunyai karakter pH yang unik yang diuraikan di atas. Apalagi pH dalam perut manusia sehat bertipikal lebih rendah dari 2.00. Yang nantinya air yang masuk ke dalam perutpun akan berubah menjadi asam juga.

  Keasaman merupakan hal yang perlu dalam kesehatan, Tanpa asam didalam perut kita, kita tidak akan dapat mencerna makanan dan kita akan rentan sakit karena asam dalam perut dapat membunuh beberapa bakteri dan hal lain yang kita cerna. Yang dapat mempengaruhi keseimbangan pH tubuh kita ketika kita meminum air RO pH rendah adalah jika kita meminum banyak sekali, dan tidak memakan apapun, dan terus menerus.

Terkecuali situasi yang demikian, meminum air RO pH rendah pada dasarnya tidak akan mempengaruhi pH tubuh kita.


Masukkan alamat surel Anda untuk berlangganan blog ini dan menerima pemberitahuan tulisan-tulisan baru melalui email.

Bergabunglah dengan 139 pengikut lainnya

Tulisan Terakhir

Mohon maaf jika artikel yang di sajikan berasal dari banyak sumber, sumber yang masih utuh saya tampilkan sumber aslinya, tapi seringkali saya lupa, mohon di maafkan. saya coba perbaiki terus kualitas dan kuantitas blog ini.