Osmosis terbalik

Osmosis terbalik adalah suatu metode penyaringan yang dapat menyaring berbagai molekul besar dan ion-ion dari suatu larutan dengan cara memberi tekanan pada larutan ketika larutan itu berada di salah satu sisi membran seleksi (lapisan penyaring). Proses tersebut menjadikan zat terlarut terendap di lapisan yang dialiri tekanan sehingga zat pelarut murni bisa mengalir ke lapisan berikutnya. Membran seleksi itu harus bersifat selektif atau bisa memilah yang artinya bisa dilewati zat pelarutnya (atau bagian lebih kecil dari larutan) tetapi tidak bisa dilewati zat terlarut seperti molekul berukuran besar dan ion-ion. Osmosis adalah sebuah fenomena alam yang terjadi dalam sel makhluk hidup dimana molekul pelarut (biasanya air) akan mengalir dari daerah berkonsentrasi rendah ke daerah berkonsentrasi tinggi melalui sebuah membran semipermeabel. Membran semipermeabel ini menunjuk ke membran sel atau membran apa pun yang memiliki struktur yang mirip atau bagian dari membran sel. Gerakan dari pelarut berlanjut sampai sebuah konsentrasi yang seimbang tercapai di kedua sisi membran.

Osmosis terbalik adalah sebuah proses pemaksaan sebuah terlarut dari sebuah daerah konsentrasi terlarut tinggi melalui sebuah membran ke sebuah daerah terlarut rendah dengan menggunakan sebuah tekanan melebihi tekanan osmotik. Dalam istilah lebih mudah, reverse osmosis adalah mendorong sebuah larutan melalui filter yang menangkap zat terlarut dari satu sisi dan membiarkan pendapatan pelarut murni dari sisi satunya. Osmosis bisa berlangsung jika terdapat dua macam larutan yang mempunyai konsentrasi yang berbeda terpisahkan oleh membran permeabel. Dalam proses ini, pelarut (air) akan mengalir dari larutan dengan konsentrasi rendah menuju konsentrasi yang tinggi hingga kedua larutan ini menjadi setimbang. Dalam kasus osmosi balik, terjadi proses ini akan tetapi dengan arah yang berlawanan.^[1]

Untuk mendapatkan air tawar dari air laut bisa dilakukan dengan cara osmosis terbalik, suatu proses penyaringan air laut dengan menggunakan tekanan dialirkan melalui suatu membran saring. Sistem ini disebut SWRO (Seawater Reverse Osmosis) dan banyak digunakan pada kapal laut atau instalasi air bersih di pantai dengan bahan baku air laut.

Proses ini telah digunakan untuk mengolah air laut untuk mendapatkan air tawar, sejak awal 1970-an.

Sejarah

Osmosis terbalik pertama kali dikembangkan oleh Badan Penerbangan dan Antariksa sebagai teknologi penyaringan untuk menghasilkan air minum. Sasaran penggunaan teknologi osmosis terbalik awalnya adalah para antariksawan dan para pengguna kapal selam yang memerlukan air minum sebagai kebutuhan. Setelah pengembangan lebih lanjut, osmosis terbalik mulai digunakan pula untuk memenuhi kebutuhan air minum pada pabrik, industri, rumah sakit, perkantoran dan perumahan dengan alat yang lebih kecil dan dapat dipindah-pindahkan.^[2]

Proses

Osmosis adalah proses alami. Ketika dua cairan konsentrasi yang berbeda dipisahkan oleh sebuah membran semipermeabel, cairan memiliki kecenderungan untuk bergerak dari konsentrasi yang lebih rendah ke konsentrasi yang lebih tinggi untuk keseimbangan potensial kimia.

Secara formal, reverse osmosis adalah proses memaksa pelarut dari daerah konsentrasi zat terlarut tinggi melalui membran semipermeabel ke daerah konsentrasi zat terlarut rendah dengan menerapkan tekanan melebihi tekanan osmotik. Aplikasi terbesar dan paling penting dari reverse osmosis adalah pemisahan air murni dari air laut dan air payau, air laut atau air payau bertekanan terhadap satu permukaan membran, menyebabkan transportasi garam-menipis air melintasi membrane dan munculnya air minum dari sisi tekanan rendah.

Membran yang digunakan untuk reverse osmosis memiliki lapisan padat dalam matriks polimer - baik kulit membran asimetris atau lapisan interfasial dipolimerisasi dalam membran tipis-film-komposit - di mana pemisahan terjadi.

Dalam kebanyakan kasus, membran ini dirancang untuk memungkinkan air hanya untuk melewati melalui lapisan padat, sementara mencegah bagian dari zat terlarut (seperti ion garam). Proses ini mensyaratkan bahwa tekanan tinggi akan diberikan pada sisi konsentrasi tinggi membran, biasanya 2-17 bar (30-250 psi) untuk air tawar dan payau, dan 40-82 bar (600-1200 psi) untuk air laut, yang memiliki sekitar 27 bar (390 psi) tekanan osmotik alam yang harus diatasi.Proses ini terkenal karena penggunaannya dalam desalinasi (menghilangkan garam dan mineral lainnya dari air laut untuk mendapatkan air tawar), tetapi sejak awal 1970-an itu juga telah digunakan untuk memurnikan air segar untuk aplikasi medis, industri, dan domestik.

Osmosis menjelaskan bagaimana pelarut bergerak antara dua solusi yang dipisahkan oleh sebuah membran semipermeabel untuk mengurangi perbedaan konsentrasi antara larutan. Ketika dua larutan dengan konsentrasi yang berbeda dari zat terlarut dicampur, jumlah total zat terlarut dalam dua larutan akan terdistribusi secara merata di jumlah total pelarut dari dua larutan

Daripada mencampur dua larutan bersama-sama, mereka dapat dimasukkan ke dalam dua kompartemen di mana mereka dipisahkan dari satu sama lain dengan membran semipermeabel. Membran semipermeabel tidak memungkinkan zat terlarut untuk berpindah dari satu kompartemen ke lainnya, tetapi memungkinkan pelarut untuk bergerak.Karena kesetimbangan tidak dapat dicapai oleh pergerakan zat terlarut dari kompartemen dengan konsentrasi zat terlarut tinggi untuk yang satu dengan konsentrasi zat terlarut rendah, itu bukan dicapai dengan pergerakan pelarut dari daerah konsentrasi zat terlarut rendah ke daerah-daerah konsentrasi zat terlarut tinggi.Ketika pelarut bergerak jauh dari daerah konsentrasi rendah, hal itu menyebabkan daerah-daerah untuk menjadi lebih terkonsentrasi. Di sisi lain, ketika pelarut bergerak ke daerah-daerah konsentrasi tinggi, konsentrasi zat terlarut akan menurun. Proses ini disebut osmosis. Kecenderungan untuk pelarut mengalir melalui membran dapat dinyatakan sebagai "tekanan osmotik", karena analog mengalir disebabkan oleh perbedaan tekanan. contoh Osmosis adalah difusi.

Dalam osmosis terbalik, dalam penyusunan yang sama seperti yang di osmosis, tekanan diterapkan ke kompartemen dengan konsentrasi tinggi. Dalam hal ini, ada dua kekuatan yang mempengaruhi gerakan air: tekanan yang disebabkan oleh perbedaan konsentrasi zat terlarut antara dua kompartemen (tekanan osmotik) dan tekanan eksternal diterapkan.

Galeri

Osmosis terbalik
Gulungan membran semipermiabel yang digunakan pada desalinisasi.
Unit RO/DI tipikal yang digunakan pada akuarium
Sebuah 1000 liter komersial Tanaman Reverse Osmosis custom-made dilengkapi dengan sistem pengolahan UV.

Lihat pula

Referensi

^ Citroreksoko, Padmono (2012). Kimia Terapan (PDF). Tangerang Selatan: Universitas Terbuka. hlm. 1.19. ISBN 9789790117358. Pemeliharaan CS1: Status URL (link)
^ Sebayang, P., dkk. (Maret 2015). Teknologi Pengolahan Air Kotor dan Payau Menjadi Air Bersih dan Layak Minum. Jakarta: LIPI Press. hlm. 35. ISBN 978-979-799-814-1. Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link) Pemeliharaan CS1: Status URL (link)

Pranala luar

(Inggris) Membrane Separation and Treatment Diarsipkan 2005-09-03 di Wayback Machine.
(Inggris) Chapter 7: North American Maple Syrup Producers Manual - discusses the use of reverse osmosis in maple syrup production.
(Inggris) Water Purification
(Inggris) Factors when choosing best reverse osmosis water filter system
http://www.degremont.com/en/know-how/municipal-water-treatment/desalination/reverse-osmosis/processes/ Diarsipkan 2015-09-23 di Wayback Machine. http://www.degremont.com/cms/degremont_7_refonte/upload/savoir-faire/en/reverse_osmosis.png Diarsipkan 2016-03-04 di Wayback Machine.
http://www.marineinsight.com/tech/auxiliary-machinery/reverse-osmosis-modern-alternative-for-shipboard-water-production/ http://www.marineinsight.com/wp-content/uploads/2011/03/ro_lf.jpg

[1] Citroreksoko, Padmono (2012). Kimia Terapan (PDF). Tangerang Selatan: Universitas Terbuka. hlm. 1.19. ISBN 9789790117358. Pemeliharaan CS1: Status URL (link)

[2] Sebayang, P., dkk. (Maret 2015). Teknologi Pengolahan Air Kotor dan Payau Menjadi Air Bersih dan Layak Minum. Jakarta: LIPI Press. hlm. 35. ISBN 978-979-799-814-1. Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link) Pemeliharaan CS1: Status URL (link)

[1]

[2]