## ANALISIS PENGENDALIAN KUALITAS MEMBRAN DALAM PERVAPORASI ETANOL-AIR DENGAN MENGGUNAKAN METODE STATISTICAL QUALITY CONTROL
Miftahul Djana 1 , Rizka Mayasari 2
1,2 Department of Industrial Engineering, Faculty of Engineering, Muhammadiyah University Palembang, Jl. Jendral A Yani 13 Ulu Palembang 30263 miftadjana@gmail.com

## ABSTRACT
Pervaporation  is  an  alternative  separation  process  using  membrane  which  allows  separations  of organic mixtures and dehydrates organic solvents with low energy consumption. The purpose of this experiment  is  to  analyze  the  influence  of  operating  parameters  such  as  feed  temperature,  times, variation  of  feed  ethanol  water  mixtures,  variation  of  membranes  on  pervaporation  performance shown by the flux and selectivity by using  ceramic membranes with variation of diatomaceous earth and  clay  as  separation.  Pervaporation  process  performance  is  determined  from  permeate  selectivity and flux. Increase of permeate selectivity and flux means also increasing performace of pervaporation. However,  increasing  product  flux  may  contribute  on  decreasing  selectivity.  The  research  consists  of membrane  preparation,  pervaporation  process,  and  optimization.  Feed  of  this  research  are  ethanol- water  mixture  with  temperature  varying  between  40-60 o C  and  downstream  pressure  0.5  mbar. Ceramic membrane is used and modification with 30,60,90% of diatomaceous earth. From the results, the  membranes  have  successfully  improved  the  flux  of  this  research..The  results  showed  that  the operating conditions of 0,5mbar pressure of permeate, the variation in temperatures of 40ºC, 50ºC and º, th variation of membranes and times produces the flux increases and selectivity decreases.In these conditions  the  maximum  temperature,  60ºC  gives  the  flux  of  0,1945  l/m2.hr  and  the  selectivity  of 1,7198.  In  these  conditions  produce  fuel  grade  ethanol  with  purity  levels  reached  98%  from  95% ethanol feed.The test results indicated the mean value of t = 31.400> t table = 2.00 and sig. =0,000 <α = 0.05, thus  the average (mean) of 1.806 issignificant.  Thus  the  hypothesis that  the level  of damage membrane of the product significantly affect the processproduction is not proven. Keyword : Pervaporation, diatomaceous earth, clay, flux, selectivity, statistical

## I. PENDAHULUAN
Etanol  merupakan  salah  satu  senyawa kimia turunan alkohol (etil alkohol) yang tidak terdapat  secara  bebas  di  alam,  namun  banyak digunakan  dalam  berbagai  bidang  industri. Kebutuhan  etanol  sangat  tinggi,  karena  etanol memiliki  banyak  manfaat  seperti  sebagai pelarut,  cat,  pernis,  antiseptik,  bahan  baku pembuatan  senyawa  lain,  desinfektan,  dan bahan  bakar.Etanol  merupakan  salah  satu sumber  energi  alternatif  yang  sekarang  ini banyak  dilirik  karena  mempunyai  beberapa kelebihan, yaitu karena sifat etanol yang dapat diperbarui dan ramah lingkungan karena emisi CO 2 nya rendah.
Pada  umumnya  proses  yang  biasa dilakukan  untuk  memurnikan  etanol  adalah proses destilasi yang memanfaatkan perbedaan titik  didih  dari  senyawa  penyusunnya.  Namun proses  pemisahan  ini  memiliki  kekurangan
yaitu memerlukan energi panas untuk mendidihkan  salah  satu  komponen  yang memiliki  titik  didih  lebih  rendah.  Hal  ini tentunya  kurang  efisien  untuk  memenuhi kebutuhan  industri  yang  sangat  besar.  Selain itu,  larutan  etanol  tersebut  akan  membentuk senyawa azeotrop. Dimana larutan azeotrop ini akan  sangat  sulit  dipisahkan  dengan  metode destilasi biasa.
Untuk  memisahkan  suatu  senyawa  zat kimia  tentunya  banyak  hal  yang  harus dipertimbangkan  dalam  pemilihan  prosesnya seperti  kelayakan  teknis  dan  kelayakan ekonomis.  Faktor  ini  mencakup  tingkat separasi,  nilai  ekonomi  produk,  kualitas produk, sifat bahan dan produk, jenis pengotor, konsumsi energi, dan kondisi lokasi, lingkungan dan kebijakan.
Salah  satu  proses  pemisahan  yang mulai  banyak  diminati  oleh  pihak  industri
P-ISSN: 2355-2085
Website: http://jurnal.umj.ac.id/index.php/jisi
sebagai alternatif dari destilasi adalah pemisahan  dengan  teknologi  membran.  Untuk banyak  kasus,  teknologi  ini  memberikan keuntungan  ekonomis  yang  lebih  baik, terutama  karena  lebih  rendah  biaya  instalasi dan  operasinya,  serta  tidak  menimbulkan pencemaran  lingkungan  (Wahyuni,  2012). Mengingat pemisahan etanol-air akan membentuk  larutan  azeotrop  jika  dipisahkan dengan  prinsip  kesetimbangan  uap-cair  maka digunakan membran dengan prinsip pervaporasi  yang  pemisahannya  berdasarkan difusitas  dan  selektifas  membran  terhadap larutan yang akan dipisahkan.
Membran  yang  akandigunakan  dalam penelitian  ini  adalah  membran  keramik  yang berbahan  dasar  tanah  liat  dikombinasikan dengan  tanah  diatom.  Di  Indonesia  sendiri kaya  akan  sumber  daya  alam  tanah  diatom. Menurut  sifatnya,  tanah  diatom  dikenal sebagai bahan alam yang memiliki sifat khusus seperti  berpori  kecil,  massa  jenis  rendah, mempunyai  daya  serap  air  tinggi  dan  tidak mudah larut dalam asam. Oleh karena sifatnya itulah  tanah  diatom  sering  dimanfaatkan sebagai  bahan  penyaring  (filter),  pengisi (filler),  isolasi,  pendukung,  katalis,  dan adsorben (Nuryono, 2003).
Namun  untuk  mengurangi  persentase cacat  pada  kualitas  membran  keramik  yang digunakan,  maka  diperlukan  metode  dalam pengendalian  kualitas  dengan  alat  bantu statistik.  Pemilihan  metode  Statistical  Quality Control  (SQC)  dapat  digunakan  sebagai  alat detection bila  terjadi  kerusakan  dan  terjadinya cacat  pada  membran  yang  digunakan.  Selain pengecekan kualitas, metode ini dapat mengevaluasi  kinerja  proses  produksi  untuk memperbaiki  produktifitas,  waktu  yang  lebih efisien sehingga tercapainya kepuasan pelanggan  dalam  hal  kualitas  dan  efisiensi pengeluaran.
Berdasarkan  latar  belakang  tersebut maka  pada  penelitian  ini  akan  dilakukan analisis pengendalian kualitas membran dalam pervaporasi  etanol-air  dengan  menggunakan metode Statistical Quality Control.
Penelitianinibertujuanuntuk memurnikan kadar etanol dengan menggunakan  alat  pervaporasi  dan  membran keramik  dengan  variasi  temperatur,  komposisi membran,  campuran  etanol-air,  dan  waktu serta  menganalisa  cara  peningkatan  kualitas membran dengan suatu aplikasi.
Manfaat yang diharapkan dari penelitian  ini  adalah  memberikan  alternatif yang lebih efisien dan simple untuk mendapatkan  kadar  etanol  yang  lebih  murni, meminimalkan biaya dan waktu, mendapatkan alternatif  alat  yang  lebih  efisien  dibandingkan dengan distilasi. Dalam cakupan ilmu pengetahuan  diperoleh  hasil  analisis  produk pemurnian  etanol  dan  cara  peningkatan kualitas membran dengan aplikasi SPSS.

## II. TINJAUAN PUSTAKA
Membran  merupakan  salah  satu  alat pemisahan  berupa  penghalang  yang  bersifat selektif  yang  dapat  memisahkan  dua  fase  dari berbagai  campuran.  Campuran  tersebut  dapat bersifat  homogen  atau  heterogen  dan  dapat berupa  padatan,  cairan  maupun  gas.  Proses pemisahan  dengan  membran  terjadi  karena adanya driving  force yang  mengakibatkan adanya perpindahan suatu zat melalui membran (Asip dan Okta, 2013).
Teknologi  membran  memiliki  banyak keunggulan jika dibandingkan dengan teknologi  pemisahan  yang  lain  yaitu  tidak diperlukannya  zat  kimia  tambahan  dalam prosesnya,  proses  pemisahan  dapat  dilakukan secara  kontinyu,  temperatur  operasional  dan konsumsi  energi  rendah,  non-destruktif  atau tidak  merusak  umpan  yang  dipisahkan, teknologi yang steril sehingga tidak menimbulkan masalah polusi, material membran bervariasi sehingga mudah diadaptasikan  sesuai  kebutuhan,  mudah  dalam scale  up ,  mudah  digabungkan  dengan  proses pemisahan lainnya ( hybrid processing ). Kekurangan teknologi membran adalah biasanya  selektifitas  akan  berbanding  terbalik dengan  fluks.  Semakin  tinggi  selektivitas biasanya  fluks  akan  menurun.  Sedangkan dalam proses pervaporasi diharapkan selektifitas dan fluks berbanding lurus.
Salah  satu  proses  dalam  teknologi membran  adalah  pervaporasi.  Pervaporasi berasal  dari  kata  permeasi  dan  vaporasi. Permeasi  adalah  perpindahan  massa  penetran dari  satu  sisi  ke  sisi  lain  dari  membran  yang digunakan  sebagai  pervaporasi.  Vaporasi adalah  perubahan  fase  cair  penetran  menjadi fasa uap. Sehingga pervaporasi dapat diartikan sebagai  pemisahan  senyawa  berfasa  cair  yang dilewatkan  pada  membran  di  mana  terjadi perubahan  fasa  menjadi  fasa  uap;  sisi  umpan berupa  cairan  sedangkan  sisi  permeat  berupa
uap  sebagai  akibat  diaplikasikannya  tekanan yang  sangat  rendah  (0,5  mbar)  pada  bagian hilir (Nasrun, 2004).
Menurut  Shao  dan  Huang  dalam  Sari (2011)  pervaporasi  dapat  diaplikasikan  untuk dehidrasi pelarut organik (seperti alkohol, eter, ester  dan  asam)  dan  penghilangan  komponen larutan  organik  dari  air.  Metode  ini  banyak dilakukan  untuk  pemisahan  senyawa  azeotrop yang  memiliki  titik  didih  hampir  berdekatan. Pada proses pervaporasi, larutan akan bersentuhan  dengan  membran  dan  salah  satu komponen dari larutan tersebut akan melewati membran sebagai titik-titik uap. Uap komponen  yang  lebih  mulai  terserap  akan didinginkan melalui kondensor dan digerakkan vakum (Sari, 2011).
Jika  dibandingkan  dengan  destilasi, proses  pervaporasi  ini  memiliki  beberapa keunggulan  yaitu  dapat  memisahkan  larutan yang  komponennya  memiliki  titik  didih  dan berat  molekul  yang  berdekatan,  mampu memisahkan larutan azeotrop yang tidak dapat dipisahkan dengan proses destilasi biasa, tidak memerlukan  zat  aditif,  bi  biaya  dan  energi yang lebih rendah dan bebas dari polusi.
Mekanisme proses pemisahan pervaporasi  pada  campuran  etanol-air  dengan membran kompak ( dense membran )
berlangsung dalam tiga tahap, yaitu:
1) Penyerapan selektif salah satu komponen umpan oleh membran Sorpsi  selektif  umpan  pada  membran dipengaruhi oleh afinitas antara penetran dengan membran. Interaksi ini dinyatakan dengan kelarutan ( solubility ). 2) Difusi selektif melalui membran Penetran  mengalami  difusi  melalui membran. Laju difusi penetran ditentukan  oleh  perbedaan  tekanan parsial  komponen-komponen  senyawa pada kedua sisi membran.
3) Desorpsi ke fase gas pada sisi permeat Penetran  keluar  dari  membran  dalam fasa  uap  karena  tekanan  pada  sisi permeat  jauh  lebih  rendah  daripada tekanan uap permeat.
- Kinerja Membran Kemampuan membran dalam
memisahkan  senyawa  kimia  dapat  diketahui dari selektivitas dan fluksnya. Dengan menghitung  selektivitas  dan  fluksnya  akan
diketahui  efisiensi  kerja  dari  membran tersebut.
1) Fluks
Fluks  adalah  volume  yang  melewati membran  persatuan  luas  dalam  satuan waktu. Fluks dapat dinyatakan dengan
(1)
Keterangan:  J  = nilai fluks V  = volume permeat A  = luas membran (m 2 ) t  = waktu
2) Selektivitas Selektivitas  menyatakan  kemampuan membran untuk melewatkan suatu komponen  senyawa  terhadap  komponen lain. Selektivitas dinyatakan dengan:
(2)
Keterangan: Α    = selektivitas pemisahan Y W = konsentrasi air dalam permeat(%) Y A =  konsentrasi  etanol  dalam  permeat (%) X W = konsentrasi air dalam umpan (%) X A =  konsentrasi  etanol  dalam  umpan
(%)
- Membran Keramik
Keramik  merupakan  senyawa  yang terbentuk  melalui  panas  atau  kombinasi  panas dan tekanan yang setidaknya tersusun dari dua unsur yaitu salah satu unsurnya berupa padatan non logam dan salah satu unsur lainnya berupa logam  atau  non  logam  lainnya  (Sunaryo, 2010).  Contoh  membran  keramik  adalah membran  alumina  atau  zirkonia.  Membran keramik  menghasilkan  muatan  listrik  yang berasal  dari  oksida  logam  sehingga  performa permukaan material keramik lebih kuat. Dalam penelitian  Brown,  dkk  (Sunaryo,  2010)  yang menggunakan  teknologi  membran  dalam penelitiannya  untuk  meningkatkan  kualitas  air minum membuktikan bahwasanya penggunaan membran keramik mampu memisahkan bakteri patogen dan menurunkan turbiditas.
Tanah  liat  banyak  digunakan  sebagai bahan pembuat membran keramik karenamemiliki  sifat  paling  stabil  dan  tahan erosi. Untuk dapat dijadikan membran keramik tanah  liat  harus  memiliki  spesifikasi  sebagai berikut:
1. Sifat plastis
Sifat plastis diperlukan sebagai pengikat  sehingga  ketika  tanah  liat
P-ISSN: 2355-2085
Website: http://jurnal.umj.ac.id/index.php/jisi
dibentuk tidak akan mengalami keretakan,  pecah  atau  berubah  bentuk ketika dalam proses pembentukan.
2. Kemampuan bentuk Tanah  liat  harus  memiliki  kualitas penopang  yang  baik  sehingga  mampu berfungsi  sebagai  penyangga  ketika proses pembentukan berlangsung.
3. Susut kering dan susut bakar Tanah  liat  diharapkan  tidak  memiliki presentasi  penyusutan  diatas  15%, karena  akan  beresiko  retak  atau  pecah ketika  proses  pembentukan  karena sifatnya yang terlalu plastis.
4. Suhu kematangan (vitrifikasi) Suhu  kematangan adalah  suhu dimana keramik telah matang secara sempurna tanpa mengalami perubahan bentuk.
5. Porositas Membran  keramik  yang  bagus  adalah membran  yang  memiliki  porositas yang  tinggi  yang  tentunya  akan meningkatkan  fluks  membran,  namun tanpa  menurunkan  kekuatan  mekanik membran tersebut.
Tanah  diatom  merupakan  salah  satu bahan  penyerap  yang  tersedia  di  alam.  Koloni diatomakan  berkembang  baik  apabila  di tempat itu terdapat batuan piroklastik (mengandung  banyak  SiO 2 ).  Tanah  diatom dengan  rumus  kimia  (SiO 2 .  nH 2 O)  adalah batuan  sedimen  silika  yang  terutama  terdiri dari  sisa  kerangka  fosil  tumbuhan  air, ganggang  yang  bersel  tunggal.  Komposisi kimia  diatom  terdiri  dari  86%  silika,  5% natrium, 3% magnesium dan 2% besi (Rahmah dkk.,  2011).  Jenis  dan  jumlah  unsur  yang terkandung  (pengotor)  dalam  tanah  diatom  ini tergantung dari tempat asalnya.
Sifat-sifat tanah diatom:
1. Kekerasan
: 1-5 Skala Mohs 2. Berat Jenis : 2,1-2,2 (kecuali yang
murni sekitar 0,13-0,45)
3. Titik Cair : 1,610-1,750 °C
4. Indeks Bias
: 1,44-1,46
5. Warna :    putih,  abu-abu, kadang  dapat  berwarna  lain  seperti jingga  kemerah-merahan,  kekuning- kuningan (tergantung polusinya)
6. Daya Serap : tinggi
7. Sangat berpori
8. Mudah pecah
9. Mempunyai daya penahan suhu
(Samosir, A. 2009)
Tanah diatom biasa digunakan sebagai penyerap dalam industri dry cleaning , farmasi, minuman  (bir,  anggur, liquor ),  air  nira,  air kolam  renang; filler dan extender untuk  cat; pencegah pengerasan/isolasi panas; carrier untuk  katalisator;  bahan  pembantu kromatograf; extender untuk  pemoles,  abrasif dan pestisida (Rahmah dkk., 2011).
Menurut Samosir (2009), tanah diatom sering  dimanfaatkan  sebagai  bahan  penyaring dan  bahan  pemutih,  bahan  isolasi  panas  dan bunyi,  bahan  pengisi,  bahan  penyerap  dan pembawa, bahan gosok, bahan pendukung dan pembawa katalis seperti dalam proses hidrogenasi  dan  Fischer-tropsah,  campuran bahan  bangunan,  sumber  silika,  hidroponik, sebagai  pestisida  non  toksik  dan  sebagai adsorben.
Statistik merupakan teknik pengambilan  keputusan  pada  suatu  analisa informasi yang terkandung dalam suatu sampel dari  populasi.  Metode  statistik  memegang peranan  penting  dalam  jaminan  kualitas. Metode  statistik  memberikan  cara-cara  pokok dalam  pengambilan  sampel  produk,  pengujian serta  evaluasi  dan  informasi  di  dalam  data yang  digunakan  untuk  mengendalikan  dan meningkatkan proses pembuatan.
Pengendalian kualitas merupakan aktivitas  teknik  dan  manajemen  dimana mengukur  karakteristik  kualitas  dari  produk atau  jasa,  kemudian  membandingkan  hasil pengukuran itu dengan spesifikasi produk yang diinginkan serta mengambil tindakan peningkatan  yang  tepat  apabila  ditemukan perbedaan kinerja aktual dan standar.Pengendalian  kualitas  produksi  dapat dilakukan  dengan  berbagai  cara,  misalnya dengan  penggunaan  bahan/material  yang bagus, penggunaan mesin-mesin/peralatan yang memadai, tenaga kerja yang terampil dan proses produksi yang tepat.
Pengendalian kualitas statistik ( Statistical  Quality  Control )  adalah  teknik yang  digunakan  untuk  mengendalikan  dan mengelola  proses  baik  manufaktur  maupun jasa mernggunakan metode statistik. Pengendalian  kualitas  statistik  merupakan teknik  penyelesaian  masalah  yang  digunakan untuk memonitor, mengendalikan, menganalisis,  mengelola  dan  memperbaiki produk  dan  proses  menggunakan  metode- metode statistik.

## III. METODE PENELITIAN
1.  Siapkan  rangkaian  alat  (Gambar  3.1.)  dan bahan yang digunakan.
Gambar 1. Rangkaian alat proses pervaporasi
Keterangan: a. Tangki umpan etanol
b. Penyuplai panas dari listrik
c. Housing membran yang berisi membran dengan luas 0,5 m 2
d. Kondensor
e. Tangki permeat
f. Tangki retentat
g. Pompa vakum
h. Tangki air pendingin
1. Masukkan  larutan  etanol  kedalam  tangki penyimpanan dengan volume 2 liter dengan variasi  konsentrasi  30%,  50%,  95%  secara bergantian.
2. Tutup  tangki  penyimpan  dan  pastikan dalam keadaan vakum.
3. Hidupkan  pemanas  untuk  memanaskan umpan  dengan  variasi  temperatur  yaitu
40 o C, 50 o C, 60°C.
4. Setelah  suhu  yang  diinginkan  tercapai, hidupkan  pompa  yang  akan  mengalirkan umpan  menuju  membran  dan  proses pervaporasi berlangsung.
5. Biarkan  selama  20  menit  kemudian  ukur volume  hasil  permeat  yang  didapat  dan ukur  konsentrasinya  dengan  alkoholmeter dan analisa GC.

## Analisis Data
Analisis Data Produk dari Pervaporasi Untuk mengetahui konsentrasi permeat dan retentat dilakukan pengukuran dengan alat alkoholmeter dan analisa GC. Kemudian untuk menghitung kinerja membran dilakukan
dengan cara menghitung fluks dan selektivitasnya.
Dari hasil pengolahan data diatas akan ditampilkan  dalam  bentuk  gambar  untuk mengetahui pengaruh konsentrasi dan temperatur  terhadap  kualitas  permeat  serta gambar fluks dan selektivitas membran. Analisis  Data  Dengan  Menggunakan  Metode
Statistical Quality Control (SQC) Pada  penelitian  ini  digunakan  analisa kualitatif  dengan  metode  SQC  dengan  tujuan mengendalikan kualitas dari produk pervaporasi etanol-air yang dihasilkan.  Variabel  yang  digunakan  dalam  penelitian ini :
1. Variabel Bebas
Variabel  bebas  dalam  penelitian  ini adalah  kadar  etanol  dan  air  serta membran  yang  digunakan  dalam
pervaporasi
2. Variabel Terikat Variabel  terikat  yaitu  kualitas  dari produk yang dihasilkan.
 Pengolahan Data Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan  metode  SQC,  data  yang digunakan yaitu
1. Data  yang  didapatkan  dari  data  yang diukur  sebenarnya  atau  dari  data pengamatan  langsung  terhadap  objek penelitian.
2. Mencatat data asli dari penelitian yang dilakukan dengan menghitung normalitas  data  untuk  menguji  apakah data  yang  dikumpulkan  berdistribusi normal berdasarkan uji chi square .
3. Menghitung hasil rata-rata dan rentang rata-rata dari data yang diperoleh.
4. Mengumpulkan  data  menggunakan check  sheet agar  memudahkan  dalam memahami data tersebut sehingga bisa dilakukan analisis lebih lanjut.
5. Menghitung  normalitas  data  untuk menguji apakah data yang dikumpulkan berdistribusi normal berdasarkan uji chi square .
6. Menghitung hasil rata-rata dan rentang rata-rata dari data yang diperoleh.
7. Mencari faktor penyebab yang dominan dengan diagram sebab akibat
8. Analisa  hasil  penelitian  dan  hasil pengolahan data.
Temperatur On/Off
Power Supply
P-ISSN: 2355-2085
IV. HASIL
PENELITIAN DAN

## PEMBAHASAN
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui kinerja  membran  keramik  dengan  komposisi tanah  liat  dan  tanah  diatom  pada  pervaporasi. Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui  pengaruh  kondisi  operasi  seperti komposisi  membran,  suhu,  dan  waktu  dengan selektivitas  dan  fluks  total.  Dua  parameter umumnya  digunakan  untuk  mengkarakterisasi proses  pervaporasi,  yaitu  fluks  total  dari komponen  permeat  dan  selektivitas  membran. Fluks  total  melalui  membran  didefinisikan sebagai arus massa total dari semua komponen perembesan  melalui  membran  per  satuan  luas per  satuan  waktu.  Dalam  bab  ini  dibahas tentang uji coba dan data hasil pervaporasi.
Tabel 1. Data Hasil Pervaporasi ( Etanol-Air (30%-70%)) Memb ran Temp eratur ( o C) Wakt u (Min) Fluks (L/m 2 . min) Selekt ivitas
Memb ran I 40 o C 10 0,1411  1,2665 20 0,0719  1,7812 30 0,0502  1,4376 50 o C 10 0,1452  1,4554 20 0,0760  2,2666 30 0,0515  1,4996 60 o C 10 0,1561  1,4301 20 0,0842  2,1404 30 0,0579  1,2905 Memb ran II 40 o C 10 0,1493  1,6875 20 0,0767  2,1730 30 0,0515  2,4051 50 o C 10 0,1547  2,0822 20 0,0787  2,7796 30 0,0538  2,4051 60 o C 10 0,1616  1,2723 20 0,0856  3,1428 30 0,0584  0,8809 Memb ran III 40 o C 10 0,1520  2,3056 20 0,0801  2,9125 30 0,0547  2,25 50 o C 10 0,1616  3,0871 20 0,0828  4,4523 30 0,0575  1,6689 60 o C 10 0,1684  2,9006 20 0,0876  6,1775 30 0,0593  1,2253
Tabel 2. Data Hasil Pervaporasi ( Etanol-Air (50%-50%)) Komposisi Membran Tempe ratur ( o C) Ti me (M in) Fluks (L/m 2 . min) Selekt ivitas Membran I 40 o C 10 0,150 6 1,2216 20 0,078 0 1,8333 30 0,054 7 1,5561 50 o C 10 0,157 4 1,8361 20 0,082 1 2,1670 30 0,057 0 2,0810 60 o C 10 0,160 2 1,8573 20 0,084 9 1,9506 30 0,057 5 1,5144 Membran II 40 o C 10 0,153 4 1,9091 20 0,080 1 2,2533 30 0,055 2 2,9762 50 o C 10 0,154 7 2,2531 20 0,082 1 2,4550 30 0,057 0 3,0454 60 o C 10 0,160 2 2,3565 20 0,082 8 2,2691 30 0,058 9 2,125 Membran III 40 o C 10 0,157 5 2,5519 20 0,082 1 3,4489 30 0,055 2 3,6319 50 o C 10 0,161 6 3,1604 20 0,082 8 4,3143 30 0,057 9 4,9707
60 o C 10 0,165 7 2,8168 20 0,086 3 3,2222 30 0,059 3 3,3852 Table 3. Data Hasil Pervaporasi ( Etanol-Air (95%-5%)) Komp osisi Memb ran Temper atur ( o C) Wa ktu (Mi n) Fluks (L/m 2 . min) Selektv itas Memb ran I 40 o C 10 0,1684 1 20 0,0883 1 30 0,0611 1,5319 50 o C 10 0,1739 1,2638 20 0,0904 1,4308 30 0,0621 1,2766 60 o C 10 0,1794 1 20 0,0931 2,0869 30 0,0639 1,4308 Memb ran II 40 o C 10 0,1739 1,2638 20 0,0890 2,0638 30 0,0616 1,2638 50 o C 10 0,1794 1,5319 20 0,0917 2,0638 30 0,0634 2,8114 60 o C 10 0,1821 1,5315 20 0,0924 2,0683 30 0,0639 2,4692 Memb ran III 40 o C 10 0,1808 1,7154 20 0,0924 2,4332 30 0,0643 3,6882 50 o C 10 0,1876 1,8064 20 0,0952 3,6882 30 0,0662 4,2608 60 o C 10 0,1945 1,7198 20 0,1013 1,8062 30 0,0689 4,2607 - Karasteristik Membran Dalam  penelitian  ini  diamati  kinerja
membran,  temperatur,  dan  waktu.  Variasi komposisi  membran  keramik  seperti  tanah diatom 30% dan tanah liat 70%; Tanah diatom 60%  dan  tanah  liat  40%;  dan  tanah  diatom 90%  dan  tanah  liat  10%.  Dari  penelitian  ini, kita  dapat  menemukan  hasil  terbaik  dengan variasi  komposisi,  waktu  dan  suhu  membran. Adsorpsi pada permukaan membran dipengaruhi oleh interaksi atau afinitas air dan etanol  yang  ditembus  ke  dalam  membran.
Interaksi  ini  dinyatakan  dengan  parameter kelarutan.  (Feng,  1997;  Pangarkar  2009;  Wee et al., 2008). Percobaan pervaporasi dilakukan dengan  menggunakan  pompa  vakum  untuk menghasilkan tekanan hilir yang tersisa sekitar
0,5 mbar. - Pervaporasi Campuran Etanol-Air
1.     Pengaruh kondisi operasi pada campuran etanol-air pervaporasi
Kinerja membran khususnya membran untuk  proses  pervaporasi  ditentukan  oleh  dua parameter, yaitu fluks permeat dan selektivitas. Kedua  parameter  ini  sangat  dipengaruhi  oleh kondisi  operasi  seperti  temperatur  dan  waktu. Dalam  proses  membran,  selektivitas  membran menggambarkan kemampuan untuk memisahkan komponen campuran.
Parameter  ini  umumnya  berbanding  lurus  satu sama  lain.  Tingkat  permeasi  atau  fluks  yang lebih  besar,  selektivitasnya  akan  lebih  kecil. Oleh karena itu, dalam penelitian ini dilakukan eksperimen  pervaporasi  campuran  etanol-air pada  berbagai  temperatur  (40,  50,  dan  60  C) dan  waktu  (10,  20,  dan  30  menit).  Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui kondisi operasi pervaporasi  yang  akan  digunakan  dalam pemisahan campuran etanol-air. Campuran umpan menggunakan larutan dengan  konsentrasi  30%,  50%  dan  95%  air ethanol.  Luas  permukaan  aktif  membran adalah  4,38  m 2 .  Dalam  data  eksperimen  yang diambil  dari  percobaan  ini  adalah  massa  dan konsentrasi  etanol  dalam  permeat.  Kinerja pemisahan kedua campuran diteliti berdasarkan  nilai  fluks  (J),  pemisahan  faktor  / selektivitas,  dan  konsentrasi  etanol  dalam permeat setelah proses pervaporasi.
2. Pengaruh konsentrasi umpan di permeat Konsentrasi  etanol  dapat  menurun pada  permeat  membuktikan  bahwa  proses pemisahan  pada  membran  terjadi.  Dimana pada  sisi  permeate  membran  akan  melewati kelembaban  dan  akan  menolak  etanol.  Jadi etanol  yang  ditolak  akan  mengalir  kembali  ke sisi retentate.
P-ISSN: 2355-2085
Website: http://jurnal.umj.ac.id/index.php/jisi
E-ISSN: 2550-083X
Gambar  2 .  Pengaruh  tenperatur  terhadap penurunan  permeat  dengan  variasi  komposisi membran
Hal  ini  dapat  dilihat  dari  grafik, penurunan  konsentrasi  etanol  dalam  permeat meningkat  sampai  mencapai  50°C.  Setelah kondisi 50°C, maka akan berkurang, dan  akan turun  pada  suhu  60 o C.  Hal  ini  bisa  terjadi karena pori-pori membran membesar sehingga jumlah  molekul  yang  ikut  etanol  melewati pori-pori membran.
3. Pengaruh Temperatur Pengaruhsuhuumpanterhadapnilailaj
upermeasi (fluks), pemisahanfaktor (  ), dankonsentrasi air padapercobaanpervaporasipermeatlarutanumpa netanol 30%, 50% dan 95%, akandibahaspadaparagrafini.
Pengaruhsuhupadahasilfluksdanselektivitasunt ukberbagaikomposisimembranditunjukkanpad aGambar 5.2 sampaiGambar 5.4.
Gambar  3 .Pengaruh  temperatur  terhadap Fluks dengan variasi komposisi membran pada campuran etanol-air (30%-70%)
Berdasarkanteori volume bebas, molekulpenetranbisaberdifusidarisatutempatke tempat  lain  jikaadaruangkosongatau  volume bebas yang cukup (Mulder, 1991).
Pergerakanpanasakanmenghasilkanperbesaran volume bebas di dalammembran. Olehkarenaitu, lajudifusisetiappenetranmolekulmeningkatpad aTemperaturTinggidanmenghasilkannilaifluks
permeasi  yang  tinggi  pula  (Bakhsi  et  al., 2006).
Gambar  4 .Pengaruh  temperatur  terhadap selektivitas  pada  campuran  etanol-air  (30%- 70%)
Kondisi  optimum  yang  dipilihuntuk proses pervaporasicampuranetanol-air
azeotropeadalahkondisidengannilaifluks  yang tinggibilanilaiselektivitasnyajugacukuptinggi. Diketahuibahwa  proses  perularanetanol-air padasuhu 60 ° C diberinilaifluksdanselektivitas.  Suhu  optimum dibandingkandengan yang lainnya. Hal initernyatajugadidukungolehkandunganetanol.
4. PengaruhWaktuOperasi - Efekwaktuoperasiterhadapkonsentrasi etanol Waktuoperasiakanmempengaruhinilai konsentrasi.  Waktuoperasiterpanjang, diperkirakannilaikonsentrasipermeatse makinkecil, danterdapat peningkatankonsentrasiretentat Gambar 5 . Pengaruh waktu terhadap konsentrasi  etanol  pada  campuran  etanol-air (30%-70%) Dari grafik di atas, dapatdilihatbahwanilaikonsentrasipermeatturu nmenjadinilaikonsentrasipakandanretensi.  Dari data inidapatdisimpulkanbahwa proses pemisahancampuran air etanoldalammembrantelahterjadi.
5. Efekwaktuoperasiterhadapfluks Konsentrasietanoldalampermeatsebagaifungsi waktuditunjukkanpadaGambar  5.4.  Namun, hasil  proses  pervaporasicampuranetanol-air tidakmemberikanpeningkatan
yang signifikandalamkonsentrasietanoldalampermea t.
Gambar  6 .  Pengaruh  waktu  terhadap  fluks dengan variasi membran dan campuran etanol- air (30%-70%)
Pemisahan campuran etanol-air dengan  etanol-air  30%  dapat  meningkatkan konsentrasi  etanol  dalam  retentate  hingga 31%. Variasi komposisi membran berpengaruh terhadap  hasil  konsentrasi  etanol,  semakin tinggi  hasil  konsentrasi  etanol  di  dalam membran  dengan  variasi  tanah  diatom  90%; tanah liat 10%. Salah satu hasil penelitianterdapat  konsentrasi  etanol  yang kecil, hal itu disebabkan masih ada molekul air yang  bisa  menembus  membran  karena interaksi  etanol  dengan  air  di  membran. Dengan  adanya  efek  ini  menyebabkan  nilai fluks  etanol  meningkat  dan  selektivitas membran ke air rendah.

## Hasilperhitungankerusakanmembran
- MenghitungHasilKerusakan Membran
Hasil  check  sheet  yang  telahdilakukanpada proses produksimenunjukkan bahwa :
1. Volume  membranpadabulanJanuari
– Maret 2017 sebanyak 15 unit.
2. Tingkat kerusakan / pecahnyaproduksipadamembraninisela mabulanJanuari sampai
Maretsebanyak 9 unit.
- Data UjiNormalitas Ujinormalitasjugamenggunakananalisisstatisti k  Kolmogorov-Smirnov  untukdijelaskan  di bawahini.
Hasil  yang  diperolehadalahbilangansignifikan (Asymp. Sig.) = 0,592>  =
0,05jaditidaksignifikan. Kondisiinimencerminkan  data  dalamdistribusi normal. - Uji Rata-rata (Mean) Uji rata-rata digunakanuntukmengujisignifikansi rata-rata sampel data. Pengujiandilakukandenganmembandingkannil ai  t  dengan  t  tabeldanangkasignifikansi  (sig.) Denganstudi  error  rate  (Α  =  0,05). Jikahasilnyasignifikanmaka rata-rata data sampelmungkinmewakilipopulasi. Tabelberikutmenunjukkanhasiltes yang berartitingkatkerusakan yang terjadipadapervaporasimembran. Kerusaka n Membran t df Sig. (2- tailed ) Mean Differenc e 31.40 0 6 1 .000 1.80645
Tabel  di  atasmenunjukkanbahwanilai  t  = 31.400> t tabel = 2.000, (df = n-1 = 62-1 = 61, α  =  0,05,  ujiduapihak)  dan  sig.  =  0,000  <α  =
0,05, sehingga rata-rata (mean) 1,806 signifikan. -  AnalisisMenggunakanKontrolPeta Bagankontrol P memilikimanfaatuntukmembantumengendalik anproduksiberkualitasdanmemberikaninformas itentangkapandan di manaharusmelakukanperbaikankualitas. Program  Statistical  Computer  Product  Service Solution (SPSS) versi 17.0 dapatdiperolehdenganmencetakbentukgrafik. Berdasarkankontrolpetacitra p dapatdilihatbahwaGarisPusat (CL) sebesar
0,018  atau  1,80%  dantidakmelebihigaris  LCL dan UCL. sehingga data yang diperolehberadadalambataskontrol yang
telahditetapkan,
dandapatdikatakanbahwaprosesnyaterkendali. Hal  inimenunjukkantidakterjadipenyimpangan yang signifikandalam proses produksi.

## V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
1. Hasil konsentrasi etanol, fluks dan selektivitas  proses  pervaporasi  dipengaruhi oleh  jenis  membran,  suhu  dan  waktu operasi.  Nilai  fluks  dan  konsentrasi  etanol
P-ISSN: 2355-2085
Website: http://jurnal.umj.ac.id/index.php/jisi
akan  meningkat  seiring  dengan  kenaikan suhu.  Hasil  terbaik  dalam  penelitian  ini ditunjukkan  pada  suhu  60 o C  dengan komposisi  membran  (90%  tanah  diatom dan tanah liat 10%) serta konsentrasi etanol 72%.
2. Meningkatkan suhu
dan
komposisimenyebabkan pembengkakan pada  membran  dan  hal  tersebut  memberi efek terhadap fluks dan selektivitas, dimana fluks akan meningkat, namun selektivitasnya menurun.
3. Hasil pengujian menunjukkan nilai rata-rata t = 31.400> t tabel = 2,00 dan sig. = 0,000 <α = 0,05, sehingga rata-rata (mean) 1,806 signifikan.  Dengan  demikian,  hipotesis bahwa  tingkat  kerusakan  membran  produk berpengaruh  secara  signifikan  terhadap proses produksi tidak terbukti
4. Melalui  kegiatan  pengendalian  mutu  dapat mengurangi tingkat kerusakan produksi dan menjaga  kualitas  produk  yang  dihasilkan. Dengan demikian hipotesis bahwa penerapan metode SQC dalam mengendalikan  kualitas  produk  dan  dapat menekan terjadinya kerusakan produk yang telah terbukti.

## Saran
1) Dilakukannya penelitian tentang
membran  dengan  bahan  baku  lain  untuk pemisahan larutan organik dan anorganik.
2) Dilakukannya  penelitian  lebih  lanjut tentang  kemampuan  membran  keramik berbahan  tanah  liat  dan  tanah  diatom untuk memisahkan larutan organik lainnya.
3) Melakukan perbandingan analisa
pengendalian kualitas dengan metode lain

## DAFTAR PUSTAKA
Andriani.  R.  2007. Teknologi  Pervaporasi untuk Dehidrasi Etanol Menggunakan  Membran  Zeolit NaA . ITB.
Asip, F. dan Okta, T. 2013. Adsorbsi H 2 S Pada Gas  Alam  Menggunakan  Membran Keramik  Dengan  Metode  Titrasi
Iodometri . Jurnal Teknik Kimia No. 4, Vol. 19.
Fessenden,  R.J,  Fessenden,  J.S.  1986. Kimia
Organik  Jilid  I .  Terjemahan  Aloysius Hadyana Pudjaatmaka. Erlangga,
Jakarta.
Nasrun,  2004. Studi  Pemakaian  Zeolit  untuk Meningkatkan  Performansi  Membran . Institut Teknologi Bandung. Bandung. Nuryono, dkk. 2003. Kajian Kinetika Adsorpsi Krom(III) Pada Tanah  Diatomit Setelah Perlakuan dengan Asam Sulfat dan  Asam  Klorida .  Jurnal  Indonesian Journal of Chemistry, 3 (1):32-38. Rahmah dkk. 2011. Kapasitas Adsorpsi Tanah Diatomeae  (Tanah  Diatom)  terhadap Ion  Kromium  (VI) .  Jurnal  Jurnal
Chemical  Vol.  12  Nomor  1  Juni 2011:60 – 66.
Rarasati,  R.  dan  Puspitasari,  R.A.  2010.
Pemodelan Matematik Dehidrasi Bioetanol dengan Membran Pervaporasi .  Universitas  Diponegoro.
Semarang.
Samosir,  A.  2009. Pengaruh  Tawas  dan
Diatomea  (Tanah  Diatom)  dalam Proses Pengolahan Air Gambut dengan Metode Elektrokoagulasi .
Universitas Sumatera Utara. Medan. Sano,  Tsuteji.  Hiroshi  Yanagishita.  1994.
Separation  of  Ethanol-Water  Mixture by Silicate Membran on Pervaporation . Science and Technology. Japan. Sari,  M.D.  2011. Membran  Pervaporasi Polistirena Dengan Variasi Penambahan  Konsentrasi  Pluronic . Institut Pertanian Bogor. Bogor
Sunaryo dan Widyawidura, W. Pengembangan Bahan  Membran  Keramik  Untuk Peningkatan  Kualitas  Air  Minum. Jurnal  Spektra,  Volume  10  Nomor  2 Desember 2010 Sutanto,  E  dan  Ryandadari,  D.2014. Analisis Kualitas Billet Dengan Metode
Statistical Process Control (Spc) Pada
Pt.  Hanil  Jaya  Steel. JPTM.  Volume 03 Nomor 01 Tahun 2014, 213-221
Wahyuni, Ika. 2012. Studi Pemisahan Campuran  Azeotrop  Etanol-Air  dan
Isopropil  Alkohol-Air  Melalui  Proses Pervaporasi  dengan  Membran  Thin Film Composite Komersial . Universitas Indonesia. Depok.