Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA
DOI: doi.org/10.21009/SPEKTRA.031.08
KAJIAN MEMBRAN NILON SEBAGAI FILTER PADA PROSES PENJERNIHAN NIRA TEBU
Ismia Khilmi Fauzia 1, a) , Wenny Maulina 1, b) , Misto 1, c)
1 Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Jember, Jalan Kalimantan 37, Jember 68121
Email: a) khilmiismia@gmail.com, b) wenny@unej.ac.id, b) misto.fmipa@unej.ac.id

## Abstrak
Membran  nilon  merupakan  lapisan  semipermeabel  yang  terbuat  dari  jenis  polimer  poliamida  untuk memisahkan  partikel  tertentu  dari  larutannya.  Pada  artikel  ini,  membran  nilon  berperan  sebagai  filter untuk  penjernihan  nira  tebu  dengan  mengkaji  kinerja,  efektivitas,  dan  efisiensi  membran.  Penelitian dilakukan  dengan  sistem  aliran  dead-end  pada  proses  ultrafiltrasi  menggunakan  empat  tekanan transmembran yang berbeda yaitu 1.0, 1.5, 2.0, dan 2.5 bar. Konsentrasi nira tebu sebelum dan sesudah proses  ultrafiltrasi  dikarakterisasi  menggunakan  Spektrofotometer  UV-Vis.  Membran  nilon  dengan variasi  massa  4.5,  5.0,  5.5,  6.0,  dan  6.5  gram,  menunjukkan  fluks  air  yang  sesuai  pada  rentang 15 – 38 L/m 2 .jam.bar pada tekanan transmembran. Hasil penelitian menunjukkan bahwa membran nilon yang  memiliki  kinerja  paling  baik  adalah  membran  dengan  massa  benang  nilon  4.5  gram  karena memiliki nilai fluks paling besar dan nilai koefisien rejeksi paling kecil. Membran dengan massa benang nilon  6.5  gram  memiliki  efektivitas  dan  efisiensi  penurunan  sukrosa  yang  paling  besar.  Sedangkan membran dengan massa benang nilon 4.5 gram memiliki efektivitas dan efsiensi penurunan konsentrasi sukrosa yang paling rendah.
Kata-kata kunci : membran nilon, nira tebu, kinerja membran, efektivitas, efisiensi.

## Abstract
Nylon  membrane  is  a  semipermeable  layer  made  of  a  type  of  polyamide  polymer  to  separate  certain particles  from  the  solution.  In  this  article,  nylon  membrane  is  presented  as  a  filter  for  clarification  of sugarcane  juice  concerning  study  on  performance  evaluation,  effectiveness,  and  efficiency  of  the membrane.  The  experiments  were  conducted  according  to  the  principle  of  the  dead-end  in  an ultrafiltration  process  using  four  different  transmembrane  pressures  of  1.0,  1.5,  2.0,  and  2.5  bar.  The concentration of sugarcane juice before and after ultrafiltration process was characterized using UV-Vis Spectrophotometer. Nylon  membranes,  which consist of 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, and 6.5 gram various  mass, showed matched water flux in the range of 15 – 38 L/m2.jam.bar at the transmembrane pressures. The results  showed  that  the  best  performance  nylon  membrane  was  a  nylon  membrane  with  a  mass  of  4.5 gram nylon, because it has the largest flux and the smallest rejection coefficient. Nylon membrane with a mass of 6.5 gram has the biggest effectiveness and efficiency in the reduced of sucrose concentration. Meanwhile, nylon membrane with a mass of 4.5 gram has the lowest effectiveness and efficiency in the reduced of sucrose concentration.
Keywords : nylon membrane, sugarcane, membrane performance, effectiveness, efficiency.
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA

## PENDAHULUAN
Nira  tebu  merupakan  larutan  gula  berwarna  cokelat  kehijauan  yang  diperoleh  melalui  proses penggilingan  tebu  untuk  memisahkan  nira  (larutan  gula)  dari  ampas  tebu  [1].  Nira  tebu  banyak digunakan sebagai bahan baku pembuatan gula. Gula merupakan kebutuhan masyarakat umum. Gula banyak  digunakan  dalam  industri  makanan,  minuman,  maupun  dalam  industri  farmasi.  Kebutuhan gula nasional terus meningkat setiap tahunnya. Namun hanya separuh dari kebutuhan gula nasional yang  dapat  terpenuhi . Untuk  memenuhi  kebutuhan  gula  nasional  tersebut  tercatat  pada  tahun 2015, Indonesia  mengimpor  gula  dari  Thailand  mencapai  1.79  juta  ton  atau  sebesar  53.19%  [2]. Menurunnya  produksi  gula  tersebut  dapat  disebabkan  oleh  beberapa  hal  seperti  rendahnya  kualitas nira tebu yang digunakan, tingginya biaya produksi, rendahnya daya saing industri gula dalam negeri, serta tahapan pembuatan gula yang lama [3,4].
Nira  tebu  mengandung  bahan  pengotor  berupa  bahan-bahan  non-gula  hingga  50%,  seperti  gula pereduksi,  asam  organik,  asam  anorganik,  asam  amino,  protein,  pati,  lilin,  gum,  mineral  (seperti kalium,  magnesium,  kalsium, dan silika), bahan pembentuk warna (klorofil), dan bahan tersuspensi lainnya.  Bahan  pengotor  tersebut  harus  dipisahkan  sebelum  nira  diproses  lebih  lanjut  untuk menghindari masalah warna, inversi sukrosa, peningkatan viskositas, dan pembentukan molase yang berlebih [5].
Salah satu teknologi alternatif yang sedang dikembangkan untuk menghasilkan nira tebu dengan mutu  tinggi  adalah  menggunakan  membran  ultrafiltrasi.  Penjernihan  nira  tebu  dengan  membran ultrafiltrasi  dapat  mengurangi  kandungan  bahan  pengotor  nira  tebu.  Penerapan  proses  ultrafiltrasi pada  industri  gula  dapat  memperpendek  tahapan  proses,  mereduksi  kebutuhan  bahan  kimia  dan energi, sehingga biaya produksi juga dapat direduksi hingga 80% [6].
Nilon adalah senyawa polimer yang memiliki gugus amida pada setiap unit ulangannya, sehingga nilon disebut juga senyawa poliamida atau polietilen. Keunggulan membran nilon jika dibandingkan dengan  membran  lain  yaitu  tahan  terhadap  pH  tinggi,  suhu  tinggi  dan  memiliki  ukuran  pori  yang kecil  [7].  Nilon  merupakan  polimer  pertama  yang  dibuat  seluruhnya  dari  bahan  anorganik  seperti batu  bara,  air,  dan  udara.  Elemen-elemen  ini  tersusun  menjadi  monomer  dengan  berat  molekular rendah  yang  kemudian  direaksikan  untuk  membentuk  rantai  polimer  panjang.  Nilon  pada  dasarnya bersifat  ulet  atau  lentur  [8].  Nilon  termasuk  polimer  yang  memiliki  resistansi  tinggi  terhadap pencampuran dengan bahan kimia lain. Secara mekanik, nilon cukup tangguh saat ditarik [9].
Filtrasi  adalah  suatu  proses  pemisahan  yang  dibedakan  menjadi  beberapa jenis bergantung  pada bahan  yang  akan  digunakan  serta  tingkat  filtrasi  yang  diinginkan.  Filtrasi  dilakukan  dengan melewatkan  cairan  melalui  suatu  membran  tipis.  Teknologi  pemisahan  menggunakan  membran memiliki beberapa keunggulan, diantaranya hemat energi, mengurangi atau menghilangkan zat kimia tertentu,  serta  dapat  meningkatkan  kualitas  produk.  Penjernihan  nira  tebu  menggunakan  filtrasi membran  secara  signifikan  dapat  meningkatkan  kualitas  dan  hasil  gula  [10].  Proses  filtrasi  yang digunakan pada penelitian ini adalah ultrafiltrasi. Pada proses ultrafiltrasi, tekanan berkisar 1 – 5 bar dengan koefisien permeabilitasnya berkisar 10 – 50 L/m 2 .jam.bar [11].
Parameter  utama  yang  menentukan  kinerja  membran  filtrasi  yaitu  laju  aliran  (fluks)  dan selektivitas. Fluks menentukan berapa banyak permeat yang dapat dihasilkan (kuantitas), sedangkan selektivitas  berkaitan  dengan  kualitas  permeat.  Kelemahan  teknologi  membran  fltrasi  yaitu  adanya kecenderungan penurunan fluks sepanjang waktu pengoperasian akibat pengendapan atau pelekatan material pada permukaan membran yang dikenal dengan proses fouling dan scaling [12]
Uji  kinerja  membran  dapat  dilakukan  dengan  menghitung  nilai  fluks  dan  koefisien  rejeksinya. Fluks  merupakan  banyaknya  volume  yang  diperoleh  tiap  satuan  luas  dan  waktu.  Koefisien  rejeksi adalah  kemampuan  membran  untuk  menahan  atau  meloloskan  partikel  tertentu  [13].  Koefisien rejeksi bernilai antara 0% – 100%. Koefisien rejeksi bernilai 0% saat membran mampu  meloloskan semua  partikel.  Sedangkan  koefisien  rejeksi  bernilai  100%  saat  membran  mampu  menunjukkan pemisahan yang sempurna oleh membran.
Tingkat kejernihan nira dapat diukur dengan Spektrofotometer UV-Vis. Besaran yang digunakan adalah %transmitansi. Larutan yang lebih jernih akan memiliki nilai %transmitansi yang lebih besar. Sedangkan,  besarnya  efektivitas  suatu  membran  dapat  diketahui  dengan  menghitung  selisih %transmitansi antara umpan dan permeatnya. Besarnya efektivitas membran menunjukkan seberapa
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA
besar  peningkatan  kejernihan  larutan  yang  dihasilkan.  Sedangkan,  efisiensi  penurunan  sukrosa merupakan  persentase  penurunan  konsentrasi  sukrosa  pada  permeat  jika  dibandingkan  dengan umpannya. Membran yang baik akan memiliki nilai efisiensi yang kecil [5].
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  kinerja  membran  nilon  pada  proses  ultrafiltrasi penjernihan  nira  tebu  berdasarkan  pengukuran  fluks  dan  koefisien  rejeksi  membran  serta  untuk mengetahui  efektivitas  membran  nilon  dan  efisiensi  penurunan  konsentrasi  sukrosa  pada  proses penjernihan nira tebu  menggunakan  membran  nilon  berdasarkan  pengukuran  spektrofotometer  UV- Vis. Penelitian tentang proses penjernihan nira tebu ini merupakan langkah awal untuk memperbaiki kualitas nira tebu sehingga dihasilkan nira tebu yang jernih.

## METODE PENELITIAN
Penelitian diawali dengan tahap sintesis membran nilon, kemudian proses ultrafiltrasi penjernihan nira tebu dan dihitung nilai fluks dan koefisien rejeksi membran. Hasil yang diperoleh dikarakterisasi menggunakan Spektrofotometer UV-Vis untuk menentukan efektivitas dan efisiensi dari penggunaan membran nilon.
a. Sintesis Membran
Pembuatan  membran  nilon  dilakukan  dengan  metode  inversi  fasa.  Mula-mula  benang  nilon ditimbang dengan variasi massa 4.5 gram (sampel A), 5.0 gram (sampel B), 5.5 gram (sampel C), 6.0 gram (sampel D), dan 6.5 gram (sampel E). Kemudian benang nilon dilarutkan dengan asam klorida (HCl) 25% sebanyak 20 ml dan aseton 2 ml. Selanjutnya campuran bahan tersebut di stirrer selama 60  menit  dengan  kecepatan  350  rpm  sehingga  terbentuk  larutan  polimer  yang  homogen.  Larutan dicetak  pada  plat  kaca  yang  telah  diberi  selotip  pada  bagian  tepi  tiap  sisinya  untuk  mengatur ketebalan  membran.  Membran  yang  telah  dicetak  kemudian  dicelupkan  ke  dalam  nampan  berisi aquadest secara perlahan hingga membran terlepas dari cetakan.

## b. Proses Ultrafiltrasi
Membran nilon yang dihasilkan dipotong membentuk lingkaran yang disesuaikan dengan set alat ultrafiltrasi  sistem dead-end .  Membran  kemudian  dimasukkan  ke  dalam  alat  ultrafiltrasi.  Proses ultrafiltrasi  dilakukan  pada  tekanan  transmembran  yang  berbeda  (1.0,  1.5,  2.0,  dan  2.5  bar)  untuk masing-masing  membran  nilon  dengan  massa  benang  nilon  yang  berbeda.  Waktu  setiap  proses ultrafiltrasi ditetapkan selama 60 menit. Volume permeat yang tertampung diukur kemudian dihitung nilai fluks dan koefisien rejeksinya. Proses ultrafiltrasi dilakukan dengan dua jenis larutan, yaitu air murni  ( aquadest )  dan  nira  tebu.  Pengukuran  fluks aquadest dilakukan  sebagai  kontrol  untuk menunjukkan  karakteristik  membran  yang  digunakan  serta  sebagai  pembanding  dengan  larutan  uji yang digunakan (nira tebu). Nilai fluks dapat diperoleh menggunakan persamaan (1) [14].
t A V J v   . (1)
dengan v J adalah  fluks  (L/m 2 .jam), V adalah  volume  permeat  (L), A adalah  luas  permukaan membran  (m 2 ),  dan t  adalah  waktu  perolehan  permeat  dengan  volume  tertentu  (jam).  Sedangkan nilai koefisien rejeksi membran diperoleh dari persamaan (2) [15].
% 100 1 (%) x C C R F p         (2)
R adalah  nilai  koefisien  rejeksi  membran  (%), C p adalah  konsentrasi  zat  di  permeat  (g/L),  dan C F adalah konsentrasi zat di umpan (g/L).
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA

## c. Karakterisasi Nira Tebu
Karakterisasi nira tebu dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis tipe Hitachi U- 2900 double beam spectrophotometer untuk mengetahui konsentrasi sukrosa yang terkandung dalam nira  tebu.  Panjang  gelombang  yang  digunakan  untuk  nira  tebu  adalah  sekitar  373  nm . Sampel  dan blanko  dimasukkan  kedalam cuvet  holder /wadah  sampel  alat  Spektrofotometer  UV-Vis.  Kemudian diamati perubahan nilai dan spektrum absorbansi yang ditampilkan pada layar. Nilai absorbansi yang terukur  digunakan  untuk  menentukan  konsentrasi  sukrosa  yang  terkandung  dalam  nira  tebu menggunakan  kurva  larutan  standar  sukrosa.  Selanjutnya  dapat  ditentukan  nilai  efektivitas  dan efisiensi penurunan sukrosa dari masing-masing membran.
d. Efektivitas dan Efisiensi Membran
Nilai efektivitas membran dapat diperoleh dengan menghitung nilai selisih %transmitansi umpan dan permeat. Nilai %transmitansi sukrosa dapat diperoleh melalui persamaan (3).
% 100 10
% x T A   (3)
Sedangkan nilai efisiensi penurunan sukrosa ditunjukkan dari nilai %koefisien rejeksi membran.

## HASIL PENELITIAN
Pada penelitian ini, secara visual keseluruhan membran nilon yang dihasilkan berwarna putih dan memiliki  permukaan  membran  yang  halus.  Membran  nilon  yang  dibuat  pada  penelitian  ini ditunjukkan  oleh  Gambar  1.  Membran  nilon  yang  dihasilkan  memiliki  ketebalan  masing-masing ditunjukkan  pada  Tabel  1.  Secara  umum,  membran  nilon  yang  dihasilkan  memiliki  ketebalan  yang seragam yakni sebesar 0.198 ± 0.008 mm.
GAMBAR 1. Membran nilon yang dihasilkan.
TABEL 1. Ketebalan masing-masing mmbran nilon yang dihasilkan.
Membran mm d d ) (   A 0.198 ± 0.008 B 0.198 ± 0.008 C 0.198 ± 0.008 D 0.198 ± 0.008 E 0.198 ± 0.008
a. Kinerja Membran Nilon
Kinerja  membran  dapat  dikatakan  baik  jika  membran  memiliki  nilai  fluks  yang  besar.  Fluks adalah  banyaknya  volume  permeat  yang  dihasilkan  per  satuan  luas  dan  waktu.  Pengujian  fluks dilakukan  dengan  menggunakan aquadest dan  nira  tebu.  Gambar  2  menunjukkan  kinerja  fluks
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA
aquadest dan nira tebu pada membran nilon untuk tekanan transmembran yang berbeda-beda. Dapat dilihat bahwa tekanan memiliki pengaruh yang signifikan terhadap proses pemisahan. Pada Gambar 2  (a)  terlihat  bahwa  fluks aquadest meningkat  hampir  secara  linier  seiring  dengan  meningkatnya tekanan.  Sementara  itu,  fluks  nira  tebu  cenderung  menurun  seiring  dengan  meningkatnya  tekanan, seperti ditunjukkan pada Gambar 2 (b).
Peningkatan  tekanan  transmembran  dari  1  menjadi  1.5  bar  pada  proses  ultrafiltrasi  nira  tebu menunjukkan  perubahan  fluks  yang  signifikan.  Sedangkan  peningkatan  tekanan  dari  1.5  menjadi 2  bar  tidak  menyebabkan  perubahan  fluks  yang  berarti.  Kejadian  yang  hampir  sama  juga  diamati pada peningkatan tekanan dari 2 menjadi 2.5 bar. Pada kondisi ini merupakan keadaan tunak (fluks tidak  menurun  lebih  lanjut).  Peningkatan  tekanan  transmembran  menyebabkan  peningkatan  daya tekan  permeat  melalui  membran,  sehingga  jumlah  laju  alir  fluida  melalui  membran  meningkat. Dengan meningkatnya laju air ini maka jumlah partikel yang terbawa ke arah membran meningkat. Karena laju alir ke arah membran tidak diimbangi dengan laju balik dari membran, maka akan terjadi akumulasi partikel pada permukaan membran yang menyebabkan peningkatan fouling terhadap aliran permeat  [16]. Fouling merupakan  penyumbatan  pori  membran  akibat  komponen-kompenen  yang tertahan pada permukaan membran. Sedangkan pada proses ultrafiltrasi aquadest , kemungkinan kecil dapat terjadi fouling karena partikel pengotor pada aquadest lebih sedikit daripada partikel pengotor pada nira tebu.
Massa  benang  nilon  yang  divariasikan  juga  mempengaruhi  nilai  fluks  membran.  Gambar  2(b) menunjukkan  bahwa  semakin  banyak  massa  benang  nilon  yang  diberikan  maka  fluks  membran semakin  menurun.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  membran  dengan  komposisi  benang  nilon 4.5  gram  (Sampel  A)  memiliki  nilai  fluks  yang  paling  besar.  Hal  tersebut  dimungkinkan  karena semakin banyak massa benang nilon yang diberikan maka pore size distribution (PSD) yang dimiliki membran semakin besar, sehingga semakin besar pula kemungkinan terjadinya fouling karena akan terjadi disproporsinasi fluks yang menyebabkan pori akan rentan tertutup oleh partikel [17].
(a) (b)
GAMBAR 2. Fluks (a) aquadest dan (b) nira tebu terhadap tekanan transmembran pada masing-masing membran nilon.
Koefisien  permeabilitas  membran  merupakan  perbandingan  antara  fluks  dengan  tekanan transmembran. Koefisien permeabilitas membran dapat diperoleh dengan menarik garis regresi pada grafik,  kemudian  kemiringan  (slope)  grafik  antara  fluks  dengan  tekanan  merupakan  koefisien permeabilitas  membran.  Adapun  nilai  koefisien  permeabilitas  pada  masing-masing  membran  dapat ditunjukkan oleh Tabel 2. Berdasarkan Tabel 2, koefisien permeabilitas membran nilon berada pada rentang  15  –  38  L/m 2 .jam.bar.  Membran  nilon  yang  dihasilkan  termasuk  kategori  membran ultrafiltrasi karena koefisien permeabilitas membran ultrafiltrasi bernilai antara 10 – 50 L/m 2 .jam.bar [11].
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA
TABEL 2. Koefisien permeabilitas membran nilon.
Membran Koefisien Permeabilitas membran A 37.14 B 33.60 C 23.75 D 18.36 E 15.67
Koefisien  rejeksi  (R)  merupakan  parameter  lain  untuk  menyatakan  kinerja  membran.  Koefisien rejeksi  menunjukkan  selektivitas  membran  dalam  meloloskan  partikel.  Nilai  R  akan  bernilai  100% jika partikel-partikel pada larutan umpan dapat ditahan seluruhnya, dan akan bernilai 0% jika larutan umpan  dapat  melalui  membran  secara  bebas.  Nilai  koefisien  rejeksi  yang  diperoleh  pada  masing- masing membran ditunjukkan oleh Tabel 3.
Membran  A  dengan  massa  benang  nilon  4.5  gram  memiliki  koefisien  rejeksi  membran  yang paling  kecil,  kemudian  membran  dengan  massa  benang  nilon  5.0  gram,  5.5  gram,  dan  6.0  gram berturut-turut  memiliki  koefisien  rejeksi  lebih  besar,  sedangkan  membran  E  dengan  massa  benang nilon  6.5  gram  memiliki  koefisien  rejeksi  yang  paling  besar.  Jika  semakin  besar  massa  nilon  yang diberikan  maka  fluks  permeat  yang  dihasilkan  akan  semakin  besar  pula,  namun  tidak  demikian halnya dengan koefisien rejeksi, semakin banyak massa yang diberikan, maka nilai koefisien rejeksi membran akan semakin kecil.
Membran yang  memiliki kinerja baik adalah membran yang  memiliki nilai fluks besar dan nilai koefisien rejeksi kecil. Artinya, semakin besar laju alir yang melalui membran, semakin banyak pula konsentrasi  sukrosa  yang  ikut  terbawa  melewati  membran,  sedangkan  partikel  pengotor  lainnya tertahan di permukaan membran. Berdasarkan nilai fluks dan koefisien rejeksi membran, membran A dengan  massa  benang  nilon  4.5  gram  memiliki  kinerja  yang  paling  baik  diantara  membran  lainnya yang diuji karena membran A memiliki nilai fluks paling besar dan nilai koefisien rejeksi membran paling  kecil.  Adapun  kecenderungan  hubungan  fluks  dan  koefisien  rejeksi  pada  proses  ultrafiltrasi nira tebu dapat dilihat pada Gambar 3.
TABEL 3. Nilai koefisien rejeksi membran nilon pada proses ultrafiltrasi nira tebu.
Membran Konsentrasi Nira Tebu (g/mL) Rejeksi (%) Umpan Permeat A 24.356 10.021 58.86 B 24.356 9.816 59.69 C 17.967 1.967 89.06 D 17.967 1.280 92.88 E 17.967 1.113 93.81
GAMBAR 3. Hubungan antara fluks dan koefisien rejeksi pada proses ultrafiltrasi nira tebu menggunakan membran nilon.
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA

## b. Kualitas Nira Tebu Setelah Proses Ultrafiltrasi
Konsentrasi  sukrosa  pada  permeat  yang  dihasilkan  lebih  kecil  daripada  konsentrasi  umpan  nira tebu yang diberikan. Konsentrasi permeat nira tebu yang berhasil lolos melewati membran A paling banyak,  yaitu  sebesar  10.021  g/mL.  Konsentrasi  nira  tebu  yang  lolos  melewati  membran  B  adalah 9.816  g/mL.  Konsentrasi  permeat  nira  tebu  yang  berhasil  lolos  melewati  membran  C  yaitu 1.967  g/mL.  Konsentrasi  permeat  nira  tebu  yang  berhasil  lolos  melewati  membran  D  yaitu 1.280 g/mL. Sedangkan konsentrasi permeat nira tebu yang berhasil lolos melewati membran E yaitu 1.113  g/mL.  Hal  tersebut  menunjukkan  bahwa  kandungan  sukrosa  yang  dihasilkan  setelah  proses ultrafiltrasi  menurun  lebih  dari  separuhnya.  Nira  tebu  yang  digunakan  sebagai  umpan  terlihat berwarna  cokelat  kehijauan,  sedangkan  permeat  nira  tebu  yang  dihasilkan  lebih  jernih.  Perbedaan kejernihan nira tebu sebelum dan setelah proses ultrafiltrasi dapat dilihat pada Gambar 4.
(a)
(b)
GAMBAR 4. Nira tebus (a) sebelum proses ultrafiltrasi (b) setelah proses ultrafiltrasi.
Berdasarkan Gambar 4, dapat dilihat bahwa nira tebu yang dihasilkan berwarna cokelat kehijauan. Kejernihan  nira  dapat  dilihat  melalui  persen  transmitansi.  Semakin  besar  %transmitansi  maka  nira tebu  yang  dihasilkan  semakin  jernih.  Efektivitias  filtrasi  dihitung  berdasarkan  peningkatan transmitansi  nira  tebu  sebelum  dan  setelah  proses  ultrafiltrasi.  Sedangkan  efisiensi  penurunan konsentrasi  nira  tebu  merupakan  persentase  penurunan  konsentrasi  sukrosa  sebelum  dan  setelah proses ultrafiltrasi. Adapun nilai efektivitas filtrasi dan efisiensi penurunan sukrosa dapat dilihat pada Tabel 4. Adapun grafik peningkatan %transmitansi nira tebu sebelum dan setelah filtrasi ditunjukkan oleh Gambar 5.
Membran  A  memiliki  nilai  efektivitas  paling  rendah  karena  peningkatan  nilai  %transmitansinya paling kecil. Sedangkan, membran E memiliki nilai efektivitas paling besar karena peningkatan nilai %transmitansinya  paling  tinggi.  Hasil  tersebut  berarti  bahwa  permeat  yang  dihasilkan  membran  E paling  jernih  daripada  permeat  yang  dihasilkan  membran  lain.  Semakin  besar  massa  benang  nilon yang diberikan akan semakin besar PSD membrannya dan penyerapan warnanya juga semakin besar sehingga larutan yang dihasilkan semakin jernih. Membran A memiliki nilai efesiensi paling sedikit dan  membran  E  memiliki nilai efisiensi  paling  besar.  Hal tersebut  karena  konsentrasi  sukrosa  yang dihasilkan  oleh  membran  A  paling  besar  dan  membran  E  menghasilkan  konsentrasi  sukrosa  paling sedikit.
TABEL 4. Efektivitas dan efisiensi penurunan konsentrasi sukrosa pada proses ultrafiltrasi nira tebu
menggunakan membran nilon. Membran Efektivitas (%) Efisiensi (%) A 20.55 58.86 B 22.19 59.69 C 66.99 89.06 D 71.28 92.88 E 73.13 93.81
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA
GAMBAR 5. Peningkatan %transmitansi pada proses ultrafiltrasi nira tebu menggunakan membran nilon.
Pada proses pembuatan gula kristal, terdapat proses liming untuk mengendapkan bahan pengotor dengan  menggunakan  kapur,  proses  karbonisasi  untuk  memisahkan  gula  dari  padatan  yang  keruh, serta proses penghilangan warna agar gula yang dihasilkan jernih dan tidak keruh. Proses ultrafiltrasi nira  tebu  dengan  menggunakan  membran  nilon  memungkinkan  untuk  mengganti  ketiga  proses tersebut  sehingga  tahapan  pembuatan  gula  lebih  pendek  dan  mengurangi  penggunaan  bahan  kimia. Namun untuk dapat dijadikan gula, nira tebu yang dihasilkan masih harus diproses dan diuji lagi agar sesuai dengan standar nasional mutu gula pasir yang berlaku, yaitu SNI 3140.1:2008 [18].

## SIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  diperoleh  maka  dapat  diambil  kesimpulan  bahwa  proses  ultrafiltrasi diduga dapat memperpendek tahapan penjernihan nira tebu dengan menghilangkan proses liming , karbonisasi, dan  penghilangan  warna,  serta  mengurangi  penggunaan  bahan  kimia.  Membran  nilon  yang  memiliki  kinerja paling baik untuk proses penjernihan nira tebu yaitu membran  A dengan massa benang nilon 4.5 gram karena memiliki nilai fluks yang besar, nilai koefisien rejeksi yang kecil, dan dihasilkan nira tebu dengan konsentrasi sukrosa  terbanyak.  Semakin  besar  nilai  fluks  membran,  maka  nilai  koefisien  rejeksinya  akan  kecil  karena kandungan sukrosa  yang tertahan lebih sedikit, begitu juga  sebaliknya. Membran dengan  massa benang  nilon 6.5 gram memiliki efektivitas dan efisiensi penurunan sukrosa paling besar, sedangkan membran dengan massa benang nilon 4.5 gram memiliki efektivitas dan efsiensi penurunan konsentrasi sukrosa paling rendah.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Program  Penelitian  Skim  Pembinaan,  Sumberdana  DIPA Universitas Jember, Nomor SP.DIPA-042.01.2.400922/2016.

## REFERENSI
[1]   S. A. Irawan, S. Ginting, and T. Karo-karo, “Pengaruh Perlakuan Fisik dan Lama Penyimpanan terhadap Mutu  Minuman  Ringan  Nira  Tebu,” J.  Rekayasa  Pangan  dan  Pert. ,  vol.  3,  no.  3,  pp.  343-354,  April 2015.
[2]      Sub  Direktorat  Statistik  Tanaman  Perkebunan, Statistik  Tebu  Indonesia ,  Jakarta:  Badan  Pusat  Statistik, 2015.
[3]      A.  D.  Kuspratomo,  Burhan,  and  M.  Fakhry,  “Pengaruh  Varietas  Tebu,  Potongan  dan  Penundaan  Giling terhadap Kualitas Nira Tebu,” AGROINTEK , vol. 6, no. 2, pp. 123-132, August 2012.
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA
[4]   R. I. Hairani, J. M. M. Aji,  and J. Januar, “Analisis Trend Produksi dan Impor Gula Serta Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Impor Gula Indonesia,” Berkala Ilmiah PERTANIAN , vol.1, no. 4, pp. 77-85, May 2014.
[5]     Suprihatin,  “Penjernihan  Nira Tebu  Menggunakan  Membran  Ultrafiltrasi  dengan  Sistem  Aliran  Silang,” Jurnal Ilmu Pertanian Indonesia , vol. 12, no. 2, pp. 93-99, August 2007.
[6]   Sofyana, S. Mulyati, F. W. Adly, and Z. Maghfirah, “Studi Pengaruh Pelarut terhadap Kinerja Membran Selulosa Asetat pada Proses Klarifikasi Nira Tebu secara Ultrafiltrasi,” Jurnal Hasil Penelitian Industri , vol 24, no. 1, pp 28-35, April 2011.
[7]      L.  Huang  and  J.  R.  McCutcheon,  “Hydrophilic  Nylon  6,6  Nanofibers  Supported  Thin  Film  Composite Membranes  for  Engineered  Osmosis,” Journal  of  Membrane  Science ,  vol  457,  pp  162-169,  January 2014.
[8]    E.  R.  Apipah,  Irmansyah,  and  J.  Juansah,  “Sintesis  dan  Karakteristik  Membran  Nilon  yang  Berasal  dari Limbah Benang,” Jurnal Biofisika , vol. 10, no. 1, pp. 8-18, March 2014.
[9]   J. Narang, N. Chauhan, A. Singh, and C.S. Pundir, “A Nylon Membrane Based Amperometric Biosensor for Polyphenol Determination,” Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic , vol. 72, pp. 276-281, July 2011.
[10]    A.  K.  Abdel-Rahman,  A.  A.  Abbara,  and  M.  R.  Bayoumi,  “Membrane  Fouling  in  Cane-Sugar  Syrup Filtration,” Journal of Engineering Sciences , vol. 36, no. 6, pp. 1441-1460, November 2008.
[11]  J. Juansah, K. Dahlan, and F. Huriati, “Peningkatan Mutu Sari Buah Nanas dengan memanfaatkan Sistem Filtrasi Aliran Dead-Ed dari Membran Selulosa Asetat,” Makara Sains , vol. 13, no. 1, pp. 94-100, April 2009.
[12]    D.  M.  Warsinger,  J.  Swaminathan,  E.  Guillen-Burrieza,  H.  A.  Arafat,  and  J.  H.  Lienhard,  “Scaling  and Fouling in Membrane Distillation for Desalination Applications: A Review,” Desalination , vol. 356, pp. 294-313, January 2015.
[13]    A.  R.  Jabur,  L.  K.  Abbas,  and  S.A.  Moosa,  “Fabrication  of  Electrospun  Chitosan/Nylon  6  Nanofibrous Membrane Toward Metal Ions Removal and  Antibacterial  Effect,” Advances in Materials Science and Engineering , vol. 2016, pp. 1-10, October 2016.
[14]  N. Li, Y. Fu, Q. Lu, and C. Xiao, “Microstructure and Performance of a Porous Polymer Membrane with a  Copper  Nano-Layer  Using  Vapor-Induced  Phase  Separation  Combined  with  Magnetron  Sputtering,” Polymers , vol. 9, no. 10, pp. 524 (1-12), October 2017.
[15]  T. Wang, C. Zhao, P. Li, Y. Li, and J. Wang, “Fabrication of Novel Poly(m-Phenylene Isophthalamide) Hollow  Fiber  Nanofiltration  Membrane  for  Effective  Removal  of  Trace  Amount  Perfluorooctane Sulfonate from Water,” Journal of Membrane Science , vol. 477, pp. 74-85, March 2015.
[16]  Suprihatin, M. Romli, and A. Ismayana, “Penerapan Membran Filtrasi dari Selulosa Asetat dan Chitosan untuk Produksi Bersih pada Industri Pulp dan kertas,” Jurnal Teknologi Industri Pertanian , vol. 13, no. 3, pp. 75-82, 2004.
[17]  A. G. Fane, R. Wang, and M. X. Hu, “Synthetic Membranes for Water Purification: Status and Future,” Angew Chem Int Ed Engl , vol. 54, no. 11, pp. 3368-3386, March 2015.
[18]    Badan  Standarisasi  Nasional,  “Gula  Kristal  –  Bagian  1:  Mentah,” Badan  Standarisasi  Nasional ,  SNI 3140.1:2008, 2008. [Online]. Available: http://sni.bsn.go.id . [Accessed: Feb. 8, 2018].
Spektra: Jurnal Fisika dan Aplikasinya http://doi.org/10.21009/SPEKTRA