Modifikasi Membran Pervporasi Sodium Alginat Untuk Dehidrasi Etanol

Romadiansyah, Taufik Qodar (2025) Modifikasi Membran Pervporasi Sodium Alginat Untuk Dehidrasi Etanol. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 7004211008-Desertation.pdf Restricted to Repository staff only Download (8MB) | Request a copy

Abstract

Kebutuhan etanol dengan konsentrasi tinggi merupakan tantangan yang dihadapi karena etanol memiliki kondisi azeotrop. Metode pemurnian dengan membran pervaporasi dapat meningkatkan konsentrasi etanol di atas kondisi azeotrop campuran etanol/air, sehingga dapat mencapai grade yang ditentukan sesuai masing-masing aplikasi. Penelitian ini bertujuan memodifikasi membran pervarorasi sodium alginat (SA) dengan penambahan filler karbon aktif hidrofilik dan penggabungan polimer Pebax (polieter blok amida) serta pengujian karakteristik dan kinerjanya dalam dehidrasi etanol. HAC berhasil disintesis dari grafit melalui aktivasi NaOH dan oksidasi amonium persulfat menunjukkan peningkatan gugus hidrofilik dan porositas. Membran SA/HAC dan SA-Pebax dipreparasi dengan metode evaporation induced phase separation (EIPS). Penambahan HAC dan Pebax terhadap karakteristik SA menghasilkan perubahan morfologi, gugus fungsi, sifat mekanik, dan stabilitas termal. Pada penambahan HAC juga meningkatkan kekasaran permukaan dan sudut kontak, serta menurunkan temperatur transisi gelas (Tg). Sebaliknya, pada penambahan Pebax menghasilkan peningkatan sudut kontak dan Tg, serta penurunan kekasaran permukaan. Penambahan HAC dan Pebax terhadap kinerja SA dalam dehidrasi etanol masing-masing menghasilkan peningkatan pada faktor pemisahan dan fluks. Kinerja membran terbaik yaitu pada penambahan HAC 0,8% dengan peningkatan faktor pemisahan dari 1,06 menjadi 1704. Kinerja membran optimum pada penambahan Pebax diperoleh pada rasio 4:1 dengan komposisi feed etanol/air sebesar 90/10 %berat dan temperatur 343 K (70 °C) dengan peningkatan fluks dari 40 menjadi 292 g/m2 jam. Konsentrasi air yang berhasil melewati membran adalah sebesar 99,59 %berat. Modifikasi membran dengan penambahan HAC merupakan modifikasi yang lebih efektif karena menghasilkan peningkatan yang siginifikan dibandingkan membran dengan modifikasi Pebax. Peningkatan kinerja pervaporasi yang tinggi menunjukkan bahwa membran SA/HAC dan SA-Pebax berpotensi digunakan pada pemurnian etanol.
========================================================================================================================
The demand for high-concentration ethanol poses a challenge due to the azeotropic behavior of ethanol-water mixtures. The pervaporation membrane purification method can increase ethanol concentration beyond the azeotropic point, enabling it to meet the required grade for various applications. This study aims to modify sodium alginate (SA) pervaporation membranes by incorporating hydrophilic activated carbon (HAC) filler and blending with Pebax (polyether block amide) polymer, followed by the characterization and performance evaluation of the modified membranes in ethanol dehydration. HAC was successfully synthesized from graphite through NaOH activation and ammonium persulfate oxidation, resulting in enhanced hydrophilic groups and porosity. SA/HAC and SA-Pebax membranes were prepared using the evaporation-induced phase separation (EIPS) method. The addition of HAC and Pebax to SA altered the membrane's morphology, functional groups, mechanical properties, and thermal stability. HAC addition increased surface roughness and contact angle while reducing the glass transition temperature (Tg). In contrast, Pebax addition led to increased contact angle and Tg, but decreased surface roughness. Both HAC and Pebax modifications enhanced the separation factor and flux in ethanol dehydration. The best membrane performance was achieved with 0.8% HAC addition, improving the separation factor from 1.06 to 1704. The optimum Pebax-modified membrane performance was observed at a 4:1 blending ratio, with an ethanol/water feed composition of 90/10 wt% at 343 K (70 °C), resulting in a flux increase from 40 to 292 g/m²·h. The water concentration permeated through the membrane reached 99.59 wt%. Membrane modification with HAC was found to be more effective, showing a significantly greater performance enhancement compared to Pebax modification. The high pervaporation performance indicates that both SA/HAC and SA-Pebax membranes hold promising potential for ethanol purification.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	Dehidrasi etanol, Membran pervaporasi, Sodium alginat, Filler HAC, Pebax, Ethanol dehydration, Pervaporation membrane, Sodium alginate, HAC filler, Pebax
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > QD63.S4 Separation (Technology)
Divisions:	Faculty of Science and Data Analytics (SCIENTICS) > Chemistry > 47001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Taufik Qodar Romadiansyah
Date Deposited:	07 Aug 2025 03:40
Last Modified:	07 Aug 2025 03:40
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/127880

Actions (login required)

View Item