Pengaruh Kondisi Operasi Terhadap Pembuatan dan Kinerja Membran Hollow Fiber untuk Aplikasi Hemodialisis

Maisarah, Nada Mustika (2023) Pengaruh Kondisi Operasi Terhadap Pembuatan dan Kinerja Membran Hollow Fiber untuk Aplikasi Hemodialisis. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6008211003-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Registered users only until 1 October 2025. Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Dalam bidang kesehatan teknologi membran untuk mengatasi penyakit gagal ginjal terminal adalah teknik hemodialisis atau cuci darah. Membran yang digunakan mampu menghilangkan racun yang larut di dalam air seperti urea, asam urat, dan kreatinin. Saat ini membran hemodialisis jenis hollow fiber memenuhi syarat dan memberikan karakteristik serta kinerja terbaik. Hemodialisis merupakan salah satu aplikasi yang menggunakan membran PSf dan PES. Bahkan, hemodialisis akan menghilangkan kelebihan air dan sisa metabolisme (seperti urea dan kreatinin) melalui proses difusi dan konveksi melalui membran berpori dan mengembalikan sebagian keseimbangan air-larutan dalam tubuh pasien. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan pemilihan solvent yang terbaik berdasarkan Hansen Solubility dan cloud point, mengetahui pengaruh kondisi operasi (air gap dan waktu perendaman) terhadap membran hollow fiber yang dihasilkan dengan karakteristik membran ultrafiltrasi, dengan kinerja membran berdasarkan clearance urea dan creatinine. Dan mempelajari bagaimana laju perpindahan massa terhadap urea dan creatinine pada membran hollow fiber. Pada penelitian ini melakukan variasi dengan beberapa komposisi dari polimer PSf dan PES dengan rasio polimer 75:25 menggunakan pelarut NMP. Penelitian ini menggunakan beberapa variasi komposisi yaitu 21:79; 23/77; dan 25/75. Metode yang digunakan dalam pembuatan membran hemodialisis pada penelitian ini adalah dry-wet spinning process. Adapun uji karakteristik yang digunakan yaitu Morfologi membran dengan uji SEM, kekuatan mekanik pada membran dengan uji DMA, porositas, water content dan contact angle, serta membran akan diuji kinerja dengan menggunakan urea dan kreatinin. Hasil terbaik yang pada penelitian ini adalah dengan Hansen Solubility didapatkan bahwa Polimer PSf-PES lebih baik menggunakan solvent NMP dengan hasil RED < 1 atau sebesar 0,45. Dari uji SEM menujukkan pada membran komposisi 25:75 dengan air gap 15,5 cm dan waktu perendaman 20 menit. Hal ini dibuktikan dengan diameter pori membran sebesar 0,2034. Dengan menggunakan bak isopropanol, maka sebagian besar terbentuknya pori sponge-like pada bagian cross-section dan banyaknya pori pada permukaan membran. Uji DMA untuk memperkuat bahwa air gap 15,5 dengan waktu perendaman 20 menit memiliki stress dan strain lebih baik daripada membran-membran yang lainnya, yaitu stress sebesar 28498 N/m2 dan strain sebesar 200 N/m2. Pada uji kinerja hasil tidak bisa dibandingkan karna membran yang digunakan ada yang baru selesai diuji selama 2 jam dan ada yang sudah selesai diuji selama 4 jam. Semakin besar komposisi larutan maka, prosentase hambatan di bagian shell akan berkurang.
==================================================================================================================================
Hemodialysis or dialysis is a membrane technology used in the medical field to treat terminal kidney failure. The membrane is capable to remove toxins including urea, uric acid, creatinine, etc. Hollow fiber hemodialysis membrane now complies with the standards and offers the best qualities and performance. A use for PSf and PES membranes is in hemodialysis. In actuality, hemodialysis will partially restore the water-solution balance in the patient's body by removing extra water and metabolic waste (such as urea and creatinine) by the process of diffusion and convection through the porous membrane. The purpose of this research is to select the best solvent based on Hansen Solubility and cloud point, determine the effect of operating conditions (air gap and soaking time) on the hollow fiber membrane produced with ultrafiltration membrane characteristics, with membrane performance based on urea and creatinine clearance. And study how the mass transfer rate of urea and creatinine on the hollow fiber membrane. In this study, variations were made with several PSf and PES polymer compositions with a polymer ratio of 75:25 using NMP solvent. This study used several composition variations, namely 21:79, 23/77, and 25/75. The method used to manufacture hemodialysis membranes in this study is the dry-wet spinning process. The characteristic tests used are membrane morphology with SEM test, the mechanical strength of the membrane with DMA test, porosity, water content, and contact angle, and the membrane will be tested for performance using urea and creatinine. This study's best result is that Hansen Solubility found that PSf-PES polymer is better using NMP solvent with RED < 1 or 0.45. The SEM test showed that the membrane composition was 25:75 with an air gap of 15.5 cm and an immersion time of 20 minutes. This is evidenced by the membrane pore diameter of 0.2034. Most sponge-like pores in the cross-section and many on the membrane surface are created using an isopropanol coagulant bath. DMA tests were performed to confirm that the air gap of 15.5 with a 20-minute immersion time had lower stress and strain than other membranes, with a stress of 28498 N/m2 and a strain of 200 N/m2. The performance test results cannot be compared because the membranes utilized were only evaluated for 2 hours, while others were tested for 4 hours. The percentage of resistance on the membrane decreases as the composition of the fluid increases.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Hemodialisis, Hollow Fiber, N-Methyl 2-Pyrrolidone (NMP), N,N-Dimethylformamide (DMF), Polysulfone (PSf), Polyethersulfone (PES)
Subjects:	Q Science > Q Science (General) > Q370 Entropy (Information theory) R Medicine > R Medicine (General) R Medicine > RX Homeopathy
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Nada Mustika Maisarah
Date Deposited:	09 Aug 2023 01:17
Last Modified:	09 Aug 2023 01:17
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/103254

Actions (login required)

View Item