Selamat pagi pengunjung setia blog Farmasiindustri.com
Pada kesempatan ini saya akan berbagi mengenai salah satu unit utama dalam sistem pengolahan air farmasi, yaitu unit Reverse Osmosis. Unit ini umumnya terpasang di industri farmasi baik produksi sediaan steril maupun non steril. Berikut akan kami bagi pengalaman dalam pengoperasian unit Reverse Osmosis di pabrik, semoga dapat bermanfaat.
Prinsip kerja Reverse Osmosis
Reverse osmosis proses pemisahan menggunakan membran bertekanan untuk memisahkan antara air murni dengan cairan lain (kontaminan). Ketika dua cairan mempunyai dua konsentrasi yang berbeda dipisahkan oleh membran semi permeabel, air akan melewati membran dengan konsentrasi cairan karena adanya tekanan osmotik. Tekanan balik dapat digunakan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah untuk melawan tekanan osmotik, sehingga aliran air akan berbalik. Berikut foto unit generator sistem pengolahan air beserta unit Reverse Osmosis.
Molekul air dapat membentuk ikatan hidrogen pada membran reverse osmosis dan masuk sesuai dengan matrix membran. Molekul air yang memasuki membran dengan ikatan hidrogen dapat ditekan menggunakan tekanan dari pompa.
Kebanyakan molekul organik dengan berat lebih dari 100 akan tersaring, seperti oli, pirogen dan partikel termasuk jasad bakteri/virus. Ion garam disisi lain akan ditolak oleh mekanisme terkait dengan valensi ion. Ion akan ditolak oleh interaksi dielektrik, ion dengan muatan tinggi akan tertolak dari permukaan membran. Ion monovalent seperti ion klorida akan tidak ditolak. Penolakan normal ini biasanya berkisar 85-98%.
Membran Reverse Osmosis
Kebanyakan membran reverse osmosis dibuat dari selulosa asetat, polisulfonat dan poliamida. Jenis lain membran berasal dari polimer tunggal atau kopolimer yang dibuat dengan tujuan khusus. Membran terdiri dari lembaran dengan tebal 0,25 mikron dan dapat ditumpuk sampai dengan 100 mikron. Lembaran adalah pembatas aktif dan dirancang dapat dilewati oleh air saja.
Kegunaan Unit Reverse Osmosis dalam Penyaringan Air Farmasi
Unit reverse osmosis atau sering disingkat RO merupakan metode penyaringan yang paling populer dan luas digunakan untuk penyaringan air di industri farmasi. Proses penyaringan menggunakan reverse osmosis ini dapat menghilangkan partikel termasuk ion dari air. Reverse osmosis mengandung membran semi permeabel yang hanya membiarkan air lewat dan menolak partikel pencemar.
Kebanyakan unit reverse osmosis, dapat membersihkan unitnya sendiri, ini dinamakan proses crossflow. Reverse osmosis dapat menghilangkan garam, gula, protein, pewarna, bakteria dan partikel lainnya yang mempunyai berat molekul lebih dari 250 dalton termasuk virus. Proses reverse osmosis membutuhkan tekanan kuat untuk mendorong air melalui membran disebut driving force. Tekanan ini merupakan tekanan yang berasal dari pompa yang dipasang sebelum unit reverse osmosis . Kontaminan pencemar dipisahkan dan dikumpulkan ke dalam tangki penampung yang disebut konsentrat. Secara umum, sistem reverse osmosis dapat mengolah ulang 70-80% dari air umpan (air awal) dan efisiensinya turun selama membran digunakan. Membran yang digunakan pada reverse osmosis umunya dibuat dari cellulose acetate dan membran ini mempunyai pori yang sangat kecil mulai dari 0,01µm. sampai 0,0001µm. Pada umunya pada sistem pengolahan air farmasi , membran 0.01µ to 0.0001µ mempunyai pori sekirar 0,0003 µm.
Dengan ukuran yang sangat kecil tersebut (0,0003 µm) tidak ada bakteri yang dapat melewatinya. Membran ini dipasang pada sebuah pipa panjang dimana air dapat melewati dari bagian luar ke bagian dalam dan akhirnya melewati membran. Air yang disaring kemuduan dikumpulkan dalam pipa berlubang dan kontaminan air disimpan secara terpisah. Berikut foto Pipa yang berisi membran pada reverse osmosis.
Perawatan, pembersihan dan Sanitasi
Fungsi reverse osmosis adalah menghilangkan pencemar akan tetapi perlu perawatan khusus agar justru tidak tercemar. Cara perawatan adalah dengan sanitasi minimal dilakukan sekali tiap tahun. Sanitasi dilakukan pada waktu penggantian dilter, karena kebanyakan filter diganti setiap 1 tahun. Sewaktu penggantian filter proses sanitasi harus dilakukan dengan benar demi menjaga performa dari unit reverse osmosis.
Sistem pembersihan sangat penting dalam unit reverse osmosis. Membran pada unit reverse osmosis dapat terkontaminasi setelah digunakan pada waktu tertentu, kontaminan seperti koloid, biofilm dan jasad bakeri. Kontaminan pencemar ini dapat masuk ke dalam permukaan membran dan pipa membran sehingga kinerja dari unit reverse osmosis akan turun. Unit reverse osmosis dapat menjadi rusak seiring dengan waktu, oleh karena itu unit perlu dibersihkan secara periodik.
Pembersihan unit reverse osmosis biasanya diawali dengan kondisi sebagai berikut :
- Aliran normal dikurangi 10-15%
- Aliran normal dari garam ditingkatkan menjadi 10%
- Tekanan gradient dikurangi sampai 15%
Prosedur pembersihan dari unit reverse osmosis terdiri dari langkah-langkah sebagai berikut :
- Pembuatan cairan pembersih
Cairan pembersih yang digunakan selama proses harus dipastikan mempunyai pH dan semua kandungan kimia harus terlarut dan dicampur ke dalam cairan pembersih. Cairan pembersih kemudian ditambahkan ke dalam membran. - Penghilangan air umpan dari pipa tekanan dan cairan pembersih
- Sirkulasi ulang dengan aliran rendah melalui pipa bertekanan
Cairan pembersih dikeluarkan melalui kran luar dan air umpan dipaksa keluar dari sistem pipa. - Pembilasan cairan pembersih
Pompa dimatikan dan cairan pembersih akan membilas membran. - Draninasi (pengeluaran air) dari pipa bertekanan
Ini dilakukan sewaktu cairan pembersih dipompa keluar dari sistem / unit reverse osmosis. Dengan melakukan sampling dan pengujian sample dapat dipastikan tingkat pembersihan yang telah dilakukan - Pembersihan sistem
dengan melakukan pembersihan sistem digunakan air bersih sehingga tidak mencemari unit reverse osmosis. - Mulai pembersihan bagian-bagian sparepart
Selain unit utama sparepart harus dibersihkan supaya tidak mencemari bagian utama sistem reverse osmosis.
Kelebihan dan Kekurangan Reverse Osmosis
Kelebihan reverse osmosis adalah pengoperasian dapat dilakukan pada suhu rendah sehingga tidak membutuhkan energi panas, ini akan menghemat energi. Selain digunakan pada farmasi, aplikasi reverse osmosis ada di pemurnian air laut (desalinasi), pengolahan limbah, reklamasi mineral dan pengolahan air minum. Kekurangan dari unit reverse osmosis adalah harga relatif mahal, harga spare part mahal, waktu indent relatif lama dan membutuhkan operator dengan tingkat pengetahuan tinggi.
Semoga Bermanfaat
Salam
M. Fithrul Mubarok, M.Farm.,Apt
Referensi :
