Air merupakan salah satu senyawa yang sangat penting bagi manusia maupun makluk hidup lainnya. Dalam penggunaannya, air dapat diolah untuk berbagai macam fungsional seperti memasak, mandi, mencuci dan berbagai kebutuhan lainnya. Air juga dapat diolah untuk keperluan medis seperti : drinking water, purified water, dan water for injection.
Masih berkaitan dengan proses industri khususnya di perusahaan makanan / farmasi, dimana kualitas air harus benar-benar sesuai spesifikasi supaya produk yang dihasilkan aman dikonsumsi oleh pelanggan. Purified water adalah air yang telah disaring atau diproses untuk menghilangkan kotoran seperti bahan kimia dan zat pencemar lainnya biasanya diproduksi menggunakan air tanah ataupun air PDAM.
Pada artikel ini kita akan belajar mengenai pengertian pengelolaan air, macam-macam kontaminan spesifikasi raw water, jenis produk yang dihasilkan alat pada proses water treatment, serta penjelasan singkat mengenai prinsip kerja serta kalibrasi mesin purified water generator yang hampir pasti kita temukan di dalam industri farmasi.
Daftar Isi
Proses Pengolahan Air
Pengolahan air merupakan proses pengolahan yang dilakukan secara konvensional dengan menambahkan tawas dan juga penyaringan menggunakan kain atau pasir dan secara mandiri dikembangkan dengan mengikuti perkembangan teknologi penyaringan air bersih dan dipengaruhi oleh kemampuan instansi baik dari segi ketersediaan teknologi maupun dari segi pembiayaan.
Macam-Macam Kontaminan Pada Air
Air baku adalah air yang ditemukan di lingkungan yang belum diolah dan tidak ada mineral, ion, partikel bakteri, atau parasit yang dihilangkan. Air baku meliputi air hujan, air tanah, air sumur resapan, dari air badan-badan seperti sungai dan danau. Air baku umumnya tidak aman dikonsumsi manusia karena adanya kontaminan.
Berikut ini adalah kontaminan yang sering terdapat pada air :
- Gas terlarut dimana pada gas terlarut ini terdiri dari hidrogen sulfida, karbondioksida, dan oksigen.
- Padatan dimana terdiri dari lumpur, zat organik, senyawa-senyawa diatomik, jamur, bakteri, dari kotoran bakteri besi atau mangan
- Padatan koloid terlarut terdiri dari minyak, kesadahan, kalsium, magnesium, alkaloid, dan sulfat
Spesifikasi Raw Water
Dalam suatu industri khususnya dalam hal pengolahan air yang digunakan untuk produksi, air yang mengandung kontaminan dimana sebelum diolah menjadi purified water dinamakan sebagai raw water dimana air ini bisa berasal dari air PDAM.
Parameter Fisik
Dapat dilihat pada tabel bahwa parameter fisik terdiri dari :
- Kekeruhan
- Warna
- Zat padat terlarut
- Suhu
- Rasa
- Bau
Parameter Biologi
Berikut ini adalah tabel untuk parameter biologi dalam standar baku mutu kesehatan untuk media air. Parameter yang diuji yaitu :
- Total coliform
- E. coli tips
Parameter Kimia
Berikut ini adalah parameter kimia dalam standar baku mutu kesehatan lingkungan untuk media air, dimana parameter yang diuji antara lain :
- pH / derajat keasaman
- Besi
- Florida
- kesadahan atau CaCO3
- Mangan
- Nitrat
- Nitrit
- Sianida
- Deterjen
- Pestisida total
Sedangkan untuk parameter tambahan terdiri dari :
- Air raksa
- Arsen
- Kadmium
- Kromium (Valensi 6)
- Selenium
- Seng
- Sulfat
- Timbal
- Benzen dan
- Zat organik KMnO4
Spesifikasi Purified Water (PW)
Dapat dilihat dalam tabel diatas, untuk purified water (PW) mempunyai beberapa parameter antara lain :
- Warna
- Bau
- Nitrat
- Logam berat
- pH / derajat keasaman
- Karbon
- Konductivitas
- E. Coli
- Coliform
- Pseudomonas Aerogenosa
Purified Water (PW) Dalam Industri Farmasi
Seperti yang sudah dijelaskan diatas, untuk purified water di dalam industri farmasi ini digunakan untuk proses produksi yang menghasilkan produk antara lain sebagai berikut :
- Antibiotik
- Tablet antibiotik
- Tablet non antibiotik
- Tablet berlapis
- Tablet berlapis non antibiotik
- Obat kumur
- Obat mulut berantibiotik
- Obat sirup non antibiotik
- Obat serbuk non antibiotik
- Kapsul keras
- Kapsul non antibiotik
- Obat luar Liquid non antibiotik
- Krim pelembab
BagianMesin Sistem Purifued Water
1. Multimedia filter
Disebut juga sebagai sand filter dan berfungsi untuk menghilangkan lumpur, endapan, dan partikel-partikel yang ada pada raw water. Multi media filter ini tersusun dari beberapa lapisan filter dengan ukuran kekasaran yang berbeda-beda dengan susunan lapisan yang lebih ringan pada bagian atas dan yang lapisan lebih berat atau pasir bagian bawah.
2. Aktif karbon filter
Bagian ini berfungsi sebagai pre treatment sebelum proses deionisasi untuk menghilangkan bahan-bahan organik yang nantinya bisa menimbulkan warna, bau dan rasa dalam air. Karbon aktif digunakan sebagai filter karena memiliki keuntungan berupa area permukaan yang lebih banyak sehingga lebih efektif untuk menghilangkan kontaminan.
3. Water Softener filter
Bagian ini berisi resin anionik yang berfungsi untuk menghilangkan dan atau menurunkan kesadahan air dengan cara menyerap dan menghilangkan kapur, magnesium, dan kalsium yang dilakukan dengan mengikat ion Calsium dan Magnesium. Tingkat kesadahan air yang tinggi dapat menyebabkan terhambatnya proses penyaringan pada membran RO.
4. Reverse osmosis
Reserve osmosis (RO) merupakan teknik pembuatan air murni atau purified water yang dapat menurunkan hingga 95 % total di Solid (TDS) dalam air. Teknologi reserve osmosis (RO) sendiri menggunakan membran semi permeable yang diameternya lebih kecil dari 0,0001 Micron dan pada prosesnya diberi tekanan tinggi supaya proses penyaringannya dapat berjalan maksimal. Bagian ini juga berfungsi untuk menghilangkan partikel garam dan partikel pencemar lainnya.
5. Mixed Bed Deionizer
Bagian ini berfungsi untuk menghilangkan Ion terlarut dalam air dengan menggunakan resin kation dan anion. Pada resin penukar ion akan terjadi proses penangkapan ion bermuatan positif oleh resin kation dan ion bermuatan negatif oleh resin anion.
Proses Pengoperasian
Air yang akan mengalir dari bagian atas filter yang kemudian melalui media filter dan pori-pori filter tersebut kemudian akan keluar dari bagian bawah filter. Tujuan dari proses pengoperasian ini adalah untuk menghilangkan partikel kotoran yang terperangkap diatas filter sehingga air yang keluar akan lebih jernih. Adanya kotoran yang menempel pada filter akan menyebabkan tekanan inlet meningkat dan menghambat penyerapan klorin, sehingga proses penyaringan dan penyerapan tidak berlangsung dengan baik. Jika kondisi filter saat ini terjadi penumpukan kotoran maka filter perlu dicuci atau backwashing.
Proses Pencucian Backwashing
Aliran air akan diubah alirannya dari bawah keatas sehingga kotoran yang menempel pada media filter akan terangkat keatas untuk sementara sehingga aliran backkwater ini tetap terjaga agar semua kotoran yang tertahan dapat keluar. Selanjutnya dilakukan pembilasan (rinsing) dengan mengalirkan air dari atas kebawah seperti proses pengoperasian tetapi dibuang ke saluran pembuangan sehingga dapat menghilangkan sisa kotoran di tabung filter.
Mix Bed Excharger
Mixed bed ini adalah alat untuk menghilangkan ion terlarut dalam air dengan menggunakan resin kation dan anion, dimana kedua resin tersebut berada dalam satu wadah / tangki. salah satu yang paling banyak menggunakan alat ini adalah industri obat-obatan karena air yang digunakan untuk proses pembuatan ini harus bersih dari ion-ion.
kolom mixed bed excharger ini akan berisi resin kation dan resin anion yang dicampur secara merata untuk mendapatkan kualitas yang tinggi. Kolom resin memiliki 2 jenis yaitu :
- Single bed
- Mixed bed ion exchange resin
Ada 2 proses utama dalam mixe bed yaitu :
- Operasional
- Regeneratisi
Operation Manual Water Softener Filter
Pasokan Air untuk proses ini berasal dari PDAM atau air sumur yang mengandung kesadahan yang cukup tinggi sehingga akan bermasalah untuk reverse osmosis. Untuk itu Air ini akan dialirkan melalui filter softener yang diisi dengan media resin kation yang berfungsi menyaring kadar kesadahan (Ca dan Mg) yang terkandung dalam air yang dapat diturunkan sehingga air menjadi lunak.
Berikut ini adalah contoh reaksinya :
Setelah beberapa waktu, softener filter akan menjadi jenuh sehingga perlu dilakukan proses pencucian atau regenerasi agar resin dapat aktif kembali. Untuk itu diperlukan garam untuk resin kation.
Operasional Manual Pada Filter Mixbed
Filtr mixedbed berperan sebagai unit pemoles agar mendapatkan suplai air yang berasal dari tangki penyimpanan reserve osmosis. Mixedbed filter tube akan diisi dengan media resin campuran antara kation dan anion yang berfungsi untuk menghilangkan ion positif dan negatif dalam air sehingga air yang dihasilkan berkualitas tinggi dan nilai konduktivitasnya rendah. Untuk itu perlu dilakukan proses pencucian atau regenerasi agar resin dapat aktif kembali. Proses ini dapat menghasilkan air murni dengan nilai konduktivitas kurang dari 1 microsiemens per sentimeter persegi.
Reaksi kimia yang terjadi pada kolom ini adalah pertukaran ion-ion yang terdapat di dalam air dimana ion positif diikat oleh resin kation sedangkan mesin kation akan melepaskan ion hidrogen dan ion negatif diikat oleh resin anion sedangkan resin anion melepaskan ion hidroksida.
Proses Demineralisasi Air
Demineralisasi air adalah penyerapan ion mineral dalam air menggunakan mesin penukar ion. Air demineralisasi digunakan untuk berbagai kebutuhan, terutama untuk industri antara lain industri pembangkit listrik, tenaga uap, semikonduktor, dan farmasi.Demineralisasi merupakan suatu sistem yang bertujuan untuk mengikat ion-ion yang terkandung dalam raw water sehingga hasil mixbed akan memiliki nilai kondukitivitas yang rendah dibawah 0,8 S/cm.
Pada umumnya kolam resin yang digunakan dalam proses demineralisasi air. Kolom resin tersebut juga terbagi menjadi dua jenis yaitu single bed dan mixedbed ion exchange resin.
Kalibrasi Sistem Purified Water (PW) Generator
Jika kita lihat kembali pada diagram sistem purified water (PW) generator dibawah ini, maka ada beberapa instrument pemantauan untuk memastikan bahwa supply purified water yang akan digunakan di dalam industri sesuai dengan spesifikasinya. Berikut parameter sistem purified water yang harus dikalibrasi secara berkala :
- pH
- Conductivity
- Pressure
- Total Organic Carbon (TOC)
Karena purified water ini terangkai dalam suatu satu kesatuan unit mesin, maka disarankan untuk melakukan kalibrasi ke vendor yang melakukan instalasi sistem purified water (PW) generator tersebut.
Referensi :
