4 Macam Proses Pembuatan Air Bebas Mineral

Anda tentu pernah menggunakan air bebas mineral, bukan? Malahan mungkin ada diantara anda yang biasa menggunakannya, baik di pekerjaan ataupun di rumah. Tapi tahukah anda bagaimana proses pembuatan air bebas mineral itu?

Air bebas mineral atau demineralized water disebut juga dengan purified water, deionized water dan atau distilled water. Lihat contoh produknya di sini.

Kadang orang Indonesia menyebutnya dengan air demin atau air suling.

Pengertian Air Demin

Apa sih sebenarnya pengertian air demin itu?

Pengertian dan istilah yang digunakan akan bergantung pada jenis proses yang digunakan. Tapi secara umum, air demin atau air bebas mineral dapat didefinisikan sebagai air yang telah dihilangkan kandungan mineralnya melalui proses tertentu.

Pada skala industri, air bebas mineral dapat dihasilkan melalui beberapa proses berbeda serta menggunakan alat demineralisasi air yang berbeda pula.

Apa saja? Yuk, kita simak bersama-sama.

Proses Pembuatan Air Bebas Mineral

Pada dasarnya air mengandung beragam mineral serta kemungkinan kontaminan lain di dalamnya.

Mineral-mineral yang umumnya terdapat di dalam air adalah Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, SiO2, CaSO4 dan NaCl.

Selain mineral, ada kemungkinan air mengandung kontaminan seperti bakteri, virus, gula, protein, pewarna, partikel dan lain-lain.

Setidaknya ada 4 (empat) macam proses pembuatan air bebas mineral skala industri, yaitu distilasi, resin penukar ion, reverse osmosis (RO) dan electrodeionization (EDI).

Distilasi

Proses pembuatan air bebas mineral dengan cara distilasi atau distillation dilakukan dengan cara memanaskan air umpan sampai titik didihnya tercapai.

Air akan menguap dan kemudian uap air yang terbentuk dikondensasikan dengan menggunakan cairan pendingin. Selanjutnya, uap air yang telah dikondensasi ditampung sebagai produknya dan disebut dengan distilled water.

Sementara itu, mineral atau garam terlarut tetap tidak akan teruapkan dan tetap berada pada sisi umpan yang dipanaskan.

Contoh mesin distilasi air diproduksi oleh M Technique Co, Jepang.

Namun, salah satu kelemahan proses distilasi adalah kemungkinan ikutnya kontaminan, yang memiliki titik didih lebih rendah dari air seperti alkohol, ke dalam produk distilasi.

Jadi pre-treatment atau pengolahan awal diperlukan untuk memisahkan kontaminan seperti itu sebelum proses distilasi air dilakukan.

Resin Penukar Ion

Proses yang kedua adalah dengan menggunakan resin penukar ion atau ion exchange resin.

Prinsip utama pembuatan air bebas mineral dengan resin penukar ion adalah dengan cara menukarkan ion bermuatan positif (kation) dan ion bermuatan negatif (anion) yang ada di dalam air, dengan ion H+ dan OH- yang terdapat pada resin.

Prinsip tersebut menjadi pengertian demineralisasi, yang umum digunakan.

Pertukaran kation terjadi pada kolom cation exchanger. Ion-ion seperti Ca2+ dan Mg2+ terikat pada resin kation. Sedangkan pertukaran ion negatif atau anion seperti SO42- da HCO3- terjadi pada anion exchanger.

Setelah melewati anion exchanger, air bebas mineral sudah terbentuk.

Proses pertukaran ion yang terjadi dapat digambarkan seperti ini:

R-H + Ca2+ –> R-Ca + 2H+

R-OH + SO42- –> R-SO4 + 2OH-

Umumnya, setelah air umpan dimasukan ke dalam cation exchanger sebelum dimasukkan ke dalam anion exchanger, dipasang kolom CO2 absorber.

Fungsi CO2 absorber adalah untuk menghilangkan gas CO2 atau karbon dioksida untuk mengurangi volume anion resin yang dibutuhkan.

Pada tahap akhir, sebuah mixed bed exchanger atau polisher dipasang untuk memaksimalkan proses pertukaran ion, baik kation maupun anion.

Dalam mixed bed exchanger resin kation dan resin anion dicampur dalam satu kolom.

Reverse Osmosis (RO)

Reverse osmosis adalah teknologi pemurnian air yang menggunakan membran semi-permeable untuk memisahkan air dari kandungan mineral di dalamnya.

Proses pemisahan terjadi dengan menaikkan tekanan pada sisi umpan. Kemudian air dapat melewati membran, akan tetapi mineral-mineral tidak dapat melewati membran.

Mengapa? Karena membran bersifat selektif atau semi-permeable. Hanya air yang dapat melewatinya.

Air murni yang dihasilkan disebut sebagai permeate (produk) dan mineral yang tidak dapat melewati membran disebut dengan non-perrmeate, effluent atau concentrate.

Proses yang terjadi pada RO dapat digambarkan sebagai berikut:

Saat ini, untuk skala rumah tangga, banyak unit RO yang dijual dengan harga yang relatif terjangkau dan bisa dioperasikan sendiri di rumah, seperti yang satu ini.

Electrodeionization (EDI)

Cara pembuatan air bebas mineral yang terakhir adalah dengan menggunakan teknologi electrodeionization atau EDI.

EDI merupakan kombinasi dari penggunaan resin penukar ion, membran penukar ion (ion exchange membrane) serta penggunaan arus listrik.

Sebuah unit EDI terdiri dari 2 elektroda (katoda dan anoda), resin penukar ion (campuran resin kation dan resin anion) dan 2 jenis membran (selektif terhadap kation dan selektif terhadap anion), serta saluran untuk mengeluarkan produk berupa air bebas mineral dan saluran concentrate.

Air umpan masuk melalui sisi saluran umpan melewati resin penukar ion. Resin selain berfungsi sebagai penukar ion, ia juga berfungsi sebagai jembatan ion.

Kation dan anion yang terikat pada resin akan dipertukarkan dengan ion H+ dan OH-, yang terbentuk dari molekul air yang diberi arus listrik tertentu.

Selanjutnya kation akan keluar ke saluran concentrate melewati membran kation. Sedangkan anion akan keluar ke saluran concentrate melewati membran anion.

Air bebas mineral akan keluar melewati saluran produk, setelah kehilangan kation dan anionnya.

Secara singkat, prosesnya dapat dilihat pada video di bawah ini: