Water Deionisation atau DI Water merupakan sistem mesin penghasil air deionisasi yang murni. Beberapa industri yang menggunakan diantaranya laboratorium, perusahaan bioteknologi, perusahaan farmasi, perusahaan kosmetik, pabrik elektronik, pabrik pengolahan makanan, Pelapisan dan anodisasi dan lainnya.
Water Deionisation Produksi Air Murni Tanpa Kimia
Kualitas air dari produksi DI water adalah air deionisasi dengan kadar mineral yang sangat rendah. Untuk itulah air produksi proses water deionisation disebut air murni atau bisa disebut high purity water.
Ada dua metode dalam proses water deionization, yaitu Mixed Bed Deionisation Resin dan Electro deionisation. EDI tidak menggunakan bahan kimia.
Apakah Water Deionisation?
Water Deionisation adalah teknologi penukar ion resin yang akan menghasilkan air murni. Pada prinsipnya ada 2 metode yang umum digunakan, yaitu menggunakan mixed bed resin dan yang kedua menggunakan EDI system.
Di Indonesia belum banyak teknologi DI water dengan EDI dikembangkan, hal ini mengingat asumsi bahwa metode mixed bed resin atau two bed resin lebih pasti hasilnya. Namun semenjak issue “green ecology” di beberapa industri, maka mengurangi bahan kimia menjadi keharusan.
Dengan issue mengurangi bahan kimia tersebut, maka water deionization dengan metode EDI lebih mampu menjadi solusinya. Tidak seperti sistem yang menggunakan kimia, maka EDI tidak perlu menyiapkan bahan kimia apapun. Regenerasi di lakukan secara kontinu, dengan tegangan listrik pada modul.
Sistem dengan DI water dengan EDI walaupun simple, namun pastinya mempunyai kekurangan yang terkadang sangat fatal. Untuk itu pilihan yang konvensional dengan metode demineralization dan mixed bed juga tetap menjadi pilihan.
Water Deionization Dengan Electrodeionisation Sebagai Alternatif Pengganti Bahan Kimia
Water deionisation dengan EDI adalah pilihan pengganti mixed bed resin anion dan cation. Dengan penggunaan electro deionisation system ini maka tidak membutuhkan lagi bahan kimia regenerasi. Selanjutnya regenerasi akan menggunakan elektrik tegangan tinggi.
DI water dengan Electro deionisation dapat menghilangkan garam dan kontaminan di dalam air yang dapat di diionisasi, termasuk amonia, karbon dioksida, boron dan silika. Air dengan kemurnian tinggi diperlukan di banyak industri, seperti obat-obatan, elektronik dan laboratorium.
Saat ini kebutuhan air deionisasi semakin popular menggunakan system yang tanpa bahan kimia. Pada bidang farmasi, semakin banyak memilih electro deionisation system untuk sistem DI water treatment.
Proses water deionisation ini nantinya akan memperoleh air deionisasi dengan kualitas air murni (high purity water). Hasil maksimal yang bisa dicapai adalah 18 megaohms (~ conductivity 0,056 micro siemens). Hasil ini tentunya mempertimbangkan kondisi input air yang masuk ke dalam modul EDI.
Capex Opex Electrodeionisation Lebih Rendah
Dari sisi pengadaan modal, investasi Mixed bed cenderung sedikit lebih rendah dibanding DI water dengan electrodeionisation Namun, operasionalnya membutuhkan biaya rutin yang signifikan. Sementara electrodeionisation hampir tidak membutuhkan biaya operasional.
Issue penggunaan kimia HCL dan NaOH yang mencemari lingkungan dan kesehatan menjadi halangan di beberapa industri. Sehingga pilihan water deionisation dengan mixed bed resin semakin ditinggalkan.
Selain issue penggunaan kimia, maka meyediakan bahan kimia secara terus menerus juga mempengurahi biaya opex. Sehingga biaya produksi air deionisasi per kubik akan semakin tinggi.
Hal lainnya tentu harus menyiapkan gudang kimia dengan space yang cukup besar. Mengingat pembelian bahan kimia agar lebih efisien sebaiknya dengan volume dan jumlah yang banyak.
Pengoperasiannya water deionization dengan EDI jauh lebih sederhana daripada mixed bed. Memproduksi air deionisasi dengan sistem EDI cukup melakukan monitoring terhadap instrumentasi flow dan pressure. Sedangkan untuk demin kimia, walaupun otomatis tetap harus mengontrol waktu dan konsentrasi kimia.
Deionisation vs. Electrodeionisation — Apa Perbedaannya?
Istilah deionisation adalah proses penghilangan mineral atau ion dengan beberapa cara. Cara yang popular adalah dengan menggunakan a) membrane b) ion exchange resin c) electro deionization d) destilasi. Untuk itu istilah electrodeionisation adalah salah satu cara melakukan deionisasi.
Tetapi sesungguhnya istilah water deionisation lebih banyak diperuntukkan pada sistem yang menggunakan kimia dan elektikal voltage. Cara lainnya seperti membrane dan destilasi lebih sering menggunakan demineralisasi.
Electrodeionisation adalah bentuk water deionisation yang menggunakan listrik untuk menghilangkan ion dari air. Electrodeionisation adalah sistem yang tidak menggunakan bahan kimia, yang digunakan hanya power listrik. Sistem ini menjadi populer saat ini, karena kualitasnya lebih konstan.
Histori Water Deionization Dengan Electrodeionisation
Kebutuhan air deionisasi atau air demineralisasi untuk industri semakin meningkat seiring pertumbuhan industri di Indonesia. Disamping itu issue ramah lingkungan, hadir melengkapi pertumbuhan industri tersebut. DI water electrodeionisation ini adalah salah satu solusi di bidang water treatment system.
Water deionization dengan EDI sudah ada pada tahun 1980-an. Paten O’Hare1, yang dikeluarkan pada tahun 1984, merupakan dasar dari semua teknologi electrodeionisation.
Sistem electrodeionisation DI water treatment menggantikan tempat Mixed Bed ion resin diionisasi konvensional. Tidak seperti resin deionisasi, electrodeionisation water treatment tidak memerlukan shut down untuk mengganti resin atau untuk regenerasi resin menggunakan bahan kimia.
Sistem konvensional umumnya menggunakan Mixed bed resin untuk polishing menurunkan mineral air. Mixed bed terdiri dari resin Cation Anion dimana dalam operasionalnya harus dilakukan “regenerasi” dengan asam kuat (HCL) dan basa kuat (NaOH).
Syarat Air Baku DI Water Dengan Electrodeionisation
Water deionisation sifatnya adalah sebagai polishing, oleh sebab itu air yang masuk menjadi air baku harus sesuai dengan syarat minimum. Syarat minimum mutlak adalah nilai TDS, yaitu maksimal 20 ppm. Semakin tinggi TDS air baku, maka akan dibutuhkan power energi yang lebih besar juga.
Apabila syarat DI water ini tidak terpenuhi maka kemungkinan akan mendapatkan hasil yang kurang baik, misalnya conductivity tidak bisa < 1 micro siemens. Dan juga khususnya modul EDI akan cepat mengalam blocking karena tersbumbat kerak.
Berikut ini adalah persyaratan optimal untuk memproduksi air deionisasi dengan modul EDI electrodeionisation. Kinerja optimal dari modul akan menghasilkan output yang bagus, apalagi persyaratan optimum terpenuhi. Persyaratan air baku mengenal istilah syarat minimum dan syarat optimum.
Bagaimana Pretreatment Water Deionization?
Merujuk dari syarat air baku pada point 2, maka diperlukan pretreatment water deionisation electrodeionisation yang baik agar syarat optimal dipenuhi, atau setidaknya syarat minimal terpenuhi.
Pretreatment DI water sebaiknya menggunakan RO filter, baik single phase atau double phase. Untuk air baku yang milai TDS agak tinggi diatas 1000 ppm, sebaiknya menggunakan double phase RO.
Penggunaan double phase RO juga dianjurkan, apabila ada unsur tertentu yang melebihi batas. Kecenderungan unsur silika paling banyak mempengaruhi air baku, untuk itu salah satu meminimalkan resiko kesalahan DI water adalah dengan menggunakan double phase RO.
Pretreatment water deionization selain RO, sering kali menambahakan CO2 removal sebagai optional. Dengan unit CO2 removal, maka kualitas hasil yang baik akan lebih terjamin.
Komponen Pretreatment Water Deionisation
Dari uraian gambar, komponen pretreatment water deionisation yang dibutuhkan adalah sama seperti pretreatment reverse osmosis. Adapun komponen yang sering terpasang seperti di bawah ini :
- Chlorine Removal
- Filtration (Multi-Media Filter dan Carbon Aktif)
- Softener
- Reverse Osmosis Single Phase atau Double Phase
pH Adjustment (catatan : jika Silika terlalu tinggi) - CO2 Removal
- Prefilter Cartridge (catatan : jika menggunakan tangki penampungan air baku)
Masalah Silika dan CO2 Pada System Water Deionisation
Beberapa kasus yang sering ditemukan pada saat pemasangan water deionisation electrodeionisation adalah kandungan silika dan CO2 yang tinggi. Mengurangi silika tentunya akan membutuhkan biaya yang tidak kalah kecil dibanding pengadaan electrodeionisation water treatment itu sendiri.
Sehingga sering kali mempertimbangkan untuk mengabaikan menurunkan unsur silika, dengan asumsi waktu penggunaan modul electrodeionisation water masih terhitung ekonomis.
Sedangkan kasus CO2 yang tinggi pada air baku DI water, hampir sering ditemui pada air baku electrodeionisation water. Hal ini secara umum akan terjadi, karena setelah melalu RO, maka kecenderungan pH rendah menyebabkan akumulasi CO2.
Salah satu alternatif untuk mengurangi CO2 yang tinggi pada sistem water deinozation adalah dengan degasifier menggunakan membran khusus. Membrane ini selanjutnya akan bekerja menurunkan CO2.
Pada teknologi konvensional, degasifier dilakukan dengan cara melakukan pembuangan air dari ketinggian tertentu, sehingga gas bisa dilepaskan di udara terbuka.
Bagaimana Proses Water Deionisation Dengan Electrodeionisation?
Konsep water deionisation dengan electrodeionisation bekerja berdasarkan adanya medan listrik yang menarik ion-ion dalam air. Medan listrik didapat melalui dua lempeng elektroda bermuatan.
Elektroda ini berfungsi sebagai pensuplay muatan (Curent Colector); Elektroda (-) menarik ion+ (Cation) dan Elektroda (+)menarik ion- (Anion). Aliran air ( IN brackish water) mengalir melalui dua lempeng elektroda terebut sehingga ion-ion terlarut akan ditarik ke elektroda yang bermuatan berlawanan.
Proses pemisahan Cation dan Anion harus terus berlangsung, jangan sampai ion-ion tersebut lepas dan bersatu kembali pada outlet. (OUT desalination water).
Ion-ion yang terpisah dari air baku dialirkan pada ruang tersendiri yang disebut Concentrate. Dengan demikian Outlet merupakan aliran product murni dimana ion-ion sudah dipisahkan.
Cara Kerja Modul Menghasilkan Air Deionisasi
Untuk menghasilkan air deionisasi, maka aliran ion pada Concentrate membutuhkan perlakuan khusus. Agar Anion & Cation masing-masing mengalir pada saluran yang terpisah. Proses tersebut satu per satu disebutkan sebagai berikut:
- Resin Anion & Cation yang diletakan sepanjang aliran air baku mulai dari Inlet (IN brackish water) sampai Outlet (OUT desalinated water) berfungsi menangkap ion-ion dalam air baku, resin akan menjadi jembatan memindahkan ion-ion tersebut mendekati Elektroda (Current Kolector).
- Cation & Anion Exchange Membrane sebagai pembatas antara Resin dan Elektroda yang selektif terhadap ion-ion sesuai muatannya masing-masing. Cation Exchange Membrane terletak pada Elektroda (-) berfungsi melewatkan ion+.
- Porous Elektrode adalah material yang terlepas dari Elektroda akibat adanya beda potensial listrik. Porous+ akan mengikat Anion dan Porous- akan mengikat Cation dan dialirkan keluar. Saluran porous akan digabung menjadi Concentrate yang dibuang ke drain.
Simulasi Perhitungan Desain Water Deionisation
Dalam mempersiapkan perencanaan desain water deionisation, beberapa vendor (manufaktur) modul EDI menyiapkan software khusus. Software ini memudahkan membuat perhitungan (proyeksi) hasil dari rencana pemasangan system DI water.
Sama halnya dengan reverse osmosis memiliki beberapa software seperti ROSA, Hydracap, dll., maka electrodeionisation modul untuk DI water juga memiliki software yang disebut electrodeionisation CAD.
Kebutuhan Power Elektrik Modul EDI
Hampir sebagian besar vendor modul electrodeionisation EDI menggunakan voltage DC, bukan AC. Tujuan menggunakan voltage DC adalah agar mudah diatur tegangannya. Pada desain water deionisation dengan EDI, pengaturan ini diperlukan sebagai variabel, ketika adanya sumber air baku yang berbeda menjadi umpan EDI modul.
Tentunya semakin tinggi TDS air umpan, akan semakin tinggi juga membutuhkan voltage elektrik.
Apa Keuntungan Water Deionization Dengan Electrodeionisation?
Apa Keuntungan menggunakan water deionisation dengan electrodeionisation daripada Mixed bed Ion Resin? Ada beberapa alasan untuk dijadikan pertimbangan sebagai berikut :
- Hasil produksinya konsisten : tidak seperti Mixed bed resin semakin mendekati waktu regenerasi biasanya kualitas air produk berubah.
- Operasionalnya bisa terus menerus : saat pergantian regenerasi maka sistem harus diberhentikan.
- Biaya sangat efffective : Asumsi kapasitas 1,8 M³/Jam beroperasional selama 8 jam, hanya membutuhkan 300 Vdc @ 2 ampere = 4.8 kWH. Biaya per 8 jam : 8 kWH @ Rp. 1500 = Rp. 7.200
- Tidak ada limbah berbahaya : air rijek (dari concentrate) setara hanya 2% saja.
- Dan bukan limbah, bahkan bisa digunakan untuk keperluan lain.
- Tidak menggunakan bahan kimia, sehingga mengurangi biaya dan risiko
- Membutuhkan sedikit tempat “space”ruangan.
- Kapasitas bisa di upgrade dengan mudah, bahkan bisa sampai 200 M³/Jam. Upgrade kapasitas dengan mudah, karena hanya menambahkan modul.
- Hasil produksinya konsisten : tidak seperti Mixed bed resin semakin mendekati waktu regenerasi biasanya kualitas air produk berubah.
Bagaimana Kualitas Hasil Water Deionisation?
Kualitas hasil dari water deionisation menggunakan EDI water adalah air yang kualitasnya air ultrapure. Air ultrapure ini sangat dibutuhkan pada penunjang produksi di sektor industri, seperti : produksi mikroelektronika dan semikonduktor. Juga digunakan untuk bio teknologi, laboratorium, farmasi.
Beberapa power plant menggunakan DI water ini sebagai air makeup pembangkit listrik. Juga pada industri makanan, minuman dan lainnya sering menggunakan air deionisasi
Kualitas Air Deionisasi Untuk Industri Farmasi
Di bawah ini adalah spesifikasi konten ionik air deionisasi industri yang khas. Ini tidak mewakili semua spesifikasi untuk air di industri ini, hanya yang relevan dengan electrodeionisation.
Tipe E-I: Air ini akan diklasifikasikan sebagai air mikroelektronik untuk digunakan sebagai bahan produksi dengan kualitas air di bawah 1,0 μm. Klasifikasi ini praktis menjadi kualifikasi tertinggi dan untuk penggunaan yang paling kritis.
Tipe E-II: Air ini dapat diklasifikasikan sebagai air mikroelektronik untuk digunakan sebagai bahan produksi dengan kualitas air di bawah di bawah 5,0 μm.
Tipe E-III: Tingkat air ini dapat diklasifikasikan sebagai air makroelektronik untuk digunakan sebagai bahan produksi dengan kualitas air lebih besar dari 5,0 μm.
Tipe IV: Air Kelas Elektronik dapat diklasifikasikan sebagai air elektroplating untuk penggunaan non-kritis dan aplikasi umum lainnya di mana air terus-menerus bersentuhan dengan atmosfer karena penyimpanan tangki.
USP Pharmaceutical Water
Persyaratan kualitas air deionisasi sangat bervariasi tergantung pada undang-undang nasional (misalnya, USP). USP Water for Injection WFI membutuhkan perawatan akhir untuk distilasi atau membran (misalnya, RO) di AS.
Standar USP Purified Water adalah air deionisasi yang memenuhi persyaratan kualitas USP yang telah dimurnikan dengan distilasi, pertukaran ion, elektrodaionisasi, dan proses lain yang sesuai.
Saat ini USP selaras dengan standar lain di bawah WHO: The International Pharmacopoeia (PhInt). ELECTRODEIONISATION dapat digunakan sebagai operasi unit pilihan di sistem air USP.
Produk Water Deionisation EDI System dari MAPURNA
Produk water deionisation electrodeionisation dari MAPURNA adalah di Assembly dan di Install oleh TIM Mapurna. MAPURNA di dukung oleh salah satu Vendor electrodeionisation Modul di USA, yang tentunya menjadikan jaminan pengadaan.
Penawaran dari kami adalah kami bisa mengadakan unit dan system electrodeionisation. Pengetahuan dan pengalaman tentang water treatment system yang mendalam, menjadikan Tim MAPURNA bisa memberikan analisa desain secara keseluruhan.
Elektrodeionisasi Industri Series kapasitasnya 6 – 20 M3/Jam. Modul Unit yang digunakan dan jumlah sangat tergantung dari kapasitasnya. Misalnya untuk mendapatkan EDI dengan kapasitas 6 M3/Jam, maka dibutuhkan 4 modul XL – 500 series..
Power konsumsi listrik menggunakan listrik voltage 380V 3 phase, dengan daya berkisar 7,5 – 21 kW, dengan Recovery system berkisar 80 – 90%.
Perakitan Water Deionisation EDI Unit
Perakitan unit pada umumnya membutuhkan waktu 12 – 16 minggu, namun bisa juga lebih cepat. Perakitan yang lebih cepat tergantung terhadap ketersediaan rekanan vendor dari beberapa supplier, baik di dalam maupun di luar negeri. Dalam kondisi yang sangat dibutuhkan, perakitan dapat dipercepat 10 – 12 minggu.
Pengiriman Barang
Kami siap mengantarkan barang yang dipesan ke seluruh Indonesia, baik melalui darat ataupun kapal laut. Pada umumnya pengiriman dilakukan lebih dahulu dari waktu pemasangan. Setelah barang sampai di lokasi, jika diperlukan maka tim teknisi kami akan datang kemudian.
Pemasangan EDI System
Jika diperlukan Pemasangan, maka tim teknik kami bisa melaksanakannya. Pemasangan hanya Elektrodeionisasi (EDI) unit saja (stand alone EDI), maka akan membutuhkan waktu lebih cepat, kemungkinan hanya 2 – 3 hari. Namun apabila pemasangan dilakukan dengan sistem secara keseluruhan, misalnya beserta pre-treatment, Reverse Osmosis dan pemipaan, instrument, tangki, dll., maka akan dibutuhkan waktu 3 – 4 minggu.
Elektrodeionisasi (EDI) kapasitas 16 M3/Jam
Model Water Deionisation EDI
Model produk water deionisation dibedakan atas dasar kapasitasnya, namun ada hal lain yang ikut membedakan yaitu permintaan khusus menyesuaikan dengan kebutuhan. Dasar dari itu adalah istilah Spesifikasi Standar dan Spesifikasi Tambahan.
SPESIFIKASI STANDAR :
System Standar dari unit dilengkapi dengan :
- Pemipaan Tekanan Tinggi menggunakan Stainless SS – 304, sedangkan Pemipaan Tekanan Rendah menggunakan PVC Sch-80.
- EDI Modul XL-500 Cells atau persamaan Produk lainnya. Air reject (brine) tidak lagi digunkan untuk memproduksi air murni.
- Rectifier Electronic Power High Voltage Lamda 400 VDC
- Pemipaan FEED, PRODUK dan Koneksi Sensor menggunakan PVC Schedule 80. (Catatan : apabila menggunakan PP – R atau material SS – 316L Sanitary) akan didiskusikan kemudian.
- Liquid filled SS pressure gauges
- Digital conductivity monitors untuk monitoring inlet dan outlet kualitas air
- Flow Meter Rotameter pada Individual cell modul, brine dan electrolyte dengan control valve dan sample valve
- Stainless Steel Frame
- Elektronic Control Panel (Non – PLC), dengan material panel encloser adalah steel powder coating.
SPESIFIKASI TAMBAHAN :
Apabila diperlukan beberapa perubahan spesifikasi dan penambahan instrumentasi, unit tersebut dapat dirubah sesuai dengan kebutuhan, diantara lain :
- PLC Control, Programmed for intuitive operation/w/ Ethernet connection.
- Touch screen control
- Visual, back-lit Electrolyte monitoring panel.
- TriClover style Sanitary Connections.
- Liquid filled stainless steel pressure gauges w/gauge guards.
Syarat Air Baku
- Kualitas Air Baku dari RO max. 20 ppm atau lebih baik
- Hardness: 0.1 ppm
- Iron (Fe+++): 0.05 ppm
- Maximum inlet pressure: 50 psi
- Maximum inlet temperature: 32°C
- Silika < 0.1 ppm (CATATAN: Kandungan silika dan karbonat dalam air umpan menentukan kualitas air yang dihasilkan)
Model Produk Kapasitas 6 - 20 M3/Jam
Beberapa model produk water deionisation dari produk MAPURNA di antaranya seperti di bawah ini :
- MODEL SKEDI – 06 : Kapasitas 6 M3/Jam
- MODEL SKEDI – 08 : Kapasitas 8 M3/Jam
- MODEL SKEDI – 10 : Kapasitas 10 M3/Jam
- MODEL SKEDI – 13 : Kapasitas 13 M3/Jam
- MODEL SKEDI – 17 : Kapasitas 17 M3/Jam
- MODEL SKEDI – 20 : Kapasitas 20 M3/Jam
Kesimpulan
- Water Deionisation dengan Electrodeionisation sangat cocok dipertimbangkan sebagai pengganti diionisasi system konvensional, seperti mixed bed resin.
EDI electrodeionisation system untuk DI water tidak direpotkan dengan masalah regenerasi kimia dan cara menyimpan kimia di gudang. Hal ini mengingat electrodeionisation water tidak membutuhkan kimia dan space ruangan kecil.
Air deionisasi terbukti cocok untuk digunakan pada aplikasi di farmasi, laboratorium, klinik mata, power energy, pabrik penunjang pharmacy, dll.
CONTACT
Mempunyai Project Untuk Kami ?
Visit Survey dan Preliminary desain juga draft quote.
Sales Tim
SUPPLY & PROJECT