Pengukuran dan Pemantauan Nilai Klorin pada Proses Klorinasi
Mengapa jumlah klorin perlu dikontrol? Dalam industri pemurnian air, klorin banyak digunakan untuk memurnikan air baku dan juga sebagai zat pembunuh bakteri. Namun jumlahnya tetaplah harus dikontrol karena dapat menyebabkan bahaya jika jumlahnya diatas ambang batas. Bahaya tersebut diantaranya yaitu kerusakan sel dan jaringan tubuh, keracunan, hingga kerusakan ginjal. Berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI), kadar klorin pada air minum dalam kemasan (AMDK) tidak boleh melebihi 0.1 mg/L. Selain itu, analis juga perlu memastikan kadar zat klorin yang ditambahkan selama proses telah optimal, guna untuk menekan biaya produksi. Salah satu caranya adalah dengan melakukan pemantauan terhadap nilai klorin dalam sampel baik pengukuran secara insitu maupun laboratorium.
Klorin merupakan zat yang sering digunakan oleh para pelaku industri karena memiliki banyak kelebihan. Harganya yang terjangkau, mudah didapat dan terbukti cukup efektif membunuh bakteri merupakan kelebihan klorin yang dapat dimanfaatkan. Diungkap dalam jurnal yang ditulis oleh Venkobachar, dkk (1977) bahwa klorin membunuh bakteri dengan memutus ikatan organik makromolekul pada dinding sel mikroorganisme sehingga mengubah sifat permeabilitas sel serta menghambat reaksi fosforilasi (phosphorylation) dalam sel. Pemutusan ikatan ini terjadi akibat reaksi oksidasi - reduksi.
Pengukuran Klorin
Secara prinsip, metode fotometri didasarkan pada pengukuran konsentrasi zat terlarut (analit) dalam suatu sampel yang proporsional dengan intensitas cahaya terserap yang ditembakkan oleh sumber cahaya. Dalam pengukurannya, digunakan reagen yang dapat mengubah klorin menjadi zat yang memunculkan warna, seperti N,N-dietil-p-fenilendiamin (DPD). Jika sampel mengandung klorin, maka warna merah akan muncul pada larutan setelah reaksi berlangsung. Larutan berwarna inilah yang nantinya akan diukur absorbansinya pada panjang gelombang 515m.
Dalam hal ini, klorin dapat diukur secara laboratorium ataupun secara insitu (langsung di lapangan). Jika diperlukan sampling pada sampel yang mengandung klorin, maka diperlukan pengaliran sampel selama 5 - 10 menit sebelum sampling dilakukan, lalu membiarkan sampel terus mengalir hingga meluap dan wadah harus ditutup sesegera mungkin. Selain itu, tidak direkomendasikan untuk menyimpan sampel uji klorin dan sangat disarankan pada analis untuk mengukur kadar klorin pada sampel sesaat setelah sampel dikumpulkan. Hal ini untuk mencegah tidak akuratnya nilai klorin yang dibaca akibat menguapnya klorin dalam sampel.
Untuk mengukur dan memantau nilai klorin pada sampel dapat digunakan alat yang sesuai dengan kebutuhan. Dulu, pengujian secara fotometri hanya dapat dilakukan di laboratorium sehingga analis harus mengumpulkan sampel terlebih dahulu. Namun, saat ini uji klorin juga dapat dilakukan langsung dilapangan, bahkan di titik spesifik tertentu. Jika uji klorin dilakukan secara laboratorium, maka analis dapat menggunakan alat spektrofotometer tipe benchtop. Namun apabila perlu dilakukan pengukuran klorin di lapangan secara langsung, maka user dapat menggunakan beberapa opsi alat seperti spektrofotometer portable, kolorimeter hingga chlorine analyzer. Tentunya harus disesuaikan dengan kebutuhan yang ada.
Gambar 1. Tipe Alat Analisa Klorin (A) Alat Kolorimeter dan Spektrofotometer Portable, (B) Spektrofotometer Benchtop dan (C) Alat Chlorine Analyzer
Meski terkesan berbeda, namun pada prinsipnya cara kerja alat - alat tersebut tetaplah sama. Sumber cahaya akan ditembakkan dan diubah menjadi cahaya monokromatis oleh sistem monokromator, cahaya monokromatis ini akan diteruskan ke sampel dimana sebagiannya akan terserap dan sebagian yang lain akan diteruskan. Sebagian cahaya yang diteruskan ini kemudian akan ditangkap oleh detektor untuk diproses menjadi angka digital yang tampil pada display. Ilustrasi sederhana dari cara kerja spektrofotometer ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Ilustrasi Cara Kerja Alat Instrumen Analisa dengan Prinsip Fotometri
Lalu apa yang membedakan ketiga tipe instrumen analisa ini? Perbedaan dari ketiganya dapat disimak pada Tabel 1.
Tabel 1. Perbedaan Alat Kolorimeter/Spektrofotometer
dan Benchtop serta Chlorine Analyzer
| Parameter | Alat Portable | Alat Benchtop | Alat Online Analyzer |
| Penempatan Alat | Dapat dibawa kemanapun | Dalam ruangan dengan suhu sejuk dan jauh dari sinar matahari | Pada lapangan (site), di titik yang hendak diukur/dipantau |
| Metode Pengukuran | Fotometri | Fotometri | Fotometri |
| Tipe Pengukuran | Sesuai dengan kebutuhan analisa user yang bersangkutan | Sesuai dengan kebutuhan analisa user yang bersangkutan |
Secara kontinu dengan interval waktu tertentu, Pengukuran 24/7 |
| Cara Melihat Hasil Analisa | Tampil pada Display Alat | Tampil pada Display Alat | Tampil pada Display Controller |
| Sumber Daya | Baterai | Arus Listrik | Arus listrik koneksi dengan PLC |
| Mode pembacaan | Ketika ditekan tombol ‘Read” | Ketika ditekan tombol ‘Read” | Alat otomatis menerima sampel dan melakukan pembacaan secara otomatis |
| Maintenance Reguler oleh user |
Meliputi : Kalibrasi Pencucian kuvet Pembersihan alat (bagian luar) Penggantian baterai |
Meliputi : Kalibrasi Pencucian kuvet Pembersihan alat (bagian luar) |
Meliputi : Kalibrasi Pencucian kolorimeter Pembersihan alat (bagian luar) Penggantian 1 set reagen |
Berdasarkan Tabel 1, dapat diketahui bahwa setiap tipe alat memiliki perannya masing - masing. Satu alat tidak berarti dapat menggantikan alat lainnya, melainkan setiap alat melengkapi satu sama lainnya untuk mengoptimalkan kinerja setiap alat dan mengefisienkan uji klorin yang dilakukan. Dalam hal ini, adanya alat online analyzer ataupun alat portable selain alat benchtop berfungsi untuk pemantauan secara langsung di lapangan. Mengingat sifat klorin yang mudah menguap, maka akan lebih baik jika pengukuran dilakukan langsung di tempat atau justru menggunakan sistem yang kedap sehingga nilai klorin yang terbaca adalah nilai yang sebenarnya (real time).
Dalam konteks yang disajikan pada Tabel 1, khususnya pada bagian perawatan, pada prakteknya tetap membutuhkan jasa teknisi yang berpengalaman pada produk tersebut. Penggantian lampu, pembersihan kaca ataupun filter ataupun spare part lainnya pada alat kolorimeter ataupun spektrofotometer portable ataupun benchtop adalah contoh maintenance alat yang membutuhkan jasa teknisi. Hal ini juga berlaku pada alat online analyzer yang membutuhkan penggantian selang, pump module dan beberapa elemen lainnya jika ditemukan anomali pada saat pembacaan dan pengecekan alat.
Sebagai poin tambahan, yang perlu dijadikan catatan bahwa pengukuran klorin juga dapat terganggu jika parameternya tidak memenuhi syarat. Salah satu syarat yang paling penting adalah kondisi pH air yang hendak di klorinasi/ desinfeksi, yang mana pH optimum proses klorinasi berkisar pada pH 6,5 - 8,5. Jika pH tidak memenuhi syarat, maka analis perlu melakukan adjustment pH pada sampel air. Oleh sebab itu, analis juga perlu melakukan pemantauan terhadap nilai pH dengan menggunakan pH meter.
Dari Penjabaran diatas dapat disimpulkan bahwa klorin dapat dianalisis menggunakan berbagai tipe alat. Namun pada skala yang besar, direkomendasikan untuk menggunakan alat online chlorine analyzer yang dapat dipasang langsung pada site agar nilai klorin terpantau secara optimal. Tentunya, hal ini berguna untuk efektivitas proses desinfeksi yang dilakukan, optimalitas jalannya produksi hingga penghematan biaya manufaktur.
Badan Standardisasi Nasional. 2006. Standar Nasional Indonesia Nomor 06-3553 tentang “Air Minum Dalam Kemasan”
Badan Standardisasi Nasional. 2015. Standar Nasional Indonesia Nomor 3554 tentang “Cara Uji Air Minum Dalam kemasan”
Hach Company. 2019. 3 Steps To Ensure Your Disinfection Monitoring is Hitting The Mark, https://cdn.bfldr.com/7FYZVWYB/at/n88rbrq8rfwcpzr89fk45h7f/DOC0435330606.pdf diakses pada Tanggal 6 Februari 2024
Venkobachar, C., dkk. 1977. Mechanism of disinfection: Effect of chlorine on cell membrane functions, Water Research, Vol.11(8) , hal 727 - 729