Turbidity Analyzer (Turbidity Meter)

1. Introduction

Turbidity meter adalah salah satu alat umum yang biasa digunakan untuk keperluan analisa kekeruhan air atau larutan. Turbidity meter merupakan alat pengujian kekeruan dengan sifat optik akibat dispersi sinar dan dapat dinyatakan sebagai perbandingan cahaya yang dipantulkan terhadap cahaya yang datang. Intensitas cahaya yang dipantulkan oleh suatu suspensi padatan adalah fungsi konsentrasi jika kondisi-kondisi lainnya konstan. Alat ini banyak digunakan dalam pengolahan air bersih untuk memastikan bahwa air yang akan digunakan memiliki kualitas yang  baik dilihat dari tingkat kekeruhanya[1]. Gambar 1 merupakan salah satu bentuk turbidity meter portabel untuk keperluan pengukuran kekeruhan sampel.

Gambar 1. Turbidity meter portabel^[1]

Kekeruhan pada suatu cairan biasanya disebabkan oleh beberapa hal diantaranya yaitu partikel-partikel mikroskopis seperti mikro organisme yang ada pada cairan tersebut, zat padat terlarut dan lainya.Kekeruhan dilihat pada konsentrasi ketidaklarutan, keberadaan partikel pada suatu cairan yang diukur dalam satuan Nephelometric Turbidity Units (NTU). Penting untuk diketahui bahwa kekeruhan adalah ukuran kejernihan sampel, bukan warna.

Air dengan penampilan keruh atau tidak tembus pandang  dapat dipastikan memiliki tingkat atau kadar kekeruhan yang tinggi, sementara air yang jernih atau tembus pandang pasti memiliki kadar kekeruhan lebih rendah. Nilai kekeruhan yang tinggi dapat disebabkan oleh partikel yang terlarut dalam air seperti lumpur, tanah liat, mikroorganisme, dan material organik. Berdasarkan keterangan diatas, kekeruhan bukan merupakan ukuran langsung dari partikel-partikel akan tetapi merupakan suatu ukuran bagaimana sebuah partikel menghamburkan cahaya dalam suatu cairan[1].

2. Prinsip Pengukuran Kekeruhan

Pengukuran atau analisa kekeruhan dan kejernihan pada air sangat penting dalam proses industri, seperti pada produksi air minum atau minuman, pengolahan makanan, dan instalasi  pengolahan air minum. Serta dalam pengolahan sumber air bersih. Dalam proses pengolahan dan produksi air minum, nilai kekeruhan dapat dijadikan sebagai indikator keberadaan bakteri patogen, atau partikel yang dapat melindungi organisme berbahaya dari proses desinfeksi. Oleh sebab itu, pengukuran tingkat kekeruhan sangat berguna untuk instalasi pengolahan air untuk memastikan kebersihannya. Pada proses industri, kekeruhan dapat menjadi bagian dari Quality Control untuk memastikan efisiensi dalam pengolahan atau proses industri terkait[1].

Tujuan deteksi kekeruhan adalah untuk mengetahui macam partikel penyebab pencemar air yang dideteksi. Deteksi kekeruhan (turbiditas) pada air minum dapat dilakukan dengan alat turbidimeter dan dinyatakan dengan satuan NTU  (Nephelometric Turbidity Unit). Kekeruhan sering diukur dengan metode Nephelometric. Pada metode ini, sumber cahaya dilewatkan pada sampel dan intensitas cahaya yang dipantulkan oleh bahan-bahan penyebab kekeruhan diukur dengan menggunakan suspensi polimer formazin sebagai larutan standar. Satuan kekeruhan yang diukur dengan metode Nephelometric adalah NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Kekeruhan dalam air minum/air bersih tidak boleh lebih dari 5 NTU. Penurunan kekeruhan ini sangat diperlukan karena selain ditinjau dari segi estetika yang kurang baik juga proses desinfeksi untuk air keruh sangat sukar, hal ini disebabkan karena penyerapan beberapa koloid dapat melindungi organisme dari disinfeksi[2].

Gambar 2. Prinsip pengukuran turbiditas dengan metode nephelometric^[3]

Sistem optik (gambar referensi) termasuk lampu tungsten - filamen, detektor 90° untuk memonitor cahaya tersebar dan detektor cahaya yang ditransmisikan. Mikroprosesor instrumen menghitung rasio sinyal - sinyal dari 90° dan detektor cahaya yang ditransmisikan. Teknik rasio ini mengoreksi gangguan dari warna dan / atau cahaya penyerapan bahan (seperti karbon aktif) dan mengkompensasi fluktuasi intensitas lampu , memberikan stabilitas kalibrasi jangka panjang . Desain optik juga meminimalkan cahaya liar dan meningkatkan akurasi pengukuran[3].

Turbiditas diukur dengan turbidiuster yang mengukur kemampuan cahaya untuk melewati suatu contoh air. Partikel yang tersuspensi tersebut akan menyebar cahaya yang datang, sehingga menurunkan intensitas cahaya yang disebarkan. Padatan yang tersuspensi dalam air umumnya terdiri dari fitoplankton, zooplankton, kotoran hewan, sisa tanaman dan hewan, kotoran manusia, dan limbah industri. Kejernihan dan warna air akan dipengaruhi oleh padatan terlarut dan tersuspensi. Kejernihan air yang rendah menunjukkan produktivitas tinggi, karena sifat kejernihan ada hubungannya dengan produktivitas. Jika konsentrasi bahan tersuspensi tinggi, maka sinar matahari tidak dapat menembus ke dalam air dengan sempurna[2].

3. Turbidity Analyzer atau Turbidity Meter

3.1 Bagian - Bagian Turbidity Meter

Turbidity meter terdiri dari dua bagian, yaitu detektor dan konverter[4]. Di mana detektor memiliki bagiannya masing - masing, begitu pula dengan konverter. Pada gambar 3 dapat dilihat gambar detektor pada turbidity meter beserta bagian - bagiannya.

Gambar 3. Detektor pada turbidity meter dan bagian - bagiannya^[4]

Sedangkan gambar 4 menunjukkan bagian konverter pada turbidity meter. Konverter inilah yang berfungsi untuk mengubah besaran dari zat yang terukur serta menampilkannya dalam bentuk nilai turbiditas sesuai dengan satuan turbiditas yang telah disetting pada display.

Gambar 4. Konverter dan tampilan display pada turbidity meter^[4]

Gambar 5 berikut merupakan gambar yang menunjukkan sistem konfigurasi dari turbidity meter di mana menunjukkan input output kerja pada turbidity meter.

Gambar 5. Sistem konfigurasi turbidity meter[4]

3.2 Pembacaan Pengukuran Turbidity Analyzer

Gambar 6 berikut menunjukkan tampilan dari operator panel konverter turbidity analyzer di mana panel operasi terdiri dari LCD screen, operation keys dan lampu.

Gambar 6. Panel operasi konverter turbidity meter / turbidity analyzer^[5]

LCD screen yang terdiri dari data display, message display, status indicator, key indicator dan pointer[5]. Berikut merupakan tampilan LCD screen pada panel operasi konverter turbidity meter yang ditunjukkan oleh gambar 7.

Gambar 7. LCD screen pada panel operasi konverter turbidity meter^[5]

• Data display menunjukkan data turbiditasData display menunjukkan data turbiditas
• Message display menunjukkan arus output, message dan sebagainya.Message display menunjukkan arus output, message dan sebagainya.
• Status indicator menunjukkan status dari konverter turbidity meter.Status indicator menunjukkan status dari konverter turbidity meter.
• Key indicator menyala jika terjadi keadaan mendesak.Key indicator menyala jika terjadi keadaan mendesak.
• Pointer menyala ketika mengindikasikan mode arus (level)[5].Pointer menyala ketika mengindikasikan mode arus (level)[5].

Referensi :

[1] Pengertian dan Penggunaan Turbidity Meter disadur dari http://multimeter-digital.com/pengertian-dan-penggunaan-turbidity-meter.html yang diakses pada tanggal 25 November 2014 pukul 14.09 WIB.

[2] Nurani, Puji.  2013. Pemeriksaan Kekeruhan dari Air Reservoir pada PDAM Tirtanadi Instalasi Sunggal Medan. Tugas Akhir. Universitas Sumatera Utara. Medan.

[3] Working Principle of Nephelometric Turbidity Meter disadur dari http://www.water-chemistry.in/2010/11/working-principle-of-nephelometric-turbidity-meter/ yang diakses pada tanggal 25 November 2014 pukul 11.35 WIB.

[4] Bulletin Turbidity Meter - Right Angle Scattered Light Turbiditimeter TB750G disadur dari www.yokogawa.com pada tanggal 18 September 2013 pukul 09.19 WIB.

[5] User's Manual - Model 7B750G Right Angle Scattered Light Turbiditimeter disadur dari www.yokogawa.com pada tanggal 18 September 2013 pukul 09.20 WIB.