Peneliti dari IPB University serta Balai Pengembangan Instrumentasi Badan Riset dan Inovasi Nasional mengembangkan alat konsentrator oksigen dari bahan lokal. Alat ini menjadi solusi kelangkaan oksigen dan bidang lain.
Oleh
PRADIPTA PANDU
·5 menit baca
HUMAS PEMPROV KALBAR
Gubernur Kalimantan Barat Sutarmidji saat menerima bantuan konsentrator oksigen dari Presiden, Senin (2/8/2021).
Alat konsentrator oksigen saat ini sangat dibutuhkan untuk berbagai keperluan. Pada bidang medis, konsentrator oksigen dapat menjadi solusi mengatasi krisis oksigen yang terjadi selama pandemi. Alat ini berguna untuk meningkatkan saturasi oksigen bagi penderita Covid-19 yang mayoritas mengalami sesak napas.
Menyikapi lonjakan kasus Covid-19 di Indonesia pada Juni 2021, peneliti dari IPB University bersama Balai Pengembangan Instrumentasi Badan Riset dan Inovasi Nasional (BPI-BRIN) kemudian mengembangkan alat konsentrator oksigen yang diberi nama OxIL. Peneliti IPB mengembangkan alat ini dari aspek penggunaan bahan baku molecular sieve, yakni zeolit, sedangkan peneliti BPI-BRIN dari teknologi instrumentasi dan kontrol.
Pakar kimia lempung dan zeolit dari IPB University, Zaenal Abidin, menjelaskan, OxIL merupakan konsentrator oksigen dengan kapasitas maksimum 10 liter per menit. Alat ini menghasilkan oksigen dengan bahan baku zeolit. Selama ini kebutuhan zeolit untuk konsentrator oksigen masih sangat bergantung pada impor.
Zeolit digunakan sebagai bahan baku pembuatan oksigen karena sangat efektif untuk memisahkan gas-gas yang berada di udara. Efektivitas zeolit ini dapat membuat kemurnian oksigen mencapai lebih dari 90 persen.
BPMI SEKRETARIAT PRESIDEN
Yayasan Buddha Tzu Chi dari kantor pusat Taiwan bekerja sama dengan Pengusaha Peduli NKRI yang bernaung di bawah Kamar Dagang dan Industri (Kadin) Indonesia memberikan bantuan 5.000 oksigen konsentrator di kompleks Istana Kepresidenan, Selasa (27/7/2021).
Pada umumnya, zeolit terdiri atas dua macam, yakni zeolit alam dan sintetis. Zeolit alam kerap mengandung material ikutan sehingga kurang efektif untuk digunakan sebagai bahan penyaring udara seperti konsentrator oksigen. Sementara zeolit sintetis digunakan dengan bahan kimia dan mayoritas masih impor dengan biaya yang relatif mahal.
”Zeolit yang kami gunakan masih berasal dari bahan kimia dan untuk pembandingnya menggunakan bahan baku dari alam, yaitu lempung kaolin,” ujarnya, Sabtu (2/10/2021).
Lempung kaolin yang banyak terdapat di sejumlah daerah di Indonesia mengandung silikon sekaligus aluminium. Dua unsur ini yang digunakan untuk pembuatan zeolit. Namun, sebelum digunakan, kaolin lebih dahulu harus dikalsinasi agar rusak strukturnya sehingga mudah dibuat zeolit. Kombinasi ini membuat zeolit lebih murah dan terjaga stoknya.
Zeolit yang diproduksi secara mandiri ini kemudian disimpan dalam dua kompartemen atau tabung. Dengan menggunakan metode pressure swing adsorption (PSA), setiap tabung akan bekerja menangkap udara dan melepaskannya secara bergantian.
Peneliti BPI-BRIN, Anto Tri Sugiarto, mengatakan, secara umum fungsi OxIL adalah memberikan tekanan. Cara kerja alat ini adalah dengan memasukkan zeolit ke dalam tabung A dan tabung B. Selanjutnya tabung A dialiri udara bertekanan kemudian nitrogen akan tertangkap oleh zeolit, sedangkan oksigen akan dilepaskan.
ARSIP GOTO CORPORATE
Sebanyak 10 konsentrator oksigen diserahkan pihak Go To kepada perwakilan Pemerintah Kabupaten Tangerang, dr Bulan M Tobing yang mewakili Kepala Bidang Pelayanan Kesehatan, Dinas Kesehatan Kab Tangerang, Senin (30/8/2021).
”Proses ini terus dilakukan secara bergantian oleh tabung A dan tabung B. Metode inilah yang dinamakan pressure swing adsorption. Jadi yang kami lakukan secara teknis yaitu mengatur tekanan sekaligus waktu untuk berpindah dari tabung A ke tabung B,” katanya.
Menurut Anto, secara teknik terdapat sejumlah cara untuk membuat oksigen, salah satu yang paling umum adalah dengan metode kriogenik. Metode ini berfokus pada penggunaan perbedaan temperatur untuk memisahkan nitrogen dan oksigen. Akan tetapi, metode ini sulit digunakan dan membutuhkan biaya cukup besar.
Metode PSA yang digunakan dalam OxIL merupakan metode lain untuk menghasilkan oksigen dengan cara lebih mudah dan murah karena memakai zeolit produksi lokal serta berkelanjutan. Zeolit juga memiliki kemampuan yang amat efektif untuk mengikat nitrogen pada tekanan tertentu.
Kelengkapan alat
Secara kelengkapan, komponen pertama yang dipersiapkan dalam pengembangan OxIL adalah kompresor untuk menarik udara dari luar dengan kandungan 20 persen oksigen, 70 persen nitrogen, dan 10 persen material lainnya. OxIL juga memiliki sistem pendingin atau kondensator untuk memisahkan air dari udara yang diserap.
Kondensator tersebut sangat penting untuk memastikan udara yang masuk benar-benar kering karena zeolit akan menangkap air jika udara masih basah. Agar oksigen yang dihasilkan melalui metode PSA benar-benar steril, OxIL juga dilengkapi alat sterilisasi.
”Jadi, alat ini cukup sederhana dan tidak banyak menggunakan mesin. Alat ini lebih menitikberatkan pada proses teknis mendapatkan udara kering dengan tekanan yang sesuai dan tepat waktu sehingga menghasilkan konsentrasi oksigen tinggi,” ucap Anto.
DOKUMENTASI PUSPEN TNI
Prajurit TNI bersiap mengirimkan bantuan konsentrator oksigen ke sejumlah rumah sakit di Papua.
Dengan berbagai inovasi di bidang instrumen, ke depan konsentrator oksigen ini dapat dikembangkan dengan dimensi yang lebih kecil dan padat. Desain yang lebih padat ini juga akan lebih menghemat energi dan biaya sehingga bisa digunakan untuk skala rumah tangga.
Alat ini lebih menitikberatkan pada proses teknis mendapatkan udara kering dengan tekanan yang sesuai dan tepat waktu sehingga menghasilkan konsentrasi oksigen tinggi.
”Alat ini sebenarnya sudah 100 persen bisa digunakan. Akan tetapi, saat ini masih menjalani tahap akhir untuk pengujian kemampuan daya tahan sebagai syarat masuk ke industrialisasi. Untuk masuk ke industri medis juga masih perlu pengujian agar mendapatkan sertifikat Standar Nasional Indonesia,” tambahnya.
Berbagai kegunaan
OxIL tidak hanya digunakan untuk keperluan medis atau penanganan pasien Covid-19, tetapi juga bisa berfungsi untuk berbagai keperluan. OxIL diintegrasikan dengan teknologi fine bubble sehingga mampu mempercepat penyiapan benih pada bidang pertanian. Teknologi ini digunakan untuk menghasilkan gelembung kecil halus berisi udara atau oksigen dan mampu bertahan di dalam air lebih dari dua minggu.
Ahli teknologi fine bubble sekaligus Guru Besar Departemen Teknik Mesin dan Biosistem IPB University Aris Purwanto mengatakan, teknologi fine bubble dapat mempersingkat penyiapan berbagai macam benih seperti bawang putih dan padi karena tingkat oksigen lebih banyak serta terkonsentrasi.
Penyiapan benih bawang putih pada umumnya harus menunggu hingga lima sampai enam bulan. Dengan teknologi fine bubble, penyiapan benih hanya memerlukan waktu dua bulan. Sementara untuk benih padi, penyiapan dapat dipersingkat menjadi dua minggu dari estimasi awal sekitar empat sampai enam minggu.
OxIL yang diintegrasikan dengan ozon generator dan fine bubble generator dapat diaplikasikan dalam proses pencucian produk hortikultura. Pencucian ini untuk menghilangkan jamur dan mikroba serta mengurangi residu pestisida yang menempel. Sementara pada cabai, OxIL dapat mengurangi pestisida 64 persen dan meningkatkan masa simpannya hingga dua kali lipat.
Selain itu, pada bidang perikanan, konsentrator oksigen dapat digunakan untuk meningkatkan produktivitas dalam kegiatan budidaya udang. Produksi udang dipandang akan meningkat berkali-kali lipat jika pembudidaya meningkatkan kadar oksigen di setiap tambak.
