Pada umumnya pertukaran ion digunakan untuk menghilangkan beberapa senyawa organik,misalnya pada suatu proses kimia di industri akan dihilangkan senyawa organik yang memiliki bau, warna, dan rasa. Banyak sekali aplikasi/penerapan dari Ion Exchange, beberapa contoh dari penerapan resin penukar anion adlah untuk purifikasi/ pemurnian air atau suatu cairan meliputi beberapa proses yaitu proses desalinasi, demineralisasi, dan dekolorisasi.Berikut ini adalah beberapa contoh tersebut dan penjelasan aplikasi dari Ion Exchange anion atau resin penukar anion.

A.DesalinasiDesalinasi, desalination atau desalinization adalah proses yang menghilangkan

kadar garam berlebih dalamair   untuk mendapatkan air yang dapat dikonsumsibinatang, tanaman danmanusia.Proses desalinasi ini juga dilakukan menggunakan penukar-anion. Secara aplikatif dari proses ini biasanya dilakukan oleh industri yang berlokasi di sekitar laut atau di peisir pantai,sehingga untuk pemenuhan kebutuhan air industri baik untuk air proses, maupun air untuk semuakeperluan di industri dapat dipenuhi dengan melakukan pemurnian air laut secara desalinasi.Salah satu jenis alat ion exchange yang bernama resin penukar-anion Relite MG 1/P mampu memisahkan sulfat dalam air laut guna mencegah pembentukan kerak kalsium sulfat pada heat exchanger.  Resin tersebut menunjukkan selektivitas sulfat yang tinggi dalam air lautsintetis. Resin yang telah dipakai dapat diregenerasi menggunakan air asin yang dipekatkan dengan asam hingga mencapai pH 4. Untuk waktu pemakaian dan regenerasi yang sama, faktor konsentrasi desalinasi (misalnya 2 hingga 4) menaikkan konsentrasi klorida dalam air asin yang diblowdown. Dengan faktor konsentrasi yang tetap, kenaikan laju alir (pengurangan waktu pemakaian dan regenerasi) memperendah efisiensi regenerasi dan menaikkan pemisahan sulfat. Akibat kelarutan kalsium sulfat yang bersifat terbalik tersebut, temperatur air asin yang tinggimemerlukan pemisahan sulfat yang lebih banyak, yang dapat dicapai dengan mengurangi lajualir air laut. Pengurangan laju alir tersebut membutuhkan peralatan yang lebih besar dan resinyang lebih banyak, sehingga biaya modal bertambah. Untuk pabrik desalinasi dengan kapasitas produksi 1 juta gallon per hari dan faktor konsentrasi sebesar 2, biaya pemisahan sulfat meliputi biaya resin dan biaya peralatan.  

B. DemineralisasiDemineralisasi atau deionisasi adalah suatu sistem pengolahan air dengan pertukaran

ion(ion exchange) melalui media ion exhange resin. Sistem ini mampu menghasilkan air dengan tingkat kemurnian yang sangat tinggi (Ultra Pure Water) dengan jumlah kandungan zat-ionic danan-ionic mendekati nol sehingga mencapai batas yang hampir tidak dapat dideteksi lagi. Demineralisasi ini hampir serupa dengan desalinasi, karena sama-sama menukar ion garam,namun pada proses demineralisasi ini ion yang ditukar bukan hanya ion garam saja, tapi juga berbagai macam ion logam yang hendak dihilangkan dari suatu senyawa yang  dilewatkan kedalam resin. Salah satu aplikatifnya adalah resin penukar ion pada sistem air bebas mineral (GCA 01)RSG-GAS. Resin penukar ion pada proses pembuatan air bebas mineral berfungsi untuk mengambil pengotor air dengan cara pertukaran ion yang bermuatan sama. Kation yang ada dalam air akan dipertukarkan/diambil dengan kation resin sedangkan anion dalam air akan dipertukarkan dengan anion resin. Di dalam kolom resin penukar kation, garam-garam yang terlarut di dalam air dikonversi menjadi asam-asam mineral masing-masing melalui pertukaran kation-kationnya dengan ion H+. Dari sini terbentuk asam karbonat dari kesadahan karbonat(carbonat hardness). Asam karbonat pecah menjadi air dan karbon dioksida bebas

C.Dekolorisasi  Dekolorisasi atau deodoriasi adalah suatu proses untuk menghilangkan warna pada suatu senyawa. Contoh aplikatifnya adalah dekolorisasi gula cair dengan resin penukar ion basa kuat dan karbon aktif. Untuk dekolorisasi ini biasanya digunakan pula karbon aktif, sehingga produktivitasnya lebih besar  karena karbon aktif juga memiliki sifat yang mampu menghilangkan warna dari suatu senyawa. Dan gabungan penukar ion dan karbon aktif inidigunakan pada proses dokolorisiasi gula cair.Penukar ion basa kuat dan karbon aktif dilakukan proses dekolorisasi terhadap gula cair hasil fraksinasi dengan perlakuan 2 jenis resin masing-masing dengan kapasitas 1,4 meq per mL(IRA 400) dan 1,0 meq per mL (IRA 900). Kedua jenis resin tersebut memiliki ion aktif dalam bentuk Cl-. Proses dekolorisasi dilakukan dengan memasukkan resin kedalam kolom gelas tinggi 60 cm dengan diameter 1,128 cm. Volume resin sebanyak 50 ml. Laju alir yangdigunakan sebesar 6 BV (Bed Volume) per jam dan jumlah umpan sebesar 6 BV. Proses dekolorisasi dilakukkan pada suhu 65o C. Larutan gula cair hasil dekolorisasi resin iniselanjutnya akan digunakan sebagai bahan perlakuan karbon aktif.

Cara kerja dan aplikasi ion exchanger

Pada dasarnya cara kerja kolom ion exchange adalah penukaran ion muatan listrik yang dibawa oleh fluida dengan muatan ion pada resin yang tersedian didalam tabung ion exchanger. Secara umum fungsi kolom ion exchange digunakan sebagai media purifikasi dan filtrasi muatan ion mineral pada fluida yang tidak dikehendaki seperti Calcium dan Magnesium dan menukarnya dengan Potasium dan Hydrogen, sehingga fluida yang keluar dari kolom tersebut memenuhi kriteria yang kita kehendaki.

Ion Exchange sebagai water softeningAplikasi ion exchanger sebagai water softener merupakan fungsi umum dan digunakan sangat luas di industri yang memerlukan soft water untuk proses dan bahan baku boiler . Air baku yang tingkat ke-sadahan-nya (hardness) tinggi karena kandungan kalsium dan magnesium harus diturunkan dengan cara menggantikannya dengan muatan ion sodium yang terdapat pada resin.Proses pertukaran ion terus berjalan sampai tercapai equilibrium dan jenuh dan sesudah kondisi resin jenuh maka segera dilakukan re-generasi dengan dicuci dengan air yang mengandung garam NaCl tinggi. Soft water digunakan untuk boiler feed water guna mencegah terjadinya endapan (scaling) pada pipa saluran air baik pada sistim boiler maupun pada sistim pendingin.

Sebagai media purifikasiDalam hal penggunaan media ion exchange sebagai purifier misalnya untuk mengangkat bahan- bahan beracun yang dibawa oleh fluida tertentu, maka ion exchanger dapat mengambil ion-ion logam berat seperti Cadmium, Lead dan Copper dan menggantikannya dengan ion-ion garam sodium dan potassium. Ada jenis resin ion exchange lain yang dapat menyaring kontaminan organik air baku dengan menambahkan karbon aktif pada kolom ion exchange tersebut.Pemilihan jenis resin akan menentukan fungsi ion exchange pada pabrik yang menggunakannya sebagai water softening, sebagai media filtrasi logam berat fluida tertentu maupun sebagai penyaring mineral pada air baku.

Proses Regenerasi

Kapasitas resin secara bertahap akan mencapai ke titik kelelahan (jenuh) dan

akhirnya hanya mengandung ion divalen, Mg2 + dan Ca2 + untuk resin pertukaran kation,

dan resin anion SO42-untuk pertukaran. Pada tahap ini, resin harus diregenerasi. Jika resin

kationik digunakan (untuk menghilangkan ion kalsium dan magnesium) maka regenerasi

biasanya dilakukan dengan melewatkan air garam terkonsentrasi, biasanya natrium klorida

atau kalium klorida, atau larutan asam klorida. Untuk resin anionik, regenerasi biasanya

menggunakan larutan natrium hidroksida atau kalium hidroksida. Dalam skala industri,

aliran limbah efluen dari proses pembuangan re-generasi dapat memicu pada suatu skala

nilai yang dapat mengganggu sistem pembuangan limbah. 

REGENERASI ION EXCHANGER3 Tahap umum dalam REGENERASI ION EXCHANGER :

1. Tahap Backwash pencucian dengan air

2. Tahap Recharge / Regeneration pengaliran regenerant

3. Tahap Rinse pembilasan kembali dengan air

1. REGENERASI Water Softener BACKWASH Proses awal regenerasi dimana valve

mengalirkan air ke dalam mineral tank untuk membuang kotoran-kotoran yang

menyumbat beads. pencucian yang dilakukan untuk menghilangkan kotoran yang

terakumulasi di atas media dengan metode aliran terbalik (dari bawah ke

atas/kebalikan system running). Air ha-sil backwash langsung di buang melalui drain.

Backwash biasanya di lakukan setiap 1-2 hari selama 30-60 menit(tergantung influent

dan ting-kat kekotoran media) bila tekanan air yang keluar lebih rendah dari tekanan

air yang masuk fil-ter.

2. REGENERASI Water Softener RECHARGE/REGENERATION Larutan garam

jenuh dari Brine tank dipompakan kedalam mineral tank. Dengan tinggi nya

konsentrasi larutan garam tersebut dgn muatan positif yang dibawanya maka akan

tertarik pada plastic beads, sehingga mendorong ion Ca & Mg untuk lepas dari plastic

beads.

3. REGENERASI Water Softener RINSE/pembilasan Proses akhir regenerasi yaitu

pembilasan beads, Dilakukan setelah proses backwash atau sanitasi selesai yang

bertujuan untuk membilas kotoran-kotoran yang tersisa pada proses backwash juga

menghilangkan sisa bahan sanitasi yang tersisa pada proses sanitasi.Air hasil Rinse

langsung di buang melalui drain.

Lamanya waktu regenerasi bermacam-macam, tetapi pada umumnyaberlangsung minimal 30 menit atau sesuai spesifikasi pembuat. Setelah tahapregenerasi maka perlu dilakukan pembilasan terhadap resin. Pembilasan yangdilakukan terdiri dua tahap yaitu pembilasan awal dan pembilasan akhir.Pembilasan awal dilakukan untuk menghilangkan sisa-sisa regenerasi yangmasih menempel pada resin. Pembilasan akhir dilakukan unutk menghilangkankemungkinan garam yang terbentuk.