PENGGUNAAN BIOTEKNOLOGI PADA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI KELAPA SAWIT

 PERAN,PROSES,DAN PENGGUNAAN BIOTEKNOLOGI  PADA PENGOLAHAN LIMBAH  CAIR  INDUSTRI KELAPA SAWIT

Oleh:

Putra Al-khair Lubis

4112210009

Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Medan

 PENDAHULUAN

Indonesia mempunyai potensi yang cukup besar untuk pengembangan industri kelapa sawit. Pada saat ini perkembangan industri kelapa sawit tumbuh cukup pesat. Mempunyai dampak positif dan dampak negatif bagi masyarakat. Dampak positif yaitu meningkatkan devisa negara dan kesejahteraan masyarakat meningkat, sedangkan dampak negatif yaitu menimbulkan limbah yang dapat mencemari lingkungan apabila tidak dikelola dengan baik.

Definisi limbah adalah kotoran atau buangan yang merupakan komponen penyebab pencemaran terdiri dari zat atau bahan yang tidak mempunyai kegunaan lagi bagi masyarakat. Limbah industri kebanyakan menghasilkan limbah yang bersifat cair atau padat yang masih kaya dengan zat organik yang mudah mengalami peruraian. Kebanyakan industri yang ada membuang limbahnya ke perairan terbuka, sehingga dalam waktu yang relatif singkat akan terjadi bau busuk sebagai akibat terjadinya fermentasi limbah. Sebagian pengusaha industri yang akan membuang limbah diwajibkan mengolah terlebih dahulu untuk mencegah pencemaran lingkungan hidup disekitarnya.

Metode yang digunakan adalah pengolahan limbah secara fisik, kimia dan biologi atau kombinasi untuk mengatasi pencemaran. Limbah cair yang berasal dari industri sangat bervariasi, serta tergantung dari jenis dan besar kecilnya industri. Pada saat ini umumnya industri melakukan pengolahan limbah cair secara kimia yaitu proses koagulasi –flokulasi, sedimentasi dan secara flotasi dengan menggunakan udara terlarut, serta pengolahan limbah cair secara biologi yaitu proses aerob dan proses anaerob. Proses kimia seringkali kurang efektif dikarenakan biaya untuk pembelian bahan kimianya cukup tinggi dan pada umumnya pengolahan air limbah secara kimia akan menghasilkan sludge yang cukup banyak, sehingga industri harus menyediakan prasarana untuk penanganan sludge. Pada pengolahan limbah cair secara flotasi akan menggunakan energi yang cukup banyak. Pada proses pengolahan limbah secara biologi, umumnya menggunakan lahan yang cukup luas dan energi yang banyak dan menjadi pertimbangan bagi industri yang terletak didaerah yang mempunyai lahan sempit. Berdasarkan data diatas, maka untuk meminimisasi masalah tersebut salah satu teknologi yang dapat digunakan pada pengolahan limbah cair adalah teknologi membran.

Penurunan kualitas air dapat disebabkan oleh adanya kandungan bahan organik dan anorganik yang berlebihan. Adanya senyawa organik dalam perairan akan dirombak oleh bakteri dengan menggunakan oksigen terlarut. Perombakan ini akan menjadi masalah jika senyawa organik terdapat dalam jumlah yang banyak.Penguraian senyawa organik akan memerlukan oksigen yang sangat, sehingga dapat menurunkan kadar oksigen terlarut perairan samapai titik yang terendah akibat dekomposisi aerobik akan terjadi, sehingga pemecahan selanjutnya akan dilakukan oleh bakteri anaerobik.

Pada saat ini pengolahan limbah cair industri kelapa sawit umumnya dilakukan dengan menggunakan metode proses kombinasi, yaitu fisika dan biologi. Metode ini mempunyai kelebihan pengolahannya cukup murah, tetapi kekurangannya adalah lahan yang digunakan untuk pengolahan limbah cair cukup besar, tetapi bagi industri yang mempunyai lahan terbatas karena proses diatas sulit dilakukan untuk membantu industri yang mempunyai keterbatasan lahan, maka kami mencoba untuk menggunakan teknologi membran dalam pengolahan air limbah industri kelapa sawit.

Kelapa sawit adalah salah satu komoditi andalan Indonesia yang perkembangannya demikian pesat. Selain produksi minyak kelapa sawit yang tinggi, produk samping atau limbah pabrik kelapa sawit juga tinggi. Secara umum limbah dari pabrik kelapa sawit terdiri atas tiga macam yaitu limbah cair, padat dan gas. Limbah cair pabrik kelapa sawit berasal dari unit proses pengukusan (sterilisasi), proses klarifikasi dan buangan dari hidrosiklon. Pada umumnya, limbah cair industri kelapa sawit mengandung bahan organik yang tinggi sehingga potensial mencemari air tanah dan badan air. Sedangkan limbah padat pabrik kelapa sawit dikelompokan menjadi dua yaitu limbah yang berasal dari proses pengolahan dan yang berasal dari basis pengolahan limbah cair. Limbah padat yang berasal dari proses pengolahan berupa Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS), cangkang atau tempurung, serabut atau serat, sludge atau lumpur, dan bungkil. TKKS dan lumpur yang tidak tertangani menyebabkan bau busuk, tempat bersarangnya serangga lalat dan potensial menghasilkan air lindi (leachate). Limbah padat yang berasal dari pengolahan limbah cair berupa lumpur aktif yang terbawa oleh hasil pengolahan air limbah.

Kelapa sawit (Elaeis) adalah tumbuhan industri penting penghasil minyak masak, minyak industri, maupun bahan bakar (biodiesel). Indonesia merupakan negara penghasil minyak kelapa sawit kedua dunia setelah Malaysia. Di Indonesia penyebarannya di daerah Aceh, Pantai Timur, Sumatera, Jawa, dan Sulawesi. Habitat aslinya adalah daerah semak belukar. Sawit dapat tumbuh dengan baik di daerah tropis. Tanaman ini tumbuh sempurna di ketinggian 0 – 500 m dari permukaan laut dengan kelembaban 80% – 90%. Tingginya dapat mencapai 24 meter. Sawit membutuhkan iklim dengan curah hujan stabil. 2000 – 2500 mm setahun, yaitu daerah yang tidak tergenang air saat hujan dan tidak kekeringan saat kemarau. Pola curah hujan tahunan mempengaruhi perilaku pembungaan dan produksi buah sawit.

Teknik pemisahan dengan membran umumnya berdasarkan ukuran partikel dan berat molekul dengan gaya dorong berupa beda tekan, medan listrik dan beda konsentrasi. Proses pemisahan dengan membran yang memakai gaya dorong berupa beda tekan umumnya dikelompokkan menjadi empat jenis diantaranya mikromembran, ultramembran, nanomembran dan reverse osmosis.

Teknologi membran memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan proses

lain, antara lain :

• Pemisahan dapat dilakukan secara kontinu

• Konsumsi energi umumnya relatif lebih rendah

• Proses membran dapat mudah digabungkan dengan proses pemisahan lainnya

( hybrid processing)

• Pemisahan dapat dilakukan dalam kondisi yang mudah diciptakan

• Mudah dalam scale up

• Tidak perlu adanya bahan tambahan

• Material membrane bervariasi sehingga mudah diadaptasikan pemakaiannya.

 METODE PENELITIAN

A. BAHAN- BAHAN PENELITIAN

Bahan- bahan yang digunakan pada percobaan adalah :

1. Air limbah industri kelapa sawit.

2. Aquades

3. Asam Nitrat

4. Standar analisa logam Zn, Fe, Cr

5. Methylene blue

6. Standar warna

7. Standar pH

8. NaOH

B. PERALATAN PENELITIAN

Peralatan yang digunakan pada percobaan adalah :

1. Membran reverse osmosis

2. Membran keramik

3. Peralatan gelas

4. pH meter

5. Atomic Absorption Spectrofotometer (AAS)

6. U.V. Spektrofotometer

7. Neraca Analititk

8. Kertas whatman

9. Peralatan uji kekeruham

10. Peralatan uji warna

 PROSEDUR PENELITIAN

- Menganalisa karakterisitk air limbah industri kelapa sawit, seperti

   BOD,COD,TSS dan TDS

- Mengkombinasikan pengolahan secara anaerobik dan membran reverse

  osmosis, serta menganalisa effluentnya

- Mengkombinasikan pengolahan secara anerobik-aerobik- membran reverse

  osmosis, serta menganalisa effluentnya

- Mengolaha air limbah menggunakan membran keramik dengan variabel suhu

  ( 27 oC, 40oC, 50oC dan 60oC) serta menganalisa effluentnya.

 HASIL DAN PEMBAHASAN

 Pada proses pengolahan kelapa sawit menjadi CPO, selain menghasilkan minyak sawit tetapi juga menghasilkan limbah cair, dimana air limbah tersebut berasal dari :

·         Hasil kondensasi uap air pada unit pelumatan ( digester) dan unit pengempaan(pressure). Injeksi uap air pada unit pelumatan bertujuan mempermudah pengupasan daging buah, sedangkan injeksi uap bertujuan mempermudah pemerasan minyak. Hasil kondensasi uap air pada kedua unit tersebut dikeluarkan dari unit pengempaan

·         Kondensat dari depericarper, yaitu untuk memisahkan sisa minyak yang terikut bersama batok/cangkang

·         Hasil kondensasi uap air pada unit penampung biji/inti. Injeksi uap kedalam unit penampung biji bertujuan memisahkan sisa minyak dan mempermudah pemecahan batok maupun inti pada unit pemecah biji

·         Kondensasi uap air yang berada pada unit penampung atau penyimpan inti

·         Penambahan air pada hydrocyclone yang bertujuan mempermudah pemisahan serat dari cangkang.

·         Penambahan air panas dari saringan getar, yaitu untuk memisahkan sisaminyak dari ampas.

Limbah cair kelapa sawit mengandung konsentrasi bahan organik yang relatif tinggi dan secara alamiah dapat mengalami penguraian oleh mikroorganisme menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana. Limbah cair kelapa sawit umumnya berwarna kecoklatan, mengandung padatan terlarut dan tersuspensi berupa koloid dan residu minyak dengan kandungan BOD tinggi. Berdasarkan hasil analisa pada tabel 1 menunjukkan bahwa limbah cair industri kelapa sawit bila dibuang kepengairan sangat berpotensi untuk mencemari lingkungan, sehingga harus diolah terlebih dahulu sebelum di buang keperairan. Pada umumnya industri kelapa sawit yang berskala besar telah mempunyai pengolahan limbah cair.

Ø  Proses Pengolahan Limbah Cair Industri Kelapa Sawit

 Teknik pengolahan limbah cair industri kelapa sawit pada umumnya menggunakan metode pengolahan limbah kombinasi. yaitu dengan sistem proses anaerobikdan aerobik. Limbah cair yang dihasilkan oleh pabrik kemudian dialirkan ke bak penampungan untuk dipisahkan antara minyak yang terikut dan limbah cair. Setelah itu maka limbah cair dialirkan ke bak anaerobik untuk dilakukan proses anaerobik. Pengolahan limbah secara anaerobik merupakan proses degradasi senyawa organik seperti karbohidrat, protein dan lemak yang terdapat dalam limbah cair oleh bakteri anaerobik tanpa kehadiran Oksigen menjadi biogas yang terdiri dari CH4 (50-70%), serta N2, H2, H2S dalam jumlah kecil. Waktu tinggal limbah cair pada bioreactor anaerobik adalah selama 30 hari.Berdasarkan hasil analisa diatas menunjukkan bahwa proses anaerobik dapat menurunkan kadar BOD dan COD limbah cair sebanyak 70 %. Setelah pengolahan limbah cair secara anaerobik dilakukan pengolahan limbah cair dengan proses aerobic selama 15 hari. Pada proses pengolahan secara aerobik menunjukkan penurunaan kadar BOD dan Kadar COD adalah sebesar 15 %, yaituBerdasarkan hasil analisa diatas menunjukkan bahwa air hasil olahan telah dapat dibuang ke perairan , tetapi tidak dapat digunakan sebagai air proses dikarenakan air hasil olahan tersebut masih mempunyai warna kecoklatan.

Limbah cair yang dihasilkan oleh pabrik kemudian dialirkan ke bak penampungan untuk dipisahkan antara minyak yang terikut dan limbah cair. Setelah itu maka limbah cair dialirkan ke bak anaerobik untuk dilakukan proses anaerobik. Pengolahan limbah secara anaerobik merupakan proses degradasi senyawa organic seperti karbohidrat, protein dan lemak yang terdapat dalam limbah cair oleh bakteri anaerobik tanpa kehadiran Oksigen menjadi biogas yang terdiri dari CH4 (50-70%), serta N2, H2, H2S dalam jumlah kecil. Waktu tinggal limbah cair pada bioreactor anaerobik adalah selama 30 hari. Setelah proses anaerobik maka dilakukan analisa karakteristik effluen yang dihasilkan.

Tabel . Karakteristik Air Hasil Olahan Setelah Proses Anaerobik

NO	Parameter	Hasil analisa
1	BOD (mg/l)	1890 mg/l
2	COD (mg/l)	3025 mg/l
3	TSS (mg/l)	5579 mg/
4	TDS	7890 mg/l
5	pH	7
6	Temperatur	30 C

Ø  Kombinasi Proses pengolahan anaerobik-aerobik- membran reverse osmosis

 Pada pengolahan limbah cair kelapa sawit, pengolahan akhir adalah proses secara aerobik dan setelah air hasil olahan dapat dibuang ke perairan. Hal ini bertujuan untuk memanfaatkan air hasil olahan tersebut untuk recycle dan air minum, sehingga perlu dilakukan pengolahan lagi. Air hasil olahan dari proses aerobik dialirkan ke membran reverse osmosis dengan tekanan 8 kg/cm2 dan laju alir 100 ml/menit. Air hasil olahan dari membran reverse osmosis kemudian dianalisa.Berdasarkan dari hasil analisa diatas menunjukkan bahwa air hasil olahan dari pengolahan kombinasi diatas effluentnya dapat digunakan sebagai air minum dan dapat digunakan untuk recycle air proses.

Ø  Pengolahan Air Limbah Menggunakan Membran  Keramik

Pada pengolahan dengan membran keramik menggunakan variabel suhu, yaitu: 27oC, 40oC, 50oC dan 60oC. Dikarenakan membran keramik mempunyai daya tahan tehadap suhu tinggi, dan air limbah keluar dari proses mempunyai suhu sekitar 65oC. Hasil analisa penelitian dapat dilihat sebagai berikut : Gambar Hasil analisa pada penelitian membran keramik Vs Suhu (celcius)

Berdasarkan data diatas menunjukkan bahwa hasil yang terbaik adalah dengan menggunakan suhu 27 derajat celcius.

  

KESIMPULAN

1. Pengolahan air limbah menggunakan kombinasi anaerob-membran RO, menghasilkan effluent yang dapat memenuhi baku mutu air limbah, tetapi belum memenuhi standar mutu air minum terutama untuk warna

2. Pengolahan air limbah menggunakan kombinasi anaerob-aerob-membran RO, menghasilkan effluent yang memenuhi persyaratan air minum, tidak berwarna, sehingga dapat direcycle lagi untuk proses produksi.

3. Pengolahan air limbah dengan menggunakan membran keramik menghasilkan effluent yang dapat memenuhi persyaratan mutu air limabh, tetapi belumm memenuhi standar mutu air minum. Kajian secara ekonomi menunjukkan industri dapat memanfaatkan lahan IPAL untuk digunakan sebagai lahan produksi. Pnegolahan air limbah dapat

SARAN-SARAN

Perlu dilakukan penelitian lanjutan tentang teknologi membran pada pengolahan limbah cair industri kelapa sawit dengan variabel lain yang mempengaruhi kinerja membran

DAFTAR PUSTAKA

SuprihantoNotodarmodjo dan Anne Deniva, 2004 Penurunan zat organik dan kekeruhan menggunakan teknologi membran ultrafiltrasi dengan system aliran Dead-end. Proceeding ITB Sains & Tek. Vol 36 A, No. 1, 2004, hal 63-82. Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan. Departemen Teknik Lingkungan , ITB.

Ari Firmansayah, Adi Saputra dan Ir. Tjandra Setiadi Meng, PhD 2003 . Evaluasi kinerja bioreaktor membran anaerob dalam pengolahan limbah industry minyak kelapa sawit. Laporan penelitian. Departemen Teknik Kimia.Fakultas Teknologi Indusitri, Institut Teknologi Bandung.

               Naibaho, Ponten M. 1996. Teknologi Pengolahan Kelapa Sawit, Medan : Pusat Penelitian Kelapa Sawit.

Naibaho, Ponten M. 1999. Aplikasi Biologi dalam Pembangunan Industri Berwawasan Lingkungan, Jurnal Visi

Angga Jatmika. 1996 Prospek penggunaan teknologi membran untuk produksi

minyak sawit merah. Warta PPKS, Vol 4(3) : 129-136.

 P.L. Tobing dan Z. Poelengan. 2000 Pengendalian limbah cair pabrik kelapa sawit

secara biologis di Indonesia. Warta PPKS , vol 8 (2): 99-106,