DAFTAR PUSTAKA
Alsup, F dan Watson, R.M. 1993. Practical Statistical Quality Control: A Tool for Quality Manufacturing. New York: Van Nostrand Reinhold.
Besterfield, D.H. 1990. Quality Control. New Jersey: Prentice Hall.Inc.
Bunse, Katharina, et.al. 2010. Evaluating Energy Efficiency Improvements in Manufacturing Processes. Switzerland: ETH Zurich.
Bunse, Katharina, et.al. 2010. Integrating Energy Efficiency Performance In Production Management – Gap Analysis Between Industrial Needs and
Scientific Literature. Switzerland: Department of Management, Technology and Economics.
Chavalparit, Orathai. 2006. Clean Technology for the Crude Palm Oil Industry in Thailand. Thailand: Wageningen Universiteit.
Direktorat Jenderal Energi baru Terbarukan dan Konservasi Energi. 2013.
Efisiensi Energi Pencahayaan Jalan Umum. Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral.
Farrell, M.J. 1957. Journal of The Royal Statistical Society Part III : The Measurement of Productive Efficiency.
Gaspersz, Vincent. 2013. All-in-one 150 Key Performance Indicators and Balanced Scorecard, Malcolm Baldrige, Lean Six Sigma Supply Chain
Management. Bogor: Tri-Al-Bros Publishing.
Hayashi, Kiichiro. 2007. Environmental Impact of Palm Oil Industry in Indonesia. Japan: Nagoya University.
Herrmann, Christoph dan Thiede Sebastian. 2009. Process Chain Simulation to Foster energy Efficiency in Manufacturing. Germany: Technisce Universitat Braunschweig.
Kaplan, Seymour. 1983. Energy Economics, Quantitative Methods for Energy and Environmental Decisions. USA: McGraw-Hill, Inc.
Kittithammavong, Virin.et.al. 2014. Environmental Life Cycle Assesment of Palm Oil-based Biofuel Production from Transesterification: Greenhouse Gas,
Energy and Water Balances. Singapore: International Conference on Advances in Engineering and Technology.
Krueng, P. dan A.J.W. Krahn. 2004. Building a Process Performance Measurement System: some early experiences. Switzerland: University of Fribourg.
Madaki, Yahaya S dan Seng, Lau. 2013. Pollution Control: How Feasible is Zero Discharge Concepts in Malaysia Palm Oil Mills. Malaysia: Unversiti Malaysia Sarawak.
Management Departemen Agrikulutura Amerika Serikat (USDA). 2013.Oilseeds: World Markets and Trade.
Mangoensoekarjo, S. dan H. Semangun. 2003. Manajemen Agrobisnis Kelapa Sawit. Yogyakarta: UGM Press.
Nasution, M. Ansori. 2014. Potensi POME dan Peluang pemanfaatan sebagai Sumber Energi. Medan: Pusat Penelitian Kelapa Sawit.
Ng, Denny KS dan Ng, Rex TL. 2013. Application of Process System Engineering in Palm-Based Biomass Processing Industry. Malaysia: The University of Nottingham.
PBM-SIG. 1995. How To Measure Performance: A Handbook of Techniques and Tools. USA: U.S. Department of Energy.
Pusat Penelitian Kelapa Sawit. 2006. Pedoman Pengelolaan Limbah Industri Kelapa Sawit. Ditjen PPHP Departemen Pertanian.
Salonitis, Konstantinos dan Ball, Peter. 2013. Energy Efficient manufacturing from Machine Tools to Manufacturing Systems. UK: Cranfield University. Setiadi, T. Palm Oil and Palm Waste Potential in Indonesia. Bandung: Institut
Teknologi Bandung.
Sulaiman, Fauziah.et.al. 2010. A Perspective of Oil Palm and its Wastes.
Malaysia: Universiti Sains Malaysia.
Tavares, Falvio F.et.al. 2013. Indicators of Energy Efficiency in Ammonia Productions Plants. Brazil: American Journal of Engineering Research. V.I, Otti.et.al. 2014. Sustainable Oil Palm Waste Management in Engineering
BAB III
LANDASAN TEORI
3.1. Kelapa Sawit
Kelapa sawit merupakan tumbuhan tropis yang tergolong dalam famili Palmae dan berasal dari Afrika Barat. Akan Tetapi, kelapa sawit dapat tumbuh di luar daerah asalnya, termasuk di Indonesia. Hingga kini tanaman ini telah diusahakan dalam bentuk perkebunan dan pabrik pengolahan kelapa sawit1. Tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis) termasuk dalam kelas tanaman keras dengan produk primer buah dari tanaman ini adalah minyak nabati dan sumber vitamin A2. Kelapa sawit merupakan tanaman monokotil, yaitu batangnya tidak mempunyai kambium dan umumnya tidak bercabang. Batang kelapa sawit berbentuk silinder dengan diameter 20 - 75 cm. Tinggi maksimum yang ditanam di perkebunan antara 15 – 18 m, sedangkan yang di alam mencapai 30 m. Tanaman kelapa sawit rata-rata menghasilkan buah 20 – 22 tandan/tahun3.
Buah kelapa sawit terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian pertama merupakan perikaprium yang terdiri dari epikaprium dan mesokaprium, sedangkan yang kedua merupakan biji, yang terdiri dari endokaprium, endosperm, dan lembaga atau embrio. Epikaprium adalah kulit buah yang keras dan licin, sedangkan mesokaprium yaitu daging buah yang berserabut dan mengandung
1
Fauzi, Yan dan Y.E. Widyastuti. Kelapa Sawit : Budi Daya, Pemanfaatan Hasil dan Limbah, Analisis Usaha dan Pemasaran. Jakarta: Kampus Dinoyo (Seri
minyak dengan rendemen paling tinggi. Endokaprium merupakan tempurung berwarna hitam dan keras. Endosperm atau disebut juga kernel merupakan penghasil inti sawit, sedangkan lembaga atau embrio merupakan bakal tanaman4. I
Industri minyak kelapa sawit memproduksi dua hasil utama dari tandan buah segar (TBS) yaitu Minyak Kelapa Sawit (CPO) dan Minyak Kernel Kelapa Sawit (CPKO). CPO berasal dari mesokprium dan CPKO berasal dari endosperm (kernel). Produksi hasil utama ini menghasilkan limbah setengah jadi. Limbah ini berasal dari 70-75% TBS dan limbah utama yaitu tandan kosong, cangkang, serat dan limbah cair serta air kondensat hasil perebusan (Otti V.I, 2014).
Biomassa Minyak Kelapa Sawit dari 1 ha kelapa Sawit
Cangkang 5,5% TBS = 1,1 ton
Berat kering: 85% cangkang basah = 0,94 ton
Pembuangan Serat
13,5% dari TBS = 2,71 ton Berat kering: 60% serat = 1,63 ton
TBK
22% TBS = 4,42 ton
Berat kering: 35% TBK = 1,55 ton
TBS
Berat kering: 5% limbah cair = 0,67 ton
Sumber: Yau Chwan Kun (2013).
Gambar 3.1. Biomassa Minyak Kelapa Sawit yang Dihasilkan dari 1 Ha
3.2. Jenis dan Potensi Limbah Kelapa Sawit5
Jenis limbah kelapa sawit pada generasi pertama adalah limbah padat yang terdiri dari Tandan Kosong, pelepah, cangkang dan lain-lain. Sedangkan limbah cair yang terjadi pada in house keeping. Pada Tabel 3.1 terlihat potensi limbah yang dapat dimanfaatkan sehingga mempunyai nilai ekonomi yang tidak sedikit. Salah satunya adalah potensi limbah dapat dimanfaatkan sebagai sumber unsur hara yang mampu menggantikan pupuk sintetis (Ure, TSP dan lain-lain).
Sterilisasi
· Inaktifasi enzim Lipase & oksidase
· Memisahkan buah dari tandan
Sumber: Thomas Mailinton (2007).
Gambar 3.2. Jenis Limbah Berdasarkan Tahap Proses Pabrik Kelapa Sawit
5
Tabel 3.1. Jenis, Potensi dan Pemanfaatan Limbah Pabrik Kelapa Sawit
Jenis Potensi per ton
TBS (%)
Manfaat
Tandan kosong
23 Pupuk kompos, pulp kertas, papan partikel, energi
Wet Decanter Solid 4 Pupuk, kompos, makanan ternak
Cangkang 6,5 Arang, karbon aktif, papan partikel Serabut (fiber) 13 Energi, pulp kertas, papan, partikel
Limbah cair 50 Pupuk, air irigasi
Air kondensat Air umpan broiler
Sumber: Tim PT. SP (2000)
3.2.1. Karakteristik Limbah Cair Kelapa Sawit
Hampir seluruh air buangan PKS mengandung bahan organik yang dapat mengalami degradasi. Oleh karenanya dalam pengelolaan limbah perlu diketa- hui karakteristik limbah tersebut, antara lain yaitu :
1. Dari Balance sheet ekstraksi minyak kelapa sawit diketahui bahwa jumlah air limbah yang dihasilkan dari 1 ton CPO yang diproduksi adalah 2,50 ton yang terlihat pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2. Komposisi jumlah air limbah dari 1 ton CPO
No. URAIAN KAPASITAS
1. Air 2,35 ton
2. NOS (Non Oil Solid) 0,13 ton
3. Minyak 0,02 ton
Jumlah 2,50 ton
Efisiensi pabrik kelapa sawit dapat ditingkatkan dengan pemakaian Decanter yang hanya menghasilkan limbah cair sekitar 0,3-0,4 ton untuk setiap 1 ton TBS yang diolah, sehingga limbah cair yang dihasilkan dapat ditekan hanya 24 ton/jam atau 1,667 m3 per 1 ton CPO yang dihasilkan. Limbah cair yang akan dihasilkan dari seluruh proses produksi minyak kelapa sawit diperkirakan maksimal ± 60% dari seluruh tandan buah segar yang di- olah. 2. Berdasarkan hasil penelitian terhadap beberapa PKS milik PTP (dianggap
mewakili PKS pada umumnya) oleh Bank Dunia (2006) diketahui bahwa kualitas limbah cair (inlet) yang dihasilkan berpotensi mencemari badan air penerima limbah adalah seperti yang disajikan pada Tabel 3.3. berikut.
Tabel 3.3. Kualitas Limbah Cair (inlet) Pabrik Kelapa Sawit PKS
No. PARAMETER
LINGKUNGAN
SAT. LIMBAH CAIR BAKU MUTU
MENLH KISARAN RATA-RATA
1. BOD mg/l 8.200 – 35.000 21.280 250
2. COD mg/l 15.103 - 65.100 34.720 500
3. TSS mg/l 1.330 - 50.700 31.170 300
4. Nitrogen Total mg/l 12 - 126 41 20
5. Minyak dan Lemak mg/l 190 - 14.720 3.075 30
6. PH - 3,3 - 4,6 4.0 6 - 9
Sumber: Dirjen Pertanian (2006)
3.2.2. Pengenalan Limbah Cair Hasil Pengolahan Minyak Kelapa Sawit
hidrosiklon, dan sludge separator. Setiap ton TBS yang diolah akan terbentuk sekitar 0,6 hingga 1 m3 POME. POME kaya akan karbon organik dengan nilai COD lebih 40 g/L dan kandungan nitrogen sekitar 0,2 dan 0,5 g/L sebagai nitrogen ammonia dan total nitrogen. Sumber POME berasal dari unit pengolahan yang berbeda, terdiri dari:
1. 60% dari total POME berasal dari stasiun klarifikasi 2. 36% dari total POME berasal dari stasiun rebusan 3. 4 % dari total POME berasal stasiun inti.
3.2.3. Teknologi Pengolahan POME
Secara konvensional pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit dilakukan dengan sistem kolam yang terdiri dari kolam anaerobik dan aerobik dengan total waktu retensi sekitar 90-120 hari (Wulfert et al., 2000). Keuntungan dari cara ini antara lain adalah:
1. Sederhana
2. Biaya investasi untuk peralatan rendah 3. Kebutuhan energi rendah
Recovery Tank Kolam Aerobik Kolam akhir
Sungai Deoiling Tank
Kolam pendinginan
Penetralan
Kolam Fakultatif
Kolam Anaerobik kedua
Kolam anaerobik pertama
Seedling Pond
S
umber: PPKS (2000)
Gambar 3.3. Teknologi Penanganan Limbah Cair Sistem Kolam
Akan tetapi bila ditelaah lebih lanjut, sistem kolam mempunyai beberapa kerugian antara lain :
1. Kebutuhan areal untuk kolam cukup luas, yaitu sekitar 5 ha untuk pabrik kelapa sawit (PKS) dengan kapasitas 30 ton TBS/jam.
3. Hilangnya nutrisi. Semua nutrisi yang berasal dari limbah (N, P, K, Mg, Ca) akan hilang pada waktu limbah dibuang ke sungai.
4. Emisi gas metana ke udara bebas. Hampir semua bahan organik terlarut dan sebagian bahan organik tersuspensi didegradasi secara anaerobik menjadi gas metana dan karbondioksida. Emisi gas metana ke udara bebas dapat menyebabkan efek rumah kaca yang besarnya 20 kali lipat lebih tinggi dibandingkan dengan karbon dioksida. Jumlah gas metan yang diproduksi kolam limbah anaerobik sekitar 10 m3 setiap ton TBS diolah.
Dengan memperhatikan kerugian pada penggunaan sistem kolam, maka perlu dikembangkan konsep alternatif pengolahan POME secara terpadu yaitu
Zero Waste Concept.
Pada tahap pertama, lumpur/padatan tersupsensi dipisahkan dengan dekanter atau dissolved air floatation dengan tujuan :
1. Mengurangi kandungan COD, BOD, nitrogen dan pasir
2. Mengurangi masalah pada proses pengolahan berikutnya seperti foaming, sedimentasi dan penyumbatan pipa outlet reaktor karena adanya lumpur.
Setelah lumpur dipisahkan, limbah cair yang kandungan utamanya adalah padatan terlarut di pompakan ke reaktor anaerobik, dimana akan terjadi :
1. Perombakan bahan organik menjadi biogas
2. Proses perombakan terjadi dalam waktu yang singkat dengan kinerja yang tinggi
Apabila energi menjadi faktor yang penting, fraksi lumpur dapat diolah secara anaerobik dalam reaktor anaerobik berpengaduk untuk produksi biogas. Lumpur yang sudah diolah dapat digunakan sebagai pupuk bersama dengan limbah cair untuk memanfaatkan nutrisinya. Lumpur juga dapat dikeringkan dengan drum drier untuk dijadikan pakan ternak. Pemanfaatan lain dari lumpur adalah untuk produksi kompos bersama-sama dengan tandan kosong sawit. Lumpur dicampur dengan TKS yang telah dirajang dan dibiarkan beberapa minggu sampai menjadi kompos. Dengan cara ini akan terjadi penguapan air pada lumpur. Tumpukan kompos ini harus dibalik secara periodik agar proses
Serat, cangkang Limbah Cair Tandan kosong
Kompos
Air
Sumber: PPKS (2014)
Gambar 3.4. Zero Waste Concept
adalah 45 juta ton pada 2009 ( Fao, 2013). Dunia memperkirakan produksi sawit dari cangkangnya adalah 10 juta ton per tahun.
Saat ini, kelapa sawit menggunakan cangkang dengan batu bara sebagai pembangkit listrik tenaga panas untuk menghasilkan listrik dan panas. Penguatan tak beraspal dari permukaan jalan di kebun ini juga sangat umum untuk utilisasi minyak sawit mentah ( Shell Mekhilef , et al., 2010). Hal kecil lain yang menarik yaitu menggunakan minyak sawit dari utilisasi cangkang sebagai langkah nyata untuk mengurangi berat. Hasil studi mengindikasikan bahwa beton dibuat dengan campuran itu akan 19 % lebih ringan daripada campuran normal (Shafigh Reel, et al., 2013).
3.2.4. Pengolahan Limbah Cair Sebagai Sumber Energi
Terdapat beberapa teknologi pengelolaan POME selain sistem kolam terbuka. Adapun teknologi itu diantaranya adalah:
1. Pengelolaan aerob dengan menggunakan kolam aerobic (aerobic pond). Teknologi ini digunakan untuk menghindari terbentuknya gas metan. Teknologi ini jarang digunakan karena memerlukan tenaga yang besar untuk menggerakkan aerator.
3. Aplikasi tanah (land application), sistem ini tidak disarankan karena memerlukan biaya yang cukup besar. Selain itu teknologi ini masih memerlukan kolam tanpa udara dan masih menghasilkan gas metan.
4. Penggunaan tandan kosong kelapa sawit menjadi kompos, POME digunakan sebagai bahan penyiram pada proses pengomposan tandan kosong kelapa sawit. Teknologi ini bagus untuk dilaksanakan. Teknologi ini memerlukan sedikit investasi yang tinggi tetapi mendapat keuntungan dengan hasil penjualan kompos.
BAB IV
METODOLOGI PENELITIAN
4.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu yang bergerak dibidang pengolahan kelapa sawit. Pabrik ini berlokasi di Jl. Medan-Tebing Tinggi, Medan-Tebing Tinggi, Sumatera Utara. Waktu penelitian dilakukan pada bulan Agustus hingga September 2015.
4.2. Jenis Penelitian
Jenis penelitian yang dilakukan di PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu tergolong penelitian deskriptif yaitu suatu jenis penelitian yang bertujuan untuk memaparkan temuan-temuan praktis untuk keperluan pengambilan keputusan. Penelitian deskriptif menggunakan data-data yang dikumpulkan dengan teknik wawancara yang didukung oleh schedule questionaire ataupun
interview guide. Penelitian deskriptif ini bersifat studi kasus dengan tujuan untuk mengumpulkan informasi secara langsung dari kondisi pengolahan minyak kelapa sawit dan teknologi pengolahan limbah cair PKS di PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu.
4.3. Objek Penelitian
4.4. Kerangka Konseptual Penelitian
Teknologi Pengolahan
Gambar 4.1. Kerangka Konseptual Penelitian
4.5. Variabel Penelitian
Variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Proses Produksi
Variabel proses produksi merupakan variabel independen. Variabel proses produksi menyatakan bagaimana proses produksi pengolahan minyak kelapa sawit yang ada saat ini di pabrik.
2. Konsumsi Sumber Daya Alam
Variabel konsumsi sumber daya alam merupakan variable independen. Variabel konsumsi sumber daya alam menyatakan apa-apa saja sumber daya yang digunakan dalam proses produksi.
3. Teknologi Pengolahan Limbah Cair PKS
teknologi-teknologi yang diterapkan pada pengolahan limbah cair PKS di pabrik ini.
4. Aliran Material dan Energi
Variabel aliran material dan energi merupakan variable independen. Variabel aliran material dan energi menyatakan bagaimana aliran yang terjadi pada material dalam bentuk material balance dan energy balance.
5. Dampak Lingkungan
Variabel dampak lingkungan merupakan variable independen. Variabel dampak lingkungan menyatakan seberapa sering limbah cair mengakibatkan dampak terhadap lingkungan selama ini.
6. Efisiensi Energi
Variabel efisiensi energi adalah variabel dependen. Variabel ini menyatakan efisiensi energi pada proses pengolahan minyak kelapa sawit yang dalam hal menghasilkan limbah dan efisiensi pengolahan limbah cair pabrik.
7. Kinerja Teknologi Pengolahan Limbah Cair
Merupakan variabel dependen. Variabel ini menyatakan seberapa baik kinerja yang telah didapat berdasarkan kriteria-kriteria dalam teknologi proses pengolahan limbah cair di pabrik ini.
8. Efisiensi Kolam Pengolahan Limbah Cair
4.6. Metode Pengumpulan Data dan Sumber Data
Pada penelitian ini metode pengumpulan data yang dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Teknik observasi, yaitu melakukan pengamatan langsung pada objek penelitian
berupa penyebaran kuesioner tertutup dan melalui pengamatan secara langsung
terhadap objek yang akan diteliti yang akan dilakukan pada awal penelitian dan juga
dilakukan untuk penilaian kinerja dan efisiensi energi.
2. Teknik kepustakaan, yaitu mencatat dan mempelajari teori-teori yang berhubungan
dengan pemecahan masalah dari berbagai buku yang sesuai dengan permasalahan
yang diamati di PKS Kebun Pabatu.
Data yang dikumpulkan ada dua jenis yaitu:
a. Data primer yaitu data yang diperoleh langsung dari pabrik kelapa sawit PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu, baik secara pengamatan, peninjauan ataupun pengukuran pada proses produksi dan proses penanganan limbah pabrik kelapa sawit. Data primer ini yaitu data kinerja pengolahan limbah cair untuk melakukan perbandingan nilai dalam penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair dan pengukuran dimensi kolam limbah.
4.7. Instrumen Penelitian
Variabel-variabel yang digunakan dalam penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam didasarkan pada penelitian terdahulu mengenai parameter penilaian pada teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam dan diobservasi kembali menggunakan kuisioner. Observasi dilakukan dengan memberikan kuesioner, kuesioner yang digunakan berdasarkan bentuknya yakni kuesioner tertutup (kuesioner rating scale) untuk penentuan kriteria dan variabel yang sesuai untuk penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam.
Kuesioner tertutup ini dibuat berdasarkan hasil penelitian sebelumnya, dimana peneliti telah banyak mengetahui mengenai variabel penilaian kinerja tetapi peneliti harus bertanya kembali kepada pakar mengenai kriteria dan variabel tersebut apakah telah sesuai atau tidak. Penilaian pada kuesioner tertutup menggunakan skala dikotomis yakni untuk mengelompokkan objek kedalam dua kelompok yang tidak overlapping. (Sukaria Sinulingga, 2011).
4.8. Rancangan Penelitian
Penelitian dilaksanakan dengan mengikuti langkah-langkah sebagai berikut: 1. Tahap awal penelitian yaitu studi pendahuluan untuk mengidentifikasi dan
2. Tahapan selanjutnya adalah mengidentifikasi nilai-nilai yang menjadi input dan output pada perhitungan efisiensi energi.
3. Selanjutnya menetapkan tujuan yaitu untuk mendapatkan suatu integrasi mengenai kinerja pada efisiensi energi untuk teknologi pengolahan limbah antara implementasi aktual di pabrik dan solusi yang diberikan nantinya. 4. Tahapan selanjutnya adalah pengumpulan data yang diperoleh dari hasil
pengamatan langsung maupun yang diminta pada pihak perusahaan.
5. Tahapan berikutnya yaitu melakukan pengolahan data yang telah diperoleh untuk memecahkan permasalahan yang terjadi di dalam proses pengintentegrasian antara proses produksi dan teknologi pengolahan limbah untuk mendapatkan suatu penilaian terhadap teknologi pongolahan limbah cair.
6. Hasil yang diperoleh dari pengolahan data tersebut kemudian dilakukan analisis dan evaluasi untuk dilakukan perbaikan atau implementasi dari metode yang akan digunakan.
Identifikasi Masalah
Integrasi Kinerja Efisiensi Energi Teknologi Pengolahan
Limbah Cair PKS
Studi Literatur
- Proses Produksi CPO & Limbah Cair - Pengolahan Limbah Cair Sistem Kolam
Gambaran Permasalahan
Pengumpulan Data Primer
-Energy Balance Pengolahan CPO - kriteria dan variabel penilaian kinerja pengolahan limbah cair sistem kolam
- dimensi kolam limbah cair
Pengumpulan Data Sekunder
- Teknologi Pengolahan limbah cair yang digunakan
- konsumsi sumber daya - kapasitas pabrik
- Nilai ideal untuk tiap kriteria penilaian kinerja pengolahan limbah cair sistem kolam
Pengolahan Data
-perhitungan efisiensi energi teknologi pengolahan minyak kelapa sawit penghasil limbah cair
- perhitungan efisiensi kolam pengolahan limbah cair -penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair
Analisis Pemecahan Masalah:
Melakukan pengintegrasian antara praktik yang selama ini di perusahaan dengan literatur hasil
-Kondisi Proses Produksi CPO saat ini - Teknologi pengolahan limbah cair
PKS Kebun Pabatu saat ini
4.9. Pengolahan Data
Pengumpulan data
- Konsumsi energi listrik dan bahan bakar - Volume Kolam limbah yang digunakan - Kapasitas kolam limbah yang diharapkan
- Penentuan Kriteria dan variabel pada penilaian kinerja teknologi
penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair pada pabrik menggunakan persen deviasi (penyimpangan) antara
data empirik dengan keadaan pabrik
Pengintegrasian hasil penilaian teknologi pengolahan limbah cair berdasarkan kinerja efisiensi energi teknologi
pengolahan limbah cair
Perhitungan Efisiensi Energi proses produksi serta material balance
Mulai
Selesai
Perhitungan Efisiensi kolam pengolahan limbah cair saat ini
BAB V
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
5.1. Pengumpulan Data
5.1.1. Proses Produksi dan Aspek Lingkungan
PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu adalah perkebunan tembakau yang dikonversi oleh BOCM menjadi perkebunan kelapa sawit sejak tahun 1938. PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu terletak di Jl. Medan-Tebing Tinggi, Tebing Tinggi, Sumatera Utara yang berjarak 7 km dari Kota Tebing Tinggi dan 87 km dari Kota Medan. Kapasitas produksi pabrik ini adalah 30 ton TBS/ jam. Pabrik ini mengungkapkan bahwa telah menerapkan teknologi bersih karena limbah cair yang dihasilkan tidak langsung dibuang ke sungai melainkan diendapkan dan jernihkan dengan bakteri anaerob melalui sistem kolam.
5.1.1.1. Proses Produksi
Perebusan
Sumber : PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu
Gambar 5.1. Diagram Alir Pengolahan TBS PKS Kebun Pabatu
Langkah-langkah dari proses produksi pengolahan TBS yaitu sebagai berikut:
menerima Tandan Buah Segar dan Setelah melalui jembatan timbang kemudian truk langsung ke loading rampuntuk melakukan bongkar muatan TBS. Buah sawit yang sudah disortasi kemudian dituang ke penampungan buah (fruit hoppers).
2. Stasiun Perebusan. Tandan buah segar yang berada dalam lory rebusan diangkut dari Stasiun Penerimaan Buah dengan bantuan transfer carrier yang bergerak pada jaringan rel. Lory rebusan ini selain sebagai alat angkut juga sebagai wadah untuk merebus buah. Lory rebusan ini berisi penuh dan merata dengan kapasitas rata-rata 2,5 ton/lory.
3. Stasiun Penebah. Pada stasiun penebah, buah dituang dari lori ke rebusan ke
automatic feeder dengan menggunakan hosting crane, automatic feeder ini berfungsi untuk menampung serta mengatur pemasakan buah ke dalam alat penebah (threser/stripper drum) dalam threser, buah yang masih melekat pada tandan akan lepas dan dipisahkan dengan menggunakan prinsip bantingan.Alat penebah ini berupa drum yang terpasang secara horizontal dan berputar dengan kecepatan ± 23 rpm.
4. Stasiun Pengempaan (Screw Press). Stasiun pengempaan adalah stasiun pertama dimulainya pengambilan minyak dari buah dengan jalan melumat dan mengempal. Pada stasiun ini dilakukan 2 tahap pengolahan yaitu :
b. Pengempaan (pressing)
Massa adukan yang berasal dari alat pengaduk (digester) dialirkan ke dalam alat pengempa (screw press) yang berfungsi untuk mengempa massa adukan sehingga terjadi pemisahan antara massa padat (biji, serat dan kotoran) dengan cairan minyak kasar.Tekanan kempa yang dibutuhkan 50-60 kg/cm2. Alat pengempa yang digunakan adalah jenis kempa ulir ganda (doublescrew press) alat ini terdiri dari sebuah silinder (press cylinder) yang berlubang-lubang yang didalamnya terdapat 2 buah ulir (feet screw dan main screw) yang berputar yang berlawan arah dengan kecepatan yang sama.
5. Stasiun Pemurnian Minyak, berfungsi untuk mendapatkan minyak sawit mentah (CPO) yang sudah dimurnikan dari impurities atau kotoran lainnya. Stasiun pemurnian minyak adalah stasiun terakhir untuk pengolahan minyak sawit mentah (CPO).Pemurnian minyak bertujuan agar tidak terjadi penurunan mutu akibat adanya reaksi hidrolisis dan oksidasi. Pada stasiun pemurnian/klarifikasi minyak, terjadi beberapa tahapan proses yaitu pengenceran, Sand Trap Tank, ayakan getar, Crude oil tank, dan Oil Setling tank.
menurun kemampuan untuk memurnikan minyak. Minyak yang masih mengandung air 0,6 - 1,0% perlu dikeringkan agar air tersebut tidak lagi berfungsi sebagai bahan pereaksi dalam reaksi hidrolisis. Pengeringan ini dapat dilakukan dengan panas dalam udara terbuka, pemanasan dalam ruangan tertutup dan dalam ruangan hampa.
5.1.1.2. Pengolahan Limbah Cair
Industri pengolahan hasil pertanian merupakan salah industri yang menghasilkan air limbah yang dapat mencemari lingkungan kegiatan terpadu yang meliputi kegiatan pengurangan (minimization), segregasi (segregation), penanganan (handling), pemanfaatan dan pengolahan limbah. Parameter yang digunakan dalam penanganan limbah-limbah tersebut sesuai dengan Kepmen No.KEP-51/MENLH/10/1995 seperti pada tabel 5.1.
Tabel 5.1. Parameter Penanganan Limbah
Parameter Satuan Kadar Maksimum
pH 6 – 9
BOD mg/l 100
COD mg /l 350
Total Suspended Solide (TSS) mg/l 250
Amonia (N-NH3) mg/l 50
Oil/Grease mg/l 25
Jenis limbah yang dihasilkan dari produksi PT Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu adalah :
a. Raw sludge merupakan buangan dari pengolahan di stasiun pemurnian yang di tampung di fat – fit.
b. Aluminium Sulfat dan soda ash dilarutkan kedalam air injeksi untuk menetralisir PH dan menangkap/ mengendapkan partikel lumpur dalam air dan sisa ( blow down) yang dibuang ke parit.
c. Sulfuric Acid dan caustic soda dilarutkan dan kemudian ddigunakan sebagai
regenerant untuk mengaktifkan senyawa polimer (resin) pada
Deriminimalizerplant filtrat dibuang keparit setelah melalui proses pengenceran pembilasan.
d. Aqua Chemical yang dilarutkan kedalam air ketel melalui injeksi untuk mencegah Scalling dan korosi pada pipa – pipa boiler, carry over atau
foaming pada produksi uap dimana blow down di buang keparit limbah.
e. Limbah beracun dan berbahaya berupa Oil/ Grease bekas oli pelumas mesin – mesin produksi, dibersihkan bila ada yang tumpah dilantai produksi sehingga tidak mencelakai pekerja di bagian produksi dan wadah bekas bahan kimia dibuang / ditimbun di dalam tanah.
Recovery Tank Kolam Aerobik Kolam akhir
Sungai
Deoiling Tank Kolam Fakultatif
Kolam Anaerobik kedua Kolam anaerbik
pertama
Gambar 5.2. Teknologi Penanganan Limbah Cair Sistem Kolam
Jumlah limbah cair yang dihasilkan rata-rata sekitar 60% dari kapasitas pabrik. Pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu mempunyai kapasitas sebesar 30 ton TBS/jam. Jadi bila kapasitas pabrik 30 ton TBS/ jam, maka jumlah limbah cairnya sekitar 18 ton/jam. Pabrik kelapa sawit PTPN IV Kebun Pabatu beroperasi selama 22 jam setiap harinya, maka jumlah limbah cair adalah 396 m3/hari.
Pada perhitungan efisiensi tiap kolam, dibutuhkan dimensi kolam untuk menghitung volume kolam. Dimensi masing-masing kolam yaitu:
1. Kolam Fat-pit (Recovery Tank): - Panjang : 17,5 m - Lebar : 7,5 m - Tinggi : 2,5 m - Volume : 328 m3 Waktu tinggal pada saat ini (Tr) =
- Tinggi : 3 m - Volume : 5574 m3
Waktu tinggal pada saat ini (Tr) =
3. Kolam anaerobic pertama:- Panjang : 67 m - Lebar : 139 m - Tinggi : 5,5 m - Volume : 47496 m3 Waktu tinggal pada saat ini (Tr) =
4. Kolam anaerobic kedua: - Panjang : 50 m - Lebar : 100 m - Tinggi : 5,5 m - Volume : 25000 m3
Waktu tinggal pada saat ini (Tr) =
5. Kolam fakultatif : - Panjang : 140 m - Lebar : 70 m - Tinggi : 2,5 m - Volume : 22540 m3 Waktu tinggal pada saat ini (Tr) =
7. Kolam Final Pond : - Panjang : 20,9 m - Lebar : 9,5 m - Tinggi : 1,5 m - Volume : 245 m3 Waktu tinggal pada saat ini (Tr) =
5.1.1.2. Konsumsi Sumber Daya Alam
Konsumsi sumber daya alam yang menjadi masukan bagi proses produksi pengolahan minyak kelapa sawit dipabrik ini ialah:
1. Permintaan bahan baku. Bahan baku yang diperlukan pada proses ini adalah TBS, alumunium sulfat, solar, listrik dan air. Aluminium Sulfat dan soda ash
dilarutkan kedalam air injeksi untuk menetralisir PH dan menangkap/ mengendapkan partikel lumpur dalam air dan sisa ( blow down) yang dibuang ke parit.
2. Permintaan listrik. Listrik adalah sumber yang paling utama dari energi untuk proses produksi dan dan aktivitas industry (Tavares, 2013). Total konsumsi energi untuk seluruh mesin pada pabrik ini berkisar 17-19 kWh/ ton TBS dengan rata-rata konsumsi energi perhari ialah 5000 kWh. Sumber daya listrik yang digunakan PKS Pabatu ialah dari PLN dan turbin generator (genset). 1 kWh ialah 860 kkal, maka untuk konsumsi listrik sekitar 4.300.000 kkal/hari. 3. Permintaan bahan bakar. Bahan bakar yang digunakan ialah yang digunakan
rata-rata ialah 8763 kg/jam atau sekitar 210.312 kg/hari. Nilai Kalori untuk cangkang ialah 3600 kkal/kg dan serat 2340 kkal/kg. Campuran untuk cangkang dan serat yaitu 25:75 maka nilai kalori bakarnya yaitu 2655 kkal/kg (Sihombing, 2014).
4. Permintaan persediaan air. Pada proses produksi banyak menggunakan air yang telah difiltrasi dan koagulasi menggunakan Alumunium sulfat dan soda ash di stasiun klarifikasi. Rata-rata konsumsi air sebesar 400-450 m3/ hari. Air pada pabrik biasanya digunakan sebagai air pendingin genset untuk listrik, untuk perebusan dan penguapan penebahan,untuk pengekstraksian untuk memisahkan minyak dari serat dan lain sebagainya.
Sedangkan konsumsi sumber daya alam yang menjadi hasil atau keluaran dari proses produksi pengolahan minyak kelapa sawit dipabrik ini ialah:
1. Produk (Minyak Kelapa Sawit). Rata-rata kapasitas produksi di pabrik ini ialah 30 ton TBS/ jam. Pada 22 jam operasi, akan memproses sekitar 660 ton TBS/ hari, dengan rata-rata total pendapatan akhir ialah 132 ton CPO yang dihasilkan.
biasanya rata-rata sekitar 60% dari kapasitas pabrik. Jadi bila kapasitas pabrik 30 ton TBS/ jam, maka jumlah limbah cairnya sekitar 18 ton/ jam.
3. Limbah padat dan bahan setengah jadi. Limbah padat dan bahan setengah jadi yang dihasilkan di pabrik ini ialah tandan kosong, serat, dan cangkang.Tandan kosong yang dihasilkan rata-rata sebesar 75 ton/ hari. Limbah padat ini dapat digunakan kembali sebagai bahan bakar boiler, pupuk untuk kelapa sawit ataupun dijual ke pihak lain. Masalah yang terjadi dipabrik ini mengenai limbah padat ialah mengenai penyimpanan dan penganannya yang memakan lahan yang cukup luas.
4. Polusi Udara. Polusi dan asap dihasilkan dari pembakaran ataupun asap boiler pada proses yang menggunakan limbah padat sebagai bahan bakarnya. Pabrik kelapa sawit ini biasanya menggunakan serat dan cangkang untuk dijadikan bahan bakar boiler uap dan sebagai pembangkit tenaga listrik. Hal-hal inilah yang membantu pabrik menurunkan kadar pencemaran karena serat kelapa sawit tidak terlalu terbuang karena digunkan untuk bahan bakar serta untuk limbah cair sendiri sebelum ddibuang ke sungai, dilakukan teknologi pengolaman untuk menurunkan kadar COD dan BOD dalam limbah cair tersebut.
5.1.2. Analisis Aliran Material dan Energi
tersebut seperti pada stasiun perebusan danstasiun klarifikasi atau pemurnian minyak.
5.1.2.1. Material balance
Material balance hanya berdasarkan aliran dari berat kering untuk semua bahan baku yang ada dalam proses produksi termasuk hasil CPO, bahan setengah jadi yang akan diolah kembali dan limbah padat yang berdasarkan 22,5 ton TBS. Data yang dapat dikumpulkan pada pengolahan kelapa sawit di PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu adalah sebagai berikut:
1. TBS sebesar 22.500 kg (22,5 ton) setiap satu perebusan. Diperoleh dari 1 lori berisi 2,5 ton TBS, satu perebusan berisi 9 lori, jadi sekali perebusan dengan satu tabung perebusan berisi 9 x 2,5 = 22,5 ton.
2. Kondensat = 12% (diperoleh pada tahap perebusan) 3. Tandan kosong = 21% (diperoleh pada tahp thresher)
4. Air = 75% ditambahkan pada tahap screw press untuk mempermudah pengayakan minyak kasar.
5. Air dan kotoran = 0,4% dari oil purifier 6. Minyak kasar = 3,5% dari sludge separator
1. Perhitungan Material balance pada proses perebusan
Input Proses Output
Proses perebusan TBS
(22,5 ton)
Steam
Tandan Buah rebus (19,8 ton)
Kondensat (12%)
Gambar 5.3. Aliran Bahan pada Proses Perebusan
TBS = 22,5 ton menjadi input pada proses ini, perhitungannya adalah: Output = Input – (Input x kondesat)
= 22.500 – (22.500 x 12%) = 22.500 – 2.700
= 19.800 kg
2. Perhitungan Material balance pada proses thresher
Input Proses Output
Proses thresher Tandan Buah
rebus (19,8 ton)
Tandan kosong (21%)
Berondolan (15.642 kg)
Input pada perhitungan bahan pada proses thresher adalah output yang terdapat pada tahap perebusan sebesar 19.800 kg, perhitungannya sebagai berikut: Output = input – (input x kondesat)
= 19.800 – (19.800 x 21%) = 19.800 – 4.158
= 15.642 kg
3. Perhitungan Material balance pada proses pengadukan
Bahan yang masuk pada tahap pengadukan adalah bahan yang keluar dari proses thresher yaitu sebesar 15.64 kg. Pada proses pengadukan tidak ada faktor yang memperngaruhi perubahan bahan yang diolah. Untuk itu jumlah bahan masuk dan bahan keluar yang ada pada proses pengadukan sebesar 15.642 kg. 4. Perhitungan Material balance pada proses pengempaan
Input Proses Output
Gambar 5.5. Aliran Bahan pada Proses Pengempaan
75% (tahap ayakan minyak kasar) dan kernel (tahap press cake). Perhitungan dapat dilihat sebagai berikut:
Screw Press Press cake (17% x 15.642 = 2.659,14 kg)
(15.642 kg) Ayakan Minyak Kasar (50% x 15.642 = 7.821 kg) Jumlah air tambahan = 75% x 15.642 = 11.731,5 kg
Untuk tahap selanjutnya, sisa bahan sebesar 67% karena 33% merupakan losses yang telah dibuang pada saat bahan megalami pengolahan perebusan sebanyak 12% dan pada saat thresher yang berupa tandan kosong sebesar 21%. 5. Perhitungan Material balance pada Bak RO
Input Proses Output
Bak RO Bak RO
Air tambahan 11.731,5 kg Ayakan Minyak
kasar 7.821 kg
Gambar 5.6. Aliran Bahan pada Bak RO
6. Perhitungan Material balance pada CST
Input Proses Output
Bak RO Bak RO
19.552,5 kg
Minyak kasar 25,5% Sludge 29,5 %
Jumlah bahan yang masuk kedalam bak RO adalah jumlah dari ayakan minyak kasar ditmabah dengan jumlah tambahan minyak (11.731,5 + 7.821 = 19.552,5 kg).
CST Sludge (29,5% x 19.552,5 = 5.767,988 kg) (19.552,5 kg) M. Kasar (25,5% x 19.552,5 = 4.985,888 kg)
7. Perhitungan Material balance pada oil purifier dan vacuum drier
Input Proses Output
Oil Purifier dan Vacuum Drier
Minyak Kasar 4.985,888 kg
CPO
Kondensat (0,4%)
Gambar 5.8. Aliran Bahan pada Oil Purifier dan Vacuum Drier
Output = input – (input x kondesat) = 4.985,888 – (4.985,888 x 0,4%) = 4.985,888 – 19,944
= 4.965,944 kg
Jadi, rendemen CPO hasil pengolahan TBS adalah: = (4.965,944 / 22.500) x 100% = 22,07%
Perebusan - - - Penggunaan air kembali/limbah cair
Minyak atau campuran minyak dan air
Air Bersih
BAB VI
ANALISIS DAN PEMBAHASAN HASIL
6.1. Analisis Kondisi Proses Produksi Saat Ini
Kondisi proses produksi saat ini merupakan proses yang telah sesuai dengan alur proses pengolahan minyak kelapa sawit yang dikeluarkan oleh Departemen Perindustrian Republik Indonesia. Proses produksi di pabrik menggunakan bahan baku yaitu TBS yang berasal dari perkebunan sendiri dan masyarakat, lalu diangkut ke pabrik menggunakan truk untuk dilakukan penimbangan. Setelah TBS disortir. Maka dilakukan perebusan, penebahan, pengempaan, pengadukan, lalu ke stasiun pemurnian minyak, pengeringan minyak dan minyak kelapa sawit yang telah bersih dari kotoran, pasir dan sebaginya dimasukkan ke tangki timbun minyak.
6.2. Analisis Aliran Material dan Energi
Penilaian terhadap aliran material dan energi ini dimulai dari ketersediaan data aliran proses untuk mengidentifikasi aliran material dan energi, sumber dari limbah-limbah dan kualitas limbahnya serta limbah yang dihasilkan tiap proses produksi. Hal-hal yang dianalisis ialah:
2. Memetakan proses produksi dan struktur organisasi manajemen. Di Bab II telah disebutkan langkah-langkah proses produksi pengolahan minyak kelapa sawit yang ada di pabrik ini serta struktur organisasi kebun Pabatu.
3. Mengidentifikasi limbah cair pada tiap langkah proses
Seperti yang telah disebutkan pada Bab V, disitu telah terlihat bahwa proses yang menghasilkan limbah cair terdapat pada stasiun perebusan, klarifikasi dan hasil pembuangan dari hidrosiklon.
4. Konsumsi energi pada proses produksi
Penilaian utilisasi energi dan rata-rata penggunaan listrik serta jumlahnya pada proses produksi yang digunakan sebagai input sumber daya dalam proses pengolahan minyak kelapa sawit. Untuk listrik, konsumsi energi perhari ialah 5000 kWh yang digunakan sebagai pembangkit seluruh mesin. Sumber daya listrik yang digunakan dipabrik ini berasal dari PLN serta generator (genset). Untuk bahan bakar genset, pabrik menggunakan solar serta penggunaan cangkang serta serat untuk menjadi bahan bakar boiler untuk proses produksi. 5. Material dan Energy Balance
merupakan langkah utama menentukan kualitas dari minyak dan keberhasilan proses selanjutnya. Kesetimbangan material yang meliputi jumlah bahan baku yang masuk pada proses perebusan tidak sama dengan jumlah bahan yang keluar setelah proses perebusan, diakibatkan karena adanya pengurangan bahan setiap kali mengalami proses akibat faktor yang mempengaruhi proses tersebut. Konsumsi energi tertinggi terjadi pada boiler. Hal ini terjadi karena penggunaan serat dan cangkang yang digunakan untuk bahan bakar boiler menghasilkan energi sebesar 2110 MJ dan uap yang dihasilkan sebesar 1120 MJ.
6. Evaluasi dampak lingkungan dari produksi CPO
6.3. Analisis Efisiensi Energi
Dari hasil pengolahan, diketahui bahwa efisiensi energi untuk proses produksi pengolahan minyak kelapa sawit di pabrik kebun Pabatu tegolong rendah, hal ini disebabkan karena besarnya jumlah energi listrik dan bahan bakar yang dikonsumsi sebagai input energi yaitu semua limbah padat yaitu cangkang dan serat untuk bahan bakar boiler. Karena banyaknya limbah padat yang dijadikan bahan bakar, menjadikan energi input menjadi tinggi sehingga hasil efisiensi energi untuk proses produksi pengolahan minyak kelapa sawit rendah. Nilai efisiensi energi ini merupakan nilai pada proses produksi yang menghasilkan CPO sebagai outpur produktif dan konsumsi energi listrik dan bahan bakar sebagai output. Oleh karena itu perlu diadakan penilaian terhadap kinerja teknologi pengolahan limbah cair yang ada saat ini untuk mengetahui seberapa baik sudah pengolahan limbah cair di pabrik kelapa sawit kebun Pabatu.
6.4. Analisis Efisiensi Pengolahan Limbah Cair Menggunakan Sistem
Kolam
Setelah menghitung efisiensi tiap kolam untuk pengolahan limbah, didapati bahwa efisiensi sistem penanganan limbah cair menggunakan sistem kolam di pabrik kelapa sawit PT. Perkebunan Nusantara IV masih tergolong rendah, bahkan terdapat kolam yang sudah tidak layak untuk digunakan sebagai kolam limbah. Analisis terhadap efisiensi kolam limbah yaitu sebagai berikut: 1. Kolam Fat-pit (Recovery Tank). Dimensi yang ada saat ini pada kolam fat-pit
perlu dilakukan peninjauan terhadap waktu tinggal (Tr) pada kolam fat-pit agar pengolahan dapat berjalan dengan efektif. Perhitungan menunjukkan bahwa waktu tinggal kolam fat-pit yaitu 20 jam, yang artinya limbah masih bias ditampung pada kolam fat-pit selama 10 jam. Sedangkan perhitungan efisiensi adalah 3% yang berarti hanya 3% dari kadar parameter penanganan limbah cair seperti BOD atau COD yang dapat dikurangi. Semakin sedikit efisiensi kolam, maka semakin besar kadar yang masih harus diolah di kolam selanjutnya.
2. Kolam Deoiling Pond. Waktu tinggal pada kolam ini ialah 14 hari yang berarti limbah cair harus berada pada kolam ini selama 14 hari agar pengolahan dapat berjalan efektif. Efisiensi kolam ini ialah 42% yang artinya hanya ada sekitar 42% dari kadar COD ataupun BOD yang diolah di kolam ini yang mengakibatkan masih tingginya kadar COD dan BOD pada limbah cair yang masuk ke kolam selanjutnya.
3. Kolam Anaerobik Pertama. Waktu tinggal pada kolam ini ialah 120 hari yang berarti limbah cair harus berada pada kolam ini selama 120 hari agar pengolahan dapat berjalan efektif. Efisiensi kolam ini ialah 140% yang artinya ada sekitar 140% dari kadar COD ataupun BOD yang diolah di kolam ini sehingga kadar COD dan BOD pada limbah cair menurun.
ada sekitar 110% dari kadar COD ataupun BOD yang diolah di kolam ini sehingga kadar COD dan BOD pada limbah cair menurun.
5. Kolam Fakultatif. Waktu tinggal pada kolam ini ialah 56 hari yang berarti limbah cair harus berada pada kolam ini selama 56 hari agar pengolahan dapat berjalan efektif. Efisiensi kolam ini ialah 104% yang artinya ada sekitar 104% dari kadar COD ataupun BOD yang diolah di kolam ini sehingga kadar COD dan BOD pada limbah cair menurun.
6. Kolam Aerobik. Waktu tinggal pada kolam ini ialah 24 hari yang berarti limbah cair harus berada pada kolam ini selama 24 hari agar pengolahan dapat berjalan efektif. Efisiensi kolam ini ialah 62% yang artinya hanya ada sekitar 62% dari kadar COD ataupun BOD yang diolah di kolam ini yang mengakibatkan masih tingginya kadar COD dan BOD pada limbah cair yang masuk ke kolam selanjutnya.
kerusakan lingkungan bila dibuang ke sungai. Untuk itu perlu diadakan pengolahan limbah cair yang lebih baik untuk menghindari hal tersebut.
6.5. Analisis Hasil Pengukuran Kinerja Teknologi Pengolahan Limbah
Cair
Analisis ini bertujuan untuk mengetahui mengenai pencapaian kinerja pengolahan limbah cair pabrik PKS kebun Pabatu dengan menghitung %deviasi antara nilai penanganan limbah cair kelapa sawit dengan nilai standar atau ideal pengelolaan limbah cair. Analisis terhadap hasil pengukuran kinerjanya yaitu sebagai berikut:
1. Faktor karakteristik limbah cair
Hasil penilaian menunjukkan penyimpangan deviasi yang sangat tingggi yaitu 4006,38%. Hal ini menunjukkan bahwa limbah cair hasil pengolahan minyak kelapa sawit harus diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan atau sungai untuk menurunkan nilai-nilai mutu zat organik agar sesuai dengan standar mutu yang telah ditetapkan oleh pemerintah.
2. Faktor Teknologi Sistem Kolam
Nilai-nilai pada BOD, COD dan lainnya masih tinggi dibandingkan standar yang menyebabkan limbah cair sangat lama untuk dibuang ke lingkungan atau sungai dan berpotensi menyebabkan pencemaran lingkungan.
3. Faktor Buangan Sistem Kolam
Hasil penilaian kinerja buangan sistem kolam menimpulkan bahwa kinerja
nya „buruk‟ dengan deviasi 39,9%. Hal ini tentu merupakan akibat dari
buruknya kinerja pada saat limbah berada di outlet II atau kolam aerobic. Nilai-nilai BOD, COD dan nilai lain masih tinggi diatas nilai-nilai standar baku mutu yang dikeluarkan oleh pemerintah. Karena buruknya kinerja buangan sistem kolam ini, akan memungkinkan untuk limbah cair dapat mencemari lingkungan terutama sungai yang menjadi akhir pembuangan limbah cair ini. Sebaiknya kebun Pabatu mengevalusi teknologi sistem kolam yang diterapkan saat ini dan mempertimbangkan jenis teknologi lain yang lebih bersih, memberikan nilai tambah serta meminimisasi peluang pencemaran lingkungan.
4. Faktor Ekonomi
Faktor ekonomi pada penilaian kinerja ini mengkaji aspek investasi dan biaya operasional penanganan limbah. Pabrik kebun pabatu yang menerapkan sistem kolam limbah untuk penanganan limbahnya memiliki total investasi sebesar Rp 3.955.200.000, nilai investasi ini lebih tinggi daripada nilai standar investasi untuk penerapan sistem kolam yaitu Rp 2.097.600.000, dengan
deviasi 88,6% yang berrati kesimpulan kinerja „buruk‟. Untuk biaya
Pabatu memiliki kinerja yang „baik‟ karena sesuai dengan standar biaya operasional pengolahan limbah cair dengan sistem kolam.
5. Faktor sosial
Penilaian terhadap kinerja factor sosial pada pabrik kebun Pabatu menunjukkan skor 2 dengan dveiasi 75% untuk teknologi sistem kolam. Penyimpangan yang tinggi pada sistem kolam dikarenakan produk limbah yang dihasilkan berpotensi untuk menimbulkan pencemaran, dampak sosial, serta bau-bauan yang tidak sedap dan juga tidak memberikan nilai tambah bagi pabrik itu sendiri yang mungkin dapat dijadikan nilai tambah sebagai biogas ataupun pupuk.
6. Faktor Lingkungan
Penilaian kinerja factor lingkungan mendapatkan kesimpulan yaitu kinerja
yang „kurang baik‟ dengan nilai deviasi 27,83 %. Nilai ini disebabkan karena
nilai produksi biomassa yang tinggi yang berarti kurangnya pabrik dalam memanfaatkan biomassa pada limbah cair tersebut.
7. Kinerja keseluruhan
Rata-rata deviasi kinerja keseluruhan pabrik kebun Pabatu adalah 60,08%
yang berarti „buruk‟ untuk kinerja keseluruhan. Nilai keseluruhan kinerja ini
6.6. Penilaian Teknologi Pengolahan Limbah Cair Sistem Kolam
Hasil perhitungan efisiensi energi untuk pengolahan minyak kelapa sawit menunjukkan bahwa efisiensi energinya rendah dalam menghasilkan output produktif karena nilai input yaitu bahan bakar dan listrik yang digunakan sangat tinggi. Hasil pengukuran kinerja teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam menunjukkan bahwa teknologi yang digunakan saat ini kinerjanya buruk karena nilai deviasi yang didapat berdasarkan nilai ideal yang ada lebih dari 30%. Hasil perhitungan efisiensi kolam yang digunakan saat ini dalam mengolah limbah cair menunjukkan bahwa kolam final pond yang digunakan saat ini sudah sangat tidak layak karena hanya menghasilkan efisiensi sebesar 2,2% dalam mengolah limbah cair sebelum dibuang ke lingkungan atau sungai.
Berdasarkan nilai yang didapat inilah ditarik kesimpulan penilaian yaitu teknologi sistem kolam yang digunakan saat ini untuk mengolah limbah cair pabrik tiap harinya belum optimal dan jika dibiarkan akan sering menyebabkan pencemaran lingkungan terutama sungai sebagai akhir pembuangan limbah cair.
6.7. Identifikasi untuk Mengurangi Kemungkinan Pencemaran
Untuk memilih opsi-opsi agar dapat mengurangi kemungkinan pencemaran maka dilakukan pengidentifikasian, penganalisaan dan perancangan potensi-potensi untuk melakukan perbaikan secara internal. Data-data yang dianalisis ialah penggunaan sumber daya alam dan polusi yang menjadi kunci indikator efisiensi produksi pada pabrik pengolahan kelapa sawit.
Salah satu opsinya ialah dengan mendaur ulang air kondensat dari stasiun perebusan. Setelah memproduksi listrik, air rebusan akan dikirim ke stasiun perebusan. Stasiun perebusan memiliki kapasitas 20-30 ton TBS/ batch. Air konensat yang dihasilkan sekitar 0,12 m3/ ton TBS. Air limbah ini dipakai kembali untuk stasiun screw press dan vibrating screen untuk mengurangi jumlah pemakaian air panas untuk proses-proses ini. Terlebih lagi, air kondensat bekas perebusan masih menyimpan sekitar 0,62% minyak, yang akan diambil kembali menjadi minyak sawit pada settling tank.
Untuk pabrik pengolahan kelapa sawit kebun Pabatu yang memiliki kapasitas lebih kurang 150.000 ton TBS/ tahun, apabila ingin menanamkan modal sekitar Rp 50.000.000 untuk pemasangan pompa, tank dan sebagainya, opsi ini akan mengurangi biaya air untuk produksi sekitar Rp 25.000.000 per tahun. Biaya air untuk produksi diharapkan menjadi Rp 1000/ m3 . Hal ini tentu dapat sangat meminimisasi limbah cair.
daya listrik. Opsi ini yang dapat dijadikan suatu konsep dalam hal penanganan limbah cair yaitu penggunaan teknologi ranut atau reactor serta penggunaan air limbah sebagai proses pembuatan kompos. Konsep ini disebut Zero waste
Serat, cangkang Limbah Cair Tandan kosong
Kompos
Air
Gambar 6.1. Zero Waste Concept
Pada teknologi kolam, nutrisi, kandungan hara serta biogas yang terdapat pada limbah cair terbuang ke lingkungan tanpa pemanfaatan. Untuk konsep zero waste ini, limbah cair hasil pengolahan kelapa sawit dialirkan ke kolam yang sudah memiliki reaktor diatasnya dan diberi penutup sehingga biogas dapat terkumpulkan di dalam reaktor. Terjadilah pemisahan antara biogas dengan air limbah yang masih mengandung zat organik.
BAB VII
KESIMPULAN DAN SARAN
7.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengolahan data dan analisis yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Efisiensi energi dari proses produksi dan proses perebusan menghasilkan nilai yang rendah untuk efisiensi energi pabrik dalam mengolah input menjadi output dan untuk efisiensi pengolahan limbah cair yaitu sistem kolam juga masih tergolong rendah yang menyebabkan masih tingginya kadar yang menjadi parameter limbah cair seperti COD dan BOD yang akan dibuang ke lingkungan.
2. Kriteria untuk penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair berdasarkan hasil observasi menggunakan kuisioner yaitu kriteria karakteristik limbah cair PKS, kriteria teknologi sistem kolam, kriteria mutu buangan sistem kolam, faktor ekonomi, faktor sosial dan faktor lingkungan.
4. Berdasarkan hasil penelitian ini, didapatlah informasi dan penilaian terhadap teknologi pengolahan limbah cair PKS Kebun Pabatu bahwa teknologi pengolahan limbah cair saat ini belum optimal dan dapat menyebabkan pencemaran lingkungan.
5. Setelah dilakukan identifikasi untuk mengurangi kemungkinan pencemaran, maka banyak terdapat opsi untuk mengurangi dampak lingkungan yang mungkin terjadi salah satunya yaitu zero waste concept yang memanfaatkan seluruh hasil limbah termasuk limbah padat.
7.2. Saran
Setelah melakukan penelitian tugas sarjana ini, adapun saran yang dapat diajukan adalah :
1. Sebaiknya pihak pabrik mulai menggunakan teknologi pengolahan limbah cair yang lebih dapat meminimisasi potensi terjadinya pencemaran seperti
zero waste concept.
2. Dilakukan penelitian yang lebih lanjut dengan memperluas ruang lingkup pengintegrasian yang mencakup seluruh jenis limbah pada pabrik pks.
BAB II
GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN
2.1. Sejarah Umum Perusahaan
PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu berasal dari Hak Konsensi Pabatu Gunung Hataran dan Dolok Merawan milik Handless Vereninging Amsterdam yang diambil alih dan dinasionalisasikan oleh pemerintah Indonesia dari BOCM pada tahun 1957 dengan luas areal keseluruhan saat itu 6.173,53 hektar. Pada awalnya sampai dengan tahun 1938, Kebun Pabatu adalah perkebunan tembakau yang dikonversi oleh BOCM menjadi perkebunan kelapa sawit.
Namun dari perkembangan dan perubahan yang ada hingga saat ini, berdasarkan Keputusan Kepala BPN RI dengan Surat No.: 40/HGU/BPN RI/2005 tgl. 19 April 2005, Keputusan Kepala BPN RI dengan Surat No.: 20-HGU-BPN RI-2005 tgl. 29 Mei 2007, memberikan Hak Guna Usaha kepada PTPN-IV Unit Kebun Pabatu atas areal seluas 5.754,04. Selisih kurang atas luasan areal HGU seluas 16,03 ha yakni dari 5.770,07 ha menjadi 5.754,04 ha adalah setelah memperoleh izin pelepasan Asset dari Menteri yang berwenang diperuntukkan guna kepentingan Masyarakat (fasilitas umum dan akses jalan di Kampung Gaya Baru Desa Naga Kasiangan Kec. T.Tinggi).
2.2. Ruang Lingkup Bidang Usaha
PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu, Tebing Tinggi adalah perusahaan yang bergerak dalam bidang pengolahan kelapa sawit yang menghasilkan Crude Palm Oil (CPO) dan Palm Kernel Oil (PKO). Kemudian CPO dan PKO tersebut akan dijual kepada perusahaan yang membutuhkan bahan-bahan tersebut yang akan diolah lebih lanjut seperti PT. Musim Mas, PT. SAN – Belawan dan PT. PASIFIC PALMINDO.
2.3. Lokasi Perusahaan
2.4. Daerah Pemasaran
Pabrik pengolahan CPO PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu dalam memasarkan produknya tidak menangani secara langsung khususnya mencari pelanggan atau konsumen. PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu mempunyai instansi khusus bagian pemasaran baik untuk kebutuhan dalam negeri (lokal) maupun ekspor.
Pelaksanaan rencana penjualan atau pemasaran produk CPO PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu dan produk lainnya berdasarkan rencana kerja dan anggaran perusahaan. Pengiriman produk dilakukan oleh pihak PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu dengan memakai jasa Perumka, dan pihak ketiga dengan menggunakan mobil tangki.
2.5. Struktur Organisasi Perusahaan
Sturktur organisasi merupakan susunan yang terdiri dari fungsi-fungsi dan hubungan-hubungan yang menyatakan keseluruhan kegiatan untuk mencapai suatu sasaran. Secara fisik struktur organisasi dapat dinyatakan dalam bentuk gambaran (bagan) yang memperlihatkan hubungan unit-unit organisasi dan garis-garis wewenang yang ada.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Sub sektor perkebunan merupakan salah satu sub sektor dari sektor pertanian yang dapat meningkatkan devisa negara dan menyerap tenaga kerja. Pemerintah mengutamakan pada subsektor perkebunan, karena memiliki daya tarik yang tinggi untuk diekspor ke negara maju (Soediono, 1989). Komoditas yang termasuk komoditas sub sektor perkebunan meliputi kelapa sawit, kelapa, karet, kopi dan teh.
Kelapa sawit merupakan salah satu komoditas sub sektor perkebunan yang merupakan komoditas ekspor yang dpata meningkatkan devisa negara. Komoditas kelapa sawit yang dilihat dari volume ekspor, nilai ekspor, luas areal dan produksi lima komoditas perkebunan menjadi yang tertinggi disbanding komoditas lain (BPS, 2009). Untuk dunia, Indonesia menempati posisi pertama dalam melakukan ekspor kelapa sawit.
Dalam proses pengolahan tandan buah segar (TBS) menjadi minyak kelapa sawit akan dihasilkan sisa produksi berupa limbah padat dan cair (Sastrosaryono, 2003). Pada proses produksi minyak kelapa sawit, banyak limbah yang dihasilkan dari produksi sebanyak pabrik itu sendiri (Kiichiro Hayashi, 2007). Setiap ton tandan buah segar (TBS) yang diolah di pabrik akan menghasilkan 220 kg tandan kosong sawit (TKS), 670 kg limbah cair, 120 kg serat, 70 kg cangkang, dan 30 kg kernel (Naibaho, 1995).
Tidak dapat dipungkiri bahwa dampak dari perkembangan pesat produksi minyak sawit mentah ini tentu adanya limbah produksi yaitu limbah cair kelapa sawit (POME), tandan kosong sawit, cangkang, dan serat. Beberapa limbah seperti cangkang dan serat sudah dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Namun limbah cair kelapa sawit dan tandan kosong sawit tidak dapat ditangani secara optimal. Meski tidak beracun, limbah cair tersebut dapat menyebabkan pencemaran lingkungan karena dibuang di kolam terbuka dan melepaskan sejumlah besar gas metana dan gas berbahaya lainnya yang menyebabkan emisi gas rumah kaca.
proses pengolahan POME, tetap menghasilkan kandungan bahan organic yang signifikan dan tetap membutuhkan oksigen yang dikenal sebagai biochemical oxygen demand (BOD) yang biasanya diukur dalam mg/l dan secara luas ddigunakan sebagai indikasi dari kualitas organik POME (Madaki, 2013).
PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu saat ini memang sudah memiliki pengolahan limbah dengan menggunakan beberapa kolam untuk menetralisir parameter limbah yang masih terkandung dalam cairan limbah sebelum dibuang ke perairan umum (sungai). POME bukan hanya limbah yang dihasilkan selama proses oleh TBS, tetapi limbah yang paling mahal dan sulit untuk dikelola oleh operator pabrik. Hal ini karena POME adalah limbah dengan volume yang besar dalam ukuran ton yang dihasilkan dalam satu waktu (Madaki, 2013). Pabrik dituntut untuk harus memiliki penanganan limbah cair yang baik terhadap lingkungan, yang murah dan memberikan nilai tambah terhadap masyarakat ataupun pabrik.
sawit milik PKS Kebun Pabatu. Bahkan berdasarkan pH air yang diukur menunjukkan nilai 9,45 untuk air sungai Padang yang berada didekat pembuangan limbah PKS Kebun Pabatu sedangkan untuk wilayah Tebing Tinggi nilai pH nya sekitar 8,4. Nilai ini menunjukkan adanya limbah cair pabrik yang mencemari lingkungan sekitar pabrik terutama sungai yang menjadi akhir pembuangan limbah cair tersebut.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan penjelasan pada latar belakang, maka dapat diketahui masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah seberapa baik teknologi pengolahan limbah cair di Pabrik PKS Kebun Pabatu dalam mengolah limbah cair yang dihasilkan. Oleh karena itu perlu adanya pengukuran kinerja dan efisiensi energi teknologi pengolahan limbah cair saat ini untuk mendapatkan informasi serta penilaian mengenai teknologi pengolahan limbah cair tersebut agar dampak buruk terhadap lingkungan dapat berkurang.
1.3. Tujuan dan Manfaat
Tujuan umum penelitian ini adalah mendapatkan informasi dan penilaian terhadap seberapa baik teknologi pengolahan limbah cair yang ada dengan cara mengintegrasikan hasil penilaian kinerja dan efisiensi energi pada teknologi proses pengolahan limbah.
Tujuan khusus penelitian ini terdiri dari beberapa tujuan yaitu:
1. Menghitung efisiensi energi pengolahan minyak kelapa sawit di Kebun Pabatu.
2. Menentukan kriteria dan variabel yang sesuai pada penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam.
3. Melakukan penilaian terhadap kinerja teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam di Kebun Pabatu.
Manfaat dalam melakukan penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Manfaat bagi mahasiswa
Meningkatkan kemampuan mahasiswa dalam mengaplikasikan teori yang diperoleh selama kuliah dan meningkatkan wawasan dalam menganalisis dan memecahkan masalah sebelum memasuki dunia kerja khususnya dalam hal manajemen industri dan integrasi kinerja.
2. Manfaat bagi perusahaan.
Sebagai masukan bagi perusahaan berupa rekomendasi perbaikan dengan memberikan analisis terhadap integrasi kinerja efisiensi energi.
3. Bagi Departemen Teknik Industri USU
Untuk mempererat hubungan kerja sama antara perusahaan dengan Departemen Teknik Industri USU.
1.4. Batasan dan Asumsi Penelitian
Dalam melakukan penelitian, dilakukan beberapa pembatasan masalah seperti:
1. Limbah yang diteliti ialah limbah cair hasil proses pengolahan CPO
2. Pendekatan penilaian dilakukan dengan menghitung efisiensi energi pengolahan minyak kelapa sawit, menilai kinerja teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam serta menghitung efisiensi kolam teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam
1. Proses dan aktivitas produksi tidak berubah selama penelitian berlangsung 2. Tidak ada penambahan mesin dan peralatan yang baru
ABSTRAK
Pabrik kelapa sawit di Indonesia mengalami pertumbuhan yang tinggi selama 10 tahun terakhir. Semakin banyak pabrik kelapa sawit maka semakin banyak pula limbah kelapa sawit yang dihasilkan terutama limbah cair. Limbah cair merupakan hasil pengolahan minyak kelapa sawit yang paling banyak dalam suatu proses produksi yaitu sekitar 50% dari tiap ton TBS. Pengelolaan limbah cair di Pabrik Kelapa Sawit Kebun Pabatu milik PT. Perkebunan Nusantara IV belum optimal karena teknologi pengolahan limbah cair yang digunakan yaitu sistem kolam kurang baik dalam mengolah limbah cair sebelum dibuang ke sungai atau lingkungan masyarakat. Oleh karena itu perlu adanya suatu penilaian terhadapa teknologi pengolahan limbah cair yang ada saat ini untuk meningkatkan serta melakukan pemeliharaan terhadap kinerja efisiensi energi teknologi pengolahan limbah cair. Metode yang akan diadaptasi pada penelitian ini adalah integrasi dari perhitungan efisiensi energi pada teknologi pengolahan kelapa sawit, perhitungan efisiensi teknologi sistem kolam dan dilakukan penilaian kinerja terhadap teknologi pengolahan limbah cair yaitu teknologi sistem kolam. Dengan mengukur efisiensi energi yang digunakan pada proses produksi, didapati bahwa efisiensi energi pada proses produksi tergolong rendah yaitu 62,3% dan untuk penilaian kinerja, teknologi pengolahan limbah cair menggunakan sistem kolam menghasilkan kesimpulan kinerja “buruk” yaitu dengan deviasi 60,08%. Oleh karena itu diterapkanlah solusi untuk mengurangi kemungkinan pencemaran dengan menggunakan teknologi pengolahan limbah terpadu dengan memanfaatkan semua teknologi yang ada untuk pengolahan limbah. Teknologi pengolahan limbah yang baik yaitu Zero Waste Concept. Hal ini sangat potensial apabila diterapkan karena akan menghasilkan nilai tambah serta bermanfaat bagi masyarakat yang akan meminimisasi hasil buangan limbah cair ke lingkungan masyarakat.
INTEGRASI KINERJA EFISIENSI ENERGI PADA
TEKNOLOGI PROSES PENGOLAHAN LIMBAH CAIR PKS
DI PT. PERKEBUNAN NUSANTARA IV KEBUN PABATU
T U G A S S A R J A N A
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari
Syarat-syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh
AMANDA KWAYYIS RANGKUTI
110403090
D E P A R T E M E N T E K N I K I N D U S T R I
F A K U L T A S T E K N I K
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis sampaikan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala kasih Karunia-Nya serta kemurahan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Sarjana ini. Tugas Sarjana merupakan salah satu syarat akademis yang harus dipenuhi oleh mahasiswa Teknik Industri untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik.
Penulis melaksanakan Tugas Sarjana di PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu yang bergerak dalam bidang produksi minyak kelapa sawit (CPO). Tugas Sarjana ini berjudul “Integrasi Kinerja Efisiensi Energi pada Teknologi Proses Pengolahan Limbah Cair PKS di PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun
Pabatu”.
Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Sarjana ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh sebab itu, penulis menerima secara terbuka setiap kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak untuk perbaikan tulisan ini.
Medan, Desember 2015 Penulis
