BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengembangan agroindustri berbasis teknologi dimaksudkan untuk mewujudkan agroindustri yang memiliki daya saing secara berkesinambungan. Kesinambungan daya saing tersebut ditempuh melalui peningkatan nilai tambah yang dilakukan antara lain melalui peningkatan efisiensi proses produksi, peningkatan kualitas produk, serta penciptaan produk baru. Hal demikian dapat dicapai melalui pengembangan dan pemanfaatan teknologi. Dengan demikian maka peningkatan daya saing dan nilai tambah tidak dapat dilepaskan dari proses pengembangan dan pemanfaatan teknologi secara berkelanjutan. Artinya industri yang dapat meningkatkan daya saing dan nilai tambah produknya hanyalah industri yang dirancang dan dikembangkan atas basis teknologi yang kuat, dalam pemanfaatan sumberdaya alam secara lebih produktif dan ekonomis, serta memperhatikan aspek kelestarian lingkungan.
habis, sumber energi terbarukan meliputi matahari, angin, bumi, air, biomasa dan energi dari limbah (Caddet, 1998).
Sumber daya alam sangat penting dalam menunjang produksi tanaman perkebunan, satu diantaranya adalah perkebunan kelapa sawit dan pengolahannya serta limbah yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan nilai tambah bagi industri kelapa sawit. Untuk industri kelapa sawit ini memerlukan bahan baku yang diperoleh dari perkebunan (Plantation) yaitu Tandan Buah Segar (TBS) yang mempunyai kualitas dan kuantitas yang memenuhi persyaratan seperti rendamen buah,kotoran,nilai sortasi panen, indeks sortasi panen, buah yang busuk, buah yang akan diproses, temperatur dan tekanan.
Dalam tahapan proses pengolahan minyak kelapa sawit yaitu tahapan perebusan, pembantingan, penghancuran, pengempaan, klarifikasi dan pemecahan biji,untuk setiap 1 ton minyak kelapa sawit menghasilkan 2,5 ton limbah cair. Oleh sebab itu dalam tahapan proses tersebut, air sangat dibutuhkan dan dalam jumlah yang besar. Hasil sampingan proses produksi tersebut berasal dari air kondensat rebusan 36% (150-175 kg/ton Tandan Buah Segar), air drab klarifikasi 60% (350-40 kg/tonTandan Buah Segar) dan hidrosiklon 4% (100-150 kg/ton Tandan Buah Segar) (Loebis dan Tobing 1992, Ahuat 2005).
sebesar 1075 juta m3. Nilai kalor (heating value) biogas rata – rata berkisar antara 4700 – 6000 kkal/m3 ( 20 – 24 MJ/m3),(Okwute dan Chai. 1997).
Manajemen bisnis yang menggabungkan efisiensi ekonomi dan ekologi atau lebih dikenal dengan ekoefisiensi merupakan salah satu solusi dari krisis ekonomi yang berkepanjangan. Prinsip ekoefisiensi adalah memanfaatkan pelayanan ekologi lingkungan sebagai masukan produksi sehingga biaya produksi menjadi lebih rendah, meningkatkan keuntungan dan daya saing terhadap industri lain yang sejenis.
Saat ini bisnis yang berkembang di Sumatera Utara adalah produk unggulan di sektor pertanian dibidang perkebunan kelapa sawit. PT Perkebunan Nusantara III Kebun Rambutan adalah salah satu pengelola industri perkebunan kelapa sawit milik pemerintah berskala besar, pemodalan yang kuat, penggunaan teknologi maju, sistem pengolahan modern, jangkauan pemasaran yang luas dan adaptif terhadap perubahan-perubahan ke arah kemajuan untuk memenuhi kebutuhan pasar. Sedangkan PT London Sumatera Kebun Bagerpang juga merupakan pabrik pengolahan kelapa sawit yang berskala besar. Kedua pengelola Industri kelapa sawit tersebut menghasilkan limbah cair industri yang berlimpah, sehingga memiliki potensi yang berbahaya jika limbah tersebut tidak ditangani dengan benar.
dalam meningkatkan daya saing industri kelapa sawit Indonesia. Tuntutan akan teknologi baru serta kebijakan yang kondusif bersifat dinamis sehingga penelitian limbah menjadi salah satu kunci untuk meningkatkan daya saing industri kelapa sawit Indonesia (Said, 2000).
Melihat perkembangan harga minyak sawit di pasaran internasional yang cenderung membaik, industri minyak sawit akan menjadi andalan devisa masa depan. Untuk bisa bersaing di pasar global, perkembangan dan persyaratan perdagangan internasional perlu diantisipasi. Namun, seperti dua sisi mata uang yang tidak dapat dipisahkan, dampak positif dari perkembangan sektor agroindustri umumnya dan perkebunan kelapa sawit khususnya, juga diikuti oleh dampak negatif terhadap lingkungan akibat dihasilkannya limbah cair, padat dan gas dari kegiatan kebun dan pabrik kelapa sawit (PKS) PTPN III Kebun Rambutan dan PT Lonsum Kebun Bagerpang. Untuk itu tindakan pencegahan dan penanggulangan dampak negatif dari kegiatan perkebunan kelapa sawit dan pabrik kelapa sawit (PKS) PTPN III Kebun Rambutan dan PT Lonsum Kebun Bagerpang harus dilakukan dan sekaligus meningkatkan dampak positifnya.
selayaknya harus ditanggulangi (end of pipe), saat ini dianggap sebagai indikator tidak efisiensinya proses produksi. Pemikiran inilah yang mendorong perubahan strategi penanganan limbah. Upaya mengatasi masalah pencemaran tersebut berkembang ke arah pendekatan mengolah limbah yang terbentuk (end of pipe
treatment). Maka dilakukan pengolahan pada perusahaan dengan model Clean
Technology. Pendekatan ini terfokus pada pengolahan dan pembuangan limbah
untuk mencegah pencemaran dan kerusakan lingkungan. Namun pada kenyataannya pencemaran dan kerusakan lingkungan tetap terjadi dan cenderung terus berlanjut, karena dalam prakteknya pendekatan melalui pengolahan limbah menghadapi berbagai kendala, seperti:
a. Bersifat reaktif, yaitu bereaksi setelah limbah terbentuk
b. Tidak efektif dalam memecahkan masalah pencemaran lingkungan karena mengolah limbah hanyalah mengubah bentuk limbah dan memindahkannya dari satu media ke media lain.
c. Biaya investasi dan operasi pengolahan dan pembuangan limbah biasanya mahal, yang mengakibatkan biaya proses produksi meningkat dan harga jual produk juga naik. Hal ini yang menjadi salah satu alasan pengusaha untuk tidak memasang alat pengolahan limbah atau mengoperasikannya sekedarnya saja.
1.2. Identifikasi Masalah
Industripengolahan Kelapa Sawit adalah Industri yang sangat strategis. Hal ini didukung dengan banyaknya kebutuhan bahan baku untuk industri hilir (produk hilir).
Kajian yang disajikan meliputi penyebab atau faktor yang sangat berpengaruh terhadap Industri Kelapa Sawit meliputi bahan baku (Tandan Buah Segar). Hal ini sangat ditentukan varietas buah, kematangan buah dan pendistribusian ke pabrik, untuk menjamin dan menjaga kualitas buah maka faktor asam lemak bebas harus terkendali dengan baik. Kenyataan sering terjadi buah harus menunggu waktu untuk diproses (buah menginap). Maka akan sangat berpengaruh terhadap kualitas minyak (produk). Kualitas buah dan waktu kedatangan buah adalah merupakan faktor penentu mutu minyak yang dihasilkan.
BOD dan COD. Baku mutu limbah untuk industri ini terdiri dari BOD, COD, TSS, minyak dan lemak, total nitrogen dan pH. Pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit dapat dijadikan energi terbarukan seperti dapat menghasilkan gas metana yang dapat digunakan untuk energi listrik. Hal ini dapat mengakibatkan dampak positif terhadap lingkungan.
Upaya produksi bersih pada pabrik kelapa sawit berkelanjutan terhadap pengolahan limbah cair perlu pendekatan secara terpadu yang dapat dilakukan dengan membuat suatu model pengolahan limbah cair dengan pendekatan Sistem Dinamis. Model ini dapat digunakan sebagai alat kontrol dan mengevaluasi keluaran disetiap tahapan proses dalam upaya produksi bersih yang berkelanjutan.
1.3. Perumusan Masalah
Proses pengolahan pada pabrik kelapa sawit bersifat linearcontinoussecara
stochastic dinamis (as Closely, as Possibly). Dalam proses pengolahan tersebut
asam lemak bebas dari tandan buah segar, sedangkan kadar asam lemak bebas ini dipengaruhi oleh kematangan buah, kerusakan buah dan lama tidaknya buah didiamkan. Seperti halnya CPO, mutu dan jumlah limbah sangat dipengaruhi atau ditentukan oleh setiap tahapan proses pengolahan kelapa sawit.
Perkembangan industri minyak kelapa sawit yang cukup pesat memberikan dampak akan peningkatan produksi limbah cair pabrik minyak kelapa sawit yang memberikan dampak pencemaran lingkungan, tanah, air dan udara dengan emisi metana yang potensial. Emisi metana tersebut dari sisi potensi produksi biogas dapat digunakan menjadi energi terbarukan dan upaya mendukung program pemerintah yang berhubungan dengan pasokan energi serta teknologi bersih bagi industri yang dapat meningkatkan keuntungan kompetitif di pasar. Untuk melihat input dan output pada pengolahan produksi bersih pabrik kelapa sawit dapat dilihat pada Gambar 1.
Input tidak dikehendaki • Kondisi Panen Di kebun
dan kematangan buah • Pengangkutan ke
pabrik
• Harga Input dan Output • Standart Kualitas mutu • Kapasitas PKS (Pabrik
Kelapa Sawit) • CER (certificate emision
reduction) dan CDM limbah cair pabrik kelapa sawit menjadi biogas
untuk energi listrik (Renewable energy)
Output yang diharapkan • Produktivitas pabrik
yang berkelanjutan • Kerusakan Lahan
Minimum
• Pencemaran air, tanah, dan udara minimum • Pencapaian
Kesejahteraan • Multiplier efect terhadap
sistem produksi • Arus informasi,
teknologi pengelolaan baik
Output yang tidak diharapkan • Produktivitas kebun tidak
berkelanjutan
• Pencemaran air, udara, dan tanah tinggi
• Kesejahteraan mengalami degradasi
Umpan balik Sistem Perencanaan
Gambar 1. Diagram Input-Output dalam Pengelolaan Produksi Bersih (Cleaner Production) Pabrik Kelapa Sawit dan Pemanfaatan
Limbah Cair Menjadi Energi Terbarukan
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :
1. Membangun model pengolahan limbah cair dengan pendekatan sistem dinamis dalam upaya produksi bersih pada produksi kelapa sawit berkelanjutan.
2. Mengkaji aliran material dan energy balance pada cleaner production.
3. Mengukur emisi biogas dalam kolam limbah cair pabrik kelapa sawit dan menguji kualitas limbah cair.
4. Mengkaji limbah cair pabrik kelapa sawit untuk produksi biogas yang layak diaplikasikan untuk energi terbarukan
1.5. Kerangka Pemikiran
Dalam pengolahan minyak dan inti menghasilkan dua jenis yaitu limbah padat dan limbah cair. Limbah cair yang dihasilkan mengandung BOD dan COD tinggi yaitu 20.000 dan 40.000 mg/l, TSS, minyak dan lemak, Nitrogen dan pH.
Proses pengolahan minyak dan inti ini juga sangat membutuhkan air, uap dan energi listrik. Energi listrik ini dari power plant, dimana power plant ini berasal dari power generation plant sedangkan uap dan air sangat berpengaruh positif terhadap pengolahan minyak dan inti karena uap dan air ini diperlukan dalam proses tersebut. Untuk keperluan air ini bisa diperoleh dari pengolahan air (water threatment) dan uap diperoleh dari boiler.
membutuhkan energi demi berlangsungnya kegiatan proses pengolahan minyak dan inti. Dari keadaan inilah mengambil suatu inisiatif untuk memanfaatkan limbah cair yang mengandung biogas yaitu CH4 dan CO2 sebagai bahan baku
dalam power generation plant. Sehingga limbah cair yang berasal dari pengolahan minyak dan inti setelah kandungan biogasnya dimanfaatkanmenjadi energi listrik. Dengan penerapan konsep seperti ini maka pembangunan berkelanjutan pabrik kelapa sawit dapat menerapkan teknologi yang bersih dan ramah lingkungan.
Kontrol yang terencana pada proses produksi di pabrik kelapa sawit dapat menurunkan “losses” maka fungsi dan pengaruh “material balance” dan “energy
balance” harus setara dan seimbang pada proses produksi yang dilaksanakan.
Limbah cair pabrik kelapa sawit walaupun berdampak negatif dapat dijadikan bahan baku untuk dijadikan energi terbarukan. Hal ini disebabkan limbah cair pabrik kelapa sawit (palm oil mill effluent) mengandung biogas. Kerangka pemikiran penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 2.
Plantation
Tandan Buah Segar
Produksi Minyak Kelapa Sawit
Minyak Sawit Mentah Limbah Padat
Limbah Cair
Biogas LCPMKS
SLUDGE
Renewable Energy
Pupuk Cair Organik
Multiplayer effect (produksi bersih)
1.6. Lingkup Penelitian
Adapun yang menjadi ruang lingkup dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Pabrik yang menjadi sampel pengamatan adalah pabrik kelapa sawit yang dikelola oleh pemerintah dan swasta.
2. Pengukuran limbah cair dimana terdapat gas (CH4) yang menjadi subjek
penelitian untuk menjadi energi yang terbarukan.
3. Upaya memperoleh value added dalam pemanfaatan limbah cair.
4. Integrasi sistem pengolahan pabrik kelapa sawit dan pengolahan limbah. Sebagai rumusan masalah adalah:
1. Bagaimana model pengolahan limbah cair yang sesuai atau tepat dalam upaya produksi bersih pada produksi kelapa sawit berkelanjutan
2. Bagaimana aliran material dan energy balance pada cleaner production
3. Berapa banyak emisi biogas dalam kolam limbah cair pabrik kelapa sawit dan bagaimana kualitas hasil pengolahan limbah cair.
4. Berapa produksi biogas limbah cair pabrik kelapa sawit yang layak diaplikasikan untuk energi terbarukan
1.7. Hipotesis Penelitian
Dengan menggunakan model pengolahan kelapa sawit dapat dilakukan berbagai analisis sebagai bahan evaluasi maupun optimisasi pengolahan kelapa sawit untuk melihat perbedaan kondisi yang berpengaruh pada pengolahan limbah anaerob sehingga mendapatkan multiplayer effect terhadap lingkungan.
1.8. Manfaat Penelitian
Melihat penerapan produksi bersih (cleanerproduction) di pabrik kelapa sawit, melalui pengelolaan dan pemanfaatan limbah cair pabrik kelapa sawit yang berdasarkan kaidah lingkungan yang berlaku dalam menuju pabrik kelapa sawit yang lestari.
Gambar 3. Manfaat Penelitian
Biogas adalah gas yang dihasilkan dengan proses biologis dalam kondisi anaerobik. Gas yang dihasilkan berupa karbon dioksida dan metan. Komposisi rata-ratanya adalah 60-70% gas metan, 20-40% gas karbondioksida antara 0,2-0,3% hidrogen sulfida, dan gas lainnya. Disamping aspek pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit, produksi energi juga merupakan hal yang penting bagi pabrik kelapa sawit. Jika biogas yang dihasilkan dari proses pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit ini seluruhnya digunakan untuk mesin genset, maka dapat dihasilkan tenaga listrik sebesar 26kWh per ton tandan buah segar, sedangkan kebutuhan spesifik per ton tandan buah segar diperkirakan 15-17 kWh.
1.8. Novelty
