Evaluasi Keberadaan Teknologi Pengolahan Limbah Padat Pabrik Kelapa Sawit dengan Metode Fuzzy Delphi di PTPN IV Unit Pabatu

(1)

EVALUASI KEBERADAAN TEKNOLOGI PENGOLAHAN

LIMBAH PADAT PABRIK KELAPA SAWIT DENGAN

METODE FUZZY DELPHI DI PTPN IV UNIT PABATU

TUGAS SARJANA

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat-syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Oleh

IBNU HARTO LUBRO 110403174

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

UNIVERSITASSUMATERAUTARA M E D A N

(2)

(3)

(4)

ABSTRAK

Limbah padat berupa tandan kosong merupakan hasil dari pabrik

pengolahan kelapa sawit yang cukup banyak dihasilkan selain limbah cair yaitu

berkisar 22,5% dari tiap ton TBS. Pengolahan limbah padat di Pabrik Kelapa

Sawit PTPN IV Unit Pabatu belum optimal dikarenakan pembakaran tandan

kosong yang dilakukan PTPN IV Unit menimbulkan permasalahan yaitu asap

berbahaya yang mencemari lingkungan serta bau yang tidak sedap. Tujuan dari

penelitian ini untuk membangun sebuah model evaluasi untuk mengatasi

ketidakpastian dalam pemilihan alternatif teknologi pengolahan limbah padat

tandan kosong yang tepat berdasarkan 16 kriteria dari beberapa aspek dengan

metode Fuzzy Delphi. Penentuan kriteria dan Bobot kriteria dibangun berdasarkan

konsensus pakar dengan menggunakan Delphi kuesioner dan peringkat teknologi

dikumpulkan melalui skor linguistik yang dianalisis dengan fuzzy synthetic extent.

Hasil penelitian ini menunjukan bahwa teknologi pengolahan limbah padat tandan

kosong dengan kompos dan bahan bakar yang harus dipilih untuk pengembagan

lebih lanjut karena memiliki bobot tertinggi sebesar 33.7639 dan 3.4797

dibandingkan alternatif lainnya.

(5)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang senantiasa

memberikan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat

menyelesaikan Laporan Tugas Sarjana ini.Tugas Sarjana merupakan salah satu

dari syarat akademis yang harus dipenuhi oleh mahasiswa Teknik Industri untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknik.

Tugas Sarjana dilaksanakan penulis di PT. Perkebunan Nusantara IV

Kebun Pabatu yang bergerak dalam bidang produksi minyak kelapa sawit (CPO)

dengan judul Tugas Sarjana ini adalah “Evaluasi Keberadaan Teknologi

Pengolahan Limbah Padat Pabrik Kelapa Sawit dengan Metode Fuzzy Delphi di PTPN IV Unit Pabatu’’

Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Sarjana ini masih jauh dari

kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran

yang membangun dari semua pihak demi kesempurnaan Laporan Tugas Sarjana

ini.Akhir kata, penulis berharap agar Laporan Tugas Sarjana ini dapat berguna

bagi kita semua.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA PENULIS

(6)

UCAPAN TERIMA KASIH

Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, banyak pihak yang telah

membantu, maka pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Ibu Ir. Khawarita Siregar, MT selaku Ketua Departemen Teknik Industri,

Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.

2. Bapak Ir. Mangara M. Tambunan, M.Sc selaku koordinator tugas akhir yang

telah memberikan arahan dalam pemilihan judul tugas akhir.

3. Bapak Prof. Dr. Ir. A. Rahim Matondang, M.S.I.E selaku koordinator bidang

manajemen yang memberikan arahan terhadap judul tugas akhir ini.

4. Ibu Ir. Khawarita Siregar, MT selaku dosen pembimbing I yang banyak

meluangkan waktu, memberikan ilmu dan saran untuk penulisan proposal

tugas akhir ini.

5. Bapak Aulia Ishak, ST, MT selaku dosen pembimbing II yang sudah banyak

memberikan saran dan arahan terkait judul dan isi proposal tugas akhir.

6. Kedua orang tua Bapak Eli Guntoro S.E. dan Ibu Sulastri serta kedua kakak

saya yaitu Evita Kartika Sari,Amd. dan Tissa Dwi Kartika Sari,S.Sos. yang

telah memberikan doa maupun dorongan materil sehingga penulis dapat

menyelesaikan Tugas Sarjana ini.

7. Manajer projek PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu yang sudah

(7)

8. Bapak Erwinsyah dan Anshari selaku kepala bagian penelitian di Pusat

Penelitian Kelapa Sawit atas bantuannya untuk meluangkan waktu dalam

proses pengumpulan data.

9. Teman yang selalu ada di saat suka duka Dian Indah Permata S. yang selalu

memberikan dorongan semangat yang luar biasa untuk Tugas Sarjana ini.

10. Rekan-rekan satu kelompok tugas akhir di PT. Perkebunan Nusantara IV

Kebun Pabatu, Elfa Emila dan Amanda Kwayyis yang saling menguatkan dan

mendoakan.

11. Sahabat-sahabatpenulis di Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik USU

khususnya stambuk 2011 yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah

memberikan dukungan kepada penulis dalam penyelesaian tugas akhir ini.

12. Seluruh staf dan karyawan Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik,

Universitas Sumatera Utara khususnya Bang Ridho, Kak Aniaty, Kak Dina,

Bang Mijo dan Bang Nurmansyah yang banyak membantu dan memberikan

dukungan kepada penulis.

13. Semua pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan

(8)

DAFTAR ISI

BAB HALAMAN

LEMBAR JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

UCAPAN TERIMA KASIH ... iv

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xviii

DAFTAR LAMPIRAN ... xx

ABSTRAK ... xxi

I PENDAHULUAN ... I-1

1.1. Latar Belakang ... I-1

1.2. Rumusan Masalah ... I-7

1.3. Tujuan dan Manfaat ... I-7

1.4. Manfaat Penelitian ... I-8

1.5. Batasan dan Asumsi Penelitian ... I-9

(9)

DAFTAR ISI (Lanjutan)

2.4. Struktur Organisasi Perusahaan ... II-2

2.5. Jumlah Tenaga Kerja ... II-5

2.6. Proses Produksi ... II-5

2.6.1. Proses Pengolahan Minyak Kelapa Sawit ... II-6

2.7. Stasiun Pengolahan Limbah ... II-17

2.7.1. Stasiun Pengolahan Limbah Cair (Effluent Treatment) .. II-17

2.7.2. Stasiun Pengolahan Limbah Padat ... II-20

III LANDASAN TEORI ... III-1

3.1. Minyak Kelapa Sawit ... III-1

3.2. Limbah Kelapa Sawit ... III-3

3.2.1. Jenis dan Potensi Limbah Kelapa Sawit ... III-3

3.2.2. Karakteristik Limbah Kelapa Sawit ... III-7

3.2.3. Limbah Cair Kelapa Sawit ... III-10

3.2.3. Limbah Padat Kelapa Sawit ... III-11

(10)

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB

HALAMAN

3.2.6. Sistem Teknologi Pengolahan Limbah Padat ... III-12

3.3. Teknik Evaluasi ... III-19

3.4. Metode Sampling... III-22

3.4.1. Probability Sampling ... III-22

3.4.2. Non-probability Sampling ... III-24

3.5. Kuesioner ... III-25

3.6. Definisi Metode Delphi ... III-26

3.6.1. Sejarah Metode Delphi ... III-27

3.6.2. Pendekatan dalam Metode Delphi ... III-27

3.6.3. Prosedur Delphi ... III-28

3.6.4. Evaluasi terhadap Teknik Evaluasi Delphi ... III-31

3.6.5. Kelebihan dan Kekurangan Teknik Delphi ... III-32

3.6.5.1. Kelebihan Tenik Delphi ... III-32

3.6.5.2. Kelemahan Metode Delphi... III-33

3.7. Dasar-Dasar AHP ... III-34

3.7.1. Decomposition ... III-35

3.7.2. Comparative Judgement ... III-36

3.7.3. Synthesis of Priority ... III-37

3.7.4. Logical Consistency ... III-37

(11)

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB

HALAMAN

3.9. AHP dalam Kelompok ... III-40

3.10. Teori Fuzzy ... III-41

3.11. Fungsi Keanggotaan ... III-42

3.12. Analisa Fuzzy Synthetic Extent ... III-42

IV METODELOGI PENELITIAN ... IV-1

4.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... IV-1

4.2. Sifat Penelitian ... IV-1

4.3. Objek Penelitian ... IV-2

4.4. Kerangka Konseptual Penelitian ... IV-2

4.5. Identifikasi Variabel Penelitian ... IV-3

4.5.1. Variabel Independen ... IV-3

4.5.2. Variabel Dependen ... IV-3

4.6. Sumber Data ... IV-3

4.7. Metode Pengumpulan Data ... IV-4

4.8. Instrumen Penelitian ... IV-4

4.9. Teknik Pengumpulan Data ... IV-6

4.10. Block Diagram Prosedur Penelitian ... IV-7

(12)

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB

HALAMAN

V PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ... V-1

5.1. Pengumpulan Data ... V-1

5.2. Pembuatan dan Penyebaran Kuesioner ... V-1

5.3. Rekapitulasi Kuesioner ... V-3

5.3.1. Analisis Kuesioner 1 ... V-3

5.3.2. Analisis Kuesioner 2 ... V-4

5.4. Kriteria Evaluasi dan Alternatif Teknologi Pengolahan Limbah

Padat Kelapa Sawit Tandan Kosong ... V-6

5.4.1. Kriteria Evaluasi Pengolahan Limbah Padat Kelapa

Sawit Tandan Kosong ... V-6

5.4.1.1. Kriteria dari Perspektif Lingkungan... V-6

5.4.1.2. Kriteria dari Perspektif Teknologi ... V-7

5.4.1.3. Kriteria dari Perspektif Ekonomi ... V-8

5.4.1.4. Kriteria dari Perspektif Sosial ... V-9

5.4.2. Alternatif Teknologi Pengolahan Limbah Padat Kelapa

Sawit Tandan Kosong ... V-10

5.5. Perhitungan Bobot Fuzzy Kriteria dan Alternatif Teknologi ... V-13

(13)

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB

HALAMAN

5.5.1.1. Matriks Banding Berpasangan (Parwise

Comparisons) ... V-13

5.5.1.2. Perhitungan Rata-rata Pembobotan untuk

Masing - masing Kriteria dan Alternatif

Teknologi ... V-39

5.5.1.3. Perhitungan Bobot Parsial dan Konsistensi

Matriks ... V-40

5.5.2. Perhitungan Bobot Fuzzy Kriteria dan Alternatif

Teknologi ... V-43

5.5.2.1. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan (Parwise

Comparison) ... V-44

5.5.2.2. Perhitungan Bobot Fuzzy ... V-69

VI PEMBAHASAN ... VI-1

6.1. Pembahasan Konsep Delphi ... VI-1

6.2. Perhitungan AHP ... VI-4

6.3. Perhitungan Bobot Fuzzy Teknologi Pengolahan Limbah Padat

(14)

DAFTAR ISI (Lanjutan)

BAB

HALAMAN

VII KESIMPULAN DAN SARAN ... VII-1 7.1. Kesimpulan ... VII-1 7.2. Saran ... VII-2

(15)

DAFTAR TABEL

TABEL HALAMAN

1.1. Luas Areal Kelapa Sawit Indonesia ... I-3

1.2. Sebaran Kelapa Sawit Menurut Provinsi di Indonesia ... I-4

1.3. Jumlah Industri Pengolahan Kelapa Sawit di Sumatera ... I-6

2.1. Jumlah Tenaga Kerja di Pabrik PTPN IV Kebun Pabatu ... II-5

2.2. Parameter Penanganan Limbah... II-18

2.3. Komposisi Bahan Bakar ... II-22

3.1. Jenis, Potensi dan Pemanfaatan Limbah Pabrik Kelapa

Sawit ... III-3

3.2. Potensi dan Pemanfaatan TKS dari Limbah PKS sebagai Hara

dalam Suatu Luasan ... III-5

3.3. Potensi Limbah Padat Kelapa Sawit Sebagai Hara ... III-6

3.4. Komposisi Jumlah Air Limbah dari 1 ton CPO ... III-7

3.5. Kualitas Limbah Cair (inlet) Pabrik Kelapa Sawit ... III-8

3.6. Kandungan Hara Limbah Kelapa Sawit ... III-8

3.7. Kandungan Tandan Kosong, Serat dan Cangkang ... III-9

3.8. Kelebihan dan Kekurangan TKS yang dirajang dan yang tidak

dirajang untuk dimanfaatkan sebagai Kompos ... III-14

3.9. Nilai Indeks Random ... III-38

(16)

DAFTAR TABEL (Lanjutan)

5.2. Rekapitulasi Kuesioner 1 ... V-4

5.3. RekapitulasiDeskripsi Responden Terhadap Kriteria

Variabel ... V-5

5.4. Matriks Banding Berpasangan Level 2 ... V-13

5.5. Matriks Banding Berpasangan antar Unsur Level Aspek

Lingkungan ... V-15

Teknologi ... V-16

Ekonomi ... V-17

Sosial ... V-18

5.9. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Konsumsi

Energi ... V-19

5.10. Matriks Banding Berpasangan antarKriteria Integrasi

Limbah ... V-21

5.11. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Efisiensi energi ... V-22

5.12. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Tingkat Emisi ... V-23

5.13. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Potensi

(17)

DAFTAR TABEL (Lanjutan)

5.14. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Performance ... V-26

5.15. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Perawatan ... V-27

5.16. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Sumber Daya

Manusia ... V-28

5.17. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Dukungan

Industri ... V-29

5.18. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Investasi

Awal ... V-31

5.19. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Biaya

Operasional ... V-32

5.20. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Biaya

Perawatan ... V-33

5.21. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Biaya Sumber

Daya Manusia... V-34

5.22. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Penggunaan

Lahan ... V-35

5.23. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Penerimaan

Sosial ... V-37

5.24. Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Dampak

(18)

DAFTAR TABEL (Lanjutan)

5.25. Perhitungan Rata-rata Pembobotan untuk Elemen Level 2 ... V-40

5.26. Penjumlahan Kolom Matriks Perbandingan Level 2 ... V-40

5.27. Pembagian Tiap Elemen Kolom dengan Hasil Penjumlahan

Matriks Perbandingan Level 2 ... V-41

5.28. Rekapitulasi Perhitungan Konsistensi Rasio ... V-43

5.29. Defenisi Setiap Nomor Fuzzy ... V-44

5.30. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan Level 2 ... V-44

5.31. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Aspek

Lingkungan ... V-45

5.32. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Aspek

Teknologi ... V-46

5.33. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Aspek Ekonomi ... V-48

5.34. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Aspek Sosial ... V-49

5.35. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Konsumsi

Energi ... V-50

5.36. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Integrasi

Limbah ... V-51

5.37. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Efisiensi

(19)

DAFTAR TABEL (Lanjutan)

5.38. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Tingkat

Emisi ... V-54

5.39. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Potensi

Pengembangan Teknologi ... V-55

5.40. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria

Performance ... V-56

5.41. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria

Perawatan ... V-57

5.42. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Sumber

Daya Manusia... V-58

5.43. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Dukungan

Industri ... V-60

5.44. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Investasi

Awal ... V-61

5.45. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Biaya

Operasional ... V-62

Perawatan ... V-63

(20)

DAFTAR TABEL (Lanjutan)

5.48. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Penggunaan

Lahan ... V-66

5.49. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Penerimaan

Sosial ... V-67

5.50. Fuzzy Matriks Banding Berpasangan antar Kriteria Dampak

Teknologi ... V-68

5.51. Rata-rata Geometris Fuzzy Matriks Banding Berpasangan Level

2 ... V-70

5.52. Rekapitulasi Nilai l,m dan u ... V-71

5.53. Rekapitulasi Defuzifikasi Untuk Level 2 ... V-71

5.54. Rekapitulasi Nilai Fuzzyfikasi Seluruh Level... V-72

5.55. Rekapitulasi Bobot Teknologi Pengolahan Limbah Padat

PKS ... V-74

(21)

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR

HALAMAN

1.1. Produksi Minyak Sawit Global 2012/2013 ... I-2

1.2. Perkebunan Kelapa Sawit di Area Sumatera (Ha) ... I-4

1.3. Pohon Industri Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit... I-5

2.1. Gambar Struktur Organisasi PT Perkebunan Nusantara IV Unit

Kebun Pabatu ... II-4

2.2. Stasiun Penumpukan dan Pemindahan Buah ... II-7

2.3. Stasiun Perebusan ... II-8

2.4. Stasiun Penebah ... II-9

2.5. Stasiun Pengempaan... II-11

2.6. Stasiun Pemurnian Minyak ... II-12

2.7. Oil Purifier ... II-14

2.8. Diagram Alir Proses Pengolahan Kelapa Sawit ... II-16

2.9. Material Balance Proses Pengolahan Minyak Sawit ... II-17

3.1. Jenis Limbah Berdasarkan Tahap Proses Pabrik Kelapa

Sawit ... III-4

3.2. Pohon Industri Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit... III-4

3.3. Persentase Produksi Pengolahan Limbah Kelapa Sawit ... III-11

3.4. Aplikasi Limbah ... III-12

(22)

DAFTAR GAMBAR (Lanjutan)

GAMBAR

HALAMAN

3.6. Proses Pembuatan Kompos ... III-15

3.7. Diagram Alir Pelaksanaan Pembuatan Papan Partikel... III- 16

3.8. Struktur Hirarki ... III-36

4.1. Kerangka Konseptual ... IV-2

4.2. Block Diagram Pengolahan Data ... IV-8

5.1. Hirarki Kriteria dan Pilihan Teknologi Pengolahan Limbah

(23)

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN

HALAMAN

1. Kuesioner 1 ... L-1

2. Kuesioner 2 ... L-2

3. Kuesioner AHP ... L-3

4. Form Tugas Akhir ... L-4

5. Surat Penjajakan ... L-5

6. Surat Balasan ... L-6

7. Surat Keputusan Tugas Akhir ... L-7

8. Perubahan Surat Keputusan Tugas Akhir ... L-8