TUGAS AKHIR
Analisis Pengaruh Plasma Dielectric Barrier Discharge (DBD) Pada
Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit Dengan Menggunakan Tegangan
Tinggi AC
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Jenjang Pendidikan Strata-1 Di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Andalas
OLEH : FEBBY TRIYANI
1010952024
DOSEN PEMBIMBING : ARIADI HAZMI, Dr. Eng NIP : 19750314 199903 1 003
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
Abstract
Indonesia was called as the second largest palm oil producer in South East Asia after Malaysia that can be proven by average of producing of crude palm oil that rising to 23,5 million tons per year. Palm mill oil effluent increased with increasing of total production. Palm mill oil effluent should be treated as appropriate with standard quality of environment before it was flowed to rivers because it contained an organic compound that could damage ecosystem in rivers. Plasma is an ionized gas that can be generated by Dielectric Barrier Discharge method by facing electrodes which connected to AC high voltage source at plasma reactor. Research about plasma technology has been implemented in latest some decades. According to those researches, plasma technology was adequate effective to separate and degrade an organic that contamined a liquid. By using plasma technology with these DBD method by varying voltage, it produced partial discharge which equal with range of applied voltage and time. The result of this research has shown that BOD and COD concentrate has decreased to standard quality of environment at 19 kV voltage precious for 120 minutes that can be seen by total of partial discharge formed.
Abstrak
Indonesia disebut sebagai penghasil minyak kelapa sawit terbesar urutan ke-2 di kawasan Asia Tenggara setelah Malaysia yang dibuktikan dengan produksi bahan mentah minyak goreng (Crude Palm Oil/CPO) rata-rata mencapai 23.5 juta ton per tahun. Limbah cair yang dihasilkan meningkat seiring dengan menigkatnya jumlah produksi. Limbah cair harus diolah sesuai dengan standar baku mutu limbah sebelum dialirkan ke perairan karena mengandung senyawa organik yang dapat mengganggu ekosistem di perairan. Plasma merupakan gas terionisasi yang yang dapat dibangkitkan dengan metode Dielectric Barrier Discharge yaitu dengan menghadapkan elektroda yang terhubung dengan sumber tegangan tinggi AC pada reaktor plasma. Penelitian tentang teknologi plasma sudah dilakukan dalam beberapa dekade terakhir. Berdasarkan penelitian-penelitian tersebut, dapat dikatakan bahwa teknologi plasma ini cukup efektif untuk memisahkan dan menguraikan bahan-bahan organik yang mengkontaminasi suatu cairan. Dengan menggunakan teknologi plasma metode DBD melalui penerapan tegangan yang bervariasi menghasilkan jumlah partial discharge yang sebanding dengan nilai tegangan dan lama rentang waktu terapan. Pada penelitian terhadap pengolahan limbah cair sawit ini telah didapatkan hasil bahwa kandungan BOD dan COD yang terdapat pada limbah cair dapat berkurang hingga mencapai standar baku mutu limbah pada tegangan terapan sebesar 19 kV dengan rentang waktu terapan selama 120 menit yang juga dapat dilihat melalui banyaknya jumlah partial discharge yang terjadi.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Semakin meningkatnya produksi minyak kelapa sawit di Indonesia sehingga Indonesia disebut sebagai penghasil minyak kelapa sawit terbesar pada urutan ke-2 di kawasan Asia Tenggara setelah Malaysia. Ini dibuktikan dari Produksi komoditas kelapa sawit Indonesia yang merupakan bahan mentah minyak goreng (Crude Palm Oil/CPO) rata-rata mencapai 23,5 juta ton per tahun. Dengan meningkatnya jumlah produksi minyak kelapa sawit ini, maka jumlah limbah yang dihasilkan dari produksi ini juga akan semakin meningkat dikarenakan kelapa sawit yang diolah, tidak 100 % menghasilkan bahan mentah minyak goreng (Crude Palm Oil). Hanya beberapa persen dari bagian kelapa sawit yang bisa diolah, sedangkan sisanya berupa limbah padat, cair dan gas.
Adapun limbah cair yang dihasilkan berupa Palm Oil Mill Effluent (POME) air buangan kondensat (8-12%) dan air hasil pengolahan (13-23%). Bahkan saat ini limbah cair hasil pengolahan kelapa sawit di Indonesia mencapai 28,7 juta ton limbah/tahun. Ketersediaan limbah itu merupakan potensi yang sangat besar jika dikelola dan dimanfaatkan dengan baik. Namun sebaliknya akan menimbulkan kerusakan bagi lingkungan dan manusia jika pengelolaannya tidak dilakukan dengan baik.
dapat mengalami penguraian oleh mikroorganisme menjadi senyawa yang lebih sederhana. Limbah cair kelapa sawit umumnya berwarna kecoklatan dan mengandung padatan terlarut dan tersuspensi berupa koloid serta residu minyak dengan kandungan Biochemichal Oxygen Demand (BOD) yang tinggi.
Limbah cair yang dihasilkan ini nantinya akan dialirkan ke perairan, yang nantinya akan berpotensi mencemari lingkungan karena akan mengurangi biota dan mikroorganisme perairan dan dapat menyebabkan keracunan, sehingga harus diolah sebelum dialirkan ke perairan. Limbah yang akan dialirkan tersebut harus memenuhi standar baku mutu limbah kelapa sawit CPO yang telah ditetapkan oleh Menteri Lingkungan hidup pada Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor : Kep-51/Menlh/10/1995 Tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri, maka karakteristik limbah yang dihasilkan PMKS dan baku mutu limbah disajikan pada tabel 1.1 di bawah ini.
Tabel 1.1 Baku Mutu Limbah Cair Untuk Industri Minyak Sawit
Parameter Baku Mutu
Limbah
Ph 6 – 9
BOD (mg/L) 250
COD (mg/L) 500
TSS (mg/L) 300
(Sumber : Keputusan Menteri Negara dan Lingkungan Hidup ,Nomor: KEP- 51/MENKLH/10/1995, Lampiran A.IV tentang Baku Mutu Limbah Cair Bagi Kegiatan Industri ,Tanggal 23 Oktober 1995)
Untuk mencapai nilai parameter limbah cair agar sesuai dengan standar yang telah ditetapkan, dilakukan pengolahan dengan beberapa pengolahan yang sudah dilakukan diantaranya yaitu dengan metoda konvensional dan metoda flotasi. Kedua metoda tersebut masing masing memiliki kelebihan dan kekurangan. Pada metoda konvensional yaitu dengan proses anaerobik, memiliki kelebihan limbah yang dihasilkan berupa limbah cair yang jernih tanpa padatan tersuspensi (Reni D, 2001). Namun kekurangannya adalah sistem konvensional ini membutuhkan lahan yang sangat luas, serta membuang gas metana yang dihasilkan dan terlalu banyak akumulasi lumpur sehingga memerlukan biaya tinggi untuk pembuangannya. (Rahardijo, P.N, 2009).
Pada metoda flotasi (metoda pengapungan) ini mampu menurunkan kadar
Total Suspended Solid (TSS) lebih besar dalam limbah cair namun kekurangannya pada metoda flotasi ini dibutuhkan tekanan dan perputaran yang sangat tinggi dalam prosesnya agar nilai penurunan TSS dapat dipertahankan. (Wu,T.Y.dkk, 2010)
bahan-bahan organik yang mengkontaminasi suatu cairan. (Masayuki, Sato. 2005)
Dilihat dari keefektifan teknologi plasma dalam memisahkan dan menguraikan senyawa organik dalam suatu cairan, maka dari itu penulis akan melakukan penelitian dengan memanfaatkan teknologi plasma metode
Dielectric Barrier Discharge (DBD) dan menganalisa pengaruh plasma selama pengolahan limbah cair kelapa sawit hingga tercapainya standar baku mutu limbah yang telah ditetapkan oleh pemerintah. Proses teknis plasma ini adalah dengan memanfaatkan sumber listrik pulsa tegangan tinggi AC (frekuensi = 50 Hz) dan reaktor plasma berupa reaktor kaca dan menggunakan elektroda berupa elektroda jarum-plat.
1.2Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang memunculkan permasalahan tentang limbah sawit ini maka dapat dirumuskan langkah yang akan dilakukan untuk mencari solusi penyelesaiannya. Perumusan masalahnya dapat dituliskan sebagai berikut:
1. Pengujian ini dilakukan dengan membangkitkan tegangan tinggi AC (frekuensi = 50 Hz).
2. Apa yang terjadi setelah limbah diberikan tegangan tinggi dengan menggunakan elektroda jarum pada variasi waktu yang ditentukan?
1.3Batasan Masalah
Dengan mengacu terhadap rumusan masalah diatas, maka penelitian dibatasi pada :
1. Penerapan rentang waktu dan tegangan agar plasma dengan metoda DBD mampu mendegradasi senyawa organik yang terkandung pada limbah hingga tercapainya standar baku mutu limbah.
2. Dipelajari kombinasi filtrasi dan plasma DBD guna mempercepat proses penghilangan senyawa organik yang terkandung dalam limbah cair sawit. 3. Sampel yang digunakan hanya satu jenis sampel limbah cair kelapa sawit dan
nilai konsentrasi dibatasi sesuai dengan nilai konsentrasi parameter limbah cair yang terukur dari sampel yang digunakan.
1.4Tujuan Penelitian
1. Menentukan pengaruh plasma yang dibangkitkan melalui variasi tegangan dan waktu yang diterapkan, terhadap jumlah partial discharge yang terjadi pada reaktor plasma.
2. Menentukan pengaruh partial discharge terhadap parameter limbah cair sawit (pH, BOD, COD, minyak lemak) hingga tercapainya standar baku mutu limbah.
1.5Manfaat Penelitian
