25 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Gambaran Umum Industri Nata de coco X dan Y
4.1.1 Gambaran Umum Industri Nata de coco X
Industri nata de coco X terletak di desa Susukan I, Margokaton, Seyegan, Sleman. Industri ini merupakan salah satu usaha mikro kecil dan menengah yang bergerak di bidang pengolahan air kelapa menjadi lembaran nata de coco. Perusahaan ini dirintis pada tahun 2011 oleh Bapak Rosida Admaja. Industri nata de coco X memulai produksi pada pukul 07.00 WIB sampai 15.00 WIB. Kapasitas produksi selama satu kali produksi memerlukan sebanyak 1.800 liter air kelapa yang digunakan sebagai media maupun untuk pembuatan starter. Produksi rata-rata menghasilkan 1.200 kg lembar nata yang nantinya akan dijual untuk diolah kembali oleh perusahaan lain. Pengolahan 1.800 liter air kelapa ini membutuhkan tenaga kerja sebanyak 5 orang pekerja.
Selama kegiatan produksi berlangsung terlihat para pekerja belum menggunakan Alat Pelindung Diri (APD), para pekerja masih menggunakan celana dan kaos pendek, serta sandal jepit selama proses produksi.
Bahan baku air kelapa yang digunakan untuk memproduksi nata de coco berasal dari pasar-pasar tradisional disekitar lokasi industri nata de coco. Air kelapa ini ditampung menggunakan wadah drum plastik dengan kapasitas 150 liter, setiap dua hari sekali air kelapa dapat terkumpul sebanyak 2.550 liter.
Proses perebusan air kelapa pada industri ini menggunakan bahan bakar berupa kayu bakar dan serbuk gergaji, biasanya dalam satu minggu membutuhkan sebanyak 1 mobil pick up kayu bakar. Limbah yang dihasilkan dari proses produksi nata de coco yaitu berupa limbah cair dan limbah padat. Limah padat yaitu berupa ampas kotoran kelapa dari proses penyaringan, nata de coco tidak sempurna (reject), dan kertas koran dari sisa proses fermentasi. Sedangkan limbah cair yang dihasilkan berupa limbah cair dari sisa fermentasi larutan nata de coco dan limbah cair pada pencucian nampan. Sejauh ini belum ada
pengelolaan limbah cair yang dilakukan pada industri nata de coco X, dimana tidak terdapat IPAL sehingga limbah yang dihasilkan langsung dibuang ke sungai tanpa diolah terlebih dahulu.
4.1.2 Gambaran Umum Industri Nata de coco Y
Insustri nata de coco Y merupakan salah satu indutri yang mengolah air kelapa menjadi nata de coco, industri ini berdiri pada tahun 2003 yang didirikan oleh bapak Hery Supratikno, S.T. Industri ini beralamatkan di Kretek, Banguntapan, Bantul. Industri nata de coco Y dalam memproduksi nata de coco menghasilkan produk berupa nata de coco potongan dan nata de coco lembaran.
Pada mulanya, Industri Y memproduksi dengan kapasitas produksi sebesar 5 ton perminggu, dengan semakin banyaknya pesananan akhirnya pada tahun 2006 Industri Y mengembangkan usahanya dengan menjual nata de coco potongan.
Industri nata de coco Y memiliki 140 petani yang tersebar diseluruh wilayah DIY dan daerah sekitarnya, saat ini industri nata de coco Y telah berhasil memasarkan produknya hingga ke Banten, Jakarta, Jawa Barat, Jawat Tengah, dan Jawa Timur.
Industri Y beroprasi setiap hari Senin – Sabtu dimulai pada pukul 08.00 W.I.B sampai 16.00 W.I.B. Bahan baku air kelapa didapatkan melalui pengepul yang mengumpulkan air kelapa dari pasar tradisional, pemecah kelapa, dan produksi kopra sebanyak 4 ton per-hari. Kapasitas produksi industri nata de coco Y memerlukan sebanyak 4000 liter air kelapa untuk dijadikan digunakan sebagai media maupun untuk pembuatan starter, nantinya lembaran nata de coco yang sudah panen akan dipotong dengan sesuai pesanan. Industri Y memiliki pekerja sebanyak 50 orang. Perlengkapan kerja yang harus digunakan selama proses produksi antara lain masker, baju kerja, tutup kepala, sarung tangan, dan sepatu kerja.
Limbah yang dihasilkan dari proses produksi nata de coco di industri Y yaitu limbah cair dan limbah padat. Limah padat yaitu berupa ampas kotoran kelapa dari proses penyaringan, nata de coco tidak sempurna (reject), kulit ari dari pembersihan nata, sisa nata dari proses penipisan dan pemotongan, nata
yang tidak sesuai standar, dan kertas koran dari sisa proses fermentasi.
Sedangkan limbah cair yang dihasilkan berupa limbah cair dari sisa fermentasi larutan nata de coco , limbah cair dari proses pensortiran nata, pengepressan, dan limbah cair pada pencucian nampan. Limbah cair yang dihasilkan pada proses pengepressan dikumpulkan ke dalam tangki penampung berkapasitas 2000 liter, selain itu limbah cair yang dihasilkan kemudian dialirkan menuju IPAL dengan proses pengendapan pada air limbah dengan penambahan bakteri, kemudian limbah tersebut dialirkan menuju kolam akhir sebagai Bio- indicator atau kolam ikan yang berisi ikan gurame sebagai indikator kualitas
efluen atau buangan limbah industri tersebut.
Berikut merupakan tabel perbandingan kedua industri nata de coco berdasarkan beberapa kategori:
Tabel 4.4. Perbandingan Gambaran Umum Industri Nata de coco X dan Y
No Keterangan Industri X Industri Y
1 Tahun Berdiri 2011 2003
2 Jam Operasi 07.00-15.00 08.00-16.00
3 Produk Yang Dihasilkan Lembaran Nata de coco
Nata de coco Potong
4 Jumlah Pekerja Produksi 5 Orang 50 Orang
5 Kapasitas Produksi 1.205 Kg 1.617 Kg
4.2 Gambaran Umum Proses Produksi Nata de coco Industri X dan Y 4.2.1 Gambaran Umum Proses Produksi Industri X
Proses produksi pembuatan nata de coco pada industri X yaitu meliputi proses penyaringan, perebusan, penuangan kedalam wadah fermentasi, fermentasi, pemanenan, dan pencucian nampan. Air kelapa yang sudah terkumpul dari pasar-pasar tradisional kemudian dikumpulkan kedalam tempat penampungan sementara yang berkapasitas 150 liter. Air kelapa yang telah ditampung akan disaring dengan menggunakan kain saring yang betujuan untuk memisahkan kotoran-kotoran maupun daging buah kelapa yang mungkin terikut kedalam air kelapa.
Tahap selanjutnya adalah proses perebusan air kelapa, air kelapa yang sudah bersih kemudian dialirkan dengan menggunakan pompa kedalam tungku stainless berkapasitas volume 360 liter sebanyak lima tungku. Proses perebusan air kelapa dilakukan menggunakan kayu bakar dan serbuk gergaji selama 30 menit dengan suhu 90 . Proses perebusan ini bertujuan untuk mematikan kontaminan-kontaminan yang dapat merusak kualitas air kelapa dan mengoptimalkan proses pencampuran bahan-bahan campuran lainnya seperti gula, amonium sulfat, dan asam cuka agar tercampur dengan sempurna.
Gambar 4.6. Tempat Penampungan Sementara Air Kelapa
Gambar 4.2 Proses Perebusan Air Kelapa
Saat proses perebusan air kelapa sudah mencapai suhu 90 , air kelapa kemudian ditambahkan gula pasir, asam cuka, dan amonium sulfat. Gula pasir sebagai sumber karbon (C) terbaik untuk mengasilkan nata dan amonium sulfat sebagai sumber nitrogen (N). Penambahan sumber C dan N dapat menghasilkan nata lebih optimal dan menambah nutrisi pertumbuhan Acetobacter xylinum dalam proses fermentasi (Edria & Wibowo, 2010). Asam cuka ditambahkan untuk mengatur pH pada sekitar 4-5 (Hamad et al., 2011).
Gambar 4.7. Proses Perebusan Air Kelapa
Gambar 4.8. Proses Penambahan Asam Cuka dan Pencampuran Air Kelapa
Setelah proses perebusan telah selesai, larutan air kelapa kemudian dialirkan menggunakan pompa kedalam wadah tong untuk selanjutnya dituangkan ke wadah atau nampan fermentasi yang berukuran 35cm x 24 cm.
Nampan tersebut kemudian ditutup dengan kertas koran dan diikat menggunakan karet. Nampan yang telah tertutup disusun vertikal sebanyak 10 tumpukan disimpan dirak penyimpanan dan didiamkan selama satu malam sampai suhu larutan air kelapa tersebut turun. Tahap ini bertujuan untuk memberikan media bagi starter Acetobacter Xylinum untuk tumbuh dan berkembang biak pada suhu yang sesuai.
Pada hari berikutnya proses inokulasi dilakukan dengan cara penambahan starter biakan sebanyak 40 ml per nampan, pembuatan starter dilakukan dengan sistem regenerasi biakan Acetobacter Xylinum. Nampan tersebut kemudian ditutup kembali dengan rapat. Proses inokulasi dilakukan selama 6-7 hari agar kualitas nata yang dihasilkan baik.
Gambar 4.9. Proses Penuangan Larutan Air Kelapa Ke Dalam Nampan
Gambar 4.5 Proses Pendinginan Larutan Air Kelapa
Selama proses fermentasi berlangsung, tidak ada penanganan khusus terkait pengontrolan pH, suhu ruangan, dan sebagainya. Bakteri Acetobacter Xylinum tumbuh baik dalam media yang memiliki pH 3 – 4. Jika pH lebih dari empat atau kurang dari tiga, maka proses fermentasi tidak akan dapat berjalan optimum. Suhu optimum untuk pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum adalah pada suhu kamar (suhu 26 – 28oC) (Alviani, 2016).
Gambar 4.6 Proses Fermentasi Larutan Air Kelapa Gambar 4.10. Proses Pendinginan Larutan Air Kelapa
Gambar 4.11. Proses Fermentasi Larutan Air Kelapa
Proses pemanenan nata dilakukan 1 minggu setelah proses fermentasi.
Ciri- ciri dari nata yang sudah siap untuk dipanen yaitu apabila ditekan tidak akan keluar air yang bewarna kecoklatan. Nata yang berkualitas baik memiliki warna putih keruh, tidak berjamur, dan tidak keras maupun lembek dan memiliki ketebalan sebanding dengan volume ketinggian air kelapa yang dituangkan pada nampan.
Lembaran nata dipanen dengan memisahkan nata dari nampan dan kertas koran, cairan sisa fermentasi kemudian dikumpulkan dalam suatu wadah.
Pemanenan nata dikumpulkan dalam drum plastik dan dilakukan proses pembersihan kulit nata secara manual oleh pekerja. Wadah nampan selanjutnya dicuci dan dijemur. Pencucian nampan dilakukan menggunakan air mengalir untuk membersihkan sisa cairan fermentasi nata dan dari kotoran-kotoran.
Gamb
Limbah cair yang dihasilkan dari proses fermentasi dan pencucian pada industri X tidak diolah terlebih dahulu, karna pada industri X tidak memiliki IPAL untuk mengolah air limbah yang dihasilkan. Limbah yang dihasilkan dari proses produksi langsung dialirkan dan dibuang ke sungai. Sedangkan limbah padat yang dihasilkan kemudian dikirim ke pihak ke tiga.
Gambar 4.12. Proses Pemanenan Nata de coco Dan Pencucian Nampan
Diagram alir proses produksi pada industri X dapat dilihat pada Gambar 4.13 dibawah ini:
Gambar 4.8 Diagram Alir Proses Produksi Nata de coco Industri X Gambar 4.13. Diagram Alir Proses Produksi Nata de coco Industri X
Berikut merupakan layout proses produksi pada industri X yang ada pada Gambar 4.14 dibawah ini:
Gambar 4.9 Layout Proses Produksi Nata de coco Industri X Gambar 4.14. Layout Proses Produksi Nata de coco Industri X
4.2.2 Gambaran Umum Proses Produksi Industri Y
Dalam proses produksi nata de coco industri Y berbeda dari industri X, industri Y melakukan proses pengupasan, dan pemotongan pada nata de coco yang sudah panen. Proses produksi pembuatan nata de coco pada industri Y yaitu meliputi proses penyaringan, perebusan, pencampuran, penuangan kedalam wadah, fermentasi, pemanenan, pencucian nampan, pengupasan kulit ari, pemotongan, pensortiran, pengepressan, dan pengemasan. Air kelapa yang sudah terkumpul dari pengepul kemudian dikumpulkan kedalam tempat penampungan sementara yang berkapasitas 1000 liter sebanyak 18 tangki.
Pembelian air kelapa di pengepul dilakukan pengecekan dan penyaringan terlebih dahulu. Air kelapa yang digunakan telah memenuhi standar karakteristik yang ditetapkan diantaranya airnya masih segar, tidak keruh atau berwarna coklat dan tidak berbau busuk.
Air kelapa yang telah ditampung akan disaring dengan kain saring, proses ini bertujuan untuk memisahkan kotoran-kotoran yang mungkin terikut kedalam air kelapa. Tahap selanjutnya adalah proses perebusan air kelapa, air kelapa yang sudah bersih kemudian dialirkan dengan menggunakan pompa kedalam tungku stainless. Proses perebusan air kelapa pada industri Y dilakukan menggunakan tungku pemanas berbahan bakar kayu dengan alat penunjang
Gambar 4.15. Tangki Penyimpanan Air Kelapa Industri Y
mesin boiler selama 15 menit dengan suhu 90 . Proses perebusan ini bertujuan untuk mematikan kontaminan-kontaminan yang dapat merusak kualitas air kelapa dan mengoptimalkan proses pencampuran bahan-bahan campuran lainnya seperti gula, amonium sulfat, dan asam cuka agar tercampur dengan sempurna.
Gambar 4.11 Proses Perebusan Air Kelapa Industri Y
Setelah proses perebusan telah selesai, larutan air kelapa kemudian dialirkan menggunakan pompa kedalam wadah tong untuk selanjutnya dituangkan ke wadah atau nampan fermentasi yang berukuran 35cm x 24 cm.
Larutan air kelapa dituangkan sebanyak 1,4 liter pada tiap nampan. Proses pendinginan dilakukan setelah proses perebusan air kelapa. Proses pendinginan dilakukan didalam nampan fermentasi yang kemudian ditutup dengan kertas koran dan diikat menggunakan karet. Nampan yang telah tertutup disusun vertikal sebanyak 20 tumpukan disimpan dirak penyimpanan dan didiamkan selama satu malam sampai suhu larutan air kelapa tersebut turun. Tahap ini bertujuan untuk memberikan media bagi starter Acetobacter Xylinum untuk tumbuh dan berkembang biak pada suhu yang sesuai.
Gambar 4.16. Proses Perebusan Air Kelapa Industri Y
Gambar 4.12 Proses Penuangan Larutan Air Kelapa Industri Y
Pada hari berikutnya proses inokulasi dilakukan dengan cara penambahan starter Acetobacter Xylinum biakan sebanyak 75 ml per nampan.
Pembuatan biakan starter dilakukan dengan proses pemasakan yang sama tetapi dengan resep khusus untuk biakan strater dengan umur biakan selama 4 hari sampai terbentuk lapisan nata didalam botol. Air kelapa yang sudah masak dimasukkan sebanyak 600 ml per wadah botol kaca dan ditutup rapat menggunakan kertas dan karet.
Gambar 4.17. Proses Penuangan Larutan Air Kelapa Industri Y
Gambar 4.18. Proses Pendinginan Larutan Air Kelapa Industri Y
Nampan yang berisi larutan air kelapa dan starter mengalami proses fermentasi kurang lebih selama 6-7 hari. Selama proses fermentasi tidak boleh terjadi goncangan karena akan mengakibatkan kegagalan. Pembentukan nata de coco terjadi karena proses pengambilan glukosa dari larutan gula didalam air kelapa oleh mikroba A. xylinum. Glukosa tersebut digabungkan dengan asam lemak membentuk prekursor pada membran sel. Prekursor ini kemudian dikeluarkan dalam bentuk ekskresi mempolimerisasikan glukosa menjadi selulosa diluar sel dengan bantuan enzim (Rizal et al., 2013).
Gambar 4.14 Proses Fermentasi Larutan Air Kelapa Industri Y
Selama Proses fermentasi tidak ada penanganan khusus terkait pengontrolan pH, suhu ruangan, dan sebagainya. Hal ini menjadi salah satu faktor yang dapat mempengaruhi produk akhir dari lembaran nata de coco.
Setelah proses fermentasi telah selesai, lembaran nata dipanen dengan memisahkan nata dari nampan, kertas koran, dan cairan sisa fermentasi yang kemudian dikumpulkan dalam suatu wadah sedangkan wadah nampan selanjutnya dicuci dan dijemur.
Gambar 4.19. Proses Fermentasi Larutan Air Kelapa Industri Y
Gambar 4.15 Proses Pemanenan Dan Pencucian Nampan Industri Y Lembaran nata dikumpulkan dalam wadah tong dan dilakukan proses pembersihan kulit nata dengan mesin oleh pekerja. Lembaran nata yang telah bersih dari kulit ari kemudian dilakukan proses penipisan lembaran nata dan pemotongan nata dengan menggunakan mesin pemotong. Fungsi mesin pemotong nata de coco adalah untuk memudahkan pemotongan nata yang masih berupa lembaran nata.
Gambar 4.16 Proses Pembersihan Kulit Ari
Gambar 4.20. Proses Pemanenan Dan Pencucian Nampan Industri Y
Gambar 4.21. Proses Pembersihan Kulit Ari
Setelah proses pembersihan kulit ari, kemudian dilakukan proses penipisan dan pemotongan. Proses penipisan nata de coco bertujuan untuk membelah nata menjadi lebih tipis agar mudah saat proses pemotongan. Ukuran lembaran nata dan potongan nata disesuaikan dengan pesanan, biasanya 0,3 x 0,3 cm; 0,6 cm ; 1,2 cm ; atau serut nata juice. Nata yang telah ditipiskan kemudian ditata dengan rapi diatas teflon secara berjajar maksimal 2 lembar.
Setelah lembaran nata dilakukan pemotongan, potongan nata de coco tersebut kemudian dilakukan pensortiran dengan alat magnet separator untuk memisahkan nata potong dengan kontaminan besi dan pengotor feromagnetik kecil lainnya. Selain pensortiran dengan alat, pensortiran juga dilakukan secara manual oleh pekerja untuk menyortir ukuran potongan nata yang tidak sesuai dengan ukuran standar.
Proses selanjutnya, nata potong yang telah di sortir dimasukkan kedalam karung yang akan dipress menggunakan mesin press. Karung yang digunakan harus memiliki pori yang lebih kecil dari ukuran nata potong. Tujuan dari pengepressan ini adalah untuk menyusutkan kadar air yang ada dalam nata de coco yang selanjutnya siap untuk di lakukan pengemasan. Proses pengemasan juga dilakukan pemantauan suhu dan sterilisasi dengan cara pasteurisasi, pasteurisasi adalah sebuah proses pemanasan makanan dengan tujuan membunuh organisme merugikan seperti bakteri, protozoa, kapang, dan khamir.
Gambar 4.22. Hasil Nata Proses Pensortiran
Gambar 4.18 Proses Pengepressan
Setelah proses pengemasan selesai nata de coco potong pun siap untuk dikirim langsung ke pemesan dan diolah lagi oleh industri lain. Limbah cair yang dihasilkan selama proses produksi nata de coco dialirkan dan langsung diolah menuju IPAL yang dimiliki oleh inudtri Y. Sedangkan limbah padat yang dihasilkan seperti koran bekas fermentasi, nata reject, sisa kulit ari, dan nata potong yang tidak sesuai akan dibawa ke TPA.
Gambar 4.19 Limbah Padat Industri Y Gambar 4.23. Proses Pengepressan
Gambar 4.24. Limbah Padat Industri Y
Diagram alir proses produksi pada industri Y dapat dilihat pada Gambar 4.25 dibawah ini:
Gambar 4.20 Diagram Alir Produksi Nata de coco Industri Y Gambar 4.25. Diagram Alir Produksi Nata de coco Industri Y
Berikut merupakan layout proses produksi pada industri Y yang ada pada Gambar 4.26 dibawah ini:
Gambar 4.21 Layout Proses Produksi Nata de coco Industri Y Gambar 4.26. Layout Proses Produksi Nata de coco Industri Y
4.3 Analisis Tahapan Produksi Industri Nata de coco X 4.3.1 Penggunaan Bahan Baku
Bahan-bahan yang digunakan untuk memproduksi nata de coco pada indusri X terdiri dari air kelapa, gula pasir, amonium sulfat, dan asam cuka. Air kelapa yang digunakan dalam pembuatan nata harus berasal dari kelapa yang masak optimal, tidak terlalu tua atau terlalu muda. Rasio penambahan bahan tambahan yang diperlukan oleh bakteri seperti karbohidrat sederhana, sumber nitrogen, dan asam asetat harus diatur secara optimal, dan prosesnya terkontrol dengan baik. Penggunaan bahan baku untuk sekali produksi dapat dilihat pada Tabel 4.5 sebagai berikut:
Tabel 4.5. Penggunaan Bahan Baku Industri Nata de coco X
No
Kapasitas
Produksi Proses Produksi Bahan Baku Jumlah Satuan Liter
1 1.800 Pencampuran
Air Kelapa 1.773 Liter
Gula Pasir 1 Kg
Amonium
Sulfat 1 Kg
Asam Cuka 3 Liter
2 1.800 Penambahan
Starter Starter 48 Liter
Pada umumnya senyawa karbohidrat sederhana dapat digunakan sebagai suplemen pembuatan nanta de coco, diantaranya adala senyawa-senyawa maltosa, sukrosa, laktosa, fruktosa dan manosa. Dari beberapa senyawa karbohidrat sederhana itu sukrosa merupakan senyawa yang paling ekonomis digunakan dan paling baik bagi pertumbuhan dan perkembangan bibit nata.
Sumber nitrogen yang dapat digunakan untuk mendukung pertumbuhan aktivitas bakteri nata dapat berasal dari nitrogen organic, seperti misalnya protein dan ekstrak yeast, maupun nitrogen anorganic seperti misalnya ammonium fosfat, urea, dan ammonium sulfat. Namun, sumber nitrogen anorganik sangat murah dan fungsinya tidak kalah jika dibandingkan dengan
sumber nitrogen organic. Bahkan diantara sumber nitrogen anorganik ada yang mempunyai sifat lebih yaitu ammonium sulfat. Kelebihan yang dimaksud adalah murah, mudah larut, dan selektif bagi mikroorganisme lain. Asam asetat atau asam cuka digunakan untuk menurunkan pH atau meningkatkan keasaman air kelapa (Zulfa & Devi Rismayanti, 2018).
4.3.2 Penggunaan Air dan Neraca Air
Dalam proses produksi pembuatan nata de coco, industri X hanya menggunakan air pada proses pencucian nampan bekas fermentasi. Dalam prosesnya, industri X membutuhkan jumlah air yang banyak untuk memcuci 1.200 nampan. Pencucian nampan dilakukan menggunakan air mengalir untuk membersihkan sisa cairan fermentasi nata dan dari kotoran-kotoran. Berikut merupakan Tabel 4.6 yang menunjukkan jumlah kebutuhan air pada proses pencucian nampan pada industri X:
Tabel 4.6. Kebutuhan Air Pada Proses Pencucian Nampan Industri Nata de coco X
No Pengukuran
Kapasitas
Produksi Kebutuhan Air Air Yang Dibuang Liter Liter Liter/produksi
1 1 1.800 540 487
2 2 1.800 525 437
3 3 1.800 534 466
Rata-Rata 533 463
Dari tabel 4.6 dapat kita lihat bahwa kebutuhan air bersih untuk mencuci nampan yaitu sebesar 533 liter dan menghasikan air limbah pencucian sebesar 463 liter. Kehilangan air pada proses ini terjadi karena tata cara pekerja yang tidak teratur dalam bekerja, dan adanya air yang tercecer di lantai saat proses pencucian. Berikut merupakan neraca air pada tahap pencucian nampan industri X:
Gambar 4.27. Flow Chart Neraca Air Industri X
Dari data penggunaan air pada tabel 4.6 tersebut dapat diketahui berapa jumlah limbah yang dihasilkan per ton nata yang dapat dilihat pada Tabel 4.7 dibawah ini:
Tabel 4.7. Limbah Cair Per Ton Produk Industri Nata de coco X
Nama Industri
Air Yang Dibuang
Total Lembaran
Nata m3/Ton
m3 Ton
X 0,463 1,2015 0,39
Dari Tabel 4.8. maka dapat disimpulkan bahwa dalam memproduksi 1 ton nata de coco menghailkan limbah cair sebanyak 0,39 m3. Berdasarkan baku mutu kualitas limbah menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 5 tahun 2014 tentang baku mutu air limbah bagi usaha dan/atau kegiatan pengolahan kelapa yang ditinjau berdasarkan indikator debit limbah maksimum, maka debit limbah yang diperbolehkan yaitu sebesar 15 m3/ton produksi. Jika dibandingkan dengan debit yang dihasilkan pada industri nata de coco X maka debit yang dihasilkan masih berada dibawah baku mutu yang telah ditetapkan.
4.3.3 Penggunaan Energi dan Neraca Energi
Dalam proses produksi pembuatan nata de coco, industri X membutuhkan energi listrik dan energi kayu bakar di dalam proses pembuatan nata. Penggunaan kayu bakar dan serbuk gergaji diperlukan pada proses pemasakan air kelapa. Berikut merupakan Tabel 4.8 yang menunjukkan kebutuhan bahan bakar kayu industri nata de coco X:
Tabel 4.9. Kebutuhan Bahan Bakar Kayu Indusri Nata de coco X
No Proses Produksi
Kapasitas
Produksi Bahan Bakar Jumlah
Liter Kg
1 Perebusan 1.800 Kayu Bakar 143
1.800 Serbuk Gergaji 70
Dalam proses perebusan air kelapa pada industri X dibutuhkan Kayu bakar sebanyak 143 Kg dan serbuk gergaji sebanyak 70 kg. Berikut Merupakan perhitungan konsumsi energi pemasakan air kelapa pada industri nata de coco X:
Diketahui:
Rata-rata suhu air kelapa awal (ta) = 26℃
Rata-rata suhu pemasakan (tb) = 90℃
Massa air kelapa (ma) = 1.800 Kg
Kapasitas panas air (ca) = 4,2 KJ/kg ℃ Panas laten penguapan (h) = 2.260 KJ/kg ℃ Massa air kelapa yang diuapkan (mu) = 9 Kg
Energi Pemasakan Air Kelapa = m x Cp x ∆t
= 1.800 Kg x 4,2 KJ/kg ℃ x (90-26) ℃ = 483.840 KJ
= 483,84 MJ Energi Penguapan Air Kelapa = m x h
= 9 Kg x 2.260 KJ/kg = 20.340 KJ
= 20,34 MJ
Energi Total Pemasakan = 483,84 MJ + 20,34 MJ = 504,18 MJ
Energi Bahan Bakar Kayu = Massa Kayu x Nilai Kalor kayu
= 143 kg x 15,0 MJ
= 2.145 MJ = 0,002144 TJ Energi Input = Energi Bahan Bakar Kayu = 2.145 MJ Energi Output = Energi Total Pemasakan = 504,18 MJ
Efisiensi Sistem =
x 100%
=
x 100% = 23,5 %
Berikut persamaan reaksi pembakaran pada kayu untuk proses perebusan larutan air kelapa:
Dari persamaan reaksi tersebut, Hasil samping dari kayu bakar adalah CO2 dan arang. Perhitungan untuk emisi CO2 dari kayu bakar menggunakan metode standar IPCC (BAPPENAS, 2014). Adapun energi dan emisi CO2 yang dihasilkan oleh kayu bakar pada proses perebusan adalah sebagai berikut:
Emisi CO2 = Konsumsi Energi x Faktor Emisi = 0,002144 TJ x 112 ton CO2/TJ
= 0,240128 ton CO2
= 240,13 kg CO2
Dari persamaan diatas dapat diketaui energi yang dibutuhkan untuk konsumsi kayu bakar yaitu sebesar 2145 MJ dan emisi gas CO2 yang dihasilkan yaitu sebesar 240,13 kg CO2. Berikut merupakan Gambar 4.28 yang menunjukkan neraca energi kayu bakar pada industri X:
Energi listrik digunakan untuk penggunaan pompa pada proses penyaringan, perebusan, dan penuangan air kelapa. Besar atau kecilnya kebutuhan energi listrik dapat diketahui dengan daya pompa yang digunakan dan lamanya penggunaan pompa tersebut. Berikut merupakan Tabel 4.9 yang menunjukkan jumlah kebutuhan energi listrik pada industri X:
Tabel 4.10. Kebutuhan Energi Listrik Indusri Nata de coco X
No Proses Produksi
Kapasitas Produksi
Energi
Listrik Durasi Penggunaan Energi
Liter kW Jam kWh
1 Penyaringan 1.800 0.15 2 0.3
2 Perebusan 1.800 0.5 2 1
3 Penuangan 1.800 0.1 4 0.4
Jumlah 1.7
Data penggunaan energi listrik pada Tabel 4.9 dapat dihitung konsumsi energi listrik pada industri nata de coco X sebagai berikut:
Energi Proses Penyaringan = 0,3 kWh x
= 1,08 MJ Energi Proses Perebusan = 1 kWh x
= 3,6 MJ
Energi Proses Penuangan = 0,4 kWh x
= 1,44 MJ
Gambar 4.28. Flow Chart Neraca Energi Kayu Bakar Industri X
Penggunaan energi listik memiliki hasil samping adalah berupa emisi.
Emisi yang dihasilkan oleh energi listrik yaitu CO2. Penggunaan listrik termasuk pada emisi CO2 Sekunder. Untuk menghitung emisi CO2 menggunakan metode rumus perhitungan IPCC (Sasmita, Asmura, & Andesgur, 2018). Dimana Emisi faktor CO2 konsumsi energi sebesar 0,000794 ton CO2/kWh dikali dengan konsumsi energi listrik. Berikut perhitungan emisi CO2 yang dihasilkan:
Emisi CO2 Penyaringan = 0,000794 ton CO2/KWh x 0,3 kWh
= 0,000238 ton CO2
= 0,238 kg CO2
Emisi CO2 Perebusan = 0,000794 ton CO2/KWh x 1 kWh
= 0,000794 ton CO2
= 0,794 kg CO2
Emisi CO2 Penuangan = 0,000794 ton CO2/KWh x 0,4 kWh
= 0,000317 ton CO2
= 0,317 kg CO2
Dari persamaan diatas dapat direpresentasikan kedalam sebuah neraca energi listrik, berikut merupakan Gambar 4.29 yang merupakan neraca energi listrik pada proses prooduksi industri X:
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00
Grafik Konsumsi Enegi Listrik Dan Emisi CO2 Yang Dihasilkan
Series1 Series2
Penyaringan Perebusan Penuangan
Konsumsi Energi Emisi CO2
Dari hasil analisis yang dilakukan dan pemantauan di lapangan diketahui bahwa kebutuhan energi listrik untuk proses produksi nata de coco pada industri X adalah sebesar 1,7 kWh. Kebutuhan energi listrik terbesar bersumber dari proses perebusan yaitu sebesar 1 kWh. Hasil perhitungan konsumsi energi listrik dan emisi CO2 yang dihasilkan dalam proses produksi nata de coco pada industri X maka grafik yang ditunjukkan pada Gambar 4.30 sebagai berikut.
Gambar 4.29. Flow Chart Neraca Energi Listrik Industri X
Gambar 4.30. Konsumsi Energi Listrik Dan Emisi CO2 Yang Dihasilkan Industri X
4.3.4 Neraca Massa
Neraca massa adalah suatu perhitungan yang tepat dari semua bahan-bahan yang masuk, yang terakumulasi dan yang keluar dalam waktu tertentu. Analisis proses produksi dan pembuatan neraca massa dilakukan pada setiap tahapan proses, dimana diperlukan analisis terhadap penggunaan bahan baku, penggunaan air, kebutuhan energi, dan analisis jenis dan jumlah limbah yang dihasilkan pada setiap proses produksi. Berikut merupakan Tabel 4.10 input dan output pada proses produksi industri X:
Tabel 4.11. Input Dan Output Pada Proses Produksi Industri X
No Proses
INPUT OUTPUT
Bahan Jumlah Product Non Product Output
Jenis Jumlah Jenis Jumlah
1 Penyaringan Air Kelapa (Liter) 1.800 Air Kelapa (Liter) 1.782 Limbah Padat (Kg) 18
Emisi CO2 (Kg) 0,23
2 Perebusan
Air Kelapa (Liter) 1.782 Air Kelapa (Liter) 1.773,09 Uap Air (Liter) 8,91
Kayu Bakar (Kg) 143 Abu Kayu Bakar (Kg) 2,86
Serbuk Gergaji (Kg) 70 Emisi CO2 (Kg) 0,79
3 Pencampuran
Air Kelapa (Liter) 1.773,09 Air Kelapa (Liter) 1,764,23 Losses (Liter) 8,86
Gula Pasir (Kg) 1
Amonium Sulfat (Kg) 1
Asam Cuka (Liter) 3
No Proses
INPUT OUTPUT
Bahan Jumlah Product Non Product Output
Jenis Jumlah Jenis Jumlah
4 Penuangan Air Kelapa (Liter) 1,764,23 Air Kelapa (Liter) 1.755,41
Air Kelapa Tumpah
(Liter) 8,82
Emisi CO2 (Kg) 0,31 5 Pendinginan Air Kelapa (Liter) 1.755,41 Air Kelapa (Liter) 1.755,41
6 Penambahan Starter
Air Kelapa (Liter) 1.755,41 Air Kelapa (Liter) 1.803,41
Starter (Liter) 48
7 Fermentasi Air Kelapa (Liter) 1.803,41 Lembaran Nata (Kg) 1.350 Limbah Fermentasi
(Liter) 301
8 Pemanenan Lembaran Nata (Kg) 1.350 Lembaran Nata (Kg) 1.201,5 Nata Reject (Kg) 148,5
Koran Bekas (Kg) 12
9 Pencucian
Nampan Air Bersih (Liter) 533 Limbah Cair (Liter) 463
Berdasarkan tabel perhitungan neraca massa untuk proses produksi nata de coco industri X, maka dapat digambarkan ke dalam sebuah neraca. Berikut merupakan flow chart neraca massa dari proses produksi industri X dapat dilihat pada Gambar 4.31 di bawah ini:
Gambar 4.25 Flow Chart Neraca Massa Pembuatan Nata de coco Industri X
Limbah Pencucian 463 L
Gambar 4.31. Flow Chart Neraca Massa Pembuatan Nata de coco Industri X
4.3.5 Jenis Dan Jumlah Limbah Yang Dihasilkan
Dalam melakukan proses produksi pembuatan nata de coco industri X menghasilkan dua jenis limbah, yaitu limbah cair dan limbah padat. Menurut Undang-Undang Nomor 32 tahun 2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup, limbah adalah sisa suatu usaha dan/atau kegiatan. Limbah cair dihasilkan dari tahapan proses pencucian, dan sisa cairan fermentasi.
Sedangkan limbah padat yaitu berupa ampas kotoran kelapa dari proses penyaringan, nata de coco tidak sempurna (reject), dan kertas koran dari sisa proses fermentasi. Berikut Tabel 4.11 yang menunjukkan jumlah limbah padat yang dihasilkan pada industri X:
Tabel 4.12. Limbah Padat Industri Nata de coco X
No Jenis Limbah Kapasitas Produksi Limbah Padat
Liter Kg
1 Nata Reject
1.800 148
2 Koran Bekas 12
Jumlah 160
Berdasarkan data pada tabel 4.11 limbah padat pada industri nata de coco X dihasilkan pada tahap pemanenan nata dimana limbah yang dihasilkan yaitu berupa nata reject sebesar 149 kg dan koran bekas dengan jumlah 12 kg.
Sedangkan jumlah limbah cair yang dihasilkan pada proses produksi nata dapat dilihat pada Tabel 4.12 dan Tabel 4.13 sebagai berikut:
Tabel 4.13. Limbah Cair Pencucian Nampan Industri Nata de coco X
No Jenis Limbah
Kapasitas Produksi
Kebutuhan Air
Air Yang Dibuang Liter Liter Liter/produksi 1 Pencucian
Nampan 1.800
540 487
525 437
534 466
Rata-Rata 533 463
Tabel 4.14. Limbah Cair Sisa Fermentasi Industri Nata de coco X
No Jenis Limbah Kapasitas Produksi Volume Liter Liter/produksi
1 Sisa Fermentasi 1.800
325 270 308
Rata-Rata 301
Pada Gambar 4.32 dibawah ini menunjukkan grafik perbandingan antara jumlah kebutuhan air saat proses pencucian nampan dengan debit limbah cair yang dihasilkan dari proses pencucian nampan.
Gambar 4.32. Grafik Perbandingan Jumlah Kebutuhan Air Dan Debit Limbah Pencucian Nampan Industri X
0 100 200 300 400 500 600
1 2 3
Perbandingan Jumlah Kebutuhan Air Dan Debit Limbah Pencucian Nampan
Series1Kebutuhan Air Series2Debit Limbah
Berdasarkan data pada Tabel 4.12 diatas, maka dapat dihitung Losses atau unaccounted water selama proses pencucian nampan dengan cara:
[
] [
]
Kehilangan air yang terjadi pada proses pencucian nampan dikarenakan tata cara pekerja yang tidak teratur dalam bekerja, dan adanya air yang tercecer di lantai saat proses pencucian.
Berikut merupakan arah aliran air bersih dan air limbah pada industri X pada Gambar 4.33 dibawah ini:
Sungai
Gambar 4.33. Arah Aliran Air Bersih Dan Air Limbah Pada Industri X
4.3.6 Produksi Bersih Yang Telah Dilakukan
Dalam proses produksi industri X belum banyak melakukan usaha untuk minimisasi limbah cair yang dihasilkan, namun ada beberapa usaha yang telah dilakukan yaitu:
1. Penjualan Limbah Sisa Kertas Koran kepada Pihak Ketiga
Limbah padat (kertas koran) yang dihasilkan dari proses fermentasi dipisahkan dan dikumpulkan dalam tempat khusus dan dijual kepada pihak ketiga. Sisa kertas koran yang dihasilkan sebanyak 12 Kg setiap harinya. Limbah kertas tidak dibuang begitu saja, melainkan dijual kembali kepada pihak ketiga ketika, yang dapat menambah pendapatan industri X, sehingga kegiatan ini merupakan salah satu manfaat tindakan produksi bersih.
2. Penghematan Penggunaan Listrik
Energi listrik merupakan salah satu energi yang digunakan dalam suatu industri. Industri nata de coco X telah melakukan penghematan energi listrik dengan cara mendesain ruang produksi dengan pencahayaan yang cukup, sehingga memungkinkan tidak digunakannya lampu penerangan pada siang hari. Peralatan listrik di industri nata de coco X juga digunakan sesuai dengan kebutuhan.
4.3.7 Identifikasi Permasalahan Pada Kegiatan Produksi
Dalam proses produksi nata de coco terdapat berbagai permasalahan yang dilihat dari aspek keseluruhan produksi yang mencakup bahan baku, teknologi, proses produksi, tata laksana, produk dan limbah. Permasalahan pada aspek bahan baku air kelapa di industri X yaitu diamana penyaringan air kelapa tidak dilakukan saat penampungan bahan baku tetapi baru dilakukan pada saat sebelum perebusan sehingga meningkatkan risiko kerusakan bahan selama penyimpanan. Serta tidak ada aturan FIFO (First In First Out) sehingga penggunaan bahan tidak sesuai urutan lamanya waktu penyimpanan.
Permasalahan aspek proses produksi yaitu kondisi pH dan suhu pemasakan air kelapa tidak dilakukan pengecekan dan pengadukan sesuai dengan standar, kondisi ruangan fermentasi belum optimum, dan produk gagal disebabkan karena terjadinya kontaminasi jamur akibat proses fermentasi yang kurang higienis. Permasalahan aspek tata laksana yaitu larutan air kelapa dibawa menggunakan ember penampungan sehingga tercecer atau tumpah di lantai produksi, sedangkan penuangan larutan air kelapa panas menggunakan gelas ukur yang berpotensi tumpah dan mengenai tangan pekerja yang tidak menggunakan APD saat bekerja. Permasalahan pada limbah padat yang dihasilan yaitu nata reject sebanyak 148,5 kg yang dibuang langsung, dan pada industi X tidak terdapat IPAL sehingga limbah cair yang dihasilkan langsung dibuang ke sungai tanpa dilakukan pengolahan terlebih dahulu. Berikut merupakan Tabel 4.14 yang menjelakan permasalahan yang terjadi pada industri X:
Tabel 4.15. Identifikasi Masalah Pada Kegiatan Industri X
No Aspek Proses Permasalahan Dampak
1 Bahan Baku
Penyimpanan Bahan Baku
Penyaringan tidak dilakukan saat penampungan bahan baku, sehingga meningkatkan risiko kerusakan air kelapa selama penyimpanan.
Dapat
mengakibatkan kerusakan dan penurunan kualitas air kelapa.
Penggunaan Bahan
Serta tidak ada aturan FIFO (First In First Out) sehingga penggunaan bahan tidak sesuai urutan lamanya waktu penyimpanan.
Mengakibatkan penggunaan bahan tidak sesuai dengan urutan waktu penyimpanan.
No Aspek Proses Permasalahan Dampak
2 Teknologi Perebusan
Terbentuknya abu dan arang akibat
pembakaran kayu bakar.
Dapat
menyebabkan polusi udara, berisiko terpapar asap karbon
dioksida yang berbahaya terhadap kesehatan.
3 Proses Produksi
Perebusan dan Pencampuran
Kondisi pH dan suhu pemasakan air kelapa tidak dilakukan pengecekan sesuai dengan standar.
Meningkatkan resiko nata reject karena pada proses produksi belum dilakukan dengan optimal.
Fermentasi
Kondisi ruangan fermentasi belum optimum.
4 Tata
Laksana Penuangan
Larutan air kelapa dibawa menggunakan ember penampungan sehingga tercecer atau tumpah di lantai produksi.
Banyaknya timbulan limbah cair yang dihasilkan.
5 Produk - - -
6 Limbah
Fermentasi Limbah cair belum ada upaya pemanfaatan.
Apabila tidak ditangani menimbulkan bau yang dapat mengganggu lingkungan sekitarnya dan pencemaran air.
Pemanenan
Limbah nata reject belum ada upaya minimisasi dan pemanfaatan.
Pencucian Nampan
Limbah cair belum ada upaya pemanfaatan.
4.4 Analisis Tahapan Produksi Industri Nata de coco Y 4.4.1 Penggunaan Bahan Baku
Bahan-bahan yang digunakan untuk memproduksi Nata de coco pada Indusri Y terdiri dari air kelapa, gula pasir, amonium sulfat, dan asam cuka.
Namun, pada industri Y terdapat pengecekan air kelapa menggunakan brix refraktometer. Brix refraktometer adalah sebuah alat yang biasa digunakan untuk mengukur kadar atau konsentrasi bahan atau zat terlarut yang terdapat dalam air kelapa. Setelah mengetahui kadar zat terlarut yang terdapat dalam air kelapa tersebut maka dapat diketahui persenan penambahan bahan penunjang seperti gula pasir, amonium sulfat, dan asam cuka. Berikut merupakan Tabel 4.15 yang menunjukkan penggunaan bahan baku pada industri Y:
Tabel 4.16. Kebutuhan Bahan Baku Industri Nata de coco Y
No Pengukuran
Kapasitas
Produksi Proses Produksi Bahan Jumlah Satuan
Liter
1
1 2.500 Pencampuran
Gula Pasir 19,70 Kg
Amonium Sulfat 9,85 Kg
Asam Cuka 7 Liter
2 2.000 Pencampuran
Gula Pasir 15,76 Kg
Amonium Sulfat 7,88 Kg
Asam Cuka 5 Liter
3 2.800 Pencampuran
Gula Pasir 22,07 Kg
Amonium Sulfat 11,03 Kg
Asam Cuka 8 Liter
2
1 2.500
Penambahan Starter
Starter 141 Liter
2 2.000 Starter 112,8 Liter
3 2.800 Starter 157,99 Liter
Tabel 4.17. Kebutuhan Rata-Rata Bahan Baku Industri Nata de coco Y
No
Kapasitas
Produksi Proses
Produksi Bahan Jumlah
Rata-Rata Satuan Liter
1
2433
Pencampuran
Gula Pasir 19 Kg
Amonium
Sulfat 10 Kg
Asam Cuka 7 Liter
2 Penambahan
Starter Starter 137 Liter
4.4.2 Penggunaan Air dan Neraca Air
Dalam proses produksi pembuatan nata de coco, industri Y menggunakan air pada proses pencucian nampan bekas fermentasi, dan pensortiran. Berikut merupakan Tabel 4.17 yang menunjukkan jumlah kebutuhan air pada proses produksi di industri Y:
Tabel 4.18. Kebutuhan Air Pada Proses Pencucian Nampan Industri Y
No Pengukuran
Kapasitas
Produksi Kebutuhan Air Air Yang Dibuang
Liter Liter Liter/hari
1 1 2500 1085 941
2 2 2000 748 638
3 3 2800 1375 1260
Rata-rata 1069 946
Dari Tabel 4.17 dapat dilihat bahwa kebutuhan air bersih untuk mencuci nampan yaitu sebesar 1069 liter dan menghasikan air limbah pencucian sebesar 946 liter. Kehilangan air pada proses ini terjadi karena tata cara pekerja yang tidak teratur dalam bekerja, dan adanya air yang tercecer di lantai saat proses pencucian.
Tabel 4.19. Kebutuhan Air Pada Proses Pensortiran Industri Y
Berdasarkan tabel 4.18 dapat kita lihat bahwa kebutuhan air bersih rata- rata untuk proses pensortiran yaitu sebesar 900 liter dan menghasikan air limbah sebesar 756 liter. Kehilangan air pada proses ini terjadi karena tata cara pekerja yang tidak teratur dalam bekerja karena proses pensortiran dilakukan secara manual dengan menggunakan ayakan plastik dengan lubang yang disesuaikan dengan ukuran potongan nata, dan adanya air yang tercecer di lantai saat proses pensortiran. Dari data penggunaan air pada Tabel 4.17 dan Tabel 4.18 tersebut dapat diketahui berapa jumlah limbah cair per kg nata yang dapat dilihat pada Tabel 4.19 dibawah ini:
Tabel 4.20. Limbah Cair Per Kilogram Produk Industri Nata de coco Y
Nama Industri
Air Yang Dibuang
Total Lembaran
Nata m3/Ton
m3 Ton
Y 1,702 1,617 1,05
Dari analisis yang dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa dalam memproduksi 1 Ton nata de coco menghailkan limbah cair sebanyak 1,05 m3. Berdasarkan baku mutu kualitas limbah menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 5 tahun 2014 tentang baku mutu air limbah bagi usaha dan/atau kegiatan pengolahan kelapa yang ditinjau berdasarkan indikator debit limbah maksimum, maka debit limbah yang diperbolehkan yaitu sebesar 15 m3/ton produksi. Jika dibandingkan dengan debit yang dihasilkan pada industri nata de coco Y maka debit yang dihasilkan masih berada dibawah baku mutu yang telah ditetapkan.
No Proses Pengukuran
Kapasitas Produksi
Kebutuhan Air
Air Yang Dibuang Liter Liter Liter/hari 1
Pensortiran
1 2500 937 777
2 2 2000 656 520
3 3 2800 1105 971
Rata-Rata 900 756
Berikut Gambar 4.34 merupakan flow chart neraca air pada proses produksi nata de coco pada industri Y:
Gambar 4.34. Flow Chart Neraca Air Industri Y
4.4.3 Penggunaan Energi dan Neraca Energi
Dalam proses produksi pembuatan nata de coco, industri Y membutuhkan energi listrik dan energi kayu bakar di dalam proses pembuatan nata. Penggunaan kayu bakar diperlukan pada proses pemasakan air kelapa dengan menggunakan boiler. Berikut Merupakan perhitungan konsumsi energi pada proses perebusan di industri Y:
Diketahui:
Rata-rata suhu air kelapa awal (ta) = 26℃
Rata-rata suhu pemasakan (tb) = 90℃
Massa air kelapa (ma) = 2.433 Kg
Kapasitas panas air (ca) = 4,2 KJ/kg ℃ Panas laten penguapan (h) = 2.260 KJ/kg ℃ Massa air kelapa yang diuapkan (mu) = 12 Kg
Energi Pemasakan Air Kelapa = m x Cp x ∆t
= 2.433 Kg x 4,2 KJ/kg ℃ x (90-26) ℃ = 653.990 KJ
= 653,99 MJ Energi Penguapan Air Kelapa = m x h
= 12 Kg x 2.260 KJ/kg = 27.120 KJ
= 27,12 MJ
Energi Total Pemasakan = 653,99 MJ + 27,12 MJ = 681,11 MJ
Energi bahan bakar kayu = Massa Kayu x Nilai Kalor kayu = 320 kg x 15,0 MJ
= 4.800 MJ = 0,0048 TJ
Energi Input = Energi Bahan Bakar Kayu = 4.800 MJ Energi Output = Energi Total Pemasakan = 681,11 MJ
Efisiensi Sistem =
x 100%
=
x 100% = 14,18 %
Berikut persamaan reaksi pembakaran pada kayu untuk proses perebusan larutan air kelapa:
Dari persamaan reaksi tersebut, Hasil samping dari kayu bakar adalah CO2 dan arang. Perhitungan untuk emisi CO2 dari kayu bakar menggunakan metode standar IPCC (BAPPENAS, 2014). Adapun energi dan emisi CO2 yang dihasilkan oleh kayu bakar pada proses perebusan adalah sebagai berikut:
Emisi CO2 = Konsumsi Energi x Faktor Emisi = 0,0048 TJ x 112 ton CO2/TJ
= 0,5376 ton CO2
= 537,6 kg CO2
Dari persamaan diatas dapat diketaui energi yang dibutuhkan untuk konsumsi kayu bakar yaitu sebesar 4800 MJ dan emisi gas CO2 yang dihasilkan yaitu sebesar 547,6 kg CO2. Berikut merupakan Gambar 4.35 yang menunjukkan neraca energi kayu bakar pada industri Y:
Gambar 4.35. Flow Chart Neraca Energi Kayu Bakar Industri Y Pada industri Y energi listrik digunakan untuk penggunaan pompa pada proses perebusan, dan penuangan. Mesin pemotong pada saat pembersihan kulit ari, penipisan, pemotongan serta alat pengepressan. Besar atau kecilnya kebutuhan energi listrik dapat diketahui dengan daya mesin yang digunakan dan lamanya penggunaan mesin tersebut. Berikut merupakan Tabel 4.20 yang menunjukkan jumlah kebutuhan energi listrik pada industri Y:
Tabel 4.21. Kebutuhan Energi Listrik Industri Nata de coco Y
No Proses Produksi Jumlah Alat
Energi
Listrik Durasi Penggunaan Energi
kW Jam kWh
1 Perebusan 1 0.74 2 1.47
2 Penuangan 1 0.74 4 2.94
3 Pembersihan
Kulit Ari 2 0.75 7 10.50
4 Penipisan 3 0.56 7 11.76
5 Pemotongan 3 0.75 7 15.75
6 Pengepressan 1 1.30 6 7.80
Jumlah 50.22
Dari hasil analisis tersebut menunjukkan bahwa kebutuhan energi listrik untuk proses produksi nata de coco pada industri Y adalah sebesar 50,22 kWh.
Kebutuhan energi terbesar bersumber dari proses pemotongan nata de coco, yaitu sebesar 15,75 kWh. Dari data penggunaan energi listrik pada Tabel 4.20 dapat dihitung konsumsi energi listrik pada industri nata de coco Y sebagai berikut:
Energi Proses Perebusan = 1,47 kWh x
= 5,292 MJ
Energi Proses Penuangan = 2,94 kWh x
= 10,584 MJ
Energi Proses Pembersihan = 10,50 kWh x
= 37,8 MJ
Energi Proses Penipisan = 11,76 kWh x
= 42,336 MJ
Energi Proses Pemotongan = 15,75 kWh x
= 56,7 MJ
Energi Proses Pengepressan = 7,80 kWh x
= 28,08 MJ
Penggunaan energi listik memiliki hasil samping adalah berupa emisi.
Emisi yang dihasilkan oleh energi listrik yaitu CO2. Penggunaan listrik termasuk pada emisi CO2 Sekunder. Untuk menghitung emisi CO2 menggunakan metode rumus perhitungan IPCC (Sasmita et al., 2018). Dimana Emisi faktor CO2
konsumsi energi sebesar 0,000794 ton CO2/kWh dikali dengan konsumsi energi listrik. Berikut perhitungan emisi CO2 yang dihasilkan:
Emisi CO2 Perebusan = 0,000794 ton CO2/KWh x 1,47 kWh
= 0,00116718 ton CO2
= 1,1672 kg CO2
Emisi CO2 Penuangan = 0,000794 ton CO2/KWh x 2,94 kWh
= 0,00233436 ton CO2
= 2,3344 kg CO2
Emisi CO2 Pembersihan = 0,000794 ton CO2/KWh x 10,50 kWh
= 0,008337 ton CO2
= 8,337 kg CO2
Emisi CO2 Penipisan = 0,000794 ton CO2/KWh x 11,76 kWh
= 0,00933744 ton CO2
= 9,3374 kg CO2
Emisi CO2 Pemotongan = 0,000794 ton CO2/KWh x 15,75 kWh
= 0,0125055 ton CO2
= 12,5055 kg CO2
Emisi CO2 Pengepressan = 0,000794 ton CO2/KWh x 7,80 kWh
= 0,0061932 ton CO2
= 6,1932 kg CO2
Dari hasil perhitungan konsumsi energi listrik dan emisi CO2 yang dihasilkan dalam proses produksi nata de coco pada industri X maka grafik yang ditunjukkan pada Gambar 4.36 sebagai berikut.
0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00
Grafik Konsumsi Enegi Listrik Dan Emisi CO2 Yang Dihasilkan
Series1 Series2
Konsumsi Energi Emisi Co2
Dari persamaan diatas dapat direpresentasikan kedalam sebuah neraca energi listrik, berikut merupakan Gambar 4.37 yang merupakan neraca energi listrik pada proses produksi industri Y:
Gambar 4.36. Konsumsi Energi Listrik Dan Emisi CO2 Yang Dihasilkan Industri Y
Gambar 4.37. Flow Chart Neraca Energi Listrik Industri Y
4.4.4 Neraca Massa
Analisis proses produksi dan pembuatan neraca massa dilakukan pada setiap tahapan proses, dimana diperlukan analisis terhadap penggunaan bahan baku, penggunaan air, kebutuhan energi, dan analisis jenis dan jumlah limbah yang dihasilkan pada setiap proses produksi.
Berikut merupakan Tabel 4.21 input dan output pada proses produksi industri Y:
Tabel 4.22. Input Dan Output Pada Proses Produksi Industri Y
No Proses
INPUT OUTPUT
Bahan Jumlah Product Non Product Output
Jenis Jumlah Jenis Jumlah
1 Penyaringan Air Kelapa (Liter) 2433 Air Kelapa (Liter) 2408 Limbah Padat (Kg) 24.08
2 Perebusan
Air Kelapa (Liter) 2408 Air Kelapa (Liter) 2396 Uap Air (Liter) 12.04
Kayu Bakar (Kg) 320 Abu Kayu Bakar (Kg) 6.4
Emisi CO2 (Kg) 1.16
3 Pencampuran
Air Kelapa (Liter) 2396 Air Kelapa (Liter) 2391 Losses (Liter) 12.01
Gula Pasir (Kg) 19
Amonium Sulfat (Kg) 10
Asam Cuka (Liter) 7
4 Penuangan Air Kelapa (Liter) 2391 Air Kelapa (Liter) 2379
Air Kelapa Tumpah
(Liter) 11.95
Emisi CO2 (Kg) 2.33
No Proses
INPUT OUTPUT
Bahan Jumlah Product Non Product Output
Jenis Jumlah Jenis Jumlah
5 Pendinginan Air Kelapa (Liter) 2379 Air Kelapa (Liter) 2379
6 Penambahan
Starter
Air Kelapa (Liter) 2379 Air Kelapa (Liter) 2516
Starter (Liter) 137
7 Fermentasi Air Kelapa (Liter) 2516 Lembaran Nata (Kg) 1797 Limbah Fermentasi (Liter) 179 8 Pemanenan Lembaran Nata (Kg) 1797 Lembaran Nata (Kg) 1617 Nata Reject (Kg) 180
Koran Bekas (Kg) 18
9 Pencucian
Nampan Air Bersih (Liter) 1069 Limbah Cair (Liter) 946
10 Pembersihan
Kulit Lembaran Nata (Kg) 1617 Lembaran Nata (Kg) 1533 Sisa Kulit (Kg) 84 11 Penipisan dan
Pemotongan Nata Potong (Kg) 1533 Nata Potong (Kg) 1452 Sisa Potongan (Kg) 81 Emisi CO2 (Kg) 12.50 12 Pensortiran
Nata Potong (Kg) 1452 Nata Potong (Kg) 1438 Nata Tidak Seragam (Kg) 15
Air (Liter) 900 Limbah Cair (Liter) 756
Emisi CO2 (Kg) 6.19 13 Pengepressan Nata Potong (Kg) 1438 Nata Kering (Kg) 359 Limbah Cair (Liter) 1085
14 Pengemasan Nata Kering (Kg) 359 Nata Kering (Kg) 359
Berdasarkan tabel perhitungan neraca massa untuk proses produksi nata de coco industri Y, maka dapat digambarkan ke dalam sebuah neraca. Berikut merupakan flow chart neraca massa dari proses produksi industri Y dapat dilihat pada Gambar 4.38 di bawah ini:
Gambar 4.38. Flow Chart Neraca Massa Pembuatan Nata de coco Industri Y
4.4.5 Jenis Dan Jumlah Limbah Yang Dihasilkan
Dalam melakukan proses produksi pembuatan nata de coco industri Y menghasilkan dua jenis limbah, yaitu limbah cair dan limbah padat. Limbah cair dihasilkan dari tahapan proses pencucian, sisa cairan fermentasi, pensortiran, dan pengepressan. Sedangkan limbah padat yaitu berupa ampas kotoran kelapa dari proses penyaringan, nata de coco tidak sempurna (reject), sisa kulit ari, sisa potongan nata, dan kertas koran. Berikut merupakan Tabel 4.22 yang menunjukkan jumlah limbah cair pada industri Y:
Tabel 4.23. Limbah Cair Industri Nata de coco Y
Proses Pengukuran
Kapasitas Produksi
Kebutuhan
Air Volume
Liter Liter Liter/hari Pencucian
Nampan
1 2500 1085 941
2 2000 748 638
3 2800 1375 1260
Rata-Rata 1069 946
Proses Pengukuran
Kapasitas Produksi
Kebutuhan
Air Volume
Liter Liter Liter/hari Pensortiran
1 2500 937 777
2 2000 656 520
3 2800 1105 971
Rata-Rata 900 756
Proses Pengukuran Kapasitas Produksi Volume Liter Liter/hari Fermentasi
1 2500 189
2 2000 126
3 2800 221
Rata-Rata 179
Proses Pengukuran Kapasitas Produksi Volume Liter Liter/hari Pengepressan
1 2500 1115
2 2000 892
3 2800 1247
Rata-Rata 1085
0 500 1000 1500
1 2
Perbandingan Jumlah Kebutuhan Air Dan Debit Limbah Industri Y
Series1 Series2
Dari tabel 4.22 dapat kita lihat bahwa kebutuhan air bersih untuk mencuci nampan yaitu sebesar 1.069 liter dan menghasikan air limbah pencucian sebesar 946 liter. Sedangkan pada proses pensortiran membutuhan air bersih yaitu sebesar 900 liter dan menghasikan air limbah sebesar 756 liter.
Berdasarkan data tersebut, maka dapat dihitung Losses atau unaccounted water selama proses pencucian nampan dan pensortiran, kehilangan air yang terjadi dikarenakan karena tata cara pekerja yang tidak teratur dalam bekerja, dan adanya air yang tercecer di lantai saat proses pencucian dan pensortiran. Berikut perhitungan kehilangan air dengan cara:
[
] [
]
[
] [
]
Pada Gambar 4.39 dibawah ini menunjukkan grafik perbandingan antara jumlah kebutuhan air dengan debit limbah cair yang dihasilkan dari proses pencucian nampan, dan pensortiran.
Pencucian Nampan Pensortiran
Kebutuhan Air Debit Limbah
Gambar 4.39. Perbandingan Kebutuhan Air Dan Debit Limbah Industri Y
Berikut merupakan arah aliran air bersih dan air limbah pada industri Y pada Gambar 4.40 dibawah ini:
Gambar 4.40. Arah Aliran Air Bersih Dan Air Limbah Pada Industri Y
Limbah padat yang dihasilkan dari industri nata de coco Y rata rata yaitu sebesar 360 kg/hari dimana limbah ini langsung di buang ke TPA, saat ini belum ada upaya pemanfaatan limbah padat yang dihasilkan pada industri Y. Berikut merupakan Tabel 4.23 yang menunjukkan jumlah limbah padat pada industri Y:
Tabel 4.24. Limbah Padat Industri Nata de coco Y
No Proses Pengukuran
Kapasitas
Produksi Limbah Padat
Liter Kg
1
Pemanenan
1 2500 185
2 2 2000 148
3 3 2800 207
Rata-Rata 180
No Proses Pengukuran
Kapasitas
Produksi Limbah Padat
Liter Kg
1 Pembersihan Kulit Ari
1 2500 86
2 2 2000 69
3 3 2800 97
Rata-Rata 84
No Proses Pengukuran
Kapasitas
Produksi Limbah Padat
Liter Kg
1 Penipisan dan Pemotongan
1 2500 83
2 2 2000 66
3 3 2800 93
Rata-Rata 81
No Proses Pengukuran
Kapasitas
Produksi Limbah Padat
Liter Kg
1
Pensortiran
1 2500 15
2 2 2000 12
3 3 2800 17
Rata-Rata 15
4.4.6 Produksi Bersih Yang Telah Dilakukan
Dalam proses produksi industri Y belum banyak melakukan usaha untuk minimisasi limbah cair yang dihasilkan, namun ada beberapa usaha yang telah dilakukan yaitu:
1. Penjualan Limbah Sisa Kertas Koran kepada Pihak Ketiga
Limbah padat (kertas koran) yang dihasilkan dari proses fermentasi dipisahkan dan dikumpulkan dalam tempat khusus dan dijual kepada pihak ketiga. Sisa kertas koran yang dihasilkan sebanyak 18 Kg setiap harinya. Limbah kertas tidak dibuang begitu saja, melainkan dijual kembali kepada pihak ketiga ketika, yang dapat menambah pendapatan Industri Y, sehingga kegiatan ini merupakan salah satu manfaat tindakan produksi bersih.
2. Pemanfaatan Limbah Cair Menjadi Pupuk
Limbah cair yang dihasilkan dari proses penyortiran dan pengepressan ditampung di dalam tangki dengan kapasitas 2000 liter. Air limbah yang telah terkumpul tersebut dimanfaatkan oleh warga sekitar untuk dijadikan pupuk cair. Pupuk ini mereka gunakan untuk menyuburkan tanaman padi yang terdapat disekitar industri tersebut.
3. Penghematan Penggunaan Listrik
Energi listrik merupakan salah satu energi yang digunakan dalam suatu industri. Industri nata de coco Y telah melakukan penghematan energi listrik dengan cara mengganti lampu TL menjadi lampu LED. Peralatan listrik di industri nata de coco Y juga digunakan sesuai dengan kebutuhan.
4.3.7 Identifikasi Permasalahan Pada Kegiatan Produksi
Dalam proses produksi nata de coco terdapat berbagai permasalahan yang dilihat dari aspek keseluruhan produksi yang mencakup bahan baku, teknologi, proses produksi, tata laksana, produk dan limbah. Permasalahan pada aspek bahan baku air kelapa di industri Y yaitu diamana tempat penampungan bahan baku air kelapa tidak disimpan pada ruangan tertutup dan terpapar sinar matahari, sehingga meningkatkan risiko kerusakan bahan selama penyimpanan.
Permasalahan aspek proses produksi yaitu kondisi ruangan fermentasi belum optimum, dan produk gagal disebabkan karena terjadinya kontaminasi jamur akibat proses fermentasi yang kurang higienis. Selain itu, timbulan limbah sisa potongan nata pada mesin pemotong tidak langsung dibersihkan akan menambah beban kerja mesin.
Permasalahan aspek tata laksana yaitu larutan air kelapa dibawa menggunakan ember penampungan sehingga tercecer atau tumpah di lantai produksi, sedangkan penuangan larutan air kelapa panas menggunakan gelas ukur yang berpotensi tumpah dan mengenai tangan pekerja. Permasalahan pada limbah padat yang dihasilan yaitu sebanyak 360 kg yang dibuang langsung ke TPA, banyaknya limbah kulit nata yang terbentuk karena kurang kontrol pada saat pembersihan dan penggunaan pisau yang tajam meningkatkan jumlah limbah karena adanya lapisan nata ikut terbuang. Berikut Tabel 4.24 merupakan tabel identifikasi masalah pada kegiatan industri Y sebagai berikut:
Tabel 4.25. Identifikasi Masalah Pada Kegiatan Industri Y
No Aspek Proses Permasalahan Dampak
1 Bahan Baku
Penyimpanan Bahan Baku
Penyimpanan bahan baku tidak diruang tertutup, sehingga meningkatkan risiko kerusakan air kelapa selama penyimpanan.
Dapat
mengakibatkan kerusakan dan penurunan kualitas air kelapa.
