PEMODELAN PRODUKSI CRUDE PALM OIL
MENGGUNAKAN SISTEM DINAMIS UNTUK MENDUKUNG INDUSTRI KELAPA SAWIT BERKELANJUTAN
TUGAS SARJANA
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian dari Syarat-syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh
MIFTAHUL JANNAH NIM : 140403118
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
2018
No. Dok.: FM-GKM-S1TI-FT-06-06-9; Tgl. Efektif : 09 Juli 2018; Revisi : 01
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Sarjana ini dengan baik.
Laporan ini merupakan salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program studi strata satu (S1) di Departemen Teknik Industri Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Laporan ini mengenai Tugas Sarjana dengan melakukan penelitian yang berjudul “Pemodelan Produksi Crude Palm Oil Menggunakan Sistem Dinamis untuk Mendukung Industri Kelapa Sawit Berkelanjutan”
Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Sarjana ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca sekalian demi kesempurnaan laporan Tugas Sarjana ini. Penulis berharap agar tugas ini berguna bagi kita semua.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA PENULIS
MEDAN, OKTOBER 2018
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk dapat mengikuti pendidikan di Departemen Teknik Industri USU serta telah memberikan nikmat iman, kesehatan dan ilmu kepada penulis selama masa kuliah dan dalam penyelesaian laporan Tugas Sarjana ini.
Dalam penulisan Tugas Sarjana ini penulis telah mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa materil, spiritual, informasi maupun administrasi. Oleh karena itu sudah selayaknya penulis mengucapkan terimakasih kepada:
1. Kedua Orang tua yang tiada hentinya mendukung penulis baik secara moril maupun materil dan mendoakan penulis selama penyelesaian Tugas Sarjana ini.
2. Ibu Dr. Meilita Tryana Sembiring, ST., MT., selaku Ketua Departemen dan Bapak Buchari ST, M. Kes selaku Sekretaris Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
3. Bapak M. Haikal Karana Sitepu, ST, M.Eng, Ph.D, selaku Dosen Pembimbing yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing dan memberikan arahan kepada penulis dalam penulisan laporan.
4. Bapak Zulfansyah dari pihak PT. XYZ yang telah mengizinkan penulis untuk melakukan riset di pabrik dan memberikan data yang mendukung penelitian tugas sarjana.
5. Seluruh dosen Departemen Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah mendidik penulis selama perkuliahan sebagai bekal dalam penulisan tugas sarjana.
6. Staf pegawai Departemen Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Bang Tumijo, Bang Eddy, Kak DeDe, Kak Neneng, Bang Nurmansyah, Bu Aniaty, Kak Rahmaini, dan Kak Mia yang telah membantu segala urusan administrasi dan peminjaman buku di perpustakaan selama kegiatan perkuliahan dan penyelesaian tugas sarjana.
7. Keluarga tercinta yang selalu memberikan dukungan dan motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas sarjana ini.
8. Rekan seperjuangan penelitian, yaitu Allessia Titusa dan Mutia Irani yang telah bekerja sama dengan baik.
9. Relawan tugas akhir yang telah memberikan dukungan motivasi dan dorongan semangat kepada penulis dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini.
10. Sahabat-sahabat penulis di Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik USU khususnya teman-teman angkatan 2014 “ELASTIS” yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah memberikan dukungan kepada penulis dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini.
11. Semua pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan laporan ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
ABSTRAK
Pertumbuhan produksi CPO tidak hanya membawa dampak baik bagi perekonomian tetapi juga membawa dampak buruk bagi lingkungan. Permasalahan dampak lingkungan yang berpotensi timbul tidak hanya dari aktivitas perkebunan, tetapi juga pabrik atau industri minyak kelapa sawit (palm oil mill), karena adanya limbah cair, limbah padat dan limbah udara.
Pembangunan perkebunan kelapa sawit berkelanjutan atau Indonesia Sustainable Palm Oil (ISPO) merupakan kewajiban dari pemerintah Indonesia dalam upaya memelihara lingkungan, meningkatkan kegiatan ekonomi, sosial di bidang perkelapa-sawitan. Begitu pula dengan RSPO (Roundtable on Sustainable Palm Oil) yang bertujuan untuk mempromosikan produksi dan penggunaan minyak sawit berkelanjutan yang bersifat sukarela dan berskala internasional. Sebagai usaha untuk mencapai industri kelapa sawit berkelanjutan maka perlu dilakukan sertifikasi ISPO (wajib) maupun RSPO (sukarela). Kedua sertifikasi tersebut memiliki prinsip dan kriteria yang harus dipenuhi (required), diantaranya adalah me-monitoring penggunaan energi dan limbah. Monitoring dilakukan dengan mengkuantifikasi penggunaan energi dan limbah dari produksi CPO. Saat ini belum ada dilakukan monitoring oleh perusahaan PT. XYZ Raya.
Penelitian ini menggunakan pendekatan sistem dinamis yang kemudian digunakan untuk mengkuantifikasi konsumsi energi dan limbah yang dihasilkan dari proses produksi CPO. Pembuatan model sistem dinamis menggunakan software Anylogic. Validasi model dilakukan dengan uji Mean Absloute Precentage Error (MAPE). Simulasi eksperimen dilakukan dengan 3 skenario berdasarkan jam kerja (shift) yang berbeda.
Hasil simulasi dianilisis menggunakan diagram pareto dimana konsumsi listrik tertinggi terdapat pada stasiun kernel, konsumsi air tertinggi terdapat pada stasiun pemurnian, dan konsumsi uap tertinggi terdapat pada stasiun perebusan dan untuk limbah dimana effluent tertinggi terdapat pada stasiun pemurnian, limbah padat teringgi terdapat pada stasiun pemipilan dan limbah gas/emisi terdapat pada stasiun kernel.
Kata Kunci : sistem dinamis, pemodelan, CPO, industri kelapa sawit berkelanjutan
DAFTAR ISI
BAB HALAMAN
LEMBAR JUDUL ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
SERTIFIKAT EVALUASI TUGAS SARJANA ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
UCAPAN TERIMA KASIH ... v
ABSTRAK ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xviii
I PENDAHULUAN ... I-1 1.1. Latar Belakang ... I-1 1.2. Rumusan Masalah ... I-4 1.3. Tujuan Penelitian ... I-4 1.4. Manfaat Penelitian ... I-4 1.5. Batasan dan Asumsi Penelitian ... I-5 1.6. Sistematika Penulisan Laporan ... I-5
II STUDI KASUS ... II-1
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB HALAMAN
2.2. Jam Kerja ... II-5 2.3. Proses Produksi ... II-5 2.3.1. Proses Produksi Crude Palm Oil ... II-5 2.3.2. Proses Pengolahan Inti Sawit (Kernel) ... II-15 2.4. Mesin Produksi ... II-10
III LANDASAN TEORI ... II-1 3.1. Sustainability (Keberlanjutan) ... III-1 3.2. Sustainability Assessment and Management (Penilaian
dan Manajemen Keberlanjutan) ... III-1 3.3. Definisi Masalah, Perencanaan, dan Pelingkupan ... III-4 3.4. Penerapan Sustainability Assessment Tools ... III-4 3.5. Jenis Sustainability Assessment Tools ... III-5 3.5.1. Integrated Asessment ... III-7 3.5.1.1. Sistem Dinamis ... III-7 3.6. Pengambilan Keputusan dan Implementasi ... III-10 3.7. Evaluasi Hasil ... III-10 3.8. Tujuan Model ... III-11 3.8.1. Pendekatan untuk Memodelkan Sistem Kompleks .... III-13 3.9. AnyLogic Software ... III-15
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB HALAMAN
3.10. Verifikasi dan Validasi Model Simulasi ... III-15 3.11. Indonesia Suistainable Palm Oil (ISPO) ... III-17 3.12. Roundtable on Sustainable Palm Oil (RSPO) ... III-19 3.13. Pedoman Penghargaan Industri Hijau ... III-21
IV METODOLOGI PENELITIAN
4.1. Lokasi Penelitian ... IV-1 4.2. Metode Penelitian ... IV-1 4.3. Objek Penelitian ... IV-1 4.4. Variabel Penelitian ... IV-1 4.5. Kerangka Berpikir ... IV-2 4.6. Metode Pengumpulan Data ... IV-4 4.7. Metode Pengolahan Data ... IV-4 4.8. Analisis dan Pembahasan ... IV-4 4.9. Kesimpulan dan Saran ... IV-5 4.10. Blok Diagram Prosedur Penelitian ... IV-5
V PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
5.1. Pengumpulan Data... V-1 5.1.1. Data Produksi ... V-1
DAFTAR ISI (LANJUTAN)
BAB HALAMAN
5.1.2. Kebutuhan Air ... V-2 5.1.3. Kebutuhan Uap ... V-2 5.2. Pengolahan Data ... V-2 5.2.1. Konseptual Sistem ... V-2 5.2.2. Model Simulasi ... V-5 5.2.2.1. Formulasi ... V-7 5.2.3. Verifikasi Model ... V-9 5.2.4. Validasi Model ... V-10 5.2.5. Eksperimen Simulasi ... V-13 5.2.6. Verifikasi Model ... V-9 5.3. Penilaian Indikator Lingkungan ... V-20
VI ANALISIS DAN PEMBAHASAN
6.1. Analisis dan Pembahasan Model ... VI-1 6.2. Analisis dan Pembahasan Diagram Pareto ... VI-2 6.3. Analisis dan Pembahasan Penilaian Indikator Lingkungan ... VI-10 6.4. Analisis dan Pembahasan Sertifikasi Industri Kelapa
Sawit Berkelanjutan ... VI-11
DAFTAR ISI (LANJUTAN) BAB
VII KESIMPULAN DAN SARAN
7.1. Kesimpulan ... VI-1 7.2. Saran ... VI-3
HALAMAN
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
TABEL HALAMAN
2.1. Mesin Produksi CPO ... II-21 2.2. Mesin Produksi Kernel ... II-23 3.1. Ringkasan dari Lima Pendekatan Terintegrasi ... III-14 3.2. Perbedaan ISPO dengan RSPO ... III-20 3.3. Indikator Penilaian Rasio Produk terhadap Material Input .... III-22 3.4. Indikator Penilaian Efisiensi Penggunaan Material Input ... III-22 3.5. Indikator Penilaian Efisiensi Penggunaan Energi ... III-23 3.6. Indikator Penilaian Efisiensi Penggunaan Air ... III-23 5.1. Data Produksi CPO Tahun 2017 ... V-1 5.2. Kebutuhan Air ... V-2 5.3. Kebutuhan Uap ... V-2 5.4. Formulasi Model Simulasi ... V-7 5.5. Data Aktual dan Simulasi Produksi CPO Tahun 2017 ... V-10 5.6. Perhitungan MAPE ... V-12 5.7. Data Konsumsi Listrik ... V-21 5.8. Data Konsumsi Air ... V-22 6.1. Listrik yang Dibutuhkan pada Tiap Stasiun Produksi ... VI-3 6.2. Air yang Dibutuhkan pada Tiap Stasiun Produksi ... VI-4 6.3. Uap yang Dibutuhkan pada Tiap Stasiun Produksi ... VI-5 6.4. Effluent yang Dihasilkan pada Tiap Stasiun Produksi ... VI-7
DAFTAR TABEL (LANJUTAN)
TABEL HALAMAN
6.5. Limbah Padat yang Dihasilkan pada Tiap Stasiun Produksi .. VI-8 6.6. Emisi yang Dihasilkan pada Tiap Stasiun Produksi ... VI-9 6.7. Nilai Pencapaian Indikator Lingkungan ... VI-11 6.8. Prinsip dan Kriteria RSPO yang Berkaitan dengan
Penelitian ... VI-12 6.9. Prinsip dan Kriteria ISPO yang Berkaitan dengan Penelitian ... VI-13
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR HALAMAN
2.1. Causal Loop ... II-4 2.2. Sistem Jembatan Timbangan. ... II-6 2.3. Stasiun Sortasi. ... II-6 2.4. Stasiun Loading Ramp. ... II-6 2.5. Stasiun Sterilizer (Perebusan). ... II-8 2.6. Stasiun Thresser (Pemipilan). ... II-9 2.7. Stasiun Digester (Pencacahan). ... II-10 2.8. Stasiun Presser (Pengempaan) ... II-11 2.9. Proses Vibrating Screen ... II-11 2.10. Proses Crude Oil Tank. ... II-12 2.11. Proses Continious Tank. ... II-12 2.12. Proses Sludge Separator. ... II-13 2.13. Proses Oil Tank. ... II-14 2.14. Proses Oil Purifier. ... II-14 2.15. Proses Vacuum Dryer ... II-15 2.16. Proses Cake Braker Conveyor. ... II-16 2.17. Proses Depericarper. ... II-16 2.18. Proses Polishing Drum. ... II-17 2.19. Proses Nut Silo. ... II-17 2.20. Proses Riplle Mill. ... II-18
DAFTAR GAMBAR (LANJUTAN)
GAMBAR HALAMAN
2.21. Sistem LTDS 1. ... II-19 2.22. Sistem LTDS 2. ... II-20 2.23. Proses Clay Bath. ... II-20 2.24. Proses Kernel Silo. ... II-21 3.1. Representasi Skematis dari Kerangka Kerja Konseptual
untuk Penilaian Keberlanjutan. ... III-3 3.2. Kerangka untuk Sustainability Assessment Tools ... III-6 3.3. Skema Representasi dari Sistem Dinamis ... III-9 4.1. Kerangka Berpikir Penelitian ... IV-3 4.2. Blok Diagram Prosedur Penelitian ... IV-6 5.1. Causal Loop ... V-3 5.2. Model Simulasi ... V-6 5.3. Problems pada Model Simulasi ... V-10 5.4. Grafik Produksi CPO 2017 (Aktual dan Simulasi) ... V-11 5.5. Konsumsi Listrik Skenario 1, 2 dan 3 ... V-15 5.6. Konsumsi Air Skenario 1, 2 dan 3 ... V-16 5.7. Konsumsi Uap Skenario 1, 2 dan 3 ... V-17 5.8. Limbah Padat Skenario 1, 2 dan 3 ... V-18 5.9. Limbah Cair Skenario 1, 2 dan 3. ... V-19 5.10. Emisi Skenario 1, 2 dan 3 ... V-20
DAFTAR GAMBAR (LANJUTAN)
GAMBAR HALAMAN
6.1. Diagram Pareto Konsumsi Listrik ... VI-3 6.2. Diagram Pareto Konsumsi Air ... VI-4 6.3. Diagram Pareto Konsumsi Uap ... VI-6 6.4. Diagram Pareto Effluent ... VI-7 6.5. Diagram Pareto Limbah Padat ... VI-8 6.6. Diagram Pareto Emisi ... VI-10
DAFTAR LAMPIRAN
- Tabel Hasil Simulasi Skenario 1 - Tabel Hasil Simulasi Skenario 2 - Tabel Hasil Simulasi Skenario 3
- Tabel Rincian Energi dan Limbah Skenario 1 - Tabel Rincian Energi dan Limbah Skenario 2 - Tabel Rincian Energi dan Limbah Skenario 3 - Tabel Prinsip dan Kriteria Sertifikasi ISPO - Tabel Prinsip dan Kriteria Sertifikasi RSPO - Form Tugas Akhir
- Surat Penjajakan - Surat Balasan Pabrik - Surat Keputusan - Form Asistensi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Tanaman kelapa sawit merupakan salah satu jenis tanaman perkebunan yang menduduki posisi penting dalam perekonomian Indonesia. Seiring dengan penambahan luas areal kelapa sawit serta berkembangnya industri kelapa sawit di berbagai wilayah di Indonesia, maka produksi kelapa sawit nasional dalam wujud minyak sawit juga terus meningkat setiap tahun. Pada tahun 1980 produksi Crude Palm Oil (CPO) Indonesia hanya sebesar 721,17 ribu ton, dan naik menjadi 33,50 juta ton pada tahun 2016 atau tumbuh rata-rata sebesar 11,50% per tahun. Dari hasil penelusuran model estimasi dengan model Double Exponential Smoothing (DES), penawaran kelapa sawit Indonesia selama periode 2017-2020 diperkirakan meningkat dengan rata-rata pertumbuhan sebesar 5,39 % per tahun. Pada tahun 2017 produksi kelapa sawit mencapai 35,29 juta ton, hingga tahun 2020 mengalami peningkatan sebesar 41,32 juta ton (Kementrian Pertanian, 2016).
Pertumbuhan produksi CPO tidak hanya membawa dampak baik bagi perekonomian tetapi juga membawa dampak buruk bagi lingkungan. Contohnya praktik tidak ramah lingkungan, seperti teknik pembukaan lahan dengan pembakaran hutan dan pembuangan limbah yang tidak terkendali telah menimbulkan citra buruk bagi industri kelapa sawit Indonesia. Sejalan dengan semakin meningkatnya produksi kelapa sawit dari tahun ke tahun, akan terjadi pula peningkatan volume limbah. Limbah yang dihasilkan dari kegiatan produksi
minyak sawit meliputi limbah cair, limbah padat, dan limbah udara. Isu lingkungan selama ini dianggap sebagai salah satu faktor penghambat bagi industri kelapa sawit Indonesia. Pada kasus minyak sawit ini, Uni Eropa mengaitkan isu perdagangan dengan isu lingkungan. Dalam perkembangannya Uni Eropa telah menyetujui EU Emission Trading Scheme (EU – ETS), yaitu kebijakan yang disetujui oleh anggota Uni Eropa untuk mendukung produk negara – negara yang memiliki low – carbon industrial sectors (Sally, 2016).
Permasalahan pada dampak lingkungan yang berpotensi timbul tidak hanya dari aktivitas perkebunan, tetapi juga pabrik atau industri minyak kelapa sawit (palm oil mills), karena adanya limbah cair, limbah padat dan limbah udara.
Jika tidak dikelola dengan baik, limbah tersebut berpotensi mencemari lingkungan (Giandadewi, Andarani, & Nugraha, 2017).
Pembangunan Perkebunan kelapa sawit berkelanjutan atau Sustainable Palm Oil merupakan kewajiban yang diterapkan oleh pemerintah Indonesia dalam upaya memelihara lingkungan, meningkatkan kegiatan ekonomi, sosial dan penegakan peraturan perundangan Indonesia di bidang perkelapa-sawitan.
Penerapan kewajiban kebun sawit yang berkelanjutan ini telah dilakukan sejak peluncuran Perkebunan Kelapa Sawit Berkelanjutan Indonesia (Indonesian Sustainable Palm Oil / ISPO) di Medan pada Maret tahun 2011. Berdasarkan prinsip dan kriteria sertifikasi ISPO, perusahaan perkebunan yang melakukan usaha produksi minyak kelapa sawit perlu melakukan pengelolaan dan pemantauan lingkungan serta wajib menghitung emisi Gas Rumah Kaca (GRK), (Peraturan Menteri Pertanian Indonesia, 2011).
Begitu pula dengan RSPO (Roundtable on Sustainable Palm Oil) yang didirikan pada tahun 2004 sebagai respon untuk menanggapi masalah-masalah sosial dan lingkungan di negara-negara produsen. Inisiatif yang bersifat sukarela ini diprakarsai oleh pihak industri dan masyarakat sipil dan bertujuan untuk mempromosikan produksi dan penggunaan minyak sawit berkelanjutan. Untuk menjamin hal tersebut, telah disusun serangkaian kriteria yang mempunyai jangkauan luas. (Voge & Adams, 2014). Prinsip dan kriteria RSPO untuk produksi minyak sawit berkelanjutan seperti monitoring penggunaan energi per ton CPO/TBS, monitoring penggunaan air per ton TBS oleh pabrik, mengidentifikasi dan memonitor sumber limbah dan polusi yang harus dipenuhi.
(Dokumen Panduan RSPO, 2006)
Dalam penelitian yang berjudul “Aplikasi Model Sistem Dinamik untuk Menganalisis Permintaan dan Ketersediaan Listrik Sektor Industri (Studi Kasus:
Jawa Timur)” yang bertujuan membangun model sistem dinamik, untuk memenuhi permintaan pada sektor industri dalam meningkatkan pertumbuhan ekonomi nasional, berdasarkan cadangan batubara yang tersedia, konstruksi tambang dan kemampuan dalam memasok batubara. Dengan menggunakan model sistem dinamik tersebut nantinya akan dibuat suatu model untuk memprediksi permintaan energi listrik di masa mendatang dan ketersediaan energi listrik untuk masa mendatang pada sektor industri (Axella & Suryani, 2012).
Dalam penelitian lainnya yang berjudul “Model Sistem Dinamis Penilaian Kinerja Agroindustri Tembakau di PT Gading Mas Indonesia” yang bertujuan membangun model sistem dinamis penilaian kinerja untuk mendapatkan skenario
kebijakan terbaik di PT. GMIT Jember. Manfaat dari penelitian yang dilakukan adalah sebagai rekomendasi bagi perusahaan dalam penerapan kebijakan yang tepat untuk meningkatkan kinerja PT. GMIT. (Ghiffari, Purnomo, & Novijanto, 2016).
Salah satu cara untuk menganalisis kinerja sebuah perusahaan yakni menggunakan pendekatan sistem dinamis. Model sistem dinamis menyediakan cara memahami penyebab perilaku industri, mendeteksi terhadap perubahan dini dalam struktur industri dan penentuan faktor-faktor yang meramalkan perilaku secara signifikan dan sensitif. Selain itu, kelebihan sistem dinamis yakni dapat mengestimasi kinerja sistem pada kondisi tertentu. Dengan menggunakan sistem dinamis, didapatkan sebuah model dari sistem yang kompleks. Model ini akan digunakan sebagai acuan untuk meningkatkan kinerja perusahaan dalam jangka panjang. (Ghiffari, Purnomo, & Novijanto, 2016).
Pada PT. XYZ belum dilakukan monitoring untuk memenuhi beberapa requirement pada prinsip dan kriteria sertifikasi ISPO maupun RSPO. Monitoring ini dilakukan dengan mengkuantifikasi penggunaan energi dan limbah. Mengacu pada penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, sistem dinamis dapat digunakan untuk memodelkan produksi CPO pada PT. XYZ. Model sistem dinamis ini kemudian dapat digunakan untuk mengkuantifikasi konsumsi energi dan limbah yang dihasilkan dari produksi CPO.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana cara untuk melakukan monitoring penggunaan energi dan limbah?
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan umum pada penelitian ini adalah memodelkan produksi CPO yang berlangsung di PT. XYZ dengan sistem dinamis.
Tujuan khusus pada penelitian ini adalah:
1. Membangun konseptual model produksi CPO dengan software Anylogic 2. Membangun model simulasi produksi CPO software Anylogic
3. Memverifikasi dan memvalidasi model produksi CPO
4. Melakukan simulasi eksperimen dengan menggunakan model simulasi 5. Melakukan analisis diagram pareto pada hasil simulasi model
6. Melakukan penilaian terhadap proses produksi yang berlangsung berdasarkan indikator lingkungan hijau dalam rangka mendukung industri kelapa sawit berkelanjutan
1.4. Manfaat Penelitian
Adapun yang menjadi manfaat penelitian bagi perusahaan adalah menghasilkan model yang dapat dijadikan tools bagi perusahaan untuk memenuhi beberapa requirement dari prinsip dan kriteria sertifikasi ISPO maupun RSPO.
1.5. Batasan dan Asumsi Penelitian
Berikut adalah batasan masalah pada penelitian ini:
1. Penelitian fokus pada produksi CPO untuk menganalisis konsumsi energi (listrik, air,uap), limbah (cair, padat) dan emisi.
2. Penelitian tidak memenuhi semua requirement pada prinsip dan kriteria sertifikasi ISPO maupun RSPO.
3. Penelitian tidak membahas terkait biaya apapun pada perusahaan.
Berikut adalah asumsi pada penelitian ini:
Proses produksi berlangsung normal tanpa adanya kendala seperti kerusakan mesin dan listrik padam.
1.6. Sistematika Penulisan Laporan
Sistematika penulisan laporan dari tugas sarjana akan disajikan dalam Bab I hingga Bab VII.
Dalam Bab I Pendahuluan diuraikan latar belakang permasalahan yang mendasari dilakukannya penelitian, perumusan permasalahan, tujuan dan manfaat penelitian, batasan dan asumsi yang digunakan dalam penelitian dan sistematika penulisan laporan penelitian.
Dalam Bab II Gambaran Umum Perusahaan diuraikan sejarah singkat, proses produksi, kondisi aktual dan informasi lainnya dari PT. XYZ.
Dalam Bab III Landasan Teori diuraikan teori-teori yang mendukung pemecahan permasalahan penelitian. Teori yang digunakan berhubungan dengan pendekatan sistem dinamis, model dan sustainability.
Dalam Bab IV Metodologi Penelitian diuraikan langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian seperti penentuan lokasi penelitian, jenis penelitian, objek penelitian, variabel penelitian, kerangka konseptual penelitian, blok diagram prosedur penelitian, pengumpulan data, metode pengolahan data, analisis pemecahan masalah, serta kesimpulan dan saran.
Dalam Bab V Pengumpulan dan Pengolahan Data diuraikan data-data yang dikumpulkan peneliti yang berhubungan dengan pemecahan permasalahan penelitian,serta bagaimana data-data tersebut diolah untuk memperoleh hasil yang menjadi dasar pemecahan permasalahan tersebut.
Dalam Bab VI Analisis dan Pembahasan diuraikan analisis terhadap hasil dari pengolahan data dan hasil pemecahan masalah dalam penelitian.
Dalam Bab VII Kesimpulan dan Saran diuraikan kesimpulan yang diperoleh dari pemecahan masalah, serta memberikan saran-saran yang bermanfaat bagi perusahaan dan pengembangan penelitian selanjutnya.
BAB II STUDI KASUS
2.1. Gambaran Umum Kasus
PT. XYZ merupakan sebuah perusahaan swasta yang bergerak dibidang perkebunan kelapa sawit dan pengolahan kelapa sawit menjadi CPO (Crude Palm Oil) dan IKS (Inti Kelapa Sawit) / kernel. Kemudian CPO dan IKS tersebut akan dijual kepada perusahaan yang membutuhkan sebagai bahan untuk pengolahan lebih lanjut. Pabrik kelapa sawit PT. XYZ terletak di desa Gedong Biara Kec.
Seruway Kabupaten Aceh Timur, Propinsi Nanggroe Aceh Darussalam.
Pertumbuhan produksi CPO tidak hanya membawa dampak baik bagi perekonomian namun juga membawa dampak buruk bagi lingkungan. Proses produksi CPO sendiri menghasilkan berbagai jenis limbah. Limbah yang dihasilkan dari kegiatan produksi CPO ini meliputi limbah cair, limbah padat dan limbah udara/gas (emisi).
1. Limbah cair
Limbah cair yang dihasilkan dari proses produksi berasal dari penggunaan air dalam proses produksi dan sludge (lumpur minyak) sisa olahan yang berasal dari pengendapan. Limbah cair yang dihasilkan oleh pabrik akan diproses dan dinetralisir terlebih dahulu sebelum dibuang ke kolam limbah.
2. Limbah padat
Limbah padat yang dihasilkan dari proses produksi berupa janjang kosong (Empty Fruit Bunch), fiber dan shell (cangkang). EFB dihasilkan dari proses
pemipilan yang terjadi akibat putaran pada sumbu mendatar yang membawa FFB ikut berputar sehingga membanting-banting FFB tersebut dan menyebabkan brondon terlepas dari janjangnya. Sedangkan fiber dan shell adalah ampas dari hasil cacahan yang kemudian dikempa unutk memisahkan minyak dari daging buah pada proses pencacahan dan pengempaan. Pada pabrik ini EFB biasanya akan digunakan kembali untuk pupuk. Sedangkan fiber dan shell digunakan untuk bahan bakar atau dijual mentah ke pasaran.
3. Limbah udara/gas
Limbah udara/gas (emisi) disini berupa gas karbondioksida CO2 yang dihasilkan dari penggunakan mesin-mesin yang berkaitan dengan proses produksi. Pada pabrik kelapa sawit ini belum ada penanganan khusus untuk emisi yang dihasilkan.
Dalam upaya memelihara lingkungan, meningkatkan kegiatan ekonomi, sosial dan penegakan peraturan perundangan Indonesia di bidang perkelapa- sawitan maka pembangunan perkebunan kelapa sawit berkelanjutan atau Indonesia Sustainable Palm Oil (ISPO) merupakan kewajiban yang diterapkan oleh pemerintah Indonesia. Begitu pula dengan RSPO (Roundtable on Sustainable Palm Oil) yang bertujuan untuk mempromosikan produksi dan penggunaan minyak sawit berkelanjutan yang bersifat sukarela dan berskala internasional.
Sebagai usaha untuk mencapai industri kelapa sawit berkelanjutan maka perlu dilakukan sertifikasi ISPO (wajib) maupun RSPO (sukarela).
Kedua sertifikasi tersebut memiliki prinsip dan kriteria yang harus dipenuhi (required) (tabel terlampir), diantaranya adalah me-monitoring
penggunaan energi dan limbah. Monitoring dilakukan dengan mengkuantifikasi penggunaan energi dan limbah dari produksi CPO. Saat ini belum ada dilakukan monitoring oleh PT. XYZ.
Untuk memudahkan dalam melakukan penelitian maka causal loop digunakan untuk membantu pemodel memahami sistem dengan memberikan gambaran umum melalui hubungan sebab dan akibat dalam sistem tersebut (konseptualisasi sistem). Komponen-komponen yang mempunyai hubungan antara komponen yang satu dengan komponen yang lain pada causal loop diatas yaitu produksi CPO, produksi kernel, emisi, limbah padat, effluent, konsumsi uap, konsumsi air, konsumsi listrik, Fresh Fruit Bunch (FFB), jam kerja, mesin(mesin loading ramp, mesin sterilizer, mesin thresser, mesin digester, mesin screw press, mesin vibrating screen, mesin COT, mesin CT, mesin sludge separator, mesin POT, mesin oil purifier, mesin vacuum drier, mesin kernel) dan proses produksi CPO (loading ramp, sterilizer, thresser, digester, screw press, vibrating screen, mesin COT, CT, sludge separator, POT, oil purifier, vacuum drier, kernel).
Causal Loop untuk pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 2.1.
berikut.
Sumber: Anylogic Software
Gambar 2.1. Causal Loop
Berikut adalah data-data yang menunjang penelitian.
2.2. Jam Kerja
Pengaturan jam kerja di PT XYZ adalah sebagai berikut:
1. Semua karyawan kecuali bagian pengolahan dan pengamanan hari kerjanya adalah Senin – Sabtu, dengan ketentuan jam kerja sebagai berikut:
a. Senin – Jumat
- Jam 07.00 – 12.00 WIB Waktu Kerja (dinas) - Jam 12.00 – 13.30 WIB Waktu Istirahat - Jam 13.30 – 15.30 WIB Waktu Kerja (dinas)
2. Pengaturan jam kerja bagian pengolahan dan pengamanan (security) pada perusahaan terbagi atas tiga shift setiap harinya yaitu:
- Shift I : jam 06.00 – 14.00 WIB - Shift II : jam 14.00 – 22.00 WIB - Shift III : jam 22.00 – 06.00 WIB
2.3. Proses Produksi
2.3.1. Proses Produksi Crude Palm Oil
Proses produksi CPO pada PT. XYZ memakai bahan baku utama adalah buah sawit yang masih segar. Berikut adalah proses CPO:
1. Penimbangan Buah
Penimbangan dilakukan dua kali, yaitu pada saat masuk pabrik (berat truk dan TBS) serta pada saat keluar (berat truk). Dari selisih timbangan saat truk masuk dan keluar, diperoleh berat bersih TBS yang masuk ke pabrik
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.2. Sistem Jembatan Timbangan
2. Stasiun Sortasi
TBS yang telah ditimbang di jembatan timbang selanjutnya dibongkar kemudian dipilih/disortasi berdasarkan standar mutu yang telah ditentukan oleh pabrik.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.3. Stasiun Sortasi
3. Loading Ramp
TBS yang dimasukkan ke loading ramp. Loading ramp dilengkapi pintu- pintu keluaran yang digerakkan secara hidrolis sehingga memudahkan dalam pengisian TBS ke dalam lori untuk proses selanjutnya.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.4. Stasiun Loading Ramp
4. Stasiun Perebusan (Sterilizer)
Lori-lori yang telah berisi TBS dikirim ke stasiun perebusan dengan cara ditarik menggunakan capstand yang digerakkan oleh motor listrik hingga memasuki sterilizer. Dalam proses perebusan, TBS dipanaskan dengan uap pada temperatur sekitar 1350C selama 80-90 menit. Proses perebusan dilakukan secara bertahap dalam tiga puncak tekanan agar diperoleh hasil yang optimal. Tujuan perebusan ini adalah sebagai berikut :
a. Menghentikan perkembangan asam lemak bebas (ALB) dan free fatty acid (FFA)
Perkembangan asam lemak bebas terjadi akibat kegiatan enzim yang menghidrolisis minyak. Menghentikan kegiatan enzim tersebut sebenarnya cukup dengan perebusan hinggan 500C selama beberapa menit. Namun, jika ditinjau dari proses pengolahan. Selanjutnya, perebusan harus dilakukan dengan temperatur lebih tinggi.
b. Memudahkan pemipilan
Untuk melepaskan brondolan (Spikelets fruit) dari tandan secara manual, sebenarnya cukup dengan merebus dalam air mendidih. Namun, cara ini tidak memadai. Oleh karenanya, diperlukan uap jenuh bertekanan agar diperoleh temperatur yang semestinya dibagian dalam tandan buah.
c. Menurunkan Kadar Air
Dengan berkurangnya air, susunan daging buah (pericarp) berubah.
Perubahan tersebut memberikan efek positif, yaitu mempermudah pengambilan minyak selama proses pengempaan dan mempermudah
pemisahan minyak dari zat non lemak. Pada saat yang sama, sel-sel minyak akan pecah dan berada dalam keadaan bebas pada saat pengeluaran uap perebusan (Puncak Ketiga). Dalam hal ini senyawa protein merupakan cairan emulsi yang berbeda sehingga lapisan minyak lebih mudah dipisahkan saat proses pemurnian. Secara keseluruhan, akibat penguapan sebagian air dari daging buah yang kehilangan minyak dalam serabut maupun dalam lumpur buangan (sludge) pada proses pemurnian dapat ditekan.
d. Penyempurnaan dalam proses pengolahan inti sawit
Hal utama yang dihadapi pada proses pengolahan sawit yaitu lekat dari inti sawit terhadap cangkangnya. Dengan proses perebusan, kadar air dalam biji akan berkurang sehingga daya lekat inti terhadap cangkangnya menjadi berkurang.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.5. Stasiun Sterilizer (Perebusan)
5. Stasiun Pemipilan (Threser)
Pada stasiun pemipilan, 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 pemipilan (threser/stripper drum). Proses pemipilan terjadi akibat tromol berputar pada sumbu mendatar membawa TBS ikut berputar sehingga membanting-banting
TBS tersebut dan menyebabkan brondolan lepas dari tandannya. Pada bagian dalam dari pemipil, dipasang batang-batang besi perantara sehingga membentuk kisi-kisi yang memungkinkan brondolan keluar dari bagian bawah pemipil dan ditampung oleh sebuah screw conveyor untuk dikirim ke bagian digesting dan pressing. Sementara, tandan yang kosong keluar dari bagian belakang pemipil ditampung oleh elevator. Kemudian, hasil tersebut dikirim ke hopper untuk dibuang.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.6. Stasiun Thresser (Pemipilan)
6. Stasiun Pencacahan (Digester) dan Pengempaan (Presser)
Brondolan yang telah terpipil dari stasiun pemipilan diangkut ke bagian pengadukan/pencacahan (digester). Alat yang digunakan untuk pengadukan/pencacahan berupa sebuah tangki vertikal yang dilengkapi dengan lengan-lengan pencacah dibagian dalamnya. Lengan-lengan pencacah ini diputar oleh motor listrik yang dipasang di bagian atas dari alat pencacah (digester). Tujuan utama dari proses digesting yaitu mempersiapkan daging buah untuk pengempaan (Pressing) sehingga minyak dengan mudah dapat dipisahkan dari daging buah dengan kerugian yang sekecil-kecilnya.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.7. Stasiun Digester (Pencacahan)
Brondolan yang telah mengalami pencacahan dan keluar melalui bagian bawah digester sudah berupa bubur. Hasil cacahan tersebut langsung masuk ke alat pengempaan yang berada persis dibagian bawah digester. Pada pabrik kelapa sawit, umumnya digunakan screw press sebagai alat pengempaan untuk memisahkan minyak dari daging buah. Proses pemisahan minyak terjadi akibat putaran screw mendesak bubur buah, sedangkan dari arah yang berlawanan tertahan oleh sliding cone. Screw dan sliding cone ini berada dalam sebuah selubung baja yang disebut press cage, dimana dindingnya berlubang-lubang diseluruh permukaannya. Dengan demikian, minyak dari bubur buah yang terdesak ini akan keluar melalui lubang-lubang press cage, sedangkan ampasnya keluar melalui celah antara sliding cone dan press cage.
Selama proses pengempaan berlangsung, air panas ditambahkan ke dalam screw press. Hal ini bertujuan untuk pengenceran (dillution) sehingga massa bubur buah yang dikempa tidak terlalu rapat. Jumlah penambahan air berkisar 10-15% dari berat TBS yang diolah dengan temperatur air sekitar 900C.
Proses pengempaan akan menghasilkan minyak kasar dengan kadar 50%
minyak, 42% air, 8% zat padat.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.8. Stasiun Presser (Pengempaan)
7. Stasiun Pemurnian (Clarifier)
Stasiun ini 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 diperoleh minyak dengan kualitas sebaik mungkin dan dapat dipasarkan. Pada stasiun pemurnian/klarifikasi minyak, terjadi beberapa tahapan proses:
a. Vibrating screen
Pemakaian ayakan getar bertujuan untuk memisahkan non oil solid (NOS) yang berukuran besar, sehingga pada proses selanjutnya di dapatkan minyak yang memenuhi standar. Ayakan getar dikenal dengan tipe vibro yang mempunyai mekanisme pemisahan yang bekerja dengan cara getaran melingkar dan atas bawah.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.9. Proses Vibrating Screen
b. Crude Oil Tank
Crude oil tank (COT) berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel yang tidak larut dan lolos dari vibrating screen, karena tangki ini ukuran kecil dapat dikatakan bahwa retention time nya relatif singkat sehingga lebih berfungsi untuk mengendapakan pasir atau lumpur partikel besar.
Fungsi utama crude oil tank adalah menampung minyak dan ayakan sebelum dipompakan pada continious tank.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.10. Proses Crude Oil Tank
c. Continious Tank
Continious tank berfungsi untuk memisahkan minyak dengan sludge.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.11. Proses Continious Tank
d. Sludge Separator
Sludge yang masuk ke dalam sludge separator terdiri dari bahan mudah menguap. Tujuan dari proses ini adalah memisahkan minyak dari air dan
kotoran, dengan kata lain memisahkan minyak dari fraksi yang berat jenis nya 1. Air dan kotoran yang dipisahkan disebut dengan air drab. Fraksi ringan dikembalikan ke oil tank. Suhu minyak dalam sludge separator dipertahankan diatas 900C yang dapat dibantu dengan pemberian uap gas.
Cairan yang telah dibebaskan dari pasir-pasir halus dipompakan lagi ke Pure Oil tank.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.12. Proses Sludge Separator
e. Pure Oil Tank
Cairan yang berada di permukaan tangki continius tank dialirkan ke dalam pure oil tank. Minyak ini masih mengandung air dan kotoran-kotoran ringan. Alat pure oil tank dilengkapi dengan pipa coil pemanas, yang digunakan untuk menaikkan suhu minyak hingga 900C. Tujuan pemanasan minyak adalah untuk mempermudah pemisahan minyak dengan air dan kotoran ringan dengan cara pengendapan, yaitu zat yang memiliki berat jenis lebih berat dari minyak akan mengendap pada dasar tangki. Suhu minyak dalam pure oil tank sangat berpengaruh pada perlakuan selanjutnya karena tidak terjadi lagi pemanasan, sehingga dianggap suhu pada pure oil tank adalah sumber panas untuk pengolahan lanjutan seperti pada oil purifier dan vacum dryer.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.13. Proses Pure Oil Tank
f. Oil Purifier
Dilakukan pemurnian untuk mengurangi kadar kotoran dan kadar air yang terdapat pada minyak berdasarkan atas perbedaan densitas dengan menggunakan gaya sentrifugal, dengan kecepatan perputarannya 7500 rpm. Kotoran dan air yang memiliki densitas yang besar akan berada pada bagian yang luar (dinding bowl), sedangkan minyak yang mempunyai densitas lebih kecil bergerak ke arah poros dan keluar melalui sudut-sudut untuk dialirkan ke vacuum drier. Kotoran dan air yang melekat pada dinding di-blowdown ke saluran pembuangan
.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.14. Proses Oil Purifier
g. Vacuum Drier
Minyak yang keluar dari purifier masih mengandung air, maka untuk mengurangi kadar air tersebut, minyak dipompakan ke vacuum drier. Di sini minyak disemprot dengan menggunakan nozzle sehingga campuran minyak dan air tersebut akan pecah. Hal ini akan mempermudah pemisahan air dalam minyak, dimana minyak yang memiliki tekanan uap lebih rendah dari air akan turun ke bawah dan kemudian dipompakan ke storage tank.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.15. Proses Vacuum Dryer
2.3.2. Proses Pengolahan Inti Sawit (Kernel) Berikut adalah proses pengolahan inti sawit:
1. Cake breaker conveyor (CBC)
Ampas dari screw press yang terdiri dari fiber dan nut yang masih menggumpal masuk ke CBC. CBC merupakan suatu screw conveyor namun screwnya dipasang palt persegi sebagai pelempar fiber dan nut. CBC berfungsi untuk mengurai gumpalan fiber dengan nut dan membawanya ke depericarper.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.16. Proses Cake Braker Conveyor
2. Depericarper
Depericarper adalah alat untuk memisahkan fiber dengan nut. Fiber dan nut dari CBC masuk ke separating column. Disini fraksi ringan yang berupa fiber dihisap dengan fibre cyclone dan di tampung dalam hopper sebagai bahan bakar pada boiler. Sedangkan fraksi berat berupa nut turun ke bawah masuk ke polishing drum.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.17. Proses Depericarper
3. Polishing Drum
Polishing drum berupa drum berlubang-lubang yang berputar. Akibat dari perputaran ini terjadi gesekan yang mengakibatkan serabut yang masih menempel pada nut terkikis dan terpisah dari nut. Nut jatuh, selanjutnya nut diangkut oleh nut conveyor dan destoner (second depericarper) untuk memisahkan batu dan benda – benda yang lebih berat dari nut seperti besi.
Nut yang terbawa ke atas jatuh kembali di dalam air lock dan di tampung oleh nut elevator untuk dibawa ke dalam nut silo.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.18. Proses Polishing Drum
4. Nut Silo
Fungsi dari alat ini sebagai tempat penampungan nut, hal ini dilakukan untuk mengurangi kadar air sehingga lebih mudah dipecah dan inti lekang dari cangkangnya.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.19. Proses Nut Silo
5. Ripple Mill
Ripple mill memiliki fungsi untuk memecahkan bagian nut. Ripple mill terdiri dari bagian rotor yang bergerak dan juga bagian yang diam. Sementara itu nut umumnya akan masuk diantara rotor dari ripple plate tersebut, sehingga mereka saling mengalami benturan dan kemudian cangkang pun dapat terpecah dengan mudah dari bagian nut tersebut.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.20. Proses Riplle Mill
6. Pneumatic Separating
Hasil pemecahan dari ripple mill berupa campuran kernel, cangkang, dan kotoran halus selanjutnya dibawa dengan conveyor ke bagian pemisahan. Ada dua sistem atau metode pemisahan kernel dan cangkang, yaitu sistem pemisahan kering dan pemisahan basah.
Pemisahan kering (dry separator) dilakukan dalam suatu kolom vertikal (LTDS) dengan bantuan hisapan udara dari sebuah kipas, dimana fraksi yang lebih ringan (cangkang) akan terhisap ke bagian atas, sedangkan fraksi yang ringan akan jatuh ke bawah. Untuk memperoleh kernel yang baik dengan losses rendah, pemisahan dilakukan dengan dua kolom pemisah. Setiap kolom pemisah bekerja secara dua tahap.
Pada kolom pemisah pertama (LTDS 1), terjadi pemisahan serabut, cangkang halus, dan debu yang timbul sebagai hasil pemecahan biji oleh ripple mill.
Pada tahap pertama, digunakan hisapan udara dengan kecepatan 14-15 m/detik, di mana fraksi berat jatuh ke bawah dan fraksi ringan masuk ketahap pemisahan kedua. Fraksi berat disini berupa batu dan potongan besi.
Sementara fraksi ringan disini berupa kernel, biji, cangkang, dan debu. Pada
tahap pemisahan kedua, digunakan hisapan udara dengan kecepatan 7,5-9,0 m/detik, dimana fraksi ringan dengan serabut, cangkang halus, dan debu bersama hisapan udara diteruskan ke cangkang silo untuk bahan bakar boiler.
Cangkang besar dan kernel yang tidak terangkat masuk ke corong air lock menuju kernel grading drum, sedangkan kernel beserta cangkang besar masuk melalui corong untuk diumpankan ke kolom pemisah kedua.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.21. Sistem LTDS 1
Pada kolom pemisah kedua (LTDS 2) dilakukan pemisahan dengan prinsip yang sama dengan kolom pemisah pertama, tetapi dengan kecepatan prinsip udara yang lebih kecil. Pada tahap pertama, kernel dan cangkang kasar akan terpisah, dimana fraksi berat berupa kernel bulat jatuh ke bawah untuk selanjutnya dikirim ke kernel silo, sedangkan kernel halus, kernel pecah, sebagian kernel kasar, serta sedikit serabut dan cangkang halus masuk ke tahap pemisah kedua. Pada tahap kedua, dilakukan pemisahan dimana kernel kecil, kernel pecah, dan cangkang besar masuk melalui corong dari air lock menuju sistem pemisahan basah (clay bath), sedangkan cangkang halus dan serabut terhisap untuk diteruskan ke silo cangkang dan digunakan sebagai bahan bakar boiler.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.22. Sistem LTDS 2
7. Clay Bath
Pemisahan dengan clay bath didasari oleh perbedaan berat jenis antara kernel dan cangkang. Campuran antara kernel dan cangkang dimasukkan ke dalam cairan tanah liat yang bebas pasir sehingga kernel akan terapung dan cangkang akan tenggelam. Proses ini dilakukan dalam sebuah bak berbentuk kerucut dilengkapi dengan pompa untuk mensirkulasikan cairan tanah lait.
Gerak cairan karena adanya sirkulasi akan membawa kernel menuju ayakan getar untuk dibersihkan dan selanjutnya dikirim ke silo pengering. Sementara cangkang yang tenggelam kemudin terdorong ke luar melalui pipa pengeluaran yang dipasang pada bagian bawah. Selanjutnya, cangkang tersebut dimasukkan ke silo cangkang untuk dijadikan bahan bakar boiler.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.23. Proses Clay Bath
8. Kernel Silo
Inti yang berasal dari pemisahan di clay bath melalui top wet kernel conveyor didistribusikan ke dalam unit kernel silo untuk dilakukan proses pengeringan.
Pada kernel silo ini inti akan dikeringkan dengan menggunakan udara panas dari steam heater yang dihembuskan oleh fan kernel silo ke dalam kernel silo.
Pengeringan dilakukan pada temperatur 60-80°C selama 4-8 jam.
Sumber : PT. XYZ
Gambar 2.24. Proses Kernel Silo
2.4. Mesin Produksi
Mesin produksi adalah semua peralatan yang merupakan penggerak yang digunakan dalam proses produksi. Adapun mesin produksi yang digunakan adalah sebagai berikut:
Tabel 2.1. Mesin Produksi CPO
No Nama Mesin Spesifikasi
1 Loading Ramp
Fungsi
tempat penampungan semenatra Tandan Buah Segar sebelum dimasukkan ke dalam lori.
Kapasitas 20 ton
Daya 2,2 kW
Ukuran P = 40 m, L = 22 m
Tabel 2.1. Mesin Produksi CPO (Lanjutan)
No Nama Mesin Spesifikasi
2 Sterilizer
Fungsi
merebus buah kelapa sawit yang ada di dalam tandan buah segar (TBS) sawit.
Daya 2,2 kW
Merek PT. S.A.S Kapasitas 25 ton
3 Thresser
Fungsi Memipil brondolan Kapasitas 10 Ton
Daya 2,2 Kw
4 Digester
Fungsi
Melumat berondolan, sehingga daging buah terpisah dari biji (nut) dan menghancurkan minyak dalam waktu singkat, agar minyak
dapat diperas sebanyak- banyaknya pada saat pengempaan berlangsung.
Kapasitas 28 ton Merek Electrim
Daya 22 kW
5 Screw Press
Fungsi untuk memisahkan minyak kasar
Kapasitas 11 ton
Merek TECO
Daya 22 kW
6 Vibrating Screen
Fungsi
Untuk memisahkan serat-serat halus dan kotoran-kotoran kasar yang terikut dengan minyak Kapasitas 17 ton
Merek Internasional Daya Daya : 1,86 kW
7 Crude Oil Tank
Fungsi
Untuk mengendapkan partikel- partikel yang tidak larut dan masih lolos dari vibrating screen
Kapasitas 14 ton
Merek Stombrey
Daya 7 kW
Tabel 2.1. Mesin Produksi CPO (Lanjutan)
No Nama Mesin Spesifikasi
8 Continius Tank
Fungsi
untuk memisahkan minyak dengan sludge sebelum dipompakan pada sludge tank Kapasitas 14 ton
Merek UKA
Daya 4 kW
9 Sludge Separator
Fungsi Memisahkan minyak dengan air pada sludge tank
Kapasitas 20 ton
Merek ASEA
Daya 22kW
10 Pure Oil Tank
Fungsi
Untuk mengendapkan kotoran dan air yang masih terkandung di dalam minyak.
Kapasitas 15 ton
Merek ASEA
Daya 1 kW
11 Oil Purifier
Fungsi
untuk mengurangi kadar kotoran dan kadar air yang terdapat pada minyak Kapasitas 10 ton
Merek Alva Laval
Daya 1 kW
12
Vacuum Drier
Fungsi
Untuk memisahkan air dari Crude Oil yang masih mengandung kadar air.
Kapasitas 9 ton
Merek Korting Hannover AG
Daya 1,5 kW
Sumber : PT. XYZ
Tabel 2.2. Mesin Produksi Kernel
No Nama Mesin Spesifikasi
1 Cake Brake Conveyor
Fungsi
Mempermudah proses
pemisahan biji dan serat pada depericarper
Kapasitas 12 ton
Merek DAUER
Tabel 2.2. Mesin Produksi Kernel (Lanjutan)
No Nama Mesin Spesifikasi
2 Depericarper
Fungsi Memisahkan ampas/serat kering dengan biji
Kapasitas 16 ton
Merek DAUER
Daya 6 kW
3 Polishing Drum
Fungsi Untuk membersihkan fibre yang masih melekat pada nut Kapasitas 5 Ton
Merek Geared Motor
Daya 6 kW
4 Nut Silo
Fungsi untuk mengurangi kadar air Kapasitas 7 ton
Merek Novenco
Daya 10 kW
5 Ripple Mill
Fungsi untuk memecahkan bagian nut Kapasitas 6 ton
Merek Peltec
Daya 6 kW
6 Pneumatic Separating
Fungsi Untuk memisahkan kernel, cangkang, dan kotoran halus Kapasitas 11 ton
Merek Novenco
Daya 14kW
7 Clay Bath
Fungsi
Untuk memisahkan inti sawit dengan cangkangnya yang memilki berat jenis berbeda Kapasitas 3 ton
Merek ASEA
Daya 5 kW
8 Kernel Silo
Fungsi
tempat penyimpanan kernel sebelum dikirim kepada konsumen.
Kapasitas 30 ton
Merek ASEA
Daya 2 kW
Sumber : PT. XYZ
Pada umumnya proses produksi CPO di PT. XYZ tidak berbeda dengan pabrik kelapa sawit lainnya (seperti uraian proses produksi diatas) sehingga model yang dibuat pada penelitian ini dapat digunakan pada pabrik sejenis lainnya. Perbedaannya terletak dari mesin yang digunakan (daya, kapasitas) , jam(shift) kerja, dan tandan buah segar /fresh fruit bunch yang diolah oleh pabrik sejenis lainnya. Sehingga untuk menggunakan model harus menyesuaikan dengan spesifikasi mesin, jam(shift) kerja, dan tandan buah segar /fresh fruit bunch yang diolah.
BAB III
LANDASAN TEORI
3.1. Sustainability (Keberlanjutan)
"Untuk menciptakan dan mempertahankan kondisi, di mana manusia dan alam berada dalam harmoni yang produktif, yang memungkinkan memenuhi persyaratan sosial, ekonomi, dan lainnya dari generasi sekarang hingga mendatang". Keberlanjutan didasarkan pada premis faktual dan sederhana yang sudah lama diakui: Segala sesuatu yang manusia butuhkan untuk kelangsungan hidup dan kesejahteraan mereka tergantung, langsung atau tidak langsung, pada lingkungan alam. Lingkungan menyediakan udara yang kita hirup, air yang kita minum, dan makanan yang kita makan. Ini mendefinisikan secara mendasar masyarakat di mana kita hidup dan merupakan sumber daya terbarukan dan tak terbarukan di mana peradaban bergantung. Kesehatan dan kesejahteraan kita, ekonomi kita, dan keamanan kita semua membutuhkan lingkungan yang berkualitas tinggi (National Research Council, 2011:53-69).
3.2. Sustainability Assessment and Management (Penilaian dan Manajemen Keberlanjutan)
Sub bab ini menjelaskan langkah-langkah yang terlibat dalam pendekatan ini, dimulai dengan evaluasi penyaringan untuk menentukan apakah akan melakukan proses penilaian dan manajemen keberlanjutan dan untuk menentukan tingkat upaya yang tepat atau kedalaman dari penilaian tersebut. Langkah ini
diikuti oleh definisi masalah dan pelingkupan, yang meliputi identifikasi opsi, cakupan awal analisis, keterlibatan pemangku kepentingan, dan peluang untuk kolaborasi. Bagian selanjutnya menjelaskan seperangkat alat analitik yang dapat digunakan dalam proses penilaian dan manajemen keberlanjutan (National Research Council, 2011).
Sebelum melakukan Sustainability Assessment (SA), perlu untuk mendefinisikan dengan jelas kerangka keberlanjutan, yang didefinisikan sebagai
"pemikiran dan struktur untuk integrasi konsep, metodologi, metode dan tools”.
Jika penilaian ditunjukkan dalam sebuah kerangka keberlanjutan yang lemah, maka trade-off dapat diterima, tetapi penulis bertanggung jawab untuk asumsi ini.
Kerangka prosedural metodologis untuk SA dikembangkan dan disajikan di sini untuk mewujudkan prasyarat yang telah dijelaskan sebelumnya, dan untuk mengatasi kritik potensial dari pendekatan tersebut. Dalam hal ini kami mendalilkan bahwa perbedaan mendasar antara SA dengan metode penilaian terintegrasi lainnya dapat diidentifikasi pada tiga tingkatan: (Sala, Ciuffo, &
Nijkamp, 2015:316-317).
1. Secara ontologis, sebagaimana SA meminta kelengkapan dalam penilaian dan untuk integrasi daya dukung sistem yang sedang dinilai (menjadi sistem lingkungan atau sosio-ekonomi) untuk menetapkan batas / ambang batas keberlanjutan;
2. Secara metodologis, karena umpan timbal balik dan interaksi antara sistem lingkungan dan sosio-ekonomi harus dimodelkan dan dinilai melalui metodologi khusus.
3. Secara epistemologis, karena pergeseran ke posting sains normal membutuhkan perspektif yang berbeda mengenai antarmuka kebijakan sains.
SA, yang bermuatan nilai dan terkait erat dengan perspektif budaya, memiliki karakter politik. Ini membutuhkan kontribusi nyata dan keterlibatan para pemangku kepentingan di semua langkah proses.
Representasi skematis dari kerangka kerja konseptual untuk penilaian keberlanjutan dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Sumber: Serenella Sala, Biagio Ciuffo and Peter Nijkamp. A Systemic Framework for Sustainability Assessment. 2015
Gambar 3.1. Representasi Skematis dari Kerangka Kerja Konseptual untuk Penilaian Keberlanjutan.
3.3. Definisi Masalah, Perencanaan, dan Pelingkupan
Langkah awal yang penting dalam proses ini adalah untuk mengidentifikasi keputusan alternatif yang dapat dibuat (identifikasi opsi) dan untuk menjangkau pilar sosial (termasuk kesehatan), lingkungan, dan ekonomi yang penting yang dapat berpotensi dipengaruhi oleh keputusan tersebut. Setelah perhatian telah diterapkan pada definisi masalah dan identifikasi opsi alternatif, manajer dan analis dapat memulai mengembangkan pendekatan sementara untuk proses penilaian dan analisis (National Research Council, 2011:58).
3.4. Penerapan Sustainability Assessment Tools
Sejumlah besar alat dapat diterapkan untuk mengatasi bagian komponen dari suatu analisis. Biasanya analisis komprehensif akan membutuhkan penerapan seperangkat alat. Beberapa prinsip penting dalam menerapkan seperangkat alat ini: (National Research Council, 2011:60).
1. Tidak ada alat tunggal yang mungkin komprehensif; analisis yang komprehensif mungkin akan membutuhkan penerapan seperangkat alat untuk menganalisis dampak pada pilar keberlanjutan sosial, lingkungan, dan ekonomi.
2. Rangkaian alat harus mencakup analisis dinamis yang menganalisis konsekuensi dari opsi alternatif melalui waktu (komponen antargenerasi).
3. Alat harus mampu memberikan dampak penilaian kuantitatif sejauh mungkin.
4. Sangat diharapkan untuk memiliki metode yang relatif transparan yang dapat dengan mudah dijelaskan di mana hasil analisis dapat dikomunikasikan secara efektif kepada para pembuat keputusan.
5. Ketersediaan akan data, sebagian, menentukan alat yang diperlukan.
6. Ketidakpastian dan analisis sensitivitas akan diperlukan.
3.5. Jenis Sustainability Assessment Tools
Kerangka sustainability assessment tool terdiri dari tiga bagian atau area kategorisasi umum; area-area ini adalah 1) indikator dan indeks, yang selanjutnya dipecah menjadi alat penilaian yang tidak terintegrasi dan terpadu, 2) terkait produk yang berfokus pada aliran material dan / atau energi dari suatu produk atau layanan dari perspektif siklus hidup, dan 3) Integrated assessment, yang merupakan kumpulan tools yang biasanya berfokus pada perubahan kebijakan atau implementasi proyek. Ada juga kategori menyeluruh di bagian bawah gambar yang digunakan ketika nilai-nilai non-pasar diperlukan dalam tiga kategori. Alat-alat itu disusun berdasarkan waktu jika melihat ke masa lalu atau jika melihat ke depan (alat-alat prospektif, forecasting) (Ness et al, 2107:499).
Sumber: Barry Ness, et al. Categorising Tools for Sustainability Assessment. 2007.
Gambar 3.2.Kerangka untuk Sustainability Assessment Tools
3.5.1. Integrated Asessment
Tools pada bagian ketiga adalah integrated assessment tools; yang digunakan untuk mendukung keputusan yang terkait dengan kebijakan atau proyek di wilayah tertentu. Alat terkait proyek digunakan untuk penilaian skala lokal, sedangkan kebijakan terkait fokus pada penilaian skala lokal dan global.
Dalam konteks penilaian keberlanjutan, alat penilaian terintegrasi sering dilakukan dalam bentuk skenario. Banyak dari alat penilaian terintegrasi ini didasarkan pada pendekatan analisis sistem dan mengintegrasikan aspek alam dan masyarakat. Integrated assessment terdiri dari beragam tools untuk mengelola masalah yang kompleks. Ada banyak contoh integrated assessment pada masalah utama lingkungan, tetapi juga didirikan tools seperti Multi-Criteria Analysis, Risk Analysis, Vulnerability Analysis and Cost Benefit Analysis yang tidak selalu berhubungan langsung dengan hanya masalah keberlanjutan, tetapi dapat diperluas ke berbagai bidang masalah lainnya di seluruh batas disiplin (Ness et al, 2107:503).
3.5.1.1. Sistem Dinamis
Secara historis, para insinyur telah mengembangkan metode khusus untuk menganalisis perilaku sistem dalam disiplin mereka sendiri. Sebagai contoh, insinyur listrik telah mengembangkan dan menyempurnakan metode analisis sirkuit untuk menentukan respons tegangan dan arus dalam sistem elektronik; dan insinyur struktural dan mekanik telah mengembangkan metode kekuatan dan perpindahan komputasi dalam sistem yang dirakit dari komponen
mekanis. Disiplin umum dari sistem dinamis telah dikembangkan selama lima dekade terakhir untuk menyediakan metode terpadu dari representasi sistem dan analisis yang dapat diterapkan di berbagai teknologi. Konsep sistem dinamis sekarang digunakan dalam banyak analisis dan jenis sistem yang saling berhubungan termasuk mekanik, listrik, thermal, dan sistem fluida. Metodologi umum yang timbul baru-baru ini diperluas untuk analisis banyak jenis sistem lainnya termasuk ekonomi, biologi, ekologi, ilmu sosial, dan kedokteran (Rowell
& Wormley, 1997:1-5).
Sistem dinamis adalah studi tentang perilaku dinamis atau waktu yang bervariasi dari suatu sistem dan mencakup komponen-komponen berikut:
1. Definisi sistem, batasan sistem, variabel input, dan variabel output.
2. Formulasi model dinamis dari sistem fisik, biasanya dalam hubungan matematika atau grafis yang ditentukan secara analitik atau eksperimental.
3. Penentuan perilaku dinamis dari model sistem dan pengaruh input sistem pada variabel output sistem yang menarik.
4. Formulasi rekomendasi atau strategi untuk meningkatkan kinerja sistem melalui modifikasi struktur sistem atau parameter nilai.
Fundamental untuk sistem dinamis adalah interaksi antara sistem dan lingkungannya. Dalam konteks sistem dinamis yang paling luas, sistem dan lingkungannya didefinisikan sebagai entitas abstrak:
1. Sistem: Kumpulan materi, pemikiran, atau konsep yang terkandung dalam batas nyata atau imajiner.
2. Lingkungan: Semua yang eksternal ke sistem.
Mendefinisikan dua kelas penting dari variabel sistem:
1. Input: Input adalah variabel sistem yang ditentukan secara independen; atau ditentukan, oleh lingkungan sistem. Nilai input pada setiap saat tidak bergantung pada perilaku atau respons sistem. Input menentukan eksitasi eksternal dari sistem dan dapat berupa jumlah seperti gaya angin eksternal yang bekerja pada sistem gedung tinggi atau curah hujan yang membentuk aliran input ke dalam sistem reservoir. Sistem mungkin memiliki lebih dari satu input.
2. Output: Output didefinisikan sebagai variabel sistem yang diinginkan.
Mungkin variabel yang diukur pada antarmuka dengan lingkungan atau variabel yang bersifat internal ke sistem dan tidak langsung berinteraksi dengan lingkungan.
Sumber: Derek Rowell and David N. Wormley. Systems Dynamics: An Introduction. 1997.
Gambar 3.3. Skema Representasi dari Sistem Dinamis
3.6. Pengambilan Keputusan dan Implementasi
Berbagai pilihan dan dampak sosial (termasuk kesehatan), lingkungan, dan ekonomi terkait untuk setiap opsi akan disajikan bersama dengan analisis trade-off yang mungkin telah dilakukan. Pilihan dalam penilaian keberlanjutan memungkinkan pembuat keputusan untuk memahami cara-cara yang berbeda dalam mengambil tindakan tertentu dan dengan demikian memberikan pembuat keputusan dengan lebih banyak pilihan untuk mengurangi dampak negatif. Selain itu, opsi dalam penilaian keberlanjutan memungkinkan pengambil keputusan untuk menemukan cara yang lebih baik untuk meningkatkan kesejahteraan sosial, pembangunan ekonomi, dan perlindungan lingkungan pada saat yang bersamaan.
Pilihan juga memperjelas sebab-sebab terjadinya pertukaran di antara ketiga pilar dan membantu pengambil keputusan untuk mengurangi dampak merugikan dari setiap pertukaran (National Research Council, 2011:68).
3.7. Evaluasi Hasil
Komponen penting dalam mengkomunikasikan manfaat potensial mengadopsi keberlanjutan dan membenarkan upaya lebih lanjut diarahkan menuju keberlanjutan adalah menunjukkan efektivitas tindakan sebelumnya dan memberikan informasi yang akan digunakan dalam umpan balik untuk mengubah tujuan. Pekerjaan seperti itu berjalan dengan nama-nama seperti evaluasi proyek, evaluasi post facto, atau analisis akuntabilitas (National Research Council, 2011:69).
Evaluasi berguna dalam mengidentifikasi praktik terbaik, mengurangi ketidakpastian, dan mengidentifikasi hubungan tambahan. Evaluasi, seperti alat dan indikator, didasarkan pada memiliki data yang sesuai.
Pada tingkat pertama, evaluasi harus membandingkan respons yang diamati dari indikator (atau metrik terkait) dengan sasaran proyek.
Ketidaksesuaian harus dievaluasi untuk mengidentifikasi kelemahan dalam proses penilaian, termasuk alat dan data yang digunakan. Evaluasi ini dapat dibantu dengan mengidentifikasi data tambahan untuk lebih mengkarakterisasi hubungan dan tanggapan sistem dalam indikator selain yang digunakan untuk menilai tujuan. Pertanyaan penting untuk diatasi adalah apakah respon berada dalam kisaran ketidakpastian yang diperkirakan selama analisis opsi alternatif.
Perencanaan untuk evaluasi termasuk mengidentifikasi data dan alat tambahan yang sangat penting dalam memahami sistem pada tingkat yang dapat diprediksi dari proyek atau kebijakan serupa di masa mendatang. Mengingat sifat transgenerasional dari banyak indikator dan tujuan keberlanjutan, evaluasi mungkin perlu didasarkan pada indikator yang lebih panjang daripada yang langsung digunakan dalam menilai seberapa baik proyek atau kebijakan memenuhi tujuan yang dinyatakan.
3.8. Tujuan Model
Di bidang penilaian terintegrasi, model umumnya dibangun untuk memenuhi satu atau lebih dari lima tujuan utama: (Kelly et al, 2013:161-164)
1. Prediksi melibatkan memperkirakan nilai (kuantitatif atau kualitatif) dari suatu variabel sistem dalam periode waktu tertentu yang diberikan pengetahuan tentang variabel sistem lain dalam periode waktu yang sama.
Model sering dikembangkan untuk memprediksi efek dari perubahan driver sistem atau input pada output sistem. Model prediktif umumnya diperlukan untuk memiliki beberapa tingkat akurasi dalam mereproduksi pengamatan bersejarah, dan dengan demikian memerlukan data untuk kalibrasi, dan independen lainnya data untuk validasi.
2. Peramalan mengacu pada memprediksi nilai variabel sistem dalam periode waktu mendatang (jangka pendek, menengah atau panjang), tanpa pengetahuan tentang nilai-nilai variabel sistem lainnya dalam periode tersebut. Sebagai contoh, sebuah model dapat menggunakan curah hujan yang diamati hari ini untuk memperkirakan kemungkinan hujan besok. Metode time series sangat umum digunakan untuk meramalkan masalah.
3. Manajemen dan pengambilan keputusan di bawah ketidakpastian sering mendapat manfaat dari model, yang digunakan dalam perumusan masalah dan dapat dimasukkan ke dalam sistem pendukung keputusan dan alat penilaian terpadu dalam konteks ini. Model-model ini mungkin berbasis simulasi (yaitu dikembangkan untuk menjawab pertanyaan tipe 'bagaimana jika') atau berdasarkan pengoptimalan (dikembangkan untuk memberikan opsi 'terbaik' di bawah sasaran tertentu, sesuai dengan batasan). Alat seperti optimasi multi-objective dan analisis multi-kriteria dapat memberikan
wawasan tentang trade-off antara tujuan yang bersaing dan dapat digabungkan dengan model simulasi.
4. Pembelajaran sosial semakin diakui sebagai hasil yang sangat berharga dari membangun model. Pembelajaran sosial mengacu pada kapasitas jaringan sosial untuk berkomunikasi, belajar dari perilaku masa lalu, dan melakukan tindakan kolektif, misalnya berurusan dengan tugas-tugas teknis yang rumit dan pada saat yang sama kegiatan relasional sosial. Penekanan dalam model yang dikembangkan untuk pembelajaran sosial cenderung lebih mengarah pada kemasukakalan interaksi dan hasil daripada akurasi prediksi model.
5. Mengembangkan pemahaman sistem / eksperimen adalah tujuan dari banyak model yang dikembangkan untuk meringkas dan mengintegrasikan pengetahuan yang tersedia pada komponen sistem untuk meningkatkan pemahaman seluruh sistem dan cara itu dapat bereaksi terhadap perubahan dalam driver sistem.
3.8.1. Pendekatan untuk Memodelkan Sistem Kompleks
Klasifikasi lima tipe model untuk penilaian terintegrasi sebelum memberikan peninjauan aplikasi dari masing-masing pendekatan. Yaitu Systems Dynamics (SD), Bayesian Networks (BN), Couple Component Models (CCM), Agent-Based Models (ABM) dan Knowedge-Based Models (KBM) (Kelly et al, 2013:164). Berikut adalah ringkasan dari lima pendekatan terintegrasi yang dilihat pada Tabel 3.1.
