PENERAPAN PRODUKSI BERSIH PADA PABRIK MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN PENGELOLAAN LIMBAH SECARA TERPADU PDF

Preview

Summary

MAKALAH PENGELOLAAN LIMBAH AGROINDUSTRI “PENERAPAN PRODUKSI BERSIH PADA PABRIK MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN PENGELOLAAN LIMBAH SECARA TERPADU” Disusun Oleh: NAMA NIM RENY YULIANTI 1109045013 PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MULAWARMAN SAMARINDA 2013 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Lat...

Description

Accelerat ing t he world's research.

PENERAPAN PRODUKSI BERSIH PADA PABRIK MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN PENGELOLAAN LIMBAH SECARA TERPADU yulianti reny

Related papers R 0279 panduansawit Rifki Set iabudi Buku Panduan PKS Skala Kecil by USAID Dedie Z. Zainal Proposal Pabrik CPO Suryadi Suryadi

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

MAKALAH PENGELOLAAN LIMBAH AGROINDUSTRI “PENERAPAN PRODUKSI BERSIH PADA PABRIK MINYAK KELAPA SAWIT DENGAN PENGELOLAAN LIMBAH SECARA TERPADU”

Disusun Oleh: NAMA RENY YULIANTI

NIM 1109045013

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MULAWARMAN SAMARINDA 2013

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Minyak sawit berasal dari buah pohon kelapa sawit (Elaeis guineensis), suatu spesies tropis yang berasal dari Afrika Barat, namun kini tumbuh sebagai hibrida di banyak belahan dunia, termasuk Asia Tenggara dan Amerika Tengah. Minyak sawit menjadi minyak pangan yang paling banyak diperdagangkan secara internasional pada tahun 2007. Minyak yang relatif murah ini digunakan untuk berbagai tujuan. Permintaan dunia akan minyak sawit telah melonjak dalam dua dasawarsa terakhir, pertama karena penggunaannya dalam bahan makanan, sabun, dan produk-produk konsumen lainnya, dan belakangan ini sebagai bahan baku mentah bahan bakar nabati. Naiknya tingkat kemakmuran di India dan Cina, kedua negara importir terbesar di dunia, akan menambah permintaan akan minyak sawit dan minyak sayur yang dapat dimakan lainnya untuk berbagai kegunaan. Buah sawit adalah sumber bahan baku CPO (Crude Palm Oil) dan PKO (Palm Kernel Oil). CPO dihasilkan dari daging buah sawit, sedangkan PKO dihasilkan dari inti buahnya.

Namun seperti dua sisi mata uang yang tidak dipisahkan, dampak positif dari perkembangan seperti sektor agroindustri umumnya dan perkebunan kelapa sawit khususnya, juga diikuti oleh dampak negatif terhadap lingkungan akibat dihasilkannya limbah cair, padat, dan gas dari kegiatan kebun dan pabrik kelapa sawit (PKS). Untuk itu tindakan pencegahan dan penanggulangan dampak negatif dari kegiatan perkebunan kelapa sawit dan PKS harus dilakukan dan sekaligus meningkatnya dampak positifnya. Tindakan tersebut tidak cukup dengan mengandalkan peraturan perundang-undangan saja tetapi perlu juga didukung oleh pengaturan sendiri secara sukarela dan pendekatan instrumen-instrumen ekonomi.

Secara global timbul pemikiran-pemikiran baru untuk lebih meningkatkan kualitas lingkungan hidup agar pembangunan yang berkelanjutan dan berwawasan lingkungan dapat terlaksana, antara lain melalui upaya proaktif. Suatu strategi pengelolaan lingkungan yang bersifat preventif dan terpadu perlu diterapkan secara terus menerus pada proses produksi dan daur hidup produk dengan tujuan mengurangi resiko terhadap manusia dan lingkungan. Dalil

dasar konsep ini menyatakan bahwa proses industri seharusnya tidak menghasilkan limbah dalam bentuk apapun karena limbah tersebut merupakan bahan baku bagi industri lain. Melalui penerapan konsep ini, proses-proses industri akan menciptakan lebih banyak lapangan kerja baru serta mencegah pencemaran dan kerusakan lingkungan.

Oleh karena itu, seiring dengan berkembangnya teknologi dalam pengolahan berbagai hasil buangan dari suatu produksi muncul sebuah strategi untuk menerapkan produksi bersih disuatu industri. Strategi produksi bersih mempunyai arti yang sangat luas karena di dalamnya termasuk upaya pencegahan, pencemaran melalui pilihan jenis proses yang akrab lingkungan, minimisasi limbah, analisis daur hidup, dan teknologi bersih. Dengan adanya perkembangan dan perubahan cara pandang dalam pengelolaan limbah, konsep produksi bersih menjadi pilihan kebijaksanaan pemerintahan untuk mewujudkan pembanguan yang berwawasan lingkungan.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang masalah diatas, maka dirumuskan masalah sebagai berikut: 1. Mengetahui proses produksi minyak kelapa sawit dan produksi bersih 2. Mengetahui jenis dan potensi limbah kelapa sawit. 3. Mengetahui karakteristik limbah dari hasil produksi kelapa sawit. 4. Mengetahui pemanfaatan limbah dari hasil produksi minyak kelapa sawit.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kelapa Sawit

Kelapa sawit merupakan tanaman dengan nilai ekonomis yang cukup tinggi karena merupakan salah satu tanaman penghasil minyak nabati. Produksi minyak kelapa sawit Indonesia saat ini mencapai 6,5 juta ton pertahun dan diperkirakan pada tahun 2012 akan meningkat menjadi 15 juta ton pertahun, kerena terjadinya pengembangan lahan.

Buah sawit merupakan buah yang paling produktif dalam produksi minyak sayur di dunia, dengan hasil minyak per hektar yang lebih besar dari komoditas biji minyak utama yang lain. Produksi minyak per satuan luas lahan dari kelapa sawit yang dipelihara dengan baik jauh lebih besar dari produksi minyak dari rapeseed dan kedelai yang ditanam secara komersial, yaitu dua bahan baku bahan bakar nabati yang saat ini paling banyak digunakan. Kondisi ini menguntungkan bagi minyak sawit sebagai alternatif energi bahan bakar nabati terbarukan utama dalam waktu dekat, sampai teknologi selulosa telah mengalami kemajuan hingga tingkat yang dapat dioperasikan.

Buah sawit yang dikenal dengan bermacam jenis, mempunyai pola panen yang kita kenal sebagai tingkat kematangan. Kematangan buah sangat menentukan hasil rendemen minyak yang dihasilkan. Berbagai standart baku mutu buah tentunya akan menjadi tolak ukur dalam perancangan pengolahan Pabrik Minyak Kelapa Sawit Skala kecil (mikro). Dengan melihat pola panen yang sesuai akan mendongkrak tingkat mutu buah. Buah yang telah dipanen selayaknya secepatnya diidstribusikan ke pabrik pengolahan agar tidak teroksidasi oleh enzim dan udara yang meningkatkan nilai keasaman (salah satu parameter produk). Sistem distribusi, pola panen dan tidak tersedianya kapasitas pabrik pengolahan yang memadai mengakibatkan terjadinya buah restant (waste fruit) dan buah gugur (berondolan).

Pengembangan Pabrik Kelapa Sawit Skala kecil ini lebih ditekankan dalam hal pemanfaatan buah restan dan buah berondolan yang kualitasnya tidak memenuhi standar bahan baku CPO standar bahan pangan. Buah sawit restan dan berondolan memiliki kandungan Asam lemak bebas lebih dari 6%. Hal ini akibat dari berlangsungnya proses oksidasi secara alami akibat

lamanya buah diolah di Pabrik ataupun logistik dan transportasi yang tidak memadai di lapangan. Sebagaimana standar pengolahan buah adalah 24-48 jam pasca panen. Dengan kondisi asam lemak bebas yang tinggi ini tentu tidak memenuhi standar kualitas pangan yang disyaratkan.

Selain faktor asam lemak bebas yang tinggi, secara kualitas kadar minyak yang ada pada buah restan dan berondolan tidak jauh berbeda dibanding buah segar yang diolah untuk bahan pangan, hal ini berbeda jika buah restan dan berondolan yang ada merupakan buah mentah atau belum memenuhi syarat fisiologis untuk panen.

Tandan Buah Segar (TBS) dengan mutu yang baik akan menghasilkan : 1. Minyak sebanyak 20-25% 2. Inti (kernel) sebanyak 4-6% 3. Cangkang 5-9% 4. Tandan kosong (empty fruit bunch) 20-22% 5. Serat (fiber) 12-14%

Sedangkan Buah Berondolan akan menghasilkan: 1. Minyak sebanyak 30-34% 2. Nut (biji) 15-17% 3. Serat (fiber) 14-30% 4. Sampah 2-10%

2.2 Kegiatan Pengolahan Kelapa Sawit Secara sederhana, proses pengolahan yang ada pada pabrik berondolan lebih sederhana di banding dengan proses yang ada pada pabrik kelapa sawit besar. adalah sebagai berikut:

Proses perebusan buah dapat dilakukan dengan dua cara, continious process dengan Boiler pembangkit stem, atau Batch process dengan menggunakan gasifikasi fiber sebagai bahan bakar (direbus langsung mengguankan rendaman air di vessel rebusan dengan menggunakan api langsung dari bawah biasanya rebusan ini juga disebut Boiling chamber.

Pada proses pengepressan buah perlakuannya hampir sama dengan yang ada pada pabrik kelapa sawit skala besar, pada pabrik berbahan baku buah berondolan ini biasanya hanya sampai pemisahan biji (nut) dengan serat (fiber). Biji (nut) tidak dipisahkan dari cangkangnya dan langsung dijual, karena hanya sangat sedikit jumlahnya apabila dipisahkan dengan inti (karnel).

Pada proses pemurnian minyak hanya menggunakan continius settling tank. Peralatan seperti centrifuge, decanter tidak digunakan, apalagi dengan batch process.

Blended (lumpur daging buah) sebelum dilepaskan ke kolam limbah beserta air, maka akan dipanaskan terlebih dahulu untuk menangkap minyak yang masih tersisa kira-kira 0,5 – 1 %. Juga akan diendapkan dibak Fat Fit dengan waktu tinggal kira-kira 24 jam, biasanya minyak akan muncul dipermukaan dan akan diambil secara manual untuk kembali di masukkan ke tangki purifier.

Unit Pengolahan limbah yang beruba bak-bak tanah atau juga di sebut kolam limbah seterusnya akan menampung blended (lumpur) ini, secara bertahap mengalir dari satu kolam ke kolam yang lain sesuai dengan pertambahan volume dengan waktu tinggal lebih kurang 72 jam, yang didukung dengan perpipaan T dengan pola aliran yang dibawah terlebih dahulu mengalir. Apabila minyak pada kolam satu terlihat muncul dipermukaan maka akan bisa dipisahkan secara manual tidak akan terikut pada kolam berikutnya dan sangat mungkin diambil secara manual untuk dimasukkan kembali ke tangki purifier. Minyak yang berasal dari kolam limbah kembali jika dimasukkan ke tangki purifier tidak akan merusak kualitas minyak yang telah ada pada tangki purifier, karena kita juga akan menghasilkan minyak asam tinggi bukan untuk bahan makanan.

Dengan pola ini maka minyak yang dihasilkan akan dapat diambil keseluruhan dengan, hal inilah yang dapat kita katakan bahwa pabrik kecil ini dapat berjalan dengan limbah nol.

Pada Pabrik besar Tandan Buah Segar biasanya menggunakan lory-lori dan horizontal sterilizer yang sangat tinggi biaya perawatannya. Proses pemurnian minyak juga menggunakan banyak peralatan seperti terlihat pada skema berikut ini:

2.3 Komponen pada Proses Produksi Kelapa Sawit

a) Sterilizer (Rebusan) Untuk bahan baku yang berbasis buah tandanan maka untuk mematangkan buah dikenal dengan Sterilizer atau rebusan yang bertekanan. Dengan temperature operasi 130oC dan tekanan 3 bar g, buah sawit akan matang dalam waktu sekitar 45 menit. Dengan asumsi waktu yang dipergunakan untuk bongkar-muat boiling chamber adalah 45 menit, maka untuk memasak 1 batch buah sawit dibutuhkan waktu total 1.5 jam.

Agar feeding kedalam digester dan screw press terjaga kontinyu, rebusan harus mampu memasak 7.5 ton tiap batch (=1.5 jam x 5 ton/jam). Dengan asumsi bulk density buah sawit brondolan adalah 0.5 ton/m3 maka, dibutuhkan boiling chamber sebesar 15 m3. Boiler dirancang bekerja kontinyu agar tekanan steam terjaga tetap 4 bar g. Kettle dirancang sebagai kettle pipa api, dimana api dan flue gas berada dalam tube (pipa), sedangkan air berada dalam shell. Steam yang dibangkitkan kettle, selain untuk memasak buah sawit, juga dipergunakan untuk memanaskan CPO dalam purifier dan mempertahankan temperature tangki penyimpanan hasil CPO tetap 90oC.

b) Boiling Chamber (Rebusan) Untuk bahan baku yang berbasis waste fruit atau yang lebih dikenal dengan buah berondolan, maka untuk mematangkan buah dikenal dengan Sterilizer atau rebusan yang bertekanan dengan temperatur operasi 130oC dan tekanan 3 bar g, buah sawit akan matang dalam waktu sekitar 45 menit. Dengan asumsi waktu yang dipergunakan untuk bongkar-muat boiling chamber adalah 45 menit, maka untuk memasak 1 batch buah sawit dibutuhkan waktu total 1.5 jam. Agar feeding kedalam digester dan screw press terjaga kontinyu, rebusan harus mampu memasak 3 ton tiap batch (=1.5 jam x 2 ton/jam). Dengan asumsi bulk density buah sawit brondolan adalah 0.75 ton/m3 maka, dibutuhkan boiling chamber sebesar 4 m3. Dengan faktor koreksi 50 %, boiling chamber dirancang sebesar 8 m3.

Boiler dirancang bekerja kontinyu agar tekanan steam terjaga tetap 4 bar g. Kettle dirancang sebagai kettle pipa api, dimana api dan flue gas berada dalam tube (pipa), sedangkan air berada dalam shell. Steam yang dibangkitkan kettle, selain untuk memasak buah sawit, juga dipergunakan untuk memanaskan CPO dalam purifier dan mempertahankan temperature tangki penyimpanan hasil CPO tetap 90oC.

Bahan bakar Kettle direncanakan akan memanfaatkan sabut hasil screw press yang diumpankan dengan menggunakan blower. Gas buang hasil pembakaran sabut, diisap dengan ex-house fan yang dilengkapi cyclone untuk menangkap abu sisa pembakaran.

c) Thresher (Bantingan) Thresher dipakai untuk melepaskan biji sawit dari tandan setelah dikeluarkan dari Sterilizer. Thresher berupa silinder horizontal berlubang, dengan poros pemutar, berpenggerak motor. Setelah dipisah dari tandan, biji sawit selanjutnya diumpankan ke digester.

d) Digester dan Screw Press Digester dirancang sebesar 1 m3, berbentuk silinder dilengkapi agitator propeller, dengan kecepatan putaran 100 rpm, berfungsi untuk melumatkan daging buah. Keluar dari digester, daging sawit yang sudah lumat ini langsung masuk ke screw press untuk diperas. Screw press meliputi dua batang screw (ulir) yang berputar saling berlawanan. Bubur sawit akan terdorong dan ditekan, sehingga menyebabkan sawit terperas. Pulp hasil perasan keluar lewat perforated strainer, dan selanjutnya ditampung dalam bak, sebelum dipompakan ke bak purifier/CST.

Sabut akan keluar bersama klatak pada ujung screw press, yang kemudian dipisahkan antara klatak dan sabut secara manual. Klatak dikumpulkan untuk dijual, sedangkan sabut diumpankan kedalam tungku kettle sebagai bahan bakar. Purifier (Continuous Separation Tank/CST). Purifier adalah 5 buah tangki yang dipasang secara seri, dan masing masing dilengkapi dengan steam coil. Purifier dirancang cukup untuk menampung hasil proses selama 5 jam kerja (25 ton). Setelah dilakukan settling selama lebih kurang 5 jam, CPO murni dipompakan kedalam tangki penyimpanan. Pulp yang tertinggal adalah berupa butiran/serat sabut kecil, kotoran, dan air selanjutnya disebut blended. Blended ini selanjutnya dialirkan ke bak penampung limbah.

Volume dari tangki settling yang pertama harus sebesar 5 kali kapasitas pengolahan per jam agar dapat waktu tinggal yang cukup untuk memisahkan minyak, air dan Lumpur berdasarkan berat jenis dengan pemanasan. Minyak dengan berat jeni (BJ) yang lebih kecil akan berada diatas, kemudian blended dan air. Trap dimaksudkan disini dilengkapi dengan filter untuk mencegah masuknya bleded yang ringan terikut beserta minyak.

e) Bak Penampung Limbah (Waste Water Treatment Plant / WWTP) Blended tidak boleh dibuang langsung karena selain mengganggu lingkungan, blended masih bisa diambil manfaatnya. Untuk itu, penampung limbah dibuat bersekat sekat sebanyak 4 bak. Sekatan pertama dibuat untuk menormalkan temperature buangan, sesuai dengan temperatur lingkungan. Selain itu, dari bak ini diharapkan masih dapat diambil minyaknya.

Keluaran dari bak pertama diatur sedemikian rupa sehingga hanya blended dan air yang masuk ke bak kedua. Di bak kedua juga diharapkan masih bisa mengambil kandungan minyaknya. Keluaran dari bak kedua juga diatur sedemikian hingga hanya air dan blended yang masuk ke bak ketiga. Sedemikian seterusnya, hingga keluaran dari bak ke empat hanya air yang keluar ke parit pembuangan. Blended diharapkan tetap tertinggal di keempat bak ini, dan setelah penuh, bak dikuras dengan mengangkat semua blended. Blended selanjutnya dikeringkan dengan dijemur. Blended kering kaya akan unsur hara dan sangat bagus untuk dimanfaatkan sebagai pupuk organik untuk kebun sawit itu sendiri. Selain itu, blended kering juga bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar rebusan.

BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Produksi Pengolahan Kelapa Sawit dengan Produksi Bersih

Tandan buah segar (TBS) yang telah dipanen dikebun diangkut ke lokasi pabrik minyak sawit dengan menggunakan truk. Sebelum dimasukan kedalam Loading Ramp, tandan buah segar tersebut harus ditimbang terlebih dahulu pada jembatan penimbangan (weighing brigae). Secara garis besar diagram alir dari proses pengolahan kelapa sawit dan neraca material balance pengolahan kelapa sawit disajikan pada gambar dibawah ini:

Skema material balance Proses Pengolahan Minyak Sawit

Produksi bersih adalah suatu strategi pengelolaan lingkungan yang bersifat preventif dan terpadu yang perlu diterapkan secara terus menerus pada proses produksi dan daur hidup dengan tujuan untuk mengurangi resiko terhadap manusia dan lingkungan. Produksi bersih diperlukan sebagai cara untuk mengharmonisasikan upaya perlindungan lingkungan hidup dengan kegiatan pembangunan atau pertumbuhan ekonomi. Oleh karena itu upaya untuk menghasilkan produksi bersih sama dengan penerapan pembangunan berkelanjutan karena penerapan produksi bersih dapat: a. Memberikan peluang keuntungan ekonomi, sebab di dalam produksi bersih terdapat strategi pencegahan pencemaran pada sumbernya (source reduction dan in-process recycling) yaitu mencegah terbentuknya limbah secara dini yang dapat mengurangi biaya investasi untuk pengolahan dan pembuangan limbah.

b. Mencegah terjadinya pencemaran dan perusakan lingkungan melalui pengurangan limbah, daur ulang, pengolahan, dan pembuangan yang aman. c. Memelihara dan memperkuat pertumbuhan ekonomi dalam jangka panjang melalui penerapan produksi dan penggunaan bahan baku dan energi yang lebih efisien. d. Mencegah atau memperlambat terjadinya degradasi lingkungan dan memanfaatkan sumberdaya alam melalui penerapan daur ulang limbah di dalam proses.

Kegiatan perkebunan dan pengolahan kelapa sawit merupakan kegiatan yang sangat memungkinkan untuk menerapkan konsep zero emissions, karena hampir semua limbah yang dihasilkan dapat dimanfaatkan kembali. Oleh karena itu, pemerintah dewasa ini sangat memperhitungkan dan memprioritaskan penerapan produksi bersih pada komoditi kelapa sawit. Karena dengan semakin tingginya kesadaran masyarakat dunia tentang pelestarian lingkungan hidup serta adanya persaingan pada pasar global, maka mutu produk tidak hanya dilihat dari aspek fisik dan kimianya saja, tetapi juga aspek lingkungannya.

3.2 Jenis dan Potensi Limbah Kelapa Sawit

Jenis limbah kelapa sawit pada generasi pertama adalah limbah padat yang terdiri dari tandan kosong, pelepah, cangkang dan lain-lain. Sedangkan limbah cair yang terjadi pada in house keeping. Limbah padat dan limbah cair pada generasi berikutnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Pada tabel dibawah ini, disajikan potensi dan pemanfaatan limbah pabrik kelapa sawit:

Dalam upaya pemanfaatan limbah kelapa sawit secara optimal untuk setiap kasus, perlu dikaji beberapa aspek teknis, ekonomis, sosial dan lingkungan seperti berikut: 1. Jumlah, waktu pengadaan dan lokasi limbah maupun fluktuasinya sepanjang tahun atau musim.

2. Pemanfaatan di lapangan, jumlah biomassa, kebutuhan tenaga kerja, peralatan, kondisi jalan, bahaya, resiko kerusakan atau pelapukan 3. Transportasi, volume limbah, jarak sampai ditujuan, kondisi jalan. 4. Struktur fisik dan komposisi kimia maupun kandungan energi (nilai kalor bakar) bahan limbah. 5. Berbagai alternatif pemanfaatan limbah, teknologi yang tersedia, biaya dan nilai produk yang dihasilkan. 6. Tingkat pencemaran lingkungan dan teknologi penanganan untuk kelestarian lingkungan hidup.

Dengan mempertimbangkan hal-hal tersebut diatas, maka pemanfaatan limbah dapat dilakukan secara optimal.

3.3 Karakteristik Limbah Kelapa Sawit

Hampir disetiap buangan PKS mengandung bahan organik yang dapat mengalami degradasi. Oleh karenanya dalam pengelolaan limbah perlu diketahui karakteristiknya, yakni: 1. Dari balance sheet ekstraksi miyak kelapa sawit diketahui bahwa jumlah air limbah yang dihasilkan dari 1 ton CPO yang diproduksi adalah 2,50 ton.

2. Berdasarkan hasil penelitian terhadap beberapa PKS diketahui bahwa kualitas limbah cair (Inlet) yang dihasilka...