Integrasi Kinerja Efisiensi Energi pada Teknologi Proses Pengolahan Limbah Cair PKS di PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu

INTEGRASI KINERJA EFISIENSI ENERGI PADA

TEKNOLOGI PROSES PENGOLAHAN LIMBAH CAIR PKS

DI PT. PERKEBUNAN NUSANTARA IV KEBUN PABATU

T U G A S S A R J A N A

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

Oleh

AMANDA KWAYYIS RANGKUTI 110403090

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

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis sampaikan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala kasih Karunia-Nya serta kemurahan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Sarjana ini. Tugas Sarjana merupakan salah satu syarat akademis yang harus dipenuhi oleh mahasiswa Teknik Industri untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik.

Penulis melaksanakan Tugas Sarjana di PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu yang bergerak dalam bidang produksi minyak kelapa sawit (CPO). Tugas Sarjana ini berjudul “Integrasi Kinerja Efisiensi Energi pada Teknologi Proses Pengolahan Limbah Cair PKS di PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu”.

Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Sarjana ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh sebab itu, penulis menerima secara terbuka setiap kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak untuk perbaikan tulisan ini.

Medan, Desember 2015 Penulis

DAFTAR ISI

BAB HALAMAN

LEMBAR JUDUL ... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

SERTIFIKAT EVALUASI TUGAS SARJANA ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

UCAPAN TERIMA KASIH ... v

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR LAMPIRAN ... xvii

ABSTRAK ... xviii

I PENDAHULUAN ... I-1

1.1. Latar Belakang ... I-1 1.2. Rumusan Masalah ... I-8 1.3. Tujuan dan Manfaat... I-8 1.4. Batasan dan Asumsi Penelitian ... I-9

II GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN ... II-1

2.1. Sejarah Umum Perusahaan ... II-1 2.2. Ruang Lingkup Bidang Usaha ... II-2

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB HALAMAN

2.4. Daerah Pemasaran ... II-3 2.5. Struktur Organisasi Perusahaan... II-3 2.6. Pembagian Tugas dan Tanggung Jawab ... II-5 2.7. Proses Produksi ... II-13 2.7.1. Standar Mutu Bahan Baku/Produk ... II-13 2.7.2. Bahan-bahan yang Digunakan... II-14 2.7.2.1. Bahan Baku ... II-14 2.7.2.2. Bahan Penolong ... II-15 2.7.3. Uraian Proses ... II-16 2.8. Waste Treatment... II-25

III LANDASAN TEORI ... III-1

3.1. Kelapa Sawit... III-1 3.2. Jenis dan Potensi Limbah kelapa Sawit ... III-2 3.2.1. Karakteristik Limbah Cair kelapa Sawit ... III-3 3.2.2. Pengenalan Limbah Cair Hasil Pengolahan Minyak

Kelapa Sawit ... III-5 3.2.3. teknologi Pengelolaan POME ... III-5 3.2.4. Pengolahan Limbah Cair Sebagai Sumber Energi ... III-6 3.3 Efisiensi Energi ... III-7 3.3.1. Konsep Efisiensi ... III-9

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB HALAMAN

3.3.2. Pengukuran Efisiensi ... III-11 3.4 Pengukuran Kinerja ... III-13 3.4.1. Definisi ... III-13 3.4.2. Ukuran Kinerja ... III-15 3.4.3. Teknik Pengukuran Kinerja ... III-17 3.5. Key Performance Indicator ... III-19 3.5.1. pemilihan Ukuran-ukuran Kinerja ... III-20

IV METODOLOGI PENELITIAN ... IV-1

4.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... IV-1 4.2. Jenis Penelitian ... IV-1 4.3. Objek Penelitian ... IV-1 4.4. Variabel Penelitian ... IV-2 4.5. Kerangka Konseptual Penelitian ... IV-3 4.6. Metode Pengumpulan Data dan Sumber Data ... IV-5 4.7. Instrumen Penelitian ... IV-6 4.8. Rancangan Penelitian ... IV-6 4.9. Pengolahan Data ... IV-9

V PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ... V-1

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB HALAMAN

5.1.1 Proses Produksi dan Aspek Lingkungan ... V-1 5.1.1.1. Proses Produksi ... V-1 5.1.1.2. Pengolahan Limbah Cair ... V-5 5.1.1.3. Konsumsi Sumber Daya Alam ... V-9 5.1.2 Analisis Aliran Material dan Energi ... V-11 5.1.2.1. Material Balance ... V-12 5.1.2.2. Energy Balance... V-18 5.1.2.3. Dampak Lingkungan ... V-21 5.1.3. Pengukuran Kinerja Teknologi Pengolahan Limbah

Cair ... V-22 5.2. Pengolahan Data ... V-34 5.2.1 Efisiensi Energi ... V-34 5.2.2 Perhitungan Efisiensi Tiap Kolam pada Teknologi

Pengolahan Limbah Cair dengan Sistem Kolam ... V-35 5.2.3 Pengukuran Kinerja Teknologi Pengolahan Limbah

Cair ... V-37

VI ANALISIS PEMECAHAN MASALAH ... VI-1

6.1 Analisis Konisi Proses Produksi Saat Ini ... VI-1 6.2 Analisis Aliran Material dan Energi ... VI-1 6.3 Analisis Efisiensi Energi ... VI-4

DAFTAR ISI (LANJUTAN)

BAB HALAMAN

6.4. Analisis Efisiensi Pengolahan Limbah Cair Menggunakan Sistem Kolam ... VI-4 6.5 Analisis Hasil Pengukuran Kinerja Teknologi Pengolahan

Limbah Cair ... VI-7 6.6 Identifikasi untuk Mengurangi Kemungkinan Pencemaran ... VI-10

VII KESIMPULAN DAN SARAN ... VII-1

7.1 Kesimpulan ... VII-1 7.2 Saran ... VII-2

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

TABEL HALAMAN 1.1. Luas Areal Kelapa Sawit Indonesia ... I-2 1.2. Sebaran Kelapa Sawit menurut Provinsi di Indonesia ... I-3 1.3. Jumlah Industri Pengolahan Kelapa Sawit di Sumatera ... I-4 1.4. Jenis Limbah Cair PTPN IV Kebun Pabatu... I-5 2.1. Spesifikasi Fraksi TBS... II-14 2.2. Parameter Penanganan Limbah ... II-25 3.1. Jenis, Potensi dan Pemanfaatan Limbah Pabrik Kelapa Sawit ... III-3 3.2. Komposisi Jumlah Air Limbah dari 1 Ton CPO ... III-3 3.3. Kualitas Limbah Cair (inlet) Pabrik Kelapa Sawit PKS ... III-4 5.1. Parameter Penanganan Limbah ... V-5 5.2. Energy Balance Proses Pengolahan pada PKS Pabatu ... V-19 5.3. Kriteria Karakteristik Limbah Cair PKS ... V-29 5.4. Kriteria Penilaian Kinerja Teknologi Sistem Kolam (outlet I) ... V-30 5.5. Kriteria Penilaian Kinerja Teknologi Sistem Kolam (outlet II) ... V-30 5.6. Kriteria parameter Mutu Buangan Sistem Kolam ... V-31 5.7. Kriteria Faktor Ekonomi Teknologi Pengolahan Limbah (Rp000) . V-32 5.8. Kriteria Faktor Sosial ... V-33 5.9. Kriteria Faktor Lingkungan ... V-34 5.10. Penilaian Kriteria Karakteristik Limbah Cair PKS... V-37 5.11. Penilaian Kriteria Penilaian Kinerja Teknologi Sistem Kolam

DAFTAR TABEL (LANJUTAN)

TABEL HALAMAN 5.12. Penilaian Kriteria Penilaian Kinerja Teknologi Sistem Kolam

(outlet II) ... V-38 5.13. Penilaian Kriteria parameter Mutu Buangan Sistem Kolam ... V-39 5.14. Hasil Penilaian Kriteria Faktor Ekonomi Pengolahan Limabah ... V-39 5.15. Kajian Faktor Sosial... V-40 5.16. Hasil Penilaian Kriteria Faktor Lingkungan ... V-41 5.17. Hasil Penilaian Kinerja Pengolahan Limbah Cair PKS ... V-42

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR HALAMAN

1.1 Produksi Minyak Sawit Global 2012/2013 ... II-2 1.2 Limbah Cair yang Siap dibuang ke Sungai Padang ... II-7 2.1. Struktur Organisasi PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun

Pabatu ... II-29 2.2 Tandan Buah Segar... II-15 2.3 Jembatan Timbang TBS ... II-17 2.4 Stasiun Penumpukan dan Pemindahan Buah ... II-17 2.5 Stasiun Perebusan ... II-18 2.6 Stasiun Penebah ... II-19 2.7 Stasiun Pengempaan ... II-20 2.8 Stasiun Pemurnian Minyak... II-21 2.9 Oil Purifier ... II-23 2.10 Blok Diagram Proses Pengolahan Kelapa Sawit ... II-24 3.1 Jenis Limbah Berdasarkan Tahap Proses Pabrik Kelapa

Sawit ... III-2 4.1 Kerangka Konseptual Penelitian ... IV-3 4.2 Blok Diagram Prosedur Penelitian ... IV-8 4.3 Blok Diagram Pengolahan Data ... IV-10 5.1 Diagram Alir pengolahan TBS PKS Kebun Pabatu ... V-2 5.2 Teknologi Penanganan Limbah Cair Sistem Kolam ... V-7 5.3. Aliran Bahan pada Proses Perebusan ... V-13

DAFTAR GAMBAR (LANJUTAN)

GAMBAR HALAMAN

5.4. Aliran Bahan pada Proses Thresher ... V-13 5.5. Aliran Bahan pada Proses Pengempaan ... V-14 5.6. Aliran Bahan pada Bak RO ... V-15 5.7. Aliran Bahan pada CST ... V-15 5.8. Aliran Bahan pada Proses Oil purifier dan Vacuum Drier ... V-16 5.9. Material Balance Pengolahan TBS PKS Kabun Pabatu ... V-17 5.10. Neraca Air Pengolahan TBS PKS Kebun Pabatu... V-18 5.11. Diagram Alir Energi Pengolahan TBS PKS Kebun Pabatu ... V-19 5.12. Energy Balance Proses Produksi Pabrik Kelapa Sawit ... V-20 5.13. Energy Balance Proses Produksi Pabrik Kelapa Sawit ... V-21 5.14. Struktur Penilaian Penanganan Limbah Cair PKS ... V-25 5.15. Arsitektur Model Penanganan Limbah Pabrik Kelapa Sawit . V-27 5.16. Rancangan Faktor Ekonomi, Sosial dan Lingkungan ... V-28 6.1. Zero Waste Concept ... VI-10

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN HALAMAN

1 Kuisioner Tertutup Penentuan Kriteria dan Variabel ... L-1 2 Kuisioner Tertutup Variabel Faktor Sosial... L-2 3 Form Tugas Akhir ... L-3 4 Surat Penjajakan ... L-4 5 Surat Balasan Pabrik... L-5 6 Surat Keputusan Tentang Tugas Sarjana Mahasiswa ... L-6 7 Berita Acara Laporan Tugas Sarjana ... L-7

ABSTRAK

Pabrik kelapa sawit di Indonesia mengalami pertumbuhan yang tinggi selama 10 tahun terakhir. Semakin banyak pabrik kelapa sawit maka semakin banyak pula limbah kelapa sawit yang dihasilkan terutama limbah cair. Limbah cair merupakan hasil pengolahan minyak kelapa sawit yang paling banyak dalam suatu proses produksi yaitu sekitar 50% dari tiap ton TBS. Pengelolaan limbah cair di Pabrik Kelapa Sawit Kebun Pabatu milik PT. Perkebunan Nusantara IV belum optimal karena teknologi pengolahan limbah cair yang digunakan yaitu sistem kolam kurang baik dalam mengolah limbah cair sebelum dibuang ke sungai atau lingkungan masyarakat. Oleh karena itu perlu adanya suatu penilaian terhadapa teknologi pengolahan limbah cair yang ada saat ini untuk meningkatkan serta melakukan pemeliharaan terhadap kinerja efisiensi energi teknologi pengolahan limbah cair. Metode yang akan diadaptasi pada penelitian ini adalah integrasi dari perhitungan efisiensi energi pada teknologi pengolahan kelapa sawit, perhitungan efisiensi teknologi sistem kolam dan dilakukan penilaian kinerja terhadap teknologi pengolahan limbah cair yaitu teknologi sistem kolam. Dengan mengukur efisiensi energi yang digunakan pada proses produksi, didapati bahwa efisiensi energi pada proses produksi tergolong rendah yaitu 62,3% dan untuk penilaian kinerja, teknologi pengolahan limbah cair menggunakan sistem kolam menghasilkan kesimpulan kinerja “buruk” yaitu dengan deviasi 60,08%. Oleh karena itu diterapkanlah solusi untuk mengurangi kemungkinan pencemaran dengan menggunakan teknologi pengolahan limbah terpadu dengan memanfaatkan semua teknologi yang ada untuk pengolahan limbah. Teknologi pengolahan limbah yang baik yaitu Zero Waste Concept. Hal ini sangat potensial apabila diterapkan karena akan menghasilkan nilai tambah serta bermanfaat bagi masyarakat yang akan meminimisasi hasil buangan limbah cair ke lingkungan masyarakat.

Kata Kunci : Efisiensi Energi, Kinerja, Limbah Cair, Teknologi Pengolahan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Sub sektor perkebunan merupakan salah satu sub sektor dari sektor pertanian yang dapat meningkatkan devisa negara dan menyerap tenaga kerja. Pemerintah mengutamakan pada subsektor perkebunan, karena memiliki daya tarik yang tinggi untuk diekspor ke negara maju (Soediono, 1989). Komoditas yang termasuk komoditas sub sektor perkebunan meliputi kelapa sawit, kelapa, karet, kopi dan teh.

Kelapa sawit merupakan salah satu komoditas sub sektor perkebunan yang merupakan komoditas ekspor yang dpata meningkatkan devisa negara. Komoditas kelapa sawit yang dilihat dari volume ekspor, nilai ekspor, luas areal dan produksi lima komoditas perkebunan menjadi yang tertinggi disbanding komoditas lain (BPS, 2009). Untuk dunia, Indonesia menempati posisi pertama dalam melakukan ekspor kelapa sawit.

Tanaman kelapa sawit saat ini tersebar di hampir seluruh provinsi di Indonesia. Provinsi Riau pada tahun 2014 dengan luas areal 2,30 juta Ha merupakan provinsi yang mempunyai perkebunan kelapa sawit terluas disusul berturut-turut Provinsi Sumatera Utara seluas 1,39 juta Ha, Prov. Kalimantan Tengah seluas 1,16 juta Ha dan Prov. Sumatera Selatan dengan luas 1,11 juta Ha serta provinsi-provinsi lainnya.

Dalam proses pengolahan tandan buah segar (TBS) menjadi minyak kelapa sawit akan dihasilkan sisa produksi berupa limbah padat dan cair (Sastrosaryono, 2003). Pada proses produksi minyak kelapa sawit, banyak limbah yang dihasilkan dari produksi sebanyak pabrik itu sendiri (Kiichiro Hayashi, 2007). Setiap ton tandan buah segar (TBS) yang diolah di pabrik akan menghasilkan 220 kg tandan kosong sawit (TKS), 670 kg limbah cair, 120 kg serat, 70 kg cangkang, dan 30 kg kernel (Naibaho, 1995).

Tidak dapat dipungkiri bahwa dampak dari perkembangan pesat produksi minyak sawit mentah ini tentu adanya limbah produksi yaitu limbah cair kelapa sawit (POME), tandan kosong sawit, cangkang, dan serat. Beberapa limbah seperti cangkang dan serat sudah dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Namun limbah cair kelapa sawit dan tandan kosong sawit tidak dapat ditangani secara optimal. Meski tidak beracun, limbah cair tersebut dapat menyebabkan pencemaran lingkungan karena dibuang di kolam terbuka dan melepaskan sejumlah besar gas metana dan gas berbahaya lainnya yang menyebabkan emisi gas rumah kaca.

Limbah cair sendiri berasal dari hasil proses produksi pada kegiatan perebusan, klarifikasi dan dari proses pengolahan inti. Pada proses perebusan, limbah cair yang dihasilkan lebih kurang sebesar 36%, saat dalam proses klarifikasi akan mengeluarkan limbah cair lebih kurang 60% dan dari proses pengolahan inti mengeluarkan limbah cair sekitar 4% (Ansori, 2014). Oleh karena itu, dapat dihitung bahwa tiap harinya, suatu pabrik pengolahan minyak kelapa sawit dapat memproduksi 650 m3/hari limbah cair (PPKS,2006). Bahkan selama

proses pengolahan POME, tetap menghasilkan kandungan bahan organic yang signifikan dan tetap membutuhkan oksigen yang dikenal sebagai biochemical oxygen demand (BOD) yang biasanya diukur dalam mg/l dan secara luas ddigunakan sebagai indikasi dari kualitas organik POME (Madaki, 2013).

PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu saat ini memang sudah memiliki pengolahan limbah dengan menggunakan beberapa kolam untuk menetralisir parameter limbah yang masih terkandung dalam cairan limbah sebelum dibuang ke perairan umum (sungai). POME bukan hanya limbah yang dihasilkan selama proses oleh TBS, tetapi limbah yang paling mahal dan sulit untuk dikelola oleh operator pabrik. Hal ini karena POME adalah limbah dengan volume yang besar dalam ukuran ton yang dihasilkan dalam satu waktu (Madaki, 2013). Pabrik dituntut untuk harus memiliki penanganan limbah cair yang baik terhadap lingkungan, yang murah dan memberikan nilai tambah terhadap masyarakat ataupun pabrik.

Berdasarkan hasil audit energi yang dilakukan di PKS milik PT. Perkebunan Nusantara IV, menunjukkan bahwa nilai konsumsi energi untuk pengolahan CPO lebih kecil dibandingkan dengan PTPN VII dan PTPN VIII yaitu 13,4106 MJ untuk memproduksi tiap kg CPO pada kapasitas pengolahan 30 ton TBS/jam (Kristen Natashia,2013). Beberapa tahun belakangan ini, limbah cair yang dihasilkan oleh pabrik PKS Kebun Pabatu sempat beberapa kali mencemari sungai Padang yang terdapat di Kabupaten Serdang Berdagai. Seperti yang terdapat pada beberapa artikel surat kabar online seperti Medan Bisnis dan Sinar Indonesia Baru menyebutkan bahwa Air Sungai Padang tercemar oleh limbah

sawit milik PKS Kebun Pabatu. Bahkan berdasarkan pH air yang diukur menunjukkan nilai 9,45 untuk air sungai Padang yang berada didekat pembuangan limbah PKS Kebun Pabatu sedangkan untuk wilayah Tebing Tinggi nilai pH nya sekitar 8,4. Nilai ini menunjukkan adanya limbah cair pabrik yang mencemari lingkungan sekitar pabrik terutama sungai yang menjadi akhir pembuangan limbah cair tersebut.

Berdasarkan fenomena yang beberapa kali terjadi akibat limbah cair di lingkungan pabrik PKS Kebun Pabatu, maka peneliti ingin mengetahui seberapa baik kinerja dan efisiensi energi yang dimiliki pabrik dalam hal pengolahan limbah cair. Salah satunya dengan melakukan penilaian terhadap teknologi pengolahan limbah cair dengan cara mengetahui dan mengamati proses produksi yang ada saat ini, material dan energy balance, dampak lingkungan yang terjadi, konsumsi sumber daya, efisiensi energi serta melakukan penilaian terhadap kinerja pengolahan limbah cair yang ada. Kinerja yang diukur berupa kriteria-kriteria penggunaan teknologi pengolahan limbah yang ada saat ini. Pendekatan ini dilakukan untuk mendapatkan informasi yang sesuai mengenai teknologi pengolahan limbah yang ada di pabrik saat ini yang diharapkan telah baik. Dengan hasil ini juga diharapkan pabrik dapat mengoptimalkan teknologi pengolahan limbah dan mampu memelihara kinerja efisiensi energi pada proses pengolahan kelapa sawit dengan menggunakan hasil limbah cair sebagai nilai tambah bagi pabrik dan ramah lingkungan.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan penjelasan pada latar belakang, maka dapat diketahui masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah seberapa baik teknologi pengolahan limbah cair di Pabrik PKS Kebun Pabatu dalam mengolah limbah cair yang dihasilkan. Oleh karena itu perlu adanya pengukuran kinerja dan efisiensi energi teknologi pengolahan limbah cair saat ini untuk mendapatkan informasi serta penilaian mengenai teknologi pengolahan limbah cair tersebut agar dampak buruk terhadap lingkungan dapat berkurang.

1.3. Tujuan dan Manfaat

Tujuan umum penelitian ini adalah mendapatkan informasi dan penilaian terhadap seberapa baik teknologi pengolahan limbah cair yang ada dengan cara mengintegrasikan hasil penilaian kinerja dan efisiensi energi pada teknologi proses pengolahan limbah.

Tujuan khusus penelitian ini terdiri dari beberapa tujuan yaitu:

1. Menghitung efisiensi energi pengolahan minyak kelapa sawit di Kebun Pabatu.

2. Menentukan kriteria dan variabel yang sesuai pada penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam.

3. Melakukan penilaian terhadap kinerja teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam di Kebun Pabatu.

4. Menghitung efisiensi kolam dalam mengolah limbah cair menggunakan sistem kolam.

Manfaat dalam melakukan penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Manfaat bagi mahasiswa

Meningkatkan kemampuan mahasiswa dalam mengaplikasikan teori yang diperoleh selama kuliah dan meningkatkan wawasan dalam menganalisis dan memecahkan masalah sebelum memasuki dunia kerja khususnya dalam hal manajemen industri dan integrasi kinerja.

2. Manfaat bagi perusahaan.

Sebagai masukan bagi perusahaan berupa rekomendasi perbaikan dengan memberikan analisis terhadap integrasi kinerja efisiensi energi.

3. Bagi Departemen Teknik Industri USU

Untuk mempererat hubungan kerja sama antara perusahaan dengan Departemen Teknik Industri USU.

1.4. Batasan dan Asumsi Penelitian

Dalam melakukan penelitian, dilakukan beberapa pembatasan masalah seperti:

1. Limbah yang diteliti ialah limbah cair hasil proses pengolahan CPO

2. Pendekatan penilaian dilakukan dengan menghitung efisiensi energi pengolahan minyak kelapa sawit, menilai kinerja teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam serta menghitung efisiensi kolam teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam

3. Pengukuran kinerja menggunakan analisis penyimpangan variasi (%deviasi) Asumsi-asumsi yang digunakan dalam penelitian ini antara lain:

1. Proses dan aktivitas produksi tidak berubah selama penelitian berlangsung 2. Tidak ada penambahan mesin dan peralatan yang baru

3. Tidak terjadi rekonstruksi struktur organisasi perusahaan selama penelitian berlangsung

BAB II

GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN

2.1. Sejarah Umum Perusahaan

PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu berasal dari Hak Konsensi Pabatu Gunung Hataran dan Dolok Merawan milik Handless Vereninging Amsterdam yang diambil alih dan dinasionalisasikan oleh pemerintah Indonesia dari BOCM pada tahun 1957 dengan luas areal keseluruhan saat itu 6.173,53 hektar. Pada awalnya sampai dengan tahun 1938, Kebun Pabatu adalah perkebunan tembakau yang dikonversi oleh BOCM menjadi perkebunan kelapa sawit.

Berdasarkan Konstatering No.: 110/-PPT/B, Menteri Dalam Negeri Cq. Direktorat Jenderal Agraria melalui Surat Keputusan No.: 19/HGU/DA/-1976 tanggal 26 Juni 1976, memberikan Hak Guna Usaha kepada PNP-VI Kebun Pabatu atas areal seluas 5.770,07 hektar yang didasari atas pemeriksaan yang dilakukan oleh Panitia B yang menetapkan bahwa areal tersebut bebas dari pendudukan rakyat. Selisih kurang atas luasan areal HGU seluas 403,50 ha yakni dari 6.173,53 ha menjadi 5.770,07 ha adalah setelah memperoleh izin pelepasan Asset dari Menteri yang berwenang diperuntukkan guna rencana umum tata ruang wilayah pemerintahan Kabupaten untuk kepentingan Masyarakat, seperti Sekolah (SD, SLTP Negeri), PT. KAI, Puskesmas, Areal Pemerintahan Kota T.Tinggi dan Dinas PU Kota T.Tinggi.

Namun dari perkembangan dan perubahan yang ada hingga saat ini, berdasarkan Keputusan Kepala BPN RI dengan Surat No.: 40/HGU/BPN RI/2005 tgl. 19 April 2005, Keputusan Kepala BPN RI dengan Surat No.: 20-HGU-BPN RI-2005 tgl. 29 Mei 2007, memberikan Hak Guna Usaha kepada PTPN-IV Unit Kebun Pabatu atas areal seluas 5.754,04. Selisih kurang atas luasan areal HGU seluas 16,03 ha yakni dari 5.770,07 ha menjadi 5.754,04 ha adalah setelah memperoleh izin pelepasan Asset dari Menteri yang berwenang diperuntukkan guna kepentingan Masyarakat (fasilitas umum dan akses jalan di Kampung Gaya Baru Desa Naga Kasiangan Kec. T.Tinggi).

2.2. Ruang Lingkup Bidang Usaha

PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu, Tebing Tinggi adalah perusahaan yang bergerak dalam bidang pengolahan kelapa sawit yang menghasilkan Crude Palm Oil (CPO) dan Palm Kernel Oil (PKO). Kemudian CPO dan PKO tersebut akan dijual kepada perusahaan yang membutuhkan bahan-bahan tersebut yang akan diolah lebih lanjut seperti PT. Musim Mas, PT. SAN – Belawan dan PT. PASIFIC PALMINDO.

2.3. Lokasi Perusahaan

PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu terletak di Jl. Medan-Tebing Tinggi, Tebing Tinggi, Sumatera Utara yang berjarak 7 km dari Kota Tebing Tinggi dan 87 km dari Kota Medan.

2.4. Daerah Pemasaran

Pabrik pengolahan CPO PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu dalam memasarkan produknya tidak menangani secara langsung khususnya mencari pelanggan atau konsumen. PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu mempunyai instansi khusus bagian pemasaran baik untuk kebutuhan dalam negeri (lokal) maupun ekspor.

Pelaksanaan rencana penjualan atau pemasaran produk CPO PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu dan produk lainnya berdasarkan rencana kerja dan anggaran perusahaan. Pengiriman produk dilakukan oleh pihak PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu dengan memakai jasa Perumka, dan pihak ketiga dengan menggunakan mobil tangki.

2.5. Struktur Organisasi Perusahaan

Sturktur organisasi merupakan susunan yang terdiri dari fungsi-fungsi dan hubungan-hubungan yang menyatakan keseluruhan kegiatan untuk mencapai suatu sasaran. Secara fisik struktur organisasi dapat dinyatakan dalam bentuk gambaran (bagan) yang memperlihatkan hubungan unit-unit organisasi dan garis-garis wewenang yang ada.

Struktur organisasi pada PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu berbentuk fungsional. Hubungan fungsional karena pembagian tugas yang dilakukan berdasarkan fungsi yang membentuk hubungan fungsional. Setiap personil diberikan tugas dan tanggung jawab sesuai dengan dasar kualifikasinya.

BAB III

LANDASAN TEORI

3.1. Kelapa Sawit

Kelapa sawit merupakan tumbuhan tropis yang tergolong dalam famili Palmae dan berasal dari Afrika Barat. Akan Tetapi, kelapa sawit dapat tumbuh di luar daerah asalnya, termasuk di Indonesia. Hingga kini tanaman ini telah diusahakan dalam bentuk perkebunan dan pabrik pengolahan kelapa sawit1. Tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis) termasuk dalam kelas tanaman keras dengan produk primer buah dari tanaman ini adalah minyak nabati dan sumber vitamin A2. Kelapa sawit merupakan tanaman monokotil, yaitu batangnya tidak mempunyai kambium dan umumnya tidak bercabang. Batang kelapa sawit berbentuk silinder dengan diameter 20 - 75 cm. Tinggi maksimum yang ditanam di perkebunan antara 15 – 18 m, sedangkan yang di alam mencapai 30 m. Tanaman kelapa sawit rata-rata menghasilkan buah 20 – 22 tandan/tahun3.

Buah kelapa sawit terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian pertama merupakan perikaprium yang terdiri dari epikaprium dan mesokaprium, sedangkan yang kedua merupakan biji, yang terdiri dari endokaprium, endosperm, dan lembaga atau embrio. Epikaprium adalah kulit buah yang keras dan licin, sedangkan mesokaprium yaitu daging buah yang berserabut dan mengandung

1

Fauzi, Yan dan Y.E. Widyastuti. Kelapa Sawit : Budi Daya, Pemanfaatan Hasil dan Limbah, Analisis Usaha dan Pemasaran. Jakarta: Kampus Dinoyo (Seri Aribisnis). 2006.

2

Mangoensoekarjo, S. dan H. Semangun. Manajemen Agrobisnis Kelapa Sawit. Yogyakarta: UGM Press. 2003.

3

minyak dengan rendemen paling tinggi. Endokaprium merupakan tempurung berwarna hitam dan keras. Endosperm atau disebut juga kernel merupakan penghasil inti sawit, sedangkan lembaga atau embrio merupakan bakal tanaman4. I

Industri minyak kelapa sawit memproduksi dua hasil utama dari tandan buah segar (TBS) yaitu Minyak Kelapa Sawit (CPO) dan Minyak Kernel Kelapa Sawit (CPKO). CPO berasal dari mesokprium dan CPKO berasal dari endosperm (kernel). Produksi hasil utama ini menghasilkan limbah setengah jadi. Limbah ini berasal dari 70-75% TBS dan limbah utama yaitu tandan kosong, cangkang, serat dan limbah cair serta air kondensat hasil perebusan (Otti V.I, 2014).

Biomassa Minyak Kelapa Sawit dari 1 ha kelapa Sawit

Cangkang 5,5% TBS = 1,1 ton

Berat kering: 85% cangkang basah = 0,94 ton

Pembuangan Serat

13,5% dari TBS = 2,71 ton Berat kering: 60% serat = 1,63 ton

TBK

22% TBS = 4,42 ton

Berat kering: 35% TBK = 1,55 ton TBS

Produksi tahunan: 20,80 ton Berat Kering: 10,59 ton

Daun Sawit

1. yang jatuh – berat kering : 14,47 ton 2. yang ditebang tiap tahun – berat kering : 10,40 ton

Batang sawit yang ditebang Sekali dalam 30 tahun Dengan berat kering 75,46 ton

Kondensat perebusan 12% TBS = 2,46 ton

Lumpur

50% TBS = 10,04 ton

Pencucian hidrosikolon 5% TBS = 1,10 ton

Total = 13,6 ton

Berat kering: 5% limbah cair = 0,67 ton

Sumber: Yau Chwan Kun (2013).

Gambar 3.1. Biomassa Minyak Kelapa Sawit yang Dihasilkan dari 1 Ha

3.2. Jenis dan Potensi Limbah Kelapa Sawit5

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. Pada Tabel 3.1 terlihat potensi limbah yang dapat dimanfaatkan sehingga mempunyai nilai ekonomi yang tidak sedikit. Salah satunya adalah potensi limbah dapat dimanfaatkan sebagai sumber unsur hara yang mampu menggantikan pupuk sintetis (Ure, TSP dan lain-lain).

Sterilisasi (Pengukusan) Perontokan (treshing) Pelumatan (Digesting) Ekstraksi Minyak Pemurnian (Klarifikasi)

· Mempermudah perontokan

· Mengurangi kadar air

· Inaktifasi enzim Lipase & oksidase

· Memisahkan buah dari tandan

· Menghancurkan daging buah

· Melepaskan sel yang mengandung minyak

· Memisahkan minyak daging buah dari bagian lain

· Membersihkan minyak dari kotoran lain

· Limbah cair

· Kebisingan

· Limbah padat

· kebisingan

· Kebisingan

· Limbah padat (sabut yang bercampur dengan inti sawit)

· Limbah cair panas

· Limbah cair panas

· Limbah padat

· kebisingan

Tahap Proses _{Fungsi Limbah}

Sumber: Thomas Mailinton (2007).

Gambar 3.2. Jenis Limbah Berdasarkan Tahap Proses Pabrik Kelapa Sawit

5 _{Pusat Penelitian Kelapa Sawit. Pedoman Pengelolaan Limbah Industri Kelapa Sawit. Ditjen}

Tabel 3.1. Jenis, Potensi dan Pemanfaatan Limbah Pabrik Kelapa Sawit

Jenis Potensi per ton TBS (%)

Manfaat

Tandan kosong

23 Pupuk kompos, pulp kertas, papan partikel, energi

Wet Decanter Solid 4 Pupuk, kompos, makanan ternak

Cangkang 6,5 Arang, karbon aktif, papan partikel

Serabut (fiber) 13 Energi, pulp kertas, papan, partikel

Limbah cair 50 Pupuk, air irigasi

Air kondensat Air umpan broiler

Sumber: Tim PT. SP (2000)

3.2.1. Karakteristik Limbah Cair Kelapa Sawit

Hampir seluruh air buangan PKS mengandung bahan organik yang dapat mengalami degradasi. Oleh karenanya dalam pengelolaan limbah perlu diketa- hui karakteristik limbah tersebut, antara lain yaitu :

1. Dari Balance sheet ekstraksi minyak kelapa sawit diketahui bahwa jumlah air limbah yang dihasilkan dari 1 ton CPO yang diproduksi adalah 2,50 ton yang terlihat pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2. Komposisi jumlah air limbah dari 1 ton CPO

No. URAIAN KAPASITAS

1. Air 2,35 ton

2. NOS (Non Oil Solid) 0,13 ton

3. Minyak 0,02 ton

Jumlah 2,50 ton

Efisiensi pabrik kelapa sawit dapat ditingkatkan dengan pemakaian Decanter yang hanya menghasilkan limbah cair sekitar 0,3-0,4 ton untuk setiap 1 ton TBS yang diolah, sehingga limbah cair yang dihasilkan dapat ditekan hanya 24 ton/jam atau 1,667 m3 per 1 ton CPO yang dihasilkan. Limbah cair yang akan dihasilkan dari seluruh proses produksi minyak kelapa sawit diperkirakan maksimal ± 60% dari seluruh tandan buah segar yang di- olah. 2. Berdasarkan hasil penelitian terhadap beberapa PKS milik PTP (dianggap

mewakili PKS pada umumnya) oleh Bank Dunia (2006) diketahui bahwa kualitas limbah cair (inlet) yang dihasilkan berpotensi mencemari badan air penerima limbah adalah seperti yang disajikan pada Tabel 3.3. berikut.

Tabel 3.3. Kualitas Limbah Cair (inlet) Pabrik Kelapa Sawit PKS

No. PARAMETER

LINGKUNGAN

SAT. LIMBAH CAIR BAKU MUTU

MENLH

KISARAN RATA-RATA

1. BOD mg/l 8.200 – 35.000 21.280 250

2. COD mg/l 15.103 - 65.100 34.720 500

3. TSS mg/l 1.330 - 50.700 31.170 300

4. Nitrogen Total mg/l 12 - 126 41 20

5. Minyak dan Lemak mg/l 190 - 14.720 3.075 30

6. PH - 3,3 - 4,6 4.0 6 - 9

Sumber: Dirjen Pertanian (2006)

3.2.2. Pengenalan Limbah Cair Hasil Pengolahan Minyak Kelapa Sawit

Limbah yang menjadi perhatian di PKS adalah limbah cair atau yang lebih dikenal dengan POME (palm oil mill effluent). POME ialah air buangan yang dihasilkan oleh pabrik kelapa sawit utamanya berasal kondensat rebusan, air

hidrosiklon, dan sludge separator. Setiap ton TBS yang diolah akan terbentuk sekitar 0,6 hingga 1 m3 POME. POME kaya akan karbon organik dengan nilai COD lebih 40 g/L dan kandungan nitrogen sekitar 0,2 dan 0,5 g/L sebagai nitrogen ammonia dan total nitrogen. Sumber POME berasal dari unit pengolahan yang berbeda, terdiri dari:

1. 60% dari total POME berasal dari stasiun klarifikasi 2. 36% dari total POME berasal dari stasiun rebusan 3. 4 % dari total POME berasal stasiun inti.

3.2.3. Teknologi Pengolahan POME

Secara konvensional pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit dilakukan dengan sistem kolam yang terdiri dari kolam anaerobik dan aerobik dengan total waktu retensi sekitar 90-120 hari (Wulfert et al., 2000). Keuntungan dari cara ini antara lain adalah:

1. Sederhana

2. Biaya investasi untuk peralatan rendah 3. Kebutuhan energi rendah

Teknologi sistem kolam merupakan penanganan limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS) yang dianggap paling mudah dan murah bagi pabrik kelapa sawit karena limbah diolah dengan menggunakan prinsip instalasi penanganan air limbah (IPAL) yang bersifat end of pipe (PPKS, 2000).

Recovery Tank Kolam Aerobik Kolam akhir

Sungai Deoiling Tank

Kolam pendinginan

Penetralan

Kolam Fakultatif

Kolam Anaerobik kedua

Kolam anaerobik pertama

Seedling Pond

S umber: PPKS (2000)

Gambar 3.3. Teknologi Penanganan Limbah Cair Sistem Kolam

Akan tetapi bila ditelaah lebih lanjut, sistem kolam mempunyai beberapa kerugian antara lain :

1. Kebutuhan areal untuk kolam cukup luas, yaitu sekitar 5 ha untuk pabrik kelapa sawit (PKS) dengan kapasitas 30 ton TBS/jam.

2. Perlu biaya pemeliharaan untuk pembuangan dan penanganan lumpur dari kolam. Untuk PKS yang menggunakan separator 2 fase, praktis semua lumpur (sludge) yang berasal dari buah mengalir ke kolam. Padatan tersuspensi dari lumpur ini tidak akan/sedikit didegradasi sehingga konsentrasinya akan semakin meningkat dan akan mengendap di dasar kolam akan semakin menurun sehingga waktu retensi limbah akan turun dan kapasitas perombakkan kolam juga turun.

3. Hilangnya nutrisi. Semua nutrisi yang berasal dari limbah (N, P, K, Mg, Ca) akan hilang pada waktu limbah dibuang ke sungai.

4. Emisi gas metana ke udara bebas. Hampir semua bahan organik terlarut dan sebagian bahan organik tersuspensi didegradasi secara anaerobik menjadi gas metana dan karbondioksida. Emisi gas metana ke udara bebas dapat menyebabkan efek rumah kaca yang besarnya 20 kali lipat lebih tinggi dibandingkan dengan karbon dioksida. Jumlah gas metan yang diproduksi kolam limbah anaerobik sekitar 10 m3 setiap ton TBS diolah.

Dengan memperhatikan kerugian pada penggunaan sistem kolam, maka perlu dikembangkan konsep alternatif pengolahan POME secara terpadu yaitu Zero Waste Concept.

Pada tahap pertama, lumpur/padatan tersupsensi dipisahkan dengan dekanter atau dissolved air floatation dengan tujuan :

1. Mengurangi kandungan COD, BOD, nitrogen dan pasir

2. Mengurangi masalah pada proses pengolahan berikutnya seperti foaming, sedimentasi dan penyumbatan pipa outlet reaktor karena adanya lumpur.

Setelah lumpur dipisahkan, limbah cair yang kandungan utamanya adalah padatan terlarut di pompakan ke reaktor anaerobik, dimana akan terjadi :

1. Perombakan bahan organik menjadi biogas

2. Proses perombakan terjadi dalam waktu yang singkat dengan kinerja yang tinggi

Apabila energi menjadi faktor yang penting, fraksi lumpur dapat diolah secara anaerobik dalam reaktor anaerobik berpengaduk untuk produksi biogas. Lumpur yang sudah diolah dapat digunakan sebagai pupuk bersama dengan limbah cair untuk memanfaatkan nutrisinya. Lumpur juga dapat dikeringkan dengan drum drier untuk dijadikan pakan ternak. Pemanfaatan lain dari lumpur adalah untuk produksi kompos bersama-sama dengan tandan kosong sawit. Lumpur dicampur dengan TKS yang telah dirajang dan dibiarkan beberapa minggu sampai menjadi kompos. Dengan cara ini akan terjadi penguapan air pada lumpur. Tumpukan kompos ini harus dibalik secara periodik agar proses penguapan maksimal.

Abu Pupuk Mineral

Nutrisi TBS

Energi Pengolahan

Pembakaran Fermentasi Pengomposan

Penanaman

Biogas Nutrisi

Serat, cangkang Limbah Cair Tandan kosong

Kompos

Air

Sumber: PPKS (2014)

Gambar 3.4. Zero Waste Concept

Limbah materi dari produksi kelapa sawit seperti itu diproduksi dalam jumlah besar dengan sedikit utilisasi. Secara umum tandan buah segar mengandung 21% kelapa sawit, 6-7% palm kernel, 14-15% serat, 6-7% cangkang dan 23 % kosong tandan buah ( Husain et al , 2002 ). Menurut Fao, produksi minyak sawit dunia

adalah 45 juta ton pada 2009 ( Fao, 2013). Dunia memperkirakan produksi sawit dari cangkangnya adalah 10 juta ton per tahun.

Saat ini, kelapa sawit menggunakan cangkang dengan batu bara sebagai pembangkit listrik tenaga panas untuk menghasilkan listrik dan panas. Penguatan tak beraspal dari permukaan jalan di kebun ini juga sangat umum untuk utilisasi minyak sawit mentah ( Shell Mekhilef , et al., 2010). Hal kecil lain yang menarik yaitu menggunakan minyak sawit dari utilisasi cangkang sebagai langkah nyata untuk mengurangi berat. Hasil studi mengindikasikan bahwa beton dibuat dengan campuran itu akan 19 % lebih ringan daripada campuran normal (Shafigh Reel, et al., 2013).

3.2.4. Pengolahan Limbah Cair Sebagai Sumber Energi

Terdapat beberapa teknologi pengelolaan POME selain sistem kolam terbuka. Adapun teknologi itu diantaranya adalah:

1. Pengelolaan aerob dengan menggunakan kolam aerobic (aerobic pond). Teknologi ini digunakan untuk menghindari terbentuknya gas metan. Teknologi ini jarang digunakan karena memerlukan tenaga yang besar untuk menggerakkan aerator.

2. Teknologi pengeringan (drying process), teknologi ini tidak sesuai karena memerlukan biaya dan energi yang besar untuk menguapkan air dalam POME.

3. Aplikasi tanah (land application), sistem ini tidak disarankan karena memerlukan biaya yang cukup besar. Selain itu teknologi ini masih memerlukan kolam tanpa udara dan masih menghasilkan gas metan.

4. Penggunaan tandan kosong kelapa sawit menjadi kompos, POME digunakan sebagai bahan penyiram pada proses pengomposan tandan kosong kelapa sawit. Teknologi ini bagus untuk dilaksanakan. Teknologi ini memerlukan sedikit investasi yang tinggi tetapi mendapat keuntungan dengan hasil penjualan kompos.

5. Penggunaan POME untuk menghasilkan energi. Teknologi untuk menghasilkan energi adalah dengan cara menangkap gas metana. Teknologi penangkapan gas metana ada yang membangun tangki (biogas reactor) baru yang berada diatas permukaan atau dengan menutup kolam limbah yang ada dengan menggunakan penutup dengan bahan parasut tebal (coveredlagoon). Selain menghasilkan gas Metana sebagai energi, saat ini POME juga dilaporkan dapat menghasilkan gas Hidrogen sebagai energi. POME menghasilkan gas hidrogen dengan menggunakan teknologi elektrokoagulasi.

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

4.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu yang bergerak dibidang pengolahan kelapa sawit. Pabrik ini berlokasi di Jl. Medan-Tebing Tinggi, Medan-Tebing Tinggi, Sumatera Utara. Waktu penelitian dilakukan pada bulan Agustus hingga September 2015.

4.2. Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang dilakukan di PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu tergolong penelitian deskriptif yaitu suatu jenis penelitian yang bertujuan untuk memaparkan temuan-temuan praktis untuk keperluan pengambilan keputusan. Penelitian deskriptif menggunakan data-data yang dikumpulkan dengan teknik wawancara yang didukung oleh schedule questionaire ataupun interview guide. Penelitian deskriptif ini bersifat studi kasus dengan tujuan untuk mengumpulkan informasi secara langsung dari kondisi pengolahan minyak kelapa sawit dan teknologi pengolahan limbah cair PKS di PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu.

4.3. Objek Penelitian

Objek penelitian yaitu teknologi pengolahan limbah cair hasil produksi PKS di PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu.

4.4. Kerangka Konseptual Penelitian

Untuk melakukan sebuah penelitian, maka diperlukan adanya sebuah perancangan kerangka berpikir agar langkah-langkah penelitian lebih sistematis. Penelitian ini diawali dengan menganalisa proses produksi yang saat ini ada pada perusahaan dengan mempertimbangkan segala aspek mulai dari langkah proses produksinya, pengolahan limbah yang dilakukan terutama limbah cair dan juga konsumsi terhadap sumber daya alam. Setelah pengumpulan data mengenai ketersediaan proses produksi tersebut, maka dianalisislah aliran material dan aliran energy yang terkandung pada proses produksi dengan menghitung mass balance dan energy balance serta mengevaluasi dampak lingkungan dari proses produksi CPO tersebut. Setelah diketahui semua aspek mengenai energi maka dilakukan pembuatan penilaian mengenai kinerja pada proses pengolahan limbah cair kelapa sawit dalam hal menghasilkan limbah cair. Kemudian dilakukan pengintegrasian dari hasil penilaian efisiensi energi yang secara aktual terlaksana di pabrik tersebut dengan teori-teori yang telah dibuat oleh para pakar. Dengan metode dan data yang ada peneliti membuat rancangan pemecahan masalah. Kerangka konseptual penelitian ditunjukkan pada Gambar 4.1.

Teknologi Pengolahan Limbah

Proses Produksi

Efisiensi energi Aliran Material dan

Energi

Kinerja Teknologi Pengolahan Limbah Cair

Hasil Penilaian Teknologi Pengolahan

Limbah Cair

Dampak Lingkungan Konsumsi Sumber Daya

Alam

Efisiensi Kolam Pengolahan Limbah Cair

Gambar 4.1. Kerangka Konseptual Penelitian

4.5. Variabel Penelitian

Variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Proses Produksi

Variabel proses produksi merupakan variabel independen. Variabel proses produksi menyatakan bagaimana proses produksi pengolahan minyak kelapa sawit yang ada saat ini di pabrik.

2. Konsumsi Sumber Daya Alam

Variabel konsumsi sumber daya alam merupakan variable independen. Variabel konsumsi sumber daya alam menyatakan apa-apa saja sumber daya yang digunakan dalam proses produksi.

3. Teknologi Pengolahan Limbah Cair PKS

Variabel teknologi pengolahan limbah cair PKS merupakan variabel independen. Variabel teknologi pengolahan limbah cair PKS menyatakan

teknologi-teknologi yang diterapkan pada pengolahan limbah cair PKS di pabrik ini.

4. Aliran Material dan Energi

Variabel aliran material dan energi merupakan variable independen. Variabel aliran material dan energi menyatakan bagaimana aliran yang terjadi pada material dalam bentuk material balance dan energy balance.

5. Dampak Lingkungan

Variabel dampak lingkungan merupakan variable independen. Variabel dampak lingkungan menyatakan seberapa sering limbah cair mengakibatkan dampak terhadap lingkungan selama ini.

6. Efisiensi Energi

Variabel efisiensi energi adalah variabel dependen. Variabel ini menyatakan efisiensi energi pada proses pengolahan minyak kelapa sawit yang dalam hal menghasilkan limbah dan efisiensi pengolahan limbah cair pabrik.

7. Kinerja Teknologi Pengolahan Limbah Cair

Merupakan variabel dependen. Variabel ini menyatakan seberapa baik kinerja yang telah didapat berdasarkan kriteria-kriteria dalam teknologi proses pengolahan limbah cair di pabrik ini.

8. Efisiensi Kolam Pengolahan Limbah Cair

Merupakan variabel dependen. Variabel ini menyatakan seberapa baik kolam yang ada saat ini untuk dapat mengolah limbah cair tiap harinya.

4.6. Metode Pengumpulan Data dan Sumber Data

Pada penelitian ini metode pengumpulan data yang dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Teknik observasi, yaitu melakukan pengamatan langsung pada objek penelitian

berupa penyebaran kuesioner tertutup dan melalui pengamatan secara langsung

terhadap objek yang akan diteliti yang akan dilakukan pada awal penelitian dan juga

dilakukan untuk penilaian kinerja dan efisiensi energi.

2. Teknik kepustakaan, yaitu mencatat dan mempelajari teori-teori yang berhubungan

dengan pemecahan masalah dari berbagai buku yang sesuai dengan permasalahan

yang diamati di PKS Kebun Pabatu.

Data yang dikumpulkan ada dua jenis yaitu:

a. Data primer yaitu data yang diperoleh langsung dari pabrik kelapa sawit PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu, baik secara pengamatan, peninjauan ataupun pengukuran pada proses produksi dan proses penanganan limbah pabrik kelapa sawit. Data primer ini yaitu data kinerja pengolahan limbah cair untuk melakukan perbandingan nilai dalam penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair dan pengukuran dimensi kolam limbah.

b. Data sekunder berupa data yang diperoleh melalui badan-badan yang melakukan pengumpulan data, pusat penelitian kelapa sawit (PPKS), studi pustaka dan publikasi hasil penelitian. Data sekunder ini digunakan sebagai nilai standar kriteria pada penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair.

4.7. Instrumen Penelitian

Variabel-variabel yang digunakan dalam penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam didasarkan pada penelitian terdahulu mengenai parameter penilaian pada teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam dan diobservasi kembali menggunakan kuisioner. Observasi dilakukan dengan memberikan kuesioner, kuesioner yang digunakan berdasarkan bentuknya yakni kuesioner tertutup (kuesioner rating scale) untuk penentuan kriteria dan variabel yang sesuai untuk penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair sistem kolam.

Kuesioner tertutup ini dibuat berdasarkan hasil penelitian sebelumnya, dimana peneliti telah banyak mengetahui mengenai variabel penilaian kinerja tetapi peneliti harus bertanya kembali kepada pakar mengenai kriteria dan variabel tersebut apakah telah sesuai atau tidak. Penilaian pada kuesioner tertutup menggunakan skala dikotomis yakni untuk mengelompokkan objek kedalam dua kelompok yang tidak overlapping. (Sukaria Sinulingga, 2011).

4.8. Rancangan Penelitian

Penelitian dilaksanakan dengan mengikuti langkah-langkah sebagai berikut: 1. Tahap awal penelitian yaitu studi pendahuluan untuk mengidentifikasi dan

menganalisis langkah proses produksi yang saat ini dijalankan oleh perusahaan, teknologi terapan untuk pengolahan limbah cair PKS di pabrik, dan informasi pendukung yang diperlukan serta studi literatur tentang metode pemecahan masalah yang digunakan dan teori pendukung lainnya.

2. Tahapan selanjutnya adalah mengidentifikasi nilai-nilai yang menjadi input dan output pada perhitungan efisiensi energi.

3. Selanjutnya menetapkan tujuan yaitu untuk mendapatkan suatu integrasi mengenai kinerja pada efisiensi energi untuk teknologi pengolahan limbah antara implementasi aktual di pabrik dan solusi yang diberikan nantinya. 4. Tahapan selanjutnya adalah pengumpulan data yang diperoleh dari hasil

pengamatan langsung maupun yang diminta pada pihak perusahaan.

5. Tahapan berikutnya yaitu melakukan pengolahan data yang telah diperoleh untuk memecahkan permasalahan yang terjadi di dalam proses pengintentegrasian antara proses produksi dan teknologi pengolahan limbah untuk mendapatkan suatu penilaian terhadap teknologi pongolahan limbah cair.

6. Hasil yang diperoleh dari pengolahan data tersebut kemudian dilakukan analisis dan evaluasi untuk dilakukan perbaikan atau implementasi dari metode yang akan digunakan.

7. Kemudian dilakukan kesimpulan dan saran dari hasil penelitian yang dilakukan.

Identifikasi Masalah

Integrasi Kinerja Efisiensi Energi Teknologi Pengolahan

Limbah Cair PKS

Studi Literatur

- Proses Produksi CPO & Limbah Cair - Pengolahan Limbah Cair Sistem Kolam

Gambaran Permasalahan

Pengumpulan Data Primer

-Energy Balance Pengolahan CPO - kriteria dan variabel penilaian kinerja pengolahan limbah cair sistem kolam

- dimensi kolam limbah cair

Pengumpulan Data Sekunder

- Teknologi Pengolahan limbah cair yang digunakan

- konsumsi sumber daya - kapasitas pabrik

- Nilai ideal untuk tiap kriteria penilaian kinerja pengolahan limbah cair sistem kolam

Pengolahan Data

-perhitungan efisiensi energi teknologi pengolahan minyak kelapa

sawit penghasil limbah cair

- perhitungan efisiensi kolam pengolahan limbah cair -penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair

Analisis Pemecahan Masalah:

Melakukan pengintegrasian antara praktik yang selama ini di perusahaan dengan literatur hasil

pengukuran kinerja

Kesimpulan dan Saran Mulai

Selesai

Studi Lapangan

-Kondisi Proses Produksi CPO saat ini - Teknologi pengolahan limbah cair

PKS Kebun Pabatu saat ini

4.9. Pengolahan Data

Pengolahan data yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi penyajian perhitungan efisiensi energi pada teknologi pengolahan limbah cair PKS untuk mengetahui efisiensi yang terjadi pada teknologi tersebut dalam bentuk persentase. Setelah didapat persentase efisiensi energinya, dihitung juga efisiensi kolam untuk pengolahan limbah cair sat ini. Setelah itu, maka dilakukan penilaian terhadap kinerja teknologi pengolahan limbah cair yang menggunakan kriteria-kriteria yang berhubungan dengan proses pengolahan limbah cair dari faktor internal dan dari faktor sosial, ekonomi serta lingkungan. Setelah didapat hasil dari penilaian teknologi diatas, maka dilakukan integrasi efisiensi energi yang dilihat dari kebutuhan industri mengenai pengolahan limbah cair PKS dan pendekatan literatur yang telah ada mengenai masalah ini.

Pengumpulan data

- Konsumsi energi listrik dan bahan bakar - Volume Kolam limbah yang digunakan - Kapasitas kolam limbah yang diharapkan

- Penentuan Kriteria dan variabel pada penilaian kinerja teknologi

penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair pada pabrik menggunakan persen deviasi (penyimpangan) antara

data empirik dengan keadaan pabrik

Pengintegrasian hasil penilaian teknologi pengolahan limbah cair berdasarkan kinerja efisiensi energi teknologi

pengolahan limbah cair

Perhitungan Efisiensi Energi proses produksi serta material balance

Mulai

Selesai

Perhitungan Efisiensi kolam pengolahan limbah cair saat ini

BAB V

PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

5.1. Pengumpulan Data

5.1.1. Proses Produksi dan Aspek Lingkungan

PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu adalah perkebunan tembakau yang dikonversi oleh BOCM menjadi perkebunan kelapa sawit sejak tahun 1938. PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu terletak di Jl. Medan-Tebing Tinggi, Tebing Tinggi, Sumatera Utara yang berjarak 7 km dari Kota Tebing Tinggi dan 87 km dari Kota Medan. Kapasitas produksi pabrik ini adalah 30 ton TBS/ jam. Pabrik ini mengungkapkan bahwa telah menerapkan teknologi bersih karena limbah cair yang dihasilkan tidak langsung dibuang ke sungai melainkan diendapkan dan jernihkan dengan bakteri anaerob melalui sistem kolam.

5.1.1.1. Proses Produksi

Proses produksi CPO memiliki lima proses yang paling utama yaitu pemilihan TBS, perebusan, penebahan, ekstraksi minyak dan pemurnian minyak. Air dan energi yang besar sangat dibutuhkan pada proses produksi penghasil CPO dari kelapa sawit. Dibawah ini ditujukkan diagram alir pengolahan TBS dan ddiagram alir energi pada pengolahan TBS yang ditunjukkan pada Gambar 5.9. dan 5.10. Serta pada Gambar 5.11. ditunjukkan mass balance dari proses pengolahan TBS.

Perebusan Penebah Tangki Klarifikasi Tangki Timbun Ayakan Getar Ayakan Pasir Pengempaan Pengadukan Tangki Timbun Minyak Pengeringan Minyak Pemurnian Minyak Penimbunan minyak Pemisahan Minyak dengan Air Pembuangan Pasir Halus Tangki Minyak Sawit Pengeringan Kernel Pemisahan Pemecahan Biji Pemisahan

Tandan Buah Segar Listrik

Uap

Listrik

Limbah Cair Uap

Tandan Kosong Sawit

Listrik

Uap Uap

Listrik

Biji + Serat

Serat Biji Listrik Listrik Cangkang Uap Kernel Kondensat Listrik Listrik Air Panas Lumpur Uap Minyak Kelapa Sawit

Limbah Cair Yang Mengandung Minyak MInyak Listrik Minyak Listrik Limbah Cair Lumpur Uap Min yak Air Panas Air Air Uap Air Kondensat Air Kondensat Air Kondensat Kondensat

Sumber : PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu

Gambar 5.1. Diagram Alir Pengolahan TBS PKS Kebun Pabatu

Langkah-langkah dari proses produksi pengolahan TBS yaitu sebagai berikut:

1. Stasiun Penerimaan Buah ( Fruit Reception Station), Penumpukan dan Pemindahan Buah (Transfer andLoading Ramp). Stasiun ini berfungsi untuk

menerima Tandan Buah Segar dan Setelah melalui jembatan timbang kemudian truk langsung ke loading rampuntuk melakukan bongkar muatan TBS. Buah sawit yang sudah disortasi kemudian dituang ke penampungan buah (fruit hoppers).

2. Stasiun Perebusan. Tandan buah segar yang berada dalam lory rebusan diangkut dari Stasiun Penerimaan Buah dengan bantuan transfer carrier yang bergerak pada jaringan rel. Lory rebusan ini selain sebagai alat angkut juga sebagai wadah untuk merebus buah. Lory rebusan ini berisi penuh dan merata dengan kapasitas rata-rata 2,5 ton/lory.

3. Stasiun Penebah. Pada stasiun penebah, 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 penebah (threser/stripper drum) dalam threser, buah yang masih melekat pada tandan akan lepas dan dipisahkan dengan menggunakan prinsip bantingan.Alat penebah ini berupa drum yang terpasang secara horizontal dan berputar dengan kecepatan ± 23 rpm.

4. Stasiun Pengempaan (Screw Press). Stasiun pengempaan adalah stasiun pertama dimulainya pengambilan minyak dari buah dengan jalan melumat dan mengempal. Pada stasiun ini dilakukan 2 tahap pengolahan yaitu :

a. Pengadukan (digesting). Brondolan yang dihasilkan pada proses penebah,dialirkan ke dalam digeste. Peralatan ini digunakan untuk melumatkan brondolan sehingga daging buah (pericrape) terpisah dari biji (noten) dan menghancurkan sel-sel yang mengandung minyak.

b. Pengempaan (pressing)

Massa adukan yang berasal dari alat pengaduk (digester) dialirkan ke dalam alat pengempa (screw press) yang berfungsi untuk mengempa massa adukan sehingga terjadi pemisahan antara massa padat (biji, serat dan kotoran) dengan cairan minyak kasar.Tekanan kempa yang dibutuhkan 50-60 kg/cm2. Alat pengempa yang digunakan adalah jenis kempa ulir ganda (doublescrew press) alat ini terdiri dari sebuah silinder (press cylinder) yang berlubang-lubang yang didalamnya terdapat 2 buah ulir (feet screw dan main screw) yang berputar yang berlawan arah dengan kecepatan yang sama.

5. Stasiun Pemurnian Minyak, 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 tidak terjadi penurunan mutu akibat adanya reaksi hidrolisis dan oksidasi. Pada stasiun pemurnian/klarifikasi minyak, terjadi beberapa tahapan proses yaitu pengenceran, Sand Trap Tank, ayakan getar, Crude oil tank, dan Oil Setling tank.

6.Oil purifier danPengeringan Minyak. Alat purifier ini sering disebut oil centrifuge yang berfungsi memurnikan minyak dari kotoran-kotoran. Prinsip kerja dari alat ini memisahkan fraksi yang BJ > atau = 1 artinya FM dan minyak berada dalam 1 fraksi sedangkan kotoran tergolong dalam fraksi berat. Semakin besar dibuat ukuran kapasitas olah alat itu sendiri, maka semakin

menurun kemampuan untuk memurnikan minyak. Minyak yang masih mengandung air 0,6 - 1,0% perlu dikeringkan agar air tersebut tidak lagi berfungsi sebagai bahan pereaksi dalam reaksi hidrolisis. Pengeringan ini dapat dilakukan dengan panas dalam udara terbuka, pemanasan dalam ruangan tertutup dan dalam ruangan hampa.

5.1.1.2. Pengolahan Limbah Cair

Industri pengolahan hasil pertanian merupakan salah industri yang menghasilkan air limbah yang dapat mencemari lingkungan kegiatan terpadu yang meliputi kegiatan pengurangan (minimization), segregasi (segregation), penanganan (handling), pemanfaatan dan pengolahan limbah. Parameter yang digunakan dalam penanganan limbah-limbah tersebut sesuai dengan Kepmen No.KEP-51/MENLH/10/1995 seperti pada tabel 5.1.

Tabel 5.1. Parameter Penanganan Limbah

Parameter Satuan Kadar Maksimum

pH 6 – 9

BOD mg/l 100

COD mg /l 350

Total Suspended Solide (TSS) mg/l 250

Amonia (N-NH3) mg/l 50

Oil/Grease mg/l 25

Jenis limbah yang dihasilkan dari produksi PT Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu adalah :

a. Raw sludge merupakan buangan dari pengolahan di stasiun pemurnian yang di tampung di fat – fit.

b. Aluminium Sulfat dan soda ash dilarutkan kedalam air injeksi untuk menetralisir PH dan menangkap/ mengendapkan partikel lumpur dalam air dan sisa ( blow down) yang dibuang ke parit.

c. Sulfuric Acid dan caustic soda dilarutkan dan kemudian ddigunakan sebagai regenerant untuk mengaktifkan senyawa polimer (resin) pada Deriminimalizerplant filtrat dibuang keparit setelah melalui proses pengenceran pembilasan.

d. Aqua Chemical yang dilarutkan kedalam air ketel melalui injeksi untuk mencegah Scalling dan korosi pada pipa – pipa boiler, carry over atau foaming pada produksi uap dimana blow down di buang keparit limbah.

e. Limbah beracun dan berbahaya berupa Oil/ Grease bekas oli pelumas mesin – mesin produksi, dibersihkan bila ada yang tumpah dilantai produksi sehingga tidak mencelakai pekerja di bagian produksi dan wadah bekas bahan kimia dibuang / ditimbun di dalam tanah.

Sistem pengendalian limbah cair pada PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu menggunakan beberapa kolam untuk menetralisir parameter limbah yang masih terkandung dalam cairan limbah sebelum dibuang ke perairan umum (sungai).

Recovery Tank Kolam Aerobik Kolam akhir

Sungai Deoiling Tank Kolam Fakultatif

Kolam Anaerobik kedua Kolam anaerbik

pertama

Gambar 5.2. Teknologi Penanganan Limbah Cair Sistem Kolam

Jumlah limbah cair yang dihasilkan rata-rata sekitar 60% dari kapasitas pabrik. Pabrik Kelapa Sawit PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu mempunyai kapasitas sebesar 30 ton TBS/jam. Jadi bila kapasitas pabrik 30 ton TBS/ jam, maka jumlah limbah cairnya sekitar 18 ton/jam. Pabrik kelapa sawit PTPN IV Kebun Pabatu beroperasi selama 22 jam setiap harinya, maka jumlah limbah cair adalah 396 m3/hari.

Pada perhitungan efisiensi tiap kolam, dibutuhkan dimensi kolam untuk menghitung volume kolam. Dimensi masing-masing kolam yaitu:

1. Kolam Fat-pit (Recovery Tank): - Panjang : 17,5 m - Lebar : 7,5 m - Tinggi : 2,5 m - Volume : 328 m3 Waktu tinggal pada saat ini (Tr) =

2. Kolam Deoiling Pond : - Panjang : 67 m - Lebar : 32 m

- Tinggi : 3 m - Volume : 5574 m3 Waktu tinggal pada saat ini (Tr) =

3. Kolam anaerobic pertama:- Panjang : 67 m - Lebar : 139 m - Tinggi : 5,5 m - Volume : 47496 m3 Waktu tinggal pada saat ini (Tr) =

4. Kolam anaerobic kedua: - Panjang : 50 m - Lebar : 100 m - Tinggi : 5,5 m - Volume : 25000 m3 Waktu tinggal pada saat ini (Tr) =

5. Kolam fakultatif : - Panjang : 140 m - Lebar : 70 m - Tinggi : 2,5 m - Volume : 22540 m3 Waktu tinggal pada saat ini (Tr) =

6. Kolam aerobic : - Panjang : 130 m - Lebar : 40 m - Tinggi : 2,0 m - Volume : 9360 m3 Waktu tinggal pada saat ini (Tr) =

7. Kolam Final Pond : - Panjang : 20,9 m - Lebar : 9,5 m - Tinggi : 1,5 m - Volume : 245 m3 Waktu tinggal pada saat ini (Tr) =

5.1.1.2. Konsumsi Sumber Daya Alam

Konsumsi sumber daya alam yang menjadi masukan bagi proses produksi pengolahan minyak kelapa sawit dipabrik ini ialah:

1. Permintaan bahan baku. Bahan baku yang diperlukan pada proses ini adalah TBS, alumunium sulfat, solar, listrik dan air. Aluminium Sulfat dan soda ash dilarutkan kedalam air injeksi untuk menetralisir PH dan menangkap/ mengendapkan partikel lumpur dalam air dan sisa ( blow down) yang dibuang ke parit.

2. Permintaan listrik. Listrik adalah sumber yang paling utama dari energi untuk proses produksi dan dan aktivitas industry (Tavares, 2013). Total konsumsi energi untuk seluruh mesin pada pabrik ini berkisar 17-19 kWh/ ton TBS dengan rata-rata konsumsi energi perhari ialah 5000 kWh. Sumber daya listrik yang digunakan PKS Pabatu ialah dari PLN dan turbin generator (genset). 1 kWh ialah 860 kkal, maka untuk konsumsi listrik sekitar 4.300.000 kkal/hari. 3. Permintaan bahan bakar. Bahan bakar yang digunakan ialah yang digunakan

untuk menjalankan genset. Terdapat juga bahan bakar lain yang digunakan untuk pembangkit tenaga listrik yaitu cangkang dan serat dengan pemakaian

rata-rata ialah 8763 kg/jam atau sekitar 210.312 kg/hari. Nilai Kalori untuk cangkang ialah 3600 kkal/kg dan serat 2340 kkal/kg. Campuran untuk cangkang dan serat yaitu 25:75 maka nilai kalori bakarnya yaitu 2655 kkal/kg (Sihombing, 2014).

4. Permintaan persediaan air. Pada proses produksi banyak menggunakan air yang telah difiltrasi dan koagulasi menggunakan Alumunium sulfat dan soda ash di stasiun klarifikasi. Rata-rata konsumsi air sebesar 400-450 m3/ hari. Air pada pabrik biasanya digunakan sebagai air pendingin genset untuk listrik, untuk perebusan dan penguapan penebahan,untuk pengekstraksian untuk memisahkan minyak dari serat dan lain sebagainya.

Sedangkan konsumsi sumber daya alam yang menjadi hasil atau keluaran dari proses produksi pengolahan minyak kelapa sawit dipabrik ini ialah:

1. Produk (Minyak Kelapa Sawit). Rata-rata kapasitas produksi di pabrik ini ialah 30 ton TBS/ jam. Pada 22 jam operasi, akan memproses sekitar 660 ton TBS/ hari, dengan rata-rata total pendapatan akhir ialah 132 ton CPO yang dihasilkan.

2. Limbah cair. Sumber utama terdapatnya limbah cair yaitu dari proses perebusan dan proses pemisahan minyak. Kombinasi limbah cair dari proses produksi menghasilkan endapan yang berisi zat organic yang tinggi. Hasil yang ditunjukkan setelah melalui proses analisis yaitu BOD dan COD akan sangat tinggi yaitu berkisar 50 g/L dan 65 g/L. Limbah cair yang dihasilkan

biasanya rata-rata sekitar 60% dari kapasitas pabrik. Jadi bila kapasitas pabrik 30 ton TBS/ jam, maka jumlah limbah cairnya sekitar 18 ton/ jam.

3. Limbah padat dan bahan setengah jadi. Limbah padat dan bahan setengah jadi yang dihasilkan di pabrik ini ialah tandan kosong, serat, dan cangkang.Tandan kosong yang dihasilkan rata-rata sebesar 75 ton/ hari. Limbah padat ini dapat digunakan kembali sebagai bahan bakar boiler, pupuk untuk kelapa sawit ataupun dijual ke pihak lain. Masalah yang terjadi dipabrik ini mengenai limbah padat ialah mengenai penyimpanan dan penganannya yang memakan lahan yang cukup luas.

4. Polusi Udara. Polusi dan asap dihasilkan dari pembakaran ataupun asap boiler pada proses yang menggunakan limbah padat sebagai bahan bakarnya. Pabrik kelapa sawit ini biasanya menggunakan serat dan cangkang untuk dijadikan bahan bakar boiler uap dan sebagai pembangkit tenaga listrik. Hal-hal inilah yang membantu pabrik menurunkan kadar pencemaran karena serat kelapa sawit tidak terlalu terbuang karena digunkan untuk bahan bakar serta untuk limbah cair sendiri sebelum ddibuang ke sungai, dilakukan teknologi pengolaman untuk menurunkan kadar COD dan BOD dalam limbah cair tersebut.

5.1.2. Analisis Aliran Material dan Energi

Analisis aliran material dan energi pada subbab ini mengacu pada proses produksi yang menghasilkan limbah cair sebagai salah satu hasil olahan di stasiun

tersebut seperti pada stasiun perebusan danstasiun klarifikasi atau pemurnian minyak.

5.1.2.1. Material balance

Material balance hanya berdasarkan aliran dari berat kering untuk semua bahan baku yang ada dalam proses produksi termasuk hasil CPO, bahan setengah jadi yang akan diolah kembali dan limbah padat yang berdasarkan 22,5 ton TBS. Data yang dapat dikumpulkan pada pengolahan kelapa sawit di PT. Perkebunan Nusantara IV Kebun Pabatu adalah sebagai berikut:

1. TBS sebesar 22.500 kg (22,5 ton) setiap satu perebusan. Diperoleh dari 1 lori berisi 2,5 ton TBS, satu perebusan berisi 9 lori, jadi sekali perebusan dengan satu tabung perebusan berisi 9 x 2,5 = 22,5 ton.

2. Kondensat = 12% (diperoleh pada tahap perebusan) 3. Tandan kosong = 21% (diperoleh pada tahp thresher)

4. Air = 75% ditambahkan pada tahap screw press untuk mempermudah pengayakan minyak kasar.

5. Air dan kotoran = 0,4% dari oil purifier 6. Minyak kasar = 3,5% dari sludge separator

Adapun gambar dari bahan yang masuk untuk diproses pada tahap perebusan adalah sebagai berikut:

1. Perhitungan Material balance pada proses perebusan

Input Proses Output

Proses perebusan TBS

(22,5 ton)

Steam

Tandan Buah rebus (19,8 ton)

Kondensat (12%)

Gambar 5.3. Aliran Bahan pada Proses Perebusan

TBS = 22,5 ton menjadi input pada proses ini, perhitungannya adalah: Output = Input – (Input x kondesat)

= 22.500 – (22.500 x 12%) = 22.500 – 2.700

= 19.800 kg

2. Perhitungan Material balance pada proses thresher

Input Proses Output

Proses thresher Tandan Buah

rebus (19,8 ton)

Tandan kosong (21%)

Berondolan (15.642 kg)

Input pada perhitungan bahan pada proses thresher adalah output yang terdapat pada tahap perebusan sebesar 19.800 kg, perhitungannya sebagai berikut: Output = input – (input x kondesat)

= 19.800 – (19.800 x 21%) = 19.800 – 4.158

= 15.642 kg

3. Perhitungan Material balance pada proses pengadukan

Bahan yang masuk pada tahap pengadukan adalah bahan yang keluar dari proses thresher yaitu sebesar 15.64 kg. Pada proses pengadukan tidak ada faktor yang memperngaruhi perubahan bahan yang diolah. Untuk itu jumlah bahan masuk dan bahan keluar yang ada pada proses pengadukan sebesar 15.642 kg. 4. Perhitungan Material balance pada proses pengempaan

Input Proses Output

Proses pengempaan Buah yang

sudah diaduk (15.642 kg)

Press cake (17%)

Air tambahan (75%)

Ayakan Minyak kasar (50%) Gambar 5.5. Aliran Bahan pada Proses Pengempaan

Input pada perhitungan bahan pada proses pengempaan adalah output yang terdapat pada tahap pengadukan sebesar 15.642 kg. Pada proses pengempaan bahan yang keluar setelah mengalami proses akan dipisahkan menjadi dua tahap yakni pengolahan yang akan menghasilkan CPO yang ditambahkan air sebesar

75% (tahap ayakan minyak kasar) dan kernel (tahap press cake). Perhitungan dapat dilihat sebagai berikut:

Screw Press Press cake (17% x 15.642 = 2.659,14 kg)

(15.642 kg) Ayakan Minyak Kasar (50% x 15.642 = 7.821 kg) Jumlah air tambahan = 75% x 15.642 = 11.731,5 kg

Untuk tahap selanjutnya, sisa bahan sebesar 67% karena 33% merupakan losses yang telah dibuang pada saat bahan megalami pengolahan perebusan sebanyak 12% dan pada saat thresher yang berupa tandan kosong sebesar 21%. 5. Perhitungan Material balance pada Bak RO

Input Proses Output

Bak RO Bak RO

Air tambahan 11.731,5 kg Ayakan Minyak

kasar 7.821 kg

Gambar 5.6. Aliran Bahan pada Bak RO

6. Perhitungan Material balance pada CST

Input Proses Output

Bak RO Bak RO

19.552,5 kg

Minyak kasar 25,5% Sludge 29,5 %

Jumlah bahan yang masuk kedalam bak RO adalah jumlah dari ayakan minyak kasar ditmabah dengan jumlah tambahan minyak (11.731,5 + 7.821 = 19.552,5 kg).

CST Sludge (29,5% x 19.552,5 = 5.767,988 kg) (19.552,5 kg) M. Kasar (25,5% x 19.552,5 = 4.985,888 kg)

7. Perhitungan Material balance pada oil purifier dan vacuum drier

Input Proses Output

Oil Purifier dan

Vacuum Drier

Minyak Kasar 4.985,888 kg

CPO

Kondensat (0,4%)

Gambar 5.8. Aliran Bahan pada Oil Purifier dan Vacuum Drier Output = input – (input x kondesat)

= 4.985,888 – (4.985,888 x 0,4%) = 4.985,888 – 19,944

= 4.965,944 kg

Jadi, rendemen CPO hasil pengolahan TBS adalah: = (4.965,944 / 22.500) x 100% = 22,07%

Material balance secara keseluruhan pada proses produksi minyak kelapa sawit terdapat pada Gambar 5.9.

Perebusan Penebah Tangki Klarifikasi Tangki Timbun Ayakan Getar Ayakan Pasir Pengempaan Pengadukan Pengeringan Minyak Pemurnian Minyak Penimbunan minyak Pemisahan Minyak dengan Air Pembuangan Pasir Halus Tangki Minyak Sawit Pemecahan Biji Pemisahan Biji-Serat

Tandan Buah Segar 22500 kg

Uap 150 Limbah Cair 120 (0,74) Tandan Kosong Sawit 21% Uap 20 Tekanan Cake 17% Biji 110 Pasir Uap

Minyak Kelapa Sawit 150

Limbah Cair Yang Mengandung Minyak 450 Air Panas Minyak (0,5) 450 (31) Pasir Minyak 178 Air Limbah Kelembaban yang hilang Kelembaban yang hilang 600 Pemecahan Biji Serat 140 Ash 50 Cangkang 55 Kernel 55 600 Tangki Timbun Minyak Decanter 390 (3) 495 (2,5) Boiler

Air 760 L

Proses Produksi dan kegunaan lain

Air 500 L

Air Panas 90

Kebersihan Pabrik Kantor Air 90 300 Minyak (28) Limbah Cair Pengolahan Limbah Cair Limbah Cair 585

Decanter cake 32 (0,6)

( ) Kandungan Minyak, kg - - - Penggunaan air kembali/limbah cair

Minyak atau campuran minyak dan air

Air Bersih

BAB VI

ANALISIS DAN PEMBAHASAN HASIL

6.1. Analisis Kondisi Proses Produksi Saat Ini

Kondisi proses produksi saat ini merupakan proses yang telah sesuai dengan alur proses pengolahan minyak kelapa sawit yang dikeluarkan oleh Departemen Perindustrian Republik Indonesia. Proses produksi di pabrik menggunakan bahan baku yaitu TBS yang berasal dari perkebunan sendiri dan masyarakat, lalu diangkut ke pabrik menggunakan truk untuk dilakukan penimbangan. Setelah TBS disortir. Maka dilakukan perebusan, penebahan, pengempaan, pengadukan, lalu ke stasiun pemurnian minyak, pengeringan minyak dan minyak kelapa sawit yang telah bersih dari kotoran, pasir dan sebaginya dimasukkan ke tangki timbun minyak.

6.2. Analisis Aliran Material dan Energi

Penilaian terhadap aliran material dan energi ini dimulai dari ketersediaan data aliran proses untuk mengidentifikasi aliran material dan energi, sumber dari limbah-limbah dan kualitas limbahnya serta limbah yang dihasilkan tiap proses produksi. Hal-hal yang dianalisis ialah:

1. Menemukenali proses-proses manufaktur pabrik pengolahan kelapa sawit, informasi-informasi yang didapat mengenai pabrik kelapa sawit PTPN IV Kebun Pabatu dan bagaimana cara mereka menangani limbah terutama limbah cair.

2. Memetakan proses produksi dan struktur organisasi manajemen. Di Bab II telah disebutkan langkah-langkah proses produksi pengolahan minyak kelapa sawit yang ada di pabrik ini serta struktur organisasi kebun Pabatu.

3. Mengidentifikasi limbah cair pada tiap langkah proses

Seperti yang telah disebutkan pada Bab V, disitu telah terlihat bahwa proses yang menghasilkan limbah cair terdapat pada stasiun perebusan, klarifikasi dan hasil pembuangan dari hidrosiklon.

4. Konsumsi energi pada proses produksi

Penilaian utilisasi energi dan rata-rata penggunaan listrik serta jumlahnya pada proses produksi yang digunakan sebagai input sumber daya dalam proses pengolahan minyak kelapa sawit. Untuk listrik, konsumsi energi perhari ialah 5000 kWh yang digunakan sebagai pembangkit seluruh mesin. Sumber daya listrik yang digunakan dipabrik ini berasal dari PLN serta generator (genset). Untuk bahan bakar genset, pabrik menggunakan solar serta penggunaan cangkang serta serat untuk menjadi bahan bakar boiler untuk proses produksi. 5. Material dan Energy Balance

Tujuan dibuatnya material balance ialah untuk menghitung konsumsi bahan baku selama proses produksi dan untuk mengidentifikasi serta menemukenali kehilangan-kehilangan yang terjadi melalui limbah emisi dari proses di pabrik. Dari penjelasan mengenai proses produksi pengolahan minyak kelapa sawit ini, macam-macam limbah terutama limbah cair dapat terlihat, energi yang menjadi input,tenaga, apa-apa saja yang menjadi kebutuhan dalam proses perebusan dan sebagainya terlihat pada material balance. Proses perebusan

merupakan langkah utama menentukan kualitas dari minyak dan keberhasilan proses selanjutnya. Kesetimbangan material yang meliputi jumlah bahan baku yang masuk pada proses perebusan tidak sama dengan jumlah bahan yang keluar setelah proses perebusan, diakibatkan karena adanya pengurangan bahan setiap kali mengalami proses akibat faktor yang mempengaruhi proses tersebut. Konsumsi energi tertinggi terjadi pada boiler. Hal ini terjadi karena penggunaan serat dan cangkang yang digunakan untuk bahan bakar boiler menghasilkan energi sebesar 2110 MJ dan uap yang dihasilkan sebesar 1120 MJ.

6. Evaluasi dampak lingkungan dari produksi CPO

Dampak yang sangat nyata mengenai limbah cair yang dihasilkan oleh pabrik ini ialah kemungkinan adanya pencemaran, bau-bauan yang tidak sedap, belum lagi dari unsur kandungan limbah tersebut memgandung zat organik yang tinggi yang dapat merusak lingkungan yang selalu dihasilkan dalam jumlah yang sangat banyak seghingga waktu untuk melakukan penetralan zat organik di dalam limbah cair sangat lama. Pabrik ini hanya menggunakan sistem kolam untuk menguarangi dampak dari limbah cair dimana sistem kolam ini juga memerlukan lahan yang tidak sedikit. Oleh karena itu pengolahan limbah cair secara kolam anaerobik dinilai sangat tidak baik bagi lingkungan dan untuk pabrik sendiri.

6.3. Analisis Efisiensi Energi

Dari hasil pengolahan, diketahui bahwa efisiensi energi untuk proses produksi pengolahan minyak kelapa sawit di pabrik kebun Pabatu tegolong rendah, hal ini disebabkan karena besarnya jumlah energi listrik dan bahan bakar yang dikonsumsi sebagai input energi yaitu semua limbah padat yaitu cangkang dan serat untuk bahan bakar boiler. Karena banyaknya limbah padat yang dijadikan bahan bakar, menjadikan energi input menjadi tinggi sehingga hasil efisiensi energi untuk proses produksi pengolahan minyak kelapa sawit rendah. Nilai efisiensi energi ini merupakan nilai pada proses produksi yang menghasilkan CPO sebagai outpur produktif dan konsumsi energi listrik dan bahan bakar sebagai output. Oleh karena itu perlu diadakan penilaian terhadap kinerja teknologi pengolahan limbah cair yang ada saat ini untuk mengetahui seberapa baik sudah pengolahan limbah cair di pabrik kelapa sawit kebun Pabatu.

6.4. Analisis Efisiensi Pengolahan Limbah Cair Menggunakan Sistem Kolam

Setelah menghitung efisiensi tiap kolam untuk pengolahan limbah, didapati bahwa efisiensi sistem penanganan limbah cair menggunakan sistem kolam di pabrik kelapa sawit PT. Perkebunan Nusantara IV masih tergolong rendah, bahkan terdapat kolam yang sudah tidak layak untuk digunakan sebagai kolam limbah. Analisis terhadap efisiensi kolam limbah yaitu sebagai berikut: 1. Kolam Fat-pit (Recovery Tank). Dimensi yang ada saat ini pada kolam fat-pit

tepat. Opsi ini dapat membantu pabrik untuk menghasilkan listrik sendiri melalui biogas yang dihasilkan dengan potensi energi listrik sebesar 1,1 MWh untuk 30 ton TBS/jam.

BAB VII

KESIMPULAN DAN SARAN

7.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengolahan data dan analisis yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Efisiensi energi dari proses produksi dan proses perebusan menghasilkan nilai yang rendah untuk efisiensi energi pabrik dalam mengolah input menjadi output dan untuk efisiensi pengolahan limbah cair yaitu sistem kolam juga masih tergolong rendah yang menyebabkan masih tingginya kadar yang menjadi parameter limbah cair seperti COD dan BOD yang akan dibuang ke lingkungan.

2. Kriteria untuk penilaian kinerja teknologi pengolahan limbah cair berdasarkan hasil observasi menggunakan kuisioner yaitu kriteria karakteristik limbah cair PKS, kriteria teknologi sistem kolam, kriteria mutu buangan sistem kolam, faktor ekonomi, faktor sosial dan faktor lingkungan.

3. Pengukuran kinerja teknologi pengolahan limbah cair menunjukkan bahwa pengelolaan limbah cair menggunakan sistem kolam adalah „Buruk‟ karena nilai-nilai yang menjadi parameter limbah cair yang dapat dibuang ke sungai seperti COD dan BOD masih tinggi. Untuk faktor sosial, teknologi ini terbilang „Buruk‟ karena masih berpotensi menimbulkan pencemaran, dampak sosial, bau yang tidak sedap serta tidak memberikan nilai tambah bagi pabrik

4. Berdasarkan hasil penelitian ini, didapatlah informasi dan penilaian terhadap teknologi pengolahan limbah cair PKS Kebun Pabatu bahwa teknologi pengolahan limbah cair saat ini belum optimal dan dapat menyebabkan pencemaran lingkungan.

5. Setelah dilakukan identifikasi untuk mengurangi kemungkinan pencemaran, maka banyak terdapat opsi untuk mengurangi dampak lingkungan yang mungkin terjadi salah satunya yaitu zero waste concept yang memanfaatkan seluruh hasil limbah termasuk limbah padat.

7.2. Saran

Setelah melakukan penelitian tugas sarjana ini, adapun saran yang dapat diajukan adalah :

1. Sebaiknya pihak pabrik mulai menggunakan teknologi pengolahan limbah cair yang lebih dapat meminimisasi potensi terjadinya pencemaran seperti zero waste concept.

2. Dilakukan penelitian yang lebih lanjut dengan memperluas ruang lingkup pengintegrasian yang mencakup seluruh jenis limbah pada pabrik pks.

3. Untuk menghilangkan gap (variasi) antara teori dengan praktek sebaiknya penelitian fokus pada pengembangan efisiensi dan efektifitas manajemen energi pada proses produksi.

DAFTAR PUSTAKA

Alsup, F dan Watson, R.M. 1993. Practical Statistical Quality Control: A Tool for Quality Manufacturing. New York: Van Nostrand Reinhold.

Besterfield, D.H. 1990. Quality Control. New Jersey: Prentice Hall.Inc.

Bunse, Katharina, et.al. 2010. Evaluating Energy Efficiency Improvements in Manufacturing Processes. Switzerland: ETH Zurich.

Bunse, Katharina, et.al. 2010. Integrating Energy Efficiency Performance In Production Management – Gap Analysis Between Industrial Needs and

Scientific Literature. Switzerland: Department of Management,

Technology and Economics.

Chavalparit, Orathai. 2006. Clean Technology for the Crude Palm Oil Industry in Thailand. Thailand: Wageningen Universiteit.

Direktorat Jenderal Energi baru Terbarukan dan Konservasi Energi. 2013. Efisiensi Energi Pencahayaan Jalan Umum. Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral.

Farrell, M.J. 1957. Journal of The Royal Statistical Society Part III : The Measurement of Productive Efficiency.

Fauzi, Yan dan Y.E. Widyastuti. 2006. Kelapa Sawit : Budi Daya, Pemanfaatan Hasil dan Limbah, Analisis Usaha dan Pemasaran. Jakarta: Kampus Dinoyo (Seri Aribisnis).

Gaspersz, Vincent. 2013. All-in-one 150 Key Performance Indicators and Balanced Scorecard, Malcolm Baldrige, Lean Six Sigma Supply Chain Management. Bogor: Tri-Al-Bros Publishing.

Hayashi, Kiichiro. 2007. Environmental Impact of Palm Oil Industry in Indonesia. Japan: Nagoya University.

Herrmann, Christoph dan Thiede Sebastian. 2009. Process Chain Simulation to Foster energy Efficiency in Manufacturing. Germany: Technisce Universitat Braunschweig.

Kaplan, Seymour. 1983. Energy Economics, Quantitative Methods for Energy and Environmental Decisions. USA: McGraw-Hill, Inc.

Kittithammavong, Virin.et.al. 2014. Environmental Life Cycle Assesment of Palm Oil-based Biofuel Production from Transesterification: Greenhouse Gas, Energy and Water Balances. Singapore: International Conference on Advances in Engineering and Technology.

Krueng, P. dan A.J.W. Krahn. 2004. Building a Process Performance Measurement System: some early experiences. Switzerland: University of Fribourg.

Madaki, Yahaya S dan Seng, Lau. 2013. Pollution Control: How Feasible is Zero Discharge Concepts in Malaysia Palm Oil Mills. Malaysia: Unversiti Malaysia Sarawak.

Mailinton, Thomas. 2007. Model Penilaian Cepat Penanganan Limbah Pabrik Kelapa Sawit. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Management Departemen Agrikulutura Amerika Serikat (USDA). 2013.Oilseeds: World Markets and Trade.

Mangoensoekarjo, S. dan H. Semangun. 2003. Manajemen Agrobisnis Kelapa Sawit. Yogyakarta: UGM Press.

Nasution, M. Ansori. 2014. Potensi POME dan Peluang pemanfaatan sebagai Sumber Energi. Medan: Pusat Penelitian Kelapa Sawit.

Ng, Denny KS dan Ng, Rex TL. 2013. Application of Process System Engineering in Palm-Based Biomass Processing Industry. Malaysia: The University of Nottingham.

PBM-SIG. 1995. How To Measure Performance: A Handbook of Techniques and Tools. USA: U.S. Department of Energy.

Pusat Penelitian Kelapa Sawit. 2006. Pedoman Pengelolaan Limbah Industri Kelapa Sawit. Ditjen PPHP Departemen Pertanian.

Salonitis, Konstantinos dan Ball, Peter. 2013. Energy Efficient manufacturing from Machine Tools to Manufacturing Systems. UK: Cranfield University. Setiadi, T. Palm Oil and Palm Waste Potential in Indonesia. Bandung: Institut

Teknologi Bandung.

Sulaiman, Fauziah.et.al. 2010. A Perspective of Oil Palm and its Wastes. Malaysia: Universiti Sains Malaysia.

Tavares, Falvio F.et.al. 2013. Indicators of Energy Efficiency in Ammonia Productions Plants. Brazil: American Journal of Engineering Research. V.I, Otti.et.al. 2014. Sustainable Oil Palm Waste Management in Engineering