Perancangan dan Pabrikasi Pembuatan Pupuk Organik Aktif dari Effluent Pengolahan Lanjut Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) Skala Pilot Plant
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Indonesia adalah produsen minyak kelapa sawit (CPO) terbesar di dunia,
dengan luas areal perkebunan kelapa sawit pada 2010 diperkirakan sebesar 7 juta
hektar. Besarnya produksi CPO ini juga diikuti dengan besarnya produksi limbah
cair pabrik kelapa sawit (LCPKS). Produksi LCPKS diperkirakan ± 30 juta ton per
tahun dan saat ini kebanyakan PKS masih mengolah LCPKS menggunakan sistem
sebelum dibuang ke lingkungan, yang selain memerlukan lahan luas,
menimbulkan bau, dan juga melepaskan gas rumah kaca [1].
Indonesia mempunyai potensi yang cukup besar untuk pengembangan
industri kelapa sawit. Pada saat ini perkembangan industri kelapa sawit tumbuh
cukup pesat. Mempunyai dampak positif dan dampak negatif bagi masyarakat.
Dampak positif yaitu meningkatkan devisa negara dan kesejahteraan masyarakat
meningkat, sedangkan dampak negatif yaitu menimbulkan limbah yang dapat
mencemari lingkungan apabila tidak dikelola dengan baik [2].
Pengembangan industri kelapa sawit yang diikuti dengan pembangunan
pabrik dapat menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan berupa pencemaran.
Limbah cair pabrik kelapa sawit (POME) memiliki potensi sebagai pencemaran
lingkungan karena berbau, berwarna, mengandung nilai COD, BOD serta padatan
tersuspensi yang tinggi [3]. Apabila limbah tersebut langsung dibuang ke
lingkungan, maka sebagian akan mengendap, terurai secara perlahan, mengkonsumsi
oksigen terlarut, menimbulkan kekeruhan, mengeluarkan bau yang tajam dan dapat
merusak ekosistem badan penerima [4].
Pemanfaatan LCPKS dengan menkonversinya menjadi biogas telah
diaplikasikan pada beberapa PKS di Malaysia dan Indonesia oleh Novaviro Sdn Bhd,
Malaysia. Irvan dkk., melalui Hibah RUSNAS 2009 dan dilanjutkan dengan
kerjasama penelitian USU7Metawater tahun 2010 telah berhasil mematenkan proses
konversi LCPKS menjadi biogas pada
No. 20097279028, 20107
054001, dan 20107074808.
1
Universitas Sumatera Utara
Walaupun telah berhasil menkonversi LCPKS menjadi biogas, tetapi nilai
COD keluaran digester anaerobik masih cukup tinggi yakni ± 10.000 mg/l. Keluaran
(
) ini masih belum dapat dibuang ke lingkungan karena nilai COD nya masih
jauh di atas nilai ambangnya yaitu ± 350 mg/l [1].
Tabel 1.1 memperlihatkan beberapa jurnal dan penelitian yang telah
dilakukan untuk menginvestigasi kinerja pengolahan limbah menjadi pupuk serta
optimasinya.
Tabel 1.1 Beberapa Penelitian Menyangkut Pengolahan Limbah Menjadi Pupuk
Peneliti (Jurnal, Tahun)
Judul
Rahmad H.N, dkk (UGM, 2003)
Komersialisasi Limbah Cair Industri
Kerupuk Kulit Menjadi Pupuk Organik
Cair
Ganchimeg Jambaldorj, Mitsuru
Takahashi & Kunio Yoshikawa
(EcoTopia Science, 2007)
Michael Vincent & Yohannes
Tandean (USU, 2012)
Kajian Awal Pengolahan Lanjut Limbah
Cair Kelapa Sawit Secara Aerobik
Menggunakan
!
"
Guna Mengurangi Konsentrasi Cod
Limbah cair kelapa sawit/
!
(POME) mempunyai
kandungan senyawa glukosa, protein dan karbohidrat yang mempunyai ikatan atom
C, apabila diolah dengan baik maka dapat menghasilkan biogas. Limbah cair pabrik
kelapa sawit setelah pembentukan biogas akan menghasilkan
(buangan cair)
yang memiliki karakteristik yang dapat digunakan sebagai pupuk organik, yaitu
kandungan unsur organik yang sama seperti POME karena proses di bioreaktor yang
merupakan fermentasi
" " yang juga akan menghasilkan zat7zat organik.
Pemanfaatan limbah cair pabrik kelapa sawit sebagai pupuk organik cair
mempunyai unsur7unsur hara yang memperbaiki struktur fisik tanah, meningkatkan
aerasi, peresapan, retensi, dan kelembaban, serta meningkatkan perkembangbiakan
dan perkembangan akar tanaman. Sehingga dapat digunakan dalam budi daya
pertanian dalam mensubsitusi kebutuhan pupuk anorganik yang semakin mahal, juga
dapat menjadikan lingkungan lebih bersih dengan mengurangi tumpukan atau
akumulasi limbah pada kolam7kolam konvensional di pabrik kelapa sawit [5].
2
Universitas Sumatera Utara
Penelitian ini diharapkan akan mewujudkan proses pengolahan kelapa sawit
yang efisien dimana dari perkebunan kelapa sawit akan memasok kelapa sawit ke
pabrik pengolahan kelapa sawit yang akan diolah menjadi CPO. Setelah itu
pengolahan tersebut akan menghasilkan
!
Berdasarkan penelitian yang sedang berkembang,
(POME).
POME tersebut diolah untuk
menghasilkan biogas dan dari pengolahan tersebut dihasilkan buangan cair (
),
yang diolah menjadi pupuk organik aktif yang dapat digunakan untuk perkebunan
kelapa sawit yang dapat memperbaiki mutu kelapa sawit yang dihasilkan. Sehingga
apabila rangkaian proses diatas terwujud maka terciptalah proses yang
dan
1.2
"
"
#
PERUMUSAN MASALAH
Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah untuk menerapkan penelitian
yang dilakukan dalam skala laboratorium terhadap skala
, sehingga bisa
diterapkan dalam skala komersil.
1.3
TUJUAN PENELITIAN
Penelitian yang akan dilakukan bertujuan untuk:
1. Merancang dan membangun
pembuatan pupuk organik aktif dari
pengolahan LCPKS menjadi biogas.
2. Kalibrasi dan mendapatkan unjuk kerja peralatan utama yaitu bioreaktor,
pemekat graviti, tangki pencampur, tangki penyimpan, pompa,
pada
.
3. Mengatasi faktor–faktor pengganggu dalam proses pembuatan pupuk organik
aktif pada skala
1.4
.
MANFAAT PENELITIAN
Manfaat dari penelitian yang akan dilakukan antara lain yaitu:
1. Memberikan informasi tentang produksi pupuk organik aktif dalam skala
.
2. Mengetahui cara mengatasi masalah yang timbul di
3. Mengetahui bagaimana cara
dalam skala
.
.
3
Universitas Sumatera Utara
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
Analisa yang dilakukan terhadap rancangan
mencakup analisa
kalibrasi yaitu uji kebocoran dan uji temperatur. Untuk analisa spesifik terhadap
pupuk organik dilakukan analisa COD (
TSS(
" "
analisa M7 %
"
$
), VS (
"
), TS (
"
),
" "
"
),
), VSS (
, analisa pH, serta komposisi unsur hara (C, H, N, P, K dan S).
Pada pelaksanaan pembuatan pupuk organik aktif variabel tetap yang
digunakan adalah sebagai berikut :
a. Temperatur Optimum ≤ 38oC
b. Volume reaktor 5.000 L
c. Kecepatan putaran mesin 25 rpm
d. Jumlah Nutrisi :
7 Molase
: ± 113,64 L
7 EM74
: ± 568,18 mL
7 Ragi
: ± 69 Butir
7 Natrium Karbonat (Na2CO3)
: (kondisional)
7&
: ± 686 L
"
Sedangkan variabel yang divariasikan adalah waktu tinggal (HRT) yaitu 100, 90 dan
80 hari.
Penelitian ini dilakukan di Pusdiklat LP3M Universitas Sumatera Utara.
Dalam penelitian ini, bahan baku yang akan digunakan adalah
anaerob pengolahan LCPKS menjadi biogas skala
digester
.
4
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Indonesia adalah produsen minyak kelapa sawit (CPO) terbesar di dunia,
dengan luas areal perkebunan kelapa sawit pada 2010 diperkirakan sebesar 7 juta
hektar. Besarnya produksi CPO ini juga diikuti dengan besarnya produksi limbah
cair pabrik kelapa sawit (LCPKS). Produksi LCPKS diperkirakan ± 30 juta ton per
tahun dan saat ini kebanyakan PKS masih mengolah LCPKS menggunakan sistem
sebelum dibuang ke lingkungan, yang selain memerlukan lahan luas,
menimbulkan bau, dan juga melepaskan gas rumah kaca [1].
Indonesia mempunyai potensi yang cukup besar untuk pengembangan
industri kelapa sawit. Pada saat ini perkembangan industri kelapa sawit tumbuh
cukup pesat. Mempunyai dampak positif dan dampak negatif bagi masyarakat.
Dampak positif yaitu meningkatkan devisa negara dan kesejahteraan masyarakat
meningkat, sedangkan dampak negatif yaitu menimbulkan limbah yang dapat
mencemari lingkungan apabila tidak dikelola dengan baik [2].
Pengembangan industri kelapa sawit yang diikuti dengan pembangunan
pabrik dapat menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan berupa pencemaran.
Limbah cair pabrik kelapa sawit (POME) memiliki potensi sebagai pencemaran
lingkungan karena berbau, berwarna, mengandung nilai COD, BOD serta padatan
tersuspensi yang tinggi [3]. Apabila limbah tersebut langsung dibuang ke
lingkungan, maka sebagian akan mengendap, terurai secara perlahan, mengkonsumsi
oksigen terlarut, menimbulkan kekeruhan, mengeluarkan bau yang tajam dan dapat
merusak ekosistem badan penerima [4].
Pemanfaatan LCPKS dengan menkonversinya menjadi biogas telah
diaplikasikan pada beberapa PKS di Malaysia dan Indonesia oleh Novaviro Sdn Bhd,
Malaysia. Irvan dkk., melalui Hibah RUSNAS 2009 dan dilanjutkan dengan
kerjasama penelitian USU7Metawater tahun 2010 telah berhasil mematenkan proses
konversi LCPKS menjadi biogas pada
No. 20097279028, 20107
054001, dan 20107074808.
1
Universitas Sumatera Utara
Walaupun telah berhasil menkonversi LCPKS menjadi biogas, tetapi nilai
COD keluaran digester anaerobik masih cukup tinggi yakni ± 10.000 mg/l. Keluaran
(
) ini masih belum dapat dibuang ke lingkungan karena nilai COD nya masih
jauh di atas nilai ambangnya yaitu ± 350 mg/l [1].
Tabel 1.1 memperlihatkan beberapa jurnal dan penelitian yang telah
dilakukan untuk menginvestigasi kinerja pengolahan limbah menjadi pupuk serta
optimasinya.
Tabel 1.1 Beberapa Penelitian Menyangkut Pengolahan Limbah Menjadi Pupuk
Peneliti (Jurnal, Tahun)
Judul
Rahmad H.N, dkk (UGM, 2003)
Komersialisasi Limbah Cair Industri
Kerupuk Kulit Menjadi Pupuk Organik
Cair
Ganchimeg Jambaldorj, Mitsuru
Takahashi & Kunio Yoshikawa
(EcoTopia Science, 2007)
Michael Vincent & Yohannes
Tandean (USU, 2012)
Kajian Awal Pengolahan Lanjut Limbah
Cair Kelapa Sawit Secara Aerobik
Menggunakan
!
"
Guna Mengurangi Konsentrasi Cod
Limbah cair kelapa sawit/
!
(POME) mempunyai
kandungan senyawa glukosa, protein dan karbohidrat yang mempunyai ikatan atom
C, apabila diolah dengan baik maka dapat menghasilkan biogas. Limbah cair pabrik
kelapa sawit setelah pembentukan biogas akan menghasilkan
(buangan cair)
yang memiliki karakteristik yang dapat digunakan sebagai pupuk organik, yaitu
kandungan unsur organik yang sama seperti POME karena proses di bioreaktor yang
merupakan fermentasi
" " yang juga akan menghasilkan zat7zat organik.
Pemanfaatan limbah cair pabrik kelapa sawit sebagai pupuk organik cair
mempunyai unsur7unsur hara yang memperbaiki struktur fisik tanah, meningkatkan
aerasi, peresapan, retensi, dan kelembaban, serta meningkatkan perkembangbiakan
dan perkembangan akar tanaman. Sehingga dapat digunakan dalam budi daya
pertanian dalam mensubsitusi kebutuhan pupuk anorganik yang semakin mahal, juga
dapat menjadikan lingkungan lebih bersih dengan mengurangi tumpukan atau
akumulasi limbah pada kolam7kolam konvensional di pabrik kelapa sawit [5].
2
Universitas Sumatera Utara
Penelitian ini diharapkan akan mewujudkan proses pengolahan kelapa sawit
yang efisien dimana dari perkebunan kelapa sawit akan memasok kelapa sawit ke
pabrik pengolahan kelapa sawit yang akan diolah menjadi CPO. Setelah itu
pengolahan tersebut akan menghasilkan
!
Berdasarkan penelitian yang sedang berkembang,
(POME).
POME tersebut diolah untuk
menghasilkan biogas dan dari pengolahan tersebut dihasilkan buangan cair (
),
yang diolah menjadi pupuk organik aktif yang dapat digunakan untuk perkebunan
kelapa sawit yang dapat memperbaiki mutu kelapa sawit yang dihasilkan. Sehingga
apabila rangkaian proses diatas terwujud maka terciptalah proses yang
dan
1.2
"
"
#
PERUMUSAN MASALAH
Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah untuk menerapkan penelitian
yang dilakukan dalam skala laboratorium terhadap skala
, sehingga bisa
diterapkan dalam skala komersil.
1.3
TUJUAN PENELITIAN
Penelitian yang akan dilakukan bertujuan untuk:
1. Merancang dan membangun
pembuatan pupuk organik aktif dari
pengolahan LCPKS menjadi biogas.
2. Kalibrasi dan mendapatkan unjuk kerja peralatan utama yaitu bioreaktor,
pemekat graviti, tangki pencampur, tangki penyimpan, pompa,
pada
.
3. Mengatasi faktor–faktor pengganggu dalam proses pembuatan pupuk organik
aktif pada skala
1.4
.
MANFAAT PENELITIAN
Manfaat dari penelitian yang akan dilakukan antara lain yaitu:
1. Memberikan informasi tentang produksi pupuk organik aktif dalam skala
.
2. Mengetahui cara mengatasi masalah yang timbul di
3. Mengetahui bagaimana cara
dalam skala
.
.
3
Universitas Sumatera Utara
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
Analisa yang dilakukan terhadap rancangan
mencakup analisa
kalibrasi yaitu uji kebocoran dan uji temperatur. Untuk analisa spesifik terhadap
pupuk organik dilakukan analisa COD (
TSS(
" "
analisa M7 %
"
$
), VS (
"
), TS (
"
),
" "
"
),
), VSS (
, analisa pH, serta komposisi unsur hara (C, H, N, P, K dan S).
Pada pelaksanaan pembuatan pupuk organik aktif variabel tetap yang
digunakan adalah sebagai berikut :
a. Temperatur Optimum ≤ 38oC
b. Volume reaktor 5.000 L
c. Kecepatan putaran mesin 25 rpm
d. Jumlah Nutrisi :
7 Molase
: ± 113,64 L
7 EM74
: ± 568,18 mL
7 Ragi
: ± 69 Butir
7 Natrium Karbonat (Na2CO3)
: (kondisional)
7&
: ± 686 L
"
Sedangkan variabel yang divariasikan adalah waktu tinggal (HRT) yaitu 100, 90 dan
80 hari.
Penelitian ini dilakukan di Pusdiklat LP3M Universitas Sumatera Utara.
Dalam penelitian ini, bahan baku yang akan digunakan adalah
anaerob pengolahan LCPKS menjadi biogas skala
digester
.
4
Universitas Sumatera Utara