Model Pengolahan Limbah Cair dengan Pendekatan Sistem Dinamik dalam Upaya Produksi Bersih pada Pabrik Kelapa Sawit Berkelanjutan

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1.

Tinjauan Hasil Studi yang Relevan
Penelitian-penelitian yang telah disajikan yang berhubungan dengan

pengolahan CPO ini antara lain:
1. Retno Widhiastuti (2001), Pola Pemanfaatan Limbah Pabrik Pengolahan Sawit
Upaya Menghindari Pencemaran Lingkungan. Adapun parameter utama yang
diukur dalam penelitian ini meliputi pengaruh musim terhadap produksi kelapa
sawit, klorofil daun, kadar air tanah, kimia tanah (N,P,K dan Mg) dan C-mic.
Sedangkan limbah PKS berpengaruh nyata terhadap semua parameter yang
diukur. Makin lama diaplikasikan semua parameter yang diukur makin
melemah diantaranya klorofil daun, kadar kimia tanah dan kadar air tanah.
Interaksi musim dan aplikasi limbah berpengaruh terhadap produksi kelapa
sawit, kadar air tanah, sifat kimia tanah dan C-mic.
2. Okwute, Loretta Ojonoma and Isu, Nennaya R (2007). Dampak Lingkungan
terhadap POME (palm oil mill effluent) pada beberapa lapisan tanah yang
dialiri oleh limbah di Nigeria yakni ditunjukkan dengan kenaikan jumlah

janjang 17-20%.
3. Orathai Chavalparit (2006) meneliti tentang Clean Technologi for the Crude
palm oil Thailand. Memberikan hasil bahwa pembangunan yang berkelanjutan
dan kelestarian lingkungan dapat berpengaruh pada optimisasi penggunaan
biomassa, pemanfaatan limbah cair dan peningkatan efisiensi produksi.

Universitas Sumatera Utara

4. Luqman Erningpraja (2001), Rancang Bangun Produksi Bersih Perkebunan
Kelapa Sawit. Penelitian ini dapat menghasilkan dasar pengolahan kebun
kelapa sawit dan lingkungannya yang mengacu kepada perlindungan
lingkungan sehingga kepercayaan dan kepuasaan konsumen domestik dan
internasional terwujud dengan baik. model produksi bersih kebun kelapa sawit
ideal dirancang dengan asumsi pokok dan menggunakan 4 komponen masukan
utama yaitu kerapatan tanaman, efektivitas, pemupukan dan daur ulang untuk
hara, potensi produksi dan efektivitas pengolahan pabrik.
5. Klaus Wulfert (2000) meneliti tentang Pengolahan Limbah Cair Kelapa Sawit
(LCPKS) Secara Anaerobik. Beliau menyatakan bahwa teknologi unggulan
tetap sangat cocok utnuk pengolahan LCKPS secara anaerobik, laju
pembebanan COD sebesar 8-10 kg oksigen/m3/hari dan efisiensi perombakan

sebesar 90% dapat dijadikan parameter untuk perancangan reaktor skala penuh,
produksi gas spesifik sekitar 560 ℓ/kg COD terdegradasi dengan kandungan
gas metana sebesar 62% dan aliran upflow lebih cocok digunakan untuk limbah
yang tidak mengandung padatan tersuspensi. Disamping aspek pengolahan
LCKPS, produksi energi juga merupakan hal yang penting bagi PKS. Jika
biogas yang dihasilkan dari proses pengolahan LCPKS ini seluruhnya
digunakan untuk mesin genset, maka dapat dihasilkan tenaga listrik sebesar 26
kWh per ton TBS, sedangkan kebutuhan spesifik per ton TBS diperkirakan 1517 kWh.

Universitas Sumatera Utara

2.2.

Penomena Industri Perkebunan Kelapa Sawit
Chavalparit (2006) menyatakan bahwa pemanfaatan sumber daya alam

dapat

dijadikan

produksi

melalui

suatusistem

industri,

dimana

proses

pelaksanaannya dapat diterima keabsahan dan keterandalannya dalam mencapai
keunggulan yang optimal. Kenyataan ini sangat perlu kajian lingkungan proses
industri baik eksternal maupun internal pada setiap aktifitas yang berlaku di
industri.
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian (2005) menyatakan
pengolahan kelapa sawit merupakan salah satu faktor yang menentukan
keberhasilan usaha perkebunan kelapa sawit. Hasil utama yang dapat diperoleh
ialah minyak sawit, inti sawit, sabut, cangkang dan tandan kosong. Pabrik Kelapa

Sawit (PKS) dalam konteks industri kelapa sawit di Indonesia dipahami sebagai
unit ekstraksi crude palm oil (CPO) dan inti sawit dari tandan buah segar (TBS)
kelapa sawit. PKS merupakan unit pengolahan paling hulu dalam industri
pengolahan kelapa sawit dan merupakan titik kritis dalam alur hidup ekonomi
buah kelapa sawit khususnya dan industri kelapa sawit umumnya. Sifat yang
krusial ini disebabkan beberapa faktor penting di antaranya:
•

Sifat buah kelapa sawit yang cepat mengalami penurunan kualitas dan
rendemen bila tidak diolah

•

CPO dan inti sawit merupakan produk yang dihasilkan oleh Pabrik Kelapa
Sawit (PKS) dimana kualitasnya menentukan dayagunanya untuk diolah
menjadi produk industri hilir dan bahan konsumsi rumah tangga seperti olein,

Universitas Sumatera Utara

stearin, minyak goreng, margarin, shortening, minyak inti sawit, kosmetik,

sabun dan deterjen, shampoo, dll.
Direktorat Pengolahan Hasil Pertanian (2006), mengemukakan bahwa
PKS merupakan salah satu faktor kunci sukses pembangunan industri perkebunan
kelapa sawit. PKS tersusun atas unit-unit proses yang memanfaatkan kombinasi
perlakuan mekanis, fisik dan kimia. Parameter penting produksi seperti efisiensi
ekstraksi, rendemen minyak, kualitas produk sangat penting peranannya dalam
menjamin daya saing industri perkebunan kelapa sawit dibanding industri minyak
nabati lainnya.
Menurut SK Menteri Pertanian No 107/Kpts/2000, sebuah PKS hanya
dapat didirikan apabila perusahaan tersebut mempunyai kebun yang mampu
memasok 50% dari kapasitas PKS yang akan di bangunnya.

Implikasi dari

peraturan ini ialah bahwa kemampuan PKS untuk mengolahkan buah milik pihak
luar menjadi sangat terbatas. Oleh sebab itu, kebun-kebun yang luas akan lebih
aman apabila memiliki PKS sendiri.

2.2.1. Karakteristik Tandan Buah Segar
Sutarta, (2005), mengatakan tandan buah segar (TBS) merupakan produk

utama kebun kelapa sawit dan bahan baku utama PKS. Rendemen dan mutu
produk hasil dari PKS tergantung kepada mutu TBS yang masuk ke pabrik dari
kebun. PKS tidak dapat meningkatkan mutu TBS, hanyalah dapat meminimalisasi
penurunan mutu. Faktor kebun yang dapat mempengaruhi kualitas bahan baku

Universitas Sumatera Utara

adalah genetik dan tipe tanaman, umur tanaman, agronomi, lingkungan dan teknik
panen serta transportasi TBS.

2.2.2. Tanaman Kelapa Sawit
Sutarta (2005) menyatakantanaman kelapa sawit (Elaeis guineensisJacq).
terbagi atas tipe atau jenisnya berdasarkan karakter ketebalan cangkang buahnya,
yaitu Dura (D), Tenera (T) dan Pisifera (P). Kelapa sawit dura memiliki
cangkang yang tebal (2-5 mm), dan pisifera (hampir tidak mempunyai inti dan
cangkang). Tenera adalah hibrida dari persilangan Dura dan Pisifera sehingga
memiliki cangkang intermediate (0.5-4 mm) dan merupakan tipe umum yang
digunakan di perkebunan. Ketebalan cangkang ini sangat berkaitan erat dengan
persentase mesokarp/buah (berasosiasi dengan kandungan minyak) dan persentase
inti/buah (berasosiasi dengan rendemen inti). Untuk melihat karakteristik tipe

kelapa sawit dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Karakteristik Tipe Kelapa Sawit Dura, Tenera dan Pisifera

2-5

Mesokarp
Buah (%)
20-65

Inti/buah
(%)
4-20

Tenera

1-2,5

60-90

3-15

Pisifera

Tidak ada

92-97

3-8

Tipe

Cangkang (mm)

Dura

Sumber: Pusat Penelitian Perkebunan Marihat, 1992
Buah merupakan bagian tanaman kelapa sawit yang bernilai ekonomi
dibanding bagian lain. Tanaman kelapa sawit mulai menghasilkan buah pada
umur 30 bulan setelah tanam. Buah pertama yang keluar (buah pasir) belum dapat
diolah di PKS karena kandungan minyaknya yang rendah. Buah kelapa sawit

Universitas Sumatera Utara

normal berukuran 12-18 g/butir yang duduk pada bulir. Setiap bulir berisi sekitar
10-18 butir tergantung kepada kesempurnaan penyerbukan. Bulir-bulir ini
menyusun tandan buah yang berbobot rata-rata 20-30 kg/tandan. Setiap TBS
berisi sekitar 2000 buah sawit. (Lubis, 1992).
Buah kelapa sawit Tenera memiliki sebuah inti/kernel (mengandung
minyak inti sawit) dikelilingi oleh perikarp. Perikarp tersusun atas tiga lapisan
yaitu endokarp yang keras (cangkang), mesokarp yang berserat dan mengandung
minyak sawit (CPO) dan eksokarp (lapisan luar yang berlapis lilin).Pada saat
matang, mesokarp mengandung sekitar 49% minyak sawit kasar, 35% air dan
16% padatan non minyak; atau dengan kata lain mengandung sekitar 70-75%
(basis kering) minyak sawit. (Lubis, 1992).
Tanaman kelapa sawit Tenera unggul yang bersumber dari Pusat
Penelitian Kelapa Sawit dapat menghasilkan 23-28 ton tandan buah segar
(TBS)/ha/tahun. Dengan tingkat produktivitas yang demikian, dapat diperoleh
sekitar 5.5-7.5 ton CPO dan 0.5 ton minyak inti sawit/ha/tahun pada tingkat oil
extraction rate 23-26% dan kernel extraction rate 6.5-8% (Asmono et al.,
2001).Secara komersial, tanaman kelapa sawit saat sekarang ini mampu

memberikan 4.5 ton CPO/ha/tahun, 0.5 ton PKO/ha/tahun dan 0.45 ton bungkil
inti sawit ha/tahun. Produktivitas minyak tanaman kelapa sawit 3 kali dibanding
tanaman kelapa dan 10 kali lipat dibanding kedelai.(Lubis, 1992).

Universitas Sumatera Utara

2.2.3. Pemanenan Dan Transportasi Panen
Tandan buah segar (TBS) dipanen saat kematangan buah tercapai dengan
ditandai oleh sedikitnya 1 brondolan telah lepas. Dengan kriteria panen ini,
diharapkan kandungan minyak dalam Tandan Buah Segar (TBS) optimal,dengan
Asam Lemak Bebas (ALB) yang sangat rendah dan biaya panen yang relatif lebih
ekonomis.
Kandungan asam lemak bebas buah sawit yang baru di panen biasanya <
0.3%. ALB minyak yang diperoleh dari buah yang tetap berada pada janjang
sebelum diolah (dan tidak mengalami memar) tidak pernah melewati 1.2%.
Sedangkan, ALB brondolan biasanya sekitar 5.0%. Di lain pihak, sangat jarang
diperoleh ALB dibawah 2% pada crude palm oil (CPO) hasil produksi PKS,
biasanya sekitar 3%. Peningkatan ALB yang mencapai sekitar 10 kali ini terjadi
karena kerusakan buah selama proses panen sampai tiba di ketel perebusan.
Kemungkinan penyebab utama kerusakan terjadi pada saat pengisian buah di

tempat pemungutan, penurunan buah di tempat pengumpulan hasil, pengisian
buah ke alat transpor pembawa buah ke pabrik, penurunan buah di loading ramp
dan pengisian buah ke lori. TBS yang memar juga akan membawa lebih banyak
tanah dan kotoran yang membantu mempercepat kenaikan ALB oleh karena
kontaminasi mikroorganisme, sekaligus menjadi sumber kontaminasi logam, di
antara besi, yang menjadi pro-oksidan proses hidrolisis minyak. (Sutarta,
2005).Selain berpengaruh terhadap ALB, kerusakan buah pada saat panen juga
menurunkan daya pemucatan CPO yang diperoleh. Warna dari inti juga menjadi
lebih gelap pada buah yang rusak atau lewat matang.

Universitas Sumatera Utara

2.2.4. Penerimaan Buah dan Sortasi
Buah diterima di PKS pertama-tama haruslah melalui jembatan timbang.
Secara umum jembatan timbang berfungsi untuk mengontrol proses pengelolaan
buah masuk, menghitung rendemen, sebagai dasar perhitungan pembayaran premi
pemanen dan buah pihak ketiga, dan pencatatan produksi TBS kebun penyuplai.
Jembatan timbang haruslah akurat dan secara rutin dikalibrasi.

2.2.5 Uraian Proses Produksi
Pengolahan tandan buah segar atau FFB (Fresh Fruit Bunch) kelapa sawit
menjadi minyak kelapa sawit (CPO) dan palmkernel melalui beberapa proses
berdasarkan stasiunnya. Proses pengolahan kelapa sawit dapat dilihat pada
Gambar 4.

Gambar 4. Proses Pengolahan Kelapa Industri
Sumber: Laccrosse (Asian Institute of Technology), 2004

Universitas Sumatera Utara

Proses pengolahan kelapa sawit dari perkebunan hingga menghasilkan
produk dan limbah padat dan cair dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Diagram Alir Proses Pengolahan Kelapa Sawit
Sumber : Pedoman Pengolahan Limbah Industri Kelapa Sawit, Jakarta 2006

Dari Gambar 4 dan Gambar 5 dapat dilihat bahwa kualitas minyak sawit
(CPO) dan minyak inti sawit (PKO) serta banyaknya limbah yang dihasilkan akan

Universitas Sumatera Utara

bergantung pada proses pengolahan kelapa sawit. Oleh karena itu penanganan
proses pengolahan kelapa sawit sangat diperlukan untuk meningkatkan kualitas
CPO dari PKS yang baik dan limbah yang minimal
Untuk melihat material balance yang terjadi pada proses pengolahan
tandan buah segar dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Material Balance Pengolahan TBS
Sumber : Singh,dkk. Rev Environ Sci Biotechnol (2010)

Gambar 6 memperlihatkan bahwa komponen utama TBS adalah buah
sawit 70% dan tandan kosong 20%. Sedangkan buah sawit diolah menjadi 43%
minyak, 13% Nuts dan 14% pericarp. Komponen-komponen tersebut dalam

Universitas Sumatera Utara

proses pengolahan menghasilkan minyak sawit dan limbah yang ditambahkan
dengan bahan-bahan tambahan lain seperti air.
Limbah pengolahan kepala sawit menghasilkan limbah padat dan limbah
cair (POME). POME (Pulm Oil Mill Effluent) sebagai limbah cair dapat cepat
membusuk di lingkungan sekitarnya jika tidak ditangani dengan benar. Oleh
karena itu ada kebutuhan mendesak untuk sistem pengelolaan limbah yang
berkelanjutan untuk mengatasi limbah ini. Seperti halnya limbah organik yang
berasal dari kaya nutrisi tanaman, kompos limbah yang dihasilkan dari pabrik
minyak kelapa sawit dapat dihasilkan dengan baik dalam daur ulang nutrisi
sehingga berguna untuk dapat dijadikan pupuk dan diolah menjadi biogas sebagai
sumber energi tebarukan. (Singh, dkk, 2010).
Material balance pengolahan tandan buah segar dapat dilihat pada
Gambar 6 di atas sedangkan material balance limbah cair pabrik kelapa sawit
dapat dilihat pada Gambar 7.
Tandan Buah Segar ( TBS ) yang akan diolah dinyatakan dalam kondisi
100%. Kemudian buah melewati tahapan perebusan seingga terdapat losses yang
diuapkan sebanyak 11,1 %. Setelah direbus pada stasiun sterillizer kemudian buah
memasuki tahapan pemisahan antara janjang dan buah pada stasiun thresher,
sehingga diperoleh 67% brondolan buah 21,5% empty bunch (tandan kosong).

2.3.

Pengertian Produksi Bersih
Produksi bersih dapat didefinisikan sebagai suatu strategi pengelolaan

lingkungan yang bersifat preventif, terpadu dan dapat diterapkan secara terusmenerus pada setiap kegiatan mulai dari hulu sampai ke hilir yang terkait dengan

Universitas Sumatera Utara

proses produksi, produk dan jasa yang bertujuan untuk meningkatkan efisiensi
penggunaan sumber daya alam, mencegah terjadinya pencemaran lingkungan dan
mengurangi terbentuknya limbah pada sumber daya sehingga dapat meminimisasi
resiko terhadap kesehatan dan keselamatan manusia serta kerusakan lingkungan
(KLH 2003 dalamPurwanto, 2007).
Dari pengertian mengenai produksi bersih maka terdapat dua kata kunci
yang dipakai dalam pengelolaan lingkungan, yaitu pencegahan dan pencemaran
melalui jenis proses yang akrab lingkungan, minimisasi limbah, analisis daur
hidup, teknologi ramah lingkungan (clean enviromental development). Dalam
penerapannya, produksi bersih memberikan keuntungan seperti meningkatkan
efisiensi, mengurangi biaya pengolahan limbah, konservasi bahan baku dan
energi, membantu akses kepada lembaga finansial, memenuhi permintaan pasar,
memperbaiki kualitas lingkungan, memenuhi peraturan lingkungan, memperbaiki
lingkungan kerja, dan meningkatkan persepsi masyarakat (SadinataRatna, 2007).

Universitas Sumatera Utara

Penguapan 0,4% air

TBS 100 %

kondensat 11,1%

PEREBUSAN

PERONTOKAN
TANDAN
kosong 21,5%

TANDAN
Rebus
88,5%

Buah 67%

BOILLER

PENGADUKAN
PENGEPRESAN

Ampas 12,9%

PENGADUKAN

DEPERICATER

23,5%
minyak

Mulsa/pupuk
10,6%
Air 9,7%

PEMECAHAN

KLARIFIKASI

vacum
Minyak
CPO
22,5%

DECANTE
R

PENGERINGAN
1,2%

DIKERINGKAN

Minyak

4,2%

PURIFIER
Tangki
timbun
CPO

CANGKANG

PEMISAHAN ANGIN

Sludge
26,3%

2,2%

PEMISAHAN
AIR

PENGERINGAN
5,0%

PENYIMPANAN
KERNEL

Limbah Cair

TANGKI
PENGUMPUL
AN LIMBAH
CAIR
Limbah Cair 60%

UNIT INSTALASI PENGOLAHAN LIMBAH (IPAL)

Gambar 7. Material Balance Limbah Cair
Sumber : Pedoman Pengolahan Limbah Industri Kelapa Sawit, Jakarta 2006

Universitas Sumatera Utara

Tandan kosong tidak diolah dan langsung dibuang ke sekitar kebun sawit
untuk dijadikan pupuk bagi tanaman sawit itu sendiri. Buah sawit yang telah
terpisah dengan tandannya kemudian memasuki tahapan pelumatan pada stasiun
digester, kemudian dilanjutkan pada tahapan pengepresan dengan tujuan
mengekstraksi minyak pada stasiun screw press. Dari stasiun screw press ini
kemudian diperoleh pericarp (serabut luar) 12,9% dan nuts (biji berlapis serabut
halus dan cangkang biji) 10,6%. Kemudian pericarp dan nuts dibawa oleh CBC
(Cake Breacker Conveyor) menuju ke polysing drum. Pada polysing drum, nuts
ditampi sehingga terpisah dari pericrap, kemudian nuts memasuki tahapan
pengeringan pada stasiun pengering biji dan dilanjutkan ke pemecahan biji pada
mesin ripple mill. Sedangkan pericrap dihisap oleh fibre syclone dan dibawa
ketempat penampungan pericrap. Pada fibre syclone dipisahkan antara dry fibre
fuel (serat kering dan halus) sebanyak 10,6% dan water evaporation (air yang
diuapkan) 2,2%.
Setelah nuts (biji berselaput cangkang biji dan serabut) dipecah diripple mill
kemudian diperoleh cracksheel (kumpulan biji pecah, cangkang biji, serabut,
notten dan kernel). Kernel 5% dipisahkan dari biji pecah, cangkang biji, serabut
dan notten pada stasiun pemisahan yaitu stasiun clay bath. Pemisahan kernel ini
dilakukan berdasarkan perbedaan bobot jenis. Kemudian kernel dibawa menuju
kernel silo dengan menggunakan sheel transport. Pada kernel silo, kernel
dikeringkan lagi dengan tujuan untuk mengurangi kadar air. Setelah dikeringkan
kemudian kernel ditampung pada penampungan kernel.

Universitas Sumatera Utara

Kumpulan biji pecah, cangkang biji, serabut dan notten yang terpisahkan dari
kernel dikeringkan kembali dan kemudian diolah lagi melaui tahapan penampian
pada stasiun polysing drum dan dilanjutkan ketahapan – tahapan berikutnya
hingga diperoleh kernel. Shell yang diperoleh dari proses tersebut 6%.
Buah sawit yang telah terlepas dari tandannya kemudian dilumatkan pada stasiun
digester dan dipress pada stasiun screw press sehingga diperoleh minyak 43%.
Pada tahapan klarifikasi terdapat air yang diuapkan pada stasiun oil purifyer 9,7%.
Pada stasiun oil dryer air yang diuapkan 9,7%. Pada stasiun decanter terdapat
padatan 2%. Pada stasiun separator terdapat limbah berupa minyak bercampur air
dan lumpur sebanyak 60%. Setelah minyak tersebut memasuki tahapan klarifikasi
sehingga diperoleh minyak 22,5% dan disimpan pada tangki timbun.

2.4.

Tingkatan Produksi Bersih
Menurut UNEP (1994), strategi pencegahan dampak lingkungan terpadu

yang dilakukan secara terus menerus pada proses, produk, jasa untuk
meningkatkan efisiensi secara keseluruhan dan mengurangi resiko terhadap
manusia maupun lingkungan.
Tobing (2000) menyatakan pola pendekatan produksi bersih dalam
melakukan pencegahan dan minimisasi limbah yaitu menggunakan hirarki
pengelolaan

melalui

1E4R

(Elimination,

Reduce,

Reuse,

Recycle,

Recovery/Reclaim).
Strategi produksi bersih meliputi :
1.

Upaya pencegahan pencemaran dan perusakan lingkungan-proses produksi
akrab lingkungan

Universitas Sumatera Utara

2.

Minimalisasi limbah

3.

Analisis daur hidup produk

4.

Teknik Produksi bersih
Untuk melihat teknik Produksi bersih dalam menuju perbaikan lingkungan

dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8 memberikan gambaran mengenai Pilihan Penerapan Teknik Produksi
Bersih yang meliputi :
1.

Perubahan Bahan Baku
a. Mengurangi

atau

menghilangkan

bahan

baku

yang

mengandungbahanberbahaya dan beracun (B3) seperti logam berat dari
zat warna pelarut.
b. Menggunakan bahan baku dengan kualitas baik dan murni untuk
menghindari kontaminan dalam proses.
2.

Tata Cara Operasi Dan Tata Kelola yang Baik
a. Mencegah

kehilangan

bahan

baku,

produk

maupun

energi

daripemborosan, dan tercecer
b. Penanganan material dengan baik
c. Jadwal produksi yg baik dan koordinasi pengelolaan limbah
d. Pemisahan (segregasi) limbah menurut jenisnya
e. Mengembangkan manajemen perawatan, sehingga mengurangi kehilangan
akibat kerusakan
f. Mengembangkan tata cara penanganan dan inventarisasi bahan baku,
energi, produk, dan peralatan

Universitas Sumatera Utara

3.

Penggunaan Kembali
a. Menggunakan kembali sisa air proses, air pendingin dan material lain di
dalam pabrik
b. Mengambil kembali bahan buangan sebagai energi
c. Menciptakan kegunaan limbah sebagai produk lain (byproduct)yangdapat
dimanfaatkan oleh pihak luar

4.

Perubahan Teknologi
a. Mengubah tata letak, perpipaan

untuk perbaikan aliran proses dan

meningkatkan efisiensi
b. Memperbaiki kondisi proses, sehingga meningkatkan kualitas produk dan
mengurangi jumlah limbah
5.

Perubahan Produk
a. Mengubah formulasi produk untuk mengurangi dampaklingkungan pada
waktu digunakan oleh konsumen
b. Merancang produk sedemikian rupa sehingga mudah didaur ulang
c. Mengurangi kemasan yang tidak perlu
Suatu pendekatan bagi penerapan manajemen lingkungan dengan

industrial ecology dimana menyeimbangkan pembangunan industri dan
penggunaan berkelanjutan sumber daya alami dengan cara meneliti peluang
dengan faktor-faktor yang berbeda dalam masyarakat industri dalam merubah
aliran material dan produk dalam arah yang selaras dengan lingkungan, hal ini

Universitas Sumatera Utara

dilakukan dengan teknik produksi bersih yang terus-menerus dilakukan guna
menjaga dampak dari limbah material yang diilustrasikan pada Gambar 9.

Gambar 8. Teknik Produksi Bersih
Sumber: Tools Manajemen Lingkungan, 2000

Gambar 9. Produksi Bersih
Sumber: Van Berkel (1997)

Universitas Sumatera Utara

Pada Gambar 8 diilustrasikan bagaimana cara melakukan teknik produksi bersih,
yang di dekati oleh tata kelola limbah dan bahan kimia yang baik (Good House
Keeping) seperti pada Gambar 9.
Produksi Bersih diperlukan sebagai cara untuk mengharmonisasikan upaya
perlindungan lingkungan dengan kegiatan pembangunan atau pertumbuahn
ekonomi, 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 atau upaya perbaikan lingkungan.

b. Mencegah terjadinya pencemaran dan perusahaan lingkungan melalui
pengurangan limbah, daur ulang, pengolahan dan pembuangan yang aman.
c. Memelihara dan memperkuat pertumbuahan ekonomi dalam jangka panjang
melalui penerapan proses produksi dan penggunaan bahan baku dan energi
yang lebih efisien (konservasi sumberdaya, bahan baku dan energi)
d. Mendukung prinsip “environmental equity” dalam rangka pembangunan
berkelanjutan dimana kita harus memlihara lingkungan agar dapat diwariskan
kepada generasi mendatang.
e. Mencegah atau

memperlambat

terjadinya degradasi lingkungan dan

memanfaatkan sumber daya alam melalui penerapan daur ulang limbah di
dalam proses, yang pada akhirnya menuju upaya konservasi sumber daya
untuk mencapai tujuan pembangunan berkelanjutan.

Universitas Sumatera Utara

f. Memelihara ekosistem lingkungan.
g. Memperkuat daya saing produk di pasar internasional.
Strategi Produksi Bersih mempunyai arti sangat luas karena di dalamnya
termasuk upaya pencegahan, pencemaran melalui pilihan jenis proses yang akrab
lingkungan, minimisasi limbah, analisis daur hidup, dan teknologi bersih.
Fokus GoodHouseKeeping (GHK) dan Chemical Management (CM) meliputi :
a.

Peningkatan produktivitas

b.

Penghematan biaya

c.

Pengurangan dampak lingkungan

d.

Peningkatan prosedur organisasi dan keselamatan di tempat kerja

Good Housekeeping (Adiputra, 2005)
Dengan menerapkan GHK dalam pengelolaan limbah pabrik maka banyak
hal yang dapat dijadikan keuntungan. Diantaranya akan meningkatkan nilai
ekonomi dan sebagai bahan pembelajaran perusahaan.
Suatu metodologi yang berbasis manajemen adalah untuk meningkatkan
produktivitas,

penghematan

biaya,

mengurangi

dampak

lingkungandan

meningkatkan prosedur organisasi serta keselamatan kerja (Agusni, 2005). Upaya
peningkatan pengelolaan bahan kimia agar dapat diperoleh pengurangan biaya,
peningkatan kesehatan dan keselamatan pekerja, mengurangi dampak negatif ke
lingkungan dan meningkatkan daya saing dapat dilihat pada Gambar 10.

Universitas Sumatera Utara

Gambar 10. Tata Kelola yang APIK dalam GHK
Sumber: Van Berkel (1997)
Langkah-langkah Good House Keeping (GHK):
a.

Rasionalisasi pemakaian bahan baku, air, dan input energi  pengurangan
kerugian bahan input-akan mengurangi biaya operasioanl

b.

Mengurangi volume dan atau toksisitas limbah, limbah cair serta emisi

c.

Pemakaian kembali dan/atau daur ulang secara maksimal atas input utama
dan bahan kemasan

d.

Meningkatkan kondisi kerja dan keselamatan kerja di perusahaan

e.

Peningkatan kinerja organisasi

Prinsip Langkah-Langkah GoodHouse Keeping (GHK):
a.

No-cost

b.

Low-cost

Pengelolaan Chemical Management (CM) :
a.

Mengetahui semua bahan kimia yang ada.

b.

Menentukan jumlah yang hilang, terbuang, terkontaminasi dan kadaluwarsa.

c.

Menerapkan langkah-langkah penggunaan bahan kimia yang efisian dan
aman.

Universitas Sumatera Utara

d.

Mengidentifikasi situasi dan kondisi timbulnya.

e.

Monitoring pelaksanaan.

Faktor Pendorong Good House Keeping (GHK):
a.

Komitmen manajemen puncak

b.

Analisis stakeholder

c.

Keterlibatan karyawan

d.

Komunikasi dalam organisasi

e.

Pengukuran kinerja

Faktor Penghambat Good House Keeping (GHK):
Faktor Internal:
a. Sulit menerima perubahan
b. Faktor teknis-kurangnya informasi tentang produksi bersih
c. Faktor finansial
d. Kultur perusahaan

Faktor Eksternal:
a. Rendahnya penegakan regulasi lingkungan
b. Terlalu ketat regulasi lingkungan
c. Tendahnya kepedulian masyarakatterhadap lingkungan
d. Rendahnya insentif lingkungan

Universitas Sumatera Utara

Manfaat Produksi Bersih
a. Sebagai pedoman perbaikan produk dan proses
b. Penggunaan sumber daya alam dan energi yang lebih efektif serta efisien
c. Mengurang/mencegah terbentuknya bahan pencemar atau limbah
d. Mengurangi terjadinya resiko terhadap kesehatan manusia dan lingkungan
e. Mendorong pengembangan teknologi pengurangan limbah, serta teknologi
bersih yang ramah lingkungan
f. Menghindari biaya pemulihan lingkungan
g. Meningkatkan daya saing produk melalui penggunaan teknologi baru
maupun perbaikan teknologi
h. Meningkatkan efisiensi dalam proses produksi, sehingga mengurangi
biaya pengolahan limbah

Adapun tingkat produksi bersih adalah :
a. Elimination (pencegahan) adalah upaya untuk mencegah timbulnya limbah
langsung dari sumbernya, mulai dari bahan baku, proses produksi sampai
produk
b. Reduce

(pengurangan) adalah upaya untuk menurunkan atau mengurangi

limbah yang dihasilkan dalam suatu kegiatan
c. Reuse (pakai ulang/penggunaan kembali) adalah upaya yang memungkinkan
suatu limbah dapat digunakan kembali tanpa perlakuan fisika, kimia dan
biologi

Universitas Sumatera Utara

d. Recycle(daur ulang) adalah upaya mendaur ulang limbah untuk memanfaatkan
limbah dengan memprosesnya kembali ke proses semula melalui perlakuan
fisika, kimia dan biologi
e. Recovery/reclaim (pungut ulang, ambil ulang) adalah upaya mengambil
bahan-bahan yang masih mempunyai nilai ekonomi tinggi dari suatu limbah,
kemudian dikembalikan ke dalam proses produksi dengan atau tanpa
perlakuan fisika, kimia dan biologi.
Walaupun prinsip produksi bersih menggunakan strategi 1E4R atau 5R,
namun perlu ditekankan bahwa strategi utama yang perlu ditekankan adalah
pencegahan dan pengurangan (1E1R). Bila strategi 1E1R masih menimbulkan
pencemaran atau limbah, baru kemudian melakukan strategi 3R berikutnya (reuse,
recycle, recovery) sebagai suatu strategi tingkatan pengelolaan limbah. Tingkatan
terakhir dalam pengelolaan adalah pembuangan limbah, hal ini dilakukan apabila
upaya produksi bersih sudah tidak dapat dilakukan :
a.

Treatment (pengolahan) dilakukan apabila seluruh tingkatan produksi bersih
telah dikerjakan, sehingga limbah yang masih ditimbulkan perlu untuk
dilakukan pengolahan agar buangan memenuhi baku mutu lingkungan.

b.

Disposal (pembuangan) limbah bagi limbah yang telah diolah. Beberapa
limbah yang termasuk dalam kategori berbahaya dan beracun perlu dilakukan
penanganan khusus

Universitas Sumatera Utara

2.5. Tindakan Produksi Bersih
Menurut Singh (2010), tindakan yang dapat dilakukan berkaitan dengan
penerapan produksi bersih meliputi beberapa hal, sebagai berikut :
a.

Bekerja lebih apik (Good House Keeping)

b.

Perbaikan prosedur kerja yang berkaitan dengan kualitas bahan baku.

c.

Modifikasi teknologi dan penggantian teknologi

d.

Penyesuaian spesifikasi produk, merancang produk yang menggunakan
sedikit sumber daya dengan mempertimbangkan kemudahan perawatan dan
penanganan produk yang sudah tidak digunakan lagi.

2.6. Langkah-langkah Penerapan Produksi Bersih
Langkah-langkah penerapan produksi terdiri dari berbagai langkah, yaitu :
a.

Langkah 1 : Perencanaan

b.

Langkah 2 : Kajian dan Identifikasi Peluang

c.

Langkah 3 : Analisis Kelayakan

d.

Langkah 4 : Implementasi

e.

Langkah 5 : Pemantauan, Umpan Balik, Modifikasi

f.

Langkah 6 : Perbaikan Berkelanjutan

2.7. Potensi Penerapan Produksi Bersih dalam Industri Kelapa Sawit
Boyle (1998), menyatakan konsep produksi bersih dapat dicapai dengan
usaha meminimumkan penggunaan bahan baku yang berbahaya kedalam proses
pengolahan termasuk sumber daya alam dan energi sehingga dapat meminimalkan

Universitas Sumatera Utara

limbah dan dampak negatif yang timbul, di samping itu dapat memanfaatkan
limbah yang dihasilkan menjadi produk lain (waste to product). Pada industri
sawit penerapan produksi bersih dapat dilakukan mulai dari tingkat kebun hingga
tingkat pabrik. Pada tingkat kebun penerapan produksi bersih difokuskan pada
penerapan prinsip good housekeeping yaitu :
a.

Mutu buah yang dihasilkan

b.

Penanganan untuk mengumpulkan hasil panen

c.

Pengangkutan tandan kelapa sawit dan brondolan ke pabrik

d.

Truk yang datang berisi Tandan Buah Segar dan brondolan harus ditimbang
untuk mengetahui berat Tandan Buah Segar yang akan diolah
Pada tingkat pabrik difokuskan pada limbah atau juga hasil sampingan dari

Crude Palm Oil yang dapat dimanfaatkan kembali, diantaranya adalah :
a.

Kernel (biji sawit), dapat diolah lagi menjadi produk minyak. Pengolahan
kernel sawit ini sudah banyak dilakukan oleh berbagai industri.

b.

Cangkang biji sawit dan serat. Cangkang sawit dianggap sebagai salah satu
potensi hasil samping lain yang dimanfaatkan sebagai sumber energi.

c.

Tandan kosong memiliki potensi yang cukup besar untuk dapat dimanfaatkan
kembali. Selama ini di pabrik pengolahan kelapa sawit tandan kosong ini
hanya diproses melalui proses pembusukan (fermentasi) dan kemudian
dimanfaatkan kembali sebagai pupuk bagi tanaman sawit itu sendiri.

d.

Limbah cair dilakukan pemisahan terlebih dahulu antara minyak dan airnya.

Universitas Sumatera Utara

2.8. Pengolahan Limbah Pabrik Kelapa Sawit
Biomas

One-Stop

menyatakankonsep

Zero

Clearing
Emissions

House

(2004)

seyogyanya

dan

dapat

Basri

diterapkan

(2010)
pada

industrykelapa sawit, karena konsep ini memiliki falsafah dasar yang menyatakan
bahwa proses industri seharusnya tidak menghasilkan limbah dalam bentuk
apapun karena limbah tersebut merupakan bahan baku bagi industri lain.

Gambar 11. Proses Pengolahan Limbah Kelapa Sawit
Sumber : Heinz stichnothe dan frank Schuchardt; Int J Life Cycle Asses (2010).

Dari Gambar 11 dapat dilihat bahwa konsep Zero Emissions dari
pengolahan limbah kelapa sawit memperhatikan keseluruhan input yang dipakai
atau dicetak dalam produk akhir sehingga memiliki nilai tambah sebagai input
untuk industri atau proses lain. Dari sudut pandang lingkungan, konsep eliminasi
limbah Zero Emissions merupakan solusi akhir dari permasalahan pencemaran
yang mengancam ekosistem baik dalam skala lokal maupun dalam skala global.

Universitas Sumatera Utara

Selain itu, penggunaan maksimal bahan mentah yang dipakai dan sumber-sumber
yang

terbaharui

(renewable)

menghasilkan

keberlanjutan

(sustainable)

penggunaan sumber daya alam dan penghematan (efisiensi) terutama bagi limbah
yang masih mempunyai nilai ekonomi. Adapun proses pengolahan limbah cair
pabrik kelapa sawit dari input, process dan output dapat mengahasilkan 8,7m3
CH4 dari POME sebesar 650 Kg. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 11.

2.9.

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 terjadi pada in housekeeping. Limbah padat dan limbah cair pada generasi
pertama dapat dimanfaatkan sehingga mempunyai nilai ekonomi yang tidak
sedikit. Salah satunya adalah potensi limbah dapat dimanfaatkan sebagai sumber
unsur hara yang mampu menggantikan pupuk sintesis (Urea, TSP dan lain-lain).
Jenis potensi dan pemanfaatan limbah pabrik kelapa sawit dapat dilihat
pada Table 2.
Tabel 2. Jenis, Potensi dan Pemanfaatan Limbah Pabrik Kelapa Sawit
Jenis
Tandan Kosong

Potensi per ton TANDAN
BUAH SEGAR (%)
23,0

Wet Decanter solid

4,0

Cangkang

6,5

Serabut (fiber)

13,0

Limbah cair
Air kondensat

50,0

Manfaat
Pupk kompos, pulp kertas,
papan partikel, energy
Pupuk, kompos, makanan
ternak
Arang, karbon aktif, papan
partikel
Energi, pulp kertas, papan
partikel
Pupuk, air irigasi
Air umpan boiler

Sumber : Direktorat Pengelolahan Hasil Pertanian (2005)

Universitas Sumatera Utara

2.10. Karakteristik Limbah Kelapa Sawit
Hampir seluruh air buangan PKS mengandung bahan organik yang dapat
mengalami degradasi. Oleh karenanya dalam pengelolaan limbah perlu diketahui
karakteristik limbah tersebut, antara lain yaitu :
−

Dari Balance sheet ekstraksi minyak kelapa sawit diketahui bahwa jumlah air
limbah yang dihasilkan dari 1 ton Crude Palm Oil yang diproduksi adalah
2,50 ton dan hasil lain dari pengolahan kelapa sawit disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Komposisi Jumlah Air Limbah dari 1 ton Crude Palm Oil
No
1
2
3
Total

Uraian
Air
NOS (Non Oil Solid)
Minyak

Kapasitas
(Ton)
2,35
0,13
0,02
2,50

Sumber : Direktorat Pengelolahan Hasil Pertanian (2005)

Berdasarkan hasil penelitian terhadap beberapa PKS milik PT Perkebunan
Nusantara (dianggap mewakili PKS pada umumnya) oleh bank dunia diketahui
bahwa kualitas limbah cair (inlet) yang dihasilkan berpotensi mencemari badan air
penerima limbah adalah seperti yang disajikan pada Tabel 4. berikut.
Tabel 4. Kualitas limbah Cair (Inlet) Pabrik Kelapa Sawit PKS
Parameter
Limbah cair
Baku Mutu Men.
No
Satuan
Lingkungan
Kisaran
Rata-rata
Lingkungan Hidup
1 BOD
mg/l
8200-350
212,80
250
2 COD
mg/l
151,03-651
347,20
500
3 TSS
mg/l
13,30-507,00
311,70
300
4 Nitrogen
mg/l
12-126
41
20
5 Minyak dan lemak
mg/l
19-147,20
30,75
30
6 PH
mg/l
3,3-4,6
4
6-9
Sumber : Direktorat Pengelolahan Hasil Pertanian (2005)

Universitas Sumatera Utara

Tabel diatas menggambarkan bahwa limbah cair Pabrik Kelapa Sawit
sebelum dialirkan ke badan akhir penerima, dilakukan pengolahan limbah agar
limbah yang dikeluarkan berada dalam toleransi baku mutu limbah cair yang
ditetapkan oleh peraturan.
Kegiatan perkebunan dan pengolahan 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
Produks i Bersih pada komoditi kelapa sawit.

2.11. Pengolahan Limbah Cair
Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit berpotensi merusak lingkungan jika cara
pengolahannya tidak dilakukan sesuai aturan dan standar yang telah disesuaikan.
Kenyataan bahwa limbah cair dibuang ke dalam tanah atau dibuang kelingkungan.
Hal ini mengakibatkan kerusakan lingkungan dan kesehatan masyarakat.
Dalam penanganan limbah cair Pabrik Kelapa Sawit (PKS) haruslah
berpedoman terhadap

RSPO (Roundtable on Suistainable Palm Oil) dengan

merujuk kepada konsep (Best Available Technology Economically Achievable)
yang berarti pemanfaatan limbah menjadi bahan baku yang dapat digunakan untuk
produk baru. Di mana dalam hal ini pemanfaatan Limbah Cair berubah menjadi
Biogas dapat dijadikan sumber tenaga bagi pabrik kelapa sawit. Limbah Cair
Pabrik Kelapa Sawit dengan kapasitas 30 ton/jam akan menghasilkan
pengurangan emisi karbon 15.000 ton CO2 eq/tahun/pabrik ini dapat diubah

Universitas Sumatera Utara

menjadi energi terbarukan (Renewable Energy). Nilai penaksiran parameter
biogas LCPMKS dapat dilihat pada Tabel 5
Tabel 5 Penaksiran Parameter Biogas LCPMKS
No.
1
2

Parameter
Tanda Buah Segar (diolah)
Rendamen

Nilai
270.000
0,22-0,24

3

Keluaran POME dalam ton
minyak
Hasil Biogas pada POME
Fraksi CH4 dalam Biogas
Berat jenis CH4
GWP CH4

0,8 - 20

4
5
6
7

16,8-24
0,58-0,62
0,00071
21

Satuan
Ton/tahun
Ton minyak/ton Tandan
Buah Segar
m3 POME/ton minyak
m3 Biogas /m3 POME
m3 CH4/m3 Biogas
Ton CH4/m3 Biogas

Sumber: PREGA (Promotion of Renewable Energy Efficiency and Greenhouse), Juni 2004.

Sedangkan untuk mengetahui karakteristik biogas dari limbah pabrik kelapa
sawit adalah pada Tabel 6:
Tabel 6 Karakteristik Emisi Biogas dari Pabrik Kelapa Sawit
Nomor
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

Parameter
Tandan Buah Segar (diolah)
Rendamen
Banyak
POME
dalam
produksi minyak
Hasil Biogas pada POME
Fraksi CH4 dalam Biogas
Berat jenis CH4
GWP CH4
CH4 diperoleh
Nilai POME CH4
Koefisien Konvensi Energi
Listrik
Efisiensi Energi Panas
Electricity Supply
Pemakaian
listrik
emusi
faktor CO2
CH4 emisi (ton CO2 cq/tahun)

Nilai
20934102
0,22 – 0,24
2,5 - 3,86
16,8 – 24
0,58 – 0,62
0,00071
21
2.713
55.400
0,33

Satuan
ton/tahun
ton minyak/ton tandan buah
segar
M3 POME/ton minyak
M3 Biogas/ M3 POME
M3 CH4/ M3Biogas
Ton CH4/ M3 Biogas
Ton CH4 diperoleh/tahun
MJ/ton CH4
Kwh/MJ

0,3
13.980
900

Kwh/kwh (%)
Mwh/tahun
Mwh/tahun

1

Kg CO2/Kwh

Sumber: PREGA (Promotion of Renewable Energy Efficiency and Greenhouse), Juni 2004.

Universitas Sumatera Utara

Dalam pengolahan limbah cair pada Industri Kelapa Sawit dapat
menerapkan teknik sebagai berikut :
1.

Sistem Kolam Stabilisasi Biasa
Berkaitan dengan pengolahan limbah cair terdapat beberapa penelitian yang
dilakukan untuk menurunkan kadar limbah agar memenuhi baku mutu
lingkungan yang disyaratkan. Proses pengolahan Limbah Pabrik Kelapa Sawit
(LPKS) terdiri dari perlakuan awal dan pengendalian lanjutan. Perlakuan awal
meliputi segregasi aliran, pengurangan minyak di tangki pengutipan minyak
(fat-pit), penurunan suhu limbah dari 70-800C menjadi 40-450C melalui
menara atau bak pendingin. Setelah segresasi aliran limbah pada PKS
kapasitas olah 60 ton Tandan Buah Segar/jam, volume air limbah yang diolah
berkurang menjadi 700-750 m3/hari.
Pemerintah telah mengeluarkan PP No. 20/1990 tentang pengendalian

pencemaran air, dan Menteri Negara Lingkungan Hidup telah mengeluarkan
Keputusan Menteri tentang baku mutu limbah cair bagi Kegiatan Industri dimana
dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Baku Mutu Limbah Industri Minyak Sawit
Debit limbah maksimum sebesar 2,5m3 per ton CRUDE PALM OIL
Beban
Parameter
Satuan
Kadar maks
Satuan
Penc.Maks
mg/l
100
kg/ton
0,25
BOD
mg/l
350
kg/ton
0,88
COD
mg/l
250
kg/ton
0,63
TSS
mg/l
25
kg/ton
0,0631
Minyak dan Lemak
mg/l
50
kg/ton
0,125
Total N
6-9
kg/ton
pH
Sumber : Deputi Bidang Pengendalian Pencemaran Air, Bapeldal (1995)

Adapun komposisi nutrisi dari LPKS hasil pengolahan disajikan pada
Tabel 8.

Universitas Sumatera Utara

Tabel 8. Kisaran Komponen Kimia Limbah Cair PKS Hasil Pengolahan
Uraian
Limbah (fat-pit)
Kolam pengasaman
Kolam anaerob primer
Kolam anaerob sekunder
Kolam aerobik
Kolam pengendapan

WPH
(hari)
5
75
35
15-21
2

BOD
(mg/l)
25.000
25.000
3.500-5.000
2.000-3.500
100-200
100-150

P (mg/l)

N (mg/l)

K (mg/l)

500-900
500-900
675
450
80
40-70

90-140
90-140
90-110
62-85
5-15
3-15

1000-1975
1000-1975
1000-1850
875-1250
420-670
330-650

Mg
(mg/l)
250-340
250-340
250-320
160-215
25-55
17-40

Sumber: Pamin, Siahaan, dan Tobing (1996)

Tabel 8 memperlihatkan bahwa hasil dari pengolahan limbah di kolam
aerobik dan kolam penyaringan menggunakan manajemen kimia limbah cari
yang memenuhi baku mutu limbah cari seperti yang dapat dilihat pada komponen
BOD dan N.

2.12. Proses Biologis Anerobik - Fakultatif
Menurut Darmoko (2000), proses ini merupakan pilihan kedua yang
mempunyai biaya operasi dan pemeliharaan relatif rendah. Hanya saja diperlukan
energi untuk memindahkan pompa untuk mengalirkan limbah dan pembuangan
lumpur. Proses Anaerobik-Fakultatif kurang mantap dalam penurunan kualitas air
limbah, terutama pada panen puncak dan kondisi fluktuasi, dan hal ini merupakan
salah satu kerugian yang ditimbulkan oleh sistem tersebut. Oleh karenanya
dianjurkan proses anaerobik-fakultatif digunakan hanya untuk mengolah limbah
PKS saja.
Untuk menghasilkan biogas untuk memproduksi energi terbaharukan,
limbah cair (POME) mengalami proses fermentasi. Reaksi kimia pada proses
fermentasi POME yaitu:

Universitas Sumatera Utara

1. Proses Hidrolisis
C6H12O6 → 2CH3CH2COOH + O2
C6H12O6 → CH3CH2CH2COOH + CH3COOH + O2
2. Proses Asidogenesis
2CH3CH2CH2COOH + SO4-2 → 4CH3COOH + H2S
CH3CH2COOH + 3H20 → CH3COOH + HC03- + 2H+ +6H2
CH3CH2CH2COOH + 2H20 → 2CH3COOH + 4H+
3. Proses Metanogenesis
HC03- + 2H+ + 4H2→ 2CH4 + 6H2O
CH3COOH → CH4 + CO2
Sumber :Center of Green Chemistry Mission Statement, (1994)

Limbah cair kelapa sawit (POME) merupakan bahan utama yang akan

difermentasikan sehingga menghasilkan biogas. POME tersebut memiliki

karakteristik seperti pada Tabel 9.

Universitas Sumatera Utara

Tabel 9. Karakteristik Limbah Cair Kelapa Sawit (POME)
No.

Parameter

Satuan

Nilai

1

pH

-

7,13

2

TS

mg/ℓ

21.000

3

VS

mg / ℓ

14.000

4

BOD

mg / ℓ

8.000

5

CODcr

mg / ℓ

15.000

6

NH4-N

mg / ℓ

500

7

VFA

mg / ℓ

50

8

Asam Asetat

mg / ℓ

0

9

Asam Proponiat

mg / ℓ

0

10

n-Hex

mg / ℓ

4.300

11

C

%

34,3

12

H

%

4,68

13

N

%

3,53

Sumber: Yoshimassa, (2009)

Biogas tersusun atas beberapa unsur, unsur penyusun terbesar yaitu
metana (CH4) sebesar 70 % dan karbondioksida (CO2) sebesar 30 %. Unsur
metana dan karbondioksida memiliki karakteristik seperti pada Tabel 10.

Universitas Sumatera Utara

Tabel 10. Karakteristik Metana (CH4) dan Karbondioksida (CO2)
Karakteristik
Nilai Metana (CH4)
Nilai Karbondioksida (CO2)
Berat Molekul
16,043 g/mol
44,01 g/mol
o
Temperatur kritis
-82,7 C
31 o C
Tekanan kritis
45,96 bar
73,825 bar
Fasa padat:
Titik cair
-182,5 o C
Densitas padatan
1562 kg/m3
Panas Laten
58,68 kJ/kg
196,104 kJ/kg
Fasa padat:
Densitas cair
500 kg/m3
1032 kg/m3
-161,6 o C
-78,5o C
Titik Didih
510 kJ/kg
571,08 kJ/kg
Panas laten uap
Fasa gas:
Densitas gas
0,71 kg/m3
1,96 kg/m3
0,998
0,9942
Faktor kompresi
0,55
1,521
Spesifik graviti
3
1,48 m /kg
0,547 m3/kg
Spesifik volume
0,035 kJ/mol.K
0,037 kJ/mol.K
Cp
0,027 kJ/mol.K
0,028 kJ/mol.K
Cv
0,0001027 poise
0,0001372 poise
Viskositas
0,054 vol/vol
1,7613 vol/vol
Kelarutan
Sumber: Encyclopedia, (2009)

2.13. Manajemen Lingkungan
Kebijakan lingkungan adalah suatu hukum yang berorientasi terhadap
pembangunan berwawasan lingkungan, dimana hukum lingkungan adalah sistem
pendekatan terpadu atau utuh menyeluruh harus diterapkan oleh hukum agar
mampu mengatur lingkungan hidup manusia secara tepat dan baik (Muchtar
Kesumaatmaja.1977).
Pada saat pengembangan kelapa sawit hanya ratusan hektar per tahun tidak
ada pengaruh yang nyata terhadap lingkungan namun pada saat pengembangan

Universitas Sumatera Utara

sudah mencapai ratusan ribu hektar per tahun berpengaruh pada kualitas
lingkungan, terlebih-lebih tidak diterapkannya kultur teknis yang baik.
Berbagai usaha untuk mengurangi degradasi lingkungan pada perkebunan
kelapa sawit telah dilakukan, diantaranya adalah :
a. Mengurangi volume limbah
b. Menurunkan daya cemar limbah
c. Memanfaatkan limbah untuk memeproleh nilai tambah, misalnya daur ulang
biomassa di kebun.
Berbagai perangkat manajemen lingkungan untuk melindungi lingkungan
dan untuk mencapai industri kelapa sawit yang berkelanjutan telah dirintis seperti
diantaranya adalah AMDAL ekolabelling, cleaner production, Standar ISO 14000
dan audit lingkungan.

2.13.1. Industri Kelapa Sawit yang Berkelanjutan
Banyak definisi tentang pertanian berkelanjutan yang telah dikemukakan
namun salah satu definisi menyebutkan bahwa pertanian yang berkelanjutan
adalah yang produktif, kompetitif dan efisien, serta pada saat yang sama dapat
melindungi dan memperbaiki kondisi lingkungan alam dan masyarakat lokal.
Berdasarkan definisi tersebut, maka industri kelapa sawit yang berkelanjutan
paling tidak harus memenuhi tiga prinsip utama, yaitu:
1. Melindungi dan memperbaiki lingkungan alam (Environmental sound)
2. Layak secara ekonomi (Economically viable)
3. Diterima secara sosial (Socially accepted)

Universitas Sumatera Utara

Untuk mencapai hasil yang diharapkan maka ketiga prinsip tersebut harus
dilaksanakan secara terpadu. Sebagai contoh siklus tanam perkebunan kelapa
sawit minimum 25 tahun, dengan demikian maka kerangka berkelanjutan harus
berlangsung minimal 25 tahun.

2.14. Rancang Bangun Industrial Ecology (Industrial Metabolism)
Industrial Ecology is an emerging concepts for the promotion of
environmentally sound of manufacturing and composition. It aims to balance
indusatrial development with the sustainable use of natural resources (Van Barkel
et al 1997 in Development of an Industrial Ecology toolbox for the Introduction of
Industrial Ecology in Enterprice Journal Cleaner Production Vol.5 No 1-2 page
11-25 Eliver Science Ltd).
Pendorong “Industrial Ecology” di perusahaan adalah pendorong internal
dan eksternal. Pendorong Internal Bersifat Jangka Panjang adalah :
a. Komitmen manajemen untuk mempertimbangkan efek lingkungan yang
diakibatkan oleh produk dan proses produksi secara integral dari operasional
sistem produksi.
b. Keterlibatan karyawan di perusahaan.
c. Keterpihakan terhadap biaya.
d. Kesehatan dan keselamatan kerja.
Pendorong eksternal jangka pendek adalah :
a. Peraturan lingkungan (environmental legislation), ini diharuskan mematuhi
standar limbah cair, padat dan gas. Jadi, harus diawali dari pencegahan.

Universitas Sumatera Utara

b. Tekanan pasar.
c. Tekanan publik.
d. Pertanggungan produk (product liability) sehingga quality insurance dapat
memberikan kepercayaan yang dianut oleh metabolisme industri.
Dalam sistem dinamik elemen-elemen dari setiap subsistem dapat berupa
fenomena deterministik atau stochastik. Tapi adanya perlakuan dari sistem yang
perlu disiasati disebabkan faktor keraguan, ambiguitas dan serba abu-abu (samar),
maka perlu pendekatan fenomena fuzzy.

2.15. Pemodelan Sistem
Model adalah suatu representasi atau formalisasi dalam bahasa tertentu
dari suatu system nyata (realistis) (Bambang Sridadi. 2009). Pemodelan adalah
tahapan dalam membuat model dari suatu system nyata (realistis). Sedangkan
menurut Eriyatno(1989), pemodelan adalah terjemahan bebas dari istilah
modelling, yang dapat diartikan sebagai suatu perwakilan atau abstraksi dari
sebuah objek atau kondisi aktual. Tujuan dari studi model adalah menentukan
informasi yang dianggap penting untuk dikumpulkan, sehingga tidak ada model
yang unik. Suatu model dapat dikatakan baik apabila dapat mewakili berbagai
aspek penting dari realitas yang sedang dikaji serta memiliki atribut-atribut
fungsional yang penting (elemen dan fungsi utama) dari sistem yang sebenarnya.
Jenis-jenis model adalah sebagai berikut:

Universitas Sumatera Utara

1.

Model Skala
Model skala adalah model yang dibuat biasanya dengan memperkecil skala
dari aslinya. Misalnya: model model, model pesawat terbang untuk uji
terowongan angin (wind tunnel).

2.

Model Piktorial
Model Piktorial adalah model yang dibuat dengan menggambar rancangan
yang sebenarnya belum ada. Misalnya: desain gambar model baju, arsitek
menggambar rumah.

3.

Model Verbal
Model verbal adalah model yang penelasannya dengan kata-kata. Misalnya:
proses inflasi tergantung dari beberapa faktor ekonomi makro, dijelaskan
dengan kata-kata baru dibuat diagram skematis.

4.

Model Skematis
Model skematis adalah model yang melukiskan unsur-unsur sistem dalam
bentuk skema, petak-petak dan arus bang informasi. Model dapat berupa
diagram, seperti: diagram blok, DFD (Data Flow Diagram), CD (Context
diagram), Petri Net, Flowchart, PERT (Program Evaluation and Review
Technique). Model dalam bentuk skema statis, seperti: tabel, bagan, dan gantt
chart.

5.

Model Simbolik (matematika)
Model simbolik (matematika) adalah model dalam bentuk persamaan
matematika, seperti: persamaan diffrensial, persamaan aljabar, persamaan
logika, dan lain-lain.

Universitas Sumatera Utara

6.

Model Komputer
Model komputer adalah model dalam bentuk program computer yang ditulis
menggunakan bahasa computer tertentu, seperti : C, Pascal, Ada, dan lainlain.
Tahap pembuatan model mencakup hal, yaitu :

a.

Asumsi model

b.

Konsistensi internal struktur model

c.

Data input untuk pendugaan parameter

d.

Hubungan fungsional antar peubah kondisi aktual

e.

Membandingkan model dengan kondisi aktual
Pada tahap implementasi komputer, model abstrak diwujudkan pada

berbagai bentuk persamaan, diagram alir dan diagram blok. Pada tahap ini dipilih
program aplikasi komputer yang sesuai dengan kebutuhan. Eriyatno (1989)
mengemukakan bahwa dengan berkembangnya penggunaan komputer, penerapan
simulasi dengan sistem-sistem yang rumit lebih memungkinkan. Setelah program
komputer dibuat untuk model abstrak secara memadai, maka sampailah pada
tahap verifikasi bahwa model komputer ini mampu melakukan simulai dari model
abstrak yang dikaji. Pengujian ini berbeda dengan uji validasi model.
Validasi model adalah usaha menyimpulkan bahwa model yang dibuat
merupakan perwakilan yang sah dari realitas yang dikaji. Umumnya validasi
model dimulai dengan uji sederhana seperti tanda aljabar, tingkat kepangkatan
dari besaran, format respons (linear, eksponensial, logaritmik dan sebagainya),
arah perubahan peubah apabila input atau parameter diganti-ganti, nilai batas

Universitas Sumatera Utara

peubah sesuai dengan nilai batas parameter sistem. Setelah uji-uji ini dilakukan
maka selanjutnya adalah dipakai uji statistik untuk mengetahui kemampuan model
dalam mereproduksi perilaku terdahulu dari sistem. Uji statistik ini dapat
memakai perhitungan koefisien determinasi, pembuktian hipotesa melalui analisa
sidik ragam dan lain-lain. Pada permasalahn yang kompleks dan mendesak
disarankan proses validasi partial. Proses validasi partial ini dikenal sebagai
proses verifikasi.
Tujuan dari sensitivitas model adalah untuk menentukan peub