BAGIAN 4 Teknologi Pengolahan Limbah Cair Industri Makanan Dengan Bahan Baku Buah Dan Sayuran

BAGIAN 4 Teknologi Pengolahan Limbah Cair Industri Makanan Dengan Bahan Baku Buah Dan Sayuran

Oleh : Dr. Joko Prayitno Susanto, M.Sc, Ir. Wiharja, dan Ir. Sri Puji Ganefati, MS

Dr. Joko Prayitno Susanto, M.Sc, Ir. Wiharja, dan Ir. Sri Puji Ganefati, MS.

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Abstraksi

B

Buku panduan “Teknologi Pengolahan Limbah Cair Industri Makanan dengan Buah dan Sayuran” ini disusun sebagai acuan dalam menerapkan teknologi pengolahan limbah cair bagi industri industri pengolah makanan

yang berbahan baku hasil pertanian.

Dalam panduan ini diuraikan secara singkat masalah-masalah yang berkaitan dengan pengolahan limbah cair yang meliputi gambaran umum mengenai limbah cair, peralatan/teknologi pengolah limbah cair, contoh aplikasi unit pengolah limbah cair pada industri pengolahan makanan berbahan baku hasil pertanian. Sebagai acuan dalam membuat rancang bangun pengolahan limbah cair, dalam panduan ini diuraikan

kebutuhan informasi karakteristik

limbah cair dan kondisi lingkungan. Berdasarkan informasi ini, maka

dapat

dipilih dan di rancang jenis teknologi pengolahan limbah cair yang paling tepat. Penyusunan pedoman ini diharapkan bermanfaat bagi Pemerintah Daerah dalam menentukan kebijakan untuk industri makanan yang berbahan baku hasil pertanian yang ada di daerah, untuk

terciptanya pembangunan yang

berkelanjutan (Sustainable Development).

1.2. Latar Belakang Indonesia merupakan negara agraris, menghasilkan berbagai macam produk pertanian yang melimpah, sebagai bahan pangan yang dihasilkan secara periodik. Produk pertanian akan mengalami kerusakan segera setelah panen. Beberapa kerusakan yang terjadi sering disertai dengan pembentukan senyawa beracun, serta

267

Teknologi Pengolahan Limbah Industri Makanan Dengan Bahan Baku Buah dan Sayuran

kehilangan nilai gizi yang terdapat didalam bahan pangan dari hasil pertanian. Untuk cadangan pangan dari hasil pertanian perlu dilakukan upaya pencegahan terjadinya kerusakan.

Demikian halnya untuk produk pertanian yang berupa buah-buahan dan sayuran, akan segera mengalami kerusakan dalam waktu cepat. Pada suhu 70oF, daya simpan buah-buahan antara 1 – 7 hari, sedangkan sayuran antara 1 – 2 hari (Desrosier, 1988). Untuk mempertahankan nilai gizi buah-buahan dan sayuran, serta mencegah terjadinya kerusakan / pembusukan, perlu teknologi pengawetan yang tepat, sehingga selalu tersedia cadangan buah-buahan dan sayauran untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia.

Proses pengawetan buah dan sayuran dapat dilakukan dengan berbagai macam metode antara lain pendinginan/pembekuan, pengeringan, fermentasi dan pengasaman, serta pengalengan. Pada proses pengawetan menimbulkan hasil samping berupa limbah padat maupun cair yang harus dilakukan pengolahan agar tidak menjadi bahan pencemar bagi lingkungan.

Pengolahan limbah cair industri pengawetan buah dan sayuran dengan menggunakan teknologi yang disesuaikan dengan karakteristik limbah yang dihasilkan. Limbah cair industri pengolahan buah dan sayuran pada umumnya mengandung bahan organik yang tinggi, sehingga mengakibatkan kandungan BOD dan TSS tinggi pula. Bila tidak dilakukan pengolahan dan dibuang di perairan bebas, maka akan mengganggu ekosistem perairan.

Kualitas limbah cair industri pengolahan buah dan sayuran dipengaruhi pula oleh beberapa faktor antara lain jumlah air yang digunakan dalam proses produksi, jumlah bahan asing dari ladang / kebun dan bahan tambahan makanan (BTM), Cara pengupasan menggunakan kostik secara manual atau secara mekanik, besarnya buah atau sayuran hasil pemetongan yang terbuang, kondisi buah atau sayuran, serta proses produksi yang ada (EMDI-BAPEDAL, 1994).

268


Proses dihasilkannya limbah cair pada industri pengolahan buah dan sayuran berasal dari proses penyiapan dan proses pengolahan. Pada tahap persiapan, limbah cair berasal dari pencucian bahan dan pencusian kaleng. Sedangkan pada proses pengolahan berasal dari pengupasan, pendinginan dan penguapan.

1.3. Tujuan, Sasaran dan Manfaat Tujuan

dalam

penulisan

Teknologi

pengolahan

limbah

cair

industri

perkerkebunan buah dan sayur ini adalah menyusun pedoman dalam pengelolaan limbah cair pada industri pengolahan buah dan sayuran yang ada di daerah, sehingga dampak negatif limbah cair dapat diminimalkan untuk menjaga kelestarian lingkungan hidup. Peningkatan kualitas limbah cair ini ini pada era globalisasi juga sangat diperlukan untuk mempersiapkan produksi bersih.

Sasaran dari buku pedoman ini adalah agar dapat digunakan untuk semua jenis industri pengolahan buah dan sayuran yang ada di daerah, baik dalam sekala kecil (industri rumah tangga / tradisional), maupun dalam sekala besar. Sedangkan manfaat yang dapat diperoleh dapat diuraikan sebagai berikut:

1. Bagi Pemerintah Daerah Sebagai bahan masukan dalam menetukan kebijakan untuk industri pengolahan buah dan sayuran yang ada di daerah, sehingga pencemaran lingkungan dapat diminimalkan. 2. Bagi Pengusaha Sebagai pedoman dalam pembanguan instalasi pengelolaan limbah cair industri pengolahan buah dan sayuran. 3. Bagi masyarakat Hasil pengolahan limbah cair hasil sampingnya adalah berupa pupuk organik yang bermanfaat untuk tanaman, sehingga masyarakat mendapatkan manfaat dengan adanya industri tersebut.

269


BAB 2 LIMBAH CAIR INDUSTRI BUAH DAN SAYURAN 2.1. Proses Pengolahan Secara Umum

P

Pengolahan buah dan sayuran dilakukan secara periodik (musiman), sangat

tergantung pada musim buah dan sayur yang ada. Penjualan buah dan sayuran di pasaran biasanya hanya dilakukan dengan pencucian,

penyortiran, penghilangan tangkai, daun dan akar. Sebagian buah dan sayuran yang tidak terjual atau rusak biasanya hanya di buang sebagai limbah padat. Proses pengolahan buah dan sayuran bertujuan untuk persediaan bahan pangan dan meningkatkan variasi hasil olahan.

Beberapa jenis buah-buahan dan sayuran, serta produknya seperti irisan buah, saus, sari buah dan irisan buah yang dikalengkan/dibekukan, pada prinsipnya proses pengolahannya sama. Kegiatannya meliputi pencucian buah atau sayuran dari kebun, pemilahan sesuai dengan kualitasnya dan penyimpanan dalam kelembaban dan temperatur yang dikendalikan. Produk pengawetan buah dan sayuran antara lain berupa pengeringan, pembekuan,

penggorengan, pembuatan saus, pengalengan dan pembuatan sari

buah. Limbah cair industri pengolahan buah dan sayuran berasal dari proses pencucian bahan mentah dan pencucian bahan setelah dilakukan pengupasan/ pemotongan. Untuk lebih memperjelas alur proses pengolahan buah dan sayuran dan penghasilan limbah cair dapat dilihat pada gambar 2.1.

270

Gambar 2.1. Bagan Peoses Pengolahan Buah dan Sayuran


271


2.2. Sumber Limbah Cair Limbah Cair dari proses pengolahan buah dan sayuran mempunyai kadar bahan organik yang tinggi, sehingga mudah terurai oleh mikroorganisme (secara biologis) dalam bentuk terlarut maupun tersuspensi. Menurut EMDI-BAPEDAL (1994), sumber limbah cair industri pengolahan buah dan sayuran berasal dari :

a. Pencucian buah dan sayuran yang berasal dari ladang / kebun, kegiatan ini dilakukan sebelum buah atau sayuran dilakukan penyimpanan dan dipilah sesuai dengan kwalitasnya. b. Air pendingin dan pengaliran uap. c. Saluran drainase air d. Pencucian produk sebelum proses pengeringan, pembekuan dan pengemasan. Pencucian dilakukan pada sebagian jenis buah dan sayuran setelah dilakukan pengupasan. e. Pecucian peralatan, seperti filter / saringan, sentrifugal, dan alat-alat lainnya. f.

Pengupasan dengan larutan kostik.

g. Pencucian botol atau kaleng sebelum digunakan untuk proses pengemasan.

2.3. Karakteristik Limbah Cair Limbah cair pengolahan buah-buahan meliputi : sitrun, apel, pear, nanas, persik labu, pepaya dan melon, serta sayuran meliputi : terong, kacang wortel, jagung, jamur, kentang, tomat dan bayam, mempunyai karakteristik kadar bahan organik yang tinggi, sehingga dapat dengan cepat diurai oleh bakteri menjadi bahan yang terlarut maupun dan tersuspensi. Kadar dan volume rata-rata limbah cair dapat dilihat pada tabel 2.1.

272


Tabel 2.1. Kadar dan Debit Limbah Cair Industri Pengolahan Buah dan Sayuran

No 1

Pengolahan

Debit (m3/ton)

BOD (kg/ton)

TSS (kg/ton)

12,0 – 30,0

4,8 – 25,0

1,8 – 34,0

18,3

14,4

8,1

8,0 – 44,0

3,5 – 46,0

3,1 – 64,0

22,1

18,2

17,0

Buah-buahan a. Kisaran b. Rata-rata

2

Sayuran a. Kisaran b. Rata-rata

Sumber : EMDI-BAPEDAL, 1994.

273


BAB 3 TEKNOLOGI PENGELOLAAN LIMBAH CAIR INDUSTRI PENGOLAHAN BUAH DAN SAYURAN 3.1. Teknologi Pengelolaan Limbah Cair

T

ujuan utama pengelolaan limbah cair industri pengolahan buah dan sayuran adalah untuk mengurangi kadar BOD, TSS dan membunuh kuman penyakit / organisme patogen dalam limbah cair. Kegiatan yang dapat dilakukan dalam

pengolahan limbah cair antara lain sebagai berikut (Depkes RI, 1992) :

Penyaringan, bertujuan untuk menangkap / menghilangkan bahan padat yang ada pada limbah cair. Penangkap pasir, bertujuan untuk menghilangkan pasir dan koral yang terbawa oleh limbah cair. Penangkap lemak, bertujuan untuk memisahkan benda-benda terapung / lemak dari limbah cair. Equalisasi, bertujuan untuk melunakan limbah cair, agar lebih mudah dalam pengelolaan selanjutnya. Netralisasi, bertujuan untuk menetralkan limbah cair yang bersifat asam atau basa. Pengendapan / pengapungan, bertujuan untuk mengghilangkan benda-benda yang tercampur dalam air limbah, Reaktor lumpur aktif, bertujuan untuk menghilangkan bahan organik. Nitrififaki dan denitrifikasi, bertujuan untuk menghilangkan lemak secara biologi. Saringan pasir, bertujuan untuk menghilangkan partikel padat yang lebih kecil. Desinfeksi, bertujuan untuk menghilangkan mikroorganisme yang ada dalam limbah cair.

274


Pengolahan limbah cair pada prisipnya dapat dikelompokkan menjadi 6 (enam) fase atau tahapan, disesuaikan dengan karakteristik limbah cair yang akan dilakukan pengelolaan. Setiap fase / tahapan terdapat beberapa jenis pengolahan, yang dapat dipilih salah satu, yang diperkiorakan memberikan manfaat yang terbaik. Fase / tahapan pengelolaan limbah cair dapat dijabarkan sebagai berikut :

3.2. Proses Pengolahan Limbah Cair 3.2.1. Pengolahan Pendahuluan (Pre Treatement) Dilaksanakan sebelum proses pengolahan, dengan kegiatan pembersihanpembersihan yang bertujuan untuk mempercepat dan memperlancar kegiatan selanjutnya. Kegiatan-kegiatan tersebut dapat berupa:

a. Pengambilan benda-benda terapung

Dilakukan dengan jalan limbah cair dilewatkan para-para atau saringan kasar atau menggunakan alat pencacah (comminutor) untuk memotong zat padat yang ada dalam limbah cair.

b. Pengambilan benda mengendap (pasir) Bak penangkap pasir dibuat secara horizontal dengan kecepatan aliran berkisar 0,3 m/det, pasir yang dapat diendapkan berdiameter antara 0,15 – 0,21 mm. Pengambilan pasir pada bak penangkap pasir dilakukan dengan penyedotan menggunakan alat penyedot pasir (grit dragger).

275


3.2.2. Pengolahan Pertama (Primary Treatement) Pengolahan primer bertujuan untuk menghilangkan bahan padat tersuspensi dengan cara pengendapan atau pengapungan. Sedimentasi merupakan cara pengolahan primer yang banyak digunakan, partikel-partikel bahan tersuspensi dalam bak ini diberi kesempatan untuk mengendap ke dasar tangki dalam kondisi tenang, dengan jalan pengaturan waktu tinggal limbah cair dalam bak pengendapan (sedimentasi).

3.2.3. Pengolahan Tingkat Kedua (Secondary Treatement) Fase ini merupakan proses biologis yang berfungsi untuk menghilangkan bahan organik di dalam limbah cair melalui oksidasi biokhemis. Metode yang sering digunakan pada fase ini adalah lumpur aktif (Activated sludge) dan “Trickling Filter.” Skema pengolahan menggunakan lumpur aktif dapat dilihat pada gambar 3.1. Solids

Grit

Primary Sludge

Waste water Bar racs

Chlorine Contacto r

Clarified Effluen

Grit chamber

Thikener

sedimentasi

Activated sludge reactor

Waste

Recycle

Sludge

Sludge

Gambar 3.1. Skema Proses Kerja Pengolahan Activated Sludge

276


3.2.4. Pengolahan Tingkat Ketiga (Tertiry Treatement) Pengolahan tingkat ini biasanya diperlukan untuk menghilangkan kontaminan tertentu agar limbah cair dapat digunakan kembali. Limbah cair yang keluar dari pengolahan tahap ketiga (Effluen) sebelum dibuang ke tanah atau badan air dilakukan

pengolahan

dengan

chlorine

atau

ozon

untuk

menghancurkan

mikroorganisme phatogen. Beberapa metode pengolahan tertier adalah :

a. Penghilangan senyawa fosfor dengan koagulasi menggunakan bahan kimia, seperti tawas dan kapor. b. Penghilangan senyawa-senyawa nitrogen menggunakan “Amonia Stripping” dengan udara atau “Nitrifikasi-denitrifikasi” dalam reaktor biologi. c. Penghilangan sisa bahan organik dan senyawa-senyawa yang menimbulkan warna menggunakan absorben “Activated carbon.” d. Menghilangkan bahan padat terlarut menggunakan “Membrane Proces.”

3.2.5. Pengolahan Fisika Kimiawi Pada fase ini merupakan alternatif lain dari proses biologis, proses yang utama adalah : koagulasi kimiawi, adsorbsi dengn karbon dan penyaringan (Filtrasi). Pengendapan bahan padat dan fosfat yang tersuspensi bersama-sama pada saluran sedimentasi setelah ditambahkab bahan kimia sepeerti : alumunium, ferri chlorida atau kapur.

Carbon pada fase ini memerankan 2 fungsi yaitu adsorbsi bahan organik terlarut dan filtrasi bahan padat. Pengolahan Fisico Kimiawi biasanya digunakan untuk limbah cair yang mengandung senyawa-senyawa toksis atau senyawasenyawa non biodegradeble yang tidak dapat diatasi dengan proses biologi. Untuk memperjelas proses kerja fisik kimiawi dapat dilihat pada gambar 3.2.

277


Waste Watter

Bar racks

Chemicals

Floculation + Sedimentation

Packed-bed Filtration

Sludge

Carbon Adsorbtion

Carbon Regeneratin

Chlorination

Treated Effuent

Gambar 3.2. Skema Proses Kerja Pengolahan Fisika Kimiawi

3.2.6. Pembuangan Lumpur (Sludge Disposal) Proses pengolahan limbah cair industri menghasilkan lumpur dari bahan padat tersuspensi dalam effluen, biomass yang dihasilkan pada proses biologis dan presipitat yang dihasilkan dari penggunaan bahan kimia.. Beberapa cara penangan lumpur bertujuan untuk mengurangi volume, menurunkan mikroorganisme phatogen, menurunkan kandungan air, membentuk lempengan lumpur lembab, membentuk lempengan lumpur kering, mengurangi bau dan penggunaan / pembuangan lumpur padat untuk penutupan lahan.

278


Penanganan lumpur dengan atau pemanasan akan mempercepat proses pengurangan kadar air. Proses kerja dalam pembuangan lumpur dapat dilihat pada gambar 3.3. Chemical

Waste Sludge

Gravity Thickener

Anaerobic Digester

Vacuum Filtration

Landfill or Inceneratio

Gambar 3.3. Skema Proses Kerja Pembuangan Lumpur

3.3. Teknologi Pengolahan Limbah Cair Industri Buah dan Sayuran Pengolahan limbah cair industri pada umumnya terdiri dari pengolahan fisik dan pengolahan biologi, demikian pula untuk industri pengolahan buah dan sayuran. Limbah cair yang dihasilkan dengan kadar bahan organik yang tinggi, tidak banyak mengandung bahan kimia, serta mudah diolah dengan cara biologi. Pengolahan limbah cair yang dapat dilakukan :

a. Secara fisik : penyaringan dan penangkapan lemak b. Secara fisika kimiawi : ekualisasi dan netralisasi (bila pencucian menggunakan larutan kostik) c. Secara biologik : biofilter anaerobik, sedimentasi, Aerasi dan Filtrasi.

3.3.1. Pengolahan Limbah Cair Dengan Penyaringan dan Penangkapan Lemak Pengolahan awal ini dilakukan untuk menyaring dan mengambil benda terapung (lemak / minyak) yang terbawa oleh limbah cair. Bahan-bahan kasar yang terbawa pada limbah cair seperti : biji-bijian, batang, daun, potongan buah / sauran 279


yang terbuang, serta pasir / tanah. Lemak yang terdapat pada limbah cair industri pengolahan buah dan sayuran berasal dari proses penggorengan, seperti pengawetan kentang dan pengalengan terong.

Pengambilan bahan-bahan bahan-bahan kasar dan lemak bertujuan untuk mencegah terjadinya kerusakan alat pengolah limbah lainnya akibat pengkikisan dan penyumbatan saluran, serta untuk mengurangi frekwesi pembersihan pada tangki pencerna. Pengambilan pasir (bahan terendap) dilakukan dengan menggunakan pompa sentrifugal.

Bak penangkap pasir dibuat dengan mengatur kecepatan aliran limbah cair (antara 0,3 m/detik). Panjang bak dipengaruhi oleh kedalaman dan kecepatan aliran, sedangkan lebar ditentukan oleh rata-rata aliran dan banyaknya bak yang dibuat.

Penyaringan benda kasar (sampah) yang terbawa dalam limbah cair melalui trali besi menggunakan pembersih secara mekanik dengan demensi :

B =

Q --------VxD

--

b +s ---------s

Dimana : B : lebar saluran segi empat (m) Q : Debit aliran maksimum (m3/det) V : Kecepatan aliran (m/det) D : Kedalaman air maksimum (m) s : Spacing trali (mm) b : Tebal trali (mm)

Benda endapan kasar (pasir) diendapkan pada bangunan kolam kricak (Grit chamber). Bangunan berbentuk kerucut, dengan bangunan bawah berbentuk persegi untuk pengendapan pasir/kricak.

280


3.3.2. Pengolahan Limbah Cair Dengan Equalisasi Dan Netralisasi Pembangunan bak equalisasi bertujuan untuk pengaturan debit limbah cair, agar limbah cair menjadi homogen/kondisi limbah menjadi stabil, sedangkan netralisasi berfungsi mengatur derajat keasaman (pH) limbah dengan menambahan bahan kimia tertentu agar menjadi netral. Proses penetralan diperlukan berkaitan dengan kehidupan mikroorganisme pengurai dalam limbah cair pada pengolahan secara biologi.

Mikroorganisme aerobik akan hidup dan berkembang secara obtimal pada pH netral (pH = 6,5 – 9) . Pada pH netral mikroorganisme aerobik akan mengalami aktifitas yang tinggi, keadaan ini akan mempercepat proses pengolahan limbah cair secara biologis. Industri pengolahan buah dan sayuran dalam proses pengupasan bahan mentah sebagian menggunakan bahan kostik yang bersifat basa, sehingga diperlukan bahan kimia yang bersifat asam (HCl) untuk proses penetralan.

3.3.3. Pengolahan Limbah Cair Dengan Biofilter Anaerobik Pengolahan limbah cair secara biofilter anaerobik merupakan proses pengolahan secara biologi, dengan bantuan mikroorganisme anaerobik. Berupa bangunan/bak tertutup yang berisi lumpur aktif (Activated Sludge) dan biofilter, dengan proses secara anaerobik. Pembuatan lumpur aktif antara lain dengan mencampur mencampur tinja dari septic tank dan air limbah dengan perbandingan 1 : 3, diproses selama 7 hari. Pembuatan biofilter dengan cara memotong pipa PVC diameter 1 inc, panjang 50 cm dengan permukaan dibuat kasar dan dilubangi dengan gergaji, panjang lubang 0,5 diameter pipa dan jarak antara lubang sebear 5 cm, pelubangan secara bolak balik (Santjoko, 2000).

Pebuatan biofilter dapat juga menggunakan bekas botol air mineral yang berlubang-lubang, potongan pipa PVC diameter 1 inc dipotong-potong dengan panjang 5 – 10 cm dengan permukaan dibuat kasar, diaktifkan dengan mengalirkan limbah cair ke dalam bak dan dioksidasi dengan aerasi selama minimal 7 hari.

281


Pengolahan limbah cair industri buah dan sayuran menggunakan biofiolter ini bertujuan untuk mendegradari bahan organik oleh bakteri anaerobik, sehingga kualitas limbah cair ditingkatkan dengan perameter terjadinya penurunan BOD dan TSS yang terdapat pada limbah cair setelah diolah dalam bak biofilter. Penurunan BOD terjadi akibat penurunan bahan organik yang ada. Bahan organik di dalam bak biofilter diurai oleh bakteri anaerobik gas-gas dan senyawa-senyawa lain yang lebih sederhana. Penurunan TSS pada proses pengolahan limbah cair menggunakan biofilter akibat terjadinya proses pengendapan dalam bak biofilter.

3.3.4. Pengolahan Limbah Cair Dengan Sedimentasi Proses pengolahan limbah secara sedimentasi bertujuan untuk memberi kesempatan partikel-partikel bahan padat untuk mengendap dalam kondisi yang tenang. Kualitas limbah cair dapat ditingkatkan yaitu turunnya bahan organik dan bahan lain yang berbentuk padat. Penurunan bahan organik dalam limbah cair dapat dilihat dengan penurunan parameter BOD dan TSS.

Pengurangan bahan padat pada proses sedimentasi berkaitan dengan keperluan oksigen pada proses biologi berikutnya, dan mengurangi pula beban pengolahan pada proses selanjutnya. Pada proses pengendapan juga terjadi proses peruraian oleh bakteri. Operasional pengolahan pada bak sedimentasi secara sederhana dan tidak memerlukan peralatan mekanik.

3.3.5. Pengolahan Limbah Cair Dengan Aerasi Proses menambahkan

pengolahan oksigen

limbah

kedalam

cair limbah.

dengan Adanya

aerasi

bertujuan

oksigen

yang

untuk cukup,

mengakibatkan bakteri dapat tumbuh dan berkembang biak dengan baik, sehingga proses peruraian bahan organik dalam limbah akan berjalan dengan cepat. Kecukupan oksigen akan memperkepat peningkatan kualitas limbah cair.

282


Metode yang digunakan dalam proses aerasi antara lain : meniupkan udara ke dalam tangki/bak penampung limbah cair dengan menggunakan aerator, menjatuhkan air limbah dari atas secara bertingkat/trap dan mengalirkan air limbah melalui parit yang panjang. Pada proses ini memerlukan biaya yang tinggi, terutama bila aerasi menggunakan aerator mekanik, baik untuk keperluan penyediaan fasilitas maupun untuk operasional.

3.3.6. Pengolahan Limbah Cair Dengan Filtrasi Filtrasi atau penyaringan merupakan proses lewatnya limbah cair pada media seperti pasir, ijuk atau koral, yang bertujuan untuk menghilangkan zat padat tersuspensi atau koloidal yang ada pada limbah cair. Saringan biasanya terdiri dari granular (butiran) yang lebih kasar dan susunannya lebih dalam. Saringan yang baik menggunakan 2 atau 3 macam bahan yang berbeda dengan ukuran yang berbeda pula, misalnya : arang, pasir ijuk, dengan susunan bahan semakin kebawah semakin halus ukurannya. Pemilihan bahan saringan disesuaikan dengan karakteristik limbah cair yang akan disaring.

Pemakaian saringan mempunyai batas waktu pemakaian, hal ini dipengaruhi oleh efisiensi proses pengolahan sebelumnya dan jenis bahan yang digunakan. Semakin efisien proses pengolahan sebelumnya dan semakin baik kualitas bahan penyaring, maka semakin lama pula waktu pemakaiannya. Penyaringan juga berfungsi untuk memperlancar proses pengolahan selanjutnya, terutama gangguan proses dekomposisi oleh bakteri pengurai.

283


3.4. Pengolahan Limbah Cair Industri Buah dan Sayuran Pada pengendalian limbah cair industri pengolahan buah dan sayuran parameter utamanya adalah pH, BOD dan TSS, tetapi pada beberapa produk menghasilkan bahan pencemar lainnya berupa minyak dan lemak, nitrogen dan phospor. Pengolahan yang efektif dalam pengendalian parameter BOD dan TSS adalah pengolahan secara biologis. Imbah cair industri pengolahan buah dengan kadar BOD = 4,8 kg/ton (BML BOD = 1,2) dan TSS = 1,8 (BML TSS = 0,84), untuk industri pengolahan sayuran dengan kadar BOD = 3,5 kg/ton (BML BOD = 0,72 kg/ton) dan TSS = 17,0 (BML TSS = 0,54). Dibanding dengan baku mutu lingkungan untuk industri pengolahan buah dan sayuran untuk parameter BOD dan TSS masih melampaui BML, sehingga limbah cair perlu dilakukan pengolahan. Pengolahan terutama diperuntukkan penurunan kadar BOD dan TSS. Dengan adanya penurunan paramater BOD dan TSS, maka akan terjadi pula penurunan bahan pencemar lain seperti COD dan Amoniak. Teknologi Pengolahan Limbah Cair Industri Pengolahan Buah dan sayuran dengan Sistem Biofilter Anaerobik, Aerasi, Sedimentasi dan Filtrasi sangat memungkinkan.

Hasil penelitian Santjoko (2000) dan

Mantariputra (1998),

menyatakan bahwa teknologi ini berhasil dengan baik dalam menurunkan BOD dan TSS dalam mengolah limbah cair industri tepung tapioka dan industri tahu. Karakteristik limbah cair industri tapioka dan industri tahu, bila dibanding dengan karakteristik limbah cair industri pengolahan buah dan sayuran sama-sama memiliki parameter pencemaran BOD dan TSS tinggi. Industri pengolahan buah dan sayuran, dibandingkan dengan industri tepung tapioka dan industri tahu mempunyai kesamaan yaitu pengolahan bahan organik, sehingga limbah cair yang dihasilkan mengandung paremeter utama BOD dan TSS yang tinggi. Adanya karakteristik limbah cair yang sama, maka teknologi pengolahan limbah cair pada industri tepung tapioka dan industri tahu dapat diterapkan pada pengolahan

limbah

cair

industri

pengolahan

buah

dan

sayuran.

Prinsip

pengolahannya adalah peruraian bahan organik oleh mikro organisme secara anaerobik dan aerobik atau proses secara biologis. 284


Proses pengolahan dilakukan melalui 2 tahap yaitu tahap pre treatement dan tahap treatement. Pada tahap pre treatement dilakukan kegiatan penyaringan bahan kasar dan penangkapan lemak. Setelah melalui bak penyaringan kasar dan bak penangkap lemak, limbah cair masuk pada tahap treatement, melalui bak-bak pengolah (1) ekualisasi dan netralisasi dengan penambahan HCl, dengan tujuan untuk membuat limbah cair dalam keadaan stabil/homogen serta pH menjadi netral; (2) Biofilter anaerobik, pada bangunan ini dibuat secara tertutup yang bertujuan untuk proses peruraian bahan organik oleh bakteri anaerobik; (3) Aerasi berfungsi untuk menambah oksigen pada air limbah, agar bakteri aerobik dapat bekerja melakukan peruraian bahan organik yang masih ada dalam limbah cair; (4) Sedimentasi berfungsi untuk mengendapkan lumpur yang terbentuk dari proses sebelumnya dan proses peruraian bahan organik yang tersisa oleh mikroorganisme dan (5) Filtrasi berfungsi untuk menyaring padatan bahan yang tersisa.

Teknologi pengolahan limbah cair industri pengolahan buah dan sayuran dengan sistem Biofilter anaerobik, aerasi, sedimentasi dan filtrasi, dapat dipastikan secara efektif menurunkan BOD dan TSS pada limbah cair. Di dalam limbah cair industri pengolahan buah dan sayuran tidak menggunakan bahan kimia yang bersifat toksik, sehingga limbah cair yang ditimbulkan juga tidak memerlukan pengolahan secara fisiko kimia, cukup menggunakan sistem pengolahan secara biologi.

285


BAB 4 RANCANG BANGUN UNIT PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI PENGOLAHAN BUAH DAN SAYURAN 4.1. Langkah-Langkah Pembuatan IPAL

4.1.1. Survai Lapangan Penentuan teknologi pengelolaan limbah cair industri pengolahan buah dan sayuran di suatu daerah pelu dilakukan survei lapangan untuk mendapatkan data mengenai jumlah industri yang ada, jenis (karakteristik) limbah cair yang dihasilkan di tiap-tiap industri, debit limbah cair masing-masing industri dan rata-rata volume limbah cair yang dihasilkan per hari pada masing-masing industri. Data tersebut akan digunakan dalam perencanaan pembangunan Instalasi Pengalolaan Air Limbah (IPAL).

Data lain yang perlu didapatkan yaitu data mengenai letak geografi, jenis tanah, kedalaman air tanah, jarak dengan sungai / danau, jarak dengan pemukiman penduduk dan data mengenai karakteristik penduduk di sekitar industri. Data tersebut digunakan untuk menentukan lokasi pembangunan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). Lokasi pembanguan IPAL sangat menentukan keberhasilan program pengendalian dampak pencemaran lingkungan.

286


INFORMASI LINGKUNGAN

PENGGUNAAN

PERETURAN PEMBUANGAN LIMBAH CAIR

KONDISI LINGKUNGAN

LAHAN

LOKASI BADAN AIR PENERIMA

TATALETAK KOMPONEN

STANDAR KUALITAS AIR

LAHAN

KETERSEDIAAN

BENTUK BADAN AIR PENERIMA

STANDAR KUALITAS AIR BADAN PENERIMA

KAPASITAS BADAN AIR PENERIMA

ACUAN DISAIN KUALITAS LIMBAH CAIR

LAHAN

LUAS LAHAN YANG TERSEDIA

ANALISIS KONDISI LINGKUNGAN

Gambar : 4.1. Skema Kondisi Lingkungan

287


INFORMASI LIMBAH CAIR YANG DIBUTUHKAN

PEMERIKSAAN KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR - FISIK - KIMIA - BIOLOGI

HASIL PEMERIKSAAN

SUMBER LIMBAH

PEMERIKSAAKUA NTITAS LIMBAH CAIR (DEBIT LIMBAH)

KARAKTERISTIK SUMBER

HASIL PEMERIKSAAKUA NTITAS LIMBAH CAIR

KAREKTERISTIK PENGGUNAAN AIR BERSIH

ANALISA HASIL PEMERIKSAAN KUANTITAS LIMBAH CAIR

KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR

ANALISA HASIL PEMERIKSAAN KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR

KUALITAS

KUANTITAS LIMBAH CAIR

LIMBAH CAIR

INFORMASI KUALITAS DAN KUANTITAS LIMBAH

Gambar : 4.2. Skema Penentuan Karakteristik Limbah

288


4.1.2. Penentuan Lokasi Dalam penentuan lokasi pembangunan IPAL di industri pengolahan buah dan sayur harus memperhatikan segi kesehatan lingkungan, bila limbah cair setelah dilakukan treatement kemudian dibuang ke sungai, maka jarak dengan sungai minimal 100 meter dan apabila akan dresapkan ke dalam tanah, maka kedalaman air tanah 3 meter, juga perlu dilihat jenis tanah apakah tanah liat ataukah tanah berpasir. Apa bila jenis tanahnya berpasir, maka kedalaman air tanah harus lebih dari 3 meter. Janis tanah berpasir akan mempercepat perjalanan limbah cair ke dalam tanah. Keadaan ini berhubungan dengan perjalanan pencemar kimia dan mikrobiologi secara horizontal dan vertikal.

Perjalanan pencemar kimia dan mikrobiologi. Secara horizontal dalam jarak 95 meter dan secara vertikal pada jarak 3 meter, bahan kimia dan mikrobiologi sudah tidak berbahaya bagi lingkungan. Disamping itu lokasi IPAL diupayakan jauh dari pemukiman penduduk untuk mencegah timbulnya permasalahan sosial di kemudian hari. Permasalahan sosial yang terjadi timbul bila masyarakat merasakan dampak negatif dari limbah cair yang dihasilkan oleh industri, terutama mengenai bau dan dampak pada kesehatan masyarakat.

4.1.3. Rancang Bangun Pembangunan IPAL dirancang untuk mengelola seluruh limbah cair yang dikeluarakan oleh industri pengolahan buah dan sayuran agar kualitas limbah dapat ditingkatkan, sehingga bila dibuang tidak mencemari lingkungan. Rancangan IPAL meliputi : daya tampung limbah cair, debit limbah dan waktu tinggal limbah.

Mengingat bahaya limbah cair dari industri pengolahan buah dan sayuran terhadap lingkungan, maka konstruksi IPAL harus dibuat dengan kekuatan yang baik, serta mempunyai jangka waktu penggunaan yang lama. Perhitungan konstruksi harus dikonsultasikan dengan ahli bangunan untuk mendapatkan hasil yang maksimal.

289


Rancangan konstruksi dibuat berdasarkan debit limbah cair dan waktu tinggal limbah cair dalam IPAL. Menurut EMDI-BAPEDAL (1994), bahwa untuk industri pengolahan sayuran debit limbah cair maksimum 15 meter kubik tiap 1 ton bahan baku, industri pengolahan nenas debit maksimum 18 meter kubik tiap 1 ton bahan baku, dan industri pengolahan jenis buah lainnya debit maksimum 12 meter kubit tiap 1 ton bahan baku.

4.2. Prosedur Pemilihan Teknologi

Kesesuaian antara teknologi pengolahan limbah dengan karakteristik limbah merupakan faktor utama yang perlu diperhatikan pada pemilihan teknologi pengolahan limbah yang akan digunakan. Pemilihan teknologi pengolahan limbah cair didasarkan pada :

a. Keandalan Kerja Peralatan

Pemilihan teknologi terutama didasarkan pada Keandalan kerja peralatan dan sistem secara keseluruhan , efisiensi dan alternatif penanganan apabila terjadi masalah saat dioperasikan. Selain itu penentuan sistim transportasi / pemindahan limbah cair perlu di tentukan berdasarkan geografi dan tataletak.

b. Murah

Teknologi pengolahan limbah terpilih hendaknya murah baik dari biaya investasi maupun biaya operasi dan pemeliharaannya.

290


PEMILIHAN TEKNOLOGI PENGOLAHAN LIMBAH CAIR

DATA LIMBAH CAIR

KUALITAS LIMBAH CAIR KUANTITAS LIMBAH CAIR

PILIHAN SISTIM PENYALURAN LIMBAH

ASPEK TEKNIS

PROSEDUR PEMILIHAN

KARAKTERISTIK DAN DEBIT LIMBAH CAIR

PILIHAN TEKNOLOGI PENGOLAHAN LIMBAH CAIR

ASPEK NON TEKNIS

KEANDALAN SISTEM : - PENGOLAHAN - PENYALURAN - OPERASIONAL - FLEKSIBEL

SISTEM PENGOLAHAN LIMBAH CAIR TERPILIH

KETERSEDIAAN LAHAN KETERSEDIAAN BIAYA

Gambar 4.3. Skema Pemilihan Teknologi Pengolahan Limbah Cair

291


4.3. Contoh Perancangan IPAL Pengolahan Buah dan Sayuran Jika dilihat dari tabel 2.1 karakteristik dari limbah cair industri Pengolahan Buah dan Sayuran mempunyai kadar BOD rata-rata untuk buah-buahan 14,4 kg/ton, untuk sayuran rata-rata 18,2 kg/ton. Dari data tersebut perkiraan COD adalah 2.000 ppm , sebelum dibuang ke sungai limbah tersebut harus diturunkan dulu COD nya menjadi 200 ppm atau disesuaikan dengan ambang batas. Untuk menurunkan COD tersebut dibutuhkan peralatan pengolahan sebagai berikut:

a. Penyaringan Penyaringan ini dibutuhkan untuk memisahkan padatan yang terbawa oleh limbah cair, penyaringan ini dipasang sesuai dengan kebutuhan misalnya saringan kasar, sedang dan halus. b. Bak / Tangki Ekualisasi Tangki ekualisasi ini berfungsi untuk menampung limbah yang keluar sebelum diolah sehingga kualitas limbah menjadi homogen. Besarnya bak / tangki ekualisasi ini diperlirakan sama dengan junlah limbah cair yang dihasilkan tiap hari. c. Trikling Filter Trikling Filter merupakan peralatan proses biologi aerob dan anaerob yang biasa digunakan untuk mengolah limbah dengan COD sampai dengan 4000 ppm. Trikling Filter banyak digunakan karena konstruksinya sederhana, dan biaya operasinya relatif murah. Efisiensi Trikling Filter bisa mencapai 80 %. d. Aerasi Bak aerasi ini di perlukan selain untuk menambah oksigen kedalam limbah yang sudah diolah juga untuk memberi kesempatan pada partikelyang ada pada limbah olahan tersebut untuk mengendap yang juga akan berfungsi untuk menurunkan COD. e. Instalasi dan Pompa Instalasi dan pompa merupakan peralatan penunjang biasanya dibutuhkan untuk memindahkan limbah sebelum dan sesudah diolah.

292


Gambar 4.4. Skema Peralatan Pengolah Limbah Cair Industri Pengolahan Buah Dan Sayuran

Gambar 4.5. Contoh Unit Pengolahan Limbah Dengan Trikling Filter Tepat Guna Dengan Menggunakan Bambu Sebagai Media (model ini telah dioperasikan untuk mengolah limbah pabrik alkohol di Palimanan Jawa Barat)

293


Gambar 4.6. Detail Anyaman Bambu Yang Disusun Sebagai Media Pada Trikling Filter

Gambar 4.7. Pabrik Alkohol dan Spiritus Palimanan – Cirebon – Jawa Barat Telah Memanfaatkan Limbahnya Menjadi Energi Melalui Pengolahan

294


BAB V PENUTUP

D

alam rangka mendukung program pembangunan yang berkesinambungan (sustainable Development), pencegahan dan pengendalian dampak lingkungan menjadi salah satu hal yang harus mendapat perhatian kita

bersama.

Untuk mendukung program pembanguna ini tersebut, telah banyak teknologi yang dikembangkan sebagai upaya pencegahan terjadinya pencemaran lingkungan melalui pengolahan limbah, yang dikenal sebagai metoda end of pipe. Namun demikian, metode end of pipe dipandang tidak dapat menyelesaikan permasalahan lingkungan. Pencemaran dan kerusakan tetap terjadi dan cenderung meningkat.

Atas dasar kenyataan ini, maka saat ini telah dikembangkan konsep Produksi Bersih, yang merupakan suatu strategi pengelolaan lingkungan yang preventif dan diterapkan secara terus menerus pada proses produksi, daur hidup produk dan jasa untuk meningkatkan eko-efisiensi dengan tujuan mengurangi resiko terhadap manusia dan lingkungan.

Dengan memperhatikan hal-hal di atas, maka penyusunan buku “Panduan Teknologi Pengolahan Limbah Cair Industri Makanan Dengan bahan Baku Buah dan Sayutran” ini disusun sebagai upaya jangka pendek untuk mengelola limbah. Diharapkan di masa mendatang, pelaku industri-industri lebih menekankan pada penerapan prinsip-prinsip produksi bersih didalam upaya pengelolaan lingkungan.

295


DAFTAR PUSTAKA 1.

Desrosier, Norman W, 1992, Teknologi Pengawatan Pangan, UI Press, Jakarta

2.

Djabu Udin, dkk, Pedoman Bidang Studi Pembuangan Tinja dan Air Limbah Padat institusi Pendidikan Sanitasi dan Kesehatan Lingkungan, Pusdiknakes Depkes, Jakarta

3.

EMDI Bapedal, 1994, Limbah Cair Berbagai Industri di Indonesia, Sumber, Pengendalian dan Baku Mutu, Bapedal, Jakarta

4.

Mahida UN, 1986, Pencemaran Air dan Pemanfaatan Limbah Industri, CV. Rajawali Jakarta

5.

Rahman, Ansori, 1992, Teknologi Fermentasi Sayuran dan Buah-buahan, Dikdikbud-PAU Pangan dan Giji IPB, Bogor

6.

Santjoko, H, 2000, Pengolahan Limbah Cair Industri Tapioka dan Tahu dengan sistem Biofilter Anaerobik, Aerasi, Sedimentasi, dan Filtrasi untuk mengurangi Pencemaran dan Pembuatan Biogas, Riset Pembina Tenaga Kesehatan, Pusdiknakes Depkes, Yogyakarta

296

BAGIAN 4 Teknologi Pengolahan Limbah Cair Industri Makanan Dengan Bahan Baku Buah Dan Sayuran

Recommend Documents