LAPORAN PRAKTEK KERJA LAPANGAN
ANALISA PENGOLAHAN LIMBAH LATEKS MENJADI BIOGAS DI PT. PERKEBUNAN NUSANTARA IX (PERSERO) KERJOARUM KARANGANYAR JAWA TENGAH
Di susun oleh : APTIKA OKTAVIANA T.D
M0306003
JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2009
1
KATA PENGANTAR Syukur alhamdulillah kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah menganugerahkan kemudahan serta kelancaran dalam pelaksanaan Praktek Kerja Lapangan (PKL), serta terselesaikannya penyusunan laporan ini. Penulisan menyadari dalm penyelesaiannya Laporan Kuliah Magang Mahasiswa (KMM) ini tidak lepas dari bantuan dan dukungan banyak pihak, maka penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Drs. Sentot Budi Raharjo, Ph.D selaku Ketua Jurusan Kimia FMIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Bapak Agus Hardiyanto S.P, selaku pimpinan administratur PT. Perkebunan Nusantara IX (PERSERO) Karanganyar, Jawa Tengah. 3. Bapak Candra Purnawan M.Sc selaku dosen pembimbing KMM yang telah memberikan bimbingan dan dukungan dalam proses KMM dan penyusunan laporan. 4. Bapak Sukarmin S.TP selaku mandor besar sekaligus pembimbing lapangan dalam proses KMM, yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan arahan. 5. Bapak Margo Trisno, selaku sinder teknik yang telah membantu selama proses KMM. 6. Bapak Sutarno dan Bapak Hartono, selaku mandor bagian pengolahan yang telah memberikan arahan selama proses KMM. 7. Bapak Sulhadi, selaku mandor bagian penggilingan yang telah memberikan arahan selama proses KMM. 8. Bapak Suratno, selaku mandor bagian pengasapan yang telah memberikan arahan selama proses KMM 9. Bapak Sumarso, selaku mandor bagian substansi dan pengepakan yang telah memberikan arahan selama proses KMM 10. Bapak dan Ibuku yang telah memberikan curahan cinta dan kasih sayangnya yang tulus melalui do’a yang selalu beliau panjatkan demi keberhasilan penulis, serta restu yang selalu diberikan.
2
11. Teman-teman satu perjuangan selama proses KMM ini berlangsung. 12. Seluruh pihak yang tidak bisa penulis sebutkan semua, atas bantuannya selama proses dan penyusunan laporan KMM ini. Penulis berharap laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya serta memberikan sedikit masukan bagi PT. Perkebunan Nusantara IX (PERSERO) Kerjoarum. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna karena keterbatasn yang ada pada penulis.
Surakarta, Januari 2010
Penulis
3
BAB I PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang Masalah
Kuliah Magang Mahasiswa (KMM) merupakan mata kuliah wajib pada kurikulum program studi strata satu, jurusan Kimia FMIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta. Tujuan dari mata kuliah ini adalah untuk membekali mahasiswa mengenai proses-proses kimia yang diaplikasikan dalam dunia industri, laboratorium industri, ataupun yang diaplikasikan dalam bidang-bidang lain yang berhubungan. Dunia industri memberikan peranan dan manfaat yang penting bagi Negara, sebagai salah satu faktor pendukung perolehan devisa. Industri yang berkembang di Indonesia bermacam-macam, salah satunya adalah industri pengolahan karet, yang bahan awalnya berupa lateks dari pohon
karet.
Pengolahan lateks menjadi karet ini memerlukan beberapa bahan kimia yang pastinya berpengaruh pada hasil produksi karet tersebut. Dalam pengolahan lateks menjadi karet ini diperlukan penggunaan bahanbahan kimia tertentu. Pemilihan bahan-bahan kimia yang digunakan serta komposisi dari bahan-bahan kimia yang ditambahkan tersebut berpengaruh terhadap produk karet yang dihasilkan. Oleh karena itu pemilihan dan komposisi bahan-bahan kimia yang tepat akan menghasilkan produk yang baik pula. Namun, pada pengolahan
lateks menjadi produk karet umumnya
menghasilkan limbah yang berbau tidak sedap. Hal tersebut dikarenakan adanya protein gula dan tepung
yang
terdapat pada getah
karet
yang kemudian
mengalami pembusukan dan menebarkan bau yang tidak sedap. Elemen bau tersebut akan turut mengalir bersama limbah ketika proses pencucian, sehingga menimbulkan bau yang kuat (Kawashima, 2007). Salah satu alternatif pengolahannya adalah memanfaatkannya sebagai sumber energi yang terbarukan
4
yaitu dalam bentuk biogas sebagai energi alternatif (Irma,dkk, 2008). Proses yang dilakukan menggunakan prinsip reaksi secara anaerobik. Pada PTP Nusantara IX (Persero) Pabrik RSS Kerjoarum selain menghasilkan produk berupa RSS juga menghasilkan limbah dalam setiap proses produksinya. Limbah yang dihasilkan terdiri dari 2 macam, yaitu limbah padat dan limbah cair. Limbah padat yang dihasilkan berupa busa lateks dan sisa slab yang kemudian ditampung pada bak koagulan. Sedangkan limbah cairnya berupa air sisa produksi. Dalam air tesebut masih mengandung sisa-sisa lateks yang berasal dari proses produksi atau pembersihan alat dan area. Pengolahan limbah cair tersebut dilakukan dengan menampungnya pada bak penampungan lmbah untuk kemudian diendapkan, dsaring dan sisanya dialirkan ke lingkungan. Pertanyaan yang muncul selanjutnya adalah seberapa efektif dan efisienkah jika limbah tersebut diolah menjadi biogas sebagai sumber energi alternatif.
B. Rumusan Masalah 1.
Bagaimana proses pengolahan lateks manjadi Ribbed Smoked Sheet di PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Kerjoarum yang terjadi secara keseluruhan ?
2.
Bagaimana pengolahan limbah karet secara anaerobik menjadi biogas?
C. Tujuan Kuliah Magang Mahasiswa (KMM) 1. Tujuan Umum a) Melengkapi persyaratan mata kuliah program studi S1 Jurusan Kimia FMIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta. b) Membekali mahasiwa dengan pengalaman, kedisiplinan dan komunikasi sebagai bekal mahasiswa terjun ke dunia kerja. c) Mahasiswa mampu memadukan teori yang didapatkan di perkuliahan dengan kenyataan yang ada di lapangan.
5
2. Tujuan Khusus a) Mahasiswa mengetahui dan memahami proses pengolahan lateks menjadi Ribbed Smoked Sheet
di PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero)
Kerjoarum. b) Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami proses pengolahan limbah karet secara anaerobik menjadi biogas.
D. Manfaat Kuliah Magang Mahasiswa (KMM) 1. Bagi Mahasiswa a) Dapat mengetahui dan memahami proses produksi karet dan pengolahan limbahnya. b) Dapat memperoleh pengalaman kerja yang nantinya dapat dimanfaatkan dan dikembangkan di dunia kerja. 2. Bagi Perusahaan Mendapatkan masukan informasi ilmiah tentang berbagai hal yang dapat diterapkan dan dikembangkan dalam kegiatan perusahaan, khususnya mengenai pengolahan limbah karet.
6
BAB II LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Umum Perusahaan 1. Sejarah Singkat Perusahaan Pada tahun 1908 – 1942, pabrik RSS Kerjoarum dikelola oleh Government Landbouw Bedrejfen (GLB). Pada tahun 1942, pengelolaannya di bawah pengawasan Jepang. Setelah penjajahan Jepang berakhir pada tahun 1945, pabrik RSS Kerjoarum dikelola oleh Pusat Perkebunan Republik Indonesia (PPRI) yang didasari PP No. 9 tahun 1947. Pada tahun 1958, kebun dirasionalisasikan oleh pemerintah Indonesia menjadi kebun milik negara yang dikelola oleh Pusat Perkebunan Negara (PPN) karet sampai tahun 1963 yang didasari SK Menteri Pertanian No. 229/UM/27 tanggal 10 Desember 1957. Pada tanggal 13 April 1968, berdasarkan PP No. 14 tahun 1968 Pabrik RSS Kerjoarum masuk dalam naungan Perusahaan Negara Perkebunan (PNP) XVIII yang merupakan gabungan antara PPN X, PPN IV, dan PPN Aneka Tanaman XI. Berdasarkan PP No. 23 tahun 1972 maka, pada tanggal 1 Agustus 1973 PNP XVIII statusnya diubah menjadi PTP XVIII (Persero) dengan akte notaris oleh GHL Loem B Baontobing Jakarta No. 98 tahun 1973. Sesuai Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 14 tahun 1996 tentang peleburan PTP XV – XVI dan PTP XVIII menjadi PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) sehingga, yang semula PTP XVIII Pabrik RSS Kerjoaerum berubah menjadi PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Pabrik RSS Kerjoarum. PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Pabrik RSS Kerjoarum merupakan salah satu perusahaan BUMN yang bergerak di bidang perkebunan karet.
2. Lokasi Perusahaan PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Pabrik RSS Kerjoarum terletak di desa Sumberejo, Kecamatan Kerjo, Kabupaten Karanganyar, Propinsi Jawa Tengah dan area kerjanya terletak di kabupaten Sragen, Karanganyar, Sukoharjo, Jawa Tengah.
7
3. Struktur Organisasi Struktur organisasi PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Pabrik RSS Kerjoarum berbentuk Line Organitation atau organisasi yang berbentuk garis. Struktur organisasi tersebut disusun berdasarkan pengaturan formal dan fungsi pokok dalam suatu perusahaan. Menurut jenis organisasi tersebut, fungsi dan wewenang mengalir dari pimpinan kepada bawahan. Gambar atau bagan struktur organisasi perusahaan dapat dilihat pada lampiran.
B. Tinjauan Pustaka 1. Karet Karet adalah polimer hidrokarbon yang terbentuk dari emulsi kesusuan (dikenal sebagai latex) di getah beberapa jenis tumbuhan tetapi dapat juga diproduksi secara sintetis. Sumber utama barang dagang dari latex yang digunakan untuk menciptakan karet adalah pohon karet Para. Hevea brasiliensis (Euphorbiaceae). Ini dikarenakan melukainya akan memberikan respons yang menghasilkan lebih banyak latex lagi. Karet alam pertama kali ditemukan oleh Columbus pada tahun 1493, ketika melihat seorang anak penduduk asli Pulau Haiti sedang bermain bola hitam yang terbuat dari getah. Setelah itu, tahun 1763 Mack dari Perancis membuka jalan bagi pemakaian karet, dengan menemukan bahwa karet dapat dilarutkan dalam eter dan lemak terpena. Tahun 1770, Frestry berasal dari Inggris menemukan bahwa karet dapat digunakan sebagai penghapus yang diberi nama rubber (berasal dari “rub”). Hingga pada tahun 1905, Karet yang tumbuh di sekitar aliran Amazon tidak dibudidayakan dan dikontrol seperti perkebunan karet saat ini. Karena pengambilannya dibatasi dan pengambilan getah karetnya dibatasi pula, pedagang menjual dengan harga tinggi. Untuk menyelesaikan masalah itu, produksi karet dialihkan ke perkebunan di Asia Tenggara. Dan akhirnya pada abad ke-20, sejak ditemukannya mobil, permintaan akan karet mengalami lonjakan, karet alam menjadi benda langka. Sebagai gantinya akhirnya ditemukanlah karet sintesis (Kawashima, 2007).
8
2. Industri Karet di Indonesia Sejumlah lokasi di Indonesia memiliki keadaan lahan yang cocok untuk penanaman karet, sebagian besar berada di wilayah Sumatera dan Kalimantan. Luas area perkebunan karet tahun 2005 tercatat mencapai lebih dari 3.2 juta ha yang tersebar di seluruh wilayah Indonesia. Diantaranya 85% merupakan perkebunan karet milik rakyat, dan hanya 7% perkebunan besar negara serta 8% perkebunan besar milik swasta. Produksi karet secara nasional pada tahun 2005 mencapai 2.2 juta ton. Jumlah ini masih akan bisa ditingkatkan lagi dengan melakukan peremajaan dan memberdayakan lahan-lahan pertanian milik petani serta lahan kosong/tidak produktif yang sesuai untuk perkebunan karet (Sumber: www.bi.go.id). Karet merupakan komoditi ekspor yang mampu memberikan kontribusi di dalam upaya peningkatan devisa Indonesia. Ekspor Karet Indonesia beberapa tahun terakhir terus menunjukkan adanya peningkatan dengan begitu pendapatan devisa dari komoditi ini menunjukan hasil yang bagus. Dari data Pusdatin (Pusat Data Indonesia) Departemen Perindustrian dari tahun 2001 – 2006, rata-rata mengalami peningkatan jumlah ekspor dari tahun ketahun yang dapat dilihat pada gambar 1. Pada tahun 2005 perdagangan karet Indonesia mengalami surplus sebesar US $ 2,9 juta dimana nilai ekspor lebih besar dibanding nilai impor. Data ini dapat dilihat pada lampiran Potensi surplus ini masih bisa naik lagi mengingat kebutuhan karet dunia yang terus meningkat, ditambah lagi apabila didukung pengurangan volume impor karet dengan tercukupinya kebutuhan karet dalam negeri (Pusdatin, 2007).
9
Gambar 1. Grafik Ekspor Karet Indonesia
3. Pengolahan Karet a.
Bahan Baku Bahan baku dalam pengolahan karet adalah lateks yang belum mengalami
pra koagulasi. Lateks merupakan cairan yang berbentuk koloid berwarna putih kekuning-kuningan yang dihasilkan oleh pohon karet. Adapun ciri-ciri lateks yang digunakan untuk menghasilkan lembaran slab yang baik, yaitu : 1. Berbau segar atau langu wengur, 2. Mempunyai KKK (Kader Karet Kering) yang tinggi yaitu 20% - 25% 3. Tidak mengandung kotoran, yaitu kotoran dari benda lain yang tercampur dalam lateks, msalnya tatal kayu, daun, tanah, dan lain-lain, 4. Tidak terdapat bintik-bintik gumpalan karet atau terjadi proses pra koagulasi, 5. Mempunyai pH antara 6,5 – 7,0
Pada lateks segar dan lateks yang dikeringkan mengandung zat-zat tertentu. Untuk mengetahui perbandingan zat-zat tersebut dapat dilihat pada tabel berikut.
10
Tabel 1. Kandungan zat-zat dalam lateks segar dan yang dikeringkan No.
Jenis
Satuan
Lateks Segar
Lateks yang dikeringkan
1
Kandungan karet
%
35,62
88,28
2
Resin (damar)
%
1,65
4,10
3
Protein
%
2,03
5,04
4
Abu
%
0,70
0,84
5
Zat gula
%
0,34
0,84
6
Air
%
59,62
1,0
Sumber : Pengolahan Karet IPP Yogyakarta Lateks adalah getah yang diperoleh dari pohon karet dengan proses penyadapan. Penyadapan adalah usaha untuk mendapatkan lateks sebanyakbanyaknya dengan tidak merusak bagian-bagian lain dari tanaman kecuali kulit pohon serta tidak mengganggu kesehatan tanaman. Penyadapan merupakan mata rantai pertama dalam proses pengolahan karet sehingga penyadapan dilakukan sebaik-baiknya, pada tanaman muda (dimulai ketika tanaman mencapai umur 5-6 tahun). Dalam pelaksanaan penyadapan pada tanaman muda, sebelum dilaksanakan sadapan rutin terlebih dahulu dilakukan bukaan sadapan dengan memperhatikan criteria matang sadap, tinggi bukaan sadapan dan arah serta sudut lereng irisan sadapan. b. Bahan Baku Pembantu Beberpa bahan pembantu yang digunakan untuk menghasilkan RSS (Ribbed Smoked Sheet) yaitu : 1. Amoniak (NH3) dalam bentuk ciclo hexyl amin dan setelah diencerkan menjadi ammonium (NH4OH). Bersifat senyawa anti koagulan dan juga sebagai desinfektan. Biasanya digunakan untuk pengawetan lateks. Tiap liter lateks membutuhkan 5-10 cc larutan amoniak 2-2,5 % (Djoehana setyamidjaja, 1982).
11
Dalam pengolahan ada tiga macam dosis penambahan amonium (NH4OH) yaitu : a) 1 cc amoniak dalam setiap 1 liter lateks. Dosis ini digunakan pada kondisi kadar air yang rendah, biasanya dipakai pada musim kemarau. b) 1,5 cc amoniak dalam setiap 1 liter lateks. Dosis ini digunakan pada kondisi kadar air yang sedang, biasanya pada awal-awal musim penghujan. c) 2 cc amoniak dalam setiap 1 liter lateks. Dosis ini digunakan pada kondisi kadar air yang tinggi, biasanya pada musim penghujan dengan freekuensi hujan yang tinggi.
2. Asam Formiat (HCOOH) Asam ini berfungsi untuk membuat koagulan lateks. Biasanya yang tersedia adalah 90% kemudian diencerkan menjadi 2%. Dalam pengolahan lateks di PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Pabrik RSS Kerjoarum, ukuran asam formiat yang diberikan adalah 1cc amoniak dinetralkan dengan 0,541cc asam formiat. Dengan penambahan asam formiat ini diharapkan pH yang tercapai adalah 4,7 dimana pH tersebut adalah titik penggumpal terbaik (sudah mencapai titik beku pada lateks). Jumlah asam
bisa diperbesar jika lateks telah mengalami
penambahn anti koagulan yang bersifat basa, seperti amoniak, soda atau natrium sulfit (Gountara, 1976). Berdasarkan keterangan di atas, dapat disimpulkan bahwa asam formiat dalam pengolahan lateks di PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Pabrik RSS Kerjoarum memiliki fungsi ganda yaitu sebagai penetral basa koagulan dan mempercepat koagulasi.
12
3. Air Pengolahan Dalam pengolahan air digunakan untuk : a) Mengencerkan lateks. b) Mencegah koagulum lengket dengan alat. c) Membersihkan alat yang digunakan. Sarana penyediaan air harus dapat menyediakan air cukup bersih sesuai dengan kebutuhan produksi dan perusahaan. (Kamarijani, 1983) Air yang digunakan dalam pengolahan sheet harus bersih, tidak berwarna, tidak berbau, tidak sadah, pH antara 5,8-8, kadar karbonatnya tidak melebihi 300 mg dan tidak mengandung besi, tembaga dan mangan. (Lho, 1980)
4. Kayu Bakar Kayu bakar digunakan untuk mengasapi dan membentuk warna coklat (kuning keemasan). Kayu tersebut adalah kayu karet yang dihasilkan dari peremajaan karet yang sudah tidak produktif. Komposisi zat dalam kayu bakar ditampilkan pada Tabel 2.
Tabel. 2 Komposisi Kayu Bakar Komponen
Kadar (mg/m3 asap)
Formaldehyde
30-50
Macam-macam aldehyde
180-230
Keton
190-200
Asam Formiat
115-160
Asam Asetat
600
Tar
1295
Phenol
25-40
(Widyatmoko, 1979)
13
c.
Proses Pengolahan Karet (sheet) Sheet adalah salah satu produk karet alam yang telah sejak lama dikenal di pasaran. Pada masa sebelum perang dunia kedua, dalam perdagangan sheet dikenal “Java Standard Sheet”, yaitu berupa lembaranlembaran sheet yang telah diasap, bersih dan liat, bebas dari buluk (jamur), tidak saling melekat, warna jernih, tidak bergelembung udara dan bebas dari akibat pengolahan yang kurang sempurna. Standard tesebut sampai sekarang masih dipertahankan sehingga perdagangan sheet masih mampu bertahan sampai saat ini. Adapun cara pengolahan sheet secara garis besar terdiri dari proses berikut : 1) Penerimaan lateks 2) Pengenceran 3) Pembekuan 4) Penggilingan 5) Pengasapan dan pengeringan 6) Sortasi 7) Pengepakan (Setyamidjaja, 1982)
d. Biogas Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida. Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun untuk menghasilkan listrik. Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik sangat populer digunakan untuk mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat dihasilkan sambil menghancurkan bakteri patogen dan sekaligus mengurangi
14
volume limbah buangan. Metana dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit. Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon dioksida. Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon diatmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil. Saat ini, banyak negara maju meningkatkan penggunaan biogas yang dihasilkan baik dari limbah cair maupun limbah padat atau yang dihasilkan dari sistem pengolahan biologi mekanis pada tempat pengolahan limbah (Wikipedia, 2002). Nilai kalori dari 1 meter kubik Biogas sekitar 6.000 watt jam yang setara dengan setengah liter minyak diesel. Oleh karena itu Biogas sangat cocok digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan pengganti minyak tanah, LPG, butana, batu bara, maupun bahan-bahan lain yang berasal dari fosil. Komposisi biogas bervariasi tergantung dengan asal proses anaerobik yang terjadi. Gas landfill memiliki konsentrasi metana sekitar 50%, sedangkan sistem pengolahan limbah maju dapat menghasilkan biogas dengan 55-75% CH4. Rentang komposisi biogas secara umum dapat dilihat pada tabel 3. Biogas adalah bahan bakar yang bersih yang tidak menghasilkan asap seperti halnya kayu, arang, sehingga alat-alat dapur dapat digunakan dengan tetap bersih, bahkan terdapat keuntungan besar dari proses pembuatan biogas, karena limbah buangannya dapat digunakan sebagai pupuk untuk menyuburkan tanaman. Ketika kotoran ternak atau limbah tanaman mengalami pembusukan, akan mengeluarkan antara lain gas methane (CH4) dan gas inilah yang dapat dikumpulkan dan dinamakan biogas. Kita dapat memilih kontainer atau tangki digester dimana kotoran ternak dan limbah
15
tanaman dapat disimpan bercampur air,
dibiarkan membusuk dan
menghasilkan biogas dan selanjutnya dialirkan ke tempat lain dengan bantuan tekanan udara (Kamaruddin, 2008).
Tabel 3. Rentang komposisi biogas secara umum Komponen Metana (CH4)
% 55-75
Karbon dioksida (CO2) 25-45 Nitrogen (N2)
0-0.3
Hidrogen (H2)
1-5
Hidrogen sulfida (H2S) 0-3 Oksigen (O2)
0.1-0.5
Sumber :Wikipedia Indonesia
Menurut Simamora S, et al (2006) menyatakan bahwa banyak faktor yang mempengaruhi keberhasilan produksi biogas. Faktor pendukung untuk mempercepat fermentasi adalah kondisi optimal bagi pertumbuhan bakteri perombak. Ada beberapa faktor yang berpengaruh terhadap produksi biogas, antara lain sebagai berikut : 1.
Kondisi anaerob atau kedap udara Biogas
dihasilkan
dari
proses
fermentasi
bahan
organik
oleh
mikroorganisme anaerob. Instalasi pengolahan biogas harus kedap udara. 2.
Bahan baku isian Bahan baku isian berupa bahan organik seperti kotoran ternak, limbah pertanian, sisa dapaur, dan sampah organik yang terhindar dari bahan anorganik. Bahan isian harus mengandung 7 – 9 % bahan kering dengan pengenceran 1 : 1 (bahan baku : air).
3.
Imbangan C/N Imbangan C/N yang terkandung dalam bahan organik sangat menentukan kehidupan dan aktivitas mikroorganisme dengan imbangan C/N optimum 25 – 30 untuk mikroorganisme perombak. 16
4.
Derajat Keasaman (pH) Derajat
keasaman
sangat
berpengaruh
terhapap
kehidupan
mikroorganisme. Derajat keasaman yang optimum bagi kehidupan mikroorganisme yaiti 6,8 – 7,8. 5.
Temperatur Produksi biogas akan menurun secara cepat karena perubahan temperatus terjadi secara mendadak di dalam instalasi pengolahan biogas. Untuk menstabilkan temperatur, kita dapat membuat istalasi di bawah tanah.
17
BAB III METODOLOGI Dalam Kuliah Magang mahasiswa kali ini, penulis diberi kesempatan untuk mengobservasi semua proses produksi mulai dari pengambilan getah karet hingga pengolahan limbah yang semuanya diamati secara bergilir. Dari hasil pengamatan tersebut, penulis memilih tema pengolahan limbah pabrik karet secara anaerobik. Selama KMM, penulis menggunakan beberapa metode untuk memperoleh informasi-informasi yang dibutuhkan dalam KMM.
A. Observasi dan Wawancara Pada metode ini penulis mengamati langsung proses pengolahan yang dilakukan dari pengumpulan lateks di kebun hingga menjadi Ribbed Smoked Sheet (RSS), mulai dari proses yang terjadi saat pengumpulan lateks di kebun serta penambahan amonium (NH4OH) yang dilakukan di tempat penampungan hasil. Selain itu penulis juga mengamati langsung proses yang terjadi di dalam pabrik mulai dari pembekuan, penggilingan, pengasapan, sortasi, pengepakan, serta pengolahan limbah. Dari metode ini penulis dapat mengetahui bagaimana alur pembuatan produk karet serta alat-alat yang digunakan di PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) tersebut. Selain observasi penulis juga melakukan metode wawancara dimana penulis bertanya secara langsung kepada pihak-pihak yang bersangkutan terkait proses tersebut, baik kepada para pegawai ataupun kepada para mandor-mandor lapangan yang bertanggung jawab di dalamnya. Dari metode ini penulis banyak mendapatkan informasi-informasi teknis dan non teknis serta masalah-masalah yang sering dihadapi dalam proses tersebut.
B. Eksperimen Selain metode observasi penulis juga menggunakan metode eksperimen pada KMM ini. Eksperimen yang dilakukan spesifik pada uji coba pembuatan biogas dari limbah cair yang diambil dari
PT. Perkebunan
Nusantara IX
(Persero) Kerjoarum. Limbah yang digunakan adalah limbah yang kandungan
18
karetnya paling sedikit. Adapun alat, bahan, serta prosedur kerjanya adalah sebagai berikut:
1.
Alat yang Digunakan a. Botol gelas b. Selang plastik c. Pengaduk d. Karet Gelang e. Gelas ukur 10 ml
2.
Bahan Yang Digunakan a. Limbah Karet
± 1 liter
b. Daun kering
± 33 liter
c. Kotoran sapi
3.
Gambar rangkaian alat
4.
Cara Kerja a.
10 gram
Mencampurkan 1,2 L limbah lateks dengan 10 gram pupuk kandang dan 33 gram daun kering dalam botol gelas.
b.
Biogas yang dihasilkan dialirkan ke dalam gelas ukur dan dipasang dengan posisi terbalik (seperti pada gambar rangkaian alat)
19
c.
Mengamati skala pada gelas ukur yang menujukkan volume biogas yang terbentuk.
d.
Catat perubahan yang terjadi pada bahan biogas dan volume biogas yang terbentuk setelah 4 minggu.
C. Penelusuran Pustaka Pada metode ini penulis mencari literatur dari buku dan internet. Melalui metode ini penulis dapat mengetahui informasi-informasi mengenai proses produksi karet dan pengolahan limbah lateks sehingga dapat digunakan sebagai acuan dalam menganalisa ataupun membahas perihal proses produksi maupun cara pengolahan limbah di PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Kerjoarum.
20
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A.
Proses Produksi Proses pengolahan Ribbed Smoked Sheet (RSS) di PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Kerjoarum pada prinsipnya adalah mengubah bentuk lateks cair menjadi lembaran Ribbed Smoked Sheet (RSS) yang terukur, baik dinilai secara visual maupun hasil analisis laboratorium. Proses pengolahaan tersebut meliputi beberapa proses yaitu: 1.
Unit Pengolahan Agar tidak terjadi prakoagulasi pada lateks, maka lateks tersebut harus segera diproses. Proses pengolahan lateks meliputi beberapa tahap, yaitu : a.
Lateks dalam isotank dialirkan melalui talang getah menuju bak penampung yang sebelumnya telah dilakukan proses penyaringan menggunakan saringan ukuran 40 mesh.
b.
Setelah semua lateks masuk ke dalam bak penampung, kemudian dilakukan penentuan KKK (Kadar Karet Kering) yaitu dengan rumus : KKK = berat basah (gram) x Faktor pengering (%) Contoh : Ditimbang
berat
basah
100cc
sampel
lateks
yang
telah
digumpalkan dengan asam formiat diperoleh berat 33 gram dengan faktor pengering 70%, maka akan diperoleh nilai KKK adalah KKK = 33 gram x 70% ≈ 23 gram Penentuan Faktor Pengering (Hydrogen Factor) dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu : 1.
Keadaan Lateks, dan
2.
Musim, yaitu musim penghujan dan kemarau.
21
Hidrogen faktor dapat dhitung dengan rumus : berat ker ing x100% beratbasah Contoh : Dari rata-rata data yang diperoleh terlihat berat basah = 33 gram berat kering = 20 gram, maka besarnya Hydrogen Factor adalah : 20 x100% = 60,6% 33 c.
Setelah dilakukan pengukuran pada bak penampung untuk mengetahui jumlah lateks yang diterima dan penentuan KKK, maka dilakukan penentuan perbandingan lateks dan air di bak koagulan dengan faktor pengencer (%). Penentuan perbandingan lateks dan air menggunakan faktor pengencer, yaitu :
Tinggi air =
KKKmurni − KKK ( faktorpengencer ) xtinggiolah KKKmurni
Contoh : Diambil data terakhir dan ingin dibuat rendemen 13% (disesuaikan dengan produk sebelumnya), jika digunakan bak setinggi 24” maka banyaknya air yang harus ditambahkan adalah : Tinggi air =
d.
23 − 13 x 24 ≈ 11 23
Menambahkan asam semut atau asam formiat (HCOOH), dengan rumus pengenceran sebagai berikut :
A X B = (A + x) X 2% Keterangan : A
: volume asam murni
B
: konsentrasi asam murni (90%)
(A+x) : volume asam dan air 2%
: konsentrasi asam yang dikehendaki
22
Asam semut yang sudah diencerkan menjadi 2% ke dalam bak koagulan
sebanyak 5-8 cc/kg karet kering yang disesuaikan
dengan pemakaian amoniak yang ada dalam surat pengantar lateks. e.
Membekukan lateks selama 2-3 jam atau sesuai dengan kondisi bekuan dan 1 jam sebelum digiling masing-masing bak koagulan terendam air. Tujuan penambahan tersebut, yaitu untuk :
2.
a.
Menghindari terjadinya oksidasi bekuan
b.
Membersihkan air serum, dan
c.
Menghindari slab agar tidak lengket.
Unit Penggilingan Proses penggilingan dilakukan setelah kurang lebih 2 jam dari proses pengolahan, yaitu lateks dalam keadaan beku. Tujuan penggilingan tersebut adalah : 1. Meratakan koagulum sehingga diperoleh sheet dengan standart ketebalan 2,5-3 mm. 2. Membuat sheet berpola dan memperluas permukaan sheet. 3. Mengeluarkan kendungan air dari sheet
3.
Unit Pengasapan Tujuan proses pengasapan adalah memeberi warna coklat terang pada lembaran karet. Dengan adanya proses pengasapan, maka lembaran karet akan terdisinfeksi karena asap memiliki komponen formaldehyde, phenol, zat warna, dan asam-asam organik (Djoehana, 1983)
4.
Unit Peyortiran Tujuan dari penyortiran adalah untuk meingkatkan mutu sheet yang dihasilkan berdasarkan Standart Internasional yang tercantum dalam The Green Book, yang meliputi : 1.
Ribbed Smoked Sheet I (RSS I)
23
B.
2.
Ribbed Smoked Sheet III (RSS III)
3.
Ribbed Smoked Sheet IV (RSS IV)
4.
Cutting A
Pembuatan Biogas Penanganan limbah lateks di hampir seluruh pabrik karet di Indonesia dilakukan dengan menggunakan sistem kolam aerob-anaerob yang mana cara tersebut membutuhkan lahan yang luas dan pemeliharaan dan pengontrolan secara intensif. PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Kerjoarum melakukan proses pengolahan limbah melalui sistem IPAL yang dapat dilihat pada lampiran 3. Metode penangan tersebut umumnya memerlukan biaya operasional yang cukup tinggi, serta belum dapat menghilangkan bau yang ditimbulkan secara signifikan. Teknologi pengolahan berbasis produksi bersih (reuse, reduction, recovery dan recycling) perlu dikembangkan untuk mengatasi masalah limbah lateks pekat dan mendapatkan nilai tambah ekonomis. Salah satu alternatif pengolahan limbah adalah memanfaatkannya sebagai sumber energi yang ekonomis, yaitu dalam bentuk biogas. Teknologi biogas dilakukan dengan memanfaatkan kandungan bahan organik dari limbah lateks untuk pertumbuhan mikroorganisme yang potensial menghasilkan biogas. Proses degradasi material organik ini tanpa melibatkan oksigen
1.
Analisa Penerapan Metode Biogas Parameter limbah yang sesuai untuk pembuatan biogas biasanya
dilihat dari kandungan COD (Chemical Oxigen Demand), BOD (Biology Oxigen Demand), dan kandungan unsur Nitrogennya. Kadar
COD dan
BOD yang tinggi berpotensi sebagai medium pertumbuhan mikroba, salah satunya adalah bakteri metanogenik penghasil gas metan. Dengan berkembangbiaknya mikroorgnisme atau bakteri pada permukaan media, maka proses penguraian senyawa polutan yang ada di dalam air limbah menjadi lebih efektif.
24
Limbah lateks PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Kerjoarum telah dilakukan pengukuran pada beberapa parameter, yaitu sebagai berikut: Tabel 4. Hasil analisa limbah lateks PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Kerjoarum
Parameter Temperatur
Satuan o
C
Hasil Analisa
Metode
27,6
SNI 066989.23-2005
TDS (Total Disolved Solid)
mg/L
1241
SNI 066989.27-2005
TSS (Total Suspended
mg/L
165
6989.3-2004
Solid) pH
SNI 06-
-
6,02
SNI 066989.11-2004
NH3-N
mg/L
4,953
SNI 066989.30-2005
COD
mg/L
6123
SNI 066989.2-2004
BOD
mg/L
2370
2.14/K4.1/2008
Analisis BOD bertujuan untuk mengetahui banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk mengoksidasi zat-zat organik. Sedangkan analisa COD bertujuan utnuk mengetahui banyaknya oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasikan kandungan organik seperti amonia dan nitrit. Dari hasil analisa smpel limbah lateks di atas diketahui bahwa limbah lateks cair di PT Perkebunan Nusantara IX (Persero) Kerjoarum memiliki nilai COD dan BOD yang cukup tinggi dibandingkan standar yang ada. hal tersebut menunjukkan bahwa kandungan oksigen dalam limbah tersebut sedikit sehingga cukup baik sebagai tempat berkembangnya organisme anaerobik, salah satunya yaitu bakteri metagenik yang akan 25
menghasilkan gas metan dalam reaksi anaerobik yang terjadi. Menilik dari hasil tersebut, maka penggunaan limbah cair dari PT Perkebunan Nusantara IX (Persero) Kerjoarum sebagai bahan baku pembuatan biogas cukup efektif dan efisien untuk dilakukan. Proses pembuatan biogas terjadi melalui reaksi anaerobik yang dapat terjadi. Reaksi yang terjadi secara umum pada proses pembentukan gas metan adalah sebagai berikut : (C6H10O5)n + nH2O
2.
3n CO2 + 3n CH4
Proses Pembuatan Biogas Uji coba proses pengolahan limbah lateks menjadi biogas pada
kondisi anaerobik dilakukan dengan tanpa proses aerasi maupun sirkulasi. Dengan demikian proses yang terjasi berlangsung secara anerob (tanpa oksigen). Biogas (gas bio) merupakan gas yang ditimbulkan jika bahan – bahan organik, seperti kotoran hewan, kotoran manusia, atau sampah, direndam di dalam air dan disimpan di dalam tempat tertutup atau anaerob. Dalam percobaan ini digunakan limbah lateks dan bahan organik yang berupa kotoran hewan serta daun kering dengan perbadingan komposisi menilik pada penelitian yang telah ada. Berdasarkan pengamatan fisik setelah 2 minggu operasi, proses penguraian belum mulai berjalan. Hal ini terlihat dari belum adanya perubahan signifikan pada bahan yang digunakan, baik bau atau kenampakan fisiknya. Memasuki pekan ketiga pengamatan, sudah mulai muncul
gelembung-gelembung
pada
campuran
bahan.
Hal
ini
mengindikasikan mulai terbentuknya gas metan. Warna bahan juga semakin keruh. Gas yang muncul kemudian akan mengalir pada gelas ukur dan dapat diketahui volumenya. Dari pengamatan yang dilakukan selama sekitar 1 bulan, gas yang terukur baru sekitar 600ml/L limbah. Namun, hasil tersebut belum cukup valid dikarenakan adanya beberapa prosedur percobaan yang tidak sesuai, misalnya temapat yang digunakan untuk bahan pembuatan biogas,
26
volumenya tidak sebanding dengan volume bahan (volume bahan = ½ volume tempat) sehingga masih cukup banyak gas yang belum mengalir ke gelas ukur melainkan masih berada dalam ruang bahan yang masih kosong. Namun, dari percobaan tersebut dapat diketahui bahwa limbah lateks dapat dipergunakan sebagai bahan pembuatan biogas. Dari referensi diketahui bahwa proses pembentukan biogas dapat terjadi lebih cepat dan optimal
bila
ditambahkan
ion
Fe3+
hanya
sekitar
0,5
mg/L
(Irma,dkk,2008). Ion tersebut berfungsi sebagai katalis yang akan mempercepat reaksi terbentuknya biogas. Hal ini disebabkan pada proses anaerob biasanya sel akan kekurangan ion besi dan vitamin B (Warburg, 1956).
3.
Reaksi Pembentukan Gas Metan Proses pembuatan gas metana secara anaerob melibatkan interaksi
kompleks dari sejumlah bakteri yang berbeda, protozoa maupun jamur. Beberapa bakteri yang terlibat adalah Bacteroides, Clostridium butyrinum, Escericia coli dan beberapa bakteri usus lainnya, Methanobacterium, dan Methanobacillus. Dua bakteri terakhir merupakan bakteri utama penghasil metan dan hidup secara anaerob. Proses pembuatan metana ini terbagi ke dalam 3 tahap, yaitu: a.
Hidrolisis secara enzimatik bahan-bahan organik tak larut menjadi bahan-bahan organik dapat larut. Enzim utama yang terlibat adalah selulase yang menguraikan selulosa.
b.
Perubahan bahan-bahan organik dapat larut menjadi asam organik. Pembentukan asam organik ini terjadi dengan bantuan bakteri non methanogenik, protozoa dan jamur. 4 C5H10O5 + 24 H2O
c.
12 CH3COOH + 4 HCOOH + 8 H2O
Perubahan asam organik menjadi gas metan dan karbondioksida. Proses perubahan ini dapat terjadi karena adanya bantuan bakteri metanigenik (Methanobacterium dan Methanobacillus). 12 CH3COOH
12 CO2 + 12 CH4
27
BAB V PENUTUP
A.
Kesimpulan Berdasarkan pengamatan dan data yang diperoleh penulis selama
melakukan Kuliah Magang Mahasiswa di PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Karanganyar, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : Proses pengolahan Lateks menjadi Ribbed Smoked Sheet (RSS) terdiri dari
1.
beberapa tahap yaitu penambahan amonium (NH4OH) di TPH; pengenceran; pembekuan; penggilingan; pengasapan dan pengeringan;
sortasi; dan
pengepakan. 2.
Pembuatan biogas ini dilakukan dengan memanfaatkan kandungan bahan organik dari limbah lateks untuk pertumbuhan mikroorganisme yang potensial menghasilkan biogas, yang sebagian besar berupa gas metana.
B.
Saran
Bagi pihak akademik : a. Peran aktif dari pihak Jurusan Kimia dalam rangka membantu mahasiswa untuk melaksanakan PKL perlu ditingkatkan. b. Perlunya menjalin kerja sama dengan perusahaan-perusahaan ataupun lembaga penelitian sehingga mempermudah mahasiswa untuk mendapatkan tempat PKL.
Bagi pihak instansi :
a.
Perlu dicobakan pengolahan limbah secara anaerobik menjadi biogas PT. Perkebunan Nusantara IX (Persero) Kerjoarum, Karanganyar.
b.
Perlunya dibuat suatu reaktor biogas untuk lebih memaksimalkan proses dan hasil yang ingin dicapai.
28
DAFTAR PUSTAKA
Gountra, Djatmiko B, Djiptadi. 1976. Dasar Pengolahan Karet. Departemen Fetemata : Bogor Hendratno. 2002. Pengertian Aerob dan Anaerobik. Universitas Air Langga : Surabaya. Dikutip dari Wikipedia Indonesia, Ensiklopedia Babas Berbahasa Indonesia. URL : http://hendratno-fikuny.blogspot.com/2008/11/pengertian-aerobdan-anaerob-beserta.htmlTim Penyusun Pusat Data dan Informasi. 2007. Gambaran Sekilas Industri Karet. Sekertariat Jendral Departemen Perindustrian : Jakarta Selatan. Kamarijani, 1983. Perencanaan Unit Pengolahan.. Fakultas Teknologi Pertanian UGM : Yogyakarta Kamaruddin. Pembuatan dan Penggunaan Unit Produksi Biogas Sederhana Skala Pedesaan. BPTP : Makasar. URL : http://disnaksulsel.info Kawashima, Toshiyuki. 2007. Karet Alam dan Bau di Pabrk Karet. Kresnawati, dkk. 2008. Optimasi Produksi Biogas dari Limbah Lateks Cair Pekat dengan Penambahan Logam. Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia : Bogor. Raliby, dkk. Pengolahan Limbah Cair Tahu Menjadi Biogas sebagai Bahan Bakar Alternatif pada Industri Pengolahan Tahu. Setyamidjaja, Djoehana. 1982. Karet Budidaya dan Pengolahan. CV. Yusa Guna: Jakarta Zuhra, Fatimah. 2006. Karet. Universitas Sumatera Utara : Medan.
29
30
31
B
32
