PERANCANGAN BANGUNAN KOLAM PENAMPUNG DAN PERMODELAN KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR PROSES PENCUCIAN BIJI KAKAO (Theobroma cacao) TERFERMENTASI

Transkripsi

1 PERANCANGAN BANGUNAN KOLAM PENAMPUNG DAN PERMODELAN KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR PROSES PENCUCIAN BIJI KAKAO (Theobroma cacao) TERFERMENTASI Oleh: PANDU GUNAWAN F DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR i

2 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN PERANCANGAN BANGUNAN KOLAM PENAMPUNG DAN PERMODELAN KARAKTERISTIK LIMBAH CAIR PENCUCIAN BIJI KAKAO (Theobroma cacao) TERFERMENTASI SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : PANDU GUNAWAN F Dilahirkan pada tanggal 9 Mei 1987 Di Karanganyar, Solo. Tanggal lulus : Bogor, September 2009 Menyetujui, Ir. Gardjito, M.Sc Dosen Pembimbing Mengetahui, Dr. Ir. Desrial, M.Eng. Ketua Departemen ii

3 Pandu Gunawan. F Perancangan Bangunan Kolam Penampung dan Permodelan Karakteristik Limbah Cair Pencucian Biji Kakao (Theobroma cacao) Terfermentasi. Dibawah bimbingan: Ir. Gardjito, M.Sc. RINGKASAN Kakao merupakan komoditas perkebunan yang memiliki potensi besar untuk dikembangkan di Indonesia. Sebagai negara ketiga terbesar setelah Pantai Gading dan Ghana, produktivitas kakao Indonesia masih belum maksimal dari segi kualitas dan kuantitas. PT. Perkebunan Nusantara VIII diamanahi oleh pemerintah sebagai BUMN yang bergerak di bidang perkebunan. Komoditas yang ditangani meliputi: teh, karet, kelapa, kelapa sawit, dan kakao. Komoditaskomoditas tersebut dibagi dalam beberapa manajemen kebun atau unit usaha. Salah satu kebun yang diusahakan adalah Kebun Batulawang dengan komoditas karet dan kakao. Produktivitas kakao di Kebun Batulawang cukup besar. Kebun Batulawang memiliki nilai rata-rata panen ton perhari sehingga dapat menghasilkan biji kakao kering sebanyak hampir 300 ton perbulan. Hal tersebut merupakan indikasi positif dari industri perkebunan kakao. Namun perlu diperhatikan bahwa dalam proses pasca panennya industri perkebunan kakao juga menghasilkan limbah yang berpotensi mencemari lingkungan. Proses pengolahan biji kakao hingga siap jual meliputi empat tahapan penting, yaitu proses fermentasi, pencucian, pengeringan, dan pengemasan. Proses pencucian merupakan tahapan yang tidak harus selalu dilewati dalam pengolahan biji kakao karena dalam metode lain terdapat proses pengolahan tanpa melakukan pencucian biji yang telah difermentasi. Proses tersebut memberi kelebihan dan kekurangan pada industri pengolahan biji kakao. Dengan proses pencucian akan diperoleh biji dengan mutu yang lebih baik serta peningkatan rendemen produksi. Di lain pihak, proses ini memberikan dampak negatif yaitu timbulnya limbah cair hasil proses fermentasi yang jumlahnya tergolong tidak sedikit. Limbah cair pencucian biji kakao terfermentasi di PTPN VIII Batulawang memiliki kuantitas yang cukup banyak. Dalam satu kali proses pencucian 800 kg biji kakao yang sudah difermentasikan akan dihasilkan liter limbah cair. Apabila dibandingkan dengan nilai baku mutu limbah cair, limbah ini memiliki nilai parameter lingkungan yang belum layak untuk langsung disalurkan ke badan air karena memiliki kandungan ph rendah (4-5), BOD tinggi (3630 mg/l), COD tinggi (8826 mg/l), jumlah oksigen terlarut rendah ( mg/l), dan daya hantar listrik yang tinggi ( μs/cm). Namun, dengan dilakukannya penampungan terhadap limbah yang baru dihasilkan, maka kondisi limbah dapat dikatakan lebih baik untuk disalurkan ke badan air. Percobaan penampungan selama 25 hari dengan penempatan limbah di dalam dan luar ruangan memberikan hasil yang telah diprediksikan, yaitu nilai-nilai parameter limbah menjadi relatif lebih layak untuk disalurkan ke badan air. Nilai ph menjadi normal ( ), BOD turun (1132 mg/l), COD turun (3696 mg/l), jumlah oksigen terlarut relatif stabil ( mg/l), dan daya hantar listrik relatif stabil ( μs/cm). iii

4 Selama proses retensi, limbah ditempatkan dalam sebuah kolam penampung. Perancangan kolam penampung menghasilkan desain kolam dengan 32 bilik penampung limbah. Bilik-bilik penampung limbah dibuat untuk menempatkan limbah setelah dilakukan proses pencucian. Setiap bilik berkapasitas 4.5 m 3, sehingga dalam satu kali proses pencucian limbah yang dihasilkan langsung ditempatkan dalam satu bilik. Selama 32 hari masa retensi, limbah baru yang dihasilkan pada hari-hari berikutnya ditampung pada bilik-bilik yang lain, sehingga limbah tidak saling tercampur satu sama lain. Pembuatan kolam penampung limbah akan menghabiskan biaya sebesar Rp ,-. Biaya terbesar dikeluarkan untuk membangun konstruksi beton yang dipakai sebagai dinding, lantai, dan pondasi kolam penampung. iv

5 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Solo, Jawa Tengah pada tanggal 9 Mei 1987 dari ayah bernama Ir. Broto Wibowo dan ibu bernama Dra. Sri Handayani. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara. Penulis menyelesaikan pendidikan sekolah dasar di SD Negeri Polisi 1 Bogor pada tahun Tahun 2002, Penulis lulus dari SLTP Negeri 1 Bogor. Kemudian penulis menyelesaikan pendidikan di SMA Negeri 1 Bogor pada tahun Pada tahun yang sama penulis berhasil lulus di IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Penulis diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian dan mengambil Bagian Lingkungan dan Bangunan Pertanian (LBP). Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif mengikuti beberapa lembaga kemahasiswaan kampus dan unit kegiatan mahasiswa, antara lain sebagai Kepala Biro Teknik Mesin Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATETA) periode , pengurus HIMATETA periode , staf ahli desain bangunan pertanian dalam Agricultural Engineering Design Club (AEDC) periode , dan sebagai kapten tim futsal TPB periode Pada tahun 2007, penulis menjadi Asisten Dosen untuk Praktikum Gambar Teknik dan mata kuliah Statika dan Dinamika. Pada tahun 2008, penulis dipercaya menjadi Asisten Dosen untuk Praktikum Gambar Teknik dan Motor dan Tenaga Pertanian. Pada Tahun 2009 Penulis dipercaya sebagai Asisten Dosen Praktikum Alat dan Mesin Perkebunan untuk tingkat Diploma. Selain itu penulis telah meraih beberapa penghargaan dan beasiswa selama masa kuliahnya, yaitu Juara 3 Lomba Karya Tulis Mahasiswa tingkat IPB, Finalis Mahasiswa Berprestasi tingkat departemen pada tahun 2008 dan 2009 serta beasiswa BRI (Bank Rakyat Indonesia), BBM (Bantuan Belajar Mandiri), dan IELSP (Indonesian English Language Study Program) selama tahun Penulis melaksanakan Praktek Lapangan pada tahun 2008 di PT. Gunung Sejahtera Ibu Pertiwi-Agro Menara Rahmat (PT. Astra Agro Lestari, Tbk) di Kabupaten Kotawaringin Barat, Kalimantan Tengah dengan judul Manajemen Pengelolaan Limbah Kelapa Sawit dan Pemanfaatannya sebagai Sumber Energi Alternatif. Terakhir, dalam rangka menyelesaikan studinya, penulis melakukan penelitian dengan mengambil judul Perancangan Bangunan Kolam Penampung dan Permodelan Karakteristik Limbah Cair Pencucian Biji Kakao (Theobroma cacao) Terfermentasi di Kecamatan Cisaga, Kabupaten Ciamis, Jawa Barat. v

6 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas Rahmat dan Karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Perancangan Bangunan Kolam Penampung dan Permodelan Karakteristik Limbah Cair Biji Kakao Terfermentasi di PT. Perkebunan Nusantara VIII Kebun Batulawang, Kecamatan Cisaga, Kabupaten Ciamis, Jawa Barat. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang tulus kepada : 1. Bapak Ir. Gardjito, M.Sc selaku dosen pembimbing atas bimbingan dan masukannya dalam penyusunan skripsi. 2. Bapak Dr. Ir. Arief Sabdo Yuwono M.Sc, Bapak Chusnul Arif, STP. M.Si, dan Bapak Andik Pribadi STP yang telah memberi masukan pada penulis selama menyelesaikan skripsi ini. 3. Bapakku Ir. Broto Wibowo dan mamahku Dra. Sri Handayani tersayang, yang selalu mendo akan dan memberikan segalanya, serta Adikku Winda Hutami tercinta yang selalu memberi dorongan dan semangat. 4. Keluarga besarku yang selalu memberikan dukungan selama penulis masih kuliah. 5. Astiti Puriwigati yang selalu menjadi pendorong, penyemangat, dan inspirasi bagi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 6. Dyah Nurhati Ayuningtyas yang menjadi rekan penulis dalam menjalani topik penelitian mengenai limbah cair biji kakao terfermentasi 7. Bapak Administratur PTPN VIII Batulawang Ir. H. Dedi Pria Pertama yang telah bersedia memberi kesempatan bagi penulis untuk melakukan penelitian di PTPN VIII Batulawang. 8. Bapak Arief, Bapak Asep, Bapak Bisri, Ibu Mamah, dan rekan-rekan staf serta seluruh pegawai PTPN VIII yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikirannya untuk membantu penulis melakukan pengambilan data. 9. Pak Karso, Ibu Karso, Ibu Sarnah, Erda, dan Ersa yang telah menyediakan tempat berteduh di Ciamis selama penulis melakukan penelitian. i

7 10. Ahmad Jamhuri, Aris, Fandra Wiratama, dan Ida Ayu Ratih Stefani yang telah menemani dan mencurahkan pikirannya bagi terlaksananya penelitian penulis. 11. Seluruh keluargaku Teknik Pertanian 41, 42, 43, 44, dan 45 atas bantuan, dorongan serta doa selama penyusunan skripsi. 12. Seluruh staf Departemen TEP, Fakultas Teknologi Pertanian dan Perpustakaan atas bantuannya. 13. Semua pihak yang membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Akhir kata penulis berharap semoga informasi yang diperoleh dari skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan bagi kita semua. Bogor, Juni 2009 Penulis ii

8 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iii DAFTAR TABEL... v DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR LAMPIRAN... vii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan... 2 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Keadaan Umum Lokasi Pengolahan Biji Kakao Parameter Kualitas Lingkungan Pengambilan Sampel Limbah Pasca Panen Kakao Bangunan Kolam Penampung Limbah Percobaan Faktorial Uji Efek Utama dan Efek Sederhana Permodelan dengan Regresi... 9 BAB 3 METODOLOGI Waktu dan Tempat Alat dan Bahan Pengambilan Data Metode Perancangan Bangunan Kolam Metode Permodelan BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Potensi Limbah Pengumpulan Data Karakteristik Limbah Pencucian Biji Kakao Uji Keterkaitan Parameter Limbah Terhadap Waktu Retensi Permodelan Karakteristik Limbah Cair Biji Kakao Terfermentasi Perancangan Bangunan Kolam Penampung Limbah Anggaran Biaya Pembuatan Kolam Penampung Limbah Kakao iii

9 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA iv

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Perkembangan areal dan produksi kakao di Indonesia... 1 Tabel 2. Kriteria Kualitas Air Berdasarkan Kelas... 6 Tabel 3. Komposisi Bagian Limbah Buah Kakao Yang Dapat Dimanfaatkan... 7 Tabel 4. Data Kuantitas Limbah Pencucian Biji Kakao Tabel 5. Data Hari Hujan saat Percobaan Tabel 6. Koefisien Untuk Sidik Ragam Parameter ph Tabel 7. Uji Sidik Ragam Parameter ph Tabel 8. Koefisien Uji Sidik Ragam Parameter Jumlah Oksigen Terlarut Tabel 9. Uji Sidik Ragam Parameter Jumlah Oksigen Terlarut Tabel 10. Koefisien Uji Sidik Ragam Parameter Daya Hantar Listrik Tabel 11. Uji Sidik Ragam Parameter Daya Hantar Listrik Tabel 12. Koefisien Uji Sidik Ragam Parameter Suhu Tabel 13. Uji Sidik Ragam Parameter Suhu Tabel 14. Koefisien Uji Sidik Ragam Parameter BOD Tabel 15. Uji Sidik Ragam Parameter BOD Tabel 16. Koefisien Uji Sidik Ragam Parameter COD Tabel 17. Uji Sidik Ragam Parameter COD Tabel 18. Perbandingan Nilai Parameter Limbah Setelah 32 Hari Retensi Dengan Kualitas Air Kelas IV Menurut PP no. 82 Tahun v