BAB I PENDAHULUAN. yang dilakukan antara lain melalui peningkatan efisiensi proses produksi,

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pengembangan agroindustri berbasis teknologi dimaksudkan untuk mewujudkan agroindustri yang memiliki daya saing secara berkesinambungan. Kesinambungan daya saing tersebut ditempuh melalui peningkatan nilai tambah yang dilakukan antara lain melalui peningkatan efisiensi proses produksi, peningkatan kualitas produk, serta penciptaan produk baru. Hal demikian dapat dicapai melalui pengembangan dan pemanfaatan teknologi. Dengan demikian maka peningkatan daya saing dan nilai tambah tidak dapat dilepaskan dari proses pengembangan dan pemanfaatan teknologi secara berkelanjutan. Artinya industri yang dapat meningkatkan daya saing dan nilai tambah produknya hanyalah industri yang dirancang dan dikembangkan atas basis teknologi yang kuat, dalam pemanfaatan sumberdaya alam secara lebih produktif dan ekonomis, serta memperhatikan aspek kelestarian lingkungan. Usaha mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan, dan pengembangan sumber energi alternatif termasuk bioenergi terus diupayakan dan dilakukan. Bioenergi adalah energi terbarukan yang berasal dari biomasa. Biomasa merupakan materi hasil proses fotosintesis, tetapi biomasa juga dapat dihasilkan dari hewan misalkan kulit dan kotoran yang mengandung mikroorganisme. Energi terbarukan dihasilkan dari sumberdaya yang tidak pernah 15

2 habis, sumber energi terbarukan meliputi matahari, angin, bumi, air, biomasa dan energi dari limbah (Caddet, 1998). Sumber daya alam sangat penting dalam menunjang produksi tanaman perkebunan, satu diantaranya adalah perkebunan kelapa sawit dan pengolahannya serta limbah yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan nilai tambah bagi industri kelapa sawit. Untuk industri kelapa sawit ini memerlukan bahan baku yang diperoleh dari perkebunan (Plantation) yaitu Tandan Buah Segar (TBS) yang mempunyai kualitas dan kuantitas yang memenuhi persyaratan seperti rendamen buah,kotoran,nilai sortasi panen, indeks sortasi panen, buah yang busuk, buah yang akan diproses, temperatur dan tekanan. Dalam tahapan proses pengolahan minyak kelapa sawit yaitu tahapan perebusan, pembantingan, penghancuran, pengempaan, klarifikasi dan pemecahan biji,untuk setiap 1 ton minyak kelapa sawit menghasilkan 2,5 ton limbah cair. Oleh sebab itu dalam tahapan proses tersebut, air sangat dibutuhkan dan dalam jumlah yang besar. Hasil sampingan proses produksi tersebut berasal dari air kondensat rebusan 36% ( kg/ton Tandan Buah Segar), air drab klarifikasi 60% ( kg/tontandan Buah Segar) dan hidrosiklon 4% ( kg/ton Tandan Buah Segar) (Loebis dan Tobing 1992, Ahuat 2005). Sedangkan untuk Indonesia ditaksir pengolahan minyak kelapa sawit pada tahun 2010 diperkirakan mencapai juta ton, yang berarti menghasilkan limbah cair sekitar juta ton dan dapatdiolah menjadi biomassa, yang salah satunya adalah POME (Palm Oil Mill Effluent) yang menghasilkan biogas. Potensi produksi biogas dari seluruh limbah cair tersebut kurang lebih adalah

3 sebesar 1075 juta m 3. Nilai kalor (heating value) biogas rata rata berkisar antara kkal/m 3 ( MJ/m 3 ),(Okwute dan Chai. 1997). Manajemen bisnis yang menggabungkan efisiensi ekonomi dan ekologi atau lebih dikenal dengan ekoefisiensi merupakan salah satu solusi dari krisis ekonomi yang berkepanjangan. Prinsip ekoefisiensi adalah memanfaatkan pelayanan ekologi lingkungan sebagai masukan produksi sehingga biaya produksi menjadi lebih rendah, meningkatkan keuntungan dan daya saing terhadap industri lain yang sejenis. Saat ini bisnis yang berkembang di Sumatera Utara adalah produk unggulan di sektor pertanian dibidang perkebunan kelapa sawit. PT Perkebunan Nusantara III Kebun Rambutan adalah salah satu pengelola industri perkebunan kelapa sawit milik pemerintah berskala besar, pemodalan yang kuat, penggunaan teknologi maju, sistem pengolahan modern, jangkauan pemasaran yang luas dan adaptif terhadap perubahan-perubahan ke arah kemajuan untuk memenuhi kebutuhan pasar. Sedangkan PT London Sumatera Kebun Bagerpang juga merupakan pabrik pengolahan kelapa sawit yang berskala besar. Kedua pengelola Industri kelapa sawit tersebut menghasilkan limbah cair industri yang berlimpah, sehingga memiliki potensi yang berbahaya jika limbah tersebut tidak ditangani dengan benar. Salah satu strategi kunci yang diyakini mampu meningkatkan daya saing adalah dengan perbaikan perbaikan teknologi, baik pada tingkat on-farm maupuan off-farm, termasuk yang berkaitan dengan pengelolahan limbah. Di samping itu, dukungan kebijakan pemerintah yang kondusif juga sangat penting

4 dalam meningkatkan daya saing industri kelapa sawit Indonesia. Tuntutan akan teknologi baru serta kebijakan yang kondusif bersifat dinamis sehingga penelitian limbah menjadi salah satu kunci untuk meningkatkan daya saing industri kelapa sawit Indonesia (Said, 2000). Melihat perkembangan harga minyak sawit di pasaran internasional yang cenderung membaik, industri minyak sawit akan menjadi andalan devisa masa depan. Untuk bisa bersaing di pasar global, perkembangan dan persyaratan perdagangan internasional perlu diantisipasi. Namun, seperti dua sisi mata uang yang tidak dapat dipisahkan, dampak positif dari perkembangan sektor agroindustri umumnya dan perkebunan kelapa sawit khususnya, juga diikuti oleh dampak negatif terhadap lingkungan akibat dihasilkannya limbah cair, padat dan gas dari kegiatan kebun dan pabrik kelapa sawit (PKS) PTPN III Kebun Rambutan dan PT Lonsum Kebun Bagerpang. Untuk itu tindakan pencegahan dan penanggulangan dampak negatif dari kegiatan perkebunan kelapa sawit dan pabrik kelapa sawit (PKS) PTPN III Kebun Rambutan dan PT Lonsum Kebun Bagerpang harus dilakukan dan sekaligus meningkatkan dampak positifnya. Kenyataan menunjukkan bahwa sejak masalah lingkungan hidup mulai diangkat ke permukaan, Indonesia memiliki berbagai macam program yang berkaitan dengan lingkungan yang tidak mencapai sasaran secara optimal. Hal ini disebabkan antara lain oleh pendekatannya yang bersifat pemaksaan melalui berbagai peraturan perundang-undangan dengan ancaman sanksi. Belajar dari hal tersebut, dewasa ini telah terjadi perkembangan pemikiran dimana limbah yang dulunya dikategorikan sebagai produk samping yang menimbulkan masalah dan

5 selayaknya harus ditanggulangi (end of pipe), saat ini dianggap sebagai indikator tidak efisiensinya proses produksi. Pemikiran inilah yang mendorong perubahan strategi penanganan limbah. Upaya mengatasi masalah pencemaran tersebut berkembang ke arah pendekatan mengolah limbah yang terbentuk (end of pipe treatment). Maka dilakukan pengolahan pada perusahaan dengan model Clean Technology. Pendekatan ini terfokus pada pengolahan dan pembuangan limbah untuk mencegah pencemaran dan kerusakan lingkungan. Namun pada kenyataannya pencemaran dan kerusakan lingkungan tetap terjadi dan cenderung terus berlanjut, karena dalam prakteknya pendekatan melalui pengolahan limbah menghadapi berbagai kendala, seperti: a. Bersifat reaktif, yaitu bereaksi setelah limbah terbentuk b. Tidak efektif dalam memecahkan masalah pencemaran lingkungan karena mengolah limbah hanyalah mengubah bentuk limbah dan memindahkannya dari satu media ke media lain. c. Biaya investasi dan operasi pengolahan dan pembuangan limbah biasanya mahal, yang mengakibatkan biaya proses produksi meningkat dan harga jual produk juga naik. Hal ini yang menjadi salah satu alasan pengusaha untuk tidak memasang alat pengolahan limbah atau mengoperasikannya sekedarnya saja. d. Peraturan perundang-undangan yang menetapkan persyaratan limbah yang boleh dibuang setelah dilakukan pengolahan pada umumnya cenderung untuk dilanggar bila pengawasan dan penegakan hukum lingkungan tidak efektif dijalankan. (Hadiwardjo, 2005)

6 1.2. Identifikasi Masalah Industripengolahan Kelapa Sawit adalah Industri yang sangat strategis. Hal ini didukung dengan banyaknya kebutuhan bahan baku untuk industri hilir (produk hilir). Kajian yang disajikan meliputi penyebab atau faktor yang sangat berpengaruh terhadap Industri Kelapa Sawit meliputi bahan baku (Tandan Buah Segar). Hal ini sangat ditentukan varietas buah, kematangan buah dan pendistribusian ke pabrik, untuk menjamin dan menjaga kualitas buah maka faktor asam lemak bebas harus terkendali dengan baik. Kenyataan sering terjadi buah harus menunggu waktu untuk diproses (buah menginap). Maka akan sangat berpengaruh terhadap kualitas minyak (produk). Kualitas buah dan waktu kedatangan buah adalah merupakan faktor penentu mutu minyak yang dihasilkan. Faktor utama yang sangat berpengaruh dalam pengolahan kelapa sawit ialah air dan energi. Air digunakan untuk umpan boiler yang harus memenuhi persyaratan-persyaratan teknis, yaitu tekanan dan temperatur. Energi dibutuhkan untuk menggerakkan proses produksi pada pabrik. Dalam hal untuk mencapai kualitas minyak yang baik, harus diperhatikan juga mutu produk kelapa sawit yang terdiri dari mutu minyak sawit seperti kadar air, kadar kotoran, kadar asam lemak bebas, bilangan ion, dan mutu inti sawit yang terdiri dari kadar air, kadar minyak, kadar asam lemak bebas, mutu inti (inti utuh, inti pecah dan kotoran serta perubahan warna) dan kehilangan minyak dapat terjadi karena tertinggal pada air rebusan, tandan kosong, fiber hasil press, biji dan sludge. Limbah cair pabrik kelapa sawit sangat dipengaruhi oleh ph, suhu, minyak gemuk, padatan total,

7 BOD dan COD. Baku mutu limbah untuk industri ini terdiri dari BOD, COD, TSS, minyak dan lemak, total nitrogen dan ph. Pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit dapat dijadikan energi terbarukan seperti dapat menghasilkan gas metana yang dapat digunakan untuk energi listrik. Hal ini dapat mengakibatkan dampak positif terhadap lingkungan. Upaya produksi bersih pada pabrik kelapa sawit berkelanjutan terhadap pengolahan limbah cair perlu pendekatan secara terpadu yang dapat dilakukan dengan membuat suatu model pengolahan limbah cair dengan pendekatan Sistem Dinamis. Model ini dapat digunakan sebagai alat kontrol dan mengevaluasi keluaran disetiap tahapan proses dalam upaya produksi bersih yang berkelanjutan Perumusan Masalah Proses pengolahan pada pabrik kelapa sawit bersifat linearcontinoussecara stochastic dinamis (as Closely, as Possibly). Dalam proses pengolahan tersebut berawal dari tandan buah segar yang datang dari estate atau kebun, dimana tandan buah segar ini berbeda tingkat kematangannya. Setelah itu tandan buah segar tersebut diproses sehingga menghasilkan crude palm oil (CPO), palm kernel dan limbah. Dalam proses produksi ini produk yang dihasilkan mengalami losses dan mempengaruhi rendemen, dimana losses dipengaruhi oleh proses produksinya sedangkan rendemen dipengaruhi oleh tingkat kematangan buah dan lama tidaknya buah didiamkan. Limbah yang dihasilkan terbagi dua yaitu limbah padat dan limbah cair (POME). Dimana POME ini salah satu kandungannya adalah metana. Kandungan metana yang besar pada POME dipengaruhi oleh tingkat

8 asam lemak bebas dari tandan buah segar, sedangkan kadar asam lemak bebas ini dipengaruhi oleh kematangan buah, kerusakan buah dan lama tidaknya buah didiamkan. Seperti halnya CPO, mutu dan jumlah limbah sangat dipengaruhi atau ditentukan oleh setiap tahapan proses pengolahan kelapa sawit. Perkembangan industri minyak kelapa sawit yang cukup pesat memberikan dampak akan peningkatan produksi limbah cair pabrik minyak kelapa sawit yang memberikan dampak pencemaran lingkungan, tanah, air dan udara dengan emisi metana yang potensial. Emisi metana tersebut dari sisi potensi produksi biogas dapat digunakan menjadi energi terbarukan dan upaya mendukung program pemerintah yang berhubungan dengan pasokan energi serta teknologi bersih bagi industri yang dapat meningkatkan keuntungan kompetitif di pasar. Untuk melihat input dan output pada pengolahan produksi bersih pabrik kelapa sawit dapat dilihat pada Gambar 1. Input tidak dikehendaki Kondisi Panen Di kebun dan kematangan buah Pengangkutan ke pabrik Harga Input dan Output Standart Kualitas mutu panen Input dikehendaki Luas Pemanenan Jumlah TBS (Tandan buah segar) Target Produksi Kapasitas PKS (Pabrik Kelapa Sawit) Clean Technology Tenaga Kerja Input basis Lingkungan ISO Kesesuaian lahan Green Production CER (certificate emision reduction) dan CDM (Clean Development Mechanism) Rancangan sistem pengelolaan produksi bersih dan pemanfaatan limbah cair pabrik kelapa sawit menjadi biogas untuk energi listrik (Renewable energy) Umpan balik Sistem Perencanaan Output yang diharapkan Produktivitas pabrik yang berkelanjutan Kerusakan Lahan Minimum Pencemaran air, tanah, dan udara minimum Pencapaian Kesejahteraan Multiplier efect terhadap sistem produksi Arus informasi, teknologi pengelolaan baik Output yang tidak diharapkan Produktivitas kebun tidak berkelanjutan Pencemaran air, udara, dan tanah tinggi Kesejahteraan mengalami degradasi Gambar 1. Diagram Input-Output dalam Pengelolaan Produksi Bersih (Cleaner Production) Pabrik Kelapa Sawit dan Pemanfaatan Limbah Cair Menjadi Energi Terbarukan Sumber: (I gusti putu Wigena dkk. 2010)

9 1.4. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah : 1. Membangun model pengolahan limbah cair dengan pendekatan sistem dinamis dalam upaya produksi bersih pada produksi kelapa sawit berkelanjutan. 2. Mengkaji aliran material dan energy balance pada cleaner production. 3. Mengukur emisi biogas dalam kolam limbah cair pabrik kelapa sawit dan menguji kualitas limbah cair. 4. Mengkaji limbah cair pabrik kelapa sawit untuk produksi biogas yang layak diaplikasikan untuk energi terbarukan 1.5. Kerangka Pemikiran Dalam pengolahan minyak dan inti menghasilkan dua jenis yaitu limbah padat dan limbah cair. Limbah cair yang dihasilkan mengandung BOD dan COD tinggi yaitu dan mg/l, TSS, minyak dan lemak, Nitrogen dan ph. Proses pengolahan minyak dan inti ini juga sangat membutuhkan air, uap dan energi listrik. Energi listrik ini dari power plant, dimana power plant ini berasal dari power generation plant sedangkan uap dan air sangat berpengaruh positif terhadap pengolahan minyak dan inti karena uap dan air ini diperlukan dalam proses tersebut. Untuk keperluan air ini bisa diperoleh dari pengolahan air (water threatment) dan uap diperoleh dari boiler. Dari keadaan tersebut dapat diketahui bahwa dalam proses pengolahan minyak dan inti di pabrik kelapa sawit, dapat menghasilkan limbah yang berbahaya terhadap lingkungan jika di buang langsung ke lingkungan dan

10 membutuhkan energi demi berlangsungnya kegiatan proses pengolahan minyak dan inti. Dari keadaan inilah mengambil suatu inisiatif untuk memanfaatkan limbah cair yang mengandung biogas yaitu CH 4 dan CO 2 sebagai bahan baku dalam power generation plant. Sehingga limbah cair yang berasal dari pengolahan minyak dan inti setelah kandungan biogasnya dimanfaatkanmenjadi energi listrik. Dengan penerapan konsep seperti ini maka pembangunan berkelanjutan pabrik kelapa sawit dapat menerapkan teknologi yang bersih dan ramah lingkungan. Kontrol yang terencana pada proses produksi di pabrik kelapa sawit dapat menurunkan losses maka fungsi dan pengaruh material balance dan energy balance harus setara dan seimbang pada proses produksi yang dilaksanakan. Limbah cair pabrik kelapa sawit walaupun berdampak negatif dapat dijadikan bahan baku untuk dijadikan energi terbarukan. Hal ini disebabkan limbah cair pabrik kelapa sawit (palm oil mill effluent) mengandung biogas. Kerangka pemikiran penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 2. Plantation Tandan Buah Segar Minyak Sawit Mentah Produksi Minyak Kelapa Sawit Limbah Padat Limbah Cair Biogas LCPMKS SLUDGE Pupuk Cair Organik Renewable Energy Multiplayer effect (produksi bersih) Gambar 2. Kerangka Pemikiran

11 1.6. Lingkup Penelitian Adapun yang menjadi ruang lingkup dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Pabrik yang menjadi sampel pengamatan adalah pabrik kelapa sawit yang dikelola oleh pemerintah dan swasta. 2. Pengukuran limbah cair dimana terdapat gas (CH 4 ) yang menjadi subjek penelitian untuk menjadi energi yang terbarukan. 3. Upaya memperoleh value added dalam pemanfaatan limbah cair. 4. Integrasi sistem pengolahan pabrik kelapa sawit dan pengolahan limbah. Sebagai rumusan masalah adalah: 1. Bagaimana model pengolahan limbah cair yang sesuai atau tepat dalam upaya produksi bersih pada produksi kelapa sawit berkelanjutan 2. Bagaimana aliran material dan energy balance pada cleaner production 3. Berapa banyak emisi biogas dalam kolam limbah cair pabrik kelapa sawit dan bagaimana kualitas hasil pengolahan limbah cair. 4. Berapa produksi biogas limbah cair pabrik kelapa sawit yang layak diaplikasikan untuk energi terbarukan 1.7. Hipotesis Penelitian Model pengolahan limbah cair dengan pendekatan sistem dinamis dapat digunakan sebagai upaya mencapai produksi bersih pada pabrik kelapa sawit berkelanjutan.

12 Dengan menggunakan model pengolahan kelapa sawit dapat dilakukan berbagai analisis sebagai bahan evaluasi maupun optimisasi pengolahan kelapa sawit untuk melihat perbedaan kondisi yang berpengaruh pada pengolahan limbah anaerob sehingga mendapatkan multiplayer effect terhadap lingkungan Manfaat Penelitian Melihat penerapan produksi bersih (cleanerproduction) di pabrik kelapa sawit, melalui pengelolaan dan pemanfaatan limbah cair pabrik kelapa sawit yang berdasarkan kaidah lingkungan yang berlaku dalam menuju pabrik kelapa sawit yang lestari. Biogas dari POME dapat dimanfaatkan menjadi energi terbarukan yang dimanfaatkan ke pabrik dan lingkungan sekitarnya. Akibatnya nilai kesejahteraan (welfare condition) dapat terpenuhi sehingga penerapan produksi bersih ramah lingkungan dapat tercapai (green product). Selain itu, penenitian ini juga memberikan kontribusi terhadap ilmu pengetahuan dan implementasi teknologi tepat guna di daerah-daerah sumber biomas, dengan potensi energi terbarukan yang melimpah dan tidak tercemari.manfaat dari penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.

13 Gambar 3. Manfaat Penelitian Biogas adalah gas yang dihasilkan dengan proses biologis dalam kondisi anaerobik. Gas yang dihasilkan berupa karbon dioksida dan metan. Komposisi rata-ratanya adalah 60-70% gas metan, 20-40% gas karbondioksida antara 0,2-0,3% hidrogen sulfida, dan gas lainnya. Disamping aspek pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit, produksi energi juga merupakan hal yang penting bagi pabrik kelapa sawit. Jika biogas yang dihasilkan dari proses pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit ini seluruhnya digunakan untuk mesin genset, maka dapat dihasilkan tenaga listrik sebesar 26kWh per ton tandan buah segar, sedangkan kebutuhan spesifik per ton tandan buah segar diperkirakan kwh Novelty Kebaharuan yang ditemukan yaitu mendapatkan model yang dapat mengevaluasi dan memprediksi setiap tahapan proses pengolahan sawit dari

14 proses awal hingga menghasilkan energi. Konsep ini memiliki falsafah dasar dimana proses industri seharusnya tidak menghasilkan limbah karena limbah tersebut dapat menjadi bahan baku untuk diolah menjadi energi terbarukan bagi industri tersebut. Adanya perkembangan industri baru ini diharapkan juga mampu memberikan perkembangan dari segi ekonomi (Eco IndustryPark).