PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI SUSU DAN POTENSINYA SEBAGAI PAKAN TERNAK Jupri Mustofa Program Studi Teknologi Industri Pertanian Politeknik Tanah Laut Pendahuluan
Dalam dunia industri selalu ada hasil buangan yang merupakan produk sisa hasil produksi yang tidak mempunyai nilai ekonomis lagi, hasil buangan ini umumnya disebut limbah, hasil buangan ini apabila tidak dikelola dengan baik sesuai baku mutu yang telah ditetapkan akan mencemari lingkungan dan menimbulkan dampak yang berbahaya, oleh sebab itu sebelum limbah dibuang ke lingkungan harus dilakukan pengolahan dan treatmenttreatment tertentu untuk mengilangkan kandungan-kandungan yang berbahaya pada limbah tersebut. Dalam industri susu, limbah yang dihasilkan adalah limbah cair yang umumnya merupakan sisa-sisa susu yang tumpah selama proses produksi berlangsung, limbah cair industri susu mempunyai karakteristik khas yaitu lebih rentan terhadap bakteri pengurai sehingga harus segera diolah terlebih dahulu agar tidak terjadi pembusukan yang dapat membahayakan lingkungan. Proses pengolahan dilakukan dengan mengkombinasikan proses-proses pengolahan secara Fisika, Kimia dan Biologi. Dengan tahapan proses pengolahan yang dipilih meliputi: proses equalisasi, proses anaerob, proses aerasi, lumpur aktif, proses sedimentasi, proses koagulasi-flokulasi, proses sedimentasi, proses flotasi, proses pengendapan partikel ringan, proses penyaringan dengan pasir dan arang aktif. Kualitas air hasil pengolahan dianalisa secara Fisika, Kimia dan Biologi melalui parameter-parameter: suhu, kekeruhan, zat padat tersuspensi, zat padat terlarut, daya hantar listrik, pH, BOD, COD dan jumlah bakteri, apabila hasil analisa menunjukkan hasil sesuai baku mutu yang telah ditetapkan maka air limbah tersebut sudah aman untuk dibuang kelingkungan. Sebagian besar sumber utama limbah cair industri susu berasal dari produk susu yang terbuang selama proses produksi, biasanya disebabkan oleh kebocoran dan tumpahan selama proses produksi berlangsung, seperti sistem operasional kurang baik yang terjadi pada saat pemindahan pipa saluran produksi, mesin evaporasi, proses pengisian dan sisa bahan baku yang rusak. Susu yang hilang selama produksi berkisar antara 0,%1 – 3%,. 3%,. Air limbah yang cukup besar juga dihasilkan dari air pendingin dan kondensat, namun penanganan air buangan pendingin tersebut biasanya dapat diatasi dengan melakukan recycle melalui sistem tertutup sehingga dapat digunakan kembali.
Berikut ini merupakan tabel proses pekerjaan dalam industri susu dan jenis limbah yang dihasilkan dari proses tersebut. Jenis Limbah
Kegiatan
Air Limbah
Limbah Padat
Tumpahan bahan
Penyaringan
baku
Proses
Sisa saringan
Tumpahan
-
Evaporasi
-
-
Pencampuran
Tumpahan bahan baku dan pendukung
Pengeringan
-
Pengolahan
Finishing
dan
pengemasan Pasca produksi
Tumpahan produk
mutu saat
pengemasan Air sisa pencucian
IPAL
-
Laboratorium
Sisa reagen
pendinginan
dan
Genset/boiler
Produk yang tidak memenuhi standart
Pembersihan
Kondensat
Genset/boiler
Tumpahan produk dan sisa kemasan
Tumpahan
Pengemasan
Emisi
Air buangan
Sisa kemasan Padatan
saat
pencucian Sludge Kemasan
bekas
reagen -
Sumber : Asisten Deputi Urusan Pengendalian Pencemaran Agroindustri Deputi MENLH BidangPengendalian Pencemaran Kementerian Negara Lingkungan Hidup ( 2006 ). Di industri susu modern, umumnya banyak digunakan surfaktan dan deterjen asam untuk proses pembersihan yang umumnya akan menyumbang jumlah BOD sekitar 1kg/453 ton susu yang diolah. Volume air limbah yang dihasilkan setiap pabrik susu sangat bervariasi, namun dibeberapa negara maju tingkat efisiensi sudah cukup baik, volume air limbah yang dihasilkan dari pabrik susu dasar adalah 3.9 ltr/kg produk susu dan untuk pabrik susu terpadu adalah 11.2 ltr/ kg produk, untuk Indonesia rata-rata volume yang dihasilkan dari sebuah pabrik susu adalah 2 ltr/kg produk susu.
Karakteristik Limbah Susu
Limbah industri susu umunya berbentuk cair yang merupakan hasil buangan ataupun bocor saat produksi berlangsung, karakteristik limbah cair industri susu tidak jauh berbeda dengan karakteristik limbah industri pangan pada umumnya, hanya saja limbah cair industri susu mempunyai ciri khas yaitu kerentananya terhadap bakteri pengurai sehingga mudah mengalami pembusukan. Limbah dari pengolahan susu segar mempunyai bahan organik terlarut yang tinggi dan bahan tersuspensi yang rendah (Jenie. 2004), selain itu berdasarkan sumber yang kami dapat, limbah industri susu mengandung kadar organik yang cukup tinggi tetapi mudah terurai. Kadar BOD pada air limbah susu (400-9.440 mg/l) dan COD (360-15.300 mg/l). Perbandingan BOD dan COD setiap pabrik bervariasi namun secara umum adalah 1.75:1. Karaktersitik limbah cair industri susu mempunyai total padatan (1.210-11.990 mg/l), padatan tersuspensi volatil (TSV) = 200-1.840 mg/l, padatan tersuspensi (TSS) = 270-1.980 mg/l.b, pH = 4,2 - 9,5, Amonia (1-76 mg/l), nitrogen organik (9-250 mg/l), alkalinitas (01.080 mg/l), kandungan kadar organik seperti vitamin dan mineral yang tinggi. Pengolahan limbah ini akan menghasilkan sludge atau lumpur susu yang mengendap pada kolam penampungan, lumpur susu ini mempunyai kandungan bahan kering sangat rendah, sedangkan kandungan lemaknya cukup tinggi dan sangat rentan terhadap serangan mikroba sehingga mudah terurai atau cepat sekali mengalami pembusukan. Hal ini disebabkan oleh tingginya kadar nutrisi disertai dengan tingginya kadar air limbah pengolahan susu yang bisa mencapai 97,89 persen, hal yang perlu diwaspadai dari lumpur susu adalah terutama adanya bakteri patogen. Teknik Penanganan Limbah Cair Industri Susu
Industri pengolahan susu diharuskan melakukan pengolahan limbah sebelum limbah hasil produksinya dibuang ke lingkungan. Bahan organik yang terlarut dalam limbah disaring melalui beberapa tahap penyaringan, selanjutnya disalurkan ke dalam kolam penampungan. Pengolahan limbah ini akan menghasilkan sludge atau lumpur susu yang diendapkan pada kolam penampungan. Teknik pengolahan limbah susu pada umumnya dilakukan dengan mengkombinasikan teknik secara fisika, biologi dan kimia. Secara fisika meliputi equalisasi, sedimentasi, filtrasi, flotasi dan penyaringan, secara kima meliputi koagulasi dan flokulasi sedangkan secara biologi meliputi proses anaerob dan aerasi lumpur aktif, hal ini didasarkan karena karakteristik limbah cair industri susu itu sendiri. Pada tahap akhir pengolahan limbah susu dapat dilakukan penyaringan air limbah menggunakan pasir yang berfungsi untuk menyaring partikel halus dan penyaringan menggunakan arang aktif yang berfungsi untuk menyerap bahan-bahan kimia yang tersisa.
Menurut Muhamad fachrial, limbah cair yang dihasilkan dari proses produksi pada PT. Greenfields di Malang dialirkan menuju lagoon sebagai tempat IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah). Limbah cair mula-mula akan mengalami proses screening /penyaringan kemudian dialirkan menuju inlet somp. Setelah itu akan dilakukan proses flokulasi dengan penambahan tawas 18 % di dalam equalization tank . Hal ini menyebabkan lemak yang terkandung akan mengalami koagulasi agar mudah dipisahkan setelah melewati fat trap. Selanjutnya air ditambahkan HCl dan NaOH agar diperoleh nilai pH antara 6,5-8,5. Jika pH kurang dari 6,0 maka ditambahkan NaOH 1 % w/v, sedangkan jika pH melebihi 9,0 ditambahkan HCl 2 % w/v. Setelah keluar dari equalization tank , air dialirkan menuju SBR (Sequencing Batch Reactor ). SBR menggunakan proses aerobik dengan mekanisme lumpur aktif ( active sludge) dan penambahan bakteri aerob BOD 5. Lumpur aktif dihasilkan dengan kecepatan 2 m3/jam. Setelah tanki SBR terisi 80 %, terjadi proses aerasi selama 16 jam dan penambahan TSP/urea sebagai nutrisi bagi bakteri. Aerasi dilakukan dengan mengalirkan 7,69 kg O2/jam. TSP yang ditambahkan sebanyak 3,5 kg/hari, sedangkan urea sebanyak 2,3 kg/hari. Namun jika laju aliran mencapai maksimum, nutrisi ditambahkan sebanyak 10 kg/m3. Selanjutnya dilakukan proses sedimentasi selama 2-3 jam sehingga dihasilkan air dengan kondisi 50 % jernih. Air yang dihasilkan dari IPAL digunakan untuk flushing kandang sapi di peternakan ( Dairy Farm). Potensi Lumpur Susu Sebagai Bahan Pakan Ternak Dengan Campuran Onggok (Limbah Tapioka) Terfermentasi Oleh Asper gil l us Niger
Anggapan bahwa limbah hanya merupakan sampah yang tidak berguna nampaknya harus
mulai
dihilangkan,
limbah
susu
yang
telah
diproses
masih
tetap
bisa
dimanfaatkan, Selama ini pemanfaatan lumpur susu hanya terbatas pada penggunaannya sebagai pupuk atau media tanam untuk tanaman hias, bahkan sebagian besar industri seperti PT. Greenfields di Malang yang hanyamembuangnya ke lahan perkebunan di sekitar areal perusahaan. Sementara ini pemanfaatan lumpur susu dari limbah pengolahan susu sebagai bahan pakan masih jarang dilakukan, padahal kandungan potensi lumpur susu perlu diperhitungkan. Setiap 2000 gram limbah susu ( slurry) dapat diperoleh 250 gram lumpur susu dan nilai nutrisi cukup tinggi sebagai sumber protein, yakni kandungan protein kasar 34,98 %, laktosa 4,42 %, serat kasar 9,77 %, lemak kasar 11,04 %, kalsium 2,33 %, dan phosfor 1,05 %, Mg 0,4% berdasarkan bahan kering (Marlina, 2007) Selain kelebihan tersebut, limbah yang berupa lumpur susu juga mempunyai kekurangan yaitu kandungan bahan keringnya sangat rendah, sedangkan kandungan lemaknya cukup tinggi dan sangat rentan terhadap serangan mikroba sehingga mudah terurai atau cepat sekali mengalami pembusukan, sehingga halutama yang perlu diwaspadai dari
lumpur susu adalah adanya bakteri patogen yang dapat menurunkan kualitas sebagai bahan pakan. Berdasarkan kelebihan
potensi
nutrisi
lumpur
susu
sebagai
sumber
protein
dan mengurangi kelemahannya yang rendah bahan kering dapat diupayakan dengan penambahan onggok sebagai kombinasi melalui bioproses atau fermentasi dengan jasa mikroba yaitu dengan kapang Aspergillus niger. Onggok berpotensi sebagai bahan pakan karena kandungan energinya tinggi dengan energi metabolis 3000 kkal/kg dan serat kasar yang tinggi 14,54 persen namun kandungan proteinnya sangat rendah, yakni 1,60-3,92 persen. Aspergillus niger merupakan kapang saprophitik dapat tumbuh cepat dan tidak membahayakan karena tidak menghasilkan mikotoksin. Selain itu penggunaannya mudah dan dapat memproduksi beberapa enzim seperti amilase, pektinase, amilo-glukosidase, dan selulase,
serta
enzim
niger menghasilkan
fitase
asam
ekstraseluler
sitrat
yang
dan
dapat
dalam
metabolismenya Aspergillus
menurunkan
pH
substrat. Dalam
pertumbuhannya Aspergillus niger membutuhkan suhu, kelembaban, pH dan kadar air yang optimal. Dengan demikian, pencampuran dua bahan berbeda kadar air dan karakteristik lainnya harus dipertimbangkan agar pertumbuhan Aspergillus niger optimal (Conneely, 1992).
