IDENTIFIKASI, MINIMISASI, DAN PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI OLAHAN SUSU Mata Kuliah Pengelolaan Limbah Proses Hayati
Oleh: Astry Eka Citra Sari Dio Prakoso Hengki Hermawan Yunita Florensia
Program Studi Teknologi Bioproses Departemen Teknik Kimia
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2013
DAFTAR ISI BAB 1 PENDAHULUAN .................................................................................... 1 BAB 2 PROSES
PRODUKSI
SUSU
DAN
BEBERAPA
PRODUK
TURUNANNYA .................................................................................. 2 2.1
Susu ............................................................................................ 3
2.1.1 Susu Cair (Pasteurized / UHT Milk) ...................................... 3 2.1.2 Susu Bubuk (Milk Powder).................................................... 7 2.2
Keju ............................................................................................ 9
2.2.1 Proses Produksi ................................................................... 12 2.3
Produk Turunan Susu Lainnya .................................................. 15
2.3.1 Proses Produksi Es Krim ..................................................... 15 2.3.2 Proses Pembuatan Yogurt .................................................... 18 2.3.3 Mentega .............................................................................. 24 BAB 3 IDENTIFIKASI
LIMBAH
PRODUK
SUSU
DAN
TURUNANNYA ........................................................................ 28 3.1
Limbah susu .............................................................................. 28
3.1.1 Kandungan limbah susu ....................................................... 28 3.2
Identifikasi limbah Keju ............................................................ 34
BAB 4 MINIMISASI LIMBAH PABRIK PENGOLAHAN SUSU .................... 37 4.1
Minimisasi pada industri susu ................................................... 38
4.1.1 Reduksi Limbah Produksi Susu ........................................... 38 4.2
Minimisasi berdasarkan pemanfaatan kembali (3R) ................... 43
4.2.1 Daur ulang (recycle) Limbah Produksi Susu ........................ 44
i
4.2.2 Pemanfaatan kembali air cucian alat .................................... 45 4.3
Minimasi Pada Industri Keju ..................................................... 51
4.3.1 Pengeringan whey ............................................................... 51 4.3.2 Recovery of lactose ............................................................. 52 BAB 5 PENGOLAHAN LIMBAH PRODUK SUSU DAN TURUNANNYA ... 54 5.1
Pengolahan limbah susu ............................................................ 54
5.1.1 Perlakuan Awal (Pretreatment) ............................................ 54 5.1.2 Perlakuan Biologis (Biological Treatment) .......................... 55 5.1.3 Reduksi emisi gas (Reduction of Air Emissions) ................. 55 5.2
Pengolahan limbah keju ............................................................ 56
5.2.1 Delactoce whey ................................................................... 56 5.2.2 Salt water ............................................................................ 60 KESIMPULAN ...................................................................................... 62 PENDAPAT DAN SARAN ................................................................... 63 DAFTAR PUSTAKA............................................................................. 64
DAFTAR GAMBAR GAMBAR 2.2.1.1. DIAGRAM ALIR DARI BERBAGAI PROSES UNTUK MENGHASILKAN PRODUKPRODUK TURUNAN SUSU ................................................................................................... 2 GAMBAR 2.1.1 PROSES PENGUMPULAN SUSU ............................................................................. 5 GAMBAR 2.1.2 SEBUAH CLARIFIER YANG MENGHILANGKAN PENGOTOR, DEBRIS, BAKTERI, DAN ENDAPA-ENDAPAN YANG MUNGKIN TERKANDUNG DALAM SUSU MURNI. SELANJUTNYA SUSU TERSEBUT DIFORTIFIKASI DAN DIPASTEURISASI. ........................................................ 6 GAMBAR 2.1.3 PROSES PRODUKSI SUSU BUBUK .......................................................................... 8 GAMBAR 2.2.1 GAMBARAN PROSES PENGOLAHAN KEJU SECARA UMUM .................................. 12 GAMBAR 2.3.1 DIAGRAM ALIR PEMBUATAN YOGHURT .............................................................. 19 GAMBAR 2.3.2 DIAGRAM BLOK PROSES PRODUKSI MENTEGA.................................................... 25
ii
GAMBAR 3.1.1 (A) ALUR MANAJEMEN TERHADAP LIMBAH, (B) LIMBAH YANG DIHASILKAN PADA PROSES PRODUKSI SUSU CAIR SERTA CARA MENGURANGINYA, (C) LIMBAH YANG DIHASILKAN PADA PROSES PRODUKSI SUSU BUBUK DAN CARA MENGURANGINYA. .......... 31 GAMBAR 3.2.1 GAMBARAN PROSES PENGOLAHAN KEJU SECARA UMUM .................................. 34 GAMBAR 4.1.1 PROSES PENERIMAAN SUSU PADA INDUSTRI PENGOLAHAN SUSU ...................... 40 GAMBAR 4.1.2 SUSUNAN ANTAR ALAT DAN PIPA YANG EFISIEN................................................. 41 GAMBAR 4.1.3 KONTOL PROSES YANG TEPAT UNTUK OPTIMASI PROSES ................................... 41 GAMBAR 4.1.4 LIMBAH DAPAT DIHASILKAN DARI PROSES FILLING ............................................. 42 GAMBAR 4.2.1 ALUR PENGGUNAAN KEMBALI AIR CUCIAN PRODUKSI SUSU............................... 50 GAMBAR 4.3.1BERBAGAI FUNGSI POTENSIAL DARI WHEY .......................................................... 51 GAMBAR 4.3.2 PROSES RECOVERY LAKTOSA .............................................................................. 51 GAMBAR 4.3.1PROSES PEMBUATAN WHEY MENJADI BENTUK KONDENSAT ............................... 52 GAMBAR 5.1.1 PROSES KERJA FILTRASI TEKAN ........................................................................... 54 GAMBAR 5.2.1PENGOLAHAN DALAM KOLAM AEROBIK DAN BAGAN KOLAM SEDIMENTASI........ 58 GAMBAR 5.2.2 PROSES UMUM PENGOLAHAN AEROBIK ............................................................. 58 GAMBAR 5.2.3. PERBEDAAN POROS NUTISI ............................................................................... 59 GAMBAR 5.2.4 GAMBARAN PROSES FILTRASI WHEY .................................................................. 60 GAMBAR 5.2.5. ELEKTRODIALISIS LIMBAH GARAM HASIL PROSES PRODUKSI KEJU ..................... 61
DAFTAR TABEL TABEL 2.2.1KOMPOSISI PADA BERBAGAI JENIS KEJU................................................................... 11 TABEL 3.1.1 KONDISI LIMBAH DI SETIAP UNIT OPERASI PRODUKSI SUSU .................................... 31 TABEL 3.1.2 BAKU MUTU AIR LIMBAH INDUSTRI SUSU ............................................................... 33 TABEL 3.2.1 PERBANDINGAN KANDUNGAN WHEY DAN SUSU .................................................... 35 TABEL 3.2.2 KARAKTERISTIK LIMBAH BESERTA BAKU MUTU ....................................................... 36 TABEL 4.1.1 SUMBER-SUMBER LIMBAH PADAT PADA PABRIK PENGOLAHAN SUSU..................... 38 TABEL 4.2.1 DATA LIMBAH PRODUKSI SUSU DAN PROSES MEMINIMALKAN LIMBAH .................. 46 TABEL 4.2.2 JUMLAH AIR YANG DIBUTUHKAN ............................................................................ 46 TABEL 4.2.3 NERACA MASSA ALIRAN SEBELUM MINIMISASI ....................................................... 47 TABEL 4.2.4 NERACA MASSA ALIRAN SETELAH MINIMISASI ........................................................ 47 TABEL 4.2.5 LINE OUTFALL ......................................................................................................... 48 TABEL 4.2.6 PERBANDINGAN JUMLAH BOD DAN SS SEBELUM DAN SESUDAH MINIMISASI ......... 49
iii
BAB 1 PENDAHULUAN Susu sapi merupakan salah satu makanan yang banyak dikonsumsi di dunia. Selain karena rasanya yang khas, susu lebih dikenal sebagai makanan yang menyehatkan dan mengandung banyak gizi. Susu juga dapat diolah menjadi berbagai produk turunan, seperti keju, mentega, es krim, atau yoghurt. Dalam beberapa tahun terakhir ini, industri produk susu terus berkembang dikarenakan permintaan masyarakat yang terus naik (Ioannis, 2008). Industri susu dan turunannya adalah salah satu sumber limbah cair terbesar di dunia (Wheatly, 1990 dalam “Waste Management for the Food Industries”). Limbah cair susu biasanya mengandung protein, garam, FOG (fat, oil, grease), dan laktosa. Perbedaan produk-produk susu akan menghasilkan jenis limbah yang berbeda dari segi komposisinya (Vidal et al., 2000). Ciri khas limbah industri susu adalah tingginya kadar BOD, COD, dan total suspended solids seperti FOG, ammonia, minerals, dan fosfat. (Sarkar et al., 2006). Perbedaan karakteristik limbah akan memerlukan penanganan limbah yang berbeda, namun biasanya pengolahan limbah cair susu menggunakan perlakuan proses aerobik dan anaerobik untuk memenuhi batas pembuangan limbah untuk industri (Demirel et al., 2005 dalam “Waste Management for the Food Industries”). Perlakuan fisik dan kimia seperti koagulasi, nanofiltrasi, dan reverse osmosis juga terbukti berhasil diterapkan untuk limbah jenis ini. Dalam makalah ini akan dibahas mengenai proses produksi produk susu, identifikasi limbahnya, upaya minimisasi limbah, serta pengelolaan limbah. Dalam proses produksi, pembahasan dibatasi pada industri susu, keju, yoghurt, es krim dan mentega untuk memberikan gambaran menyeluruh tentang potensipotensi pengolahan susu menjadi produk turunan. Namun untuk minimisasi dan pengolahan limbah, pembahasan hanya akan dilakukan untuk industri susu dan keju. Hal ini dimaksudkan agar pembahasan menjadi lebih terfokus dan mendetail, selain untuk menghindari adanya pengulangan proses-proses pengolahan limbah yang sama.
1
BAB 2 PROSES PRODUKSI SUSU DAN BEBERAPA PRODUK TURUNANNYA Sebuah industri susu dapat memproduksi beberapa jenis produk turunan susu dalam area yang sama. Perlakuan-perlakuan yang berbeda diterapkan untuk menghasilkan produk-produk yang berbeda. Namun, tidak jarang sebuah industri hanya fokus pada satu produk saja. Biasanya untuk industri dengan kualitas unggulan membutuhkan bahan baku dan perlakuan khusus yang tidak bisa disamakan dengan produk turunan lain, sehingga berdiri sendiri. Secara umum, proses produksi susu dan produk turunannya dapat dilihat pada gambar 2.1.
Gambar 2.2.1.1. Diagram alir dari berbagai proses untuk menghasilkan produk-produk turunan susu (Sumber: agrifood-forum.net)
Pada bagian selanjutnya, akan dijelaskan secara lebih detail proses-proses yang terjadi untuk membuat suatu produk susu.
2
2.1
Susu
2.1.1 Susu Cair (Pasteurized / UHT Milk) Susu cair umumnya dibagi menjadi dua yaitu susu pasteurisasi dan UHT (Ultra High Temperature). Susu pasteurisasi adalah susu yang sudah dipanaskan pada suhu 630 C selama 15 menit atau dipanaskan pada suhu 720 C selama 15 detik yang biasa disebut dengan HTST (High Tempetature Short Time), sedangkan susu UHT merupakan susu yang diolah menggunakan pemanasan pada suhu 1350 C dan dalam waktu yang singkat selama 2-5 detik (Y.H. Hui, 1992). Kelebihan dan kekurangan susu pasteurisasi Kelebihan susu pasteurisasi adalah sebagai berikut:
Bebas bakteri pathogen, yaitu bakteri-bakteri yang berbahaya karena
dapat
menimbulkan
penyakit
pada
manusia
(Mycobacterium tubercolosis)
Dapat memberikan atau menimbulkan cita rasa yang lebih menarik konsumen
Pada pasteurisasi susu, proses ini dapat menginaktifkan fosfatase dan katalase, yaitu enzim-enzim yang membuat susu cepat rusak.
Sementara kekurangannya adalah:
Tidak bisa disimpan dalam suhu ruang, harus di dalam lemari pendingin.
Produk Susu Pasteurisasi mudah rusak bila terserang MO, memiliki masa simpan yang rendah terlebih apabila produk berada di tingkat pengecer/konsumen.
Pasteurisasi hanya mampu menghambat pertumbuhan spora tapi tidak dapat mematikan sporanya, terutama spora bakteri yang bersifat termoresisten alias tahan terhadap suhu tinggi.
Kelebihan dan kekurangan susu UHT Kelebihan susu UHT adalah sebagai berikut:
Simpannya yang sangat panjang pada suhu kamar tanpa bahan pengawet dan tidak perlu dimasukkan ke lemari pendingin. Jangka waktu ini lebih lama dari umur simpan produk susu cair lainnya seperti susu pasteurisasi. 3
Susu UHT merupakan susu yang sangat higienis karena bebas dari seluruh mikroba (patogen/penyebab penyakit dan pembusuk) serta spora sehingga potensi kerusakan mikrobiologis sangat minimal, bahkan hampir tidak ada.
.Sementara kekurangannya adalah:
Cita rasanya tidak sesegar susu pasteurisasi.
Dengan pemanasan yang tinggi membuat zat gizi yang ada pada susu sedikit berkurang.
Proses Produksi 1. Pengumpulan (Collecting) Perolehan susu dari sapi perah umumnya dilakukan dua kali sehari menggunakan mesin vakum mekanis (mechanical vacuum milking machines). Dari mesin tersebut selanjutnya susu murni akan mengalir melalui pipa kaca atau stainless steel menuju tangki penyimpanan (refrigerated bulk milk tank) di mana susu didinginkan pada suhu sekitar 40° F (4.4° C). Kemudian truk-truk pengangkut membawa dan mengumpulkan tangkitangki berisi susu murni tersebut dari sejumlah peternakan yang berdekatan. Namun sebelum membawa susu dari tiap peternakan, petugas pengumpul mengambil sampel dan melakukan pengecekan terhadap rasa dan suhu serta mencatat volumenya. Setelah tiba di lokasi produksi, susu-susu pada truk ditimbang dan dipompa menuju tangki penyimpanan dan pendingin (refrigerated tanks) melalui selang plastik atau pipa stainless yang fleksibel.
4
Gambar 2.1.1 Proses Pengumpulan Susu (Sumber: Cavette, Chris. Milk Manufacturing Process. http://www.madehow.com/Volume-4/Milk.html#ixzz2fbRndZtk, 2011)
2. Pemisahan (Separating) Susu murni yang telah didinginkan selanjutnya dialirkan menuju clarifier atau separator, di mana susu diputar melalui serangkaian piringan kerucut. Clarifier berfungsi menghilangkan pengotor-pengotor, debris, bakteri, dan endapan yang terdapat pada susu. Namun jika dibandingkan antara clarifier dan separator, separator lebih baik karena dapat melakukan hal yang sama bahkan juga dapat memisahkan lemak (fat) untuk pembuatan mentega / cream dengan susu cair untuk produksi susu rendah kalori (skim milk). 3. Fortifikasi (Fortifying) Vitamin A dan D ditambahkan ke dalam susu melalui pompa peristaltic yang secara otomatis menyalurkan vitamin dengan konsentrasi/jumlah yang tepat pada susu yang mengalir. 4. Pasteurisasi (Pasteurizing) Selanjutnya susu dialirkan melalui pipa-pipa ke dalam pasteurizer untuk menghilangkan bakteri yang terkandung. Metode pasteurisasi yang paling umum digunakan adalah metode high-temperature, short-time (HTST) di mana susu yang 5
mengalir dalam pasteurizer dipanaskan secara kontinu, yaitu selama 15 detik dengan suhu 161° F (72° C). Lalu susu panas tersebut dialirkan melalui pipa panjang yang telah diatur panjang dan diameternya sehingga proses pengaliran ini berlangsung tepat 15 detik untuk mencapai sisi ujungnya. Umumnya terdapat sensor pada ujung pipa yang akan mengembalikan susu ke awal pasteurizer untuk diproses kembali jika suhu produk telah turun (tidak memenuhi standar).
Gambar 2.1.2 Sebuah clarifier yang menghilangkan pengotor, debris, bakteri, dan endapaendapan yang mungkin terkandung dalam susu murni. Selanjutnya susu tersebut difortifikasi dan dipasteurisasi. (sumber: Cavette, Chris. Milk Manufacturing Process. http://www.madehow.com/Volume-4/Milk.html#ixzz2fbRndZtk, 2011)
5. Homogenisasi (Homogenizing) Susu dihomogenisasi untuk mengurangi jumlah lemak susu yang terkandung. Hal ini bertujuan untuk mencegah partikel-partikel lemak susu untuk memisah dan mengapung ke permukaan sebagai cream. Proses homogenisasi juga bertujuan untuk memastikan partikel-partikel lemak susu terbagi merata dalam susu tersebut. Pada proses ini susu panas yang berasal dari pasteurizer diberi tekanan 2,500-3,000 psi (17,200-20,700 kPa) oleh pompa piston silinder ganda (multiple-cylinder piston pump) kemudian didesak melalui saluran kecil yang memiliki katup yang dapat diatur (adjustable valve). Gesekan dan tahanan kuat yang dialami saat melewati saluran tersebut akan mematahkan partikel-partikel
6
lemak sehingga sesuai dengan ukuran yang diinginkan. Selanjutnya susu didinginkan dengan cepat hingga mencapai 40° F (4.4° C) untuk menghindari kerusakan rasa. 6. Pengemasan (Packaging) Terakhir, susu dipompa ke dalam wadah karton atau botol plastik dan disegel. Wadah kemasan yang digunakan harus dilengkapi dengan data komposisi dan tanggal kadaluarsa untuk memastikan kualitas produk susu tersebut. Selanjutnya susu dalam karton dan botol plastik disimpan dalam container berpendingin untuk dikirimkan ke gudang-gudang penyimpanan dan supermarket / toko-toko. 2.1.2 Susu Bubuk (Milk Powder) Susu bubuk adalah bubuk yang dibuat dari susu kering yang solid (Y.H. Hui, 1992). Susu bubuk mempunyai daya tahan yang lebih lama daripada susu cair dan tidak perlu disimpan di lemari es karena kandungan uap airnya sangat rendah (Giblin, 1986). Proses Produksi Pembuatan susu bubuk secara umum melibatkan penghilangan air dalam kondisi steril tetapi tetap mempertahankan kualitas dari susu tersebut, seperti rasa, aroma, kelarutan, kandungan nutrisi, dan lain-lain. (Y.H. Hui, 1992). 1. Pemisahan Dan Standarisasi (Separation / Standardization) Proses produksi susu bubuk dimulai dari proses pasteurisasi susu murni menjadi susu cair (pasteurized / UHT milk) seperti yang sudah dijelaskan di bagian sebelumnya. Selanjutnya susu full cream dan susu rendah kalori (skim milk) hasil pasteurisasi dipisahkan menggunakan centrifugal cream separator. 2. Pre-heating Langkah berikutnya adalah proses pre-heating di mana susu yang telah distandarisasi dipanaskan hingga suhu 75-120°C dan dipertahankan pada kondisi tersebut selama beberapa detik hingga beberapa menit tergantung dari suhu yang digunakan (contohnya untuk suhu 72°C hanya berlangsung 15 detik). Spesifikasi suhu dan waktu tunggu ini bergantung pada jenis produk dan manfaat yang ingin dihasilkan pada produk terseubut. Proses pre-heating menyebabkan denaturasi terkontrol dari air dadih (whey) yang mengandung protein sehingga akan
7
membunuh bakteri, menginaktivasi enzim, menghasilkan antioxidant alami, dan memberikan kestabilan panas. Proses pre-heating dapat dilakukan melalui metode langsung (via steam injection atau infusi langsung ke dalam produk) dan tidak langsung (via heat exchangers) atau gabungan keduanya.
Gambar 2.1.3 Proses produksi susu bubuk (sumber: Hui, Y.H., ed. Encyclopedia of Food Science and Technology. John Wiley and Sons Inc. 1992)
3. Penguapan (Evaporation) Susu yang telah dipanaskan (pre-heated) ditingkatkan konsentrasinya dalam evaporator melalui beberapa tahapan, dengan tujuan untuk mencapai 4552% total kandungan padatan (total solids content) dari yang awalnya hanya 9% pada skim milk dan 13% pada susu full cream. Proses ini dilakukan dengan memanaskan susu pada suhu < 72°C dan kondisi vakum dalam suatu tabung vertical yang berisi lapisan berputar, lalu menghilangkan kandungan air dengan mengubahnya menjadi uap. Uap air tersebut kemudian digunakan untuk memanaskan susu pada tahapan berikutnya di evaporator yang umumnya beroperasi pada suhu dan tekanan yang lebih rendah. Lebih dari 85% kandungan air pada susu dihilangkan pada proses ini.
8
4. Pengeringan (Spray Drying) Spray drying merupakan proses atomisasi konsentrat susu dari evaporator menjadi butiran-butiran (bubuk). Konsentrat dapat dipanaskan kembali sebelum memasuki proses atomisasi untuk mengurangi viskositas dan meningkatkan energi yang terkandung dalam proses pengeringan selanjutnya. Proses ini berlangsung dalam suatu ruang pengering besar yang dialiri udara panas (hingga 200°C). Alat yang digunakan berupa spinning disk atomizer atau high pressure nozzles. Bubuk susu yang dihasilkan selanjutnya didinginkan melalui proses evaporasi sehingga tidak pernah mencapai suhu udara normal. Akhirnya diperoleh bubuk susu dengan kandungan kelembaban sekitar 6% dan ukuran diameter partikel < 0.1 mm. Umumnya dilakukan pengeringan kedua dalam satu atau serangkaian fluid bed di mana udara panas dialirkan / ditiupkan melalui lapisan-lapisan bubuk terfluidisasi untuk menghilangkan kandungan airnya sehingga diperoleh produk akhir dengan kandungan kelembaban sekitar 2-4%. 5. Pengemasan dan Penyimpanan (Packaging and Storage) Susu bubuk cenderung lebih stabil dan tahan lama dibandingkan susu segar, tetapi perlindungan terhadap kelembaban, paparan terhadap cahaya, udara, dan panas tetap diperlukan untuk menjaga kualitas dan usia pakai produk. Hal ini dikarenakan sifat susu bubuk yang mudah menyerap air dari udara sehingga dapat menyebabkan penggumpalan susu dan penurunan kualitas dengan cepat. Susu bubuk full cream umumnya dikemas dengan penambahan gas nitrogen untuk melindungi produk dari oksidasi dan menjaga aroma serta usia pakai produk. Kemasan yang dipakai umumnya kemasan plastik (plastic-lined multi-wall bags) berukuran 25 kg atau silo untuk ukuran 600 kg. Kemasan plastik banyak digunakan karena memiliki beberapa lapisan (polimer) sehingga dapat menyediakan kekuatan dan fleksibilitas yang sesuai sebagai pelindung. Selain itu, proses pengangkutan / transportasi produk susu bubuk ini sebaiknya tidak terpapar cahaya matahari dalam waktu yang cukup panjang.
2.2
Keju Keju adalah produk makanan yang berasal dari susu, umumnya susu sapi,
kerbau, kambing, atau domba. Keju dibuat dengan cara mengkoagulasi protein
9
susu, kasein. Saat pembuatannya, biasanya susu akan diasamkan, kemudian ditambahkan enzim rennet. Rennet mengandung banyak enzim, yang salah satunya adalah enzim protease yang menggumpalkan susu dan memisahkannya menjadi fase padat (curds) dan cair (whey). Keju memiliki berbagai macam varian, yang berbeda dari sisi tekstur, rasa, tipe susu yang digunakan, metode penggumpalan, metode pemotongan, pengeringan, pemanasan, pengawetan, dan sebagainya. Keju memiliki kandungan yang hampir sama seperti susu, yaitu protein, lemak, kalsium, dan vitamin. Kadar setiap kandungan tentu berbeda pada jenis keju yang berbeda. Gambar 2.2.1 menunjukan kandungan keju pada beberapa jenis pengolahan. 1. Lemak Susu Kandungan lemak dalam keju berbeda-beda pada setiap variannya. Biasanya keju mengandung lemak sampai 12%, dan akan bertambah sampai 2030% saat masak. 2. Protein Kandungan protein rata-rata pada berbagai jenis keju adalah 20-35%. Kandungan protein pada keju lebih rendah dari kandungan protein pada susu, karena ada protein yang terdapat pada whey yang dipisahkan pada saat pembuatan keju. 3. Laktosa dan Asam Laktat Kandungan laktosa pada keju sangat rendah, hanya berkisar antara 1-3 gram per 100 gram. Kebanyakan laktosa pada susu terbuang pada whey, sedangkan yang tersisa pada curd akan terkonversi menjadi asam laktat selama proses pemasakan. Karena itu keju dianggap layak dimakan oleh para penderita orang yang alergi terhadap laktosa. 4. Mineral 100 gram keju soft akan mencukupi 30-40% kebutuhan kalsium harian dan 15-20% kebutuhan fosfor harian. 100 gram keju hard akan mencukupi seluruh kebutuhan kalsium harian dan setengah dari kebutuhan fosfor harian. Proses pemasakan dan pembentukan keju tidak akan membuat mineral-mineral ini menurun dibandingkan mineral pada susu. Kandungan sodium pada keju
10
cenderung beragam, bergantung pada banyaknya garam yang ditambahkan pada proses produksi. 5. Trace Elements Kandungan selenium pada keju berkisar antara 5-12 microgram per 100 gram. Kandungan nikel bervariasi antara 2-34 microgram per 100 gram. Kandungan merkuri cukup rendah (0.04-0.16 microgram per 100 g) sehingga dianggap aman. 6. Vitamin Konsentrasi vitamin-vitamin telarut dalam lemak yang terkandung pada keju bergantung pada kandungan lemak itu sendiri. Sekitar 80-85% vitamin A yang terdapat pada susu masih terdapat pada keju. Vitamin-vitamin yang terlarut dalam air cenderung berada dalam tingkat yang lebih rendah. Tabel 2.2.1Komposisi pada berbagai jenis keju
(Sumber: Waste Management for Food Industries)
11
2.2.1 Proses Produksi
Gambar 2.2.1 Gambaran proses pengolahan keju secara umum (Sumber: jumo.co.uk)
12
Proses umum pengolahan keju secara umum dapat dijabarkan sebagai berikut, diadaptasi dari jumo.co.uk. 1. Thermization Tahap ini bertujuan untuk mensterilisasi susu segar menggunakan panas dengan metode thermization, sehingga dapat memperlama waktu simpan dari susu tanpa mengalami penurunan kualitas. Metode ini mirip dengan pasteurisasi namun menggunakan suhu yang lebih rendah, sehingga susu akan lebih banyak mempertahankan keaslian rasanya. Pada industri keju, kebanyakan susu yang digunakan pada industri keju mengalami thermization dahulu, karena terdapat perbedaan yang jauh antara keju yang berasal dari thermized milk dengan keju yang berasal dari raw milk. Metode thermization menggunakan suhu sekitar 63-65 O
C untuk memanaskan susu selama 15 detik. 2. Storage Susu biasanya dikirim dalam jumlah besar, sehingga perlu dibuat tanki
penyimpanan sebelum susu akan digunakan. Susu disimpan untuk sementara di dalam silo. Susu didinginkan sebelum disimpan dalam suhu sekitar 4 OC. Silo harus memiliki sistem isolasi panas yang baik sehingga suhu susu stabil. Masa simpan susu berkisar antara setengah sampai satu hari. 3. Pasteurizing Sebelum dapat diolah menjadi keju, susu kembali harus disterilisasi dengan teknik pasteurisasi. Selama proses ini, susu dipanaskan pada suhu dan waktu tertentu yang dapat membunuh bakteri yang tidak diinginkan. Biasanya digunakan suhu 72 OC selama 15 detik. Pasteurisasi menggunakan suhu yang lebih tinggi dari termization karena susu akan segera diolah menjadi produk makanan. 4. Separating Pada tahap ini, fase lemak dipisahkan dari fase cair dalam susu. Tahap ini sebenarnya bertujuan untuk mengatur kandungan lemak yang diinginkan. Keju memiliki banyak varian dengan kandungan lemak beragam, yang disesuaikan pada tahap ini.
13
5. Cheese vat Tahap ini bertujuan untuk menggumpalkan protein susu, sehingga akan terpisah antara bagian padat dengan cair. Pada tahap ini dimasukan enzim rennet dan kultur bakteri asam laktat (starter). Rennet mengandung berbagai jenis enzim, salah satunya adalah enzim protease yang akan menggumpalkan susu sehingga dapat terpisah antara curds dan whey (padat dan cair). Starter akan memberikan rasa pada keju selama proses pemasakan. Rennet menginduksi penggumpalan kasein, yang didalamnya terdapat butir-butir lemak dari susu dalam bentuk gel. Gel susu akan terbentuk dalam waktu sekitar 30 menit pada suhu 30 OC. gel susu ini kemudian akan dibawa ketahap selanjutnya dalam bentuk curds, sementara whey tertinggal sebagai cairan supernatant. Dalam tahap ini besaran pH dan temperatur selalu dikontrol dan didokumentasikan. Kedua besaran ini nantinya akan menjadi parameter kualitas dari keju dan juga parameter aktivitas berikutnya. Misalnya, tingkat pH yang berbeda akan membutuhkan waktu pengadukan yang berbeda pula. Perbedaan temperature juga dalam menghasilkan banyak varian keju. 6. Shaping/pressing Tahap ini bertujuan untuk memberi bentuk dan mengeluarkan sisa cairan dari keju. Curds yang telah mengendap akan dipotong dalam bentuk kubus menggunakan pisau putar. Whey yang bertindak sebagai cairan supernatant akan dibuang sekitar sepertiganya, digantikan dengan air panas bersuhu sekitar 40 OC. metode ini dinamakan proses scalding, dimana akan menyebabkan partikel curds menyusut, sehingga akan mengeluarkan whey terlarut ketika diaduk. Setelah diaduk, curd di press sehingga whey yang tersisa akan terpisah. Hasil keluaran pressing dapat berbagai macam sesuai bentuk keju yang diinginkan. 7. Salting Keju yang telah memiliki bentuk dibawa oleh conveyor untuk memasuki proses salting. Tujuan dari proses salting adalah untuk membuat keju sesuai dengan yang diinginkan. Kandungan sodium dari keju akan bertambah pada tahap ini,
memungkinkan
keju
mencapai
spesifikasi
varian
tertentu.
Untuk
pengontrolan, digunakan conductivity sensor agar kadar garam dapat diketahui.
14
Suhu juga dikontrol dengan sensor suhu, karena suhu akan berpengaruh langsung pada lamanya waktu tinggal keju dalam proses ini. 8. Ripening/Storage Keju perlu didiamkan beberapa lama untuk mencapai proses pematangan. Waktu tinggal ini bergantung pada suhu dan kelembaban relatif. Pada tahap ini juga dapat dilakukan diferensiasi varian keju. Kondisi operasi yang berbeda akan menghasilkan varian yang berbeda pula. Setelah masak, keju telah jadi sesuai dengan spesifikasi varian yang diinginkan.
2.3
Produk Turunan Susu Lainnya Selain keju, susu masih banyak diolah menjadi produk-produk lainnya.
Berikut adalah proses produksi untuk es krim, yoghurt, dan mentega. Masingmasing hanya akan dijelaskan secara singkat untuk memberikan gambaran. Dalam bab-bab selanjutnya, pembahasan difokuskan pada industri susu dan keju. 2.3.1 Proses Produksi Es Krim Ice Cream mengandung 12% lemak susu, 10% susu padat tidak lemak, gula 14%, 0,35% stabilisator, air 63% dan 70 sampai 100% di atas dijalankan sekitar. Ini mungkin berisi stabilisator diizinkan dan emulsifier tidak melebihi 0,5 5 berat. Produk harus mengandung tidak kurang dari 10,0% lemak susu, 3,5% protein dan 36% total padatan. Langkah-langkah dasar dalam pembuatan es krim umumnya sebagai berikut: 1. Blending Pertama bahan yang dipilih berdasarkan formulasi yang diinginkan dan perhitungan resep dari formulasi dan bahan-bahan yang dipilih, maka bahan yang ditimbang dan dicampur bersama untuk menghasilkan apa yang dikenal sebagai "es krim campuran". Blending membutuhkan agitasi cepat untuk memasukkan bubuk, dan sering blender kecepatan tinggi digunakan. 2. Pasteurization of Mix Output dari langkah pertama kemudian dipasteurisasi. Pasteurisasi adalah titik
kontrol
senyawa
biologis
dalam
sistem,
yang
dirancang
untuk
menghancurkan bakteri patogen. Selain fungsi ini sangat penting, pasteurisasi juga
15
mengurangi jumlah organisme pembusuk seperti psychrotrophs dan membantu untuk melembabkan beberapa komponen ( protein , stabilisator ). Kondisi operasi dari pasteurisasi ( peraturan Ontario ) : 69 ° C/30 min . 80 ° C/25s. Kedua pasteurizers batch dan kontinyu ( HTST ) metode yang digunakan. Pasteurizers Batch menyebabkan protein whey lebih terdenaturasi, yang beberapa dirasa memberikan efek yang lebih baik pada es krim . Dalam sistem pasteurisasi batch, pencampuran jumlah bahan yang tepat dilakukan dalam tong berjaket besar yang dilengkapi dengan beberapa sarana pemanasan , biasanya uap atau air panas. Produk ini kemudian dipanaskan di dalam tong untuk setidaknya 69 C ( 155 F ) dan ditahan selama 30 menit untuk memenuhi persyaratan untuk pasteurisasi yangdiperlukan untuk penghancuran bakteri patogen. Perlakuan panas harus cukup berat untuk memastikan penghancuran patogen dan mengurangi jumlah bakteri dengan maksimal 100.000 per gram. Tank Batch biasanya dioperasikan bersama-sama sehingga satu memegang sementara yang lain sedang dipersiapkan. Timer otomatis dan katup memastikan waktu yang tepat memegang telah dipenuhi. 3. Homogenization of Mix Campuran ini juga dilakukan homogenisasi untuk membentuk emulsi lemak dengan mengurangi ukuran gelembung-gelembung lemak yang ditemukan dalam susu atau krim untuk kurang dari 1 μ m. Dua tahap homogenisasi biasanya disukai untuk es krim campuran. Gumpalan lemak berkurang sehingga menghasilkan lebih tipis, lebih cepat menyatu dalam campuran. Homogenisasi menyediakan fungsi berikut dalam pembuatan es krim:
Mengurangi ukuran lemak
Meningkatkan luas permukaan
memungkinkan penggunaan mentega, krim beku, dll
4. Aging of Mix Aging adalah proses menjaga campuran dalam wadah berjaket selama 4 sampai 24 jam pada suhu yang sama dengan suhu 4oC Tujuan dari tahap ini adalah untuk memungkinkan hydrocalloids untuk mengembangkan kasein menjadi terhidrasi, meningkatkan viskositas, tekstur menjadi lebih halus, untuk meningkatkan pencairan, untuk meningkatkan whippability itu, lemak mengkristal
16
keluar dan aroma untuk mengembangkan seragam di seluruh. Ketika kandungan lemak tinggi dan tekanan rendah homogenisasi, kali lebih lama memegang digunakan. 5. Freezing Dua jenis freezer es krim yang umum digunakan adalah jenis batch yang membekukan sejumlah campuran yang diukut pada suatu rentang waktu dan jenis kontinu yang dimana campuran dan aliran keluar kontinu adalah es krim yang sebagian membeku. Keduanya diatur dengan silinder freezer memiliki salah satu ruang anular atau gulungan sekitar silinder dimana pendinginan dilakukan dengan baik. Pengaturan menggunakan akumulator atau perluasan langsung dikendalikan oleh katup ekspansi termostatik. Freezer silinder memiliki pisau terpasang. Yg mencapai sukses besar berputar dalam silinder. Pisau tajam mengikis film beku es krim seolah-olah terbentuk pada permukaan bagian dalam dari silinder. Beberapa freezer memiliki pengocok untuk membantu pisau dalam pencampuran untuk menghasilkan jenis es krim yang diinginkan. 6. Hardening Setelah es krim meninggalkan freezer dalam bentuk semi-solid dan es krim harus didinginkan lebih lanjut untuk menjadi cukup kuat untuk penyimpanan dan distribusi. Suhu yang ideal untuk es krim adalah rentang -13oC sampai -18oC. Hal ini diperlukan untuk membekukan kadar air yang tersisa dengan cepat, sehingga kristal-kristal es yang terbentuk akan menjadi kecil. Untuk alasan ini sebagian besar ruang pengerasan dipertahankan pada suhu -35oC dan dalam beberapa kasus serendah -40oC. Ruangan hardening dilengkapi dengan sirkulasi udara paksa menggunakan satuan pendingin. Wadah es krim diatur sehingga udara akan beredar di sekitar mereka. Hal ini diinginkan untuk mempertahankan kecepatan udara di kisaran 500-700 m / min. 7. Storage and Distribution Dalam kondisi yang tepat, es krim dapat disimpan selama beberapa minggu. Toko yang menjual es krim disarankan untuk menyimpan es krim pada suhu -25oC. Namun untuk membuat es krim mampu disimpan lama butuh biaya mahal dan perlakuan kimia fisika yang rumit. Kuantitas mikrobiologis produk juga memburuk selama penyimpanan. Es Krim harus dilindungi dari penguapan
17
permukaan dan dari kristalisasi gula. Kemasan yang tepat akan memberikan perlindungan yang cukup terhadap kerusakan permukaan. Es Krim harus dilindungi dari mencair selama distribusi. Perlindungan yang diperlukan dapat diberikan dalam beberapa cara. Untuk jangka pendek satu atau dua jam, dibungkus dalam paket tertutup, mengeras es krim dapat ditempatkan di dalam wadah terisolasi yang mencegah perubahan yang cepat dari temperatur. Luas penggunaan bantalan eutektik dilakukan hari ini selama distribusi es krim. Suatu larutan natrium klorida atau campuran garam disimpan dalam bantalan eutektik di -18oC. Bantalan ini memberikan pendinginan ke mobil van yang digunakan untuk distribusi es krim. Untuk waktu yang lama, pendinginan mekanis harus diberikan untuk menjaga karakteristik beku pada produk. Suhu produk beku dalam sistem distribusi seharusnya tidak pernah naik di atas suhu yang diinginkan retailer yaitu -20oC. Oleh karena itu, badan truk harus terisolasi dengan baik, didinginkan sebelum pemuatan dan tetap dingin dengan pendinginan mekanis. Paparan produk beku dengan suhu sekitar selama bongkar muat mobil pendistribusi ke freezer toko harus dibatasi hanya selama beberapa menit untuk menghindari kejutan panas dan pengembangan kristal es besar. 2.3.2 Proses Pembuatan Yogurt Secara mendasar, yogurt merupakan susu murni hasil fermentasi dengan berbagai jenis tekstur yang berbeda dikarena terdapat sedikit perbedaan dalam proses dan berbagai zat tambahan yang dimasukkan selama proses. Berdasarkan wujudnya, yogurt terutama dibedakan atas yogurt dalam bentuk cair (smoothie) dan bentuk cream. Berbagai modifikasi dalam bentuk yogurt terutama adalah modifikasi dari dua bentuk diatas. Pada masa kini, produk yogurt lebih beraneka ragam karena terdapat dalam berbagai rasa dan bahkan campuran buah-buahan. Di Indonesia sendiri, produk yogurt yang lazim beredar adalah jenis yogurt cair (smoothie) dan yogurt dalam bentuk cream. Meskipun di pasaran terdapat banyak jenis produk yogurt, tahapan proses produksi yogurt tidaklah jauh berbeda. Tahapn utama untuk produksi yogurt adalah mixing, perlakuan panas, homogenisasi, inokulasi dan inkubasi, dan tahapan terakhir yaitu packaging. Deskripsi singkat dari proses produksi terdapat pada gambar 2.3.1.
18
Gambar 2.3.1 Diagram alir pembuatan yoghurt (Sumber: Chandan, 2004)
Pada makalah ini, akan dijelaskan proses produksi yogurt secara garis besar. Tahapan pertama dari proses produksi yogurt adalah persiapan kultur. Prosedur yang sama digunakan untuk pembuatan kultur tanpa memperhatikan jenis yogurt yang diproduksi di pabrik. Kultur adalah komponen penting dalam produksi yogurt berkualitas tinggi yang memiliki kualitas baik untuk para
19
konsumen. Pergerakan dari pekerja yang ditugaskan pada ruang kultur dan area produksi lainnya sangat dibatasi. Sanitasi yang efektif meliputi udara yang difiltrasi dan tekanan dalam area kultur dan fermentasi akan mengontrol kontaminasi melalui udara. Kultur yogurt tersedia dari berbagai macam supplier kultur dalam bentuk konsentrat beku maupun konsentrat beku yang dikeringkan untuk inokulasi langsung pada tangki fermentasi. Hal ini menawarkan kepraktisan dalam performa kultur. Bagaimanapun, untuk alasan ekonomi, produsen yogurt skala besar lebih memilih untuk membuat kultur mereka sendiri. Kultur ini sendiri biasanya terbuat dari Lactobacillus.bulgaricus LB) dan Streptococcus thermophilus(ST). Konsentrat kultur beku/beku-kering tersedia dari supplier kultur komersial dapat digunakan untuk inokulasi langsung dalam campuran yogurt maupun kultur awal. Alasan penggunaan yaitu kemudahan dan kepraktisan. Konsentrat beku dikirimkan dalam bentuk beku dan disimpan dalam pabrik dalam pendingin khusus pada -40C atau dibawahnya dalam periode yang terbatas yang ditentukan oleh supplier kultur. Pada masa kini, konsentrat beku-kering lebih dipilih oleh produsen yogurt karena dapat disimpan dalam freezer dan tidak memerlukan es kering untuk pengiriman.Area kultur starter biasanya dipisahkan pada kebanyakan pabrik yogurt untuk menjaga sanitasi lingkungan. Area ini haruslah bertekanan dan memiliki filtrasi HEPA (dapat menahan partikel yang lebih besar dari 0,3μm) untuk mencegah kontaminasi udara dari bakteri dan bakteriofage. Tahapan selanjutnya adalah inokulasi dari konsentrat kultur. Instruksi dalam hal menangani konsentrat kultur seperti yang ditentukan oleh supplier harus dipatuhi. Ketika menggunakan konsentrat kultur beku, kemasan diletakkan pada air dingin atau hangat yang mengandung konsentrasi tertentu dari sanitizer, dimana chlorine biasa digunakan (senyawa ammonia memiliki efek residu). Hal – hal berikut adalah langkah fisik, kimia, dan biologis kritis dalam produksi yogurt. 1. Pencampuran Persiapan pencampuran diperlukan untuk menyebarkan dan melarutkan komposisi kering dalam fase liquid menghasilkan campuran yang homogen. Halhal pertimbangan penting selama tahap ini adalah :
20
(a) Agitasi yang cukup dalam tangki pencampuran (b) Memasukkan komposisi kering menggunakan pompa atau peralatan high shear blending. (c) Meminimalisir masuknya udara (d) Melakukan pra-pasteurisasi untuk menjamin standar komposisi bahan kimia. (e) Restandarisasi, jika diperlukan 2.
Pasteurisasi dan Perlakuan Panas Secara umum, pasteurisasi susu dilakukan dengan tujuan untuk membunuh
semua mikroorganisme patogen, dan secara signifikan mengurangi organisme lain yang muncul dan menginaktivasi enzim pada susu. Dalam industri pembuatan yogurt di Amerika, regulasi FDA mengharuskan operator pabrik untuk menggunakan pelaratan pasteurisasi yang resmi, meskipun perlakuan panas pada campuran yogurt menggunakan suhu yang lebih tinggi dengan waktu tinggal yang lebih panjang dari pasteurisasi susu yang diizinkan. Terdapat dua langkah perlakukan panas, pertama yaitu berkaitan dengan peraturan resmi dan kedua untuk waktu holding dan suhu yang lebih baik. Tujuan utama dari tambahan perlakuan panas ini adalah untuk mendenaturasi protein keju and menciptakan kondisi optimum untuk pertumbuhan kultur yogurt. Denaturasi dari protein keju (80-85%) akan meningkatkan kapasitas pengikatan air, dimana akan memperbaiki konsistensi dan viskositas dari yogurt dan membantuk mencegah separasi zat yang lain (sineresis). Tingkat dari denaturasi tergantung pada yogurt yang diproses. Produksi dari
yogurt
alami,
yang
tidak
mengandung
stabilizer
membutuhkan denaturasi yang lebih besar pada serum atau protein keju. Studi telah menunjukkan jika memanaskan campuran 85ºC selama 20 menit adalah optimal untuk kapasitas pengikatan air dari protein susu. Perlakuan ini memberikan jumlah minimum dari pelepasan whey dibandingkan dengan produk dengan treatment susu yang lebih tinggi atau rendah. Perlakuan panas yang melebihi ketentuan diatas akan secara berbanding terbalik mempengaruhi konsistensi dari yogurt karena terlalu banyak protein serum yang terdenaturasi, yang menghasilkan yogurt dengan sineresis yang
21
signfikan. Yogurt jenis lain mengandung solid susu yang meningkat dan stabilizer membutuhkan denaturasi protein susu yang lebih rendah, karena hal ini bergantung pada solid dan stabilizer yang lebih tinggi untuk menghasilkan konsistensi dan pencegahan separasi whey. Untuk produk ini, sistem susu tinggi secara singkat dapat digunakan, dengan menyediakan waktu 90.6–93.3◦C dan waktu tinggal paling sedikit 30 detik. Jika waktu tinggal ini dapat diperpanjang dengan menggunakan tabung khusus dengan waktu 1-5 menit, konsistensi dan proteksi yang lebih baik dari separasi whey dapat diamati. 3. Homogenisasi Proses ini secara mekanis memecah globula lemak susu hingga ukuran yang lebih kecil yang membantu dalam dispersi stabilizer dalam campuran yogurt. Homogenisasi dari campuran yogurt dengan kandungan lemak lebih dari 1,5% mempunyai beberapa keuntungan : (a) Perbaikan dalam konsistensi dan viskositas dari yogurt karena distribusi yang baik dari globula lemak dalam struktur yogurt. (b) Stabilitas yang lebih baik. Sebagai tambahan, telah dibuktikan bahwa homogenisasi memecah ikatan kasein dan mendenaturasi protein serum, yang dapat menghasilkan kompleks protein yang lebih stabil. Penelitian telah menunjukkan bahwa homogenisasi setelah pasteurisasi akan menghasilkan konsistensi yang lebih baik dalam produk final. Range optimal untuk homogenisasi adalah 50-60ºC, dengan 35ºC sebagai suhu efektif minimum. 4. Koagulasi Kandungan protein dalam yogurt terdiri dari kasein, (terdiri 80% dari total protein) dan protein serum/whey. Kasein ini sangat stabil dalam susu segar karena muatan listrik. Partikel bermuatan yang saling berdekatan dan tetap dalam bentuk suspensi. Stabilitas ini dipengaruhi oleh perubahan komposisi susu yang berkaitan dengan kandungan ionik dan kandungan garam. Koagulasi terjadi pada pH 4,6 -4,7 dimana lactoglobulin dan kasein saling berinteraksi dan terkoagulasi dan terkopresipitasi. Jadi protein yang akan terkoagulasi selama proses ini adalah kasein dan protein whey yang terdenaturasi dengan globula lemak yang terperangkap.
22
5. Pendinginan Tujuan dari pendinginan dari massa yang difermentasi adalah untuk membatasi pertumbuhan dari kultur yogurt dan aktivitas enzimnya secapat mungkin dan mengatur pH yang diinginkan dan tekstur. Dalam kondisi praktis, pendinginan yogurt setelah inkubasi tergantung pada : (a) kondisi proses seperti suhu inkubasi atau intensitas pengasaman. (b) Fasilitas produksi yang tersedia untuk pendinginan, seperti saluran pendingin, vat dengan agitator, plate cooler. (c) jenis yogurt yang diproduksi seperti : cup set, fruit flavored, vat set, and plain (natural). (d) Sifat organoleptik yang diinginkan, seperti tingkat keasaman akhir dan aroma. Secara umum pendinginan dalam pabrik yogurt terjadi pada pH 4,5 – 4,65. Pendinginan dengan agitasi pada pH 4,7 atau diatasnya akan menghasilkan tekstur yang tidak diinginkan. Kecepatan pendinginan haruslah konstan dan tidak terlalu cepat. Pendinginan yang terlalu cepat akan menyebabkan perubahan yang tidak diingnikan dalam struktur koagulasi yang berkonstribusi pada separasi whey dalam produk akhir. Hal ini dapat terjadi karena kontraksi yang sangat cepat dari filamen protein. Metode pendinginan tergantung pada jenis yogurt yang diproduksi. Metode pendinginan tergantung pada jenis yogurt yang diproduksi. Lebih diinginkan untuk mencapai suhu 18-20ºC dalam waktu 1 jam untuk secara cepat menghentikan pertumbuhan kultur. Yogurt yang diinkubasi dalam vat didinginkan menggunakan plate cooler khusus. Dalam pendinginan vat, adalah lebih baik untuk menggunakan tangki tinggi dan sempit dengan agitasi permukaan.Tangki yang lebar dengan agitator tipe propeller tidaklah disarankan untuk pendinginan. Secara umum, pendinginan yogurt adalah pada suhu 7–13 ◦C. 6. Pengadukan Pengadukan tidak boleh berlangsung terlalu singkat ataupun terlalu lama. Hal ini secara khusus penting dalam produksi yogurt alami, bagaimanapun, hal ini harus diperhatikan dalam menstabilkan yogurt karena pengadukan yang berlebihan dapat merusak stabilitas dan mengubah jumlah stabilizier yang
23
dibutuhkan untuk menghasilkan struktur yang diinginkan. Untuk menghasilkan gel homogen, lebih disarankan untuk menggunakan kecepatan pengadukan yang tinggi diawal, mengurangi kecepatan agitas pada suhu yang turun dibawah 30C. Pengadukan pada pH diatas 4,7 secara parsial akan membentuk gel yang menghasilkan grainy texture; bagaimanapun pengadukan umum dilakukan pada pH 4,65 atau dibawah. 7. Pumping Pompa dibutuhkan untuk memindahakn yogurt yang telah diaduk dari tangki fermentasi melalui pipa dan bila diperlukan plate pendingin menuju mesin filling. Hal ini dapat berlangsung pada tekanan yang berbeda tergantung pada desain pabrik. Bagaimanapun, untuk penggunaan ini, hanya pompa tekanan positif yang digunakan. Hal ini akan memastikan perpindahan positif dari gel tanpa . Pompa sentrifugal tidak seharusnya digunakan karena gaya sentrifugal yang terlalu tinggi hasil dari rotary propeller yang memaksa produk untuk meninggalkan pompa dengan kecepatan dan tekanan yang tinggi, yang dapat merusak konsistensi gel. 2.3.3 Mentega Mentega merupakan lemak yang dipadatkan yang dibuat dari krim yang dihomogenasi dengan kandungan lemak susu 25-40% sampai mencapai kurang lebih 80% lemak susu dengan tidak menambahkan lebih dari 16% kandungan air. Prosesnya secara umum mekanis dimana krim (emulsi lemak dalam serum) menjadi mentega (emulsi serum dalam lemak). Selain mengandung lemak, mentega mengandung protein, kalsium, fosfor (1,2%), dan vitamin yang lerut dalam lemak (A, D, dan E). Dibutuhkan sekitar 20 liter susu untuk memproduksi satu kilogram mentega. Dalam proses produksi mentega, terdapat 8 langkah proses produksi mentega. Berikut ini adalah diagram alir proses produksi mentega. 1. Pemisahan Susu dan Krim Apabila perusahaan mentega mendapat suplai susu, maka harus dilakukan pemisahan antara susu dan krimnya. Susu yang didapat dilakukan pre-heating untuk proses sterilisasi sebelum masuk ke proses separasi. Ada beberapa metode separasi yang digunakan, yakni dengan pemisahan gravitasi dan sentrifugasi.
24
Metode sentrifugasi merupakan metode yang cepat untuk memisahkan lemak dan susu skim. Hasil dari pemisahan ini adalah susu skim dengan kandungan lemak 0,1% dan krim.
Gambar 2.3.2 Diagram Blok Proses Produksi Mentega Source: fao.org
2. Pasteurisasi Krim dipasteurisasi pada suhu 95oC untuk membunuh bakteri dan merusak enzim. Proses ini untuk memastikan tidak ada mikroorganisme yang hidup yang akan memengaruhi kualitas mentega. 3. Pematangan Langkah ini diperlukan untuk memproduksi kultur mentega. Krim dicampur dengan kultur S. cremoris, S. lactis diacetyl lactis, dan Leuconostocs. Krim dimungkinkan untuk masak pada pH 5,5 pada suhu 21oC sampai pH 4,6 25
pada suhu 13oC. Ini dilakukan karena semua pengembangan rasa terjadi pada rentang pH ini. Pengembangan rasa terjadi pada laju yang lebih tinggi selama langkah ripening di suhu yang lebih rendah. Perlu dicatat bahwa mentega matang tidak pada proses pencucian atau penggaraman. 4. Pemeraman Pada kolam pemeraman, krim dikenai program yang didesain untuk mengontrol pendinginan untuk memberikan struktur kristal lemak yang diinginkan. Krim didiamkan pada temperatur dingin selama 12-15 jam untuk proses kristalisasi globul lemak mentega, memastikan proses homogenasi yang tepat dan tekstur mentega. Dari tanki penuaan, krim dipanaskan hingga dicapai temperatur yang diinginkan sebelum dipompa ke langkah homogenasi. 5. Homogenasi Krim dihomogenasi baik secara kontinyu maupun secara batch, dimana krim diagitasi untuk memecah globul lemak. Proses ini mengakibatkan lemak membentuk granul mentega, membesar, kemudian menyatu. Akhirnya, didapat dua fase, yakni semisolid mentega dan likuid yang tertinggal, yang disebut buttermilk. 6. Pengeringan dan Pencucian Buttermilk dikeringkan dari granul mentega. Granul mentega kemudian dikerjakan fasa tesktur lemak secara kontinyu yang mengandung fase terdispersi air. Setelah proses ini, dilakukan proses pencucian untuk membuang residu, yang saat ini jarang dilakukan. 7. Pegaraman Garam ditambahkan untuk menambah rasa dan memperpanjang masa simpan karena garam digunakan sebagai pengawet. Pada proses batch, garam ditebar pada permukaan mentega dengan konsentrasi 1-3%. Jika proses kontinyu dilakukan, larutan garam ditambahkan pada mentega. Garam akan larut pada fasa cair dengan konsentrasi sampai 10%. Setelah dicampur, dapat dipastikan campuran granul mentega, air, dan garam akan didapat.
26
8. Pengemasan dan Penyimpanan Mentega akhirnya ditempatkan ke dalam berbagai bentuk dan dibungkus dalam kertas wax dan disimpan dalam tempat yang dingin. Setelah mendingin, mentega mengristal dan membentuk tekstur yang kuat
27
BAB 3 IDENTIFIKASI LIMBAH PRODUK SUSU DAN TURUNANNYA 3.1
Limbah susu Sebagian besar limbah yang dihasilkan dari produksi susu (dairy product)
adalah air serta padatan/endapan yang mengandung lemak susu, protein, laktosa, dan asam laktat. Komponen lainnya yang terkandung dalam air dan padatan/endapan tersebut dapat berupa sodium, potassium, calcium dan chloride (Harper W J, US EPA Publication No 600/2-84-043). Limbah yang mungkin dihasilkan dari proses ini adalah: 1. Endapan susu. Meskipun dibantu pengaduk, endapan susu tidak dapat dihindarkan terjadi. Endapan yang dibiarkan terlalu lama akan semakin kental dan menimbulkan bau menyengat 2. Tumpahan susu yang terjadi saat pengisian atau pemindahan 3. Produk susu dengan kualitas dibawah standar 4. Limbah utilitas 5. Limbah cleaning dan maintenance 6. Limbah kemasan 7. Limbah rumah tangga 3.1.1 Kandungan limbah susu Komponen organik Komponen organik pada limbah produksi susu dapat diklasifikasikan menjadi protein, laktosa, dan lemak. Pengaruhnya terhadap lingkungan tergantung pada kelarutan dan biodegradability komponen-komponen tersebut. Namun umumnya komponen organik dari limbah industri susu (dairy product) sangat biodegradable
karena
dapat
diuraikan
oleh
mikroorganisme.
Parameter
pengukuran komponen organik pada limbah yang paling umum digunakan adalah Biochemical Oxygen Demand (BOD5) dan Chemical Oxygen Demand (COD) yaitu sebagai jumlah oksigen yang dikonsumsi oleh mikroorganisme pada rentang waktu tertentu.
Standar nilai BOD5 dan COD biasanya disesuaikan dengan
28
kondisi lingkungan serta pemerintah setempat. Umumnya pembuangan air limbah hasil pengolahan (wastewater treatment) yang masih diijinkan mengandung BOD5 sekitar 2,000 mg/L dan konsentrasi endapan terlarut sekitar 1,800 mg/L. (Barnett, 2000). Komponen anorganik Komponen anorganik pada limbah industri susu berasal dari tahapan tertentu pada proses produksi, misalnya rangkaian boiler pada proses pasteurisasi atau homogenasi yang menghasilkan emisi gas karbondioksida, sulfur oksida, dan nitrogen oksida. Selain itu, sistem pengolahan limbah anaerob (anaerobic waste treatment sistems) dan saluran irigasi pengolahan limbah juga dapat menghasilkan emisi gas metana dan nitrous oxide (N2O). Karbondioksida, metana dan N2O merupakan gas rumah kaca yang dapat menyebabkan efek berbahaya bagi lingkungan. Namun, beberapa komponen anorganik yang terkandung dalam limbah seperti turunan nitrogen ( ion nitrate, nitrite dan amonia) serta fosfor dapat bermanfaat untuk menutrisi tanaman walaupun harus tetap diperhatikan kadarnya. Umumnya kadar nitrogen yang diijinkan untuk dilepas ke lingkungan (daratan atau perairan) adalah ≤ 30-100 mg/m3, sedangkan untuk fosfor adalah sebesar ≤ 15-30 mg/m3. (Barnett, 2000).
(a)
29
(b)
30
(c) Gambar 3.1.1 (a) alur manajemen terhadap limbah, (b) limbah yang dihasilkan pada proses produksi susu cair serta cara menguranginya, (c) limbah yang dihasilkan pada proses produksi susu bubuk dan cara menguranginya. (sumber: Industrial Waste Management Policy - Waste Minimisation, 1993)
Karakteristik Limbah Berdasarkan industrial waste minimisation – procedures for waste assessments (EPA Publication 358, February 1993) maka dapat diperoleh asumsi data karakteristik limbah sebagai berikut.
Tabel 3.1.1 Kondisi Limbah di Setiap Unit Operasi Produksi Susu
Unit proses
Pemisahan (Separating)
Jenis limbah
Flow
BOD
COD
SS
DS
(L/day)
(mg/L)
(mg/L)
(mg/L)
(mg/L)
pengotorpengotor,
5
8250
debris, bakteri,
31
12380
2500
0.578
serta endapan lemak
(fat)
susu Air
sisa
pencucian alat Fortifikasi
Air
(Fortifying)
pencucian alat
Pasteurisasi
Air
(Pasteurizing)
pencucian alat Air
sisa
sisa
1.5
2475
3712
750
0.173
1.5
2475
3712
750
-
3
4950
7425
1500
-
1.95
3217
4826
975
0.6
965
1447.8
293
-
0.5
825
1237.5
250
-
14.04
23157.8
34736.6
7017.5
limbah
yang Homogenisasi (Homogenizing)
mengandung lemak
(fat)
susu Air
sisa
pencucian alat Pengemasan (Packaging)
0.225
Tumpahan susu
saat
pengemasan Total
0.98
(Diadaptasi dari EPA Publication 358, February 1993)
Baku mutu terkait Kami mengambil baku mutu di daerah Jawa Tengah, mengingat di daerah ini cukup banyak industri susu. Berdasarkan Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah Nomor 5 Tahun 2012 Tentang Perubahan atas Peraturan Daerah Provinsi Jawa Tengah Nomor 10 Tahun 2004 Tentang Baku Mutu Air Limbah, baku mutu air limbah untuk industri susu dapat dilihat pada tabel berikut.
32
Tabel 3.1.2 Baku mutu air limbah industri susu
(sumber:Perda No.5 tahun 2012)
Dapat dilihat bahwa air limbah masih sangat jauh di atas kadar maksimum, oleh karena itu perlu adanya pengolahan limbah.
33
3.2
Identifikasi limbah Keju
Gambar 3.2.1 Gambaran proses pengolahan keju secara umum (Sumber: jumo.co.uk)
Bagian yang dilingkari merah merupakan limbah utama yang keluar dari proses. Kemudian, dapat dianalisis lebih lanjut darimana saja limbah proses berasal. Limbah ini dapat berupa: 1. Whey. Whey merupakan susu yang tidak tergumpalkan, merupakan limbah utama dari industri keju. Jumlah dari limbah whey sangat besar, bisa mencapai 90% dari input susu yang masuk (Wit, 2001). Mengandung sebagian kecil rennet yang digunakan.
34
2. Tumpahan susu yang terjadi saat pengisian atau pemindahan. Dapat berkisar antara 0.5-4% dari jumlah susu yang digunakan (Tommy, 1998). 3. Salt water. Merupakan air rendaman yang digunakan untuk mengatur kandungan sodium dalam keju. 4. Produk keju dengan kualitas dibawah standar 5. Limbah utilitas 6. Limbah cleaning dan maintenance 7. Limbah kemasan 8. Limbah rumah tangga Limbah cair dari industri keju telah lama mendapat perhatian khusus terkait lingkungan. Besarnya jumlah limbah cair menyebabkan banyak juga zat organik yang harus diolah sebelum dibuang ke lingkungan. Pada kondisi ekstrim, limbah air garam yang dikeluarkan juga dapat mempengaruhi tanah dan mencemari air tanah. Karakteristik Whey Kandungan umum dari whey dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 3.2.1 Perbandingan kandungan whey dan susu
(Sumber: Waste Management for Food Industries)
35
Berikut adalah karakteristik whey menurut Morr tahun 1992, yang disandingkan dengan baku mutu. Tabel 3.2.2 Karakteristik limbah beserta baku mutu
(sumber: Morr, 1992 dan Perda No.5 tahun 2012)
Melihat besarnya karakteristik di atas baku mutu, maka perlu dilakukan pengolahan limbah lebih lanjut sebelum dapat dibuang.
36
BAB 4 MINIMISASI LIMBAH PABRIK PENGOLAHAN SUSU Minimisasi limbah adalah segala upaya yang dilakukan agar limbah yang perlu diolah lebih sedikit. Jadi, kegiatan minimisasi tetap harus diikuti dengan pengolahan limbah yang masih ada setelah dilakukan minimisasi. Program minimisasi limbah yang efektif akan menurunkan beban dari unit pengolahan limbah, mengurangi limbah organik padat, dan meningkatkan yield produk, menghemat energi, bahan kimia, air dan tenaga kerja. Pengukuran yang akurat untuk volume dan beban air limbah akan menyediakan informasi yang lebih komprehensif. Pengumpulan informasi merupakan salah satu langkah penting dalam program minimisasi limbah. Secara garis besar minimisasi limbah dapat dicapai dengan dua jenis cara beserta contohnya yaitu : 1. Reduksi sumber a. Bahan baku : pengelolaan bahan, modifikasi bahan, pengadaan bahan b. Operasi : housekeeping, segregasi limbah, preventive maintenance, pengaturan kondisi operasi dan proses c. Teknologi : modifikasi proses, modifikasi alat, teknologi bersih d. Produk : produk tak berbahaya, produk tak banyak limbah, produk awet 2. Pemanfaatan limbah a. Reuse : on site, off site, waste exchange b. Recovery : on site, off site, waste exchange c. Recycle : on site, off site, waste exchange Sedangkan untuk melakukan program minimisasi limbah, maka tahaptahap yang harus dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Menentukan sumber-sumber limbah 2. Menentukan lokasi dan alat pengukur pada titik sampling untuk menentukan volume dan beban limbah dari limbah pabrik 3. Secara reguler mengawasi volume dan jumlah limbah 37
4. Mengidentifikasi peluang untuk melakukan perbaikan 5. Mengimplementasikan program minimisasi limbah 6. Mengawasi performasi program minimisasi 4.1
Minimisasi pada industri susu Minimisasi pada susu agak berbeda dengan yang dapat diterapkan pada
industri keju. Pertama akan dibahas mengenai industri susu. Minimisasi dapat dilakukan berdasarkan reduksi pada sumber ataupun pemanfaatan kembali dengan prinsip 3R 4.1.1 Reduksi Limbah Produksi Susu Limbah pabrik pengolahan susu akan menghasilkan limbah padat dan limbah air dalam jumlah yang signifikan yang harus diatur dan dibuang untuk mengeliminasi
risiko
lingkungan
dan
mengurangi
dampak
dan
biaya
lingkungan.Sumber-sumber limbah padat dari industri pengolahan susu meliputi limbah packaging seperti karton, kertas, plastik, limbah organik seperti lumpur dan reject produk, serta limbah kantor. Sumber limbah padat tersebut ditunjukkan pada tabel 4.1.1. Limbah-limbah ini dapat dihasilkan selama proses produksi, atau ketika bahan baku dan produk ditransportasikan, disimpan, dan dipindahkan. Tabel 4.1.1 Sumber-Sumber Limbah Padat pada Pabrik Pengolahan Susu
Kategori
Jenis Limbah
Aliran Buangan
Kotak karton, kertas
Dapat di recycle
Plastik pembungkus
Dapat di recycle, bergantung pada
kebersihan
dan
tipe
plastik Botol HDPE dan tutup
Dapat di recycle
Tutup foil
Tidak dapat di recycle
Liquid paperboard
Dapat di recycle
Label
Tidak dapat di recycle
Plastik dan drum besi
Dikembalikan pada supplier,
Anorganik
38
reuse atau di recycle Polystyrene
Dapat di recycle
Limbah kantor
Dapat di recycle
Limbah kantin
Dapat di recycle
Tidak terduga
Dapat di recycle
Reject produk
Pakan ternak (insitu/eksitu)
Retur produk akhir
Pakan ternak(insitu/eksitu)
Raw material
Pakan ternak(insitu/eksitu)
Raw material kadaluarsa
Pakan ternak(insitu/eksitu)
Sample lab
Pakan ternak(insitu/eksitu)
Separator
Pakan ternak(insitu/eksitu)
Organik
(Sumber : Eco-efficient for Dairy Processing Industry, 2004) Pada bagian ini terlebih dahulu akan dijelaskan minimisasi limbah berdasarkan reduksi pada sumber, yaitu berdasarkan pada bahan baku, operasi, proses, dan produk. Reduksi Sumber – Bahan baku Penerimaan bahan baku, proses awal, dan penyimpanan Limbah dapat dihasilkan selama proses penerimaan dan proses produksi awal jika tangki dan pipa tidak dibersihkan secara maksimal karena desain peralatan yang buruk atau karena waktu yang tidak cukup. Untuk meminimalisir terjadinya hal ini maka hal yang dapat dilakukan adalah melakukan CiP (Cleaning in Place) dan SiP (Sterilization in Place). Residence Time (waktu tinggal) susu di storage tank maksimal 5 jam dan di unit pasteurisasi selama 15 detik (Food Processing Handbook, 2006).
39
Gambar 4.1.1 Proses Penerimaan Susu pada Industri Pengolahan Susu
(Sumber : Food Processing Handbook, 2006) Pada Gambar 4.1.1 terdapat 2 truk disebelah kanan yang sedang menjalani proses CiP secara teratur untuk menjamin kebersihan tangki truk, tangki berwarna merah muda berisikan caustic, tangki biru muda berisikan acid, sedangkan tangki hijau berisikan soda. Sedangkan pada gambar sebelah kiri, dua tangki paling bawah sedang melakukan transfer susu pada storage tank ukuran besar, dan tangki paling atas storage tank ukuran kecil. Reduksi Sumber – Operasi 1. Memperbaiki Desain dan Layout Pabrik Limbah dapat dihasilkan karena proses atau peralatan proses yang kurang baik. Pabrik harus didesain sedemikian rupa sehingga mempunyai aliran materi yang sederhana dan seminimal mungkin tidak rumit. Area pabrik yang mungkin menghasilkan limbah yaitu persikuan pipa,
instalasi pipa
yang tidak
memungkinkan pengurasan secara sempurna, dan kegagalan pengurasan pada peralatan proses yang lain. Untuk itu memilih peralatan proses yang mudah dibersihkan harus menjadi pertimbangan utama ketika ingin melakukan minimisasi limbah.
40
Gambar 4.1.2 Susunan Antar Alat dan Pipa yang Efisien
(Sumber : Eco-efficient for Dairy Processing Industry, 2004)
2. Proses produksi dan kontrol yang efisien Limbah juga dapat dihasilkan dari kontrol proses yang buruk, seperti kelebihan pengisian dari tangki selama proses. Untuk itu harus dipilih detektor proses yang baik agar hal-hal seperti ini tidak terjadi.
Gambar 4.1.3 Kontol Proses yang Tepat untuk Optimasi Proses
(Sumber : Eco-efficient for Dairy Processing Industry, 2004) 3. Mengoptimalisasi start-up dan shutdown Kesempatan reduksi limbah dapat terjadi apabila proses start-up dan shutdown diperbaiki sedemikian rupa sehingga waktu saat proses ini tidak meninggalkan sisa bahan baku dan produk yang terlalu banyak.
41
4. Mengoptimalkan formulasi produk Formulasi yang akurat untuk suatu produk dairy merupakan salah satu kesempatan yang paling penting untuk melakukan penghematan pada pabrik pengolahan susu. 5. Production scheduling Salah satu cara untuk meminimalisasi limbah melalui produk, waktu, tenaga kerja dan penyimpanan dengan mengoptimalisasi jadwal produksi untuk meminimalisir pemberhentian dan jumlah penukaran aliran. Kapasitas produksi harus sesuai dengan kapasitas pengisian, dengan jumlah tangki penyimpanan antara untuk mengatasi kekurangan dengan ukuran yang tidak terlalu besar. 6. Proses filling produk Mesin filling dapat menjadi sumber kehilangan produk yang signifikan, terutama ketika terjadi problem dan kebocoran saat terjadi pengisian yang pada akhirnya akan menjadikan limbah dari produk. Limbah juga dapat dihasilkan dari produk yang tidak terisi penuh dikarenakan proses start-up dan shutdown.
Gambar 4.1.4 Limbah dapat dihasilkan dari Proses Filling
(Sumber : Eco-efficient for Dairy Processing Industry, 2004) 7. Proses packaging Beberapa
langkah
yang
dapat
dilakukan
untuk
mengoptimisasi
penggunaan packaging, yaitu : -
Massa packaging yang ringan
-
Optimalisasi desain packaging untuk mengurangi penggunaan material
-
Mengurangi packaging yang tidak perlu
42
-
Memilih pengiriman produk secara massal untuk mengurangi limbah packaging
-
Handling dan penyimpanan yang efisien untuk menghindari kerusakan
Beberapa langkah yang dapat dilakukan untuk mengurangi limbah yang dihasilkan pada proses produksi susu antara lain:
Menjaga ketinggian cairan sehingga tidak terjadi luapan produk (product boil-over).
Proses pengoperasian laju peralatan yang jauh lebih tinggi dari spesifikasi alat tersebut dapat menyebabkan penyumbatan pipa yang tidak hanya mengakibatkan polusi udara dan limbah cair tetapi juga menghambat proses produksi itu sendiri.
Sirkulasi kembali susu berkonsentrasi rendah hingga mencapai konsentrasi yang diinginkan serta bersihkan/evaporasi endapan yang tertinggal sebelum memasuki proses pembuangan akhir. Selain itu, cuci peralatan sebelum jadwal pemberhentian alat.
Minimalisasi emisi gas dengan menggunakan filter kain atau wet scrubbers.
Reduksi Sumber – Produk Kualitas produk akhir juga akan menentukan seberapa banyak reduksi limbah yang dapat dilakukan, apabila diketemukan produk akhir dengan kualitas yang tidak sesuai dengan persyaratan yang ditentukan, maka akan terjadi reject produk yang juga berarti bahwa produk akhir ini akan menjadi limbah.
4.2
Minimisasi berdasarkan pemanfaatan kembali (3R) Minimisasi limbah selain dengan reduksi pada sumber, juga dapat
dilakukan dengan pemanfaatan limbah sebelum diolah. Bila reduksi mengatur bahan baku dan pembantu, operasi, proses, serta produknya dengan tujuan untuk mengurangi limbah yang keluar, pemanfaatan limbah berfokus pada kemungkinan penerapan penggunaan ulang (reuse), daur ulang (recycle), atau perolehan kembali (recovery)
43
4.2.1 Daur ulang (recycle) Limbah Produksi Susu Menurut arti katanya, daur ulang adalah tindakan untuk mendapatkan kembali material yang diinginkan dari limbah atau untuk menyuling dan menggunakan kembali.Dalam istilah umum, daur ulang sering kali mengacu pada bahan-bahan padat seperti kaleng alumunium, botol kaca, atau kertas. Dalam industri susu pasteurisasi, bahan padat terutama digunakan sebagai kemasan seperti karton atau botol plastik. Daur ulang kemasan memang dilakukan, namun hal ini dilakukan oleh pihak ketiga yang memang bertugas untuk mendaur ulang bahan-bahan tersebut. Biasanya, limbah kemasan terjadi apabila ada produkproduk susu yang dibawah standar. Bahan kemasan yang telah digunakan tentu tidak dapat langsung digunakan kembali, namun harus melalui proses daur ulang dahulu. Prinsip daur ulang dapat diterapkan juga untuk bahan cair.Daur ulang air dapat menghemat sumber daya dan biaya.Wastewatertreatment dapat memberikan kualitas air yang diinginkan untuk penggunaan selanjutnya. Ketika air yang digunakan untuk suatu fungsi merupakan air daur ulang dari suatu proses, tentu akan mengurangi beban proses, yang mengakibatkan limbah yang dihasilkan di tahap akhir lebih sedikit. Air limbah untuk proses pendinginan (on-site) Dapat digunakan sebagai air pendingin. Hal ini akan menghemat biaya yang dikeluarkan untuk membeli air bersih atau energi untuk memompa air tanah. Limbah dari air sisa pencucian alat memiliki laju alir yang besar, dengan karakteristik y ang dapat dengan mudah diturunkan ke tahap yang diinginkan.Salah satu kegunaan limbah ini adalah sebagai air pendingin.Susu membutuhkan panas yang cukup tinggi untuk sterilisasi, namun harus segela didinginkan untuk menghindari kerusakan rasa.Beban pendingin untuk mencapai suhu 4.4° C dapat berkurang dengan bantuan air pendingin. Air pendingin dapat membawa panas dari susu tanpa terjadi kontak langsung. Air pendingin mengalir di dalam pipa untuk dilewatkan dengan susu untuk mengurangi suhunya. Air pendingin yang mengalir di dalam pipa membutuhkan spesifikasi minimal, oleh karena itu air limbah butuh diolah terlebih dahulu. Pada tahap ini
44
hanya akan dijelaskan prinsip pengolahan limbah untuk digunakan kembali, bukan pengolahan limbah tahap air. Pengolahan limbah tahap akhir akan dijelaskan pada bagian makalah selanjutnya. 1. Primary Treatment: Sedimentasi Sedimentasi berguna untuk mengendapkan padatan-padatan yang terdapat pada air limbah. Padatan harus dihilangkan karena kemungkinan akan merusak pipa, menambah beban, dan memungkinkan terjadinya penyumbatan. Sedimentasi dilakukan dengan menggunakan prinsip air flotation yang dikombinasikan dengan neutralisasi limbah serta penambahan flocculants dan polyelectrolytes. 2. Secondary Treatment: Biological Oxidation, Disinfection Sedimentasi tidak dapat menghilangkan kandungan komponen organik dari susu yang berupa laktosa yang mudah larut, sehingga sulit dipisahkan dengan metode fisik atau kimia. Untuk itu perlu dilakukan treatment berikutnya dengan oksidasi biologis, memanfaatkan bakteri untuk mengubah komponen organik pada limbah menjadi karbondioksida, air, dan biomass. Penjelasan lebih detail akan dilakukan pada bagian lain dari makalah, yaitu pengolahan limbah. Setelah proses ini, air limbah akan memenuhi spesifikasi air pendingin. Pemanfaaatan air limbah seperti ini dikenal sebagai waterrecycles. Penggunaan Air Limbah secara Off-site Selain digunakan dalam proses, sebenarnya air daur ulang dapat dimanfaatkan untuk hal lain. Setelah melewati tahap secondarytreatment, air dapat digunakan untuk irigasi yang membutuhkan banyak nutrisi, yang mungkin dibutuhkan oleh pihak tertentu. Untuk penggunaan yang lebih lanjut, diperlukan tertiary atau advancedtreatment untuk menghilangkan uraian komponen organik ataupun anorganik pada air limbah susu. Pengolahan dapat dilakukan dengan chemicalcoagulation, filtration, dan disinfection. Kegunaan air setelah melewati tahap ini sangat luas, misalnya untuk air siraman toilet, air cuci kendaraan, dan kebutuhan lainnya selain untuk air minum atau mandi. 4.2.2 Pemanfaatan kembali air cucian alat Setelah sebelumnya dibahas minimisasi secara umum, kali ini akan disajikan secara detail berserta karakteristik limbahnya. Berikut ini adalah data limbah produksi susu, hasil perhitungan sendiri.
45
Tabel 4.2.1 Data Limbah Produksi Susu dan Proses Meminimalkan Limbah
Unit
Pemisahan
Fortifikasi
Pasterisasi
Homogenisas i
Lin e
Flow, l/day
1
Possible Change
2
air yang digunakan lebih sedikit karena menggunaka n air reuse dari line 4 air yang digunakan lebih sedikit karena menggunaka n air reuse dari line 2
1,5
3
3,0
4
ke pembuanga n sewer main
1,5 L dari suplai air pabrik
air keluaran line ini digunakan kembali pada line 3
1,5 L (0,6 dari line 4, 0,9 dari supla air pabrik)
air keluaran disaring dan digunakan untuk line 1
3 L (1,5 dari line 2, 1,5 dari suplai air pabrik)
air keluaran line ini digunakan kembali pada line 2
0,6
-
1,5
-
0,6
Estimate d New Outflow
Dari line 4, air suplai sebanyak 0,6 liter digunakan untuk mencuci alat homogenisasi, kemudian air bekas cuci tersebut digunakan untuk mencuci alat pada line 2 dengan tambahan 0,9 liter dari air suplai, karena untuk mencuci alat pada line 2 membutuhkan air sebanyak 1,5 liter. 1,5 liter air ini kemudian digunakan untuk mencuci alat pada line 3 dengan tambahan 1,5 liter lagi dari air suplai karena air ini membutuhkan 3 liter untuk mencuci. Tabel 4.2.2 Jumlah Air yang Dibutuhkan
Air yang dibutuhkan (L/day) Line
Sebelum
Setelah
Perubahan
Perubahan
1
1,5
1,5
2
1,5
0,9
3
3
1,5
4
0,6
0,6
46
Pengurangan air yang dibutuhkan =
6,6 − 4,5 𝑥 100% = 31 % 6,6
Berdasarkan penjelasan diatas didapat neraca massa Tabel 4.2.3 Neraca Massa Aliran Sebelum Minimisasi
Line
1
2
3
4
from Analysis BOD mg/l SS mg/l Flow l/day BOD kg/day SS kg/day
Pemisahan
Fortifikasi
Pasteurizer
Homogenisasi
2.475 750 1,5 0,0037 0,0011
2.475 750 1,5 0,0037 0,0011
4.950 1.500 3,0 0,0149 0,0045
965 293 0,6 0,0006 0,00018
Dari neraca masa diatas didapat total BOD (mg/l) dan SS (mg/l) 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵𝑂𝐷 = 𝑂𝑢𝑝𝑢𝑡 𝐵𝑂𝐷 𝐿𝑖𝑛𝑒 1 + 𝑂𝑢𝑝𝑢𝑡 𝐵𝑂𝐷 𝐿𝑖𝑛𝑒 2 + 𝑂𝑢𝑝𝑢𝑡 𝐵𝑂𝐷 𝐿𝑖𝑛𝑒 3 + 𝑂𝑢𝑝𝑢𝑡 𝐵𝑂𝐷 𝐿𝑖𝑛𝑒 4 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵𝑂𝐷 = 2.475 + 2.475 + 4.950 + 965 = 10.865 𝑚𝑔/𝑙 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑆𝑆 = 𝑂𝑢𝑝𝑢𝑡 𝑆𝑆 𝐿𝑖𝑛𝑒 1 + 𝑂𝑢𝑝𝑢𝑡 𝑆𝑆 𝐿𝑖𝑛𝑒 2 + 𝑂𝑢𝑝𝑢𝑡 𝑆𝑆 𝐿𝑖𝑛𝑒 3 + 𝑂𝑢𝑝𝑢𝑡 𝑆𝑆 𝐿𝑖𝑛𝑒 4 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑆𝑆 = 750 + 750 + 1.500 + 293 = 3.293 𝑚𝑔/𝑙
Tabel 4.2.4 Neraca Massa Aliran Setelah Minimisasi
Line
1
2
3
4
from Pemisahan Fortifikasi Pasteurizer Homogenisasi Analysis BOD mg/l 2475 1871 3410,5 965 SS mg/l 750 567,2 1033,6 293 Flow l/day 1,5 1,5 3 0,6 BOD kg/day 0,0037 0,0028 0,0102 0,00058 SS kg/day 0,0011 0,00085 0,0031 0,00018
47
Kotak yang diblok adalah BOD dan SS yang ditotal Perhitungan BOD dan SS diatas menggunakan rumus pada buku Eckenfelder 𝑄 𝑋 = 𝐴𝑋 " + 𝑅𝑋 ′ (𝐸𝑐𝑘𝑒𝑛𝑓𝑒𝑙𝑑𝑒𝑟, 2000)
Dari neraca masa diatas didapat total BOD (mg/l) dan SS (mg/l) 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵𝑂𝐷 = 𝑂𝑢𝑝𝑢𝑡 𝐵𝑂𝐷 𝐿𝑖𝑛𝑒 1 + 𝑂𝑢𝑝𝑢𝑡 𝐵𝑂𝐷 𝐿𝑖𝑛𝑒 3 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵𝑂𝐷 = 2.475 + 3.410,5 = 5.885,5 𝑚𝑔/𝑙 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑆𝑆 = 𝑂𝑢𝑝𝑢𝑡 𝑆𝑆 𝐿𝑖𝑛𝑒 1 + 𝑂𝑢𝑝𝑢𝑡 𝑆𝑆 𝐿𝑖𝑛𝑒 3 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑆𝑆 = 750 + 1.033,6 = 1.783,6 𝑚𝑔/𝑙
Tabel 4.2.5 Line outfall
Line from Analysis
1
3
Pemisahan
Pasteurizer
BOD mg/l
2.475
3.411
SS mg/l Flow l/day BOD kg/l SS kg/l
750 1,5 0,0037 0,0011
1.034 3 0,0102 0,0031
48
Tabel 4.2.6 Perbandingan Jumlah BOD dan SS sebelum dan sesudah minimisasi
Unit proses
Pemisahan (Separating) Fortifikasi (Fortifying) Pasteurisasi (Pasteurizing) Homogenisasi (Homogenizing )
Jenis limbah Air sisa pencucian alat Air sisa pencucian alat Air sisa pencucian alat Air sisa pencucian alat
Sebelum Minimisasi BOD SS
Flow (L/day )
mg/L
kg/day
mg/L
Sesudah Minimisasi BOD SS kg/day
1,5
2.475
0,00371 3
750
1,5
2.475
0,00371 3
750
3
4.950
0,01485
965
0,00057 9
293
0,000175 8
0,02285 4
3.293
0,006925 8
0,6 Total
10.865
1.500
49
0,001125
mg/L
kg/day
mg/L
kg/day
2.475
0,00371 3
750
0,00112 5
3.411
0,01023 2
1.034
0,00310 1
5.886
0,01394 4
1.784
0,00422 6
0,001125
0,0045
Gambar 4.2.1 Alur Penggunaan Kembali Air Cucian Produksi Susu
50
4.3
Minimasi Pada Industri Keju
Whey adalah cairan yang mengandung protein, laktosa, vitamin, dan mineral, juga bahan-bahan tambahan seperti enzim, hormon, dan kultur. Mengingat jumlahnya yang besar dan nutrisinya yang sangat banyak, sangat disayangkan apabila whey dianggap sebagai limbah. Cara terbaik untuk meminimasi whey adalah dengan terlebih dahulu merecovery nutrisinya. Selama ini, whey sudah dikenal memiliki banyak manfaat, terutama dalam industri makanan (gambar 4.3.1).
Gambar 4.3.1Berbagai fungsi potensial dari whey Gambar 4.3.2 Proses recovery laktosa (Sumber: Lecturer's handbook on Whey)
4.3.1 Pengeringan whey Seperti yang sudah dibahas seblumnya, jumlah whey yang sangat banyak menyebabkan limbah cair ini memakan banyak biaya untuk penyimpanan dan distribusi. Oleh karena itu, whey sering dijadikan kondensat atau bubuk. Proses pembuatan kondensat dapat menggunakan proses yang ditunjukan gambar . Air dan uap yang terkondensasi dihilangkan sebagai kondensat pada bagian bawah tabung. Kondensat ini akan menjadi limbah yang diolah pada bagian selanjutnya. Tekanan operasi dibuat rendah agar air bisa menguap, meninggalkan whey dan zat-zat lainnya. Dengan proses ini saja volume whey akan jauh berkurang.
51
Gambar 4.3.1Proses pembuatan whey menjadi bentuk kondensat (sumber: Waste Management for the Food Industries, 2007)
Whey juga bisa dijadikan bentuk powder dengan menggunakan alat drying chamber. Setelah dalam bentuk seperti ini, biasanya whey dapat langsung dijual baik ke industri pangan atau farmasi. 4.3.2 Recovery of lactose Kandungan laktosa sangat besar terkandung dalam whey, sekitar 5 % nya. Oleh karena itu recovery lactoce cukup umum dilakukan pada limbah whey. Diagram alirnya dapat dilihat pada gambar 4.3.2. Whey dikristalisasi pada suhu 5-10OC. Laktosa yang merupakan komponen terbesar akan mengkristal sehingga mungkin untuk dipisahkan. Pemisahan selanjutnya menggunakan decanter, memisahkan antara whey dengan laktosa. Whey yang sudah diambil laktosanya ini kemudian akan diolah lebih lanjut pada tahap selanjutnya, pengolahan limbah. Laktosa kemudian akan diolah sesuai jenis spesifikasi yang diharapkan.
52
Gambar 4.3.2 Proses recovery laktosa (Sumber: Lecturer's handbook on Whey)
53
BAB 5 PENGOLAHAN LIMBAH PRODUK SUSU DAN TURUNANNYA 5.1
Pengolahan limbah susu Pengolahan limbah dari produksi susu meliputi antara lain:
5.1.1 Perlakuan Awal (Pretreatment) Sludge yang dihasilkan proses pengendapan limbah akan dilakukan pengolahan. Sludge yang dihasilkan dilakukan proses pengurangan kandungan airnya. Proses ini akan memudahkan proses pembuangan seperti landfill, insinerasi, pengomposan, dan pengolahan lainnya. Proses pengurangan kandungan air dengan menggunakan proses filter tekan. Cara lainnya adalah dengan menggunakan proses sludge drying beds. Setelah didapatkan sludge dengan kandungan air yang rendah, maka sludge dapat diinsinerasi atau dilakukan landfill atau dapat dijadikan pupuk bagi tanaman disekitar pabrik.
Gambar 5.1.1 Proses Kerja Filtrasi Tekan (Sumber: Sludge Treatment and Disposal by ISWA Working Group on Sewage & Waterworks Sludge) Pengomposan dilakukan karena sludge memiliki kandungan nutrient yang dibutuhkan oleh tumbuhan seperti fosfor dan nitrogen. Untuk proses pengomposan, kandungan airnya adalah 55%. Dalam proses pengomposan, laju biodegredasi dapat dikendalikan dengan mengatur aerasi dan kelembaban. Apabila sludge dilakukan insinerasi, maka suhu pembakaran adalah 850 oC.
54
Sistem perlakuan awal (pretreatment) akhir-akhir ini dioptimalkan untuk menghilangkan material padatan / endapan dengan menggunakan prinsip air flotation yang dikombinasikan dengan neutralisasi limbah serta penambahan flocculants dan polyelectrolytes. Meskipun sistem ini dapat menghilangkan material padatan / endapan dan nutrisi yang terkandung, namun memiliki keterbatasan dalam menghilangkan kandungan komponen organik karena sumber utama dari BOD5 dari limbah industri susu (dairy plant) adalah laktosa yang mudah larut (soluble) dan dengan demikian tidak dapat dihilangkan melalui metode fisis atau kimiawi. 5.1.2 Perlakuan Biologis (Biological Treatment) Sistem Aerobic Pada sistem pengolahan aerobic, bakteri, dengan ketersediaan oksigen, akan mengubah komponen organik pada limbah menjadi karbondioksida, air, dan biomass. Parameter keberhasilan yang umum digunakan pada activated sludge plant untuk limbah industri susu yaitu 94% COD, 99% BOD5, 70% TKN dan 50% total penghilangan fosfor. Selain activated sludge plant, beberapa sistem pengolahan limbah aerobic yang biasa digunakan antara lain trickling filters, rotating biological contactors dan berbagai jenis kolam aerasi mekanis (mechanically aerated lagoon systems). Sistem Anaerobic Pada sistem pengolahan anaerobic, bakteri anaerob, dengan ketidakhadiran oksigen, akan mengubah komponen organik pada limbah menjadi metana, karbondioksida, dan air. Bentuk organik dari nitrogen akan diubah menjadi bentuk nitrogen amonia (ammonium nitrogen). Reaksi anaerobic dapat berlangsung di sistem kolam beraliran rendah (low rate lagoon systems) atau reaktor dengan laju tinggi (high rate reactors). 5.1.3 Reduksi emisi gas (Reduction of Air Emissions) Seperti telah disebutkan sebelumnya, emisi utama yang dihasilkan pada produksi susu (dari rangkaian boiler, dsb) adalah nitrogen oksida, sulfur oksida, dan partikel-partikel (debu dan sejumlah kecil endapan minyak). Metode utama yang digunakan untuk mengurangi emisi gas yaitu:
55
Cyclones dan Multicyclones Cyclones menambahkan putaran angin pada gas hasil pembakaran sehingga dapat memisahkan partikel yang lebih berat dari bagian luar aliran udara. Karena itu, cyclones bermanfaat untuk pemisahan partikel-partikel besar. Baghouse Filters Bag-filters berfungsi untuk pemisahan partikel-partikel kecil, namun diperlukan area permukaan yang luas. Electrostatic Precipitators Medan elektrostatis yang kuat akan menghasilkan partikel-partikel menjadi bermuatan sehingga saling tarik menarik dan kemudian dapat dipresipitasi melalui piringan elektroda besar. Wet Scrubbers Gas dalam pipa dialirkan dari bawah ke atas dan melewati ruang-ruang peralatan bersamaan dengan penyemprotan air (dengan atau tanpa penambahan zat aditif) dari atas ke bawah untuk mengabsorbi kontaminan.
5.2
Pengolahan limbah keju Pada tahap ini, limbah dari industri keju sudah jauh berkurang dari
sebelumnya. Berikut ini adalah limbah yang masih perlu diolah. 5.2.1 Delactoce whey Delactoce whey masih mengandung banyak nutrisi yang tidak dapat dikristalkan, berupa bahan-bahan organik yang memerlukan pengolahan limbah. Berikut adalah tahapan-tahapan pengolahan limbahnya. Primary treatment 1. Screening Tujuannya untuk menghilangkan FOG (fat, oil, grease) dalam jumlah besar. Masalah utama yang dihadapi adalah sering terjadi penyumbatan pada saringan, sehingga diperlukan teknik dan kondisi operasi yang tepat. 2. Flow and load equalization Berbagai komposisi dan aliran yang berbeda disamakan untuk perlakuan selanjutnya. pH juga diatur pada tahap ini, baik menambahkan asam atau basa. Pengaturan dilakukan dalam tangki buffer.
56
3. Sedimentation Bertujuan menghilangkan partikel tersuspensi yang lebih berat dari air. Endapan padatan akan dibuang dari dasar tangki. 4. Dissolved air flotation (DAF) Bertujuan menghilangkan bahan-bahan yang lebih ringan dari air, misalnya FOG yang tersisa 5. Centrifugation Untuk memisahkan partikel yang terlalu kecil untuk disedimentasikan. Tahap ini akan mengurangi SS, FOG, dan BOD/COD 6. Precipitation Penghilangan fosfor dengan penambahan zat kimia Secondary treatment Tujuan utamanya adalah penghilangan bahan-bahan organik biodegradable dan SS secara biologi. Pada tahap ini akan menurunkan angka BOD agar didapatkan nilai BOD sesuai baku mutu. Proses dapat dilakukan dengan menggunakan proses aerobik dan anaerobik. Dari data limbah di atas, proses dapat dilakukan dengan proses aerobic karena nilai BOD kurang dari 10000 mg/l. Metode pengolahan limbah yang dapat dilakukan adalah pengolahan biologis. Dalam industri pengolahan susu, pengolahan limbah dapat dilakukan dengan pengolahan biologis. Sistem biologis memiliki kelebihan dalam mengubah bahan organik menjadi bahan yang lebih sederhana dan mengabsorp kandungan logam.Sistem Biologis Aerobik bergantung mikroorganisme yang membutuhkan oksigen untuk mengoksidasi bahan-bahan organik.
57
Gambar 5.2.1Pengolahan dalam Kolam Aerobik dan Bagan Kolam Sedimentasi (Sumber: purdue)
Dalam proses aerobik, limbah yang masuk dimasukkan dalam kolam aerobik. Kolam ini akan dialiri udara untuk mensuplai oksigen. Dalam proses ini, terjadi pengendapan limbah. Lumpur yang terendapkan akan dibuang, effluen dalam kolam pertama akan masuk ke kolam sedimentasi untuk dilakukan sedimentasi lanjutan sehingga akan didapatkan effluen yang lebih bersih dari lumpur.
Gambar 5.2.2 Proses Umum Pengolahan Aerobik (Sumber: purdue)
58
Secara umum proses aerobik dibagi menjadi beberapa kolam. Pertama kolam penampungan menampung limbah. Limbah yang masuk sudah dilakukan proses pra-pengolahan. Selanjutnya akan masuk ke kolam aerasi. Dari kolam aerasi ini akan dihasilkan efluen yang kandungan organiknya menurun. Masuk ke kola settlement untuk menghasilkan efluen yang siap dibuang dan lumpur. Lumpur yang dihasilkan dapat diolah, misalnya menjadi pupuk, ergantung pada kandungan lumpur. Tertiary treatment Bergantung pada tujuan penggunaan air. Bila air ingin dimanfaatkan lagi sebagai air irigasi, air pendingin, ataupun air pencuci, maka beberapa perlakuan tambahan ini diperlukan. Diantaranya adalah:
Penghilangan fosfor secara biologi
Disinfeksi dan sterilisasi
Membran filtrasi Membran filtrasi adalah teknik yang digunakan melibatkan mikrofiltrasi,
ultrafiltrasi, nanofiltrasi, atau reverse osmosis. Penggunaan filter ini disesuaikan dengan partikel apa yang akan diambil. Untuk mengambil whey protein, maka ukuran filter yang digunakan adalah lebih kecil dari 0.01 mikrometer, yakni menggunakan ultrafiltrasi.
Gambar 5.2.3. Perbedaan poros nutisi (Sumber: whey spreading)
Prinsip pemisahannya adalah menggunakan membran semipermeable dan menggunakan perbedaan tekanan hidrostatik sebagai gaya penggerak. Mekanisme separasinya berdasarkan efek pengayakan dari filter terhadap ukuran partikel yang terlihat pada gambar.
59
Gambar 5.2.4 Gambaran Proses Filtrasi Whey (Sumber: whey spreading)
Dari gambar di atas, whey akan terjebak dalam saringan dan akan bergabung dalam aliran retentate. Partikel yang lebih kecil dari ultrafiltrasi akan keluar bergabung dengan aliran permeate yang akan masuk pengolahan limbah selanjutnya. Retentate inilah yang akan digunakan kembali sebagai whey yang telah di-recovery. 5.2.2 Salt water Pada proses salitng akan menghasilkan limbah berupa air garam. Air ini kemudian akan didemineralisasi agar aman bagi lingkungan. Proses ini menggunakan prinsip perpindahan ion, yang ditunjukan pada gambar. Whey masuk kedalam cation exchanger, ion H+akan menurunkan pH sampai sekitar 1.5. kemudian whey berlanjut ke anion exchanger dan mendapatkan ion OH - yang akan meningkatkan kembali pHnya. Proses ini akan mendemineralisasi whey sampai 90%
60
Gambar 5.2.5. Elektrodialisis Limbah Garam Hasil Proses Produksi Keju
(Sumber: whey spreading)
61
KESIMPULAN
Limbah pada industri susu yang paling besar berupa sludge endapan susu
Limbah pada industri keju yang paling besar berupa whey
Limbah pada industri produk olahan susu memiliki karakteristik BOD, COD, dan SS yang tinggi
Reduksi sumber limbah pada industri pengolahan susu dapat dicapai dengan mengevaluasi beberapa aspek sebagai berikut : bahan baku, formulasi produk, plant layout, kontrol proses, maintenance teratur, proses filling.
Selain limbah hasil proses sebuah pabrik juga menghasilkan limbah hasil cucian alat
Air hasil cucian alat juga memiiliki kandungan BOD (Biological Oxygen Demand) dan SS (Suspended Solid)
Dua hal yang bisa diminimisasi dari limbah hasil cucian adalah penggunaan air dan output BOD dan SS
ke lingkunga dengan cara
menggunakan kembali air hasil cucian yang masih mengandung BOD dan SS yang cukup rendah
Jalur Penggunaan kembali air bekas cucian adalah dari homogenisasi digunakan untuk
fortifikasi kemudian digunakan kembali
untuk
pasteurisasi. Tentunya dengan penambahan air dari PAM sesuai kebutuhan aliran pencucian
Jumlah Air cucian yang digunakan setelah dan sebelum minimisasi adalah sebagai berikut Air yang dibutuhkan (L/day) Line
Sebelum
Setelah
Perubahan
Perubahan
1
1,5
1,5
2
1,5
0,9
3
3
1,5
4
0,6
0,6
62
Jumlah BOD dan SS yang dihasilkan setelah dan sebelum minimisasi adalah sebagai berikut
Pengolahan limbah yang dilakukan berdasarkan pengolahan untuk bahan organik. Banyaknya tahapan pengolahan bergantung pada spesifikasi akhir dan tujuan penggunaan air limbah.
PENDAPAT DAN SARAN Pemahaman secara menyeluruh terhadap suatu limbah pabrik, mulai dari proses produksi, minimisasi, sampai pada pengolahan tahap akhir memberikan gambaran yang baru terhadap sebuah industri. Selain proses yang baik dan efektif ternyata sebuah industri juga harus diperlengkapi dengan pengolahan limbah yang baik agar dapat dikatakan sebagai industri yang berhasil. Saran dalam pembuatan makalah selanjutnya, pembahasan industri difokuskan pada satu produk saja, sehingga bisa dipahami perjalanan materialmaterial mulai dari awal proses, minimisasi, sampai limbah akhir. Dalam makalah ini kami sempat merasa kesulitan mencari benang merah untuk membahas seluruh produk turunan susu secara runut, sehingga pada akhirnya kami hanya membahas beberapa produk turunan susu saja.
63
DAFTAR PUSTAKA Anonim. AS 3901/ ISO 9001, Quality Systems for Design, Development, Production, Installation and Servicing. Anonim. Cheese Production Process. www.jumo.co.uk/en_GB/Industry/ food/applications/dairy/milk-processing/cheese-production-process.html (1 Desember 2013). Anonim. Industrial Waste Minimisation – Procedures for Waste Assessments, EPA Publication 358, February 1993. Arvanitoyannis, I.S. 2008. Waste Management for the Food Industries. Greece: Elsevier. Eckenfelder, W. Wesley.2000.Industrial Water Polution Control.USA : Mc Graw Hill. Harper W J. Waste Management Control Handbook for Dairy Food Plants. US EPA Publication No 600/2-84-043. J. W. Barnett, S. L. Robertson and J. M. Russell, Environment Portfolio, New Zealand Dairy Research Institute, Private Bag 11 029, Palmerston North, 2000. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 13 Tahun 1995. Tentang: Baku Mutu Emisi Sumber Tidak Bergerak. The UNEP Working Group for Cleaner Production in the Food Industry. 2004. Eco-efficiency for the Dairy Processing Industry. Dairy Australia : Australia Thompson, G. T. 1998. Waste Management Issues for Dairy Processors. Madison: Department of Natural Resources. Wit, J.N. 2001. Lecturer’s Handbook on Whey and Whey Products. 1st Edition. Belgium: European Whey Products Association.
64
