Penanganan Penanganan Limbah Industri Biskuit dan Bakso (diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Pengolahan Limbah) Dosen Pengampu: Ibu Puji Rahmawati, S.TP, M.si
Disusun oleh: Anja Wulan Sari Andari Sulfaj Hetty Restika Sari Tedy Tarudin Yatin Dwi Rahayu
Program Studi Pendidikan Teknologi Agroindustri Fakultas Pendidikan Teknologi dan Kejuruan Universitas Pendidikan Indonesia Bandung
2012
PENDAHULUAN
Biskuit adalah kue kering yang tipis, keras, dan renyah yang dibuat tanpa peragian dan kandungan air yang rendah. Biskuit dapat digolongkan menjadi dua,berdasarkan cara pencampurannya dan resep yang dipakai, yaitu jenis adonan dan jenis busa yang dapat disemprotkan atau dicetak, sedangkan kue busa terdiri dari kue “sponge”. Bisk uit uit adalah sejenis makanan yang terbuat dari tepung terigu yang melalui proses pemanasan dan pencetakan. Karbohidrat sangat dibutuhkan karena merupakan sumber energi dan kesehatan bagi tubuh, serat merupakan komponen dari jaringan tumbuhan yang tahan terhadap proses hidrolisa oleh enzim dalam lambung dan usus kecil, serat bukan merupakan zat gizi tetapi berguna bagi kesehatan karena Peranannya dalam proses pencernaan makanan, dan mencegah berbagai penyakit. Bakso adalah produk pangan yang terbuat dari bahan utama daging yang dilumatkan, dicampur dengan bahan-bahan lainnya, dibentuk bulatan-bulatan, dan selanjutnya direbus. Berbeda dengan sosis, bakso dibuat tanpa mengalami proses kiuring, pembungkusan maupun pengasapn. Industri bsikuit dan bakso dalam proses pengolahannya menghasilkan limbah baik limbah padat maupun cair. Limbah padat dihasilkan dari proses pencetakan, pencampuran adonan. Sedangkan limbah cairnya dihasilkan dari proses pencucian, perebusan, pengepresan dan pencetakan bakso. Oleh karena itu, limbah cair yang dihasilkan sangat tinggi. Limbah cair dengan karakteristik mengandung bahan organik tinggi dan kadar BOD, COD yang cukup tinggi pula, jika langsung dibuang ke badan air, jelas sekali akan menurunkan daya dukung lingkungan. Sehingga industri biskuit dan bakso memerlukan suatu pengolahan limbah yang bertujuan untuk mengurangi resiko beban pencemaran yang ada. Teknologi pengolahan limbah dapat dilakukan dengan proses biologis sistem anaerob, aerob dan kombinasi anaerob-aerob. anaerob-aerob.
TINJAUAN PUSTAKA
A. Biskuit
Biskuit merupakan produk pangan hasil pemanggangan yang dibuat dengan bahan dasar tepung terigu, dengan kadar air akhir kurang dari 5%. Biasanya formulasi biskuit dibuat dengan diperkaya bahan-bahan tambahan seperti lemak, gula (ataupun garam) serta bahan pengembang (Anonymous, 2004). Proses pembuatan biskuit secara garis besar terdiri dari pencampuran ( mixing), pembentukan ( forming) dan pemanggangan ( bucking). Tahap pencampuran bertujuan meratakan pendistribusian bahan-bahan yang digunakan dan untuk memperoleh adonan dengan konsistensi yang halus. Pencampuran adonan cookies biasanya diawali pencampuran antara gula dan shortening (disebut creaming method ) kemudian bahan-bahan lain seperti tepung dan bahan pengembang dimasukkan (Bennion, 1980). Adonan yang diperoleh selanjutnya dicetak sesuai dengan bentuk dan ukuran yang diinginkan. Adonan biskuit dibentuk lembaran-lembaran dan dipotong-potong dengan pisau pemotong atau alat pencetak biskuit. Adonan yang telah dicetak selanjutnya dipanggang dengan oven.
B. Bakso
Bakso adalah produk pangan yang terbuat dari bahan utama daging yang dilumatkan, dicampur dengan bahan-bahan lainya, dibentuk bulat, selanjutnya direbus tidak mengalami proses kiuring, pengemasan dan pengasapan. Bahan baku bakso terdiri dari bahan baku utama yaitu daging dan bahan baku tambahan yaitu bahan pengisi, garam, penyedap, dan es atau air es. Bahan pengisi yang biasanya digunakan adalah tepung tapioka yang berguna dalam mengikat air. Dibawah ini merupakan proses pembuatan bakso:
pembersihan
penirisan
penimbangan bahan baku dan bahan tambahan
pemasakan
pencampuran dan penggilingan
pencetakan
Keterangan: 1.
Pembersihan daging dari lemak pada permukaan dan urat.
2.
Penimbangan Penimbangan 1 kg daging bersama 200 gr es batu dan 50 gr garam dapur.
3.
Penggilingan daging dan ditambahkan ditambahkan 100-1000 gram tapioka , 2,5 MSG, 2,5 gram Titanium dioksida dan 1,5 gram Sodium tripolifosfat. Adonan yang sudah jadi, dicetak dengan tangan t angan dan dengan bantuan sendok.
4.
Pemasakan bakso yang kemudian dimasukkan kedalam air hangat dengan 0
suhu 80 C dan dibiarkan sampai mengambang. 5.
Penirisan Bakso
6.
Pengemasan Bakso
C. Limbah
Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga). Dimana masyarakat bermukim, disanalah berbagai jenis limbah akan dihasilkan. Ada sampah, ada air kakus (black water ), ), dan ada air buangan dari berbagai aktivitas domestik lainnya [1] (grey water ). ).
Limbah padat lebih dikenal sebagai sampah, yang seringkali tidak dikehendaki dikehendaki kehadirannya karena tidak memiliki nilai ekonomis. Bila ditinjau secara kimiawi, limbah ini terdiri dari bahan kimia Senyawa organik dan Senyawa anorganik. Dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu, kehadiran limbah dapat berdampak negatif terhadap lingkungan terutama bagi kesehatan manusia, sehingga perlu
dilakukan penanganan terhadap limbah. Tingkat bahaya keracunan yang ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah. Pengelolaan limbah industri pangan (cair, padat dan gas) diperlukan untuk meningkatkan pencapaian tujuan pengelolaan limbah (pemenuhan peraturan pemerintah), serta untuk meningkatkan efisiensi pemakain sumber daya. Secara umum, pengelolaan limbah merupakan rangkaian kegiatan yang mencakup reduksi
(reduction),
pengumpulan
(collection),
penyimpangan
(storage),
pengangkutan (transportation), pemanfaatan (reuse, recycling), pengolahan (treatment), dan/ atau penimbunan (disposal). 1. Pengolahan Limbah Cair Limbah cair industri pangan merupakan salah satu sumber pencemaran lingkungan. Jumlah dan karakteristik air limbah industri bervariasi menurut jenis industrinya. Sebagian besar limbah cair industri pangan dapat ditangani dengan mudah dengan sistem b1ologis, karena polutan utamanya berupa bahan organik, seperti karbohidrat, lemak, protein, dan vitamin. Polutan tersebut umumnya dalam bentuk tersuspensi atau terlarut. Secara umum, pengolahan limbah cair dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu pengolahan primer, pen,-,olahan sekunder, dan pengolahan tersier. Pengolahan primer merupakan pengolahan secara fisik untuk menyisihkan benda-benda terapung atau padatan tersuspensi terendapkan (seltleable solids). Pengolahan primer ini berupa penyaringan kasar, dan pengendapan primer untuk memisahkan bahan inert seperti butiran pasir / tanah. Saringan kasar digunakan untuk metlah4n benda berukuran relatif besar. Karena butiran pasir / tanah merupakan bahan nonbiodegradable dan dapat terakumulasi di dasar instalasi pengolahan limbah cair, maka bahan tersebut harus dipisahkan dari limbah cair yang akan diolah. Penyisihan butiran pasir / tanah dapat dilakukan dengan bak pengendapan primer. Pengendapan Pengendapan primer ini umumnya dirancang untuk waktu tinggal sekitar 2 jam. Pengolahan primer hanya dapat mengurangi kandungan bahan yang mengambang atau bahan yang dapat terendapkan oleh gaya gravitasi. Pengolahan secara biologis pada prinsipnya adalah pemanfaatan aktivitas mikroorganisme seperti bakteri dan protozoa. Mikroba tersebut mengkonsumsi
polutan organik biodegradable dan mengkonversi polutan organik tersebut menjadi karbondioksida, air dan energi untuk pertumbuhan dan reproduksinya. Oleh karena itu, sistem pengolahan limbah cair secara biologis harus mampu memberikan
kondisi
yang
optimum
bagi
mikroorganisme,
sehingga
mikroorganisme tersebut dapat menstabilkan polutan organik biodegradable secara optimum. Dengan pengolahan. sekunder BOD dan TSS dalam limbah cair dapat dikurangi secara signifikan, tetapi efluen masih mengandung amonium atau nitrat, dan fosfor dalam bentuk terlarut. Kedua bahan ini merupakan unsur hara (nutrien) bagi tanaman akuatik. Jika unsur nutrien ini dibuang ke perairan (sungai atau danau), akan menyebabkan pertumbuhan biota air dan alp-a secara berlebih yang dapat mengakibatkan eutrofikasi dan pendangkalan badan air tersebut. Oleh karena itu, unsur hara tersebut perlu dieliminasi dari efluen. Nitrogen dalam efluen instalasi pengolahan sekunder kebanyakan dalam bentuk senyawa amonia atau ammorimm, tergantung pada nilai pH. Senyawa amonia ini bersifat toksik terhadap ikan, Jika konsentrasinva cukup tinggi. Permasalahan lain yang berkaitan dengan amonia adalah penggunaan oksigen terlarut selama proses konversi dari amonia nien. Jadi nitrat oleh mikroorganisme (nitrifikasi). Oleh karena itu, untuk meningkatkan kualitas efluen dibutuhkan pengolahan tambahan, yang, dikenal sebagai pengolahan tersier ( advanced waste waten treatment ) untuk mengurangi / menghilangkan konsentrasi BOD, TSS dan nutrien. (N,P). Proses pengolahan tersier yang dapat diterapkan antara lain adalah filtrasi pasir, eliminasi nitrogen (nitrifikasi dan denitrifikasi), dan eliminasi fosfor (secara kimia maupun biologis). a. Sistem lumpur aktif Prinsip. Pada dasarnya sistem lumpur aktif terdiri atas dua unit proses utama, yaitu bioreaktor (tangki aerasi) dan tangki sedimentasi. Dalam sistem lumpur aktif, limbah cair dan biomassa dicampur secara sempurna dalam suatu reaktor dan diaerasi. Pada umumnya, aerasi ini juga berfungsi sebagai sarana pengadukan suspensi tersebut. Suspensi biomassa dalam limbah cair kemudian dialirkan ke tangki sedimentasi~ dimana biomassa dipisahkan dari air yang telah diolah. Sebagian biomassa yang terendapkan dikembalikan ke bioreaktor, dan air
yang telah terolah dibuang ke lingkungan. Agar konsentrasi biomassa di dalam reaktor konstan (MLSS = 3 - 5 gfL), sebagian biomassa dikeluarkan dari sistem. tersebut sebagai excess sludge. Dalam sistem tersebut, mikroorganisme dalam biomassa (bakteri dan protozoa) mengkonversi bahan organik terlarut sebagian menjadi produk akhir (air, karbon dioksida), dan sebagian lagi menjadi sel (biomassa). Tujuan pengolahan limbah cair dengan sistem. lumpur aktif dapat dibedakan menjadi 4 (empat)% yaitu (i) penyisihan senyawa karbon (oksidasi karbon), (ii) penyisihan senyawa nitrogen, (iii) penyisihan fosfor, (iv) stabilisasi lumpur secara aerobik simultan. Hampir semua jenis limbah cair industri pangan dapat diolah dengan sistem lumpur aktif seperti limbah cair industri tapioka, industri nata de coco, industri kecap, dan industri tahu. Sistem lumpur aktif dapat digunakan untuk mengeliminasi bahan organik dan nutrien (nitrogen dan fosfor) dari limbah cair terlarut. b. Sistem trickling filter Prinsip. Trickling filter terdiri atas tumpukan media padat dengan kedalaman sekitar 2 m, umumnya berbentuk silinder. Limbah cair disebarkan ke permukaan media bagian atas dengan lengan distributot berputar, dan air kemudian mengalir (menetes) ke bawah melalui lapisan media. Polutan dalam limbah cair yang mengalir melalui permukaan media padat akan terabsorps oleh miikrooreanisme yang tumbuh dan berkembang pada permukaan media padat tersebut. Setelah mencapai ketebalan tertentu, biasanya lapisan biomassa ini terbawa aliran limbah cair ke bagian bawah. Limbah cair di bagian bawah dialirkan ke tangki sedimentasi untuk memisahkan blomassa. Trickilne filter dapat digunakan untuk mengoksidasi karbon organik dan nitrogen organik atau amonium (nitrifikasi) dalam limbah cair. Trickling filter jarang digunakan untuk proses denitrifikasi. Hampir semua jenis limbah industri pangan yang dapat diolah dengan sistem lumpur aktif dapat juga diolah dengan sistem trickling filter. c. RBC (Rotating Biolocal Contactor)
Prinsip. Sistem RBC terdiri atas deretan cakram yang dipasang pada as horisontal dengan jarak sekitar 4 cm. Contoh RBC dapat dilihat pada Gambar 6. Sebagian dari cakram tercelup dalam limbah cair, dan sebagian lagi kontak dengan udara. Pada saat as diputar, permukaan cakram secara bergantian kontak dengan
limbah
cair
dan
kemudian
kontak
dengan
udara.
Akibatnya,
mikroorganisme tumbuh pada permukaan cakram sebagai lapisan biologis (biomasa), dan mengabsorpsi bahan organik dalam limbah l imbah cair. d. SBR (Sequencing Batch Reactor) Prinsip sstem SBR adalah suatu sistem lumpur aktif yang dioperasikan secara curah (batch). Satuan proses dalam sistem SBR identik dengan satuan proses dalam sistem lumpur aktif, yaitu aerasi dan sedimentasi untuk memisahkan biomassa. Pada sistem lumpur aktif, kedua proses tersebut berlangsung dalam dua tanki yang berbeda, sedangkan pada SBR berlangsung secara bergantian pada tanki yang sama. Keunikan lain sistem SBR adalah bahwa tidak diperlukan resirkulasi sludpe. Proses sistem SBR terdiri atas lima tahap, yaitu pengistan, reaksi (aerasi), pengendapan (sedimentasi), pembuangan, pembuangan, dan istirahat (idle). e. Sistem Kolam (Kolam Oksidasi) Prinsip. Sistem kolam (pola sistem) atau sering disebut juga sebagai kolam oksidasi merupakan salah satu sistem pengolahan limbah cair tertua, dan merupakan perkembangan dari cara pembuangan limbah cair secara langsung ke badan air. Pada sistem kolam. konsentrasi mikroorganisme relatif kecil, suplai oksigen dan pengadukan berlangsung secara alami, sehingga proses perombakan bahan organik berlangsung relatif lama dan pada area yang luas. Berbagai jenis mikroorganisme berperan dalam proses perombakan, tidak terbatas
mikroorganisme
aerobik,
tetapi
juga
mikroorganisme
anaerbik.
Organisme heterotrof aerobik dan aerobik berperan dalam proses konversi bahan organik; organisme autotrof (fitoplankton, alga, tanaman air) mengambil bahanbahan anorganik (nitrat dan fosfat) melalui proses fotosintetsis. Karena lamanya waktu tinggal limbah cair, maka organisme dengan waktu generasi tinggi (zooplankton, larva insekta, kutu air, ikan kecil) juga dapat tumbuh dan berkembang dalam sistem kolam. Organisme tersebut hidup aktif di dalam air atau
pada dasar kolam. Komposisi organisme sangat tergantung pada temperatur, suplai oksigen, sinar matahari, jenis dan konsentrasi substrat. f. UASB (Up-flow Anaerobic Sludge Blanket) UASB (Up-flow Anaerobic Sludge Blanket) merupakan salah jenis reaktor anaerobik yang paling banyak- diterapkan untuk pengolahan berbagai Jenis limbah cair. Berbeda dengan proses aerobik, dimana bahan organik dikonversi menjadi produk akhir berupa karbon dioksida dan air, pada proses anaerobik sebagai produk adalah gas metana dan karbon dioksida. Parameter penting dalam desain dan operasi reaktor UASB adalah waktu tinggal hidrolik, konsentrasi COD influen, beban organic. Reaktor UASB dapat diaplikasikan untuk mengolah limbah cair dengan kadar COD tinggi (sampai 20.000 mg/L), seperti limbah cair industri tapioka, atau rumah pemotongan hewan (RPH).
2. Limbah Padat Limbah padat industri pangan terutama terdiri dari bahan bahan organik seperti karbohidrat, protein, lemak, serat kasar dan air. Bahan-bahan ini mudah terdegradasi secara biologis dan menyebabkan pencemaran lingkungan, terutama menimbulkan bau busuk. Pengomposan merupakan salah satu altematif pemecahan masalah manajemen limbah padat industri pangan. Pengomposan adalah suatu proses biologis dimana bahan organik didegradasi pada kondisi aerobik terkendali. Dekomposisi dan transformasi tersebut dilakukan oleh bakteri fungi dan mikroorganisme lainnya. Pada kondisi optimum, pengomposan dapat mereduksi volume bahan bau sebesar 50-70 %. Selama pengomposan bahan-bahan organik seperti karbohidrat, selulosa, hemiselulosa dan lemak dirombak menjadi C02 dan air, Protein dirombak menjadi amida, asam amino, amonium, C02 dan air. Pada proses pengomposan terjadi pengikatan unsure-unsur hara (nutrien), seperti nitrogen, fosfor dan kalsium oleh mikroorganisme, tetapi unsur-unsur tersebut akan dilepas lagi ke kompos apabila
m1kroorganisme tersebut mati. Oleh karena itu, selama proses pengomposan terjadi peningkatan ratio N/C dan P/C. Pengomposan dapat digunakan untuk manajemen limbah padat industri pangan, seperti kulit buah-buahan, bunga biji lapuk, bungkil kacang, tongkol jagung, jerami, kotoran ternak, serbuk gergaji dan limbah prabik lain yang mengandung banyak banyak bahan organik. Meskipun hampir semua bahan organik dapat dikomposkan, tetapi beberapa bahan organik perlu dihindari untuk dikomposkan, karena dapat menimbulkan bau busuk dan merupakan media tumbuh beberapa jenis mikroba patogen. Bahan yang harus dihindari, untuk dikomposkan antara, la in daging, ikan, tulang, produk susu dan sisa makanan berlemak.
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pengelolaan Limbah Biskuit
Limbah yang dihasilkan dari proses produksi limbah biskuit PT. Mayora yaitu berupa limbah padat dan limbah cair. 1. Limbah padat Biasanya limbah padat berupa limbah non organik seperti inner biskuit, cello, kardus cangkang telur, sisa adonan atau bahan lainnya toples yang rusak, untuk pemusnahan limbah padat ini dengan cara dijual untuk didaur ulang. Limbah berupa nude atau permen biasanya dibakar 2. Limbah Cair g. Pengolahan limbah cair dari proses produksi biskuit dengan sistem SBR (Sequencing Batch Reactor), yaitu: a. Equization tank Dalam tanki ini ditambahkan beberapa zat, yaitu 1) Lastik untuk mengendapakan flak 2) Leapus untuk menjernihkan air 3) Poliner untuk meringankan flak-flak 4) Ferosvisat untuk memperberat flak 5) Starbrod untuk menginjak bakteri 6) Urea untuk menyuburkan bakteri b. Vis Separator Separator merupakan proses pemisahan limbah dari minyak c. Penambahan Penambahan zat kimia d. Koagulan tangki Koagulan merupakan pengkoagulasi limbah. e. Clarifer 1 Clarifer merupakan proses pengendapan lumpur f.
Anaerob (pembusukan bakteri)
g. Clarifer 2 h. Aerosif 1
Aerosif merupakan proses pertumbuhan bakteri dan penambahan penambahan oksigen i.
Calrifer 3
j.
Aerosif 2
k. Clarifer 4 l.
Buffer tank.
Dalam buffer tank ini biasanya dilakukan pengecekan keberhasilan pengolahan limbah. Apabila bagus maka limbah langsung dibuang. Sedangkan apabila limbah masih merugikan lingkungan maka pengolahan limbah diulangi dari proses aerosif. B. Pengelolaan Limbah Bakso
Limbah yang dihasilkan pada industri bakso digolongkan menjadi 3 macam yaitu : 1.
Limbah Padat Limbah padat yang dihasilkan berupa bahan yang terjatuh ketika produksi
berlangsung sehingga tidak layak diproduksi, sisa-sisa potongan daging, plastik, kardus bekas pengemas daging dan bahan lain. Penanganan yang dilakukan adalah dengan mengumpulkan limbah tersebut ke dalam keranjang sampah yang telah disediakan di ruang produksi. Limbah-limbah tersebut kemudian dipisahkan menurut jenisnya.dan dikumpulkan menjadi satu pada tempat sampah dan akan diambil oleh petugas dari Dinas Kebersihan. Limbah padat berupa sisa daging tidak cocok untuk pengomposan. 2.
Limbah Cair Limbah cair yang dihasilkan berasal dari sisa-sisa cairan pada saat proses
berlangsung yaitu air dari pembersihan bahan baku, pembersihan peralatan produksi, dan sisa pemasakan atau perebusan bakso. Penanganan yang dilakukan untuk menangani limbah cair tersebut adalah dengan mengolah limbah tersebut menggunakan menggunakan lumpur aktif yang hasilnya berupa air bersih untuk kolam ikan. Adapun proses penanganannya adalah : a. Limbah cair yang berasal dari ruang produksi dialirkan melalui lubanglubang pembuangan yang dilengkapi dengan ember yang telah dilubangi agar air bisa lolos dan limbah padat yang berukuran bear akan tersaring.
Limbah cair dan padat yang berukuran kecil dialirkan melalui selokanselokan ke bak pengontrol. b. Pada bak pengontrol, limbah padat yang berukuran kecil diendapkan dan limbah cairnya akan ditampung. Di atas bak pengontrol diletakkan saringan yang mempunyai lubang dengan diameter kecil. Tujuannya untuk menyaring limbah padat yang tidak tersaring atau yang lolos pada saringan ember. Air dalam bak pengontrol kemudian ditambahkan NaOH dan diaduk. Penambahan NaOH bertujuan untuk mengatur pH menjadi 8-9 dengan tujuan agar Lumpur aktif (sludge) dapat bekerja aktif. c. Dari bak penampung cairan limbah kemudian dialirkan melalui pipa mesin penyedot ke tangki I dan II. Tangki ini mempunyai fungsi yang sama yaitu tempat aerasi dan pengendapan. Pada tangki tersebut juga ditambahkan lumpur aktif sebanyak 40% dari volume tangki yang mengandung bakteri pengurai sehingga mempercepat proses pengendapan. Pada tangki ini juga terjadi pengadukan dengan cara memberikan aerasi yang dipompakan dari mesin kompresor sehingga bakteri pengurai dapat bekerja secara efektif. Proses pengendapan pengendapan ini membutuhkan waktu 4-5 jam. d. Dari tangki I dan II limbah cair yang agak jernih dialirkan ke tangki III yang berfungsi untuk mengendapkan sisa lumpur yang masih terbawa air dari tangki I dan II. e. Setelah dari tangki III limbah dialirkan ke tangki IV yang berisi arang aktif, kerikil dan pasir sebagai penyaring kotoran yang halus dan tidak terlihat serta untuk menyaring bau. Air yang keluar dari tangki ini sudah jernih dan dialirkan ke kolam ikan yang berfungsi sebagai indicator kebersihan limbah. Selanjutnya akan keluar ke selokan indikator kebersihan limbah. Dan akhirnya akan keluar ke selokan-selokan selokan-selokan sehingga tidak berbahaya bagi lingkungan. Pemantauan limbah dilakukan setiap hari meliputi kadar DO, COD, dan pH untuk mengetahui apakah air limbah tersebut layak untuk dibuang.
