LIMBAH CAIR SUSU KEDELAI LAPORAN RESMI PRAKTIKUM PENGELOLAAN LIMBAH INDUSTRI PANGAN Disusun Oleh : Yohana Christin N. 12.70.0051 Myriam Theresa Angen 12.70.0083 M.E. Yuliana Puspa S. 12.70.0128 Yeremia Adi 12.70.0152 Tri Kurnia Utami 12.70.0189 Kelompok D1 PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG
Pada praktikum Pengelolaan Limbah kali ini, limbah yang digunakan adalah limbah cair dari industri susu kedelai.
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
LIMBAH CAIR SUSU KEDELAI
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM PENGELOLAAN LIMBAH INDUSTRI PANGAN
Disusun Oleh :
Yohana Christin N. 12.70.0051Myriam Theresa Angen 12.70.0083M.E. Yuliana Puspa S. 12.70.0128Yeremia Adi 12.70.0152Tri Kurnia Utami 12.70.0189
Kelompok D1
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATASEMARANG
2014
1. DESKRIPSI LIMBAH
1.1.Data Sampel Limbah
1.1.1. Jenis Limbah
Jenis limbah yang digunakan dalam praktikum pengolahan limbah industri pangan ini
adalah limbah cair susu kedelai.
1.1.2. Waktu Pengambilan
Sampel limbah cair susu kedelai ini diambil pada hari rabu,10 September 2014 pada
pukul 14.00.
1.1.3. Tempat Pengambilan Limbah
Lmbah cair susu kedelai diperoleh dari Restoran Yung Hoo yang berlokasi di Jalan MT.
Haryono 631-633 Semarang.
1.1.4. Debit Limbah per hari
Debit limbah cair susu kedelai yang dihasilkan setiap hari yaitu ± 3 liter per ember.
1.2. Karakteristik Limbah
1.2.1.Karakteristik Umum
Susu adalah cairan berwarna putih yang dihasilkan dari kelenjar susu mamalia.
Komponen kandungan susu bervariasi, tergantung pada spesiesnya, yang secara umum
susu mengandung lemak, protein, kalsium, serta vitamin C. Namun, terdapat juga istilah
susu lain yang berwarna putih seperti susu yang berasal dari non hewan, yang berasal
dari nabati yaitususu kedelai. Susu kedelai merupakan larutan yang terbuat dari bahan
dasar kacang kedelai. Susu kedelai merupakan emulsi stabil dari lemak, air, dan protein,
yang diperoleh dengan cara merendam kacang kedelai kering dan menggilingnya
dengan air. Komposisi nutrisi susu kedelai juga mengandung lesitin, vitamin E, dan
isoflavon yang menguntungkan bagi kesehatan. Kandungan susu kedelai sebagian besar
adalah protein, zat besi, asam lemak tak jenuh, dan niacin, namun rendah akan lemak,
karbohidrat, dan kalsium jika dibandingkan dengan susu dari sapi dan ASI (Liu, 1997).
Limbah merupakan sampah cair dari suatu lingkungan masyarakat atau industri yang
terdiri dari air yang telah dipergunakan dengan hampir-hampir 0,1% yang berupa
benda-benda padat yang terdiri dari zat-zat organik dan anorganik. Zat organik dalam
sampah terdiri dari bahan-bahan nitrogen, karbohidrat, lemak, dan protein yang mudah
mengalami pembusukan, serta dapat menimbulkan bau yang tidak sedap (Mahida,
1992). Limbah cair atau air buangan merupakan air yang tidak dapat dimanfaatkan lagi
serta dapat menimbulkan dampak yang buruk terhadap manusiadan lingkungan sekitar .
Keberadaan limbah cair tidak diharapkan di lingkungan karena tidak mempunyai nilai
ekonomi serta meruak lingkungan, Pengolahan yang tepat bagi limbah cair sangat
diutamakan agar tidak mencemari lingkungan (Husni H, 2012).
Menurut teori (Sugiharto,1987) secara garis besar, limbah cair terdiri dari air (99,9%)
dan bahan padat (0,1%). Limbah dalam bentuk cair dan padat terkandung bahan
organik, yaitu protein (65%), karbohidrat (25%), lemak (10%) dan bahan anorganik,
seperti garam dan metal. Menurut teori (Mahida, 1992), Terdapat adanya Syara-syarat
limbah dapat dibuang ke saluran umum adalah sebagai berikut:
1. Temperatur pada umumnya dibatasi 100-110ºF, karena limbah yang bersuhu tinggi
akan cepat merusak beton dan logam di dalam saluran umum.
2. Limbah tidak bersifat asam atau basa yang terlalu tinggi, dimana pH sebaiknya
berkisar antara 5,5 dan 9.
3. Konsentrasi zat yang mengandung lemak pada umumya minimal 100 mg/L.
4.Tidak mengandung gas-gas yang beracun, berbau tengik, menghasilkan bau yang
kuat, mengandung gas yang dapat terbakar atau meledak.
5. Tidak mengandung zat-zat padat yang dapat mengendap dan berdaya berat
spesifik tinggi seperti pasir dan silikon, wol, rambut, kain dan bahan-bahan kasar
lainnya.
6. Memiliki ukuran yang seragam dari kecepatan hidrolisisnya dankomposisi
limbahnya.
1.2.2. Karakteristik Fisikawi
Karakteristik fisikawi dari limbah cair yang perlu diketahui adalah total solid, bau,
temperatur, densitas, warna, konduktivitas dan turbidity (Metcalf and Eddy,2003).
• Total solid
Total solid merupakan materi yang tersisa setelah proses evaporasi pada suhu 103oC-
105oC. Karakteristik yang dapat bersumber dari saluran air domestik, industri, erosi
tanah, dan infiltrasi/inflow ini dapat menyebabkan proses pengolahan penuh dengan
sludge dan kondisi anaerob dapat tercipta sehingga mengganggu proses pengolahan
limbah.
• Bau
Karakteristik ini bersumber dari gas-gas yang dihasilkan selama dekomposisi bahan
organik dalam air limbah atau karena penambahan suatu substrat-substrat lain ke air
limbah.
• Temperatur
Temperatur air limbah dapat mempengaruhi konsentrasi oksigen terlarut di dalam
air,Semakin tinggi temperatur air kandungan oksigen dalam air limbah berkurang atau
sebaliknya.
• Density
Density merupakan perbandingan antara massa dengan volume yang dinyatakan sebagai
slug/ft(kg/m3).
• Warna
Warna air limbah, banyak menyerap oksigen dalam air, sehingga dalam waktu lama
akan membuat air berwarna hitam dan berbau serta pada kenyataannya pencemaran oleh
zat warna juga dapat menyebabkan gangguan estetika lingkungan sekitar.
• Kekeruhan (Turbidity)
Turbidity atau kekeruhan dapat diukur dengan perbandingan antara intensitas cahaya
yang dipendarkan oleh sampel air limbah dengan cahaya yang dipendarkan oleh
suspensi standar pada konsentrasi yang sama.
1.2.3. Karakteristik Kimiawi
Terdapat tiga karakteristik kimia pada air limbah yang perlu diidentifikasi yaitu, bahan
organik, anorganik,dan gas (Metcalf and Eddy, 2003).
a. Bahan organik
Pada air limbah bahan organik biasanya bersumber dari tumbuhan, hewan, dan aktivitas
manusia. Bahan organik terdiri dari C, H, O, N dan bahan organik yang menjadi
karakteristik kimia adalah karbohidrat, lemak, protein, minyak, surfaktan,Volatile
Organic Compound (VOC), pestisidadan fenol. Sumber bahan organik dapat ditemukan
di dalam limbah komersil, domestik, dan industri kecuali pada limbah pestisida yang
bersumber dari pertanian serta fenol dari industri.
b. Bahan Anorganik
Menurut Husni, H. (2012) jumlah bahan anorganik dapat meningkat bila sejalan dan
dipengaruhi oleh asal air limbah. Umumnya berupa senyawa-senyawa yang memiliki
kandungan logam berat, senyawa-senyawa anorganik yang bersifat basa kuat dan asam
kuat, senyawa-senyawa belerang(sulfat dan hidrogen sulfida) dan senyawa fosfat atau
senyawa-senyawa nitrogen (amonia, nitrit, dan nitrat)
c. Gas
Gas yang ditemukan dalam limbah cair yang tidak mengalami proses pengolahan adalah
nitrogen (N), oksigen (O2), hidrogen sulfida(H2S), metana (CH), karbon
dioksida(CO)2,dan amonia (NH34).
1.2.4. Karakteristik Biologis
Menurut Metcalf and Eddy (2003) karaktreristik biologis pada air limbah merupakan
dasar untuk mengontrol timbulnya penyakit yang disebabkan oleh organisme patogen.
Karakteristik biologi yaitu bakteri dan mikroorganisme lainnya yang terdapat di dalam
dekomposisi dan stabilisasi pada senyawa organik.
2. PEMBAHASAN
Menurut undang-undang No. 32 Tahun 2009 tentang “Perlindungan dan Pengelolaan
Lingkungan Hidup (UUPPLH) yang diartikan sebagai limbah adalah berbagai macam
sisa dari suatu kegiatan ataupun usaha yang bisa berupa buangan padat maupun cair.
Didalam suatu industri, setiap ada aktivitas produksi tentu selalu menghasilkan
sejumlah air buangan. Limbah buangan terutama limbah indutri pangan dikenal sebagai
limbah yang kaya akan kandungan senyawa organik yang dapat berkonstribusi sebagai
sumber kehidupan bagi sejumlah mikroorganisme (Jenie & Rahayu, 1993; Frazier &
Westhoff, 1988). Semakin tinggi kandungan organik tersebut maka akan semakin tinggi
beban limbah tersebut terhadap lingkungan, oleh karenanya sebelum dibuang ke
lingkungan dibutuhkan sejumlah pengolahan limbah supaya tidak mencemari
lingkungan sekitar dan mengganggu kehidupan biota perairan (Arvanitoyanis, 2008).
Susu kedelai, tahu dan tempe merupakan produk-produk olahan dengan menggunakan
kedelai sebagai bahan baku utama yang dikenal akan tingginya kandungan protein
nabati yang bisa mencapai 35% (Arman & Hardjo, 1973). Limbah buangan industri
kedelai tersebut dilaporkan dalam Bappeda (1993) mempunyai rata-rata kandungan
BOD, COD, TSS dan lemak/minyak berturut-turut adalah 4583 mg/l; 7050 mg/l; 4743
mg/l; 2 mg/l. Sedikit berbeda dengan kebanyakan limbah susu yang dikenal berbeban
berat, susu kedelai merupakan produk yang dikenal memiliki beban lingkungan yang
tergolong menengah mendekati berat yang terlihat dari nilai BOD yang bisa mencapai
10.000 mg/l (Jenie & Rahayu, 1993). Sumber polutan terbesar susu kedelai adalah dari
whey yang dihasilkan yang diketahui dari beberapa penelitian yang menunjukan nilai
rata-rata BOD antara 3000 mg/l – 4000 mg/l (Sutiyani et al, 2011; Hassan et al, 2004;
Jenie & Rahayu, 1993). Selama proses pengolahan susu kedelai, limbah cair (whey)
tersebut dihasilkan selama proses penyaringan berlangsung, namun demikian juga
dihasilkan sebagian kecil limbah padatan yang dihasilkan dari sisa-sisa penggilingan
dan pencucian bahan baku (Sani, 2006).
4.1. Pengolahan Limbah
Proses pengolahan limbah merupakan tahapan guna menurunkan kadar COD, BOD,
TSS, lemak/minyak serta mikroba patogen yang ada, sehingga ketika dibuang ke
lingkungan tidak memberikan efek pencemaran. Tahapan pengolahan limbah yang
digunakan umumnya bervariasi tergantung karakteristik limbah yang dihasilkan serta
beban lingkungan yang diberikan (LPTL, 2013). Limbah susu kedelai merupakan jenis
limbah organik, oleh karenanya dapat dilakukan pengolahan secara organik juga dengan
memanfaatkan mikroorganisme untuk menguraikan senyawa-senyawa organik yang
terdapat didalam limbah tersebut (Nurhasan & Pramudyanto, 1991).
Proses pengolahan limbah pada dasarnya dibedakan menjadi 6 tahapan utama yang
dibedakan menjadi penanganan pendahuluan, penanganan primer, penanganan
sekunder, penanganan tersier, tahapan desinfeksi serta penanganan lanjutan (LPTL,
2013). Dalam praktikum, tahapan pengolahan limbah dilakukan hingga tahapan
desinfeksi. Tahap pertama yang dilakukan dalam praktikum adalah tahap penanganan
pendahuluan. Pertama – tama limbah cair susu kedelai diambil sebanyak 1 liter
kemudian disaring dengan menggunakan kain saring. Air limbah hasil penyaringan
tersebut ditampung di dalam ember. Kemudian hasil dari penyaringan digunakan untuk
proses pengolahan pertama atau primary treatment. Penanganan pendahuluan pada
dasarnya merupakan tahapan yang dilakukan guna memisahkan padatan yang terdapat
dalam limbah cair tersebut sehingga tidak menggangu dalam proses pengolahan.
Penanganan pendahuluan selalu didominasi oleh penanganan fisik seperti penyaringan
sama seperti yang dilakukan dalam praktikum (LPTL, 2013). Pada proses pengolahan
susu kedelai, memang padatan yang dihasilkan tidak terlalu banyak dimana dilaporkan
dalam Kusnoputranto (1984) bahwa limbah olahan kedelai sedikitnya mengandung
0,1% padatan tidak terlarut, namun demikian pemisahan padatan tetap harus dilakukan
sehingga proses pengolahan dapat berjalan dengan baik. Penyaringan pada tahap
pendahuluan digunakan untuk memisahkan padatan dengan ukuran molekul besar,
namun tidak dengan padatan-padatan yang berukuran molekul sangat kecil seperti
partikel koloid maupun partikel yang tersuspensi yang mempunyai ukuran molekul
antara 1 nm – 0,1 nm (Williams et al, 2007; Arvanitoyanis, 2008).
Langkah selanjutnya adalah penanganan secara primer, Pada pengolahan ini mula-mula
sebanyak 1 liter limbah air susu kedelai yang telah di pre-treatment diambil. Kemudian
ditambah dengan koagulan Ca(OH)2 dengan konsentrasi 50000 ppm, Ca(OH)2 yang
ditambahkan sebanyak 50 gram dalam 1 liter limbah. Setelah koagulan ditambahkan,
dilakukan pengadukan dengan menggunakan jar testing dengan kecepatan 100 rpm
selama 1 menit, dilanjutkan kecepatan 25 rpm selama 15 menit. Kemudian larutan
diendapkan dengan cara mendiamkannya selama 30 menit agar seluruh flok mengendap
di dasar bekker glass (sedimentation). Setelah mengendap, dilakukan proses
penyaringan kembali dengan kain saring dan kertas saring untuk memisahkan endapan
dan filtrat. Hal ini sesuai dengan pendapat Sugiharto (1987) yang menyatakan bahwa
dalam proses pengendapan ditambahkan zat kimia yang berfungsi sebagai koagulan,
yaitu Ca(OH)2. Proses pengendapan memiliki tujuan untuk menghilangkan padatan
halus, zat warna yang larut atau tersuspensi yang tidak dapat tersaring pada penyaringan
pendahuluan sehingga perlu dihilangkan untuk mempermudah pengolahan selanjutnya.
Koagulasi berfungsi agar dapat mengendapkan partikel-partikel yang halus karena
reaksi diantara bahan pengendap dan senyawa kimia dapat mengakibatkan butiran di
dalam bahan menjadi semakin besar sehingga memiliki berat jenis yang lebih besar dari
air (Sugiharto, 1987). Partikel koloid memang secara teori dapat mengalami
pengendapan secara alami dengan memanfaatkan gaya gravitasi, namun hal tersebut
terjadi dalam jangka waktu antara 2 tahun hingga 200 tahun tergantung ukuran dari
partikel koloid tersebut (EPA, 2004; Hammer, 1996). Pengendapan partikel koloid yang
sangat lama tersebut disebabkan karena stabilitas suspensi koloid yang sangat baik yang
dipengaruhi oleh gaya van der Walls; gaya elektrostatik dan gerak brown partikel koloid
(Williams et al, 2007). Oleh karena lamanya pengendapan secara alami, maka didalam
pengolahan limbah dilakukanlah cara kimia untuk mendestabilasi partikel koloid
tersebut supaya dapat membentuk flok yang terpisah dari limbah cairnya. Proses
pengendapan partikel koloid tersebut adalah proses koagulasi-flokulasi yang dilakukan
pada pengolahan primer yang merupakan satu rangkaian proses dimana koagulasi
berperan didalam men-destabilasi partikel koloid sedangkan flokulasi berperan dalam
proses konglomerasi membentuk flok yang lebih besar sehingga mudah diendapkan
(Hammer, 1996; LPTL, 2013; EPA, 2004).
Pada tahap Penanganan Primer terdapat Tahapan koagulasi-flokulasi dalam praktikum
dilakukan dengan memanfaatkan kapur Ca(OH)2 sebagai koagulan yang kemudian
dilakukan pengadukan cepat dan dilanjutkan dengan pengadukan lambat pada jar
test.Koagulan serta dosis yang digunakan dalam proses koagulasi flokulasi harus
disesuaikan dengan karakteristik limbah yang dihasilkan dimana dalam hal ini terutama
adalah pH karena masing-masing koagulan memiliki kisaran pH optimal yang berbeda-
beda (Hammer, 1996). Proses koagulasi dengan menggunakan kapur Ca(OH)2 dalam
pengolahan limbah susu kedelai akan menghasilkan proses koagulasi yang kurang
optimal, hal ini disebabkan pH optimal Ca(OH)2 sebagai koagulan adalah pada kisaran
pH 9-11 (Qasim, 2000). Ketidak optimalan dari proses inipun dapat dilihat dari nilai
TSS yang menunjukan nilai rata-rata tiap kelompok adalah 2500 mg/l; 3800 mg/l dan
3600 mg/lserta kekeruhan larutan yang memang tampak agak keruh.Dalam proses
koagulasi susu kedelai akan sangat optimal bila dilakukan dengan menggunakan
kombinasi antara aluminium sulfat dengan Ca(OH)2 sebagai penetral keasaman limbah
susu kedelai tersebut, dimana hal ini dapat dilakukan dengan mengikuti reaksi berikut :