Tugas Kelompok Dosen Pembimbing : Ir. Akhyar Ali M.P

TEKNOLOGI PENGOLAHAN LIMBAH

PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI TEPUNG TAPIOKA

Oleh :

Kelompok IV

Andre Pranata

Dini Sri Aryati

Rezita Azizah

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS RIAU

PEKANBARU

2012

2

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ........................................................................................................................................... 2

I. PENDAHULUAN .......................................................................................................................... 3

1.1. Latar Belakang ........................................................................................................................ 3

1.2. Tujuan ..................................................................................................................................... 4

II. PEMBAHASAN ......................................................................................................................... 5

2.1. Penanganan Limbah Cair ........................................................................................................ 5

2.1.1. Metode Adsorpsi-Fotodegradasi ( Fatimah dan Karna, 2006) ........................................ 5

2.1.2. Metode Elektroflokulasi (Widayatno dan Sriyani, 2008) ............................................... 6

2.1.3. EM (Effective Mikroorganisms) (Hanifah, dkk., 2001) .................................................. 7

2.1.4. Metode Pelapisan Tanah Berganda (MSL) (Suyata, dkk., 2006) .................................... 8

2.2. Pengolahan Limbah Cair ......................................................................................................... 9

2.2.1. Nata de Cassava (Arviyanti dan Nirma, 2009) ............................................................... 9

2.3. Pengolahan Limbah Padat ....................................................................................................... 9

2.3.1. Karbon Aktif (Ikawati dan Melati, 2009) ....................................................................... 9

2.3.2. Film-Plastik Biodegradable (Firdaus dan Chairil, 2004) .............................................. 10

III. PENUTUP................................................................................................................................. 11

3.1. Kesimpulan ........................................................................................................................... 11

3.2. Saran ..................................................................................................................................... 11

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................................... 12

3

I. PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Perkembangan industri di Indonesia banyak mendatangkan keuntungan,

disamping membawa dampak negatif yang perlu diperhatikan. Limbah industri yang

dibuang ke lingkungan dapat mengganggu keseimbangan ekosistem. Pencemaran adalah

perubahan yang tidak diinginkan pada udara, daratan, dan air. Secara fisik, kimiawi

ataupun biologis yang mungkin akan merupakan bahaya bagi kehidupan manusia atau

jenis-jenis penting, proses industri, lingkungan hidup dan nilai-nilai kebudayaan.

Penyebab pencemaran adalah sisa-sisa benda yang dibuat, dipakai dan dibuang manusia.

Salah satu industri yang menghasilkan air limbah adalah pabrik tepung tapioka

yang jenis limbahnya adalah limbah organik. Limbah tapioka jika tidak dikelola dengan

baik sebelum dibuang ke badan air akan mengakibatkan gangguan Kesehatan seperti

timbulnya penyakit gatal-gatal, badan air menjadi keruh dan berbau, membunuh

kehidupan biota-biota yang ada di air serta merusak keindahan karena bau busuk dan

pemandangan yang tidak sedap dipandang mata.

Pabrik tepung tapioka merupakan industri pengolah bahan pangan yang

menghasilkan limbah terutama limbah cair. Pembuangan air limbah tepung tapioka ke

badan air dengan kandungan beban BOD melebihi kadar maksimum yaitu 200 mg/L dan

TSS melebihi 150 mg/l menyebabkan turunnya jumlah oksigen dalam air. Kondisi

tersebut mempengaruhi kehidupan biota air terutama biota yang hidupnya tergantung

pada oksigen terlarut di air.

Untuk menurunkan angka BOD dan TSS pada limbah cair yang dihasilkan pabrik

tepung tapioka sebelum dibuang ke badan sungai, maka diperlukan proses pengolahan

limbah agar parameter-parameter yang terdapat dalam air limbah tersebut sesuai dengan

baku mutu yang diizinkan. Parameter limbah cair yang harus diperhatikan dan diuji

sebelum dibuang kelingkungan diantaranya yaitu pH, BOD (Biochemical Oxygen

Demand), COD (Chemical Oxygen Demand), DO (Dissolved Oxygen), padatan

tersuspensi (TSS) dan kekeruhan air, dan warna (Widayatno dan Sriyani, 2008).

Penanganan limbah cair industri dapat dilakukan dengan berbagai metode mulai

dari metode yang sederhana sampai dengan metode dengan bantuan teknologi canggih.

Pada makalah ini akan dipaparkan beberapa metode penanganan limbah limbah cair

4

industri tepung tapioka. Metode-metode yang akan dijelaskan pada makalah ini antara

lain metode adsorpsi-fotodegradasi, metode elektroflokulasi, metode EM (Effective

Mikroorganisms), dan metode pelapisan tanah berganda. Selain ditangani, limbah cair

dapat juga diolah menjadi nata de cassava. Limbah Padat dapat diolah menjadi karbon

aktif dan film-plastik biodegradable.

1.2.Tujuan

Tujuan pembuatan makalah ini adalah untuk mengetahui cara penanganan serta

pengolahan limbah industri tepung tapioka. Dengan mengetahui cara penanganan dan

pengolahan limbah ini diharapkan limbah industri tepung tapioka ini tidak mencemari

dan akhirnya akan merusak lingkungan.

5

II. PEMBAHASAN

2.1. Penanganan Limbah Cair

2.1.1. Metode Adsorpsi-Fotodegradasi ( Fatimah dan Karna, 2006)

Metode adsorpsi-fotodegradasi didasarkan pada proses

adsorpsi senyawa organik oleh permukaan padatan yang sekaligus

mampu mendegradasi senyawa organik. Degradasi sempurna

menghasilkan CO2 dan H2O yang aman bagi lingkungan sehingga

mengurangi faktor regenerasi.

Fotodegradasi adalah proses peruraian suatu senyawa

(biasanya senyawa organik) dengan bantuan energi foton. Proses

fotodegradasi memerlukan suatu fotokatalis, yang umumnya

merupakan bahan semikonduktor. Prinsip fotodegradasi adalah

adanya loncatan elektron dari pita valensi ke pita konduksi pada

logam semikonduktor jika dikenai suatu energi foton. Loncatan

elektron ini menyebabkan timbulnya hole (lubang elektron) yang

dapat berinteraksi dengan pelarut (air) membentuk radikal OH.

Radikal bersifat aktif dan dapat berlanjut untuk menguraikan senyawa

organik target.

Oksida logam titanium (TiO2) banyak dilaporkan sebagai

material semikonduktor yang aktif sebagai fotokatalis. Aktivitas

fotokatalis (fotoaktivitas) TiO2 dapat ditingkatkan melalui

pengembanan pada material pendukung. Salah satu yang dapat

digunakan untuk kepentingan tersebut adalah zeolit alam. Beberapa

keuntungan diharapkan dari pengembanan TiO2 pada zeolit alam

antara lain potensi zeolit alam yang melimpah di Indonesia serta

stabilitas yang tinggi pada kondisi asam. Material TiO2 teremban pada

zeolit alam memiliki fungsi ganda yaitu sebagai adsorben ( dari sifat

zeolit yang berpori dan memiliki kation yang dapat dipertukarkan)

serta sebagai fotokatalis.

Peranan fotokatalis akan terlihat dari peningkatan kualitas

hasil olehan berdasar penurunan angka COD, angka total suspended

solid (TSS) serta kadar ion sianida dari limbah hasil olahan. Berdasar

hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa

6

karakter fisika luas permukaan spesifik, kristalinitas relatif serta

fotoaktivitas terhadap metilen biru dari TiO2/zeolit berpengaruh

terhadap fotoaktivitas TiO2/zeolit berkaitan dengan distribusi oksida

logam Ti dalam menurunkan angka COD dan kadar sianida pada

limbah cair industri tapioka.

2.1.2. Metode Elektroflokulasi (Widayatno dan Sriyani, 2008)

Salah satu metode yang sudah digunakan secara luas untuk

pengolahan limbah adalah elektroflokulasi yang memiliki keunggulan

diantaranya yaitu merupakan metode yang sederhana, efisien, baik

digunakan untuk menghilangkan senyawa organik, tanpa penambahan

zat kimia sehingga mengurangi pembentukan residu (sludge), dan

baik untuk menghilangkan padatan tersuspensi.

Metode elektroflokulasi telah digunakan dengan baik untuk

mengolah limbah minyak dengan tingkat efisiensi sampai 99%, juga

telah digunakan untuk mengolah limbah yang mengandung zat warna

sintetis, limbah restoran, dan limbah yang mengandung nitrat dan

fluoride. Serta dalam satu dasawarsa terakhir terbukti bahwa metode

elektrokoagulasi/elektroflokulasi juga efektif untuk mengolah limbah

yang mengandung logam berat.

Prinsip pengolahan limbah cair dengan menggunakan

elektroflokulasi adalah bahwa koagulan atau flokulan dihasilkan dari

proses elektro-oksidasi dari anoda yang umumnya dibuat dari besi

atau aluminium. Peralatan terdiri dari tiga tangki utama yaitu tangki

elektrolisis, tangki pengendapan (sedimentasi) /flotasi dan tangki

penyaringan . Pada tangki elektrolisis terjadi penggumpalan materi

pencemar yang terkandung dalam limbah cair, yang dilakukan dengan

mengalirkan tegangan listrik searah (DC) dari anoda menuju katoda.

Sebagai anoda digunakan logam Aluminium dan katoda berupa

karbon. Reaksi yang terjadi pada kedua elektroda sebagai berikut :

Anoda (-) :

Al Al3+

+ 3e E° =1,66 volt

Katode (+) :

H2O + 2e H2 + OH- E° = -0,83 volt (2)

7

Unsur-unsur tersebut akan membentuk gumpalan (flok) berupa

Al(OH)3 yang memiliki luas permukaan adsorpsi yang besar

sehingga sangat cepat menjerap senyawa organik dan partikel koloid

berdasarkan reaksi :

Al3+

+ 3 OH- Al (OH)3 (3)

Setelah mengalami proses elektrolisis, koagulasi dan

flokulasi, limbah dialirkan menuju tangki penyaring. Tangki

penyaring dilengkapi dengan kasa dan ijuk sehingga limbah cair yang

keluar dari tangki penyaringan dapat seminimal mungkin

mengandung kotoran.

Gas H2 yang dihasilkan membentuk gelembung-gelembung

gas mempunyai fungsi yang penting dalam proses pemisahan yaitu

mengangkat dan membawa partikel-partikel yang telah terkoagulasi

dan terflokulasi ke permukaan cairan sehingga memudahkan proses

penyaringan. Metode elektroflokulator dapat digunakan untuk

mengolah limbah cair tapioka, hal ini terlihat dari penurunan TSS,

COD dan pH.

2.1.3. EM (Effective Mikroorganisms) (Hanifah, dkk., 2001)

Alternatif solusi pengolahan limbah cair tapioka adalah

dengan menggunakan teknologi EM (Effective Microorganisms).

Effective Microorganisms merupakan kultur campuran lima kelompok

mikroorganisme yang mampu melakukan biodegradasi limbah

organik, seperti senyawa karbon, hidrogen, nitrogen dan oksigen.

Mikroorganisme EM memerlukan bahan organik untuk

mempertahankan hidupnya seperti karbohidrat, protein, lemak dan

mineral lainnya.

Bakteri fotosintetik dapat menggunakan karbon dioksida dan

hidrogen sulfida untuk hidup dengan memecahkan dan menggunakan

senyawa-senyawa bersulfur tanpa menimbulkan bau dan dapat

menghasilkan zat gula bagi bakteri EM yang lain. Mikroorganisme

EM mampu hidup baik pada medium asam atau basa, temperatur

tinggi 45-500C (mikroorganisme termofilik) dan pada kondisi aerob

atau anaerob.

8

Teknologi EM untuk pengolahan limbah cair tapioka perlu

dilakukan, sehingga air hasil olahan tersebut layak dibuang lebih

cepat ke lingkungan dan memenuhi baku mutu yang sesuai dengan

Kepmenlh No.51/Menlh/10/1995. Penelitian ini bertujuan

mengaplikasikan teknologi EM untuk mengolah limbah cair tapioka

dalam skala laboratorium dan menganalisis lamanya waktu

pengolahan sampai mencapai baku mutu limbah cair tapioka melalui

hasil analisis parameter nilai pH, BOD, COD, TSS, dan sianida.

Teknologi EM dapat diterapkan dalam skala laboratorium

untuk mengolah limbah cair tapioka, sehingga limbah tersebut layak

dibuang ke lingkungan dalam waktu yang lebih cepat (12 hari

pengolahan) dibandingkan pengolahan limbah cair yang dilakukan

oleh pihak pabrik (tiga bulan).

Perbedaan konsentrasi EM (0,5% dan 1%) tidak

mempengaruhi secara nyata pada nilai BOD, COD dan TSS,

sedangkan untuk menurunkan kandungan sianida dalam limbah cair

lebih baik menggunakan konsentasi EM 1%. Aplikasi EM sebaiknya

dicobakan pada proses pengolahan limbah cair tapioka dalam skala

lapangan untuk menghembat biaya pengolahan dan mempersingkat

waktu alir limbah.

2.1.4. Metode Pelapisan Tanah Berganda (MSL) (Suyata, dkk., 2006)

Sistem MSL merupakan sistem yang menggunakan tanah

andisol, zeolit, kerikil (gravels), dan arang tempurung kelapa

sebagai sumber karbon serta menggunakan pipa aerasi sebagai

sumber oksigen. Lapisan tanah dan zeolit disusun dengan pola

seperti susunan batu bata penyumbatan dan pembentukan lapisan

menerapkan metode MSL dalam impermeable.

Sistem MSL diterapkan untuk meningkatkan fungsi tanah

dengan memanfaatkan mikroba dan arang tempurung kelapa dalam

pengolahan limbah cair biogen sebelum dilepas ke badan

perairan.

9

2.2.Pengolahan Limbah Cair

2.2.1. Nata de Cassava (Arviyanti dan Nirma, 2009)

Air sisa pengendapan pati adalah limbah cair dari proses

pemisahan pati dari airnya atau proses pengendapan pada pembuatan

tepung tapioka. Limbah ini jika tidak diolah dengan baik bisa

menimbulkan bau yang tidak sedap dan beberapa penyakit, sehingga

diperlukan alternatif lain dalam mengolahnya. Salah satu alternatifnya

yaitu mengolah limbah cair ini menjadi nata yang disebut nata de

cassava dengan menggunakan bakteri Acetobacter xylinum.

Dari hasil penelitian variabel yang berpengaruh pada

pembuatan nata adalah pH, penambahan pati dan waktu fermentasi.

Kondisi optimum untuk pembuatan nata de cassava adalah pada

penambahan gula 10 %, pH 4, dimana pada kondisi tersebut

dihasilkan nata de cassava dengan ketebalan paling besar yaitu 12

mm pada waktu fermentasi selama 12 hari.

2.3.Pengolahan Limbah Padat

2.3.1. Karbon Aktif (Ikawati dan Melati, 2009)

Proses pembuatan karbon aktif dari limbah kulit singkong ini

sangat sederhana, yakni proses aktivasi dan karbonisasi. Karbon aktif

memiliki banyak manfaat, misalkan sebagai pembersih air, pemurnian

gas, industri gula, pengolahan limbah cair dan sebagainya.

Karbon aktif merupakan suatu padatan berpori yang

mengandung 85-95% karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang

mengandung karbon dengan pemanasan pada suhu tinggi. Beberapa

limbah hasil pertanian seperti jerami padi, jerami gandum, kulit

kacang, bambu dan serabut kelapa dapat dimanfaatkam menjadi

produk karbon aktif dan telah dikaji secara mendalam dengan

berbagai prosedur yang berbeda.

Proses pembuatan karbon aktif dibagi menjadi dua macam

yaitu aktifasi kimia dan aktifasi fisika. Dalam proses pembuatan

karbon aktif berbahan dasar kulit singkong sebaiknya menggunakan

cara aktifasi kimia. Hal ini berdasarkan pertimbangan aspek

ekonomis. Proses aktifasi fisika membutuhkan suhu tinggi 600-

10

900°C. Kondisi operasi tersebut membutuhkan energi listrik yang

diperlukan cukup besar. Oleh karena itu, aktifasi fisika tidak

ekonomis khususnya untuk skala industri kecil. Sedangkan kelebihan

aktifasi kimia adalah kondisi suhu dan tekanan operasinya relatif

lebih rendah. Selain itu, efek penggunaan bahan kimia mampu

meningkatkan jumlah pori-pori dalam produk. Yield karbon yang

dihasilkan aktifasi kimia juga lebih tinggi daripada aktifasi fisika.

2.3.2. Film-Plastik Biodegradable (Firdaus dan Chairil, 2004)

Plastik biodegradabel adalah plastik yang dapat digunakan

layaknya seperti plastik konvensional, namun akan hancur terurai

oleh aktivitas mikroorganisme menjadi hasil akhir air dan gas

karbondioksida setelah habis terpakai dan dibuang ke lingkungan.

Karena sifatnya yang dapat kembali ke alam, plastik biodegradabel

merupakan bahan plastik yang ramah terhadap lingkungan.

Proses Pembuatan

Kulit putih yang diperoleh diparut/dihaluskan dengan

pemarut semi mekanis sehingga diperoleh bubur/pulp kulit singkong

basah. Selanjutnya diekstrak sari patinya dengan pelarut air limbah

kemudian dipisahkan dalam bejana berbeda. Ampas singkong basah

20 gram (sekali proses) dicampur dengan ekstrak kulit 100 ml,

dipanaskan sambil diaduk pada suhu 80-900C selama 5-10 menit,

setelah terbentuk biopolimer, segera ditambahkan pelarut ethanol

70% 20 ml dan gliserol 10 ml sambil diaduk dengan pemanasan

berlanjut selama 2-3 menit. Untuk sampel kulit singkong dapat

diproses seperti halnya pada sampel ampas singkong. Biopolimer

yang dihasilkan dicetak di atas cetakan bahan PE yang licin kemudian

disimpan dalam oven pada suhu 40-500C selama 2-3 hari, setelah itu

dikondisikan dalam suhu kamar selama 2 hari.

11

III. PENUTUP

3.1.Kesimpulan

Setelah mempelajari beberapa metode penanganan serta

pengolahan limbah kita dapat menyimpulkan bahwa :

- Setiap metode memiliki karekteristik yang berbeda

- Setiap metode memiliki kelebihan dan kelemahan tersendiri

- Setiap metode berusaha untuk memperbaiki kualitas limbah industri

tepung tapioka sehingga tidak mencemari lingkungan pembuangannya.

- Pengolahan limbah bertujuan untuk memanfaatkan bahan yang tidak

memiliki nilai ekonomis lagi menjadi sesuatu yang bernilai ekonomis.

3.2.Saran

Sebaiknya beberapa metode diatas diaplikasikan dilapangan

sehingga kita dapat mencegah pencemaran lingkungan. Selain itu kita juga

dapat menambah nilai ekonomis dari limbah industri tepung tapioka tersebut.

12

DAFTAR PUSTAKA

Arviyanti dan Nirma. 2009. Pengaruh penambahan air limbah tapioka pada proses

pembuatan nata. Seminar Tugas Akhir S1 Teknik Kimia Univ. Diponegoro.

Fatimah, Is., Karna Wijaya. 2006. Sintesis tio2/zeolit sebagai fotokatalis pada pengolahan

limbah cair industri tapioka secara adsorpsi-fotodegradasi. Teknoin Vol. 10 No.

4: 257-267.

Firdaus, Feris., Chairil Anwar. 2004. Potensi limbah padat-cair industri tepung tapioka

sebagai bahan baku film plastik biodegradabel. Logika Vol. 1, No. 2: 38-47.

Hanifah, T.A., Christine Jose., Titania T. Nugroho. 2001. Pengolahan limbah cair

tapioka dengan teknologi EM (effective mikroorganisms). Jurnal Natur

Indonesia III (2): 95 - 103.

Ikawati., Melati. 2009. Pembuatan Karbon Aktif Dari Limbah Kulit Singkong Ukm

Tapioka Kabupaten Pati. Seminar Tugas Akhir S1 Teknik Kimia Univ.

Diponegoro.

Suyata., Irmanto., Warsinah. 2006. Penurunan BOD dan COD limbah cair industri

tapioka di kabupaten Purbalingga dengan metode pelapisan tanah berganda.

Jurnal Pembangunan Pedesaan Vol. 6 No. 2: 89-95.

Widayatno, Tri., Sriyani. 2008. Pengolahan limbah cair industri tapioka dengan

menggunakan metode elektroflokulasi. ISBN 978-979-3980-15-7 : B84-B89.