Pengolahan Limbah Tahu Menjadi Biogas

Abstrak

Berbagai kasus pencemaran lingkungan dan memburuknya kesehatan masyarakat yang banyak

terjadi dewasa ini diakibatkan oleh limbah cair dari berbagai kegiatan industri, rumah sakit,

pasar, restoran hingga rumah tangga. Hal ini disebabkan karena penanganan dan pengolahan

limbah tersebut kurang serius. berbagai teknik pengolahan limbah baik cair maupun padat

unutk menyisihkan bahan polutannya yang telah dicoba dan dikembangankan selama ini belum

memberikan hasil yang optimal. Untuk mengatasi masalah tersebut, maka diperlukan suatu

metode penanganan limbah yang tepat, terarah dan berkelanjutan.Salah satu metode yang

dapat diaplikasikan adalah dengan cara BIO-PROSES, yaitu mengolah limbah organik baik cair

maupun organik secara biologis menjadi biogas dan produk alternatif lainnya seperti sumber

etanol dan methanol. Dengan metode ini, pengolahan limbah tidak hanya bersifat

“penanganan” namun juga memiliki nilai guna/manfaat. Teknologi pengolahan limbah baik cair

maupun padat merupakan kunci dalam memelihara kelestarian lingkungan. Apapun macam

teknologi pengolahan limbah cair dan limbah padat baik domestik maupun industri yang

dibangun harus dapat dioperasikan dan dipelihara masyarakat setempat. Jadi teknologi yang

dipilih harus sesuai dengan kemampuan teknologi masyarakat yang bersangkutan.

Salah satu limbah yang akan kita bahas di sini adalah limbah cair dari produksi tahu.

Tahu adalah salah satu makanan tradisional yang biasa dikonsumsi setiap hari oleh orang

Indonesia. Proses produksi tahu menghasilkan 2 jenis limbah, limbah padat dan limbah cairan.

Pada umumnya, limbah padat dimanfaatkan sebagai pakan ternak, sedangkan limbah cair

dibuang langsung ke lingkungan. Limbah cair pabrik tahu ini memiliki kandungan senyawa

organik yang tinggi. Tanpa proses penanganan dengan baik, limbah tahu menyebabkan dampak

negatif seperti polusi air, sumber penyakit, bau tidak sedap, meningkatkan pertumbuhan

nyamuk, dan menurunkan estetika lingkungan sekitar.

Banyak pabrik tahu skala rumah tangga di Indonesia tidak memiliki proses pengolahan limbah

cair. Ketidakinginan pemilik pabrik tahu untuk mengolah limbah cairnya disebabkan karena

kompleks dan tidak efisiennya proses pengolahan limbah, ditambah lagi menghasilkan nilai

tambah. Padahal, limbah cair pabrik tahu memiliki kandungan senyawa organik tinggi yang

memiliki potensi untuk menghasilkan biogas melalui proses an-aerobik. Pada umumnya, biogas

mengandung 50-80% metana, CO2, H2S dan sedikit air, yang bisa dijadikan sebagai pengganti

minyak tanah atau LPG. Dengan mengkonversi limbah cair pabrik tahu menjadi biogas, pemilik

pabrik tahu tidak hanya berkontribusi dalam menjaga lingkungan tetapi juga meningkatkan

pendapatannya dengan mengurangi konsumsi bahan bakar pada proses pembuatan tahu.

Biasanya biogas dibuat dari limbah peternakan yaitu kotoran hewan ternak maupun sisa

makanan ternak, namun pada prinsipnya biogas dapat juga dibuat dari limbah cair. Biogas

sebenarnya adalah gas metana (CH4). Gas metana bersifat tidak berbau, tidak berwarna dan

sangat mudah terbakar. Pada umumnya di alam tidak berbentuk sebagai gas murni namun

campuran gas lain yaitu metana sebesar 65%, karbondioksida 30%, hidrogen disulfida sebanyak

1% dan gas-gas lain dalam jumlah yang sangat kecil. Biogas sebanyak 1000 ft3 (28,32 m3)

mempunyai nilai pembakaran yang sama dengan 6,4 galon (1 US gallon = 3,785 liter) butana

atau 5,2 gallon gasolin (bensin) atau 4,6 gallon minyak diesel. Untuk memasak pada rumah

tangga dengan 4-5 anggota keluarga cukup 150 ft3 per hari.

Sebagian besar limbah cair yang dihasilkan oleh industri pembuatan tahu adalah cairan kental

yang terpisah dari gumpalan tahu yang disebut air dadih. Cairan ini mengandung kadar protein

yang tinggi dan dapat segera terurai. Limbah cair ini sering dibuang secara langsung tanpa

pengolahan terlebih dahulu sehingga menghasilkan bau busuk dan mencemari sungai. Sumber

limbah cair lainnya berasal dari pencucian kedelai, pencucian peralatan proses, pencucian lantai

dan pemasakan serta larutan bekas rendaman kedelai. Jumlah limbah cair yang dihasilkan oleh

industri pembuat tahu kira-kira 15-20 l/kg bahan baku kedelai, sedangkan bahan pencemarnya

kira-kira untuk TSS sebesar 30 kg/kg bahan baku kedelai, BOD 65 g/kg bahan baku kedelai dan

COD 130 g/kg bahan baku kedelai (EMDI & BAPEDAL, 1994).

Pada industri tempe, sebagian besar limbah cair yang dihasilkan berasal dari lokasi pemasakan

kedelai, pencucian kedelai, peralatan proses dan lantai. Karakter limbah cair yang dihasilkan

berupa bahan organik padatan tersuspensi (kulit, selaput lendir dan bahan organik lain).

Industri pembuatan tahu dan tempe harus berhati-hati dalam program kebersihan pabrik dan

pemeliharaan peralatan yang baik karena secara langsung hal tersebut dapat mengurangi

kandungan bahan protein dan organik yang terbawa dalam limbah cair.

Penerapan Prinsip 3R pada Proses Pengolahan Limbah Tahu

· Reduce :

1. Pengolahan Limbah Secara Fisika

Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air buangan, diinginkan agar

bahan-bahan tersuspensi berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan

yang terapung disisihkan terlebih dahulu. Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien

dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Bahan tersuspensi

yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan.

Parameter desain yang utama untuk proses pengendapan ini adalah kecepatan mengendap

partikel dan waktu detensi hidrolis di dalam bak pengendap.

2. Pengolahan Limbah Secara Kimia

Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel

yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor, dan zat organik

beracun; dengan membubuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan. Penyisihan bahan-

bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut,

yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan

atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.

3. Pengolahan Limbah Secara Biologi

Semua air buangan yang biodegradable dapat diolah secara biologi. Sebagai pengolahan

sekunder, pengolahan secara nbiologi dipandang sebagai pengolahan yang paling murah dan

efisien. Dalam beberapa dasawarsa telah berkembang berbagai metode pengolahan biologi

dengan segala modifikasinya. Pada dasarnya, reaktor pengolahan secara biologi dapat

dibedakan atas dua jenis, yaitu:

a. Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reaktor);

b. Reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reaktor).

Di dalam reaktor pertumbuhan tersuspensi, mikroorganisme tumbuh dan berkembang dalam

keadaan tersuspensi. Proses lumpur aktif yang banyak dikenal berlangsung dalam reaktor jenis

ini. Proses lumpur aktif terus berkembang dengan berbagai modifikasinya, antara lain:

oxidation ditch dan kontak-stabilisasi. Dibandingkan dengan proses lumpur aktif konvensional,

oxidation ditch mempunyai beberapa kelebihan, yaitu efisiensi penurunan BOD dapat mencapai

85%-90% (dibandingkan 80%-85%) dan lumpur yang dihasilkan lebih sedikit. Selain efisiensi

yang lebih tinggi (90%-95%), kontak stabilisasi mempunyai kelebihan yang lain, yaitu waktu

detensi hidrolis total lebih pendek (4-6 jam). Proses kontak-stabilisasi dapat pula menyisihkan

BOD tersuspensi melalui proses absorbsi di dalam tangki kontak sehingga tidak diperlukan

penyisihan BOD tersuspensi dengan pengolahan pendahuluan.

· Reuse :

Limbah yang dihasilkan dari proses pembuatan tahu dapat digunakan sebagai alternatif pakan

ternak. Hal tersebut dilakukan karena dalam ampas tahu terdapat kandungan gizi. Yaitu,

protein (23,55 persen), lemak (5,54 persen), karbohidrat (26,92 persen), abu (17,03 persen),

serat kasar (16,53 persen), dan air (10,43 persen). Salah satu alasannya, selain untuk

mengurangi pencemaran lingkungan, khususnya perairan.

· Recycle :

Larutan bekas pemasakan dan perendaman dapat didaur ulang kembali dan digunakan sebagai

air pencucian awal kedelai. Perlakuan hati-hati juga dilakukan pada gumpalan tahu yang

terbentuk dilakukan seefisien mungkin untuk mencegah protein yang terbawa dalam air dadih.

MATERI

Perombakan (degradasi) limbah cair organik akan menghasilkan gas metana, karbondioksida

dan gas-gas lain serta air. Perombakan tersebut dapat berlangsung secara aerobik maupun

anaerobik. Pada proses aerobik limbah cair kontak dengan udara, sebaliknya pada kondisi

anaerobik limbah cair tidak kontak dengan udara luar.

Biasanya biogas dibuat dari limbah peternakan yaitu kotoran hewan ternak maupun sisa

makanan ternak, namun pada prinsipnya biogas dapat juga dibuat dari limbah cair. Biogas

sebenarnya adalah gas metana (CH4). Gas metana bersifat tidak berbau, tidak berwarna dan

sangat mudah terbakar. Pada umumnya di alam tidak berbentuk sebagai gas murni namun

campuran gas lain yaitu metana sebesar 65%, karbondioksida 30%, hidrogen disulfida sebanyak

1% dan gas-gas lain dalam jumlah yang sangat kecil. Biogas sebanyak 1000 ft3 (28,32 m3)

mempunyai nilai pembakaran yang sama dengan 6,4 galon (1 US gallon = 3,785 liter) butana

atau 5,2 gallon gasolin (bensin) atau 4,6 gallon minyak diesel. Untuk memasak pada rumah

tangga dengan 4-5 anggota keluarga cukup 150 ft3 per hari.

Proses dekomposisi limbah cair menjadi biogas memerlukan waktu sekitar 8-10 hari. Proses

dekomposisi melibatkan beberapa mikroorganisme baik bakteri maupun jamur, antara lain :

a. Bakteri selulolitik

Bakteri selulolitik bertugas mencerna selulosa menjadi gula. Produk akhir yang dihasilkan akan

mengalami perbedaan tergantung dari proses yang digunakan. Pada proses aerob dekomposisi

limbah cair akan menghasilkan karbondioksida, air dan panas, sedangkan pada proses

anaerobik produk akhirnya berupa karbondioksida, etanol dan panas.

b. Bakteri pembentuk asam

Bakteri pembentuk asam bertugas membentuk asam-asam organik seperti asam-asam butirat,

propionat, laktat, asetat dan alkohol dari subtansi-subtansi polimer kompleks seperti protein,

lemak dan karbohidrat. Proses ini memerlukan suasana yang anaerob. Tahap perombakan ini

adalah tahap pertama dalam pembentukan biogas atau sering disebut tahap asidogenik.

c. Bakteri pembentuk metana

Golongan bakteri ini aktif merombak asetat menjadi gas metana dan karbondioksida. Tahap ini

disebut metanogenik yang membutuhkan suasana yang anaerob, pH tidak boleh terlalu asam

karena dapat mematikan bakteri metanogenik.

BIAYA

* Biaya Langsung

- Biaya bahan baku : Kacang Kedelai, mikroorganisme atau bakteri pendukung proses

pengolahan

* Biaya tidak Langsung : upah pekerja, perawatan peralatan.

ENERGI

Penggunaan limbah tahu cair sebagai bahan baku pembuatan biogas memanfaatkan bahan-

bahan yang dapat diperbaharui seperti penggunaan bakteri atau mikroorganisme pada proses

pengolahannya. Sehingga pada proses pengolahan tersebut dapat mengemat energi.

PRODUK BARU

Produk yang dihasilkan dari pengolahan limbah tahu cair adalah biogas. Bio gas sangat

bermanfaat bagi alat kebutuhan rumah tangga/kebutuhan sehari-hari, misalnya sebagai bahan

bakar kompor (untuk memasak), lampu, penghangat ruangan/gasolec, suplai bahan bakar

mesin diesel, untuk pengelasan (memotong besi), dan lain-lain. Sedangkan manfaat bagi

lingkungan adalah dengan proses fermentasi oleh bakteri anaerob (Bakteri Methan) tingkat

pengurangan pencemaran lingkungan dengan parameter BOD dan COD akan berkurang sampai

dengan 98% dan air limbah telah memenuhi standard baku mutu pemerintah sehingga layak di

buang ke sungai. Bio gas secara tidak langsung juga bermanfaat dalam penghematan energi

yang berasal dari alam, khususnya sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui (minyak

bumi) sehingga sumber daya alam tersebut akan lebih hemat dalam penggunaannya dalam

jangka waktu yang lebih lama lagi.