PENGOLAHAN LIMBAH

TUGAS TEKNOLOGI PENGOLAHAN LIMBAH

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR TAHU

OLEH

MISNANI

05071007020

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA

2010

I.       PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Indonesia memiliki banyak sumber daya alam. Sumber daya alam itu menjadikan indonesia kaya akan hasil pertanian dan hasil perikanan. Hasil kekayaan diolah semaksimal mungkin untuk menghasilkan produk-produk yang berkualitas dan bermanfaat bagi masyarakat. Dalam proses pengolahan produk-produk tersebut terbentuk limbah. Pengolahan yang baik akan menghasilkan limbah yang sedikit sedangkan pengolahan yang kurang baik akan menghasilkan limbah yang banyak.

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 belum mendapatkan perhatian yang serius. Sebenarnya, keberadaan limbah cair dapat memberikan nilai negatif bagi suatu kegiatan industri. Namun, penanganan dan pengolahannya membutuhkan biaya yang cukup tinggi sehingga kurang mendapatkan perhatian dari kalangan pelaku industri, terutama kalangan industri kecil dan menengah. Kedelai dan produk makanan yang dihasilkannya merupakan sumber makanan yang dapat diperoleh dengan mudah dan murah serta memiliki kandungan gizi yang tinggi. (Anonim, 2010).

Salah satu contoh industri yang menggunakan kedelai adalah industri  tahu. Industri tahu merupakan industri rakyat, yang sampai saat ini masih banyak yang berbentuk usaha perumahan atau industri rumah tangga. Walaupun sebagai industri rumah tangga dengan modal kecil, industri ini memberikan sumbangan perekonomian negara dan menyediakan banyak tenaga kerja. Namun pada sisi lain dihasilkan limbah cair yang sangat berpotensi merusak lingkungan.

Limbah cair yang dihasilkan oleh industri tahu merupakan limbah organik yang degradable atau mudah diuraikan oleh mikroorganisme secara alamiah. Namun karena sebagian besar pemrakarsa yang bergerak dalam industri tahu adalah orang-orang yang hanya mempunyai modal terbatas, maka perhatian terhadap pengolahan limbah industri tersebut sangat kecil, dan bahkan ada beberapa industri tahu yang tidak mengolah limbahnya sama sekali dan langsung dibuang ke lingkungan. Kondisi ini sangat tidak menguntungkan dan harus mendapat perhatian yang serius.

Pengolahan limbah cair industri tahu sampai saat sekarang kebanyakan hanya menampung limbah cair kemudian didiamkan beberapa saat lalu dibuang ke sungai. Cara ini memerlukan kapasitas penampungan limbah cair yang sangat besar. Terlebih lagi apabila kapasitas industri tahu cukup besar, maka dihasilkan limbah cair industri tahu yang sangat banyak. Penguaraian polutan tersebut dilakukan oleh mikroorganisme yang tidak memerlukan oksigen bebas atau secara anaerob. Memang hal tersebut dapat berjalan walaupun memerlukan waktu yang cukup lama. Supaya proses pengolahan dapat berjalan lebih efektif, maka perlu dicari kondisi yang paling baik bagi pertumbuhan mikroorganisme. Mikroorganisme dapat hidup dengan baik pada kondisi pH limbah cair sekitar 7 atau pada keadaan normal. Limbah cair industri tahu bersifat asam sehingga sebelum diolah perlu dinetralkan terlebih dahulu dengan kapur agar kerja mikroorganisme berlangsung dengan baik. Mengingat waktu yang cukup panjang dalam proses pengolahan limbah cair tahu secara anaerob, maka perlu dicari jalan ke luar untuk mendapatkan proses yang singkat Namur biayanya tetap murah (Darsono , 2007).

B.     Tujuan

Pengolahan limbah cair tahu bertujuan untuk mengurangi bahaya pencemaran oleh limbah cair baik terhadap lingkungan maupun masyarakat sekitar.

C.Manfaat

Pengolahan limbah cair ini diharapkan bisa bermanfaat bagi masyarakat sekitar dan bisa diaplikasikan oleh industri tahu dimanapun berada.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A.    Limbah

Menurut wikipedia (2010), 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 (grey water). Limbah padat lebih dikenal sebagai sampah, yang seringkali tidak 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. Limbah cair tahu merupakan salah satu contoh limbah walaupun tingkat bahayanya kecil. Bahaya yang kecil akan jadi besar jika penanganannya salah. Oleh karena itu, perlu penangan yang baik agar limbah yang dihasilkan baik,  bermanfaat dan ramah lingkungan.

Air limbah berasal dari dua jenis sumber yaitu air limbah rumah tangga dan air limbah industri. Secara umum didalam limbah rumah tangga tidak terkandung zat-zat berbahaya, sedangkan didalam limbah industri harus dibedakan antara limbah yang mengandung zat-zat yang berbahaya dan yang tidak. Untuk yang mengandung zat-zat yang berbahaya harus dilakukan penanganan khusus tahap awal sehingga kandungannya bisa di minimalisasi terlebih dahulu sebelum dialirkan ke sewage plant, karena zat-zat berbahaya itu bisa memetikan fungsi mikro organisme yang berfungsi menguraikan senyawa-senyawa di dalam air limbah. Sebagian zat-zat berbahaya bahkan kalau dialirkan ke sawage plant hanya melewatinya tanpa terjadi perubahan yang berarti, misalnya logam berat (Santi, 2004).

B.     Limbah Cair

Limbah cair banyak mengandung bahan organik yang merupakan nutrien untuk mikroorganisme, karena itu mikroorganisme akan berkembang biak dengan cepat, dan dalam proses itu menghabiskan oksigen yang terlarut dalam air. Akibatnya air menjadi kotor dan berbau busuk sehingga kehidupan akuatik mati.

Menurut Anonimus (2000), Baku mutu limbah cair dapat dibedakan menjadi dua yaitu :

1) Efluent standard

Eflluent standard adalah batas kadar maksimum atau minimum parameter limbah yang diperbolehkan untuk dibuang ke lingkungan.

Ada 4 jenis yaitu: golongan I, II, III, dan IV. golongan I merupakan standar limbah yang paling baik, sehingga pengolahannyapun paling sulit, dan golongan IV adalah golongan limbah yang paling jelek, sehingga apabila suatu kegiatan dituntut untuk mengolah limbah sesuai dengan golongan IV, maka tuntutan itu

adalah yang paling ringan.

2) Stream standard

Stream standard adalah batas kadar maksimum atau minimum parameter suatu badan air. Badan air seperti sungai dibedakan menjadi

a.       Badan air golongan A: yaitu badan air yang airnya digunakan sebagai air minum tanpa pengolahan yang berarti.

b.      Badan air golongan B: yaitu badan air yang airnya dapat digunakan sebagai air baku untuk diolah sebagai air minum, dan dapat digunakan untuk keperluan lain, tetapi tidak memenuhi golongan A

c.       Badan air golongan C: yaitu badan air yang airnya digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan, dan dapat digunakan untuk keperluan lain, tetapi tidak memenuhi golongan A dan B

d.      Badan air golongan D: yaitu badan air yang airnya digunakan untuk keperluan pertanian dan untuk keperluan lain, tetapi tidak memenuhi golongan A, B, dan C

e.       Badan air golongan E yaitu badan air yang airnya tidak memenuhi kualitas air golongan A, B, C, dan D

Jenis limbah cair pada dasarnya ada 2 yaitu limbah industri dan limbah rumah tangga. Limbah cair yang termasuk limbah rumah tangga pada dasarnya hanya mengandung zat-zat organik yang dengan pengolahan yang sederhana atau secara biologi dapat menghilangkan poluten yang terdapat di dalamnya (Ginting, 1992). Poluten yang terdapat dalam limbah cair ada berbagai jenis, dan jenis polutan tersebut menentukan bagaimana limbah cair tersebut harus diolah.

Berdasarkan polutan yang terkandung di dalam limbah cair, maka limbah cair dapat dibedakan menjadi empat yaitu:

1)      Mengandung bahan yang mudah menguap. Bila limbah mengandung bahan yang mudah menguap, harus ada unit aerasi untuk mengeluarkan bahan-bahan yang mudah menguap, atau ditempatkan pada lokasi penampungan dengan luas permukaan besar agar terjadi penguapan.

2)      Mengandung bahan yang mudah membusuk. Limbah cair yang mengandung bahan yang mudah membusuk (degradable) diolah secara bakterologi baik secara aerob maupun anaerob.

3)      Limbah yang mengandung logam berat atau bahan-bahan kimia yang lain, relatif lebih sulit, sebab harus diketahui karakter dari masing-masing polutan.

4)      Mengandung bakteri patogen. Limbah yang mengandung bakteri patogen, harus ada unit untuk membunuh bakteri, misalnya mengunakan kaporit.

Menurut Anonim (2007), Teknik-teknik pengolahan air buangan yang telah dikembangkan tersebut secara umum terbagi menjadi 3 metode pengolahan:

1.    pengolahan secara fisika

2.    pengolahan secara kimia

3.    pengolahan secara biologi

Untuk suatu jenis air buangan tertentu, ketiga metode pengolahan tersebut dapat diaplikasikan secara sendiri-sendiri atau secara kombinasi.

Pengolahan 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.

 

Gambar 1.  Skema Diagram Pengolahan Fisik

Proses flotasi banyak digunakan untuk menyisihkan bahan-bahan yang mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya. Flotasi juga dapat digunakan sebagai cara penyisihan bahan-bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpur endapan (sludge thickening) dengan memberikan aliran udara ke atas (air flotation).

Proses filtrasi di dalam pengolahan air buangan, biasanya dilakukan untuk mendahului proses adsorbsi atau proses reverse osmosis-nya, akan dilaksanakan untuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dari dalam air agar tidak mengganggu proses adsorbsi atau menyumbat membran yang dipergunakan dalam proses osmosa.

Proses adsorbsi, biasanya dengan karbon aktif, dilakukan untuk menyisihkan senyawa aromatik (misalnya: fenol) dan senyawa organik terlarut lainnya, terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut.

Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya diaplikasikan untuk unit-unit pengolahan kecil, terutama jika pengolahan ditujukan untuk menggunakan kembali air yang diolah. Biaya instalasi dan operasinya sangat mahal.

Pengolahan 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. 

Pengendapan bahan tersuspensi yang tak mudah larut dilakukan dengan membubuhkan elektrolit yang mempunyai muatan yang berlawanan dengan muatan koloidnya agar terjadi netralisasi muatan koloid tersebut, sehingga akhirnya dapat diendapkan. Penyisihan logam berat dan senyawa fosfor dilakukan dengan membubuhkan larutan alkali (air kapur misalnya) sehingga terbentuk endapan hidroksida logam-logam tersebut atau endapan hidroksiapatit.  Endapan logam tersebut akan lebih stabil jika pH air > 10,5 dan untuk hidroksiapatit pada pH > 9,5.  Khusus untuk krom heksavalen, sebelum diendapkan sebagai krom hidroksida [Cr(OH)₃], terlebih dahulu direduksi menjadi krom trivalent dengan membubuhkan reduktor (FeSO₄, SO₂, atau Na₂S₂O₅).

Penyisihan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada konsentrasi rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasinya dengan klor (Cl₂), kalsium permanganat, aerasi, ozon hidrogen peroksida. Pada dasarnya kita dapat memperoleh efisiensi tinggi dengan pengolahan secara kimia, akan tetapi biaya pengolahan menjadi mahal karena memerlukan bahan kimia.

 

Gambar 2.  Skema Diagram pengolahan Kimiawi

Pengolahan secara biologi

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

1.    Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reaktor);

2.    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.

Kolam oksidasi dan lagoon, baik yang diaerasi maupun yang tidak, juga termasuk dalam jenis reaktor pertumbuhan tersuspensi. Untuk iklim tropis seperti Indonesia, waktu detensi hidrolis selama 12-18 hari di dalam kolam oksidasi maupun dalam lagoon yang tidak diaerasi, cukup untuk mencapai kualitas efluen yang dapat memenuhi standar yang ditetapkan.  Di dalam lagoon yang diaerasi cukup dengan waktu detensi 3-5 hari saja.

Di dalam reaktor pertumbuhan lekat, mikroorganisme tumbuh di atas media pendukung dengan membentuk lapisan film untuk melekatkan dirinya. Berbagai modifikasi telah banyak dikembangkan selama ini, antara lain:

1.    trickling filter

2.    cakram biologi

3.    filter terendam

4.    reaktor fludisasi

Seluruh modifikasi ini dapat menghasilkan efisiensi penurunan BOD sekitar 80%-90%.

Ditinjau dari segi lingkungan dimana berlangsung proses penguraian secara biologi, proses ini dapat dibedakan menjadi dua jenis:

1.        Proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya oksigen;

2.        Proses anaerob, yang berlangsung tanpa adanya oksigen.

Apabila BOD air buangan tidak melebihi 400 mg/l, proses aerob masih dapat dianggap lebih ekonomis dari anaerob.  Pada BOD lebih tinggi dari 4000 mg/l, proses anaerob menjadi lebih ekonomis.

 

 

Gambar 3.  Skema Diagram pengolahan Biologi

 II.        PEMBAHASAN

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).

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) (Darmono, 2001). Limbah cair dari proses pengolahan tahu harus diolah supaya limbah tersebut tidak mengganggu lingkungan sekitar.

Berdasarkan sifat limbah cair, proses pengolahan limbah cair dapat dibedakan menjadi 3 yaitu:

1.      Proses fisika

Proses ini dilakukan secara mekanik tanpa penambahan bahan-bahan kimia. Proses ini meliputi: penyaringan, pengendapan, dan pengapungan.

2.      Proses kimia

Proses ini menggunakan bahan kimia untuk menghilangkan bahan pencemar.

3.      Proses biologi.

Menghilangkan polutan menggunakan kerja mikroorganisme.

Secara umum, proses fisika pada pengolahan limbah cair tahu tersebut dijabarkan sebagai berikut:

a.       Penyaringan

Proses penyaringan ini adalah menyaring limbah-limbah yang kasar seperti plastik, sendok atau peralatan pembuatan tahu lainnya yang ikut bersama limbah ketempat pembuangan limbah. Selain itu, limbah hasil pengolahan juga disaring seperti kulit kedelai, selaput lendir dan bahan organi lainnya.  Penyaringan ini biasanya menggunakan sistem kolam. Limbah cair primer yang masih mengandung banyak benda-benda keras ditampung dibak penampung atau kolam. Limbah cair dari kolam penampungan ini dialirkan ke kolam pengendapan. Antara kolam penampungan dengan pengendapan diletakkan penyaring sehingga benda-benda keras tersebut tertahan. Proses penyaringan harus sering dikontrol supaya benda-benda keras tersebut tidak menutupi saringan. Tertutupnya saringan akan menghambat proses penyaringan.

b.      Pengendapan

Limbah cair dari kolam penampungan di endapkan dikolam pengendapan. Waktu pengendapan ini disesuaikan dengan banyaknya limbah yang diolah. Pengendapan ini bertujuan untuk memisahkan limbah berdasarkan massa jenisnya. Pada kolam pengendapan ini limbah padatan yang massa jenisnya berat akan terpisah dengan limbah cairan. Hasil dari pengendapan yaitu endapan dan cairan. Endapan akan digunakan untuk pupuk kompos. Cairannya akan diproses ketahap pengapungan.

c.       Pengapungan

Limbah cair dari kolam pengendapan selanjutnya akan mengalami proses pengapungan. Pengapungan ini bertujuan untuk memisahkan limbah yang masa jenisnya lebih kecil dari massa jenis air. Cairan yang susah terpisah dengan limbah ringan akan di proses secara kimia dan biologi.

Pengolahan secara fisik diatas belum menghasilkan limbah yang ramah lingkungan melainkan ada proses lain yang menyertainya yaitu proses kimia dan biologi. Ketiga proses pengolahan tersebut bisa dikombinasikan. Secara umum, Proses pengolahan limbah cair berdasarkan tingkatan perlakuannya dapat digolongkan menjadi 5 golongan. Akan tetapi dalam suatu instalasi pengolahan limbah, tidak harus ke lima tingkatan ini ada atau dipergunakan.

1.      Pengolahan pendahuluan

Pengolahan pendahuluan (pre treatment), dilakukan apabila di dalam limbah cair terdapat banyak padatan terapung atau melayang, misalnya berupa ranting, kertas, dan pasir. Dapat digunakan saringan kasar, bak penangkap lemak, bak pengendap pendahuluan (misalnya untuk menangkap pasir), dan septic tank.

2. Pengolahan tahap pertama

Pengolahan tahap pertama (primary treatment), untuk memisahkan bahan-bahan padat tercampur (ukuran cukup kecil). Netralisasi termasuk juga dalam tahap pengolahan tahap pertama. Dapat dilakukan cecara kimia ( netralisasi, koagulasi), dan fisika (sedimentasi, flotasi atau pengapungan).

3. Pengolahan tahap kedua

Pengolahan tahap kedua (secondary treatment), pengolahan ini biasanya melibatkan proses biologi antara lain: lumpur aktif, bak aerob, dan bak anaerob.

4. Pengolahan tahap ke tiga

Pengolahan tahap ketiga (tertiary treatment) digunakan apabila ada beberapa zat yang membahayakan. Pengolahan tahap ke tiga merupakan bentuk pengolahan khusus sesuai dengan polutan yang akan dihilangkan, misalnya: pengurangan besi dan mangan. Contoh lain misalnya penggunaan karbon aktif, menghilangkan amoniak.

5. Pengolahan tahap keempat

Pembunuhan kuman (desinfection) adalah pengolahan tahap keempat, dilakukan apabila limbah cair mengandung bakteri patogen. Bahan yang sering digunakan adalah:

a) Gas klor

b) Garam natrium hipoklorida

c) Kaporit

Pengolahan limbah cair secara biologi pada dasarnya menggunakan kerja mikroorganisme untuk menguraikan limbah menjadi bahan-bahan yang sederhana. Pengolahan limbah cecara biologi dapat dibedakan menjadi 2 yaitu: anaerob dan aerob.

1) Secara anaerob

Pengolahan limbah cair secara anaerob berarti yang bekerja atau yang hidup adalah bakteri anaerob yang tidak memerlukan oksigen bebas. Bakteri ini dapat bekerja dengan baik pada suhu yang semakin tinggi sampai 40 derajat celcius, pada pH sekitar 7. Bakteri ini juga akan bekerja dengan baik pada keadaan yang gelap dan tertutup.

2) Secara aerob

Pengolahan limbah secara aerob berarti yang dipergunakan adalah bakteri aerob yang memerlukan oksigen bebas. Bakteri ini akan bekerja dengan baik pada pH sekitar 7 dengan suhu yang semakin tinggi sampai pada 40 derajat celcius. Oleh karena itu dalam pengolahan limbah secara aerob harus dimasukkan oksigen dari udara secara kontinyu (Sugiarto, 1987)

Tolak ukur untuk mengolah limbah Biological Oxygen Demand (BOD, kebutuhan oksigen untuk proses biologi).  Pentingnya jumlah oksigen yang berada dalam air, menyebabkan perlunya disediakan ukuran kebutuhan oksigen yang diperlukan oleh bakteri untuk merombak limbah. BOD adalah “jumlah oksigen dalam ppm yang diperlukan selama proses stabilisasi dari pemecahan bahan organik oleh bakteri aerob”. Walaupun ada yang tidak setuju namun ada yang memberi kepanjangan BOD sebagai Biochemical Oxygen Demand, dengan pengertian banyaknya oksigen yang diperlukan untuk proses biokimia.

BOD secara lengkap ditulis dengan BOD 5 hari 20^oC, ini menyatakan banyaknya oksigen bebas yang diperlukan oleh bakteri aerob selama 5 hari dengan kondisi suhu 20^oC. Banyaknya oksigen yang diperlukan untuk proses stabilisasi untuk waktu yang berbeda, pasti akan berbeda, demikian juga untuk suhu yang berbeda, juga berbeda. Karena cukup merepotkan untuk menulis BOD 5 hari 20 0C maka disetujui bersama dengan memberi simbol BOD. Apabila BOD diartikan pada waktu dan suhu yang berbeda maka harus disebutkan secara jelas, misalnya BOD 3 hari 20^oC

Faktor-faktor yang mempengaruhi BOD adalah:

1) jenis limbah

2) suhu air

3) derajat keasaman (pH)

4) kondisi air secara keseluruhan

Jenis limbah akan menentukan besar kecilnya BOD, apakah limbah tersebut mudah membusuk atau tidak. Semakin mudah terjadi pembusukan / perombakan, maka BOD akan semakin besar. Proses dekomposisi sangat dipengaruhi oleh suhu air. Sebagai gambaran bahwa daging yang diletakkan dalam suhu 0^oC sulit terdekomposisi, karena aktivitas mikroorganisme sangat rendah. Aktivitas mikroorganisme semakin tinggi pada suhu yang semakin meningkat (sampai  60^oC). Derajat keasaman pH air akan sangat menentukan aktivitas mikroorganisme, pada pH antara 6,5 – 8,3 aktivitas mikroorganisme sangat baik. Pada pH yang sangat kecil atau sangat besar, mikroorganisme tidak aktif, atau bahkan akan mati.

Selain faktor tersebut yang sudah dijelaskan, aktivitas mikroorganisme ditentukan oleh kondisi air secara keseluruhan. Kondisi air secara keseluruhan yang mendukung berkembang biaknya mikroorganisme akan menyebabkan BOD besar. Mikroorganisme akan sangat terganggu oleh adanya sabun atau bahkan mati bila ada racun misalnya kaporit. Sesuai dengan definisi BOD maka limbah itu semakin jelek apabila BOD semakin tinggi. Sehingga BOD dapat dipergunakan untuk menentukan kepekatan limbah atau baik buruknya limbah. Limbah yang mempunyai BOD tinggi pada dasarnya (tidak selalu) lebih jelek daripada limbah yang mempunyai BOD rendah. BOD itu dapat digunakan sebagai ukuran kualitas limbah cair atau air apabila tidak ada gangguan terhadap aktivitas mikroorganisme.

Bila limbah dibuang ke lingkungan harus dalam kondisi yang baik, sebab proses pengolahan limbah akan terjadi di lingkungan apabila kandungan polutan masih banyak. Sebagai contoh kotoran manusia dimasukkan ke dalam septic tank akan terjadi proses yang sangat efektif dan tidak mengganggu lingkungan, tetapi apabila kotoran manusia dibuang langsung ke perairan, akan sangat mengganggu, baik dari segi estetika, kandungan oksigen, dan lain-lain (Darsono, 2007).

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

A.    Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa :

1.      Pengolahan limbah cair tahu secara fisik meliputi penyaringan, pengendapan dan pengapungan

2.      Proses penyaringan menghasilkan limbah cair yang terbebas dari kotoran-kotoran kasar seperti plastik dan sisa pengolahan (kulit, lapisan lendir dan ampas kedelai).

3.      Proses pengendapan menghasilkan endapan dan cairan.

4.      Proses pengapungan menghasilkan limbah cairan yang akan diproses secara kimia dan mikrobiologis.

5.      Pengolahan limbah cair tahu secara fisik belum menghasilkan limbah yang ramah lingkungan karena ada kandungan senyawa kimia yang belum terurai.

B.     Saran

Berdarkan pembahasan dan kesimpulan yang diperoleh, disarankan untuk mengolah limbah cair tahu secara kimia dan biologi agar hasil olahan limbah yang diperoleh ramah lingkungan dan dapat dimanfaatkan kembali. Selain itu, proses pengolahan dan modern juga perlu diterapkan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2007. Pengolahan Limbah Cair. (online). (Http://www.google.com, diakses 01 Juni 2010).

Anonimus, 2000. Undang-undang Republik Indonesia Nomor 23 Tahun 1997 Tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup.

Anonim, 2010. Pengolahan Limbah tapioca menjadi Biogas (Eneergi Alternatuf) Melalui Oenerapan Teknologi Bioproses. (Online). (Http://www.pengolahanlimbahtapioka.com, diakses 02 Juni 2010).

Darmono. 2001. Lingkungan Hidup dan Pencemaran : Hubungannya dengan Toksikologi Senyawa Logam. UI Press, Jakarta.

Darsono, V. 2007. Pengolahan Limbah Cair Tahu Secara Anaerob Dan Aerob. Jurnal Teknologi Industri Vol. XI No.1 Januari 2007: 9-20.

EMDI dan BAPEDAL. 1994. Limbah Cair Berbagai Industri Di Indonesia: Sumber, pengendalian dan baku Mutu. Project of the Ministry for the Environment, Republic of Indonesia and Dalhousie University, Canada.

Ginting, P. 1992. Mencegah dan Mengendalikan Pencemaran Industri. Muliasari. Jakarta.

Rachmawan, O. 2001. Dasar Pengolahan Limbah Secara Fisik. Departemen Pendidikan Nasional. Jakarta.

Sugiharto. 1987. Dasar-dasar Pengelolaan Air Limbah. UI-Press, Jakarta.

Santi, D. N. 2004. Pengelolaan Limbah Cair Pada Industri Penyamakan Kulit  Industri Pulp Dan Kertas Industri Kelapa Sawit.  Bagian Kesehatan Lingkungan Fakultas Kesehatan Masyarakat . Universitas Sumatera Utara.

Wikipedia. 2010. Limbah. (Online). (Http://www.mediawiki.com, diakses 02 Juni 2010).

kemasan plastik

1.      Mengapa kemasan seperti jenis LDPE (Low Desity Polyethilene), HDPE (High Density Polyethilene), PVC (Polyvinylcholride) dan PP (Polypropylene) dibuat dan digunakan?

Penggunaan plastik sebagai bahan pengemas mempunyai keunggulan dibanding bahan pengemas lain karena sifatnya yang ringan, transparan, kuat, termoplatis dan selektif dalam permeabilitasnya terhadap uap air, O2, CO2. Sifat permeabilitas plastik terhadap uap air dan udara menyebabkan plastik mampu berperan memodifikasi ruang kemas selama penyimpanan (Winarno, 1987). Ryall dan Lipton (1972) menambahkan bahwa plastik juga merupakan jenis kemasan yang dapat menarik selera konsumen.

A.    POLYETHYLEN

Polietilen merupakan film yang lunak, transparan dan fleksibel, mempunyai kekuatan benturan serta kekuatan sobek yang baik. Dengan pemanasan akan menjadi lunak dan mencair pada suhu 110OC. Berdasarkan sifat permeabilitasnya yang rendah serta sifat-sifat mekaniknya yang baik, polietilen mempunyai ketebalan 0.001 sampai 0.01 inchi, yang banyak digunakan sebagai pengemas makanan, karena sifatnya yang thermoplastik, polietilen mudah dibuat kantung dengan derajat kerapatan yang baik (Sacharow dan Griffin, 1970). Konversi etilen menjadi polietilen (PE) secara komersial semula dilakukan dengan tekanan tinggi, namun ditemukan cara tanpa tekanan tinggi.

Polietilen dibuat dengan proses polimerisasi adisi dari gas etilen yang diperoleh dari hasil samping dari industri minyak dan batubara. Proses polimerisasi yang dilakukan ada dua macam, yakni pertama dengan polimerisasi yang dijalankan dalam bejana bertekanan tinggi (1000-3000 atm) menghasilkan molekul makro dengan banyak percabangan yakni campuran dari rantai lurus dan bercabang. Cara kedua, polimerisasi dalam bejana bertekanan rendah (10-40 atm) menghasilkan molekul makro berantai lurus dan tersusun paralel.

B.     LOW DENSITY POLYETHYLEN (LDPE)

Sifat mekanis jenis plastik LDPE adalah kuat, agak tembus cahaya, fleksibel dan permukaan agak berlemak. Pada suhu di bawah 60OC sangat resisten terhadap senyawa kimia, daya proteksi terhadap uap air tergolong baik, akan tetapi kurang baik bagi gas-gas yang lain seperti oksigen, sedangkan jenis plastik HDPE mempunyai sifat lebih kaku, lebih keras, kurang tembus cahaya dan kurang terasa berlemak.

C. HIGH DENSITY POLYETHYLEN (HDPE).

Pada polietilen jenis low density terdapat sedikit cabang pada rantai antara molekulnya yang menyebabkan plastik ini memiliki densitas yang rendah, sedangkan high density mempunyai jumlah rantai cabang yang lebih sedikit dibanding jenis low density. Dengan demikian, high density memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras, buram dan lebih tahan terhadap suhu tinggi. Ikatan hidrogen antar molekul juga berperan dalam menentukan titik leleh plastik (Harper, 1975).

D. POLYPROPILENA

Polipropilen sangat mirip dengan polietilen dan sifat-sifat penggunaannya juga serupa (Brody, 1972). Polipropilen lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu tinggi dan cukup mengkilap (Winarno dan Jenie, 1983). Monomer polypropilen diperoleh dengan pemecahan secara thermal naphtha (distalasi minyak kasar) etilen, propylene dan homologues yang lebih tinggi dipisahkan dengan distilasi pada temperatur rendah. Dengan menggunakan katalis Natta- Ziegler polypropilen dapat diperoleh dari propilen (Birley, et al., 1988)

ULTRASONIK

TUGAS MATA KULIAH

TEKNOLOGI PENGOLAHAN HORTIKULTURA TROPIS

ULTRASONIK

Dosen Pengasuh : Ir. Anny Yanuriati, M.Appl.Sc.

Oleh :

MISNANI                  (05071007020)

LIA NOVITASARI (05071007034)

ANGGA JILLY S     (05061007034)

JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA

2010

1.      Pengertian Ultrasonik

Ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk bisa didengar oleh telinga manusia, yaitu kira-kira di atas 20 kiloHertz. Hanya beberapa hewan, seperti lumba-lumba menggunakannya untuk komunikasi, sedangkan kelelawar menggunakan gelombang ultrasonik untuk navigasi. Dalam hal ini, gelombang ultrasonik merupakan gelombang ultra (di atas) frekuensi gelombang suara (sonik). Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium padat, cair dan gas. Reflektivitas dari gelombang ultrasonik ini di permukaan cairan hampir sama dengan permukaan padat, tapi pada tekstil dan busa, maka jenis gelombang ini akan diserap.

Frekuensi yang diasosiasikan dengan gelombang ultrasonik pada aplikasi elektronik dihasilkan oleh getaran elastis dari sebuah kristal kuarsa yang diinduksikan oleh resonans dengan suatu medan listrik bolak-balik yang dipakaikan (efek piezoelektrik). Kadang gelombang ultrasonik menjadi tidak periodik yang disebut derau (noise), dimana dapat dinyatakan sebagai superposisi gelombang-gelombang periodik, tetapi banyaknya komponen adalah sangat besar. Kelebihan gelombang ultrasonik yang tidak dapat didengar, bersifat langsung dan mudah difokuskan. Jarak suatu benda yang memanfaatkan delay gelombang pantul dan gelombang datang seperti pada sistem radar dan deteksi gerakan oleh sensor pada robot atau hewan.

Ultrasonik merupakan suatu cabang akustik di mana ia melibatkan getaran gelombang. Ultrasonik juga merupakan suatu gelombang tekanan di mana ia hanya boleh bergerak atau pun berpindah dengan kehadiran media berjisim seperti cecair. Oleh sebab itu, Ultrasonik hanya boleh dihantar daripada suatu media ke media yang lain apabila ia bersentuhan secara terus antara satu sama lain. Ini menunjukkan pergerakan gelombang Ultrasonik amat berbeda dengan pergerakan gelombang cahaya mahu pun sebarang radiasi elektromagnet yang mampu bergerak menembusi vakum.

Gelombang Ultrasonik juga boleh dianggap sebagai suatu gelombang elastik kerana ia mempunyai sifat elastik bagi sesuatu media. Ia berfungsi sebagai penyerap getaran yang diperlukan untuk sesuatu gelombang Ultrasonik  itu tersebar. Penggunaan Ultrasonik terbahagi kepada dua kategori iaitu Ultrasonik berintensiti tinggi dan Ultrasonik berintensiti rendah. Penggunaan Ultrasonik berintensiti tinggi lebih tertumpu kepada penghantaran tenaga yang terjana sekadar menembusi media. Kebiasaannya objektif teknik ini adalah untuk mempelajari dan memahami media tersebut atau pun menghantar maklumat dari luar ke media tersebut. Apabila sesuatu bahan terdedah kepada gelombang Ultrasonik  tinggi, ia mungkin akan berubah dari keadaan asalnya (Hasrinah, 2001). Ultrasonik jenis ini biasanya diaplikasikan untuk rawatan perubatan, pengatoman cecair, pengimpalan plastik dan logam, mengubah keadaan sel biologikal dan juga untuk pembersihan sesuatu bahan mahu pun peralatan. Ultrasonik  berintensiti rendah pula biasanya tidak akan merubah keadaan media yang diuji.

Dalam mikrobiologi, USG terutama terkait dengan gangguan sel (lisis) atau disintegras. Ketika cairan sonicating intensitas tinggi, gelombang suara yang menyebarkan ke media cairan mengakibatkan tekanan bolak-tinggi (kompresi) dan tekanan rendah (penghalusan) siklus, dengan harga tergantung pada frekuensi. Selama siklus tekanan rendah, tinggi gelombang ultrasonik intensitas menciptakan gelembung vakum kecil atau void dalam cairan. Ketika gelembung mencapai volume di mana mereka tidak bisa lagi menyerap energi, mereka keruntuhan hebat selama siklus tekanan tinggi. Fenomena ini disebut kavitasi.

2. Fungsi Ultrasonik

Fungsi dari gelombang ultrasonik dibidang pangan khususnya Buah dan sayur adalah sebagai berikut :

a. Memudahkan ekstraksi pada buah

Mekanismenya adalah enzim atau protein dapat dilepaskan dari sel atau organel subselular sebagai akibat dari disintegrasi sel. Dalam kasus ini, senyawa dibubarkan menjadi pelarut tertutup dalam sebuah struktur tak terpecahkan. Untuk mengekstrak itu, membran sel harus dirusak. Ultrasonication berfungsi sebagai sarana terkontrol baik untuk sel disintegrasi..

b. Ekstraksi protein dan enzim

Secara khusus ekstraksi enzim dan protein yang tersimpan dalam sel dan partikel subselular adalah unik dan penerapan efektif intensitas tinggi USG (Kim 1989), Sebagai ekstraksi senyawa organik yang terkandung dalam tubuh tanaman dan biji-bijian dengan pelarut secara signifikan dapat ditingkatkan. Oleh karena itu USG memiliki potensi manfaat dalam ekstraksi dan isolasi komponen bioaktif berpotensi novel, misalnya dari non-dimanfaatkan oleh produk-sungai terbentuk dalam proses saat ini. USG juga dapat membantu untuk meningkatkan efek pengobatan enzim, dan dengan ini mengurangi jumlah enzim yang dibutuhkan atau meningkatkan hasil extractable senyawa yang relevan.

c. Meningkatkan ekstraksi lipid dan protein

Ultrasonication sering digunakan untuk meningkatkan ekstraksi lipid dan protein dari biji tanaman, seperti kedelai (misalnya tepung kedelai atau yg dihilangkan lemak) atau bibit minyak lainnya. Dalam kasus ini, perusakan dinding sel memfasilitasi menekan (dingin atau panas) dan dengan demikian mengurangi residu minyak atau lemak dalam menekan kue.

Enzim, seperti pectinases, cellulases dan hemicellulases secara luas digunakan dalam pengolahan jus untuk mendegradasi dinding sel dan meningkatkan jus extractability. Gangguan dari matriks dinding sel juga mengeluarkan komponen, seperti senyawa fenolik ke dalam jus. USG meningkatkan proses ekstraksi dan karena itu dapat menyebabkan peningkatan dalam senyawa fenolik, alkaloid dan menghasilkan jus, biasanya yang tersisa di tekan kue.

d. Inaktivasi mikroba dan enzim

Inaktivasi mikroba dan enzim (pengawetan), misalnya pada jus buah dan saus adalah aplikasi lain dari USG dalam pengolahan makanan. Hari ini, pelestarian oleh peningkatan temperatur untuk jangka waktu yang singkat (Pasteurisasi) masih merupakan metode pengolahan yang paling umum untuk inaktivasi mikroba atau enzim yang mengarah ke rak-hidup lagi (pelestarian). Karena terkena suhu tinggi, metode termal ini sering kekurangan untuk banyak produk makanan. Produksi zat baru dari panas-dikatalisasi reaksi dan modifikasi makromolekul serta deformasi struktur tumbuhan dan hewan dapat mengurangi hilangnya kualitas. Oleh karena itu, perawatan panas dapat menyebabkan perubahan yang tidak diinginkan indra atribut, yaitu tekstur, rasa, warna, bau, dan kualitas gizi, yaitu vitamin dan protein. USG adalah non-termal efisien (minimal) pengolahan alternatif. Pemanfaatan ultrasonik kavitasi untuk ekstraksi dan pengawetan makanan adalah suatu proses yang kuat baru teknologi yang tidak hanya dapat diterapkan dengan aman dan ramah lingkungan, tetapi juga efisien dan ekonomis. The homogenisasi dan efek pengawetan dapat dengan mudah digunakan untuk jus buah dan purees (misalnya jeruk, apel, jeruk, mangga, anggur, plum) dan juga untuk saus dan sup sayuran, seperti saus tomat atau sup asparagus.

USG telah menunjukkan potensinya dalam penghancuran patogen yang bertalian dengan makanan, seperti E.coli, Salmonellae, Ascaris, Giargia, Cryptosporidium kista, Dan virus polio. Berlaku untuk: pelestarian selai, selai atau lapisan, misalnya untuk es krim, jus buah dan saus, produk daging, susu

e. Sinergi dari USG dengan Suhu dan Tekanan

Ultrasonication sering lebih efektif bila dikombinasikan dengan metode anti-mikroba, seperti:

1. thermo-sonication, yaitu panas dan USG
2. mano-sonication, yaitu tekanan dan USG
3. mano-termo-sonication, yaitu tekanan, panas dan USG

4. Manfaat Ultrasonik

Ultrasonik  humidifier menghasilkan beberapa manfaat seperti:

Ø  Tidak ada lagi  masalah terhadap produk segar yang berkepanjangan,

Ø  Penyusutan berkurang seperti daya tahan  produk yang tinggi, rsiko penyusutan berat produk berkurang.

Ø  Loyalitas pelanggan yang lebih baik karena tampilan barang-barang yang menarik di supermarket

Ø  Prinsip adiabatik humidification pada pengambilan energi panas dan pendinginan sehingga produk yang ditampilkan segar (penguapan pendinginan dengan pendinginan simultan pengurangan waktu operasi agregat).

5.      Aplikasi ultrasonik

Aplikasi ultrasonik yang kami angkat adalah penyarian zeaxanthin dari sayuran. Metode  yang lain untuk penyarian ini adalah metode perendaman dan metode soxhlet. Cara kerja dari masing-masing metode ini berbeda. Hasil  yang diperoleh juga berbeda.

Cara kerja ultrasonik merupakan cara kerja dengan prinsip yang agak baru dalam proses penyarian pepejal cecair di mana masa penyarian yang agak singkat diambil untuk memperolehi hasil sarian berbanding dengan kaedah-kaedah yang lain. Secara umum, bahan yang hendak disari akan dimasukkan ke dalam sejumlah isi padu pelarut yang diperlukan di dalam kelalang Erlenmeyer. Campuran tersebut dibiarkan di dalam takung rendaman (ultrasonic bath) selama 20 minit. Hasil yang diperolehi akan melalui proses penurasan yang mana sisa pepejal dan hasil cecair dipisahkan.

6. Kesimpulan

Kesimpulan dari makalah ini adalah:

a.       Ultrasonik berfungsi untuk mempermudah ekstraksi buah dan menginaktivasi mikrobia dan enzim

b.      Pemanfaatan ultrasonik kavitasi untuk ekstraksi dan pengawetan makanan adalah suatu proses yang kuat baru teknologi yang tidak hanya dapat diterapkan dengan aman dan ramah lingkungan, tetapi juga efisien dan ekonomis.

c.       Sayuran yang mengandungi zeaxanthin yang paling tinggi telah dikenal pasti hasil daripada proses pemilihan 16 jenis sayuran tempatan yang dikaji berdasarkan kajian literatur dan ujikaji menggunakan ketiga-tiga kaedah iaitu rendaman, soxhlet dan ultrasonik. Ujikaji awal ini dapat menentukan kandungan zeaxanthin bagi setiap sayur-sayuran melalui analisis kualitatif (Kromatografi Lapisan Nipis) dan analisis kuantitatif (Spektrofotometer).

DAFTAR PUSTAKA

BOGA GMBH. 2005.Ultrasound Vegetable Fruit Air Humidifier. (Online). (Http://www.airwin.de, diakses 1 maret 2010).

Ganjloo, A., Rahman, R.A., Bakar, J., Osman, A., dan Bimakr, M. 2009. Feasibility of high-intensity ultrasonic blanching combined with heating for peroxidase  inactivation of seedless guava (Psidium guajava L.). Universitas Teknologi Malaysia. Malaysia.

Mokkila, M., Mustranta, A., Buchert, J., Poutanen, K (2004): Kekuasaan Menggabungkan USG dengan enzim dalam pengolahan jus berry, Di: 2nd Int. Conf. Biocatalysis Makanan dan Minuman, 19-22.9.2004, Stuttgart, Jerman. (dikutip dari artikel Ultrasonic Ekstraksi dan Pelestarian oleh Hielscher - USG Teknologi)

Moulton, KJ, Wang, LC (1982): Pilot-Plant Continuous Ultrasonic Studi Ekstraksi Protein Kedelai, di: Journal of Food Science, Volume 47, 1982. (dikutip dari artikel Ultrasonic Ekstraksi dan Pelestarian oleh Hielscher - USG Teknologi)

Rosaidah, M. 2005. Penyarian Zeaxanthin dari Sayur-sayuran Tempatan : Perbandingan kaedah penyarian dan Kesan Parameter Proses Terhadap Hasil Sarian Zeaxanthin. Universitas Teknologi Malaysia. Malaysia.

Ulusoy, B.H., Colak, H., dan Hampikyan, H. 2007. The Use of Ultrasonic Waves in Food Technology. Research Journal of Biological Sciences 2(4): 491-497

Jus Buah