PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI MINUMANKARBONASI 1. PENDAHULUAN Minumankarbonasibanyakdikonsumsiolehberbagaikalangandiduniadandi Indonesia.Umumnyakonsumenmenyukainyakarenarasanyayangmanisdan menyegarkan,karenakandunganguladanCO2yangterkandungdidalamnya. Produksiminuman karbonasidiIndonesiatidaksebanyakproduksinyadinegaralain (konsumsinyahanya sekitar10-15botolperkapita per tahunpada2004, lebih rendah20 dari di Filipina (Sumber : pontianakpost.com, 2004), akantetapi gaya hidup atau trendyangdilambangkanolehienisminumanini,khususnyadikalanganmudatelah membawaandildalamperkembanganindustriminumankarbonasidiIndonesia, dimanaperkembangannyamencapai3 -4 tahun2004(Sumber:bisnisiakarta.com, 2005)Minuman karbonasi tergolong dalam kelompok minuman ringan. Minumanringan atau dikenaliugadenganistilahsoftdrink,adalahminumanyangtidakmengandung alkohol,merupakanminumanolahandalambentukbubuk ataucairyangmengandung bahan makanan atau tambahan lainnya baik alami maupun sintetik yang dikemas dalam kemasanyangsiapuntukdikonsumsi.Minumankarbonasiadalhaminumanringan yang mengandung seiumlah CO2 . Permasalahanutamayangtimbuldariindustriminumankarbonasiadalahlimbahcair yangmemilikikandunganBODdanCODyangmoderat.Halinimenuniukkan banyaknyakandungansenyawaorganikdidalamair.KandunganBODmenuniukkan iumlahsenyawaorganikyangdapatmengalamibiodegradasi.LimbahdenganBOD yangtinggidapatmengandungammonia-nitrogenyangtinggi,yangdapat menyebabkan nitriIikasi di dalam air yang menggunakan banyak oksigen terlarut dalam air.Nitratyangterbentukmerupakansumbermakananbagialgae.Algaeyangdalam air cepat tumbuhiuga akan cepat mati, yang kemudian dikonsumsi oleh bakteri aerob, sehinggamenyitaDOyangadadiairdanmembahayakankehidupanbiotalainnya. Karenaitulimbahcairdariindustriminumankarbonasiharusdiolahterlebihdahulu sebelum dibuang ke sungai, agar tidak teriadi pencemaran (Sumber: Milhelcic, 1998). . PROSES PRODUKSI Untuk menghasilkan produk minuman karbonasi yang enak dan menarik, diperlukan berbagai bahan baku dan proses produksi tertentu. Bahan baku proses produksiminuman karbonasi sangatbanyak,namun secaraumum adalah seperti penielasan berikut ini :O Air Airmerupakankomposisiutamadalamprosesproduksiminumankarbonasi,iumlah yangdigunakanantara8595dariseluruhproduk.Untukmendapatkankualitas minuman karbonasi yang baik,maka air yang digunakan harusdiolah terlebih dahulu sebelumdigunakanpadaprosesproduksi.Airyangdigunakanpadaprosesproduksi harus memenuhi kriteria sebagai berikut: Harus bebas dari mineral garam Tidak berasa dan berbau Tidak mengandung materi organic Jernih dan tidak berwarna Steril dari mikroorganisma Airyangdigunakanbiasanyaadalahairkerandarisumursendiriatauairledeng. Untukmencapaikualitasyangdiinginkanmakadipakailahsistempengolahanair. Komposisi unit pengolahannya berbedabedapada pabrikyang berbeda, tergantung komposisiairkeranatausumuryangakandiolah.Bisasaiaunitpengolahairitu terdiridariIiltersederhanaataumembentuksistemyangrumityangmelibatkanunit koagulasiIlokulasi,sedimentasi,Iiltrasi,adsorbsikarbon,desinIeksidan deklorinasi.O Pemanis Berupagulacairataukeringyangdiantarkandariluarpabriklaludisimpandisilo atau tempat penyimpanan gula. O Karbon dioksida Karbon dioksida dapat didatangkan dari luar pabrik atau diproduksi di pabrik. Karbon dioksida disimpan dalam bentuk cair pada tangki silinder bertekanan tinggi. O KaIein Merupakan substansi aromatik alami yang diekstrak dari 60 macam tanaman termasuk biii kakao, biii kopi dan kacang kola. O Asidulan Merupakan komponen penting yang mempunyai berbagai Iungsi, diantaranya sebagai pemuas dahaga, pembangkit rasa dan pengawet ringan. Contohnya adalah asam tartar, asam phospat, asam laktat, asam asetat, asam malik, asam Iumarik, asam askorbik.O Perasa Perasaadalahbagianyangmembuatkarakterunikpadaminumankarbonasi.Perasa yangdigunakandapatberupaperasaalami,atauperasabuatan.Rasayangpaling banyak dipakai adalah vanilla. O Pewarna Pewarnaditambahkanuntukmenampilkansaiianprodukyangmenarikbagi pelanggan. O Pengawet Digunakanuntukmencegahpertumbuhanmikroorganisma.Yangbiasadigunakan misalnya adalah sodium benzoat. Setelahbahanterkumpulmakaprosesproduksidapatdimulai.Prosesproduksiminuman karbonasi secara umum terdiri atas tiga proses, yaitu : proses pencampuran, proses pengisian dan pemberian label. Tahapannya dapat dilihat pada digram berikut ini : ,2-,r 1. B,,n proses produksi 2inu2,n k,r-on,si Detail tentang proses produksi minuman karbonasi adalah seperti berikut ini : O Proses pencampuran bahan (2ixin) Padatahapinisemuabahandicampuruntukmenghasilkanprodukminuman karbonasi. Urutannya adalah sebagai berikut : Pembuatan sirup Tahapinidiawalidenganmelarutkangulakeringkedalamairhangatyang telahdiolahdandipanaskandiboiler,laludicampurdenganbahanlainnya, sepertikaIein,asidulan,perasa,pewarnadanpengawetmembentuksirup kental, kemudian sirup disaring. Pemeriksaan kualitas Setelahitukualitassirupakandiperiksadandiencerkanlagidenganairyang telah diolah, dengan perbandingan sirup dan air adalah 1 : 5. Pasteurisasi Siruplaludipasteurisasiuntukmencegahpertumbuhanmiroorganismeyang tidakdiinginkan.Yangdapatdigunakanmisalnyaadalahmetodafl,sh p,steuriz,tion.Dimanasirupdipanaskanhinggasuhu70oCselama1530 detik,laludidinginkanhingga250Ckembaliuntukprosespencampuran dengan air karbonasi agar tidak teriadi buih saat pencampuran. Proses karbonasi Sebagianairyangtelahdiolahdidinginkan,laluCO2dilarutkankedalamnya dengancarainieksisehinggaairmeniadibergelumbungdanberkilau. Kemudianairkarbonasidicampurdengansirupdansiapuntukproses pengisian. O Proses pengisian ke dalam botol atau kaleng (fillin) Adaduatahappadaprosesini,yaitupencucianbotoldankaleng,sertapengisian, sebagai berikut : Pencucian botol dan kaleng Botoldankalengyangakandicucidimasukkandengantangankealatcuci. Proses pencuciannya disebut sistem le,n in Pl,.e. Terdapat beberapa tangki untuk proses pencucian ini seperti pada gambar berikut ini : ,2-,r 2. Siste2 pen.u.i,n le,n in Pl,.e Penielasannya adalah sebagai berikut : 4 Padatangkipencucianpertama,botoldankalengdicucidenganair untuk mengeluarkan kotoran yang ada 4 Botol dan kaleng lalu direndam dengan campuran 1.5 cairan kaustik panas bersuhu 800C selama 15 menit pada tangki kedua. 4 Lalubotoldankalengdirendamlagiselama15menitdalam airpanas bersuhu 750C untuk membersihkannya dari sisa cairan kaustik. 4 Lalupadatangkiterakhir,botoldankalengdicucilagidenganair dingin. Airpanasyangdigunakanbiasanyadipanaskandenganboiler.Botoldanlalu diperiksa untuk melihat apakah proses pencucian sudah berialan dengan baik. Pengisian Botol ataukalengdiisidenganminumankarbonasidibawah tekanantertentu agarCO2 tidak terlepas, lalu disegel. Kemudian botol atau kaleng dihangatkan hinggasedikitdiatassuhukamaruntukmencegahkondensasidibagianluar botol ataukaleng akibatpeningkatan suhu secaraperlahanlahan. Prosesini dapatdilakukandenganmenggunakanuappanasatauairpanasdariboiler. Boiler yang digunakan biasanya yang berukuran kecil. O Proses pemberian label (.rownin) Proses ini adalah tahap terakhir, dimana kaleng yang sudah diisi dan dihangatkan lalu diberilabeldandiadakanpemeriksaankualitaslagi.Setelahitubotoldankaleng dikemas dan siap untuk dikirimkan ke konsumen. .SUMBER LIMBAH DAN KARAKTERISASI LIMBAH Dalamprosesproduksiminumankarbonasiiniadatigaienislimbahyangdapatterbentuk, yaitu limbah padat, cair dan gas. Di bawah ini adalah diagramterbentuknya limbah cair dan padat dari proses produksi minuman karbonasi. ,2-,r 3. B,,n ter-entuknv, li2-,h .,ir d,n p,d,t p,d, proses produksi 2inu2,n k,r-on,si Dibawahiniakandibicarakanmengenaisumberdankarakteristiklimbahyangdihasilkan dalam proses produksi minuman karbonasi : O Limbah cair Pengolahanlimbah cair dalam industri ini merupakan permasalahan utama. Timbulan limbah cair pada proses produksi minuman bersumber dari berbagai kegiatan, yaitu : Kegiatanmempersiapkanbotoldankalenguntukpengemasan,yang mencakupprosespencuciandanpasteurisasi,yangmerupakanprosespenting dalamrangkaianprosesproduksi.Padaprosespencucian,baikbotolbaru maupunbotolbekaspakaiyangakandigunakankembaliataure.v.led, dicuci dengan cairan kaustik panas dan deterien. Pembersihan sisasisa cairan atau tetesan dari proses pencampuran minuman karbonasi. Pembersihancairanakibattumpahan,kebocoranataupunbotolyangpecah, sertapembuanganprodukyangterkontaminasidalamproseskarbonasidan pengemasan. Pembersihan alatalat produksi, seperti pipapipa, pompa dan mesin. Cairankaustikdandeterienyangdigunakandalamprosespembersihankalengdan botolmenghasilkanlimbahdenganalkalinitasyang tinggi, Sampahsampahseperti sedotan,puntungrokok,dankertasyangditemukandalambotoldankalengbekas, labelbekassertasisasisacairandariprosespencampuran,penyimpanandan penyaringan sirup, serta tumpahan sirup,merupakan sumber BOD. Makadenganmengetahuisumberlimbahdiatas,dapatkitalihattabelkarakteristik limbah cair untuk industri minuman karbonasi pada umumnya, seperti di bawah ini : Tabel 1. Karakteristik air limbah untuk industri minuman karbonasi ItemNilai (mg/L) pH COD BODs Alkalinitas TSS Minyak dan lemak NH3-N PO4-P SO4 K Fe Na Ni Mo Zn Co 10.8 (tanpa satuan) 10008000 6004500 10003500 5601000 3567 150300 2040 730 2070 1020 15002500 1.22.5 38 15 38 Sumber : Waste Treatment in the Food Processing Industry, 2006 Dari tabel di atas kita dapatkan kandungan BOD dan COD di limbah cair yang cukup tinggi,selainitu,pHpadalimbahcairiniiugatinggidanterdapatpulanitrogendan phospat, iuga TSS serta minyak dan lemak. O Limbah padat Adabeberapasumbertimbulanlimbahpadatdariprosesproduksiminuman karbonasi, yaitu; Dari proses pengemasandan pengiriman barang, berupamateri seperti kardus yangtidakdigunakan,ataumateriyangsemuladimaksudkanuntukmelalui proses re.v.le tapi tidak memenuhi syarat. Prosespengolahanairuntukproduksiyangmenghasilkanlumpuryang nantinyadisatukandenganlumpurdaripengolahanlimbahcairuntukdiolah lebih laniut meniadi residu lumpur. Prosespembersihanlantaipabrikyangmenghasilkansampahsepertipecahan botol, gelas plastik, maupun barangbarang pribadi milik pegawai pabrik. Dariprosespengolahanlimbahcair,beruparesidulumpurpadatdandari s.reenin yang berupa sedotan, kaleng, puntung rokok dan lain sebagainya. Dariprosespemberianlabeldanpenyimpananproduk,berupakaleng,botol, label dan kardus. Limbah padat yang bukan berasal dari proses di luar produksi, sepertipuingpuing sisa perombakan bangunan pabrik dan sampah dari kaIetaria. Limbah debu dari alat pengumpul debu untuk menangani debu gula di silo SecaraumumtidakadalimbahB3yangdihasilkandariberbagaisumberdan kegiatan di atas O Limbah gas dan partikulat Limbahgasyangutamadihasilkandariprosesproduksiminumankarbonasiberasal daripenggunaanboileruntukmemanaskanairataumenghasilkanuapuntukproses pencuciansertapemanasanbotoldankalengdanprosespencampuransirup.Boiler yangdipakaimenggunakanbahanbakargasalam,dankarenaitulimbahgasyang utamaadalahNOx.SelainitudihasilkaniugaCO2yangmerupakangasrumahkaca danuap air, Dariprosespembakaranyang tidak sempurnadapat puladihasilkan CO. Selainitudihasilkanseiumlahkecilpartikulat,VOCberupabenzendanIormaldehid yangsecaraalamiterkandungdalamgasalam,danSO2yangmungkinterkandung dalam gas alam. Gas SO2 ini dapatiuga berasal darioksidasi merkaptan yang sengaia dutambahkankegas alamuntuk tuiuandeteksikebocoran.Gas SO2 yangdihasilkan iarang mencapai konsentrasi 2000 grain / 106 kaki3 (4.81 mg/m3) . Tabel 2 . Faktor emisi NO2 terkontrol Tipe Boiler (MMBtu/h input panas)Faktor Emisi NOx (mg/ m

) Boiler besar ( ~ 100) Boiler besar dengan pengontrol Boiler besar dengan pengontrol dan FGR Boiler kecil ( 100) Boiler kecil dengan pengontrol Boiler kecil dengan pengontrol dan FGR 2240 1600 800 512 Sumber : Air Pollution Engineering Manual, 2000 Tabel3. Faktor emisi daripartikulat, VOC dan CO2 Sumber : Air Pollution Engineering Manual, 2000 Selain itu dapat iuga teriadi emisidebu dari tempat penyimpanan gula atau silo. Lalukompresorammoniayangdigunakansebagaimesinpendingindalamproduksi minumankarbonasimemilikikemungkinanuntukmenyebabkanpolusigas ammonia apabilateriadikebocoran,namunpolusiinibukanpolusiyangteriaditerusmenerus dan dapat dicegah dengan perawatan mesin. Polutan Faktor (mg/ m

) PM total VOC CO2 121.6 88 1,920,000 . PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI MINUMAN KARBONASI TelahkitalihatpadababpendahuluanbahwakandunganBODpadalimbahcairindustri minumankarbonasiinisedangnamunlebihtinggidarikandunganBODpadaairlimbah perumahan,sehinggaharusmelaluirangkaianpengolahanlimbahyanglebihbaiksebelum dibuangkesungai.Selainitu,terdapatpulaienislimbahlainnya,sepertilimbahpadatdan limbahgasyangtidakdapatdibuangbegitu saiakelingkungan tanpapengolahan. Padabab ini akandibahas usaha pengelolaan dan pengolahan yang dianggap tepatuntuklimbah yang terbentuk dari proses produksi minuman karbonasi di Indonesia. O Pengolahan limbah cair Telahkitaketahuibahwasecaraumumlimbahcairyangterbentukpadaproses produksiminumankarbonasimemilikiBOD600mg/L4500mg/Ldan COD1000 mg/L8000mg/L. Pengolahan limbah akan diIokuskan untuk pengolahan limbah cair di Indonesia. Di Indonesia, karena industri minuman karbonasi tidak sebesar di negara lain,kandunganBODlimbahnyaberadadibatasbawah,yaitu600(Sumber: hamline.edu) mg/L dan COD nya 1000 mg/L COD. PerbandinganBOD/COD0.6-1.PerbandinganBOD/CODmenandakanlimbah cair tersebut mudah terdegradasi secara biologi. Karena itu proses pengolahan limbah cairsecarabiologiadalahcarayangdianggaptepat.Kitaharusmenurunkan kandunganBODlimbahindustriminumankarbonasisesuaibakumutuyang ditetapkandalamperaturandiIndonesia.SesuaiKEP-51/MENLH/10/1995maka baku mutu limbah cair untuk industri minuman ringan adalah sebagai berikut : Tabel 4. Baku mutu limbah cair untuk industri minuman ringan Sumber : KEP-51/MENLH/10/1995 Jadi dapat kitalihat dari data di atas, bahwa kita harusmenurunkan BOD limbah cair industriminumankarbonasidari600mg/Lmeniadihanya50mg/Lataukitaharus menurunkankandunganBODsebanyak91.7.Karenaitu,satuienispengolahan secara biologi saia tidak cukup dan kita harus merangkainya dengan ienis pengolahan lainnya.Prosespengolahanlimbahuntukindustriminumankarbonasidituniukkan pada gambar di bawah ini : ,2-,r 4. B,,n penol,h,n li2-,h .,ir p,d, proses produksi 2inu2,n k,r-on,si RangkaianunitpengolahanlimbahcairdiatasdipilihberdasarkanIungsinyadanpersen eIisiensipenyisihanlimbahnyayangdiperolehdariberbagaiartikeldanliteraturlainnya. Berbagai unit pengolahan di atas Penielasan dari proses pengolahan limbah cair di atas adalah sebagai berikut : Pengolahan pendahuluan (preliminarv treatment) Screening S.reenmerupakanalatdenganbukaanyangmemilikiukuranyangseragam, yangdigunakanuntukmenyaringbendabendakasaryangterdapatdalam influentlimbahcairyangmenuiukesistempengolahanlimbah.Screening merupakanpengolahanpendahuluanpadasistempengolahanlimbahcair.Umumnyaelemen pada screen terdiri atas : a. Batang paralel b. Tangkai atau kawat c. Jeruiid. Lubang kawat e. Piringan berlubang I. Pembukadenganberbagaibentuk,umumnyadenganslotbundaratau persegi paniang Pertamasekaliairlimbahakanmelewati.o,rse-,rs.reen,yangdigunakan untukmenyaringbendakasarsepertipuntungrokok,labelbekas,kertas, sedotandanlainnyaagartidakteriadikerusakanpadaperalatanpengolah limbah,sepertipompa,pipadankatup.Screeninimemilikibukaanantara6 mm150mm.Pembersihannyadapatdilakukandengantanganatausecara mekanik. ,2-,r 5. o,rse -,r s.reen Limbahpadatdariunits.reenlaludiangkutkes.reenin.o2p,.torlaluke hopper.S.reenin.o2p,.tordigunakanuntukmengurangivolumelimbah dengancaramemadatkannyalalumengangkutnyaketempatpenampungan atau hopper. Pada tahap ini tidak teriadi pengurangan TSS ataupun BOD Netralisasi (penyesuaian pH) Jugamerupakanpengolahanpendahuluankarenatidakteriadipengurangan BODataupunTSS.PenyesuaianpHdibutuhkankarenapHairlimbahdari industriminumankarbonasiinicukuptinggi,yaitu10.8,sedangkanpada proses selaniutnya dibutuhkan pH yang lebih rendah. Beberapa senyawa kimia yangbiasadigunakanuntukmenurunkanpHadalahasamkarbonat( H2CO3) dalambentukgas,asamclorida(HCl)dalambentukcair atauasamsulIat (H2SO4) dalam bentuk cair. Pengolahan primer (!rimarv 1reatment) issolved Air Flo,t,tion (DAF) ProsespengolahanselaniutnyaadalahsecaraIisikdenganDissolvedAir Floatation (DAF) yang merupakan pengolahan primer, yaitu pengolahan untuk menyisihkan partikel tersuspensi (TSS) serta minyak dan lemak. ,2-,r 6 . issolved Air Flo,t,tion SisteminidipilihkarenamampumenyisihkanTSSdanminyakyang terkandung dalam limbah cair minuman karbonasi secara eIektiI. Lemak dan minyakdapatmenempelpadasistemperpipaandanmenggangguproses pengolahanlimbahcair.Selainitu,limbahyangmengandungbanyakgula sepertiminumankarbonasiinidapatmeningkatkanpertumbuhanfil,2entous -,.teri,l,yangdapatmenyebabkanpermalahanslude-ulkin.Bakteri semacam itu dapat disisihkan pada unit DAF ini (Sumber : Waste Treatment in the Food Processing Industry, 2006). DAF terdiri atas dua tangki, yaitu tangki tekanan dan tangki Ilotasi (pengapungan).Penyisihan limbah dilakukandenganmemasukkan udara kedalam air dengan tekanantertentu,lalumelepaskanudarapadatekananatmosIerketangki Ilotasi.Pelepasanudaradalambentukgelembungkecilakanmenempelpada materi tersuspensi yang kecil, menyebabkan materi tersuspensimengapungke permukaan.Padatanyangmengapungmembentuklumpurdipermukaan cairanininantinya akandisisihkandengan alatyangdisebutski22indevi.e secaraberkala.Sedangkanpadadasartangkiiugaakanteriadipengendapan lumpurhasilpengolahan.Padasistemini,airdapatdi-re.v.lekembaliuntuk meningkatkaneIisiensi.EIisiensinyaantara70-98untukpenyisihanTSS, 80-95untukpenyisihanminyakdanlemakdan40-60untuk menyisihkan BOD (Sumber : arieschem.com) KoagulasidanIlokukasidibutuhkanuntukmempermudahmeningkatkan pemisahanpadatantersuspensidariair.Prosesinidilakukansebelumair limbahmemasukitangkiDAF.Padaumumnya,partikelkoloidyang ditemukanpadalimbahcairmempunyaimuatannegatiI.Ukurannyaantara 0.01hingga1m.Koagulasidilakukandenganmenambahkanpartikel bermuatan positiI ke dalam limbah cair untuk mendestabilisasi muatan negatiI yangmenyebabkanpartikelpartikelkoloiditusalingterpisahd.LaludenganIlokulasi,partikelpartikelkecilterikatpadapartikelbermuatan positiImembentukukuranpartikelyanglebihbesar.Flokulanyangdipakai umumnyaadalahbesibervalensitigasepertiFeCl2atauFeSO4atau alumuniumbervalensi tiga sepertiAlSO4. Kondisi limbahcairdenganpH4.5 5.5dibutuhkanuntuksenyawabesi,sedangkanuntuksenyawaalumunium dibutuhkanpH5.56.5.PemilihanIlokulanbiasanyadilakukanberdasarkan eIektiIitasnya dalam mengolah ienis limbah tertentu. Pengohan sekunder ($econdarv 1reatment) Lumpur aktiILumpur aktiI atau,.tiv,ted sludemerupakan pengolahan tahap keduayang merupakanpengolahansecarabiologi.Yangdapatdigunakanmisalnya o2plete-MixA.tiv,tedSlude(CMAS)yangmerupakansalahsatumetoda suspendedrowthpro.ess.PadareactorCMASini,tangkiterusmenerus diaduk,sehinggabaiklimbah,MLSS(MixLiquorSuspendedSolid)maupun oksigen tercampur merata di seluruh tangki. Tiga unsur utama dalam ,.tiv,ted sludeadalah adanya oksigen,mikroorganisma dan nutrisi.Mikroorganisma yangterlibatbiasanyaadalahbakteriZoogloearamigera,yangmenghasilkan banyak lendir ekstraselular. Organisma ini adalah agen utama untuk Ilokulasi. BakterilainnyamisalnyaadalahPseudomonas,Nitrosomonasdanlain sebagainya. Lalu dari golongan Iungi adaZoophagus, Arthrob otrysmana danlain sebagainya. Dari golongan protozoa contohnya adalah Opercularia, selain itu ada pula amuba dan Ilagelata. Nutrisi anorganikyangdibutuhkanmisalnyaadalahN,P,K,S, Mg, Ca, Fe,Na danCl.SelainitudibutuhkanpulanutrisiminorsepertiZn,Mn,Mo,Se,Co, CudanNi.Faktorpertumbuhanmikroorganismaberbedaantarasatudan lainnya,namuntigaIaktorpendukungpertumbuhanutamayangharusada yaitu asamamino,nitrogendanvitamin.Umumnyadalam airlimbahindustri makanandanminuman,unsurnitrogendanIosIoryangdiperlukansebagai nutrisitidakmemadai,sehinggaharusditambahkan.Metabolismebakteri aerob yang teriadi, adalah :Senyawa organik nutrisi O2sel baru CO2 H2O Sistemaerasidibutuhkanuntukmensuplaioksigenyangdibutuhkanuntuk pertumbuhan bakteri. Waktu detensi antara 36 iam. ,2-,r 7. Re,ktor MAS Se.ond,rv .l,rifier Setelah itu air limbahmemasuki tangkise.ond,rv .l,rifier. Tuiuannya adalah untukmemisahkanpadatan hasil pengolahan dari reaktor lumpur aktiI dengan air. Tangki dapat berbentuk persegi atau melingkar, dengan dasar yang miring, sehinggapartikelakanmengendapkarenagravitasidanmembentukendapan slude atau lumpur di dasar tangki yang miring. ,2-,r 8 . T,nki sedi2ent,si pri2er Lumpuryangterbentukdibawahakanterkumpulkedalamhopper,untuk kemudian diiolah lebih laniut pada unit pengolahan lumpur. Penyisihan tahap ketiga (1ertiarv treatment) Unit Filtrasi Unitiniditambahkanuntukmeningkatkankualitaseffluent,agarkandungan BODpadaeffluentbelummemenuhibakumutuyangada.Yangdigunakan adalahunitIiltrasidenganpasirataus,ndfiltr,tion.Unitinidipilihkarena modalinvestasinyatidakterlalutinggidankemampuannyadalam menyisihkan BOD secara konsisten sebanyak 70 (Sumber : US EPA). ,2-,r 9. Filtr,si den,n p,sir Prinsippengolahannyasangatsederhana,Unitiniumumnyaterdiriatasdua atautigaruang,yaituruangsedimentasi,laluruangIiltrasiyangterdiriatas beberapalapisandanterakhirruangpembuanganeffluent.Limbahmasukke bagianatastangkiIiltrasi,lalulimbahturunkebawah,melaluitahap penyaringanolehpasir.Limbahakanterperangkapolehpasir,sementaraair bersih akankeluarmelalui ruangpembuangandidasar tangki.Unit iniharus dibersihkansekitar seminggusekalidenganproses-,.kw,sh,yaitumengaliri unit dengan air dari bawah ke atas, sehingga akan terkumpul residu berbentuk cairdipermukaantangki.Residuininantinyaditanganilebihiauhpadaunit pengolahan lumpur. Unit desinIeksi Merupakan unit penyisihan ketiga, yang ditambahkan karena kebutuhan untuk menyisihkanbakteriyangadapadaairlimbah.Telahkitaketahuibahwa minumankarbonasimengandungbanyakgula,sehinggakemungkinan terdapat banyak fil,2entous -,.terv, seperti E. colimisalnya. Caranya adalah denganmenambahkanklorinkedalamairlimbahunrukmematikanbakteri yang ada. Penambahan klorin ini dapat mencapai eIisiensi antara 9899.99. Klorinyangdigunakandapatberupagas ataucairan.Untuklimbahcairyang berasaldariunitlumpuraktiI,sebaiknyadigunakandosisklorsebanyak200 mg/L dengan waktu kontak 30 menit untuk mencapai eIisiensi 99.99. Pengolahan lumpur Selainlumpurdariinstalasipengolahanlimbahcair,lumpuriugaberasaldari instalasi pengolahan air yang digunakan untuk proses produksi. r,vitv thi.kener Unitinidesainnyamiripdengantangkipengendapan.Umumnyaberbentuk lingkaran,dimanalumpurdimasukkanketengahunitlaludibiarkan mengendapdanmemadat.Lalulumpuryangsudahmemadatdiambildari dasar tangki. Sementaraeffluent-nyadapatdikembalikankeunitlumpur aktiI kembali. ,2-,r 10. r,vitv thi.kener Belt filter press Keluar dari unit r,vitv thi.kener, lumpur yangsudah memadat masuk ke unit -elt filter prees untuk proses pengeringan lebih laniut (dew,terin). Pada unit ini,digunakanprosespembubuhanzatkimia,pengendapandengangravitasi, lalupemberiantekananuntukmengeringkanlumpur.Awalnya,lumpuryang sudah dibubuhi polimer dimasukkan ke bagian pengendapan, hingga memadat, lalu ditekan dengan .loth -elt berpori. Akibatnya lumpur akan makin memadat danseiumlahairakankeluar.Airinilaludikembalikankeunitlumpur aktiI, sementara lumpur yang sudah memadat akan disisihkan dengan s.r,pper. ,2-,r 11 . Belt filter press ApabilapadaeffluentdarihasilpengolahanlimbahbelummemenuhibakumutupH yangdisyaratkan,makaharusdiadakanpenyesuaianpHkembalisebelumdibuang.Effluent dari hasil pengolahan limbah cair ini dapat dibuang ke sungai, sebagian dapat digunakankembali(reuse)untukprosespencucianbotolataukalengminuman karbonasi tahap pertama. O Pengolahan limbah padat Limbah padat yangdihasilkan pada industriminumankarbonasi ini berasal dari hasil pengolahan limbah cair berupa residu lumpur hasil pengolahan limbahcair. Adapula limbahpadathasilpemadatandariunits.reen.Lumpurdarihasilpengolahanair untukprosesproduksisudahtermasukdisinikarenatelahdisatukandenganlumpur daripengolahanlimbahcairdalamprosespengolahanlumpurdenganr,vitv thi.kener dan -elt filter press yang menghasilkan residu padat. Limbahpadatberupakalengdanlainnyayangsudahdipadatkandapatdiiualpada pemanIaatlimbahpadat,dapatpuladibuangketempatpenampungansampahbiasa laluditimbunkarenatidakmengandunglimbahB3.Sedangkanresidulumpurnya dapat dimanIaatkan untuk pupuk atau dibuang ke tempat penampungan sampah biasa lalu ditimbun. Pada residu lumpur iuga tidak terkandung limbah B3. O Pengolahan limbah gas Menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup no 13 tahun1995,maka baku mutuemisiuntukindustriienislain(selainyangtercantumdalamsuratkeputusan) adalah seperti berikut : Tabel 5. Baku mutu emisi udara Sumber : Kepmen LH no 13 tahun1995 Denganmembandingkanperaturandiatasdenganlimbahpartikulatdangasyang dihasilkanolehboilerberbahanbakargasalam,makaemisiSO24.81mg/m3yang dihasilkantidakmenimbulkanpencemaran,karenabakumutunyamenurutperaturan adalah800mg/m3.Untukpartikulat,emisinyaadalah121.6mg/m3,sedangkanbaku mutunyaadalah350mg/m3,sehinggatidakmenimbulkanpencemaran.EmisiNOx merupakanpermasalahanutamadalampembakarangasalam.EmisiNO2yang diiiinkanadalah1000mg/m3.PrinsippengontrolanemisiNOxdiIokuskanpada pengontrolanprosespembakaranbahanbakargasalamnya.Mulamulapartikulat yangmungkinterbentukdisisihkandengandust.olle.torataupengumpuldebu, misalnya-,house,residunyadapatdibuangketempatpenimbunanlimbahatau digunakankembalisebagaipencampursemen.Lalugasbuangdikontroldenganflue ,sre.ir.ul,tion(FGR),pembakaranbertahappadakondisistoikiometriatau resirkulasigasbuangataudansistempembakarandenganNOxrendahdanudara berlebih.Umumnya yangdipakai adalah FGR. Dengan proses pembakaranyang benar dan FGR emisidapatdikurangi6090. Tapidari tabel2 tentangIaktoremisiNOx terkontroldenganFGR,untukboilerbesaremisinyaadalah1600mg/m3,danuntuk boilerkecilemisinyaadalah512mg/3.Untukboilerkecilmakatidakteriadi pencemaranudara,sedangkanuntukboilerbesarperludiadakanpengontrolanlebih laniut.Yangdapatdigunakanadalahsele.tive.,t,lvti..o2-ustion(SCR),yaitu denganmemasukkanamoniakedalamgasbuang,ditambahdengankatalisuntuk mengubahNOxmeniadigasnitrogenN2.EIisiensipenyisihanNOx-nyaantara80 90. ,2-,r 12. B,,n proses penontrol,n e2isi ud,r, CO2yangdihasilkanolehboilerbiasmencapai 1,920,000mg/m3. CO2merupakangas rumah kaca yang dapat menyebabkan pemanasan global, karena itu emisinya iuga harus dikontrol.CO2dapatditangkapdandikumpulkandengan.,r-on.,pture,nd sequestr,tion (CCS), lalu diubah iadi cairan yang bisadibotolkan untuk diiual kembali atau digunakan kembali sebagai bahan baku pembuatan minuman karbonasi. Pencemaranudaradapatiugateriadidaritempatpenyimpanangulaatausiloyang berupaemisidebu.Alatcontrolyangdapatdigunakanadalahpengumpuldebuberupa -,house. ,2-,r 13. B,house untuk 2enu2pulk,n de-u Dengan alat ini, udara yang tercemar akan masuk ke dalam alat dan melewati beberapa media Iiltrasi. Media ini dapat terdiri atas berbagai materi yang diialin membentuk pola bersilangan.Debuakantertangkapdisini,laludengan2e.h,ni.,lsh,kerdebuakan iatuhdanterkumpuldihopper.Debuyangterkumpuldapatdibuangketempat pembuangan lalu ditimbun atau dimanIaatkan sebagai bahan pencampur semen. . PEMBAHASAN UntukpenngolahanlimbahcairindustriminumankarbonasidiIndonesia,rangkaian unit pengolahan yang digunakan dianggap sudah memadai untuk mengolah limbah cair agar memenuhi baku mutu yang berlaku. Unit lumpur aktiInya mudah dioperasikan dan dapat mengolah limbah cair dengan waktu yang singkat dibandingkan secara anaerobik, sekaligusmenyisihkannitrogendanphospat.BOD awal adalah600mg/L,dandengan sistem pengolahan limbah di atas bisa menurunkan BOD sebanyak 4060pada unit DAF, lalu sebanyak 7085 lagi di unit lumpur aktiI dan terakhir, sebanyak 70 lagi diunitIiltrasi.ArtinyaperaturanmengenaibakumutuBODdalamlimbahuntuk industriminumankarbonasiyaitusebanyak50mg/Ldapatdipenuhi.Selainituunit DAFmampuiugamenyisihkanTSShingga98sertaminyakdanlemaksebanyak 95. Kekurangan sistem ini adalah : O HanyabisadigunakanuntukmengolahlimbahdengankandunganBODyangtidak terlalu besar.O Limbahminumankarbonasiinimengandunggulayangtinggi,selainituunitCMAS walaupunmudahdioperasikan,tapikonsentrasisubstratorganiknyacenderung rendah,yangdapat dapatmeningkatkanpertumbuhan fil,2entous-,.teri,, sehingga menyebabkanslude-ulkinataupengentalanlumpurpadaunitpengolahanlumpur aktiI maupun pada tangki pengendapan. O Dibutuhkanbiayaoperasionalyangtinggiuntukmensuplaioksigenkeunitlumpur aktiI Jikavolumelimbahcairlebih besar,denganCODlebihbesardari15002000mg/Lmaka pengolahansecaraanaerobik(misalnyadenganUpIlowAnaerobicSludgeBlanketatau UASB)akansangateIektiIdisbandingpengolahansecaraaerobikuntukpenyisihanBOD hingga95danCODhingga95(Sumber:WasteTreatmentintheFoodProcessing Industry,2006).Selainitubiayaoperasionalnyalebihmurahkarenatidakperlubiaya tambahan untuk mensuplai oksigen ke dalam tangki.Kekurangannya dibandingkan pengolahan secara aerobik adalah butuh waktu lebih lama agar biomasayangmemadaiuntukpengolahanlimbahdapatmencukupi,yaitu3bulan.Selain ituwaktudetensiyangdibutuhkanlebihlama(mencapaibeberapahari)danpengolahan secaraaerobikinitidakdapatmenyisihkannitrogendanphospat,sehinggadibutuhkan pengolahanlebihlaniutberupapengolahansecaraaerobikkarenalimbahcairdariproses produksi minuman karbonasi mengandung unsur nitrat dan phospat.Padapengolahanlimbahsecaraanaerobikteriadiempattahapan,yaituhidrolisis, asidogenesis, asetogenesisdan terakhirmetanogenesis, sehinggapada thapakhirdihasilkan banyakgasmethan.GasmethaninitergolongdalambioIuel,artinyadapatdikonversikan meniadibahanbakar,yangdapatmenggantikanIungsibahanbakargasalamuntukboiler yangdigunakan.Akantetapidibutuhkanbiayatambahanuntukmembangunalatuntuk mengkonversi gas methan meniadi bahan bakar. . KESIMPULAN O Limbahyangdihasilkandariprosesproduksiminumankarbonasiberupa limbah cair, padat dan gas. O Limbahcairmerupakanpermasalahanutamadalamindustriminuman karbonasi. Limbahyangdihasilkanberasaldariprosespencuciankalengdanbotol, pembersihanmesinproduksidanpembersihandaritumpahansisaproduksi kegiatan lainnya. O LimbahcairindustriminumankarbonasimengandungBODyangsedang.Di Indonesia,limbahcairdariindustriinimengandungBODsebanyak600mg/L danCOD1000mg/L.PerbandinganBOD/CODmenandakanlimbahmudah terbiodegradasi secara biologi O Pengolahanlimbahsecarabiologiyangdipilihadalahsecaraaerobikwalaupun pengolahanlimbahsecaraanaerobikdapatmenyisihkanBODdanCODdengan lebiheIektiI,karenaBODlimbahnya tidak terlalu besar (600mg/L),dan reaktor CMASlebihmudahdioperasikan.Selainitupadapengolahanlimbahsecara anaerobik,reactoraerobiktetapdibutuhkanuntukpenyisihannitrogendan phospat. O Pengolahanyangdigunakan sudahdapatmenyisihkanlimbahyang ada sehingga effluent-nya dapat memenuhi aturan baku mutu, yaitu 50 mg/L.O Effluentyangsudahmemenuhibakumutudapatdibuangkesungaiatau dimanIaatkan untuk proses pencucian botol dan kaleng tahap pertama. O Limbahpadatberasalprosespengemasan,pemberianlabeldanpembersihan pabrikberupakardus,sedotan,kertas,danpuntungrokok,laluresidudarihasil pemadatanlumpurhasilpengolahanlimbahcairdanresidudaridust.olle.tor. Adapulakalengkaleng,pecahahanbotol,sedotandansampahlainnyadari proses s.reenin yang dipadatkan dengan s.reen .o2p,.tor.O Tidak terdapat limbah B3 pada limbah padat dari industri ini. O Limbahpadatberuparesidudariprosesr,vitvthi.kenindan-eltfilterpress, bisa digunakan sebagai pupuk atau ditimbun di tempat penimbunan sampah biasa. O LimbahgasyangutamaadalahNOxyangberasaldaripembakaranbahanbakar gas alam pada boiler. Selain itu ada pula debu dari silo penyimpanan gula. O PenanganemisiNOx diutamakanpadaprosespengontrolansaatpembakaran, yaitudenganmemgontrolpembakarannya,diantaranyaadalahdengan pembakaran bertahap pada kondisi stoikiometri, flue ,s re.ir.ul,tion (FGR) dan sistempembakarandenganNOxrendah.SisaemisiNOxditanganidengan sele.tive .,t,lvti. .o2-ustion (SCR) dimana NOx diubah meniadi N2. O CO2yangbanyakdiemisikandapatditangkapdandimanIaatkankembaliuntuk proses produksi minuman karbonasi. O Emisidebudarisilodanboilerditanganidenganpengumpuldebu-,house. Residunya dapat dibuang ke tempat penimbunan sampah biasa atau dimanIaatkan sebagai bahan pencampur semen. DAFTAR PUSTAKA 1. Steen, David P. danAshurst, Philip R., 2006, 'Carbonated SoIt Drinks Formulation and ManuIacture, Blackwell Publishing Ltd, India 2 MetcalI andEddy,2003, 'WastewaterEngineering Treatment.Disposal andReuse, Mc. Graw-Hill, Inc., Singapore 3. Davis, Wayne T., 2000, 'Air Pollution Engineering Manual, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Inc, New York 4. Milhelcic, James R., 1998, ' Fundamental oI Environmental Engineering, John Wiley & Sons, Inc., New York 5. Woodward Frank, 'Industrial Waste Treatment Handbook, hLLp//booksaooalecolddiunduh tanggal 28 Oktober 2009 6. Wang, Lawrence K. dan Hung, Yung-Tse, 2006, 'Waste Treatment in the Food Processing Industry, hLLp//booksaooalecold , diunduh tanggal 28 Oktober 2009 7. ' Coca Cola Tingkatkan Penetrasi Pasar, 2005, http://bisnisiakarta.com , diunduh tanggal 3 November 2009 8. 'Bidik Pasar Non Karbonasi, 2004, http://pontianakpost.com , diunduhtanggal 3 November 2009 9. 'Coca Cola, hamllneedu/apakabar/baslsdaLa,diunduh tanggal 28 Oktober 2009 10.' Sand Filters, www.epa.gov, diunduh tanggal 11 November 2009 11.' Dissolve Air Floatation (DAF), p2pavsoradiunduh tanggal 11 November 2009 12.'EnergyConservationOpportunitiesinCarbonatedSoItDrinkCanning/Bottling Facilities, 2002, http://www.baseco.com , diunduh tanggal 3 November 2009 13.'Howtoburrytheproblem,2007, http://www.rsc.org/chemistryworlddiunduh tanggal 15 November 2009. PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI MINUMAN KARBONASI Disusun untuk memenuhi tugas sebagai pengganti UTS untuk mata kuliah Pengendalian Limbah Industri Oleh: Ryma Sriayu W SEKOLAH PASCASAR1ANA PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG