Teknologi Limbah Cair Tahu.pdf

PROSIDING SEMINAR NASIONAL REKAYASA KIMIA DAN PROSES 2004 ISSN : 1411 - 4216

TEKNOLOGI PENANGANAN LIMBAH CAIR TAHU

Oleh : , Takiyah Salim dan Sukirno SrihartiUPT Balai Pengembangan Teknologi Tepat Guna – LIPI

Jl. KS. Tubun No. 5 Subang 41211 Telp. (0260) 411478, Fax (0260) 411239

E-mail : [email protected]

Abstrak

Kegiatan industri tahu menimbulkan dampak postif terhadap keadaan ekonomi diantaranya meningkatkan lapangan kerja dan pendapatan masyarakat, serta meningkatkan perekonomian daerah. Namun dari kegiatan tersebut menimbulkan dampak negatif yaitu menghasilkan limbah terutama limbah cair yang mencemari lingkungan. Industri tahu pada umumnya merupakan industri kecil dan rumah tangga, dimana mereka mempunyai kelemahan dalam modal, sehingga mereka tidak mampu menanggulangi penanganan limbah cair yang ditimbulkannya. Salah satu upaya untuk mengatasi permasalahan tersebut dengan pembuatan instalasi pengolah limbah. Teknologi pengolahan limbah cair yang diterapkan berupa teknologi biofilter yang memanfaatkan aktifitas mikroba anaerob dan aerob untuk mendegradasi kandungan polutan di dalam limbah cair tahu. Karakteristik proses pengolahan limbah cair tahu, kapasitas kedele yang diolah rata-rata 200 kg per hari, jumlah limbah cair yang dikeluarkan 5.000 liter per hari, COD influent 6.535 – 7.322 mg/liter, suhu operasi 30 – 35 C, beban COD terolah 9.852 kg / hari. o

COD efluent 1.023 – 1.574 mg/liter. Dengan memanfaatkan teknologi tersebut kadar COD dapat direduksi sebesar 78,5 % sampai 84,4 %. Kata kunci : Limbah cair tahu, teknologi penanganan Pendahuluan Tahu merupakan produk makanan andalan di kabupaten Sumedang Jawa Barat, dengan rasa yang enak dan gurih, serta tingkat produksinya relatif tinggi. Tahu mempunyai nilai gizi yang tinggi, dimana dalam 100 gram tahu mengandung kalori 68 kalori, protein 7,8 gram, lemak 4,6 gram, hidrat arang 1,6 gram, kalsium 124 mg, fosfor 63 mg, besi 0,8 mg, vitamin B 0,06 mg, air 84,8 gram (Partoatmodjo, S., 1991). Produksi tahu masih dilakukan dengan teknologi yang sederhana yang sebagian dibuat oleh para pengrajin sendiri maupun oleh bengkel kecil, dan dalam skala industri rumah tangga atau industri kecil, sehingga tingkat efisiensi penggunaan sumber daya yaitu air dan bahan kedelai dirasakan masih rendah dan tingkat produksi limbahnya sangat tinggi. Industri rumah tangga tahu merupakan sektor yang potensial dalam upaya penyerapan tenaga kerja, terutama di daerah yang padat penduduknya. Industri kecil ini umumnya mempunyai modal kecil atau lemah, sehingga masih banyak keterbatasan yang harus mereka tanggulangi, diantaranya penanganan limbah cair. Terjadinya krisis ekonomi berdampak terhadap produksi tahu, dimana produksi menurun sampai 50 %. Dengan kondisi demikian, maka industri tahu di Sumedang sangat memerlukan bantuan dari pemerintah untuk pengembangan usaha, peningkatan teknik produksi untuk meningkatkan kualitas produk, penggunaan teknik produksi yang ramah lingkungan dan pengelolaan limbah untuk melestarikan lingkungan. Di kabupaten Sumedang pengrajin tahu mempunyai masalah yang berkaitan dengan lokasi usahanya yang saat ini tersebar di daerah pemukiman masyarakat menengah dan bawah. Di kabupaten Sumedang terdapat 63 unit industri tahu dengan kapasitas produksi yang bervariasi mulai dari 1.200 kg sampai 1.500.000 kg per tahun dengan jumlah 8.294.085 kg , bila diambil rata-rata sekitar 131.652 kg per unit industri per tahun atau 360,7 kg per hari (Anonimous, 2003). Hal ini tidak berbeda jauh dengan kapasitas produksi rata-rata di Indonesia yaitu sebesar 400 kg per hari, dengan memperkerjakan 6 orang buruh langsung dan 32 orang pedagang eceran (Partoatmodjo, S., 1991). Dampak negatif dari adanya kegiatan industri tahu adalah menghasilkan limbah yang dapat mencemari lingkungan. Limbah cair industri tahu merupakan limbah organik dan tidak mengandung bahan kimia, sehingga proses pengolahannya dapat dilakukan secara biologi. Proses pengolahan secara biologi merupakan suatu proses pengolahan limbah dengan memanfaatkan mikroorganisme seperti bakteri untuk mendegradasi kandungan

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK I-12-1 UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG

polutan. Sistem pengolahan secara biologis dapat menghasilkan produk olahan maupun produk samping yang lebih aman terhadap lingkungan, lumpur yang dihasilkannya dapat dimanfaatkan sebagai pupuk organik atau media tanam yang sangat baik. Bahan dan metoda Penelitian. Metoda yang digunakan dalam studi ini adalah sebagai berikut : Untuk perancangan IPAL dilakukan karekterisasi limbah cair tahu, parameter yang diukur : ! Kapasitas kedelai yang diproduksi per hari. ! Jumlah limbah yang dikeluarkan per hari. ! Kadar COD, BOD, pH, TS (Total Solid), TSS (Total Suspended Solid), NH3-N, NO2-N, NO3-N dari

contoh limbah cair tahu yang diukur dengan metoda APHA (1989). IPAL diterapkan di industri tahu skala rumah tangga dengan kapasitas 100 kg per hari yang berlokasi di kabupaten Sumedang. Kinerja IPAL dalam pengolahan limbah cair tahu dilakukan melalui pengujian terhadap degradasi kadar COD (Chemical Oxygen Demand) dan nitrogen total. Pengukuran dilakukan setiap 24 jam sekali yang diamati selama seminggu. Hasil dan Pembahasan. Proses produksi tahu. Tahu diperoleh melalui proses penggumpalan (pengendapan) protein susu kedelai. Bahan yang biasa digunakan adalah batu tahu (CaSO ), asam cuka (CH COOH) dan MgSO . Terdapat dua jenis tahu yang biasa diproduksi yaitu tahu goreng dan tahu sayur.

4 3 4

Jumlah air yang dibutuhkan dari proses pembuatan tahu mulai dari tahap perendaman sampai pencucian ampas adalah 135 liter untuk 3 kg kedelai atau 45 liter per 1 kg kedelai, dengan rincian sebagai berikut : pencucian kedelai 10 liter, perendaman 12 liter, penggilingan 3 liter, pemasakan 30 liter dan pencucian ampas 50 kg.

Skema : Proses pembuatan tahu

VE

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK I-12-2 UNI RSITAS DIPONEGORO SEMARANG

Air Pencucian kedelai Kotoran

Perendaman (Air hangat 55 oC : 1 – 2 jam)

Penggilingan

Pemasakan (100 oC selama 7 – 14 menit)

Penyaringan

Penggumpalan

Pencetakan / Pengerasan

Ampas tahu

Whey

Whey

Keseimbangan bahan. Energi Teknologi Dekomposisi Penumpukan

Gambar 1 : Keseimbangan bahan

Input berupa bahan baku dengan suatu proses akan menghasilkan suatu hasil yaitu output, dimana dalam proses perubahan tersebut memerlukan energi dan teknologi. Selanjutnya output berupa hasil akan digunakan oleh manusia. Pada perubahan proses dari input menjadi output akan menghasilkan sampah. Sampah akan dihasilkan pula dari sisa penggunaan manusia. Sampah apabila diolah dapat dikonversikan akan berguna dan merupakan bahan baku baru untuk input yang lain. Sampah dapat dikomposisi atau diurai oleh bakteri menjadi bagian tertentu dan yang tidak dapat diurai akan ditumpuk dialam. Dalam proses pembuatan tahu, bahan baku atau input berupa kedelai dengan bantuan air, akan menghasilkan tahu, sedangkan hasil sampingannya berupa ampas tahu dan limbah cair berupa whey. Ampas tahu dapat dikonversikan sebagai bahan makanan ternak dan ikan serta oncom, sedangkan whey sebagian besar belum dapat dimanfaatkan (kadang-kadang digunakan sebagai biang), di alam akan berupa limbah (sampah organik) yang kemudian akan diuraikan oleh bakteri. Keseimbangan bahan dalam proses pembuatan tahu adalah sebagai berikut : Teknologi Energi Manusia proses Ternak


Pemotongan

Tahu

Perendaman (Air hangat 80 oC)

Tahu

Bahan baku input

Hasil Output

Penggunaan oleh manusia Sampah

Kedelai 60 kg Air 2700 liter

Tahu

Ampas tahu 70 kg

Whey

Gambar 2 : Keseimbangan bahan pada proses pembuatan tahu

Dari gambar terlihat bahwa keseimbangan bahan dalam proses pembuatan tahu adalah : Air + Kedelai = Tahu + Ampas tahu + Whey 2.700 kg + 60 kg = 80 kg + 70 kg + Whey Whey = 2.610 kg Pada pembuatan tahu secara tradisional akan menghasilkan ampas tahu dengan kandungan protein yang tinggi dibandingkan dengan pengolahan cara mekanis. Kadar protein berdasarkan berat kering di dalam ampas adalah 22 %, sedangkan dalam kedelai 38 %. Karakteristik limbah cair tahu. Pada tabel 1 disajikan kandungan beberapa parameter limbah cair tahu di 4 kota.

Tabel : Parameter limbah cair pabrik tahu LOkasi Parameter Nilai

Sumedang NH3-N (mg/liter) NO2-N (mg/liter) NO3-N (mg/liter)

PH BOD (mg/liter) COD (mg/liter) TSS (mg/liter) TS (mg/liter)

23,3 – 23,5 0,1 – 0,5 3,5 – 4 4 – 6

6.000 – 8.000 7.500 – 14 000

635 – 660 688 – 203

BOD (mg/liter) COD (mg/liter)

3.095,4 12.293

PH BOD (mg/liter) COD (mg/liter)

3,3 – 5,1 3.750 – 4.200 7.800 – 8.600

Jakarta BOD (mg/liter) PO4 (mg/liter) TSS (mg/liter)

33.300 4,7

Bogor

Bandung

900 Nilai BOD, COD, pH dan NH3-N ternyata tidak memenuhi baku mutu limbah, hal ini menunjukkan bahwa perairan telah mengalami pencemaran. Limbah cair yang mengandung zat organik akan mengalami proses pembusukan, sehingga akan menimbulkan bau sebagai hasil penguraian zat organik. Teknologi pengolahan limbah cair tahu. Spesifikasi : Kapasitas kedelai yang diolah 100 kg / hari Jumlah limbah cair 5.000 liter / hari Ukuran IPAL : panjang 10 meter, lebar 2 meter, tinggi 2 meter IPAL terdiri dari : ! Bak penyaringan, ukuran 1 m x 2 m x 0,5 m = 1 m3 ! Bak pengendap, ukuran 2 m x 2 m x 2 m = 8 m3 ! Bak equalisasi, ukuran 2 m x 2 m x 2,25 m = 9 m3 ! Bak anaerobik 1, ukuran 2 m x 2 m x 2,25 m = 9 m3 ! Bak anaerobik 2, ukuran 2 m x 2 m x 2,25 m = 9 m3

Sistem pengolahan limbah cair tahu. Sistem pengolahan limbah cair tahu dapat digambarkan sebagai berikut :

Whey 2.610 kg


Penyaringan padatan yang berukuran lebih besar seperti kulit kedelai dengan menggunakan saringan kawat kasa.

# Pengambilan bahan yang tersaring dan pengeringan

untuk menghindari bau busuk yang menyengat #

Limbah tirisan dan penyaringan dimasukkan ke dalam bak pengendapan pertama. Di bak ini padatan tersuspensi dapat dikeluarkan melalui kran untuk dikeringkan dan dimanfaatkan sebagai

bahan baku pembuatan pupuk organik atau sebagai media tanam yang baik

# Limbah bagian atas di bak pengendap disalurkan ke bak equalisasi

# Limbah masuk ke reaktor anaerobik pertama yang dihubungkan secara seri dengan reaktor anaerobik ke 2.

reaktor yang digunakan adalah biofilter anaerobik yang di dalamnya diisi dengan media sebagai tempat pertumbuhan bakteri. Sebagaian air limbah di reaktor anaerobik ke 2 disirkulasi ke bak equalisasi dengan tujuan untuk mempercepat tumbuhnya bakteri pengurai di limbah segar yang baru masuk ke dalam IPAL

# Hasil pengolahan secara aerobik banyak mengandung lumpur, sehingga perlu dilakukan pemisahan lumpur

dengan menggunakan klarifier. Lumpur hasil pengendapan dapat dikeluarkan melalui saluran bawah klarifier. Aliran atas klarifier (cairan) yang telah memenuhi baku mutu lingkungan dapat langsung dibuang

ke saluran umum yang ada, atau dapat dimanfaatkan sebagai air siram tanaman.

Gambar 4 : Penurunan kadar COD selama pengamatan

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 1 2 3 4 5Hari ke (hari)

CO

D (m

g/l)

COD ICOD II

Pada prinsipnya pengolahan limbah cair secara biologis merupakan pengolahan dengan memanfaatkan mikroorganisme untuk mendegradasi limbah cair. Aplikasi dasar proses biologis adalah dengan menyisihkan bahan organik karbon dalam air limbah yang umumnya diukur dalam bentuk COD. Gambar 4 menunjukkan degradasi kadar COD limbah tahu dalam IPAL . Kadar COD menunjukkan kecenderungan penurunan selama pengamatan. Efisiensi penyisihan COD sebesar 78,5 % - 84,4 % selama 5 hari operasi.


Gambar 5 : Penurunan kadar Nitrogentotal selama pengamatan

0

50

100

150

200

250

0 1 2 3 4 5Hari ke (hari)

Nitr

ogen

tota

l (m

g/l)

Nitrogen INitrogen II

Gambar 5 menunjukkan degradasi kadar nitrogen total. Kadar nitrogen total menunjukkan kecenderungan penurunan. Efisiensi penyisihan Nitrogen total selama 5 hari operasi adalah sebesar 26,5 % - 31,6 %. Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil dari studi ini adalah sebagai berikut : Pengolahan limbah cair tahu dapat dilakukan dengan sistim biologi, yaitu teknologi biofilter anaerob, dimana dapat mendegradasi kadar COD sebesar 78,5 % - 84,4 % dan kadar nitrogen total sebesar 26,5 % - 31,6 % selama 5 hari operasi . Namun masih perlu dilanjutkan dengan biofilter aerob, agar kadar COD yang dikeluarkannya memenuhi baku mutu lingkungan. Daftar Pustaka ! APHA, (1989), “Standard Methods for Examination of Water and Wastewate”r, Ed. 12, American

Public Health Association, Washington, D.C. ! Anonimous, (2003), “Peluang Investasi dan Potensi Industri Kabupaten Sumedang”, Pemerintah

Kabupaten Sumedang Dinas Perindustrian dan Perdagangan, Sumedang. ! Jarwanti, Sartamtono dan Sukani, (1994), “Pemanfaatan Energi dari Hasil Pengolahan Air Limbah

Industri Tahu dan Tempe”, Balai Penelitian dan Pengembangan Industri Departemen Perindustrian RI, Semarang.

! Partoatmodjo, S., (1991), “Karakteristik Limbah Cair Pabrik Tahu dan Pengolahannya dengan Eceng Gondok (Eichornia crassipes (Mart) Solms)”, Pusat Penelitian Lingkungan Hidup Lembaga Penelitian Institut Pertanian Bogor.

! www.bi.go.id/sipuk/lm/ind/tempe-tahu.


Documents

Teknologi Limbah Cair Tahu.pdf