## ESTIMASI POTENSI BIOGAS DARI PALM OIL MILL EFFLUENT
(POME) PABRIK KELAPA SAWIT DI PROVINSI JAMBI

## Guntar Marolop S dan Hadrah
Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Universitas Batanghari hadrah.hasan@gmail.com , saragih.guntarmarolop@gmail.com

## Abstract
The  increasing  of  palm  oil  mills  as  a  result  of  an  increase  in  public  interest  of land exploitation to produce   palm oil can cause high environmental pollution if the  waste  oil  generated  were  not  managed  properly.  Palm  Oil  Mill  Effluent (POME) is the wastewater generated by palm oil extraction process. On the other hand,  POME  is  a  renewable  energy  source.  To  address  the  need  for  electrical energy  increases,  the  monitoring  of  POME  is  an  effort  that  needs  to  be  studied because POME is no longer a pollutant to the environment but a helpful resource. This study uses field data collection in the form of  POME volume and treatment plant process management to determine the COD levels so that the estimation of total  biogas  can  be  done.  Based  on  the  calculation  of  the  energy  potential  of POME  in  Jambi  province  with    processing  capacity  of  the  entire  Province amounted  to  1,230  tons  FFB  /  hour,  20  hours  operating  time  /  day  and  COD content of 50,000 mg / L, the amount of energy can be obtained is 737.712 MWh / day or 269.26 GWh / Year. Keywords: POME, biogas, energy

## PENDAHULUAN
Perkembangan  penggunaan  lahan  di  Provinsi  Jambi  untuk  perkebunan  dan pertanian  sejak  tahun  1990  hingga  tahun  2012  ( Gambar  1) menunjukkan pengusahaan  lahan  sawit  di  Provinsi  Jambi  yang  selalu  meningkat.  Potensi produksi minyak sawit di Provinsi Jambi sebagai salah satu wilayah dengan luas lahan  sawit  terbesar  di  Indonesia  tentunya  diiringi  dengan  produksi  limbah  cair yang tinggi pula.
Gambar 1 . Grafik Perubahan Penggunaan Lahan di Provinsi jambi Tahun 1990- 2012 (Aksis vertikal kiri menunjukkan luas lahan perkebunan karet, sawit dan padi sedangkan aksis vertikal kanan menunjukkan luas hutan primer)
Salah  satu  metode  pengolahan  limbah  yang  baik  adalah  dengan memanfaatkan  limbah  biomassa  untuk  menghasilkan  sumber  energi  ( biofuel ) seperti  biogas  atau  biochar.  Proses  produksi  minyak  sawit  pada  Pabrik  Kelapa
Sawit (PKS) dapat menghasilkan limbah berupa fase padat dan cair. Palm Oil Mill Effluent (POME)  merupakan  limbah  cair  kelapa  sawit  yang  dihasilkan  dalam proses  ekstraksi  minyak  sawit  meliputi  sterilisasi  Tandan  Buah  Segar  (TBS), penjernihan  minyak  sawit  mentah  atau Crude  Palm  Oil (CPO)  dan  pemerasan tandan kosong.
Pengolahan  POME  menjadi  biogas  tentu  dapat  mencegah  terjadinya pencemaran  lingkungan.  Selain  itu,  tingginya  produksi  POME  sebagai  dampak banyaknya jumlah pabrik kelapa sawit  di provinsi Jambi 3 dapat digunakan untuk memenuhi  kebutuhan  energi  di  wilayah  setempat  ataupun  menjadi  salah  satu potensi  ekonomi  unggulan  daerah  dengan  menghasilkan  energi  terbarukan.  Oleh karena itu, perlu dilakukan studi estimasi perhitungan potensi biogas dari POME yang dihasilkan Pabrik Kelapa Sawit di Provinsi Jambi.

## METODOLOGI PENELITIAN
Teknologi  pengolahan  limbah  cair  ( Palm  Oil  Mill  Effluent –  POME)  telah banyak  digunakan  untuk  mengambil  biogas  dari  POME  seperti  Bio  Reaktor  dan Covered  Lagoon atau  sistem capped  anaerobic  pond ,  dengan  menutup  kolam limbah  konvensional  dengan  bahan reinforced  polypropylene sehingga  berfungsi sebagai anaerobic digester (Safrizal, 2015).
Berbagai  metode  pengolahan  POME  dapat  dilakukan  untuk  menurunkan kadar  polutan  sehingga  tidak  mencemari  lingkungan.  Namun  potensi  POME sebagai  bahan  penghasil  biogas  hanya  diperoleh  dengan  menggunakan pengolahan secara anaerob.

## Perbandingan Penguraian Anaerobik dan Aerobik
Baik  penguraian  anaerobik  maupun  aerobic  secara  efektif  dapat mendegradasi zat  organik. Proses anaerobik terjadi dalam kondisi tanpa oksigen, sedangkan proses aerobik berlangsung apabila terdapat oksigen.
Alasan  utama  memilih  proses  anaerobik  adalah  kemampuannya  dalam menghasilkan biogas dengan baik. Proses aerobik tidak mengkonversi zat organik menjadi  metana,  menghasilkan  lebih  banyak  lumpur  dan  mengolah  limbah  lebih tuntas.  Sebaliknya,  proses  anaerobik  menghasilkan  metana  dan  sisa  limbah  cair yang  kaya  nutrisi  seperti  nitrogen  dan  fosfor.  Pemilik  perkebunan  kelapa  sawit dapat menggunakan sisa limbah cair ini untuk pemupukan (Ade Sri Rahayu dkk., 2015).
Mekanisme reaksi pada fermentasi POME secara anaerob yaitu :
1. Proses Hidrolisis :
C 6 H 12 O 6 2CH 3 CH 2 COOH + O 2 C 6 H 12 O 6 CH 3 CH 2 CH 2 COOH +   CH3COOOH + O 2
2. Proses Asidogenesis 2CH 3 CH2CH2COOH + SO4 -2 4CH3COOH + H 2 S CH 3 CH 2 COOH + 3H 2 O                          CH3COOH + HCO3 - + 2H + + 6H 2 CH 3 CH 2 CH 2 COOH + 2H 2 O                    2CH 3 COOH  +  4H +
3. Proses Metanogenesis HC)3- + 4H2 + 2H 2CH 4 + 6H 2 O CH 3 COOH CH 4 + CO 2

## Perhitungan Produksi Biogas
Dalam penelitian ini dilakukan studi literatur, pengumpulan dan pengolahan data,  perhitungan  total  produksi  POME  dari  PKS  di  Provinsi  Jambi  serta
perhitungan  total  produksi  biogas  CH 4 (Metana)  yang  dihasilkan  untuk  dapat digunakan sebagai sumber energi.
Penelitian  ini  menggunakan  metode  pengumpulan  data  lapangan  berupa volume  inlet  PKS,  proses  pengelolaan  instalasi  pengolahan  air  limbah  untuk mengetahui  kadar  COD  sehingga  estimasi  jumlah  produksi  biogas  dapat dilakukan.
Perhitungan  produksi  biogas  dari  POME  dilakukan  dengan  menggunakan asumsi berdasarkan data statistik rata-rata produksi biogas dari POME di sejumlah PKS oleh USAID (2015).
Tabel 1 . Menghitung Potensi Energi Terbarukan dari POME Parameter Unit Keterangan Jam Operasi Jam/hari Rata-rata jumlah jam operasi pabrik dalam sehari Hari Operasi Hari/tahun Rata-rata jumlah hari pabrik beroperasi dalam setahun TBS Tahunan Ton TBS/tahun  Jumlah TBS yang diproses dalam setahun Rasio POME terhadap TBS M 3 /ton TBS Rasio Volume POME yang dihasilkan per TBS yang diolah POME : TBS = (m 3 POME)/ (ton TBS) COD Mg/l COD limbah cair yang dianalisis dengan spektrofotometer Sumber : Buku Panduan Konversi POME Menjadi Biogas, Sri Rahayu, Ade. dkk. (2015)
Perhitungan  ini  didasarkan  asumsi  parameter  operasi.  Tabel  berikut merinci asumsi tersebut.
Tabel 2. Asumsi dalam Menghitung Potensi Daya Parameter Simbol Nilai Satuan Keterangan Rasio konversi CH 4 terhadap COD CH 4 /COD 0,35 Nm 3 CH 4 /kg COD removed Volume metana yang dihasilkan per kg COD yang dihilangkan dari air limbah secara teoritis Efisiensi COD removal COD eff 80-95 % Persentase COD yang akan diubah menjadi metana Nilai energi metana CH 4, ev 35,7 MJ/m 3 Kandungan energi metana Rata-rata efisiensi kelistrikan Gen eff 38-42 % Efisiensi gas engine dalam mengkonversi nilai energi metana menjadi energi listrik
Sumber : Buku Panduan Konversi POME Menjadi Biogas, Sri Rahayu, Ade. dkk.
(2015)
Berdasarkan  asumsi-asumsi  yang  tercantum  pada Tabel  1 dan Tabel  2 maka dapat dilakukan perhitungan potensi daya dengan tahapan sebagai berikut :
1. Bahan baku harian (ton TBS/hari) =
2. Aliran limbah cair harian (m 3 /hari) =
3. COD loading (kg COD/hari) =
4. Produksi CH 4 (Nm 3 CH 4 /hari) =
5. Kapasitas pembangkitan (MWe) =

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Jumlah Tandan Buah Segar yang diolah di Pabrik Kelapa Sawit
Pabrik  Kelapa  sawit  dirancang  bekerja  selama  24  jam  sehari,  namun karena  adanya  perawatan  mesin  PKS  dan  lain-lian,  sangat  mustahil mengoperasikan  PKS  selama  24  Jam  sehari.  Dari  beberapa  informasi  yang diperoleh  dari  Manajemen  PKS,  menyebutkan  bahwa  suatu  PKS  dioperasikan hanya maksimal 20 jam sehari.
Perkiraan TBS yang dihasilkan di Provinsi Jambi sesungguhnya lebih dari 10.000.000  ton  per  tahun.  Namun  TBS  tersebut ada  yang  diolah  di  luar  Provinsi Jambi,  yang  dijual  oleh  pemiliknya  ke  Provinsi  Sumatera  Selatan,  Riau,  dan Provinsi  Sumatera  Barat.  Perkiraan  TBS  yang  diolah  di  PKS  di  Provinsi  Jambi adalah seperti pada Tabel di bawah.
Tabel 3 Data Pabrik Kelapa Sawit (PKS) di Provinsi Jambi No Nama Perusahaan Kapasitas (ton/jam) Lokasi (Desa) Kabupaten 1 PTP VI Pinang Tinggi 60 Sungai Bahar Tengah Muara Jambi 2 PTP VI Tanjung Lebar 60 Sungai Bahar Selatan sda 3 PTP VI Bunut 60 Sungai Bahar Utara sda 4 PT Angso Dou Sawit 60 Mestong sda 5 PT Brahma Bina Bakti 30 Desa Brahma sda 6 PT Sumbertama Nusa Pertiwi 60 Kec Kumpe Ulu sda 7 PT Era Forestama 60 Kec Kumpe Ulu sda 8 PT Bahari Gembira Ria 30 Kec Muara Sebo sda 9 PT Petaling Mandra Guna 30 Kec. Muara Sebo sda 10 PT Makin Group 60 Kec Kumpe Ilir sda 11 PT Bukit Barisan Indah Prima (BBIP) 45 Sungai Toman Tanjung Jabung Timur 12 PT Kedaton 45 Muara Jangga Batang Hari 13 PTP VI Durian Luncup 60 Durian Luncup sda 14 PT Indo Sawit Subur 30 Muara Sebo Ilir sda 15 PT Delimuda Perkasa 30 Mersam sda 16 PT Asiatik Persada 60 Bungku sda 17 PT Humusindo 30 Muara Tembesi sda 18 PT Pratama Agro Sawit 30 Kec. Muara Bulian dan Muara Sebo Ilir sda 19 PT Palma Abadi 30 Kec. Muara Papalik Tanjung Jabung Barat 20 PT Mitra Sawit Jambi 45 Kec. Muara Papalik sda 21 PT Agro Mitra Madani 30 Tebing Tinggi sda 22 PT  Agung Agrolaksana 45 Kec. Muara Papalik sda 23 PT Inti Indo Sawit Subur 45 Tungkal Ulu sda
KELAPA SAWIT DI PROVINSI JAMBI
No Nama Perusahaan Kapasitas (ton/jam) Lokasi (Desa) Kabupaten 24 PT Emal 30 Lubuk Kepayang Kec. Air Hitam Sarolangun 25 PT Kresna Duta Agroindo 45 Pelakar Kec. Bathin VIII sda 26 PT Rigunas Agri Utama 60 Kec. Tebo Ilir Muara Tebo Kapasitas PKS (ton TBS/jam) 1.230 Jumlah TBS per Hari (1 hari = 20 jam) 24.600 (ton/hari) Jumlah TBS per Tahun (1 tahun = 365 hari) 8.976.000 (ton/thn)
Sumber : Dinas Lingkungan Hidup Kabupaten se-Provinsi Jambi, 2016

## Perkiraan Jumlah Limbah Padat PKS
Limbah padat PKS juga dimanfaatkan oleh pemilik PKS untuk bahan baku pembakaran boiler. Limbah yang banyak dimanfaatkan adalah serabut dan tandan kosong, sementara  cangkang sawit  dijual ke pihak yang membutuhkan. Dalam Disbun Prov. Jambi, 2012 disebutkan bahwa TBS yang diolah di PKS akan menghasilkan  CPO  sebanyak  20%,  PKO  4%,  serabut  sebanyak  13%,  tandan kosong  23%  dan  cangkang  sawit  6,5%  serta  limbah  pelepah  12,6%.  Dengan demikian,  perkiraan jumlah masing-masing limbah padat sisa olahan dari 26 PKS tersebut  adalah seperti pada tabel di bawah.
Tabel 4 Perkiraan Jumlah Limbah Padat TBS Sisa Olahan PKS Tahun Jumlah TBS (ton) Tandan kosong (ton) Serabut (ton) Pelepah (ton) Cangkang Sawit (ton) Jumlah Semua Limbah (ton) 23% 13% 12,6% 6,5% (55,1%) 2016 8.976.000 2.064.480 1.166.880 1.130.876 583.440 4.945.776 Sumber : Data olahan, 2017

## Perkiraan Jumlah Limbah Cair PKS
Limbah yang menjadi perhatian di PKS adalah limbah cair atau yang lebih dikenal  dengan  POME  ( Palm  Oil  Mill  Effluent ).  POME  ialah  air  buangan  yang dihasilkan  oleh  pabrik  kelapa  sawit  utamanya  berasal  kondensat  rebusan,  air hidrosiklon, dan sludge separator.
Setiap satu (1) ton TBS yang diolah akan terbentuk sekitar 0,6 hingga 1 m 3 POME.  POME  kaya  akan  karbon  organik  dengan  nilai  COD  lebih  40  g/L  dan kandungan  nitrogen  sekitar  0,2  dan  0,5  g/L  sebagai  nitrogen  ammonia  dan  total nitrogen. Sumber POME berasal dari unit pengolahan yang berbeda, terdiri dari : a. 60% dari total POME berasal dari stasiun klarifikasi; b. 36% dari total POME berasal dari stasiun rebusan;
c. 4 % dari total POME berasal stasiun inti.
Perkiraan  jumlah  POME  per  tahun  (1  ton  TBS  =  0,6  m 3 POME)  sisa olahan dari 26 PKS  tersebut  adalah seperti pada tabel di bawah.
KELAPA SAWIT DI PROVINSI JAMBI

## Tabel 5 Perkiraan jumlah limbah POME TBS sisa olahan PKS
Tahun Jumlah TBS (ton) Volume POME (m 3 ) (1 ton TBS = 0,6 m 3 POME) 2016 8.976.000 5.385,600 Sumber : Data olahan, 2017

## Estimasi Produksi Energi dari POME
Berdasarkan  asumsi  produksi  CH4  yang  dihasilkan  menurut  data  statistik rata-rata  seperti  diuraikan  pada  Tabel  3.2  maka  dapat  dihitung  produksi  metan dari limbah cair (POME) PKS di Provinsi Jambi seperti berikut:
1. Bahan baku harian = Ton TBS/hari
2. Aliran limbah cair harian = 24.600 x 0,6 = 14.760 m 3 /hari
3. COD loading =
4. Produksi CH 4 =
5. Kapasitas Pembangkitan =
Ketersediaan  sumber  energi  terbarukan  di  Provinsi  Jambi  sangat dibutuhkan mengingat  peningkatan  jumlah  pemakaian energi  yang  selalu  terjadi. Secara lebih spesifik, berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Joni Martin dkk (2016)  dapat  diketahui  penggunaan  energi  di  Provinsi  Jambi  berdasarkan  sektor pemakaian  yaitu  sektor  rumah  dengan  kebutuhan  energi  listrik  yakni  691 GWh/Tahun,  sektor  usaha  besar  dan  kecil  dengan  kebutuhan  energi  listrik  222 GWh/Tahun dan sektor industri sebesar 101 GWh/Tahun sedangkan penggunaan terkecil oleh sektor publik meliputi Perkantoran pemerintah dan sekolah yaitu 75 GWh/Tahun.
Kebutuhan  energi  listrik  Provinsi  Jambi  dipasok  dari  2  wilayah,  yakni wilayah Jambi  dan sebagian dari wilayah Sumatera Barat. Namun secara umum, sumber  pasokan  energi  listrik  untuk  Provinsi  Jambi  berasal  dari  tenaga  diesel (PLTD)  sebesar  19,85  GWh.  Untuk  memenuhi  kekurangan  pasokan  energi  yang berasal  dari  diesel,  pasokan  energi  juga  di  penuhi  dari  Tenaga  Gas  (PLTG) sebesar 61,77 MW, dan tenaga mesin gas (202 MW).
Berdasarkan perhitungan potensi energi yang dihasilkan dari POME PKS di Provinsi Jambi sepeti telah diuraikan sebelumnya, dapat diketahui bahwa total energi  yang  dihasilkan  adalah  30,738  MWe  atau  737,712  MWh/hari  atau  setara 269,26 GWh/Tahun sehingga jika digunakan sebagai salah satu sumber energi di Provinsi  Jambi,  jumlah  tersebut  dapat  memenuhi  24,7%  dari  total  penggunaan energi  listrik  di  Provinsi  Jambi  pada  Tahun  2016.  Jika  dikaji  berdasarkan  sektor pengguna,  jumlah  energi  yang  dihasilkan  dari  POME  PKS  Provinsi  Jambi  juga dapat  digunakan  untuk  memenuhi  penggunaan  energi  listrik  pada  sektor  industri (101 GWh) dan sektor publik (75 GWh).

## KESIMPULAN
Analisis  mengenai  estimasi  potensi  biogas  dari  bahan  baku  POME  pada PKS  di  seluruh  Provinsi  Jambi  memberikan  gambaran  kepada  penulis  sehingga
dapat disimpulkan bahwa berdasarkan perhitungan potensi energi POME PKS di Provinsi  Jambi  dengan  kapasitas  olahan  dari  seluruh  PKS  sebesar  1.230  ton TBS/Jam dengan waktu operasi 20 jam/hari dan kandungan COD sebesar 50.000 mg/L  dapat  diperoleh  energi  sejumlah  737,712  MWh/hari  atau  269,26 GWh/Tahun.
Berdasarkan  penelitian  mengenai  potensi  energi  terbarukan  dari  limbah POME  PKS  di  Provinsi  Jambi,  diketahui  bahwa  PKS  di  Provinsi  Jambi  sangat mampu  menunjang  energi  di  Provinsi  Jambi  jika  penanganan  limbah  POME dilakukan  secara  terpadu  sehingga  diharapkan  pada  masa  yang  akan  datang potensi  ini  dimanfaatkan  oleh  Pemerintah  maupun  pihak  swasta  agar  membantu ketersediaan energi di wilayah Provinsi Jambi.

## DAFTAR PUSTAKA :
M. Gatto, dkk. 2015. Oil Palm Boom and Land-Use Dynamics in Indonesia : The Role of Policies and Socioeconomics Factors , 292-303
Sri  Rahayu,  Ade.  dkk.  2015.  Buku  Panduan  Konversi  POME  Menjadi  Biogas, USAID dan Winrock Internasional, hlm. 8
BPMD-PPT Provinsi Jambi.2016. Potensi Investasi Provinsi Jambi, hlm. 16 Safrizal.2015.  Small  Renewable  Energy  Biogas  Limbah  Cair  (POME)  Pabrik Kelapa Sawit Menggunakan Tipe Covered Lagoon Solusi Alternatif Defisit Listrik Provinsi Riau, Jurnal DISPROTEK , 1 , 26-35