## Jurnal Daur Lingkungan
, 3(2), Agustus 2020, 47-50 Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Batanghari Jambi Website : http://daurling.unbari.ac.id, Online ISSN 2615-1626 DOI 10.33087/daurling.v3i2.53

## Analisis Pemanfaatan Limbah Padat Pabrik Kelapa Sawit
menjadi Bahan Bakar PLTU

## (Studi Kasus : PT. Agro Mitra Madani Kabupaten Tanjung Jabung Barat)
G.M.Saragih 1 , Hadrah 2* , Rahmad Fatulloh 3
1,2,3 Prorgam Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Batanghari Jl. Slamet Riyadi, Broni, Kota Jambi *correspondence email: hadrah@unbari.ac.id

## Abstract
Palm oil mills as raw materials for domestic industry and are the main export commodities can potentially produce solid waste that needs to be treated in order to avoid environmental pollution. The best treatment is if the waste is used as an energy source. The study  was conducted to determine the  energy  produced  from  the utilization  of palm  shell  and palm  fiber solid  waste  carried  out at  PT  Agro  Mitra  Madani,  Tanjung Jabung Barat District, Jambi Province. This study aims to determine the number of shells and fibers produced and used as materials for boilers, analysis of electrical energy from solid waste of palm shells and fibers, and mass balance analysis from the burning of shell s and fibers. The composition of  the  boiler  is  25%  shell and  75%  fiber. The  energy  used by factories from  shell  and fiber  solid  waste  is  the amount of  energy produced  multiplied  by  the  length  of  shift  time,  which  is  7  hours.  The  plant's  electricity  demand  is  4,900  kWh  and  the  amount  of  electricity produced from the fibers and shells as boiler fuel is 8,253 kWh. Based on the calculation results, it can be seen that the excess power for 7 hours is 3,353 kWh and the amount of residue is 654 kg / shift. These results indicate that the utilization of oil palm shells and  fiber into electrical energy is feasible.
Keywords: Renewable Energy, Electrical Energy, Fibers and Shells.

## 1. Pendahuluan
Kelapa sawit ( Elaeis guineensis jacq ) adalah tumbuhan industri  penghasil  minyak  goreng,  minyak  industri,  maupun bahan  bakar  biodiesel.  Pada  tahun  2017,  perkebunan  kelapa sawit  di  Indonesia  dengan  luas  areal  12,29  juta  ha,  produksi 34,46 juta ton dan ekspor 29,071 juta ton  CPO. Kelapa sawit mempunyai  peranan  penting  dalam  perekonomian  nasional. Disamping  sebagai  bahan  baku  industri  dalam  negeri,  kelapa sawit  juga  merupakan  komoditas  ekspor  utama.  Pada  tahun 2017  tercatat  di  Provinsi  Jambi  perkebunan  kelapa  sawit mencapai 1.701.363 ha di 9 kabupaten (BPS Indonesia 2017).
Pemanfaatan  limbah  padat  dari  Pabrik  Kelapa  Sawit (PKS)  dapat  dilakukan  dengan  menggunakannya  sebagai bahan  baku  boiler pada pembangkit  listrik tenaga uap. Boiler atau  ketel  uap  adalah  suatu  bejana/wadah  yang  di  dalamnya berisi  air  atau fluida  lain  untuk  dipanaskan. Energi panas dari fluida tersebut selanjutnya  digunakan  untuk berbagai macam keperluan,  seperti  untuk turbin uap, pemanas ruangan, mesin uap, dan  lain  sebagainya. Secara proses konversi  energi, ketel memiliki  fungsi  untuk  mengkonversi  energi  kimia  yang tersimpan  di  dalam  bahan  bakar  menjadi  energi  panas  yang tertransfer  ke  fluida.  Dapat  diketahui  bahwa  syarat  bahan bakar  ketel  harus  memiliki  nilai  kalor  yang  cukup  untuk mengubah air menjadi uap, serta nilai kalor suatu bahan bakar juga  sangat  berpengaruh  terhadap  efisiensi boiler itu  sendiri (Kunarto, 2019).
Berdasarkan hasil penelitian oleh Suci Angraini Pricilia (2014) disimpulkan bahwa bahan bakar cangkang penggunaanya  habis    5  ton/jam  dengan  lama  penggunaan  4,1 jam dan serabut 6,5 ton/jam dengan lama penggunaan 6,8 jam setiap  hari.  Berdasarkan  hasil  perkalian  antara  lama penggunaan  bahan  bakar  dengan  kebutuhan  listrik  pabrik sebesar 815 kW, maka diperoleh energi dari cangkang sebesar 3.416 kWh dan serabut sebesar 5.617 kWh dengan total energi pemanfaatan serabut dan cangkang sebesar 9.033 kWh/hari.
Upaya  untuk  menjaga  kelestarian  lingkungan  telah dilakukan oleh beberapa perusahaan dengan mengelola limbah cair  menjadi  pupuk  dan  limbah  padat  sebagai  bahan  bakar boiler pengganti solar  yang ramah  lingkungan, seperti  halnya yang  dilakukan  oleh  PT  AMM,  Kabupaten  Tanjung  Jabung Barat, Provinsi  Jambi. PT  AMM telah  memanfaatkan  serabut dan  cangkang  kelapa  sawit  sebagai  bahan  bakar boiler yang menghasilkan  uap  ( steam) untuk  menggerakkan  turbin  yang akan  menghasilkan  energi  listrik.  Listrik  digunakan  untuk menggerakkan  mesin-mesin  yang  terdapat  di  pabrik,  barak (perumahan karyawan  pabtrik), kantor, dan penerangan untuk lingkung pabrik.
2. Metode Penelitian
a. Pengumpulan Data Primer
1. Jumlah produksi olah TBS Jumlah olah TBS x jam olah
2. Volume limbah padat PKS Jumlah cangkang  = jumlah olah TBS x 6% Jumlah serabut  = jumlah olah TBS x 13%
3. Jumlah residu pembakaran pada boiler.
b. Pengumpulan Data Sekunder
1. Kapasitas boiler PT AMM
Data  yang  diambil  meliputi  spesifikasi  boiler  yang dipakai  pada  PT  AMM, steam  pressure  superheater (bar),  temperatur feed  tank  dearator ( 0 c), steam  flow (ton/jam) dan steam out generatour ( 0 c).
2. Layout PKS PT AMM Data  yang  di  ambil  bertujuan  untuk  mengetahui susunan  tata  letak  kantor,  gudang,  IPAL,  dan  stasiun- stasiun yang terdapat di PKS PT AMM.
3. Peta PKS PT AMM

## G.M.Saragih,  Hadrah,  Rahmad  Fatulloh,  Analisis  Pemanfaatan  Limbah  Padat  Pabrik  Kelapa  Sawit  menjadi  Bahan  Bakar PLTU (Studi Kasus : PT. Agro Mitra Madani Kabupaten Tanjung Jabung Barat)
Untuk  membantu  peneliti  sebelum  melakukan  survei untuk  mengetahui  kondisi  daerah  yang  akan  diteliti  di PT AMM.
c. Neraca Massa dari Proses Pembakaran pada Boiler
Gambar 1. Neraca limbah PKS
4. Hasil dan Pembahasan
a. Neraca Massa Limbah PKS PT Agro Mitra Madani
Gambar 2. Neraca massa limbah PKS PT AMM
Tandan Buah Segar yang diolah di pabrik menghasilkan CPO,  inti  sawit, serabut, cangkang, dan tandan kosong.  Dalam  proses  pengolahan  sawit,  pabrik  AMM  ini menghasilkan  limbah  padat  dan  limbah  cair.  Limbah  padat berupa  serabut  dan  cangkang  yang  dimanfaatkan  sebagai bahan  bakar  boiler  yang  akan  menghasilkan  listrik  untuk memenuhi kebutuhan yang diperlukan di PT AMM.
Jumlah olah TBS x 7 jam olah (shift)
= 36,204 ton x 7 jam olah
= 253,428 ton/shift.
b. Jumlah Persentase Limbah di PT Agro Mitra Madani
Adapun  cara  menghitung  umlah  persentase  limbah  padat dan limbah cair di PT AMM ialah sebagai berikut:
1. Limbah janjangan kosong
Jumlah Olah TBS/ shift x Persentase Janjangan Kosong = 253,428 ton/ shift x 24%
= 60,822 ton/ shift
2. Limbah Cangkang Jumlah Olah TBS/ shift x Persentase Cangkang
= 253,428 ton/ shift x 6%
= 15,205 ton/ shift
3. Limbah Serabut
Jumlah Olah TBS/ shift x Persentase Serabut = 253,428 ton/ shift x 13%
= 32,945 ton/ shift
4. Limbah Cair
Jumlah Olah TBS/ shift x Persentase Tandan Kosong
= 253,428 ton/ shift x 30% = 76,028 ton/ shift
c. Alur  Proses  Pemanfaatan  Limbah  Padat  Menjadi Listrik Tenaga Uap PT Agro Mitra Madani
PT  AMM  menggunakan  fluida  kerja  air  uap  yang bersirkulasi secara tertutup. Siklus tertutup artinya menggunakan fluida yang sama secara berulang-ulang. Urutan sirkulasinya adalah sebagai berikut : 1. Pertama  bahan  bakar  berupa  limbah  padat  cangkang  dan serabut dengan komposisi serabut 75% dan cangkang 25% dimasukkan  kedalam  ruang  pembakaran  dengan  cara dimasukkan melalui fuel distributing conveyor.
2. Kedua  air  diisikan  ke  ketel  uap hingga  mengisi  penuh seluruh  luas  permukaan  pemindah  panas.  Di  dalam boiler air  ini  dipanaskan  dengan  gas  panas  hasil  bakaran  bahan bakar dengan udara sehingga berubah menjadi uap dengan suhu di dalam boiler berkisar 250-350 0 C. 3. Ketiga,  uap  hasil  produksi boiler dengan  tekanan  20  bar dan temperatur maksimal 260 0 C diarahkan untuk memutar turbin  sehingga  menghasilkan  daya  mekanik  berupa putaran.
4. Keempat,  generator  yang  dikopel  langsung  dengan  turbin berputar  menghasilkan  energi  listrik    sebagai  hasil  dari perputaran  medan  magnet  dalam  kumparan,  sehingga ketika turbin berputar dihasilkan energi listrik dari terminal output generator.
5. Kelima,  uap  bekas  keluar  turbin  masuk  ke kondensor untuk  didinginkan  dengan  air  pendingin  agar  berubah kembali  menjadi  air  yang  disebut  air  kondensat.  Air kondensat  hasil  kondensasi  uap  kemudian  digunakan  lagi sebagai air pengisi boiler .
6. Demikian  siklus  ini  berlangsung  terus  menerus  dan berulang-ulang.

## d. Perhitungan  Potensi  Listrik  yang  dihasilkan  Serabut dan Cangkang
Jumlah  bahan  bakar  yang  tersedia  pada  PKS  dengan kapasitas  36,204  ton  TBS/jam,  maka  dihasilkan  TBS/ shift masing-masing :
1. Serabut = 13% x 36,204 ton = 4,706 ton x 7 jam = 32,945 ton/ shift
2. Cangkang = 6% x 36,204 ton = 2,172 ton x 7 jam = 15,205 ton/ shift
a) Kapasitas Turbin E g = 1.179 kW (t) E = 7 jam/ shift TE = ∑ 𝑛 𝑔=1 Eg x ∑ (t)E
TE = 1.179 kW x 7 jam = 8.253 kWh b) Kebutuhan Listrik Pabrik E g = 700 kW (t) E = 7 jam/ shift TE = ∑ 𝑛 𝑔=1 Eg x ∑ (t)E TE = 700 kW x 7 jam = 4.900 kWh

## G.M.Saragih,  Hadrah,  Rahmad  Fatulloh,  Analisis  Pemanfaatan  Limbah  Padat  Pabrik  Kelapa  Sawit  menjadi  Bahan  Bakar PLTU (Studi Kasus : PT. Agro Mitra Madani Kabupaten Tanjung Jabung Barat)
Perhitungan  total  energi  yang  dihasilkan  dari pemanfaatan serabut dan cangkang diperoleh dari bahan bakar cangkang  tersedia  yaitu  15,205  ton/ shift dan  bahan  bakar serabut  tersedia  yaitu  32,945  ton/ shift .  Hasil  perkalian  antara kebutuhan listrik pabrik dengan lama penggunaan bahan bakar sebesar  4.900  kWh.  Sedangkan  total  energi  yang  di  hasilkan dari  turbin  yaitu  8.253  kWh.  Maka  dapat  dilihat  kelebihan daya selama 7 jam yaitu sebesar 3.353 kWh.
Pada 1 jam di awal pengoperasian pabrik memanfaatkan  solar  sebagai  umpan  untuk  menghidupkan boiler.  Jumlah  pemakaian  solar  pabrik  sebagai  umpan  boiler adalah 39.5 liter/jam.

## e. Konsumsi Energi Listrik PKS PT Agro Mitra Madani
Diketahui  rata-rata  penggunaan  listrik  pabrik  per  hari dan rata-rata cos Ø adalah 0.8 yang berarti penggunaan energi sudah  efisiensi  karena  mendekati  angka  1.  Total  energi  yang dibutuhkan  oleh  pabrik  kelapa  sawit  AMM  per shift adalah 4.900  kWh  diperoleh  dari  hasil  perkalian  antara  jumlah kebutuhan  listrik  dengan  lama  pabrik  beroperasi/ shift . Penggunaan  daya  listrik  untuk  proses  pengolahan  lebih dominan  sebesar  77%.  Beban  perumahan  menempati  urutan kedua  mencapai  16%  antara  lain  perumahan  AMM,  melur, barak,  dan  perumahan  karyawan.  Sedangkan  beban  lain berupa,  kantor  HO,  kantor  AMM,  sekolah,  masjid  dan penerangan jalan memiliki nilai yang kecil berkisar 7%.
f. Variasi Jumlah Residu Berdasarkan Lama Pembakaran
Tabel 1. Jumlah Residu Berdasarkan Lama Pembakaran pada
sampel 1
Tabel 2. Jumlah Residu Berdasarkan Lama Pembakaran pada sampel 2
Tabel 3. Jumlah Residu Berdasarkan Lama Pembakaran pada sampel 3
Tabel 4. Jumlah Residu Berdasarkan Lama Pembakaran pada sampel 4
Tabel 5. Jumlah Residu Berdasarkan Lama Pembakaran pada sampel 5
Ket: AM = Ampere kW = Kilo Watt kWh = Kilo Watt Hour
G.M.Saragih,  Hadrah,  Rahmad  Fatulloh,  Analisis  Pemanfaatan  Limbah  Padat  Pabrik  Kelapa  Sawit  menjadi  Bahan  Bakar

## PLTU (Studi Kasus : PT. Agro Mitra Madani Kabupaten Tanjung Jabung Barat)
Gambar 4 Jumlah Residu Berdasarkan Lama Pembakaran
Naik  turunya  jumlah  residu  pada  grafik  di  atas dipengaruhi  dengan  adanya  kandungan  minyak  yang  masih terikut  pada  setrabut  dan  cangkang  dari  pengolahah  TBS. Seiring  dengan  lamanya  pembakaran,  maka  volume  residu akan  bertambah  dengan  perbandingan  jumlah  residu  sebesar 94,733  kg/jam  dengan  jumlah  olah  TBS  rata-rata  36,204 ton/jam.

## 5. Kesimpulan
Cangkang  dan  serabut  kelapa  sawit  menghasilkan energi  yang  di  dapat  dari  hasil  perkalian  antara  kebutuhan listrik  pabrik  dengan  lama  penggunaan  bahan  bakar  sebesar 4.900  kWh.  Sedangkan  total  energi  yang  di  hasilkan  dari turbin  yaitu  8.253  kWh.  Maka  dapat  dilihat  kelebihan  daya selama 7 jam yaitu sebesar 3.353 kWh.

## Daftar Pustaka
Ayustaningwarno,  Fitriyono.  (2012). Proses  Pengolahan  dan Aplikasi  Minyak  Sawit  Merah  Pada  Industri  Pangan Program  Studi  Ilmu  Gizi  Fakultas  Kedokteran Universitas Diponegoro . Semarang : Vitasphere II Badan  Pusat  Statiskik.  (2017). Statistik  Kelapa  Sawit Indonesia . Jakarta : CV. Darmaputra Dinata,  T.A.,  dkk.  (2019). Studi  Pemanfaatan  Biomasaa Limbah  Padat  Pabrik  Kelapa  Sawit  (PKS)  untuk Pembangkit  Energi  Listrik. Pontianak  :  Universitas Tanjungpura Hasibuan, H.C., dkk (2013) Analisa Pemakaian Bahan Bakar dengan  Melakukan  Pengujian  Nilai  Kalor  Terhadap Perfomansi Ketel Uap Tipe Pipa Air dengan Kapasitas 60ton/jam. Medan : Usu. Kunarto. (2019). Analisa Efisiensi Boiler Pabrik Kelapa Sawit dengan  Menggunakan  Bahan  Bakar  Fibre  dan Cangkabng. Lampung : UBL.
Pane,  N.E.P.,  dkk.  Studi  Potensi  Energi  Baru  Terbarukan  Untuk Mengatasi  Defisit  Pasokan  Tenaga  Listrik  di  Daerah Sumatera  Utara.  Medan  :  USU.  Jumal  Singuda Ensikom Vol 14 N0.38/JANUARI 2016 : 1-6. Parinduri,  Luthfi.  Analisa  Pemanfaatan  Biomasa  Pabrik Kelapa  Sawit  untuk  Sumber  Pembangkit  Listrik. Medan  :  UI  Sumatera  Utara.  Journal  of  Electrical Technology Vol. I No. 2
Pricilia,  S.A.  (2014). Analisis  Ekonomi  Pemanfaatan  Fiber dan  Cangkang  Kelapa  Sawit  Menjadi  Energi  Listrik. Bogor : ITB.
Rahman, Aulia. (2018). Karakteristik  Bahan Bakar  Biomassa Jenis Tandan, Cangkang, dan Serat Kelapa Sawit Serta Pengaruh  Timbulnya  Pengotoran  Alat  Penukar  Kalor pada Katel Uap. Medan : USU Susanto, J.P., dkk. (2017). Perhitungan Potensi Limbah Padat Kelapaa  Sawit  untuk  Sumber  Energi  Terbaharukan dengan  Metode  LCA. Tanggerang  Selatan  :  Penelitian Pusat Teknologi Lingkungan.