## Energi Mandiri dengan Pemanfaatan Limbah Cair pada Industri Pabrik Kelapa Sawit
Daniel Pasaribu 1 , Endang Kusdiyantini 2
1 Magister Energi, Sekolah Pascasarjana, Universitas Diponegoro;
2 Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Diponegoro;
Email  : danpasaribu@students.undip.ac.id (D.P), endangkusdiyantini@lecturer.undip.ac.id (E.K);
Abstrak :  Limbah  merupakan  permasalahan  yang  cukup  serius  di  dunia  industri  kelapa  sawit  dan berdampak merusak lingkungan. Sehingga ditemukan teknologi biogas untuk mengatasi limbah cair (POME)  dan  dimanfaatkan  untuk  menghasilkan  listrik.  Teknologi  tank  reaktor  cukup  efektif  dalam penanganan  limbah  cair  (POME)  untuk  menghindari  gas  metan  terlepas  ke  udara  atmosfir. Pengembangan teknologi biogas di Indonesia terus dilakukan dari pendekatan skala besar dan kecil. Dari  kapasitas  produksi  pabrik  sebesar  30  ton/jam  Tandan  Buah  Segar  (TBS)  dapat  menghasilkan tenaga listrik sebesar 1 MW dari PLT Biogas (PLTBg).
Kata Kunci : Energi, biogas, POME, kelapa sawit

## 1. Pendahuluan
Biogas  adalah  gas  yang  mudah  terbakar  ( flammable )  yang  dihasilkan  dari  proses  fermentasi (pembusukan) bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob (bakteri yang hidup dalam kondisi tanpa oksigen yang ada dalam udara). Bahan-bahan organik adalah bahan-bahan yang dapat terurai kembali  menjadi  tanah,  misal  sampah  dan  kotoran  hewan  (sapi,  kambing,  babi,  dan  ayam). Fermentasi terjadi secara alami dalam waktu yang lama. Biogas berbeda dengan bahan bakar fosil dan dapat selalu diperbaharui.
Gambar 1. Skema Pemanfaatan Biogas
Vol. 2, No. 3, pp 163 – 169 doi: 10.14710/jebt.2021.11163
Biogas juga dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, diantaranya yaitu :
1) Dapat digunakan untuk kompor rumah tangga, penerangan, pemanas air, dan lainnya.
2) Digunakan untuk keperluan misalnya pemanas air, pemanas udara, pengering, dan lainnya.
3) Dapat untuk menggerakkan motor bakar, turbin.

## 2. Dasar Teori
Biogas  mayoritas  mengandung  gas  methan  (CH 4 )  dan  karbondioksida  (CO 2 ),  dan  beberapa kandungan senyawa lain yang jumlahnya kecil diantaranya hidrogen sulfida (H 2 S), ammonia (NH 3 ), hidrogen (H 2 ), serta oksigen (O 2 ). Komposisi biogas secara umum ditampilkan dalam tabel 1.
Tabel 1. Komposisi Biogas Secara Umum Komponen Persentase (%) Metana (CH 4 ) 55 – 75 Karbon dioksida (CO 2 ) 25 – 45 Nitrogen (N 2 ) 0 – 0,3 Hidrogen (H 2 ) 1 – 5 Hidrogen Sulfida (H 2 S) 1 – 5 Oksigen (O 2 ) 0,1 – 0,5
Energi yang terkandung dalam biogas tergantung dari konsentrasi methan (CH 4 ). Semakin tinggi kandungan  methan  maka  semakin  besar  pula  nilai  kalor  pada  biogas.  Peformansi  biogas  dapat ditinggikan dengan beberapa parameter yaitu : Menghilangkan hidrogen sulphur, kandungan air dan karbondioksida  (CO 2 ).  Kandungan  yang  terdapat  dalam  biogas  merupakan  hasil  dari  proses metabolisme  mikroorganisme.  Kandungan  metana  pada  biogas  lebih  dari  45%  cenderung  mudah terbakar dan ini tergolong kategori bahan bakar yang baik karena  nilai kalor nya tinggi. Kandungan CO 2 dalam biogas ternyata berpengaruh terhadap performansi pembakaran karena dapat mengurangi nilai  kalor  bakar  dari  biogas  tersebut.  Kandungan  H 2 S  dalam  jumlah  yang  banyak  dapat menyebabkan korosi pada peralatan dan perpipaan.
Tabel 2.
Rasio C/N untuk Beberapa Bahan Organik Jenis Kotoran Rasio C/N Urine 0,8 Kotoran Sapi 10 – 20 Kotoran Babi 9 – 13 Kotoran Ayam 5 – 8 Kotoran Kambing 30 Kotoran Manusia 8 Jerami Padi - Padian 80 – 140 Jerami Jagung 30 – 65 Rumput Hijau 12 Sisa Sayuran 35
Vol. 2, No. 3, pp 163 – 169 doi: 10.14710/jebt.2021.11163
Biogas dapat diproduksi dari bahan organik yang  mengalami fermentasi anaerob. Di Indonesia pada umumnya  bahan organiknya  berasal dari kotoran  hewan dan limbah cair pabrik kelapa sawit. Bahan  organik  yang  diproses  sangat  mempengaruhi  performansi  biogas  yang  dihasilkan.  Pemilihan bahan  biogas  dapat  ditentukan  dari  perbandingan  kadar  C  (karbon)  dan  N  (nitrogen)  dalam  bahan tersebut.  Tabel  2  menunjukkan  rasio  C/N  untuk  beberapa  jenis  bahan  organik.  Bahan  organik  yang umumnya  mampu  menghasilkan  kualitas  biogas  yang  tinggi  mempunyai  rasio  C/N  sekitar  20  –  30 atau 20 – 25.

## 3. Teknologi Pengolahan POME
Saat ini pengelolaan POME dengan hanya menggunakan kolam terbuka sudah jarang diterapkan karena  gas  methane  langsung  terlepas  ke  atmosfer  sehingga  kurang  ramah  lingkungan.  Teknologi pengolahan POME yang dewasa ini, diantara teknologi yang baru itu adalah membran dan terakhir terdengar dengan elektrokoagulasi. Munculnya atau adanya perkembangan teknologi pengelolaan.

## Gambar 2. PLTBg berbasis POME
Saat  ini  terdapat  beberapa  teknologi  pengelolaan  POME  selain  sistem  kolam  terbuka.  Adapun teknologi itu adalah sebagai berikut :
1) Dengan  menggunakan  kolam  aerobic  ( aerobic  pond ).  Teknologi  ini  untuk  menghindari terbentuknya gas metan.
2) Teknologi  pengeringan  ( drying  process ),  teknologi  ini  tidak  sesuai  karena  memerlukan  biaya dan energi yang besar untuk menguapkan air dalam POME.
3) Aplikasi  tanah  ( land  application ),  sistem  ini  tidak  disarankan  karena  memerlukan  biaya  yang cukup besar.
4) Penggunaan  tandan kosong kelapa sawit  menjadi kompos, POME digunakan  sebagai bahan penyiram  pada  proses  pengomposan  tandan  kosong  kelapa  sawit.  Teknologi  ini  cocok diterapkan,  namun  teknologi  ini  memerlukan  sedikit  investasi  yang  tinggi  tetapi  mendapat keuntungan dengan hasil penjualan kompos.

## Gambar 3. Teknologi POME
Teknologi penangkapan gas metana ada yang membuat` tangki ( biogas reactor ) dengan menutup permukaan kolam limbah menggunakan penutup berbahan parasut ( covered lagoon ).
Tabel 3.
Komposisi Kimia Limbah Pabrik Kelapa Sawit Komponen Berat Kering (%) Ekstraksi dengan Ether 31,6 Protein (N × 6,25) 8,2 Serat 11,9 Ekstraksi tanpa N 34,2 Abu 14,1 P 0,24 K 0,99 Ca 0,97 Mg 0,30 Na 0,08 Energi (kcal/100 gr) 454
Karakteristik limbah kelapa sawit memiliki komposisi kimia yang mengandung unsur hara yang dapat dimanfaatkan untuk pupuk dan bahkan digunakan untuk ramuan makanan ternak.
Vol. 2, No. 3, pp 163 – 169 doi: 10.14710/jebt.2021.11163

## 4. Hasil dan Pembahasan

## 4.1. Pengembangan Biogas
Pendekatan  program  yang  dilaksanakan  pemerintah  dalam  melakukan  pengembagan  biogas, terbagi menjadi 2 klasifikasi, yaitu:
1) Berdasarkan Skala Pengembangan:
 Skala kecil/skala rumah tangga, biasanya untuk keperluan memasak dan penerangan.
 Skala besar, biasanya digunakan untuk pembangkitan listrik.
2) Berdasarkan Jenis Pengusahaan:
 Non-komersialisasi
Diterapkan  untuk  daerah-daerah  yang  belum  melakukan  pengembangan  biogas. Dimaksudkan untuk memberikan contoh langsung kepada masyarakat.
 Semi-komersialisasi
Kelanjutan dari tahap percontohan dengan mengkombinasikan  antara kemampuan dan tanggung jawab oleh masyarakat. Subsidi diberikan hanya sebagian untuk meningkatkan rasa  memiliki  dan  menjamin  keberlanjutan.  contoh  Program  BIRU  (Biogas  Rumah Tangga).
 Komersialisasi
Diterapkan oleh sektor swasta. Pemerintah hanya bersifat memfasilitasi, misalnya dalam aspek jaminan kualitas, pengoperasian, keamanan, tarif, dan lain-lain.
Gambar 4. Skema Pengajuan Pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Biogas

## 4.2. Peluang Investasi dan Tantangan Biogas & Biomassa (Bioenergi)
Tantangan dalam pengembangan PLT Biogas & Biomassa antara lain:
1) Capital investment pada awal project masih tinggi.
2) Jaminan keberlanjutan penyediaan bahan baku.
3) Jaminan kestabilan harga limbah biomassa (biomass fuel).
4) Kesiapan jaringan PLN dalam melakukan interkoneksi dengan pembangkit biomassa.
Vol. 2, No. 3, pp 163 – 169 doi: 10.14710/jebt.2021.11163
Teknologi   biogas plant yang   berkembang   di   Indonesia   dan   telah diimplementasikan di beberapa wilayah terbagi atas dua yakni covered lagoon dan  tangki anaerobic . Kedua desain teknologi disesuaikan  dengan  kondisi  geografi,  luas plant ,  dan  kemudahan  pengoperasiannya.  Perbedaan penggunaan teknologi antara covered lagoon dan Tank reactor adalah sebagai berikut :
Tabel 4.
Kelebihan dan Kelemahan Tank Reaktor Kelebihan Kelemahan  Dapat  digunakan  untuk  segala  macam jenis lahan.
 Luas  lahan  yang  dibutuhkan  relatif kecil.
 Konsentrasi gas metana yang dihasilkan relatif tinggi.
 Biaya konstruksi relatif lebih tinggi.  Relatif lebih sensitif terhadap perubahan operasional.
 Penyimpanan gas yang relatif kecil.

## 5. Kesimpulan
Sebagai penghasil tanaman kelapa sawit terbesar di dunia, pemenuhan tenaga listrik dari limbah pabrik kelapa sawit sangat potensial di Indonesia. Dari kapasitas produksi pabrik sebesar 30 ton/jam Tandan Buah  Segar (TBS) / Fresh Fruit Bunch (FFB) dapat menghasilkan tenaga listrik sebesar 1 MW dari  PLT  Biogas  (PLTBg)  berasal  dari  POME.  Dari  sekitar  700  pabrik  kelapa  sawit  secara  nasional, dengan  kapasitas  produksi  rata-rata  30  –  45  ton/jam  TBS,  secara  umum  dapat  menghasilkan  tenaga listrik sebesar 700 MW dari PLT Biogas (PLTBg).

## Daftar Pustaka
Abimanyu  Haznan  dan  Hedrana  Sunit,  2014,  Konversi  Biomassa  Untuk  Alternatif  Energi  di Indonesia:  Tinjauan  Sumber  Daya,  Teknologi,  Manajemen  dan  Kebijakan,  Cetakan  Pertama,  LIPI Press, Jakarta
A.,  Imteaz,  M.A.,  Arifuzzaman,  2020.  Recent  advances  on  palm  oil  mill  effluent  (POME) pretreatment and anaerobic reactor for sustainable biogas production. Renew.
Bala, J.D., J. Lalung, and N. Ismail., (2014). Palm Oil Mill Effluent (POME) Treatment Microbial Communities  in  an  Anaerobic  Digester:  A  Review.International  Journal  of  Scientific  and  Research Publications, 4(6): 1 - 24
Direktorat Jenderal Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi Kementrian ESDM , 2016,
Investment Guidelines Bioenergy
in
Indonesia, tersedia pada
https://ebtke.esdm.go.id/post/2019/01/31/2117/buku.investasi.bi oenergi.2016, Diakses 1 May 2021.
Hasanudin, U, R. Sugiharto, A. Haryanto, T. Setiadi, and K. Fujie., (2015). Palm Oil Mill Effluent Treatment  and  Utilization  to  Ensure  the  Sustainability  of  Palm  Oil  Industries.  Water  Science  and Technolology, 72(7):1089-95.
Kusuma  Aditya,  Priciia  Melisa,  Agus  Hadiyarto,  2012.  Pemurnian  Biogas  dari  Kandungan Hidrogen  Sulfida  dengan  NaOH,  CuSO4,  Fe2(SO4)3 dalam  Packed  Column  Secara  Kontinyu,  Jurnal Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 1, No.1, Tahun 2012, Halaman 389-395.
Mufida, D. K., Sholichin, M., Cahyani, C., (2015). Perencanaan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL)  Dengan  Menggunakan  Kombinasi  Sistem  Anaerobik-Aerobik  Pada  Pabrik  Tahu  “DUTA” Malang. Jurnal Pengairan
Vol. 2, No. 3, pp 163 – 169 doi: 10.14710/jebt.2021.11163
Parinduri  Luthfi,  2016,  Analisa  Pemanfaatan  Biomassa  Pabrik  Kelapa  Sawit  Untuk  Sumber Pembangkit  Listrik,  tersedia  pada  :  https://jurnal.uisu.ac.id/index.  php/jet/  article/view/201/172, Diakses 1 Mei 2021.
Suyitno,  Agus  Sujono,  Dharmanto.  (2010).  Teknologi  Biogas  Pembuatan,  Operasional,  dan Pemanfaatan, Edisi Pertama
Shintawati, Hasanudin, U., Haryanto, A. (2017). Karakteristik Pengolahan Limbah Cair Minyak Kelapa Sawit dalam Bioreaktor Cigar Kontinu. Jurnal Teknik Pertanian Lampung, Vol. 6, No. 2, 81-88