Judul: Perbaikan Kinerja Proses Produksi dan Lingkungan Pabrik Gula Sistem Tertutup dengan Pendekatan Keseimbangan Massa dan LCA
Abstrak: Permasalahan pabrik gula (PG) di Indonesia adalah inefisiensi energi dan air sehingga berpengaruh pada biaya produksi dan dampak lingkungan. Dampak lingkungan dihitung berdasarkan penilaian siklus hidup Life Cycle Assessment (LCA). Tujuan utama penelitian ini merancang perbaikan kinerja sistem produksi dan lingkungan pabrik gula kristal putih (GKP) sistem tertutup. LCA produksi gula di pabrik gula mulai dari budidaya tebu, transportasi dan pengolahan gula (cradle to gate). Unit fungsional yaitu konsumsi energi dan potensi emisi karbon pada produksi satu ton GKP. Metode perhitungan Global Warning Potential (GWP). (IPCC 100 tahun) dan kebutuhan energi (Cumulative energy Demand) menggunakan software Simapro 8.5. Rata-rata produktivitas budidaya tebu sebanyak 89.8 ton/ha. Kapasitas produksi PG Ngadirejo adalah 5 532.8 ton tebu per hari. Kelembaban ampas tebu 50%, kadar sukrosa 2.76% menghasilkan NCV (Net Calorific Value) sebesar 7.5 MJ/kg ampas menghasilkan 2.15 kg uap/kg ampas tebu. Kinerja spesifik berdasarkan keseimbangan massa proses produksi 1 ton GKP membutuhkan 12.5 ton tebu, menghasilkan ampas 3.5 ton, blotong 0.3 ton, molase 0.6 ton dan kehilangan produk 4.5% dari tebu giling. Kebutuhan energi dan air proses pengolahan GKP dapat dipenuhi secara mandiri. Potensi kelebihan listrik 62.4 kWh/ton GKP relatif rendah dibandingkan dengan benchmark. Potensi kelebihan air 4 660 liter air/ton GKP setara 0.8 m3 per ton tebu melebihi kebutuhan air sebanyak 0.4 m3/ton tebu. Kelebihan air di pabrik gula mampu memenuhi kebutuhan air minum 575 orang/hari (kebutuhan air 8 liter/orang/hari). Berdasarkan hasil evaluasi terhadap parameter proses penentuan rendemen Mill Extraction (ME=92.6%), Boiling House Recovery (BHR=82.7%) dan pol tebu (10.8%) menunjukkan kinerja pabrik gula kurang efisien karena capaiannya berada di bawah PG Mauritius. Perumusan jumlah GKP pabrik gula dengan nilai koefisien regresi variabel pol tebu, ME, BHR sebesar 0.84, 0.17, 0.06 dan intercept -21.5 menggunakan tiga skenario. Pertama, perolehan GKP berdasarkan data faktual perusahaan menghasilkan 83 116.5 ton GKP/tahun. Kedua, perolehan GKP berdasarkan kondisi pol tebu PG Mauritius dan mesin PG Ngadirejo 94 162.0 ton GKP/tahun. Ketiga berdasarkan pol tebu PG Ngadirejo dan mesin PG Mauritius 103 428.5 ton GKP/tahun. Penelitian ini membuktikan bahwa perbaikan kinerja PG Ngadirejo dapat meningkatkan produksi pada skenario 2 sebesar 10 045.5 ton/tahun dan skenario 3 sebesar 20 312.0 ton/tahun. Peningkatan produksi GKP dari skenario 1 ke skenario 2 sebesar 12.1%, ke skenario 3 sebesar 24.4%. Kenaikan ini berkontribusi nyata dalam pencapaian target pemerintah. Produksi GKP nasional: 2.2 juta ton/tahun, jika kenaikan ini dilakukan secara menyeluruh, maka terjadi peningkatan produksi GKP menjadi 2.5 juta ton/tahun pada skenario 2 dan 2.7 ton/tahun pada skenario 3. Kebutuhan energi per ton GKP skenario 1, 2 dan 3 adalah 29.8 GJ, 25.3 GJ dan 23.5 GJ, potensi energi 51.2 GJ, 47.3 GJ dan 44.3 GJ dan angka NER 1.7, 1.9 dan 1.9 dengan rendemen sebesar 8.3%, 9.4%, dan 10.2% berturut-turut. Kebutuhan energi skenario 3 lebih rendah, demikian juga rendemen yang dihasilkan pada skenario 3 lebih tinggi dibandingkan skenario 1 dan skenario 2. Sehingga rekomendasi perbaikan pabrik gula yang diutamakan adalah mengikuti skenario 3 yaitu peningkatan efisiensi pabrik ME dan BHR. Penilaian kinerja lingkungan menggunakan LCA pada sistem produksi PG menggunakan perhitungan emisi GRK dengan klasifikasi GWP. Tebu menghasilkan emisi 59 kg CO2eq/ton tebu sama
Keyword: gap analysis, gula kristal putih, LCA, neraca massa, NER