Penanganan Limbah Industri Pangan
Oleh Winiati P. Rahayu Industri pangan mempunyai kewajiban untuk menangani limbahnya dengan baik. Dengan demikian banyak dana yang dapat dihemat karena industri tersebut terhindar dari kerugian ekonomi akibat kompensasi masalah yang dapat timbul akibat limbah yang tidak tertangani dengan baik. Disamping itu, penanganan limbah juga merupakan tanggung jawab sosial industri terhadap lingkungan. Menurut perkiraan, dari semua bahan pangan yang diolah secara industrial, 20% diantaranya akan menjadi limbah.
Opsi dari manajemen penanganan limbah yang dapat dilaksanakan di industri pangan antara lain adalah 1) pencegahan terbentuknya limbah yang berlimpah dengan cara mempraktekkan teknologi proses yang lebih efisien, 2) pelaksanaan proses daur ulang limbah yang dihasilkan atau memanfaatkan limbah sebagai bahan baku industri lainnya, dan 3) perbaikan kualitas limbah yang dihasilkan melalui proses pengolahan limbah yang sistematis. Kalangan industri pangan, yang meliputi pabrik pengolah pengolah pangan maupun usaha pangan pangan siap saji seperti restoran dan kantin, dapat mempraktekkan penanganan limbah sejak awal dengan pencegahan polusi, sehingga dapat mengklaim mengklaim industrinya sebagai industri yang peduli lingkungan: “green friendly”.
Sifat limbah industri pangan Pada umumnya, limbah dari industri pangan dapat dikategorikan sebagai limbah padat dan limbah cair. Dari sifat komponen yang dihasilkan, limbah dapat dikategorikan sebagai limbah organik dan limbah anorganik. Khusus untuk limbah cair dapat dilihat bentuk limbah tersebut terlarut atau tersuspensi. Parameter penilaian limbah organik antara lain adalah padatan tersuspensi, alkalinitas, nitrogen organik, nilai fenol, kadar logam dan nilai BOD serta COD. BOD (Biological Oxygen Demand) adalah kebutuhan oksigen biokimiawi bagi proses deoksigenasi limbah dan COD (Chemical Oxygen Demand) adalah kebutuhan oksigen kimiawi bagi proses deoksigenasi limbah. Nilainya masing-masing harus mencapai 30 mg/l dan 80 mg/l sebelum dapat dibuang di lingkungan. Aturan mengenai penanganan limbah dan pengukurannya dapat dilihat pada SNI Indonesia, dan yang terbaru adalah SNI 6989-59.2008 mengenai Air dan Air Limbah: Metode Pengambilan Contoh Air Limbah. Limbah cair pengolahan pangan umumnya mempunyai kandungan nitrogen yang rendah, BOD dan padatan tersuspensi t inggi. Limbah padat dapat berupa sisa-sisa bahan pangan yang tidak terolah. Tentu saja tergantung dari jenis pangan yang diolah, limbah yang dapat dihasilkan dari industri pangan bervariasi dalam sifat, kualitas dan kuantitasnya.
Limbah industri berbahan baku daging dan unggas Limbah dari pengolahan pangan berbahan daging dan unggas yang utama ber asal dari bagian bukan daging dan cairan yang mengandung darah. darah. Cairan yang mengandung darah darah merupakan sumber polusi yang harus ditangani dengan cepat dan benar. Sebagai contoh, darah yang dihasilkan dari pengolahan daging sapi sekitar 32.5 kg darah/ton daging dan sekitar 8% dari berat tubuh ayam adalah darah yang 70% diantaranya dapat dikeluarkan. Nilai BOD dan COD dari pengolah pengolah pengemas daging rata-rata adalah 1240 dan 2940 mg/l mg/l dan dari industri pengolah unggas adalah berkisar 150-2400 dan 2-3200 mg/l. Limbah industri berbahan baku susu Limbah dari pengolahan susu segar mempunyai bahan organik terlarut yang tinggi dan bahan tersuspensi yang rendah. Di industri i ndustri susu modern, umumnya banyak digunakan surfaktan dan deterjen asam untuk proses pembersihan yang umumnya akan menyumbang jumlah BOD sekitar 1 kg/453 ton susu yang diolah. Nilai pH limbah industri susu berkisar antara 4.2-9.5 tergantung jenis industrinya dan BOD serta COD dari limbah industri susu adalah 400-9440 dan 360-15300 mg/l.
Limbah industri berbahan baku hasil laut Limbah dari pengolahan pangan berbahan hasil laut sangat tergantung dari jenis hasil laut yang diolah. Pada umumnya limbah cair sangat banyak dihasilkan pada industri ini karena cairan akan dihasilkan atau air digunakan dari mulai proses pemotongan, pencucian dan pengolahan produk. produk. Cairan ini akan mengandung darah dan potongan kecil bahan. Sebagai Sebagai contoh, nilai BOD dan COD yang dihasilkan dari peternakan lele dapat mencapai 3.6 kg/1000 dan 4.9 kg/1000 ekor ikan lele. Sedangkan limbah padat banyak dihasilkan bila yang diolah adalah daging kepiting, karena limbah yang dihasilkan dapat mencapai 85% dari bahan awal.
Sifat limbah industri berbahan baku buah dan sayur Limbah dari pengolahan pangan berbahan buah dan sa yur umumnya mempunyai pH tinggi karena banyak digunakan larutan alkali pada prosesnya. Kecuali pada proses fermentasi buah dan sayur yang pada umumnya banyak mengeluarkan limbah cair yang bersifat asam. Nilai BOD dan COD dari limbah industri ini sangat bervariasi, sebagai contoh nilai pH, BOD dan COD industri apel dapat berkisar 4.1-7.7; 240-19000 mg/l dan 400-37000mg/l.
Prinsip dasar penanganan limbah dalam industri pangan Dengan mengetahui sifat-sifat limbah dari industri pangan yang berbeda, maka proses penanganan limbahnyapun harus harus disesuaikan dengan kebutuhan pengendalian pengendalian limbah yang dihasilkan tersebut. Penanganan limbah dapat dilakukan secara fisik, kimia dan mikrobiologis ataupun kombinasi cara-cara tersebut. Limbah padat dapat dieliminir dengan cara fisik seperti
dengan penyaringan atau sedimentasi. Untuk menetralkan asam dan basa serta menghilangkan bahan organik dapat digunakan metode kimia atau metode fisikokimia seperti adsorbsi, pertukaran ion, dan osmosis ataupun dengan proses mikrobiologis. Pada prinsipnya penanganan limbah dapat dikelompokkan dikelompokkan menjadi enam tahapan tergantung dari jenis limbah dan tujuan penangannya. Keenam tahapan tersebut adalah:
Penanganan pendahuluan (pre treatment). Pada penanganan pendahuluan, partikel yang berukuran besar seperti benda terapung atau benda-benda mengendap dapat dipisahkan dipisahkan dengan saringan atau pengerukan agar tidak mengganggu proses penanganan selanjutnya. Hasil saringan ini dapat dimanfaatkan untuk kompos atau dilakukan pembakaran untuk meminimalkan jumlahnya.
Penanganan primer (primary treatment). Pada penanganan primer, benda-benda yang belum dipisahkan pada tahap awal dipisahkan dengan cara dibiarkan mengendap dengan sendirinya ata u dengan penambahan bahan kimia tertentu agar proses pengendapan dapat segera terjadi. Selain itu, kadang-kadang juga dilakukan proses penghembusan udara sehingga partikel dapat mengapung dan mudah untuk diambil.
Penanganan sekunder (secondary treatment). Pada penanganan sekunder, limbah yang mengandung bahan organik dikurangi dengan bantuan mikroba. Mikroba dapat dapat berasal dari limbah itu sendiri atau ditambahkan dari luar. Mikroba yang akan berperan sebagai mikroba penghancur limbah dapat bersifat aerobik atau anaerobik. Penanganan tertier (tertiary treatment). Pada penanganan tertier, biasanya digunakan berbagai jenis saringan seperti saringan pasir, saringan multi media, saringan mikro, saringan vakum dan berbagai jenis saringan lainnya tergantung dari kebutuhan.
Disinfeksi (disinfection). (disinfection).
Pada proses disinfeksi, mikroba mi kroba direduksi konsentrasinya dan mikroba patogen dihilangkan. Caranya dapat dengan cara fisik menggunakan pemanasan atau dengan cara kimia dengan penambahan bahan disinfeksi. Disinfektan yang digunakan dapat berupa klorin, iodium, iodium, dan ammonium kuartener. Klorin merupakan bahan disinfektan yang banyak digunakan dan selain sebagai disinfektan, klorin juga berguna menghilangkan bau limbah.
Penanganan lanjutan (extended treatment).
Proses ini bertujuan untuk menangani hasil pengolahan limbah yang meliputi proses pemekatan, penstabilan, pengeringan dan pembuangan. pembuangan. Misalnya proses pemanfaatan lumpur yang dihasilkan dari penanganan limbah untuk suatu keperluan yang bermanfaat. Lumpur dapat digunakan untuk pupuk atau untuk penimbun lubang.
Penanganan limbah secara aerobik dan anaerobik
Pada penanganan limbah sekunder, dikenal dua je nis penanganan limbah dengan bantuan mikroba yaitu penanganan secara aerobik dan anaerobik. Pada penanganan limbah secara aerobik dapat digunakan instalasi unit lumpur aktif, filter menetes, kolam/parit oksidasi dan kolam aerasi. Sedangkan pada penanganan secara anaerobik dapat digunakan instalasi unit filter anaerobik, digester dan kolam anaerobik. Keuntungan sistem aerobik bila dibandingkan dengan sistem anaerobik adalah pada sistem aerobik tidak dibutuhkan insulasi atau penutup khusus sehingga biayanya lebih rendah, namun kerugiannya adalah tidak dapat dihasilkan produk akhir yang bernilai ekonomis seperti halnya gas metana yang dihasilkan dari sis tem anaerobik. Pada sistem anaerobik selain dapat dihasilkan gas metana, pada umumnya sistem ini diaplikasikan karena laju reaksinya yang tinggi, dan produk akhirnya dapat ditangani dengan mudah. Penanganan aerobik seperti halnya pada p enggunaan parit oksidasi dapat mengurangi BOD sekitar 80-90% dan penurunan COD hingga 50-60%.
Proses reduksi nitrogen
Efektivitas penurunan nilai BOD dan COD serta kebutuhan klorin untuk disinfeksi akan dipengaruhi oleh kandungan nitrogen pada limbah. Pada limbah yang belum diolah, nitrogen dijumpai dalam bentuk nitrogen organik dan komponen ammonium. Reduksi nitrogen dapat dilakukan dengan proses nitrifikasi dan denitrifikasi. Nitrifikasi adalah proses biologis yang mengoksidasi ion ammonium menjadi nitrit nitrit atau nitrat. Perubahan ini melibatkan bakteri Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus dan Nitrosocystis untuk mengoksidasi ammonium menjadi nitrit dan Nitrobacter, Nitrosogloea dan Nitrocystis yang mengoksidasi nitrit menjadi nitrat. Dengan demikian prosesnya adalah proses aerobik. Sedangkan denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat dan nitrit yang akan menghasilkan gas nitrogen atau nitrogen oksida yang bersifat inert dan dapat menguap di udara. Proses ini menggunakan bakteri Denitro-bacillus dan sifatnya anaerobik.
Aplikasi proses membran untuk penanganan limbah
Teknologi penanganan limbah menggunakan separator membran banyak berkembang akhirakhir ini. Desain membran dapat disesuaikan dengan tekanan, konsentrasi, suhu dan atau potensi elektrik limbah. Dengan teknologi teknologi ini limbah lebih mudah didaur ulang atau dimanfaatkan dan dinilai lebih ekonomis. Prosesnya relatif sederhana, cepat dan diharapkan hasilnya juga lebih aman. Teknologi ini juga menjawab keinginan sebagian besar konsumen untuk mengurangi penggunaaan bahan kimia untuk penanganan limbah. Ukuran membran yang telah dikembangkan antara lain berukuran mikro (0.1-10 ?m), ultra (0.01-0.1 ?m), nano (1-10 nm) dan reverse osmosis os mosis (0.1-1 nm). Untuk penanganan limbah dapat digunakan membran mikro hingga nano. Selain untuk penanganan limbah, teknologi ini sudah diterapkan secara luas di industri pangan untuk proses konsentrasi (menghilangkan cairan), pemurnian (pemisahan kontaminan), dan fraksinasi (memisahkan komponen). komponen). Prof. Dr. Ir. Winiati P. Rahayu, Staf Pengajar Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fateta IPB.
Daftar Pustaka
Anonim . 2008. Food Industry Pollution Prevention and Waste Reduction. Michigan Department of Environmental Quality Environmental Science and Services Division Jenie, B.S.L. dan W.P. Rahayu. 2004. Penanganan Limbah Industri Pangan. Cetakan ke 9. Kanisius-Yogyakarta Pap, N., Pongrácz, E., Myllykoski, L., and Keiski R. 2004. Waste minimization and utilization in the food industry: Processing of arctic berries, and extraction of valuable compounds from juice- processing by- products. In: Pongrácz E. (ed.): Proceedings of the Waste Minimization and Resources Use Optimization Conference. June 10th 2004, University of Oulu, Finland. Oulu University Press: Oulu. p. 159-168.
