Sabtu, 24 November 2012

[Makalah] Metode Flotasi untuk Pengolahan Limbah Kelapa Sawit


BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Industri kelapa sawit merupakan industri yang sangat penting. Beberapa industri yang berbahan baku kelapa sawit antara lain: industri makanan, kosmetik, sabun dan cat. Banyaknya kegunaan kelapa sawit sebagai bahan pangan memacu industri dalam pengolahan kelapa sawit(Aritonang,1986; Tim Penulis PS,1997).
Seiring dengan meningkatnya peran industri pengolahan kelapa sawit dalamperkembangan agroindustri di Indonesia, meningkat pula masalah pencemaran yang ditimbulkannya(Anonymous,1993). Pencemaran yang dapat ditimbulkan oleh limbah pabrik kelapa sawit dapat menurunkan kualitas lingkungan terutama diperairan yang secara tidak langsung akan berbahaya bagi lingkungan dan kesehatan manusia. Hal ini dapat disebabkan oleh adanya kandungan bahan organik yang tinggi dalamlimbah kelapa sawit. Kandungan organik ini dapat meningkatkan kadar BOD dan COD dalam perairan karena memerlukan banyak oksigen untuk menguraikan bahan organik tersebut. Bila padatan/limbah ini dibuang kesungai,maka sebagiannya akan mengendap terurai secara perlahan yang akan mengkonsumsi oksigen terlarut, mengeluarkan bau yang tajam akibat adanya dekomposisi bahan organik secara anaerobik oleh bakteri,merusak daerah pembiakan ikan, mematikan biota air dispanjang alirannya secara kemungkinan padatan tersebut mengapung seperti halnya minyak sehingga dapat menahan oksigen (aerasi) yang dapat mempengaruhi kehidupan biota didalam air terutama akan kebutuhan oksigen. Dengan demikian terjadi perubahan kondisi dari suasana aerob menjadi anaerobdi dalam perairan (Anonymous,1993).
Untuk mengurangi dampak yang ditimbulkan terhadap lingkungan, maka dilakukan proses pengolahan air limbah industri minyak kelapa sawit. Salah satu alternatif pengolahan secara fisik terhadap limbah pabrik minyak kelapa sawit adalah dengan flotasi. Selain itu dapat dilakukan pula dengan teknologi membran.

1.2 Tujuan
Untuk mengatasi pencemaran limbah kelapa sawit dengan cara flotasi

1.3 Manfaat
Diharapkan dapat memberikan manfaat antara lain mendapatkan alternatif pengolahan limbah cair pabrik minyak kelapa sawit yang mudah, murah, efektif, dan berwawasan lingkungan.




BAB II
ISI

2.1 Pengertian Flotasi
      Flotasi adalah unit operasi yang digunakan untuk menghilangkan padatan tersuspensi, minyak / lemak ,dan untuk memisahkan konsentrasi lumpur yang terdapat dalam air limbah. Pemisahannya dilakukan dengan cara melawatkan  gelembung udara melalui cairan. Gelembung udara akan melakukan kontak langsung dengan partikulat dan daya apungnya akan membuat partikel terapung ke permukaan cairan dan kemudian dipisahkan dengan skimmer. 
Flotasi ini bertujuan untuk menghilangkan partikel –partikel yang ada didalam air limbah dengan cara pengapungan terutama untuk mengapungkan minyak /lemak sehingga kandungan minyak/lemak  pada limbah pabrik minyak kelapa sawit dapat dikurangi karena lemak merupakan sebagian dari komponem air limbah yang mempunyai sifat menggumpal pada suhu udara normal, dan akan berubah menjadi cair apabila berada pada suhu yang lebih panas. Lemak yang merupakan zat cair pada saat dibuang kesaluran limbah akan menumpuk secara kumulatif pada saluran air limbah karena mengalami pendingan dan lemak ini akan menempel pada dinding saluran air limbah  yang pada akhirnya dapat menyumbat  aliran air limbah.
Flotasi dilakukan dalam media air sehingga terdapat tiga fase, yaitu :
1. Fase padat
2. Fase cair
3. Fase udara
Flotability adalah sifat kimia darimineral yaitu kekuatan mengapung mineral yang tergantung pada senang tidaknya terhadap udara. Terdapat dua macam jenis mineral, yaitu :
1. Polar, senang pada air (hydrofillic/aerophobic)
2. Non polar, senang pada udara (hydrophobic/aerofillic)
Dengan mendasarkan sifat mineral tersebut maka mineral yang satu dengan lainnya dapat dipisahkan dengan gelembung udara.
Flotasi sangat bergantung pada tipe permukaan partikulat dan beberapa faktor lain, diantaranya : konsentrasi partikulat, jumlah udara yang digunakan, kecepatan partikel mengapung dan jumlah padatan yang terlibat  (Tchobanoglous, 1985).

2.2 Macam-Macam Reagen Flotasi
Keberhasilan proses flotasi sangat ditentukan oleh ketetapan penggunaan reagent, baik jumlah maupun jenisnya. Reagen flotasi yang ditambahkan pada tahap conditioning dengan tujuan menciptakan suatu pulp yang kondisinya sesuai agar dapat dilakukan flotasi dan mineral yang diinginkan dapat terapungkan sebagai konsentrat
 Berikut beberapa jenis reagen yang digunakan pada proses flotasi(Anonim,2012):
1.Collector (collecting agent, promotor)
Adalah suatu reagen yang memberikansifatmenempel pada udara sehingga mineral tersebut senang pada udara. Collector merupakan zat organik dalam bentuk asam, basa atau garam yang berbentuk heteropolar, yaitu satu ujungnya senang pada air dan ujung lainnya senang pada udara. Molekul kolektor berupa senyawa yang dapat terionisasi menjadi ion-ion dalam air (ionizing collector) atau berupa senyawa yang tidak dapat terionisasi dalam air (non ionizing collector). Non ionizing collector umumnya merupakan hidrokarbon cair yang dihasilkan dari minyak maupun batubara (heptane = C7H12, toluen = C6H5CH3). Sedangkan ionizing collector merupakan jenis kolektor yang molekulnya memiliki struktur heteropolar, yaitu salah satu kutubnya bersifat polar (dapat dibasahi air), sedangkan kutub lainnya bersifat non polar (tidak dapat dibasahi air). Berdasarkan sifat, ionizing collector diklasifikasikan menjadi dua, yaitu annionic collector dan cationinc collector. Macam kolektor antara lain :
a. Xanthat, hasil reaksi alkohol, alkali dan sulfida karbon
b. Aerofloat, reaksi fenol dengan penta sulfida phosphor
c. Thio carbonalit (urae), sebagai serbuk halus
d. Fatty acid (asam lemak), untuk flotasi non logam
e. Oleic acid
f. Palmatic acid
 
2. Conditioner/Modifier
        Merupakan suatu reagent, bila ditambahkan ke dalam pulp akan memberikan pengaruh tertentu terhadap air atau mineral agar dapat membantu atau menghalangi kerja dari collector. Pengaruh umum yang dihasilkan adalah memperkuat atau memperlemah hydrophobisitas dari suatu permukaan mineral tertentu. Modifier ini biasanya an organik.
 Macam-macam conditioner/modifier:
a.  Reagent pengontrol pH
Berfungsi untuk membuat suasana larutan menjadi asam atau basa. Pengaruh pH dalam flotasi sangat penting sebab pH dapat mampengaruhi aksi dari reagent lain terutama kolektor. Reagent kolektor akan bekerja dengan baik pada permukaan mineral tertentu bila mencapai harga pH kritis. pH kritis adalah ambang batas pH dimana kolektor dapat bekerja dengan baik pada minerl tertentu. Harga pH kritis akan naik bersama naiknya kolektor yang dipakai. Tinggi rendahnya pH ditentukan oleh konsentrasi ion-ion hidrogen dan ion-ion hidroksil (OH). Pengaruh ion-ion hidrogen hidroksil adalah terhadap hidrasi permukaan bila tanpa kolektor dan adsorbsi kolektor pada permukaan mineral. Kapur biasanya digunakan dalam flotasi sebagai Ca(OH)2 padat dan biasanya kapur yang dimasukkan sebanyak 1,4 gram CaO per liter (tergantung pada mineral yang dipisahkan). Kapur ini dapat dipakai sebagai reagent pengendap dalam timbal sulfida dan emas. Yang digunakan sebagai pengontrol pH adalah ; soda abu (NaCO3) dan Caustic Soda.
b. Depressing Agent (reagent pengendap)
                 Berfungsi untuk mencegah dan menghalangi mineral yang mempunyai flotablita sama supaya tidak menempel pada gelembung udara. Biasanya yang digunakan adalah seng sulfat (ZnSO4) untuk menekan mineral sfalerit dan sodium sianida (NaCN) untuk menekan mineral pyrite. Zn(CN)2 + Na2SO4 ZnSO4 + 2 NaCNHasil reaksi tersebut dapat menekan sfalerit sehingga menjadi hydrofillic dan mencegahadsorbsi colector. Macam yang lain antara lain ; lime (kapur), NaCN atau KCN dan Na sulfida.
c.    Activating Agent (reagent pangaktif)
Berfungsi mengembalikan sifat flotabilitBerfungsi mengembalikan sifat flotabilit mineral sehingga tidak terpengaruh oleh aksi reagent kolektor yang telah diberikan sebelumya. Contohnya tembaga sulfat (CuSO4) terhadap mineral sfalerit. Mineral sfalerit tidak dapat diapungkan dengan baik oleh kolektor xanthate. Proses pengaktifan tembaga sulfat pada sfalerit akibat terbentuknya molekul tembaga sulfida (CuS) pada permukaan mineral dengan reaksi ion
CuS + Zn++ ZnS + Cu++
d. Sulfidizing Agent
Penambahan Na2S akan mengakibatkan endapan yang berupa selaput sulfida pada mineral tersebut sehingga logam oksida dapat terselimuti sulfida. Pemakaian sulfida yang berlebihan akan membuat sulfida itu mengandap.
e. Reagent Dispersi (dispersant, defloculator)
Berfungsi menjaga agar partikel-partikel mineral tidak membentuk gumpalan tetapi tetap berada dalam suspensi. Fraksi mineral yang bersifat non polar mempunyai kecenderungan untuk membentuk gumpalan, sedangkan mineral-mineral yang polar tidak berkecenderungan demikian tetapi tetap melayang. Reagent yang biasa digunakan adalah waterglass. Kedudukan sebaran dapat dipertahankan oleh reagent waterglass akibat adsorbsi ion-ionnya terhadap permukaan mineral. Reagent ini disebut juga defloculating agent. Mineral yang senang pada udara itu biasanya menggumpal, sedang yang senang terhadap air akan melayang dalam air, oleh karena itu penambahan reagent ini bertujuan agar mineral tersebut menyebar. Reagent yang sering dipakai adalah ; NaSiO2 (waterglass) dan Na3PO4 (trinatrium phosphat) untuk butir yang halus. Untuk suatu reagent yang sama mungkin dapat bertindak sebagai aktivator terhadap suatu mineral, tetapi merupakan depresant untuk mineral yang lain.

3. Frother
Merupakan suatu zat organik hydrocarbon yang terdiri dari polar dan non polar. Fungsi reagent ini untuk menstabilkan gelembung udara agar dapat sampai ke permukaan. Zat tersebut menyelimuti gelembung udara sehingga tegangan permukaan air akan menjadi lebih rendah, sehingga akan timbul gelembung udara. Dengan demikian frother ini dapat menimbulkan gelembung udara. Molekul frother adalah heteropolar, terdiri dari gugusan hydroxyl bersifat polar yang menarik air dan rantai hidrokarbon sebagai gugusan non polar. Macam- macam frother adalah :
a. Methyl amil alcohol
b. Methyl iso butil carbinol
c. Cresitic acid
d. Pine oil
e. Polyprophylene glycol ether
f. Thricthoxy butane

2.3 Macam-Macam Sel Flotasi
Sel flotasi berfungsi untuk menerima pulp dan dilakukan proses flotasi. Jenis sel mendasarkan atas pemasukan udara, adalah(Anonim,2012) :
1. Agitation Cell
Alat ini jarang digunakan, sebab adanya perkembangan dengan diketemukannya sub aeration cell. Udara masuk ke dalam cell flotasi karena putaran pengaduk.
2. Sub Aeration Cell
Udara masuk akibat hisapan putaran pengaduk. Alat ini paling praktis sehingga banyak digunakan.
3. Pneumatic Cell
Alat ini jarang sekali yang menggunakan, udara langsung dihembuskan ke dalam cell
4. Vacum and Pressure Cell
Udara masuk karena tangki dibuat vakum oleh pompa penghisap dan udaradimasukkan oleh pompa injeksi.
5. Cascade Cell
Udara masuk karena jatuhnya mineral.

Syarat cell adalah :
1. Pulp tidak mengandap (dilengkapi dengan alat agitasi)
2. Ada pengatur tinggi pulp
3. Ada daerah yang relatif tenang sehingga butiran yang menempel gelembung  udara mudah naik ke permukaan
4. Konstruksi dibuat sehingga tidak terjadi short circuit
5. Mempunyai resirkulasi dan pengeluaran middling
6. Harus mempunyai penerimaan pulp dan pengeluaran busa yang menumpuk
7. Mempunyai permukaan bebas untuk gelembung-gelembng yang sudah mengandung mineral, sehingga tidak mempengaruhi agitasi
8. Harus dilengkapi dengan pengeluaran froth.

2.4  Metode Flotasi  untuk Pengolahan Limbah Kelapa Sawit
   Dalam skala kecil/laboratorium, teknik flotasi menggunakan reaktor berpenyekat yang terbuat dari kaca,berbentuk kotak empat persegi panjang. Penyekat dipasang berurutan secara vertikal yang berfungsi memisahkan reaktor menjadi beberapa ruang dimana jarak antara penyekat yang satu dan yang lainnya diatur sedemikian rupa,agar bagian tersebut memiliki peran yang sama. Berikut gambar dari reator yang digunakan :

Langkah pertama yang dilakukan pada pengolahan limbah kelapa sawit yaitu memasukkan limbah cair kedalam tangki yang sudah disiapkan sebelumnya. Limbah dialirkan dalam tangki pengolahan dengan laju alir yang telah ditentukan. Cairan dialikan dari ruang pertama dan mengalirsecara over  flow keruang berikutnya.ruang pertama dan kedua diberi aerasi untuk mengapungkan padatan tersuspensi yang mempunyai densitas yang lebih ringan dari densitas cairan,dan untuk mengapungkan minyak/lemak yang terdapat didalam cairan minyak/limbah.  Padatan tersuspensi serta minyak/lemak tersebut kemudian dipisahkan dengan cara penyekiman. Sedangkan padatan yang mempunyai densitas yang lebih besar dari cairan akan mengendap secara gravitasi. Pada ruang ketiga,keempat dan kelima,sisa lemak/minyak dan padatan tersuspensi secara over flow pada ruang ketiga,keempat dan kelima akan berada diatas permukaan cairan dan masuk kedalam pipa-pipa penjebak lemak/minyak yang terdapat pada setiap bagian atas ruangan dan secara periodik dikeluarkan melalui kran.                               
Secara bersamaan ke dalam tangki pengolahan juga dialirkan udara dengan laju alir tertentu pula. Sampel  yang keluar dari saluran pengeluaran tangki merupakan sampel yang sudah diolah.

2.5 Penurunan Pencemaran Limbah Kelapa Sawit Melalui Pengolahan Flotasi
Tehnik flotasi dapat menurunkan nilai COD pada perairan pembuangan limbah. COD sangat dipengaruhi oleh waktu tinggal cairan umpan dan laju aliran udara masuk dimana dengan waktu tinggal umpan yang lama maka waktu pengontakan antara partikel-partikel yang ada di dalam air limbah dengan udarayang masuk dalam tangki pengolahan semagkin lama,sehingga dapat menyebabkan padatan-padatan tersuspensi yang meningkatkan COD didalam air limbah akan terapung dan ikut terbuang pada saat pengambilan lemak/minyak. 
Pengukuran konsentrasi COD banyak digunakan sebagai tolak ukur beban pencemaran dari suatu air limbah industri. Salah satu kriteria untuk melihat keberhasilan proses flotasi ini adalah dengan menghitung efisiensi penyisian COD dengan persamaan:


Keterangan: - CODout   diperoleh dari pengukuran COD limbah yang keluar dari saluran pengeluaran tangki
-CODin  diperoleh dari pengukuran  COD limbah sebelum dialirkan kedalam tangki pengolahan

Limbah cair pabrik minyak kelapa sawit bersifat asam dengan pH berkisar 3,5 – 5. Hal ini bearti limbah cair pabrik minyak kelapa sawit mengandung ion hidrogen yang tinggi dan apabila tidak dilakukan pengolahan lebih lanjut atau langsung dibuang kebadan air peneriam akan dapat menyebababkan korosi pada pipa atau saluran ,juga dapat mematikan biota air. Pengolahan secara flotasi dapat menaikkan sedikit  pH limbah cair. Semakin lama waktu tinggal umpan di dalam reator maka semakin tinggi pH keluaran yang diperoleh. Hal ini disebababkan karena terjadinya pengisiahan asam-asam lemak volatin yang terdapat di dalam cairan sehingga menyebababkan kadar keasaman semakin menurun dan pH sistem meningkat.






















BAB III
PENUTUP

3.1 Kesimpulan
 Tehnik flotasi dapat menurunkan pencemaran limbah kelapa sawit dengan cara menurunkan nilai COD limbah dan menaikkan pH limbah cair.

3.2 Saran
     Pengolahan pendahuluan seperti proses flotasi ini hanya dapat sedikit menaikkan pH limbah cair pabrik minyak kelapa sawit. Pengolahan lebih lanjut sangat diperlukan untuk menaikkan pH sehingga mencapai 6 – 9 sehingga aman untuk dibuang ke badan air penerima.
































Daftar Pustaka



Anonim, 2012, http://metodeflotasi ,
Anonymous, 1993, Vademecum Pengolahan Sawit, Bagian Teknik Teknologi,       PT. Perkebunan I langsa.
Aritonang, D, 91986), Perkebunan Kelapa Sawit, Sumber pakan Ternak di Indonesia, Jurnal Litbang Pertanian, Jakarta.

Tidak ada komentar: