Sampah Jadi Bensin
GUNDUKAN limbah sawit itu meninggi setiap hari. Limbah berupa cangkang, serat, pelepah sawit, batang sawit di lahan seluas lapangan sepak bola juga mengeluarkan bau tidak sedap.
Satu pabrik kelapa sawit bisa menghasilkan 100 ton limbah. Padahal, sampah itu potensial sebagai pengisi tangki mobil meskipun mungkin masih terdengar aneh. Limbah sawit kaya selulosa dan hemiselulosa.
Tandan kosong kelapa sawit saja masing-masing mengandung 45% selulosa dan 26% hemiselulosa. Tingginya kadar selulosa pada polisakarida itu dapat dihidrolisis menjadi gula sederhana dan selanjutnya difermentasi menjadi etanol.
Limbah kelapa sawit jumlahnya melimpah. Sebuah pabrik kelapa sawit (PKS) berkapasitas 60 ton tandan/jam dapat menghasilkan limbah 100 ton/hari. Di Indonesia, terdapat 470 pabrik pengolahan kelapa sawit. Limbahnya mencapai 28,7 juta ton dalam bentuk cair dan 15,2 juta ton limbah padat per tahun.
Dr. Ronny Purwadi, periset Departemen Teknologi Kimia Institut Teknologi Bandung telah sukses mengolah limbah kelapa sawit menjadi bioetanol. Ia mencacah tandan kosong kelapa sawit bersama limbah lain secara manual. Di Indonesia alatnya belum tersedia, di Malaysia sudah dijual bebas.
Alumnus Departemen Teknik Kimia Chalmers University, Swedia, itu kemudian memberikan larutan asam sulfat encer berkonsentrasi 1%-3% sebagai bagian dari tahap hidrolisis. Proses pemanasan dalam hidrolisis terbagi dua, yaitu pemisahan lignin dan pemisahan lignoselulosa untuk menghasilkan gula.
Untuk memecah lignin, cacahan kelapa sawit dipanaskan pada suhu 120®MDSU¯oC–170®MDSU¯oC dengan tekanan 4 bar. Proses berlangsung 0,5–1 jam menggunakan perebus otoklaf. Setelah selesai, hidrolisis berpindah ke otoklaf lain. Proses hidrolisis kedua, dengan suhu 240®MDSU¯oC selama 45 menit. Hasilnya berupa hidrolisat gula terpisah dari kotoran.
Proses selanjutnya mirip fermentasi bioetanol lain menggunakan mikroba Sacharomycetes cereviceae. Fermentasi dalam fermentor pada pH 5 dan suhu 30®MDSU¯oC selama 16–24 jam. Pengadukan dan pemanasan harus kontinu agar suhu dan pH stabil. “Rendemen yang diperoleh sekitar 12%,” kata Ronny. Artinya dari 1 ton limbah kelapa sawit dihasilkan 120 liter bioetanol.
Selain tandan kelapa sawit, bahan baku bioetanol lain yang dapat digunakan adalah Jerami. Secara garis besar pengolahan limbah yang berasal dari serat sama. Jerami padi kaya selulosa dan hemiselulosa masing-masing 39% dan 27,5%. Proses pengolahannya, 10 ton jerami padi segar di dibiarkan di ruang terbuka. Batang padi kemudian dipotong kecil-kecil kira-kira sebesar 0,5-1 sentimeter.
Cacahan jerami kemudian direndam pada larutan kapur 0,5% selama 1-2 minggu. Bahan-bahan kemudian dihidrolisis dengan mencampurkan asam sulfat berkonsentrasi 1%-5% dan suhu hingga 180®MDSU¯oC. Setelah itu prosesnya mirip fermentasi bioetanol pada umumnya.
Mikroba yang digunakan sama dengan yang digunakan pada ragi roti alias Sacharomycetes cereviceae. Mikroba lain harus mampu mengonversi silosa berupa selulosa dan hemiselulosa berantai karbon 5 menjadi bioetanol.
Setelah hidrolisat difermentasi selama 16-24 jam, tahap berikutnya purifikasi etanol. Proses purifikasi etanol ini sama dengan purifikasi etanol dari singkong. Prosesnya meliputi destilasi dan dehidrasi. Proses destilasi meningkatkan kandungan etanol hingga 95%.
Sisa air dihilangkan dengan proses dehidrasi hingga kandungan etanol mencapai 99.5%. Etanol siap dimasukkan ke tangki kendaraan bermotor. Rendemennya mencapai 7,65%.
Itu artinya, jika produksi jerami padi 10-15 ton/ha berkadar air 60%, bisa diolah menjadi 766-1.148 liter etanol/ha. Biaya produksinya pun lebih rendah dibanding dengan mengimpor etanol. Menurut data BPS pada 2006, luas sawah di Indonesia 11,9 juta ha.
Artinya, potensi jerami padi 119 juta ton yang berpotensi menghasilkan lebih dari 9,1 miliar liter etanol. Jumlah itu cukup untuk memenuhi kebutuhan bensin nasional.
Di Indonesia penelitian pengolahan limbah selulosa menjadi etanol masih sangat minim. Swedia telah memproduksi bioetanol dari limbah pulp kertas. Swedia memulai riset etanol berbasis selulosa sejak 1995 pada skala laboratorium. Sejak 2005, negara itu membuat pilot plant skala kecil dengan memproduksi 200 liter/hari
Sedangkan di Amerika, para peneliti menganalisis ongkos produksi etanol asal selulosik dan dari biji-bijian. Mark Wright dan Robert Brown, periset Iowa State University, Amerika Serikat, dalam penelitiannya menunjukkan produksi bahan bakar asal biji-bijian secara konvensional meningkat 9 dolar AS sen/liter. Itu lantaran harga bahan baku menjulang. Sedangkan biaya produksi etanol selulosik turun 9,5 dolar AS sen/liter karena kemajuan teknologi.
Indonesia kaya dengan matahari dan air sehingga tanaman selulosa mudah tumbuh. Jika didukung penelitian memadai, produksi bioetanol selulosa efektif untuk dikembangkan. “Limbah biomassa paling potensial karena tidak bersaing dengan pangan,” kata Meine van Noordwijk, Direktur Regional International Centre for Research in Agroforestry, Bogor.
Produksi bioetanol dari limbah tidak butuh penanaman khusus sehingga tidak perlu perluasan lahan dan penggunaan pupuk kimia. Selain itu, penggunaan limbah juga membantu mengatasi permasalahan lingkungan seperti polusi air, udara, dan tanah.
Selain menjadi bioetanol, tandan kosong kelapa sawit juga dapat diolah menjadi kompos. Tandan Kosong Kelapa Sawit atau TKSS adalah limbah pabrik kelapa sawit yang jumlahnya sangat melimpah.
Setiap pengolahan 1 ton TBS (Tandan Buah Segar) akan dihasilkan TKKS sebanyak 22 – 23% TKKS atau sebanyak 220 – 230 kg TKKS. Apabila dalam sebuah pabrik dengan kapasitas pengolahan 100 ton/jam dengan waktu operasi selama jam, maka akan dihasilkan sebanyak ton TKKS.
Jumlah limbah TKKS seluruh Indonesia pada tahun 2004 diperkirakan mencapai 18.2 juta ton. Jumlah yang luar biasa besar. Ironis sekali, limbah ini belum dimanfaatkan secara baik oleh sebagian besar pabrik kelapa sawit (PKS) di Indonesia.
Pengolahan/pemanfaatan TKKS oleh PKS masih sangat terbatas. Sebagian besar pabrik kelapa sawit (PKS) di Indonesia masih membakar TKKS dalam incinerator, meskipun cara ini sudah dilarang oleh pemerintah. Alternatif pengolahan lainya adalah dengan menimbun (open dumping), dijadikan mulsa di perkebuna kelapa sawit, atau diolah menjadi kompos.
Cara terakhir merupakan pilihan yang terbaik, namun cara ini belum banyak dilakukan oleh PKS karena adanya beberapa kendala, yaitu waktu pengomposan, fasilitas yang harus disediakan, dan biaya pengolahan TKKS tersebut.
Dengan cara konvensional, dekomposisi TKKS menjadi kompos dapat berlangsung dalam waktu 6 bulan s/d 1 tahun. Lamanya waktu ini berimplikasi pada luas lokasi, tenaga kerja, dan fasilitas yang diperlukan untuk mengomposkan TKKS tersebut.
Tahapan Pengomposan TKSS
Pengompoasan dilakukan dalam beberapa tahap, pertama pencacahan, inokulasi dengan activator pengomposan, inkubasi, pemanenan kompos.
Pencacahan
Pencacahan adalah salah satu tahapan penting dalam pengomposan TKKS. Pencacahan ini bertujuan untuk memperkecil ukuran TKKS dan memperluas luas permukaan area TKKS. TKKS yang baru keluar dari pabrik pengolahan langsung dimasukkan ke mesin pencacah. Kapasitas mesin pencacah disesuaikan dengan volume TKKS yang dihasilkan pabrik.
Mesin cacah ini sebaiknya dapat memperkecil ukuran TKKS menjadi kurang lebih 5 cm. Mesin dirancang secara khusus yang disesuaikan dengan karakteristik TKKS yang berserat-serat. Selain memperkecil ukuran, pencacahan juga akan mengurangi kadar air TKKS. Sebagian air akan menguap karena luas permukaan TKKS yang meningkat.
Inokulasi dengan Aktivator Pengomposan
Secara alami jika TKKS dibiarkan saja akan mengalami dekomposisi. Namun, dekomposisi ini memerlukan waktu yang sangat lama, berbulan-bulan hingga satu tahun. Agar proses pengomposan dapat berlangsung lebih cepat dapat ditambahkan activator pengomposan.
Aktivator ini berbahan aktif mikroba decomposer. Mikroba-mikroba ini akan berperan aktif dalam pempercepat proses pengomposan. Mikroba yang umum digunakan sebagai decomposer adalah Fungi Pelapuk Putih (FPP) dan Trichoderma sp. Mikroba-mikroba ini menghasilkan enzim yang dapat mendegradasi senyawa lignoselulosa secara cepat.
Di pasaran saat ini telah beredar beberapa activator pengomposan, seperti ActiComp, OrgaDec, EM4, Biopos, dll. Setiap activator menghendaki perlakuan khusus dan spesifik yang bisa berbeda antara satu dengan yang lain. Aktivator yang dikembangkan untuk mengkomposkan TKKS dan lebih sederhana penangananya adalah ActiComp.
Aktivator ini berbahan aktif FPP dan Trichoderma harzianum yang berkemampuan besar dalam mendegradasi TKKS. Dengan menggunakan ActiComp pengomposan TKKS tidak memerlukan pembalikan lagi. Aktivator ini dicampurkan secara merata mungkin ke dalam TKKS. Aktivator yang merata akan menjamin bahwa activator akan bekerja secara optimal.
Kadar air yang optimal untuk pengomposan berkisar 60%. Kadar air TKKS sebelum proses pengomposan dimulai harus diupayakan dalam kisaran tersebut. Apabila kadar air kurang, proses pengomposan tidak berjalan sempurna. Salah satu penyebabkan adalah karena mikroba kekurangan air dan kelembaban tidak optimum untuk bekerjanya mikroba. Apabila kadar air terlalu tinggi, oksigen yang ada di dalam TKKS hanya sedikit, sehingga proses pengomposan akan berlangsung dalam kondisi anaerob.
Inkubasi
TKKS yang telah diinokulasi selanjutnya ditutup dengan terpal plastic. Penutupan ini bertujuan untuk menjaga kelembaban dan suhu kompos. Terpal plastik dipilih terpal yang cukup tebal, tahan panas, dan tahan matahari.
Selama proses pengomposan suhu kompos akan meningkat dengan cepat. Suhu kompos dapat mencapai 70oC. Suhu tinggi ini akan berlangsung dalam waktu cukup lama, kurang lebih 2 – 3 minggu. Suhu yang tinggi juga menunjukkan bahwa proses dekomposisi sedang berlangsung intensif. Suhu akan menurun pada akhir proses pengomposan. Salah satu ciri kompos yang sudah matang adalah apabila suhu kompos sudah kembali seperti suhu di awal proses pengomposan.
inkubasi
Beberapa activator memerlukan pembalikan selama proses pengomposan. Pembalikan ini bertujuan untuk menurunkan suhu kompos dan memberikan aerasi pada kompos. Pembalikan biasanya dilakukan seminggu sekali. Namun, proses pembalikan memerlukan biaya yang cukup besar, terutama untuk tenaga kerja dan alat.
Proses pengomposan akan berlangsung dalam waktu 1,5 – 3 bulan. Pengomposan TKKS dengan ActiComp berlangsung dalam waktu 1,5 bulan. Kompos yang sudah matang dapat dilihat dari ciri-ciri sebagai berikut:
* Terjadi perubahan warna menjadi coklat kehitaman
* Suhu sudah turun dan mendekati suhu pada awal proses pengomposan
* Jika diremas, TKKS mudah dihancurkan atau mudah putus serat-seratnya
Pengamatan secara kimia ditunjukkan dengan rasio C/N yang sudah turun. Rasio C/N awal TKKS berkisar antara 50 -60. Setelah proses pengomposan rasio C/N akan turun dibawah 25. Apabila rasio C/N lebih tinggi dari 25 proses pengomposan belum sempurna. Pengomposan perlu dilanjutkan kembali sehingga rasio C/N di bawah 25.
Panen Kompos
Kompos yang sudah matang segera di panen. Kompos tersebut diangkut ke lokasi pengemasan atau tempat penampungan sementara kompos, sebelum diaplikasikan ke lapang. Rendemen kompos TKKS kurang lebih sebesar 60-65%. Dari satu ton TKKS dapat dihasilkan kompos sebanyak 600 – 650 kg kompos. Kadar air kompos juga masih cukup tinggi kurang lebih 50-60%. Apabila kompos terkena air hujan, kadar air ini bisa lebih tinggi lagi.
limbah tkks pabrik sawit
Kompos yang sudah dipanen dapat langsung diaplikasikan ke lapangan, misalnya di perkebunan sawit. Namun demikian, kompos TKKS ini masih dapat ditingkatkan kualitasnya. Kualitas kompos yang dapat ditingkatkan antara lain dengan menurunkan kadar air kompos menjadi 20 – 30%, meningkatkan kandungan hara kompos dengan menambahkan bahan-bahan organic kaya hara lain, dan menambahkan mikroba-mikroba yang bermanfaat bagi tanaman.
Kadar air merupakan permasalahan tersendiri bagi kompos. Kadar air yang tinggi menyebabkan biaya angkut yang tinggi. Misalkan kompos TKKS dengan kadar air 60%, maka dalam 1 ton kompos terkandung 0,6 m3 air (setara dengan 600 kg, bj air = 1) dan 400 kg padatan kompos. Biaya angkut kompos akan lebih besar digunakan untuk mengangkut air yang terkandung di dalam kompos tersebut. Apabila kadar air dapat diturunkan hingga 20 – 30 %, maka kadar kompos akan meningkat dua kali lipatnya.
Menurunkan kadar air kompos dilakukan dengan proses pengeringan. Cara sederhana untuk mengeringkan kompos adalah dengan menjemurnya di bawah sinar matahari. Namun cara ini banyak kelemahannya, antara lain: memerlukan tempat yang luas, waktu yang lama, kadar air yang sulit dikontrol, dan cuaca yang sulit diduga. Cara lain adalah dengan menggunakan mesin pengering kompos. Cara ini lebih mudah dan cepat, namun memerlukan tambahan energi dari luar.
Kandungan hara kompos kurang lebih sebagai berikut: 1 %N, …% P, ……%K, dan beberapa hara mikro. Kandungan ini dapat ditingkatkan antara lain dengan menambahkan bahan lain, seperti abu janjang, rock phosphate, dolomite, dll. Penambahan ini akan meningkatkan kandungan hara kompos.
Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia (BPBPI) telah mengembangkan formula khusus mikroba untuk memperkaya kompos. Formula tersebut diberi nama ActiComp Plus yang berbahan aktif: mikroba perangsang pertumbuhan tanaman, mikroba penambat N non simbiotik, mikroba pelarut P, bakteri perangsang pertumbuhan tanaman, dan agensia hayati. Mikroba-mikroba ini akan berperan aktif dalam proses penyerapan hara tanaman dan melindungi tanaman dari serangan penyakit tular tanah.
NILAI EKONOMI
Biaya yang diperlukan untuk pengolahan kompos bervariasi yang tergantung dari teknologi yang digunakan, biaya tenaga kerja, dan fasilitas yang diperlukan. HPP (harga pokok produksi) kompos TKKS yang diolah dengan menggunakan ActiComp kurang dari Rp. 100/kg. Rendahnya biaya ini antara lain disebabkan karena teknologi ActiComp tidak memerlukan penyiraman dan pembalikan selama proses pembuatan kompos. Peningkatan kualitas kompos tentu saja akan meningkatkan HPP kompos. Peningkatan ini juga tergantung pada teknologi, bahan-bahan, peralatan, dan tenaga kerja.
Misalkan kompos tersebut dapat dijual dengan harga Rp. 350/kg – Rp. 400/kg. Maka selisih keuntungan kotor sebesar Rp. 250 - Rp. 350/kg kompos. Dalam satu pabrik yang menghasilkan TKKS sebanyak 60.000 Ton/tahun akan dihasilkan kompos sebanyak 3900 Ton dengan nilai Rp. 13.65 M- Rp. 15.6 M. Potensi keuntungan kompos ini adalah sebesar Rp. 9.75 M – Rp. 13.65 M. Jumlah yang tidak sedikit.
