PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI SUSU

Industri pengolahan susu melibatkan bahan baku susu murni menjadi produk konsumen seperti susu, mentega, keju, yoghurt, susu kental, susu kering (susu bubuk), dan es krim, menggunakan proses seperti chilling (pendinginan), pasteurisasi, dan homogenisasi. Produk-produk khusus termasuk buttermilk, whey, dan turunannya.

Limbah susu mengandung gula terlarut dan protein, lemak, dan mungkin residu dari aditif. Parameter –parameter penting yang harus diperhatikan dalam dairy industry adalah:

a. BOD dengan rata-rata berkisar 0,8-2,5 kilogram per metrik ton (kg/t) susu dalam limbah yang belum ditreatment

b. COD yang biasanya sekitar 1,5 kali kadar BOD

c. Total padatan tersuspensi di 100-1,000 miligram per liter (mg/l)

d. Total padatan terlarut fosfor (10-100 mg/l), dan nitrogen (sekitar 6% dari tingkat BOD).

Produksi krim, mentega, keju, dan whey adalah sumber utama dari BOD dalam air limbah. Pada umumnya, beban limbah dari konstituen susu adalah sebagai berikut : 1 kg lemak susu setara dengan 3 kg COD ; 1 kg laktosa setara dengan 1,13 kg COD; dan 1 kg protein setara dengan 1,36 COD kg. Air limbah dapat mengandung zat patogen dari bahan yang terkontaminasi atau proses produksi. Susu sering menghasilkan bau dan debu (dalam beberapa kasus) yang perlu dikontrol. Sebagian besar limbah padat dapat diolah menjadi produk lain dan produk sampingan

Pencegahan dan Pengendalian Pencemaran

Praktek pencegahan pencemaran baik di industri susu meliputi:

• Pengurangan produksi berlebihan oleh kontrol produksi yang lebih baik.

• Penggunaan kemasan sekali pakai, bukan botol yang sulit didaur ulang.

• Pengumpulan produk limbah untuk pembuatan pakan ternak

• Optimalisasi penggunaan air dan bahan kimia pembersih, resirkulasi air pendingin.

• Pemisahan limbah dari instalasi sistem sanitasi, pengolahan, dan pendinginan (termasuk kondensasi); ini memfasilitasi daur ulang air limbah.

• Gunakan kondensat untuk membersihkan, jangan air bersih.

• Hemat energi dengan menggunakan heat exchanger untuk pendinginan dan kondensasi.

• Penggunaan tekanan tinggi nozel untuk meminimalkan penggunaan air.

• Menghindari penggunaan fosfor sebagai agen pembersih.

Pemeriksaan sampel secara terus menerus dan mengukur parameter penting daalam proses produksi memungkinkan kelebihan produksi dapat teridentifikasi dan dikurangi, sehingga mengurangi beban limbah. Masalah bau masalah biasanya dapat dicegah dengan menjaga kebersihan dengan baik dan melakukan penyimpanan yang benar.

Sasaran Beban Pencemaran

Karena polutan yang dihasilkan oleh industri menimbulkan kerugian sangat besar dalam produksi, disarankan meningkatkan efisiensi produksi untuk mengurangi beban polutan.

Beban air limbah biasanya 1-2 meter kubik per metrik ton (m3/t) susu olahan. Para operator pabrik harus berusaha untuk mencapai tingkat 1 m3/t atau kurang dari sistem pengolahan limbah cair. Tingkat BOD harus kurang dari 2,5 kg/t susu, dengan target 1-1,5 kg/t. Tingkat BOD dari mentega dan produksi keju harus kurang dari 2 kg/t produk.

Teknologi Treatment

Pretreatment efluen terdiri dari screening, pemerataan aliran, netralisasi, dan flotasi udara (untuk menghilangkan lemak dan padatan), itu biasanya dilakukan dengan treatment biologis. Jika ruang, tanah atau kolam perawatan sistem tersedia, maka akan menjadi metode treatment yang sangat potensial. Sistem pengolahan biologis lainnya dapat berupa trickling filter, kontaktor biologi berputar, dan treatment lumpur aktif.

Limbah susu yang belum ditreatment ada kemungkinan dapat dibuang langsung ke sistem pembuangan kota, jika sesuai dengan persetujuan dari otoritas yang relevan.

Kontrol bau dapat diatasi dengan pembuatan ventilasi dimana keju disimpan atau meleleh. Untuk pengendalian debu di pabrik susu bubuk disediakan filter kain.

Emisi Udara

Bau kontrol (seperti absorber/biofilters pada sistem knalpot) harus dilaksanakan di mana diperlukan untuk mencapai kualitas bau dapat diterima bagi warga di dekatnya. Kain filter harus digunakan untuk mengontrol debu dari produksi susu bubuk di bawah 50 miligram per meter kubik normal (mg/Nm3).Limbah Cair

Berikut Tabel 1 di bawah ini berisi mengenai parameter yang memegang peranan penting dalam kualitas limbah industri olahan susu.

 

 Tabel 1. Kualitas Limbah Industri Susu

pH memiliki pengaruh besar dalam pertumbuhan mikroba. Pengukuran tingkat keasaman ini dapat mengunakan elektroda pH yang tahan terhadap kondisi limbah itu sendiri

Penentuan BOD dan COD sangat penting untuk mengetahui tingkat pencemaran limbah yang menuju ke perairan umum. Kandungan BOD dan COD perlu diketahui agar senyawa organik dalam limbah air dapat teroksidasi melalui reaksi kimia baik yang mudah atau sukar didegradasi secara biologis . BOD dapat diukur dengan menggunakan prinsip manometrik dan respirometrik. COD dapat diukur dengan menggunakan metode spektrofotometri setelah mengalami pemanasan pada suhu dan waktu tertentu.

Total Suspended Solid (TSS) adalah salah satu parameter yang digunakan untuk pengukuran kualitas air. Penentuan padatan tersuspensi total perlu dilakukan untuk mengetahui kandungan bahan-bahan organik dan anorganik yang dapat berdampak buruk terhadap kualitas air karena mengurangi penetrasi matahari ke dalam air dan meningkatkan kekeruhan air yang menyebabkan gangguan pertumbuhan bagi organisme air. Penentuan kadar TSS dapat dilakukan dengan menggunakan metode gravimetri, spektrofotometri, atau dengan TSS meter.

Lemak dan minyak biasa ditemukan mengapung di permukaan air meskipun sebagian terdapat di bawah permukaan air. Adanya minyak dan lemak di atas permukaan air menghambat proses biologi dalam air sehingga proses fotosintesis sulit terjadi. Penentuan kadar minyak dan lemak secara akurat dapat dilakukan dengan melakukan ekstraksi atau dengan metode spektrofotometri.

Pengendalian senyawa nitrogen dan fosfor penting dilakukan karena senyawa-senyawa tersebut bersifat metabolistik. Keberadaan fosfor yang berlebihan disertai dengan keberadaan nitrogen dapat menstimulir ledakkan pertumbuhan algae di perairan yang akhirnya membentuk lapisan di atas permukaan air yang dapat menghambat penetrasi oksigen dan matahari sehingga akan mengganggu kehidupan biota air. Penentuan kadar nitrogen dan fosfor dapat dilakukan dengan menggunakan metode spektrofotometri.

Suhu mempengaruhi aktivitas dan pertumbuhan bakteri dalam limbah. Pengukuran suhu dapat dilakukan dengan menggunakan termometer biasa.

Bakteri coliform merupakan indikator mikroorganisme berbahaya di dalam air limbah. Pada umumnya, penentuan banyaknya bakteri coliform dalam limbah dapat menggunakan metode MPN.

Teknik Penanganan Limbah Cair Industri Susu

 Industri pengolahan susu diharuskan melakukan pengolahan limbah sebelum limbah hasil produksinya dibuang ke lingkungan. Bahan organik yang terlarut dalam limbah disaring melalui beberapa tahap penyaringan, selanjutnya disalurkan ke dalam kolam penampungan. Pengolahan limbah ini akan menghasilkan sludge atau lumpur susu yang diendapkan pada kolam penampungan.

Teknik pengolahan limbah susu pada umumnya dilakukan dengan mengkombinasikan teknik secara fisika, biologi dan kimia. Secara fisika meliputi equalisasi, sedimentasi, filtrasi, flotasi dan penyaringan, secara kima meliputi koagulasi dan flokulasi sedangkan secara biologi meliputi proses anaerob dan aerasi lumpur aktif, hal ini didasarkan karena karakteristik limbah cair industri susu itu sendiri. Pada tahap akhir pengolahan limbah susu dapat dilakukan penyaringan air limbah menggunakan pasir yang berfungsi untuk menyaring partikel halus dan penyaringan menggunakan arang aktif yang berfungsi untuk menyerap bahan-bahan kimia yang tersisa.

Menurut Muhamad fachrial, limbah cair yang dihasilkan dari proses produksi pada PT. Greenfields di Malang dialirkan menuju lagoonsebagai tempat IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah). Limbah cair mula-mula akan mengalami proses screening/penyaringan kemudian dialirkan menuju inlet somp. Setelah itu akan dilakukan proses flokulasi dengan penambahan tawas 18 % di dalam equalization tank. Hal ini menyebabkan lemak yang terkandung akan mengalami koagulasi agar mudah dipisahkan setelah melewati fat trap. Selanjutnya air ditambahkan HCl dan NaOH agar diperoleh nilai pH antara 6,5-8,5. Jika pH kurang dari 6,0 maka ditambahkan NaOH 1 % w/v, sedangkan jika pH melebihi 9,0 ditambahkan HCl 2 % w/v.

Setelah keluar dari equalization tank, air dialirkan menuju SBR (Sequencing Batch Reactor). SBR menggunakan proses aerobik dengan mekanisme lumpur aktif (active sludge) dan penambahan bakteri aerob BOD 5. Lumpur aktif dihasilkan dengan kecepatan 2 m3/jam. Setelah tanki SBR terisi 80 %, terjadi proses aerasi selama 16 jam dan penambahan TSP/urea sebagai nutrisi bagi bakteri. Aerasi dilakukan dengan mengalirkan 7,69 kg O2/jam. TSP yang ditambahkan sebanyak 3,5 kg/hari, sedangkan urea sebanyak 2,3 kg/hari. Namun jika laju aliran mencapai maksimum, nutrisi ditambahkan sebanyak 10 kg/m3. Selanjutnya dilakukan proses sedimentasi selama 2-3 jam sehingga dihasilkan air dengan kondisi 50 % jernih. Air yang dihasilkan dari IPAL digunakan untuk flushing kandang sapi di peternakan (Dairy Farm).

Sumber:

 Economopoulos, Alexander P. 1993. Assessment of Sources of Air, Water, and Land Pollution: A Guide to Rapid Source Inventory Techniques and Their Use in Formulating Environmental Control Strategies. Part 1: Rapid Inventory Techniques in Environmental Pollution. WHO/PEP/GETNET/93.1-A. Geneva: World Health Organization.

Robinson, R. K. 1986. “Advances in Milk Products.” In Modern Dairy Technology, Vol. 2. Amsterdam: Elsevier Applied Science Publishers.

World Bank. 1996. “Pollution Prevention and Abatement: Dairy Industry.” Draft Technical Background Document.

Environment Department, Washington, D.C.