Limbah - Kelompok 6 - Industri Susu
-
Upload
vifki-leondo -
Category
Documents
-
view
128 -
download
35
description
Transcript of Limbah - Kelompok 6 - Industri Susu
IDENTIFIKASI, MINIMISASI, DAN PENGOLAHAN
LIMBAH INDUSTRI OLAHAN SUSU
Mata Kuliah Pengelolaan Limbah Proses Hayati
Oleh:
Astry Eka Citra Sari
Dio Prakoso
Hengki
Hermawan
Yunita Florensia
Program Studi Teknologi Bioproses
Departemen Teknik Kimia
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK 2013
i
DAFTAR ISI
BAB 1
PENDAHULUAN .................................................................................... 1
BAB 2
PROSES PRODUKSI SUSU DAN BEBERAPA PRODUK
TURUNANNYA .................................................................................. 2
2.1 Susu ............................................................................................ 3
2.1.1 Susu Cair (Pasteurized / UHT Milk) ...................................... 3
2.1.2 Susu Bubuk (Milk Powder) .................................................... 7
2.2 Keju ............................................................................................ 9
2.2.1 Proses Produksi ................................................................... 12
2.3 Produk Turunan Susu Lainnya .................................................. 15
2.3.1 Proses Produksi Es Krim ..................................................... 15
2.3.2 Proses Pembuatan Yogurt .................................................... 18
2.3.3 Mentega .............................................................................. 24
BAB 3 IDENTIFIKASI LIMBAH PRODUK SUSU DAN
TURUNANNYA ........................................................................ 28
3.1 Limbah susu .............................................................................. 28
3.1.1 Kandungan limbah susu ....................................................... 28
3.2 Identifikasi limbah Keju ............................................................ 34
BAB 4
MINIMISASI LIMBAH PABRIK PENGOLAHAN SUSU .................... 37
4.1 Minimisasi pada industri susu ................................................... 38
4.1.1 Reduksi Limbah Produksi Susu ........................................... 38
4.2 Minimisasi berdasarkan pemanfaatan kembali (3R) ................... 43
4.2.1 Daur ulang (recycle) Limbah Produksi Susu ........................ 44
ii
4.2.2 Pemanfaatan kembali air cucian alat .................................... 45
4.3 Minimasi Pada Industri Keju ..................................................... 51
4.3.1 Pengeringan whey ............................................................... 51
4.3.2 Recovery of lactose ............................................................. 52
BAB 5
PENGOLAHAN LIMBAH PRODUK SUSU DAN TURUNANNYA ... 54
5.1 Pengolahan limbah susu ............................................................ 54
5.1.1 Perlakuan Awal (Pretreatment) ............................................ 54
5.1.2 Perlakuan Biologis (Biological Treatment) .......................... 55
5.1.3 Reduksi emisi gas (Reduction of Air Emissions) ................. 55
5.2 Pengolahan limbah keju ............................................................ 56
5.2.1 Delactoce whey ................................................................... 56
5.2.2 Salt water ............................................................................ 60
KESIMPULAN ...................................................................................... 62
PENDAPAT DAN SARAN ................................................................... 63
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................. 64
DAFTAR GAMBAR
GAMBAR 2.2.1.1. DIAGRAM ALIR DARI BERBAGAI PROSES UNTUK MENGHASILKAN PRODUK-
PRODUK TURUNAN SUSU ................................................................................................... 2
GAMBAR 2.1.1 PROSES PENGUMPULAN SUSU ............................................................................. 5
GAMBAR 2.1.2 SEBUAH CLARIFIER YANG MENGHILANGKAN PENGOTOR, DEBRIS, BAKTERI, DAN
ENDAPA-ENDAPAN YANG MUNGKIN TERKANDUNG DALAM SUSU MURNI. SELANJUTNYA
SUSU TERSEBUT DIFORTIFIKASI DAN DIPASTEURISASI. ........................................................ 6
GAMBAR 2.1.3 PROSES PRODUKSI SUSU BUBUK .......................................................................... 8
GAMBAR 2.2.1 GAMBARAN PROSES PENGOLAHAN KEJU SECARA UMUM .................................. 12
GAMBAR 2.3.1 DIAGRAM ALIR PEMBUATAN YOGHURT .............................................................. 19
GAMBAR 2.3.2 DIAGRAM BLOK PROSES PRODUKSI MENTEGA .................................................... 25
iii
GAMBAR 3.1.1 (A) ALUR MANAJEMEN TERHADAP LIMBAH, (B) LIMBAH YANG DIHASILKAN PADA
PROSES PRODUKSI SUSU CAIR SERTA CARA MENGURANGINYA, (C) LIMBAH YANG
DIHASILKAN PADA PROSES PRODUKSI SUSU BUBUK DAN CARA MENGURANGINYA. .......... 31
GAMBAR 3.2.1 GAMBARAN PROSES PENGOLAHAN KEJU SECARA UMUM .................................. 34
GAMBAR 4.1.1 PROSES PENERIMAAN SUSU PADA INDUSTRI PENGOLAHAN SUSU ...................... 40
GAMBAR 4.1.2 SUSUNAN ANTAR ALAT DAN PIPA YANG EFISIEN ................................................. 41
GAMBAR 4.1.3 KONTOL PROSES YANG TEPAT UNTUK OPTIMASI PROSES ................................... 41
GAMBAR 4.1.4 LIMBAH DAPAT DIHASILKAN DARI PROSES FILLING ............................................. 42
GAMBAR 4.2.1 ALUR PENGGUNAAN KEMBALI AIR CUCIAN PRODUKSI SUSU ............................... 50
GAMBAR 4.3.1BERBAGAI FUNGSI POTENSIAL DARI WHEY .......................................................... 51
GAMBAR 4.3.2 PROSES RECOVERY LAKTOSA .............................................................................. 51
GAMBAR 4.3.1PROSES PEMBUATAN WHEY MENJADI BENTUK KONDENSAT ............................... 52
GAMBAR 5.1.1 PROSES KERJA FILTRASI TEKAN ........................................................................... 54
GAMBAR 5.2.1PENGOLAHAN DALAM KOLAM AEROBIK DAN BAGAN KOLAM SEDIMENTASI........ 58
GAMBAR 5.2.2 PROSES UMUM PENGOLAHAN AEROBIK ............................................................. 58
GAMBAR 5.2.3. PERBEDAAN POROS NUTISI ............................................................................... 59
GAMBAR 5.2.4 GAMBARAN PROSES FILTRASI WHEY .................................................................. 60
GAMBAR 5.2.5. ELEKTRODIALISIS LIMBAH GARAM HASIL PROSES PRODUKSI KEJU ..................... 61
DAFTAR TABEL
TABEL 2.2.1KOMPOSISI PADA BERBAGAI JENIS KEJU................................................................... 11
TABEL 3.1.1 KONDISI LIMBAH DI SETIAP UNIT OPERASI PRODUKSI SUSU .................................... 31
TABEL 3.1.2 BAKU MUTU AIR LIMBAH INDUSTRI SUSU ............................................................... 33
TABEL 3.2.1 PERBANDINGAN KANDUNGAN WHEY DAN SUSU .................................................... 35
TABEL 3.2.2 KARAKTERISTIK LIMBAH BESERTA BAKU MUTU ....................................................... 36
TABEL 4.1.1 SUMBER-SUMBER LIMBAH PADAT PADA PABRIK PENGOLAHAN SUSU ..................... 38
TABEL 4.2.1 DATA LIMBAH PRODUKSI SUSU DAN PROSES MEMINIMALKAN LIMBAH .................. 46
TABEL 4.2.2 JUMLAH AIR YANG DIBUTUHKAN ............................................................................ 46
TABEL 4.2.3 NERACA MASSA ALIRAN SEBELUM MINIMISASI ....................................................... 47
TABEL 4.2.4 NERACA MASSA ALIRAN SETELAH MINIMISASI ........................................................ 47
TABEL 4.2.5 LINE OUTFALL ......................................................................................................... 48
TABEL 4.2.6 PERBANDINGAN JUMLAH BOD DAN SS SEBELUM DAN SESUDAH MINIMISASI ......... 49
1
BAB 1
PENDAHULUAN
Susu sapi merupakan salah satu makanan yang banyak dikonsumsi di
dunia. Selain karena rasanya yang khas, susu lebih dikenal sebagai makanan yang
menyehatkan dan mengandung banyak gizi. Susu juga dapat diolah menjadi
berbagai produk turunan, seperti keju, mentega, es krim, atau yoghurt. Dalam
beberapa tahun terakhir ini, industri produk susu terus berkembang dikarenakan
permintaan masyarakat yang terus naik (Ioannis, 2008).
Industri susu dan turunannya adalah salah satu sumber limbah cair terbesar
di dunia (Wheatly, 1990 dalam βWaste Management for the Food Industriesβ).
Limbah cair susu biasanya mengandung protein, garam, FOG (fat, oil, grease),
dan laktosa. Perbedaan produk-produk susu akan menghasilkan jenis limbah yang
berbeda dari segi komposisinya (Vidal et al., 2000). Ciri khas limbah industri susu
adalah tingginya kadar BOD, COD, dan total suspended solids seperti FOG,
ammonia, minerals, dan fosfat. (Sarkar et al., 2006). Perbedaan karakteristik
limbah akan memerlukan penanganan limbah yang berbeda, namun biasanya
pengolahan limbah cair susu menggunakan perlakuan proses aerobik dan
anaerobik untuk memenuhi batas pembuangan limbah untuk industri (Demirel et
al., 2005 dalam βWaste Management for the Food Industriesβ). Perlakuan fisik
dan kimia seperti koagulasi, nanofiltrasi, dan reverse osmosis juga terbukti
berhasil diterapkan untuk limbah jenis ini.
Dalam makalah ini akan dibahas mengenai proses produksi produk susu,
identifikasi limbahnya, upaya minimisasi limbah, serta pengelolaan limbah.
Dalam proses produksi, pembahasan dibatasi pada industri susu, keju, yoghurt, es
krim dan mentega untuk memberikan gambaran menyeluruh tentang potensi-
potensi pengolahan susu menjadi produk turunan. Namun untuk minimisasi dan
pengolahan limbah, pembahasan hanya akan dilakukan untuk industri susu dan
keju. Hal ini dimaksudkan agar pembahasan menjadi lebih terfokus dan
mendetail, selain untuk menghindari adanya pengulangan proses-proses
pengolahan limbah yang sama.
2
BAB 2
PROSES PRODUKSI SUSU DAN BEBERAPA PRODUK
TURUNANNYA
Sebuah industri susu dapat memproduksi beberapa jenis produk turunan
susu dalam area yang sama. Perlakuan-perlakuan yang berbeda diterapkan untuk
menghasilkan produk-produk yang berbeda. Namun, tidak jarang sebuah industri
hanya fokus pada satu produk saja. Biasanya untuk industri dengan kualitas
unggulan membutuhkan bahan baku dan perlakuan khusus yang tidak bisa
disamakan dengan produk turunan lain, sehingga berdiri sendiri. Secara umum,
proses produksi susu dan produk turunannya dapat dilihat pada gambar 2.1.
Gambar 2.2.1.1. Diagram alir dari berbagai proses untuk menghasilkan produk-produk
turunan susu
(Sumber: agrifood-forum.net)
Pada bagian selanjutnya, akan dijelaskan secara lebih detail proses-proses yang
terjadi untuk membuat suatu produk susu.
3
2.1 Susu
2.1.1 Susu Cair (Pasteurized / UHT Milk)
Susu cair umumnya dibagi menjadi dua yaitu susu pasteurisasi dan UHT
(Ultra High Temperature). Susu pasteurisasi adalah susu yang sudah dipanaskan
pada suhu 630 C selama 15 menit atau dipanaskan pada suhu 72
0 C selama 15
detik yang biasa disebut dengan HTST (High Tempetature Short Time),
sedangkan susu UHT merupakan susu yang diolah menggunakan pemanasan pada
suhu 1350 C dan dalam waktu yang singkat selama 2-5 detik (Y.H. Hui, 1992).
Kelebihan dan kekurangan susu pasteurisasi
Kelebihan susu pasteurisasi adalah sebagai berikut:
Bebas bakteri pathogen, yaitu bakteri-bakteri yang berbahaya
karena dapat menimbulkan penyakit pada manusia
(Mycobacterium tubercolosis)
Dapat memberikan atau menimbulkan cita rasa yang lebih menarik
konsumen
Pada pasteurisasi susu, proses ini dapat menginaktifkan fosfatase
dan katalase, yaitu enzim-enzim yang membuat susu cepat rusak.
Sementara kekurangannya adalah:
Tidak bisa disimpan dalam suhu ruang, harus di dalam lemari
pendingin.
Produk Susu Pasteurisasi mudah rusak bila terserang MO,
memiliki masa simpan yang rendah terlebih apabila produk berada
di tingkat pengecer/konsumen.
Pasteurisasi hanya mampu menghambat pertumbuhan spora tapi
tidak dapat mematikan sporanya, terutama spora bakteri yang
bersifat termoresisten alias tahan terhadap suhu tinggi.
Kelebihan dan kekurangan susu UHT
Kelebihan susu UHT adalah sebagai berikut:
Simpannya yang sangat panjang pada suhu kamar tanpa bahan
pengawet dan tidak perlu dimasukkan ke lemari pendingin. Jangka
waktu ini lebih lama dari umur simpan produk susu cair lainnya
seperti susu pasteurisasi.
4
Susu UHT merupakan susu yang sangat higienis karena bebas dari
seluruh mikroba (patogen/penyebab penyakit dan pembusuk) serta
spora sehingga potensi kerusakan mikrobiologis sangat minimal,
bahkan hampir tidak ada.
.Sementara kekurangannya adalah:
Cita rasanya tidak sesegar susu pasteurisasi.
Dengan pemanasan yang tinggi membuat zat gizi yang ada pada
susu sedikit berkurang.
Proses Produksi
1. Pengumpulan (Collecting)
Perolehan susu dari sapi perah umumnya dilakukan dua kali sehari
menggunakan mesin vakum mekanis (mechanical vacuum milking machines).
Dari mesin tersebut selanjutnya susu murni akan mengalir melalui pipa kaca atau
stainless steel menuju tangki penyimpanan (refrigerated bulk milk tank) di mana
susu didinginkan pada suhu sekitar 40Β° F (4.4Β° C).
Kemudian truk-truk pengangkut membawa dan mengumpulkan tangki-
tangki berisi susu murni tersebut dari sejumlah peternakan yang berdekatan.
Namun sebelum membawa susu dari tiap peternakan, petugas pengumpul
mengambil sampel dan melakukan pengecekan terhadap rasa dan suhu serta
mencatat volumenya.
Setelah tiba di lokasi produksi, susu-susu pada truk ditimbang dan
dipompa menuju tangki penyimpanan dan pendingin (refrigerated tanks) melalui
selang plastik atau pipa stainless yang fleksibel.
5
Gambar 2.1.1 Proses Pengumpulan Susu
(Sumber: Cavette, Chris. Milk Manufacturing Process. http://www.madehow.com/Volume-4/Milk.html#ixzz2fbRndZtk, 2011)
2. Pemisahan (Separating)
Susu murni yang telah didinginkan selanjutnya dialirkan menuju clarifier
atau separator, di mana susu diputar melalui serangkaian piringan kerucut.
Clarifier berfungsi menghilangkan pengotor-pengotor, debris, bakteri, dan
endapan yang terdapat pada susu. Namun jika dibandingkan antara clarifier dan
separator, separator lebih baik karena dapat melakukan hal yang sama bahkan
juga dapat memisahkan lemak (fat) untuk pembuatan mentega / cream dengan
susu cair untuk produksi susu rendah kalori (skim milk).
3. Fortifikasi (Fortifying)
Vitamin A dan D ditambahkan ke dalam susu melalui pompa peristaltic
yang secara otomatis menyalurkan vitamin dengan konsentrasi/jumlah yang tepat
pada susu yang mengalir.
4. Pasteurisasi (Pasteurizing)
Selanjutnya susu dialirkan melalui pipa-pipa ke dalam pasteurizer untuk
menghilangkan bakteri yang terkandung. Metode pasteurisasi yang paling umum
digunakan adalah metode high-temperature, short-time (HTST) di mana susu yang
6
mengalir dalam pasteurizer dipanaskan secara kontinu, yaitu selama 15 detik
dengan suhu 161Β° F (72Β° C). Lalu susu panas tersebut dialirkan melalui pipa
panjang yang telah diatur panjang dan diameternya sehingga proses pengaliran ini
berlangsung tepat 15 detik untuk mencapai sisi ujungnya. Umumnya terdapat
sensor pada ujung pipa yang akan mengembalikan susu ke awal pasteurizer untuk
diproses kembali jika suhu produk telah turun (tidak memenuhi standar).
Gambar 2.1.2 Sebuah clarifier yang menghilangkan pengotor, debris, bakteri, dan endapa-
endapan yang mungkin terkandung dalam susu murni. Selanjutnya susu tersebut difortifikasi dan dipasteurisasi.
(sumber: Cavette, Chris. Milk Manufacturing
Process. http://www.madehow.com/Volume-4/Milk.html#ixzz2fbRndZtk, 2011)
5. Homogenisasi (Homogenizing)
Susu dihomogenisasi untuk mengurangi jumlah lemak susu yang
terkandung. Hal ini bertujuan untuk mencegah partikel-partikel lemak susu untuk
memisah dan mengapung ke permukaan sebagai cream. Proses homogenisasi juga
bertujuan untuk memastikan partikel-partikel lemak susu terbagi merata dalam
susu tersebut. Pada proses ini susu panas yang berasal dari pasteurizer diberi
tekanan 2,500-3,000 psi (17,200-20,700 kPa) oleh pompa piston silinder ganda
(multiple-cylinder piston pump) kemudian didesak melalui saluran kecil yang
memiliki katup yang dapat diatur (adjustable valve). Gesekan dan tahanan kuat
yang dialami saat melewati saluran tersebut akan mematahkan partikel-partikel
7
lemak sehingga sesuai dengan ukuran yang diinginkan. Selanjutnya susu
didinginkan dengan cepat hingga mencapai 40Β° F (4.4Β° C) untuk menghindari
kerusakan rasa.
6. Pengemasan (Packaging)
Terakhir, susu dipompa ke dalam wadah karton atau botol plastik dan
disegel. Wadah kemasan yang digunakan harus dilengkapi dengan data komposisi
dan tanggal kadaluarsa untuk memastikan kualitas produk susu tersebut.
Selanjutnya susu dalam karton dan botol plastik disimpan dalam container
berpendingin untuk dikirimkan ke gudang-gudang penyimpanan dan supermarket
/ toko-toko.
2.1.2 Susu Bubuk (Milk Powder)
Susu bubuk adalah bubuk yang dibuat dari susu kering yang solid (Y.H.
Hui, 1992). Susu bubuk mempunyai daya tahan yang lebih lama daripada susu
cair dan tidak perlu disimpan di lemari es karena kandungan uap airnya sangat
rendah (Giblin, 1986).
Proses Produksi
Pembuatan susu bubuk secara umum melibatkan penghilangan air dalam
kondisi steril tetapi tetap mempertahankan kualitas dari susu tersebut, seperti rasa,
aroma, kelarutan, kandungan nutrisi, dan lain-lain. (Y.H. Hui, 1992).
1. Pemisahan Dan Standarisasi (Separation / Standardization)
Proses produksi susu bubuk dimulai dari proses pasteurisasi susu murni
menjadi susu cair (pasteurized / UHT milk) seperti yang sudah dijelaskan di
bagian sebelumnya. Selanjutnya susu full cream dan susu rendah kalori (skim
milk) hasil pasteurisasi dipisahkan menggunakan centrifugal cream separator.
2. Pre-heating
Langkah berikutnya adalah proses pre-heating di mana susu yang telah
distandarisasi dipanaskan hingga suhu 75-120Β°C dan dipertahankan pada kondisi
tersebut selama beberapa detik hingga beberapa menit tergantung dari suhu yang
digunakan (contohnya untuk suhu 72Β°C hanya berlangsung 15 detik). Spesifikasi
suhu dan waktu tunggu ini bergantung pada jenis produk dan manfaat yang ingin
dihasilkan pada produk terseubut. Proses pre-heating menyebabkan denaturasi
terkontrol dari air dadih (whey) yang mengandung protein sehingga akan
8
membunuh bakteri, menginaktivasi enzim, menghasilkan antioxidant alami, dan
memberikan kestabilan panas. Proses pre-heating dapat dilakukan melalui metode
langsung (via steam injection atau infusi langsung ke dalam produk) dan tidak
langsung (via heat exchangers) atau gabungan keduanya.
Gambar 2.1.3 Proses produksi susu bubuk
(sumber: Hui, Y.H., ed. Encyclopedia of Food Science and Technology. John Wiley and
Sons Inc. 1992)
3. Penguapan (Evaporation)
Susu yang telah dipanaskan (pre-heated) ditingkatkan konsentrasinya
dalam evaporator melalui beberapa tahapan, dengan tujuan untuk mencapai 45-
52% total kandungan padatan (total solids content) dari yang awalnya hanya 9%
pada skim milk dan 13% pada susu full cream. Proses ini dilakukan dengan
memanaskan susu pada suhu < 72Β°C dan kondisi vakum dalam suatu tabung
vertical yang berisi lapisan berputar, lalu menghilangkan kandungan air dengan
mengubahnya menjadi uap. Uap air tersebut kemudian digunakan untuk
memanaskan susu pada tahapan berikutnya di evaporator yang umumnya
beroperasi pada suhu dan tekanan yang lebih rendah. Lebih dari 85% kandungan
air pada susu dihilangkan pada proses ini.
9
4. Pengeringan (Spray Drying)
Spray drying merupakan proses atomisasi konsentrat susu dari evaporator
menjadi butiran-butiran (bubuk). Konsentrat dapat dipanaskan kembali sebelum
memasuki proses atomisasi untuk mengurangi viskositas dan meningkatkan energi
yang terkandung dalam proses pengeringan selanjutnya. Proses ini berlangsung
dalam suatu ruang pengering besar yang dialiri udara panas (hingga 200Β°C). Alat
yang digunakan berupa spinning disk atomizer atau high pressure nozzles. Bubuk
susu yang dihasilkan selanjutnya didinginkan melalui proses evaporasi sehingga
tidak pernah mencapai suhu udara normal. Akhirnya diperoleh bubuk susu dengan
kandungan kelembaban sekitar 6% dan ukuran diameter partikel < 0.1 mm.
Umumnya dilakukan pengeringan kedua dalam satu atau serangkaian fluid bed di
mana udara panas dialirkan / ditiupkan melalui lapisan-lapisan bubuk terfluidisasi
untuk menghilangkan kandungan airnya sehingga diperoleh produk akhir dengan
kandungan kelembaban sekitar 2-4%.
5. Pengemasan dan Penyimpanan (Packaging and Storage)
Susu bubuk cenderung lebih stabil dan tahan lama dibandingkan susu
segar, tetapi perlindungan terhadap kelembaban, paparan terhadap cahaya, udara,
dan panas tetap diperlukan untuk menjaga kualitas dan usia pakai produk. Hal ini
dikarenakan sifat susu bubuk yang mudah menyerap air dari udara sehingga dapat
menyebabkan penggumpalan susu dan penurunan kualitas dengan cepat. Susu
bubuk full cream umumnya dikemas dengan penambahan gas nitrogen untuk
melindungi produk dari oksidasi dan menjaga aroma serta usia pakai produk.
Kemasan yang dipakai umumnya kemasan plastik (plastic-lined multi-wall bags)
berukuran 25 kg atau silo untuk ukuran 600 kg. Kemasan plastik banyak
digunakan karena memiliki beberapa lapisan (polimer) sehingga dapat
menyediakan kekuatan dan fleksibilitas yang sesuai sebagai pelindung. Selain itu,
proses pengangkutan / transportasi produk susu bubuk ini sebaiknya tidak terpapar
cahaya matahari dalam waktu yang cukup panjang.
2.2 Keju
Keju adalah produk makanan yang berasal dari susu, umumnya susu sapi,
kerbau, kambing, atau domba. Keju dibuat dengan cara mengkoagulasi protein
10
susu, kasein. Saat pembuatannya, biasanya susu akan diasamkan, kemudian
ditambahkan enzim rennet. Rennet mengandung banyak enzim, yang salah
satunya adalah enzim protease yang menggumpalkan susu dan memisahkannya
menjadi fase padat (curds) dan cair (whey).
Keju memiliki berbagai macam varian, yang berbeda dari sisi tekstur, rasa,
tipe susu yang digunakan, metode penggumpalan, metode pemotongan,
pengeringan, pemanasan, pengawetan, dan sebagainya. Keju memiliki kandungan
yang hampir sama seperti susu, yaitu protein, lemak, kalsium, dan vitamin. Kadar
setiap kandungan tentu berbeda pada jenis keju yang berbeda. Gambar 2.2.1
menunjukan kandungan keju pada beberapa jenis pengolahan.
1. Lemak Susu
Kandungan lemak dalam keju berbeda-beda pada setiap variannya.
Biasanya keju mengandung lemak sampai 12%, dan akan bertambah sampai 20-
30% saat masak.
2. Protein
Kandungan protein rata-rata pada berbagai jenis keju adalah 20-35%.
Kandungan protein pada keju lebih rendah dari kandungan protein pada susu,
karena ada protein yang terdapat pada whey yang dipisahkan pada saat pembuatan
keju.
3. Laktosa dan Asam Laktat
Kandungan laktosa pada keju sangat rendah, hanya berkisar antara 1-3
gram per 100 gram. Kebanyakan laktosa pada susu terbuang pada whey,
sedangkan yang tersisa pada curd akan terkonversi menjadi asam laktat selama
proses pemasakan. Karena itu keju dianggap layak dimakan oleh para penderita
orang yang alergi terhadap laktosa.
4. Mineral
100 gram keju soft akan mencukupi 30-40% kebutuhan kalsium harian dan
15-20% kebutuhan fosfor harian. 100 gram keju hard akan mencukupi seluruh
kebutuhan kalsium harian dan setengah dari kebutuhan fosfor harian. Proses
pemasakan dan pembentukan keju tidak akan membuat mineral-mineral ini
menurun dibandingkan mineral pada susu. Kandungan sodium pada keju
11
cenderung beragam, bergantung pada banyaknya garam yang ditambahkan pada
proses produksi.
5. Trace Elements
Kandungan selenium pada keju berkisar antara 5-12 microgram per 100
gram. Kandungan nikel bervariasi antara 2-34 microgram per 100 gram.
Kandungan merkuri cukup rendah (0.04-0.16 microgram per 100 g) sehingga
dianggap aman.
6. Vitamin
Konsentrasi vitamin-vitamin telarut dalam lemak yang terkandung pada
keju bergantung pada kandungan lemak itu sendiri. Sekitar 80-85% vitamin A
yang terdapat pada susu masih terdapat pada keju. Vitamin-vitamin yang terlarut
dalam air cenderung berada dalam tingkat yang lebih rendah.
Tabel 2.2.1Komposisi pada berbagai jenis keju
(Sumber: Waste Management for Food Industries)
12
2.2.1 Proses Produksi
Gambar 2.2.1 Gambaran proses pengolahan keju secara umum
(Sumber: jumo.co.uk)
13
Proses umum pengolahan keju secara umum dapat dijabarkan sebagai
berikut, diadaptasi dari jumo.co.uk.
1. Thermization
Tahap ini bertujuan untuk mensterilisasi susu segar menggunakan panas
dengan metode thermization, sehingga dapat memperlama waktu simpan dari susu
tanpa mengalami penurunan kualitas. Metode ini mirip dengan pasteurisasi namun
menggunakan suhu yang lebih rendah, sehingga susu akan lebih banyak
mempertahankan keaslian rasanya. Pada industri keju, kebanyakan susu yang
digunakan pada industri keju mengalami thermization dahulu, karena terdapat
perbedaan yang jauh antara keju yang berasal dari thermized milk dengan keju
yang berasal dari raw milk. Metode thermization menggunakan suhu sekitar 63-65
OC untuk memanaskan susu selama 15 detik.
2. Storage
Susu biasanya dikirim dalam jumlah besar, sehingga perlu dibuat tanki
penyimpanan sebelum susu akan digunakan. Susu disimpan untuk sementara di
dalam silo. Susu didinginkan sebelum disimpan dalam suhu sekitar 4OC. Silo
harus memiliki sistem isolasi panas yang baik sehingga suhu susu stabil. Masa
simpan susu berkisar antara setengah sampai satu hari.
3. Pasteurizing
Sebelum dapat diolah menjadi keju, susu kembali harus disterilisasi
dengan teknik pasteurisasi. Selama proses ini, susu dipanaskan pada suhu dan
waktu tertentu yang dapat membunuh bakteri yang tidak diinginkan. Biasanya
digunakan suhu 72 OC selama 15 detik. Pasteurisasi menggunakan suhu yang
lebih tinggi dari termization karena susu akan segera diolah menjadi produk
makanan.
4. Separating
Pada tahap ini, fase lemak dipisahkan dari fase cair dalam susu. Tahap ini
sebenarnya bertujuan untuk mengatur kandungan lemak yang diinginkan. Keju
memiliki banyak varian dengan kandungan lemak beragam, yang disesuaikan
pada tahap ini.
14
5. Cheese vat
Tahap ini bertujuan untuk menggumpalkan protein susu, sehingga akan
terpisah antara bagian padat dengan cair. Pada tahap ini dimasukan enzim rennet
dan kultur bakteri asam laktat (starter). Rennet mengandung berbagai jenis enzim,
salah satunya adalah enzim protease yang akan menggumpalkan susu sehingga
dapat terpisah antara curds dan whey (padat dan cair). Starter akan memberikan
rasa pada keju selama proses pemasakan. Rennet menginduksi penggumpalan
kasein, yang didalamnya terdapat butir-butir lemak dari susu dalam bentuk gel.
Gel susu akan terbentuk dalam waktu sekitar 30 menit pada suhu 30 O
C. gel susu
ini kemudian akan dibawa ketahap selanjutnya dalam bentuk curds, sementara
whey tertinggal sebagai cairan supernatant.
Dalam tahap ini besaran pH dan temperatur selalu dikontrol dan
didokumentasikan. Kedua besaran ini nantinya akan menjadi parameter kualitas
dari keju dan juga parameter aktivitas berikutnya. Misalnya, tingkat pH yang
berbeda akan membutuhkan waktu pengadukan yang berbeda pula. Perbedaan
temperature juga dalam menghasilkan banyak varian keju.
6. Shaping/pressing
Tahap ini bertujuan untuk memberi bentuk dan mengeluarkan sisa cairan
dari keju. Curds yang telah mengendap akan dipotong dalam bentuk kubus
menggunakan pisau putar. Whey yang bertindak sebagai cairan supernatant akan
dibuang sekitar sepertiganya, digantikan dengan air panas bersuhu sekitar 40 O
C.
metode ini dinamakan proses scalding, dimana akan menyebabkan partikel curds
menyusut, sehingga akan mengeluarkan whey terlarut ketika diaduk. Setelah
diaduk, curd di press sehingga whey yang tersisa akan terpisah. Hasil keluaran
pressing dapat berbagai macam sesuai bentuk keju yang diinginkan.
7. Salting
Keju yang telah memiliki bentuk dibawa oleh conveyor untuk memasuki
proses salting. Tujuan dari proses salting adalah untuk membuat keju sesuai
dengan yang diinginkan. Kandungan sodium dari keju akan bertambah pada tahap
ini, memungkinkan keju mencapai spesifikasi varian tertentu. Untuk
pengontrolan, digunakan conductivity sensor agar kadar garam dapat diketahui.
15
Suhu juga dikontrol dengan sensor suhu, karena suhu akan berpengaruh langsung
pada lamanya waktu tinggal keju dalam proses ini.
8. Ripening/Storage
Keju perlu didiamkan beberapa lama untuk mencapai proses pematangan.
Waktu tinggal ini bergantung pada suhu dan kelembaban relatif. Pada tahap ini
juga dapat dilakukan diferensiasi varian keju. Kondisi operasi yang berbeda akan
menghasilkan varian yang berbeda pula. Setelah masak, keju telah jadi sesuai
dengan spesifikasi varian yang diinginkan.
2.3 Produk Turunan Susu Lainnya
Selain keju, susu masih banyak diolah menjadi produk-produk lainnya.
Berikut adalah proses produksi untuk es krim, yoghurt, dan mentega. Masing-
masing hanya akan dijelaskan secara singkat untuk memberikan gambaran. Dalam
bab-bab selanjutnya, pembahasan difokuskan pada industri susu dan keju.
2.3.1 Proses Produksi Es Krim
Ice Cream mengandung 12% lemak susu, 10% susu padat tidak lemak,
gula 14%, 0,35% stabilisator, air 63% dan 70 sampai 100% di atas dijalankan
sekitar. Ini mungkin berisi stabilisator diizinkan dan emulsifier tidak melebihi 0,5
5 berat. Produk harus mengandung tidak kurang dari 10,0% lemak susu, 3,5%
protein dan 36% total padatan.
Langkah-langkah dasar dalam pembuatan es krim umumnya sebagai
berikut:
1. Blending
Pertama bahan yang dipilih berdasarkan formulasi yang diinginkan dan
perhitungan resep dari formulasi dan bahan-bahan yang dipilih, maka bahan yang
ditimbang dan dicampur bersama untuk menghasilkan apa yang dikenal sebagai
"es krim campuran". Blending membutuhkan agitasi cepat untuk memasukkan
bubuk, dan sering blender kecepatan tinggi digunakan.
2. Pasteurization of Mix
Output dari langkah pertama kemudian dipasteurisasi. Pasteurisasi adalah
titik kontrol senyawa biologis dalam sistem, yang dirancang untuk
menghancurkan bakteri patogen. Selain fungsi ini sangat penting, pasteurisasi juga
16
mengurangi jumlah organisme pembusuk seperti psychrotrophs dan membantu
untuk melembabkan beberapa komponen ( protein , stabilisator ). Kondisi operasi
dari pasteurisasi ( peraturan Ontario ) : 69 Β° C/30 min . 80 Β° C/25s.
Kedua pasteurizers batch dan kontinyu ( HTST ) metode yang digunakan.
Pasteurizers Batch menyebabkan protein whey lebih terdenaturasi, yang beberapa
dirasa memberikan efek yang lebih baik pada es krim . Dalam sistem pasteurisasi
batch, pencampuran jumlah bahan yang tepat dilakukan dalam tong berjaket besar
yang dilengkapi dengan beberapa sarana pemanasan , biasanya uap atau air panas.
Produk ini kemudian dipanaskan di dalam tong untuk setidaknya 69 C ( 155 F )
dan ditahan selama 30 menit untuk memenuhi persyaratan untuk pasteurisasi
yangdiperlukan untuk penghancuran bakteri patogen. Perlakuan panas harus
cukup berat untuk memastikan penghancuran patogen dan mengurangi jumlah
bakteri dengan maksimal 100.000 per gram. Tank Batch biasanya dioperasikan
bersama-sama sehingga satu memegang sementara yang lain sedang dipersiapkan.
Timer otomatis dan katup memastikan waktu yang tepat memegang telah
dipenuhi.
3. Homogenization of Mix
Campuran ini juga dilakukan homogenisasi untuk membentuk emulsi
lemak dengan mengurangi ukuran gelembung-gelembung lemak yang ditemukan
dalam susu atau krim untuk kurang dari 1 ΞΌ m. Dua tahap homogenisasi biasanya
disukai untuk es krim campuran. Gumpalan lemak berkurang sehingga
menghasilkan lebih tipis, lebih cepat menyatu dalam campuran. Homogenisasi
menyediakan fungsi berikut dalam pembuatan es krim:
Mengurangi ukuran lemak
Meningkatkan luas permukaan
memungkinkan penggunaan mentega, krim beku, dll
4. Aging of Mix
Aging adalah proses menjaga campuran dalam wadah berjaket selama 4
sampai 24 jam pada suhu yang sama dengan suhu 4oC Tujuan dari tahap ini
adalah untuk memungkinkan hydrocalloids untuk mengembangkan kasein
menjadi terhidrasi, meningkatkan viskositas, tekstur menjadi lebih halus, untuk
meningkatkan pencairan, untuk meningkatkan whippability itu, lemak mengkristal
17
keluar dan aroma untuk mengembangkan seragam di seluruh. Ketika kandungan
lemak tinggi dan tekanan rendah homogenisasi, kali lebih lama memegang
digunakan.
5. Freezing
Dua jenis freezer es krim yang umum digunakan adalah jenis batch yang
membekukan sejumlah campuran yang diukut pada suatu rentang waktu dan jenis
kontinu yang dimana campuran dan aliran keluar kontinu adalah es krim yang
sebagian membeku. Keduanya diatur dengan silinder freezer memiliki salah satu
ruang anular atau gulungan sekitar silinder dimana pendinginan dilakukan dengan
baik. Pengaturan menggunakan akumulator atau perluasan langsung dikendalikan
oleh katup ekspansi termostatik. Freezer silinder memiliki pisau terpasang. Yg
mencapai sukses besar berputar dalam silinder. Pisau tajam mengikis film beku es
krim seolah-olah terbentuk pada permukaan bagian dalam dari silinder. Beberapa
freezer memiliki pengocok untuk membantu pisau dalam pencampuran untuk
menghasilkan jenis es krim yang diinginkan.
6. Hardening
Setelah es krim meninggalkan freezer dalam bentuk semi-solid dan es
krim harus didinginkan lebih lanjut untuk menjadi cukup kuat untuk penyimpanan
dan distribusi. Suhu yang ideal untuk es krim adalah rentang -13oC sampai -18
oC.
Hal ini diperlukan untuk membekukan kadar air yang tersisa dengan cepat,
sehingga kristal-kristal es yang terbentuk akan menjadi kecil. Untuk alasan ini
sebagian besar ruang pengerasan dipertahankan pada suhu -35oC dan dalam
beberapa kasus serendah -40oC. Ruangan hardening dilengkapi dengan sirkulasi
udara paksa menggunakan satuan pendingin. Wadah es krim diatur sehingga udara
akan beredar di sekitar mereka. Hal ini diinginkan untuk mempertahankan
kecepatan udara di kisaran 500-700 m / min.
7. Storage and Distribution
Dalam kondisi yang tepat, es krim dapat disimpan selama beberapa
minggu. Toko yang menjual es krim disarankan untuk menyimpan es krim pada
suhu -25oC. Namun untuk membuat es krim mampu disimpan lama butuh biaya
mahal dan perlakuan kimia fisika yang rumit. Kuantitas mikrobiologis produk
juga memburuk selama penyimpanan. Es Krim harus dilindungi dari penguapan
18
permukaan dan dari kristalisasi gula. Kemasan yang tepat akan memberikan
perlindungan yang cukup terhadap kerusakan permukaan.
Es Krim harus dilindungi dari mencair selama distribusi. Perlindungan
yang diperlukan dapat diberikan dalam beberapa cara. Untuk jangka pendek satu
atau dua jam, dibungkus dalam paket tertutup, mengeras es krim dapat
ditempatkan di dalam wadah terisolasi yang mencegah perubahan yang cepat dari
temperatur. Luas penggunaan bantalan eutektik dilakukan hari ini selama
distribusi es krim. Suatu larutan natrium klorida atau campuran garam disimpan
dalam bantalan eutektik di -18oC. Bantalan ini memberikan pendinginan ke mobil
van yang digunakan untuk distribusi es krim. Untuk waktu yang lama,
pendinginan mekanis harus diberikan untuk menjaga karakteristik beku pada
produk. Suhu produk beku dalam sistem distribusi seharusnya tidak pernah naik di
atas suhu yang diinginkan retailer yaitu -20oC. Oleh karena itu, badan truk harus
terisolasi dengan baik, didinginkan sebelum pemuatan dan tetap dingin dengan
pendinginan mekanis. Paparan produk beku dengan suhu sekitar selama bongkar
muat mobil pendistribusi ke freezer toko harus dibatasi hanya selama beberapa
menit untuk menghindari kejutan panas dan pengembangan kristal es besar.
2.3.2 Proses Pembuatan Yogurt
Secara mendasar, yogurt merupakan susu murni hasil fermentasi dengan
berbagai jenis tekstur yang berbeda dikarena terdapat sedikit perbedaan dalam
proses dan berbagai zat tambahan yang dimasukkan selama proses. Berdasarkan
wujudnya, yogurt terutama dibedakan atas yogurt dalam bentuk cair (smoothie)
dan bentuk cream. Berbagai modifikasi dalam bentuk yogurt terutama adalah
modifikasi dari dua bentuk diatas. Pada masa kini, produk yogurt lebih beraneka
ragam karena terdapat dalam berbagai rasa dan bahkan campuran buah-buahan.
Di Indonesia sendiri, produk yogurt yang lazim beredar adalah jenis yogurt
cair (smoothie) dan yogurt dalam bentuk cream. Meskipun di pasaran terdapat
banyak jenis produk yogurt, tahapan proses produksi yogurt tidaklah jauh
berbeda. Tahapn utama untuk produksi yogurt adalah mixing, perlakuan panas,
homogenisasi, inokulasi dan inkubasi, dan tahapan terakhir yaitu packaging.
Deskripsi singkat dari proses produksi terdapat pada gambar 2.3.1.
19
Gambar 2.3.1 Diagram alir pembuatan yoghurt
(Sumber: Chandan, 2004)
Pada makalah ini, akan dijelaskan proses produksi yogurt secara garis
besar. Tahapan pertama dari proses produksi yogurt adalah persiapan kultur.
Prosedur yang sama digunakan untuk pembuatan kultur tanpa memperhatikan
jenis yogurt yang diproduksi di pabrik. Kultur adalah komponen penting dalam
produksi yogurt berkualitas tinggi yang memiliki kualitas baik untuk para
20
konsumen. Pergerakan dari pekerja yang ditugaskan pada ruang kultur dan area
produksi lainnya sangat dibatasi. Sanitasi yang efektif meliputi udara yang
difiltrasi dan tekanan dalam area kultur dan fermentasi akan mengontrol
kontaminasi melalui udara.
Kultur yogurt tersedia dari berbagai macam supplier kultur dalam bentuk
konsentrat beku maupun konsentrat beku yang dikeringkan untuk inokulasi
langsung pada tangki fermentasi. Hal ini menawarkan kepraktisan dalam performa
kultur. Bagaimanapun, untuk alasan ekonomi, produsen yogurt skala besar lebih
memilih untuk membuat kultur mereka sendiri. Kultur ini sendiri biasanya terbuat
dari Lactobacillus.bulgaricus LB) dan Streptococcus thermophilus(ST).
Konsentrat kultur beku/beku-kering tersedia dari supplier kultur komersial
dapat digunakan untuk inokulasi langsung dalam campuran yogurt maupun kultur
awal. Alasan penggunaan yaitu kemudahan dan kepraktisan. Konsentrat beku
dikirimkan dalam bentuk beku dan disimpan dalam pabrik dalam pendingin
khusus pada -40C atau dibawahnya dalam periode yang terbatas yang ditentukan
oleh supplier kultur. Pada masa kini, konsentrat beku-kering lebih dipilih oleh
produsen yogurt karena dapat disimpan dalam freezer dan tidak memerlukan es
kering untuk pengiriman.Area kultur starter biasanya dipisahkan pada kebanyakan
pabrik yogurt untuk menjaga sanitasi lingkungan. Area ini haruslah bertekanan
dan memiliki filtrasi HEPA (dapat menahan partikel yang lebih besar dari 0,3ΞΌm)
untuk mencegah kontaminasi udara dari bakteri dan bakteriofage.
Tahapan selanjutnya adalah inokulasi dari konsentrat kultur. Instruksi
dalam hal menangani konsentrat kultur seperti yang ditentukan oleh supplier harus
dipatuhi. Ketika menggunakan konsentrat kultur beku, kemasan diletakkan pada
air dingin atau hangat yang mengandung konsentrasi tertentu dari sanitizer,
dimana chlorine biasa digunakan (senyawa ammonia memiliki efek residu).
Hal β hal berikut adalah langkah fisik, kimia, dan biologis kritis dalam
produksi yogurt.
1. Pencampuran
Persiapan pencampuran diperlukan untuk menyebarkan dan melarutkan
komposisi kering dalam fase liquid menghasilkan campuran yang homogen. Hal-
hal pertimbangan penting selama tahap ini adalah :
21
(a) Agitasi yang cukup dalam tangki pencampuran
(b) Memasukkan komposisi kering menggunakan pompa atau peralatan
high shear blending.
(c) Meminimalisir masuknya udara
(d) Melakukan pra-pasteurisasi untuk menjamin standar komposisi bahan
kimia.
(e) Restandarisasi, jika diperlukan
2. Pasteurisasi dan Perlakuan Panas
Secara umum, pasteurisasi susu dilakukan dengan tujuan untuk membunuh
semua mikroorganisme patogen, dan secara signifikan mengurangi organisme lain
yang muncul dan menginaktivasi enzim pada susu. Dalam industri pembuatan
yogurt di Amerika, regulasi FDA mengharuskan operator pabrik untuk
menggunakan pelaratan pasteurisasi yang resmi, meskipun perlakuan panas pada
campuran yogurt menggunakan suhu yang lebih tinggi dengan waktu tinggal yang
lebih panjang dari pasteurisasi susu yang diizinkan. Terdapat dua langkah
perlakukan panas, pertama yaitu berkaitan dengan peraturan resmi dan kedua
untuk waktu holding dan suhu yang lebih baik.
Tujuan utama dari tambahan perlakuan panas ini adalah untuk
mendenaturasi protein keju and menciptakan kondisi optimum untuk pertumbuhan
kultur yogurt. Denaturasi dari protein keju (80-85%) akan meningkatkan kapasitas
pengikatan air, dimana akan memperbaiki konsistensi dan viskositas dari yogurt
dan membantuk mencegah separasi zat yang lain (sineresis). Tingkat dari
denaturasi tergantung pada yogurt yang diproses.
Produksi dari yogurt alami, yang tidak mengandung stabilizer
membutuhkan denaturasi yang lebih besar pada serum atau protein keju. Studi
telah menunjukkan jika memanaskan campuran 85ΒΊC selama 20 menit adalah
optimal untuk kapasitas pengikatan air dari protein susu. Perlakuan ini
memberikan jumlah minimum dari pelepasan whey dibandingkan dengan produk
dengan treatment susu yang lebih tinggi atau rendah.
Perlakuan panas yang melebihi ketentuan diatas akan secara berbanding
terbalik mempengaruhi konsistensi dari yogurt karena terlalu banyak protein
serum yang terdenaturasi, yang menghasilkan yogurt dengan sineresis yang
22
signfikan. Yogurt jenis lain mengandung solid susu yang meningkat dan stabilizer
membutuhkan denaturasi protein susu yang lebih rendah, karena hal ini
bergantung pada solid dan stabilizer yang lebih tinggi untuk menghasilkan
konsistensi dan pencegahan separasi whey. Untuk produk ini, sistem susu tinggi
secara singkat dapat digunakan, dengan menyediakan waktu 90.6β93.3β¦C dan
waktu tinggal paling sedikit 30 detik. Jika waktu tinggal ini dapat diperpanjang
dengan menggunakan tabung khusus dengan waktu 1-5 menit, konsistensi dan
proteksi yang lebih baik dari separasi whey dapat diamati.
3. Homogenisasi
Proses ini secara mekanis memecah globula lemak susu hingga ukuran
yang lebih kecil yang membantu dalam dispersi stabilizer dalam campuran yogurt.
Homogenisasi dari campuran yogurt dengan kandungan lemak lebih dari 1,5%
mempunyai beberapa keuntungan :
(a) Perbaikan dalam konsistensi dan viskositas dari yogurt karena
distribusi yang baik dari globula lemak dalam struktur yogurt.
(b) Stabilitas yang lebih baik. Sebagai tambahan, telah dibuktikan bahwa
homogenisasi memecah ikatan kasein dan mendenaturasi protein
serum, yang dapat menghasilkan kompleks protein yang lebih stabil.
Penelitian telah menunjukkan bahwa homogenisasi setelah pasteurisasi
akan menghasilkan konsistensi yang lebih baik dalam produk final. Range optimal
untuk homogenisasi adalah 50-60ΒΊC, dengan 35ΒΊC sebagai suhu efektif minimum.
4. Koagulasi
Kandungan protein dalam yogurt terdiri dari kasein, (terdiri 80% dari total
protein) dan protein serum/whey. Kasein ini sangat stabil dalam susu segar karena
muatan listrik. Partikel bermuatan yang saling berdekatan dan tetap dalam bentuk
suspensi. Stabilitas ini dipengaruhi oleh perubahan komposisi susu yang berkaitan
dengan kandungan ionik dan kandungan garam.
Koagulasi terjadi pada pH 4,6 -4,7 dimana lactoglobulin dan kasein saling
berinteraksi dan terkoagulasi dan terkopresipitasi. Jadi protein yang akan
terkoagulasi selama proses ini adalah kasein dan protein whey yang terdenaturasi
dengan globula lemak yang terperangkap.
23
5. Pendinginan
Tujuan dari pendinginan dari massa yang difermentasi adalah untuk
membatasi pertumbuhan dari kultur yogurt dan aktivitas enzimnya secapat
mungkin dan mengatur pH yang diinginkan dan tekstur. Dalam kondisi praktis,
pendinginan yogurt setelah inkubasi tergantung pada :
(a) kondisi proses seperti suhu inkubasi atau intensitas pengasaman.
(b) Fasilitas produksi yang tersedia untuk pendinginan, seperti saluran
pendingin, vat dengan agitator, plate cooler.
(c) jenis yogurt yang diproduksi seperti : cup set, fruit flavored, vat set, and
plain (natural).
(d) Sifat organoleptik yang diinginkan, seperti tingkat keasaman akhir dan
aroma. Secara umum pendinginan dalam pabrik yogurt terjadi pada pH 4,5 β
4,65. Pendinginan dengan agitasi pada pH 4,7 atau diatasnya akan
menghasilkan tekstur yang tidak diinginkan. Kecepatan pendinginan
haruslah konstan dan tidak terlalu cepat. Pendinginan yang terlalu cepat
akan menyebabkan perubahan yang tidak diingnikan dalam struktur
koagulasi yang berkonstribusi pada separasi whey dalam produk akhir.
Hal ini dapat terjadi karena kontraksi yang sangat cepat dari filamen
protein. Metode pendinginan tergantung pada jenis yogurt yang diproduksi.
Metode pendinginan tergantung pada jenis yogurt yang diproduksi. Lebih
diinginkan untuk mencapai suhu 18-20ΒΊC dalam waktu 1 jam untuk secara cepat
menghentikan pertumbuhan kultur.
Yogurt yang diinkubasi dalam vat didinginkan menggunakan plate cooler
khusus. Dalam pendinginan vat, adalah lebih baik untuk menggunakan tangki
tinggi dan sempit dengan agitasi permukaan.Tangki yang lebar dengan agitator
tipe propeller tidaklah disarankan untuk pendinginan. Secara umum, pendinginan
yogurt adalah pada suhu 7β13 β¦C.
6. Pengadukan
Pengadukan tidak boleh berlangsung terlalu singkat ataupun terlalu lama.
Hal ini secara khusus penting dalam produksi yogurt alami, bagaimanapun, hal ini
harus diperhatikan dalam menstabilkan yogurt karena pengadukan yang
berlebihan dapat merusak stabilitas dan mengubah jumlah stabilizier yang
24
dibutuhkan untuk menghasilkan struktur yang diinginkan. Untuk menghasilkan
gel homogen, lebih disarankan untuk menggunakan kecepatan pengadukan yang
tinggi diawal, mengurangi kecepatan agitas pada suhu yang turun dibawah 30C.
Pengadukan pada pH diatas 4,7 secara parsial akan membentuk gel yang
menghasilkan grainy texture; bagaimanapun pengadukan umum dilakukan pada
pH 4,65 atau dibawah.
7. Pumping
Pompa dibutuhkan untuk memindahakn yogurt yang telah diaduk dari
tangki fermentasi melalui pipa dan bila diperlukan plate pendingin menuju mesin
filling. Hal ini dapat berlangsung pada tekanan yang berbeda tergantung pada
desain pabrik. Bagaimanapun, untuk penggunaan ini, hanya pompa tekanan positif
yang digunakan. Hal ini akan memastikan perpindahan positif dari gel tanpa .
Pompa sentrifugal tidak seharusnya digunakan karena gaya sentrifugal yang
terlalu tinggi hasil dari rotary propeller yang memaksa produk untuk
meninggalkan pompa dengan kecepatan dan tekanan yang tinggi, yang dapat
merusak konsistensi gel.
2.3.3 Mentega
Mentega merupakan lemak yang dipadatkan yang dibuat dari krim yang
dihomogenasi dengan kandungan lemak susu 25-40% sampai mencapai kurang
lebih 80% lemak susu dengan tidak menambahkan lebih dari 16% kandungan air.
Prosesnya secara umum mekanis dimana krim (emulsi lemak dalam serum)
menjadi mentega (emulsi serum dalam lemak). Selain mengandung lemak,
mentega mengandung protein, kalsium, fosfor (1,2%), dan vitamin yang lerut
dalam lemak (A, D, dan E). Dibutuhkan sekitar 20 liter susu untuk memproduksi
satu kilogram mentega.
Dalam proses produksi mentega, terdapat 8 langkah proses produksi
mentega. Berikut ini adalah diagram alir proses produksi mentega.
1. Pemisahan Susu dan Krim
Apabila perusahaan mentega mendapat suplai susu, maka harus dilakukan
pemisahan antara susu dan krimnya. Susu yang didapat dilakukan pre-heating
untuk proses sterilisasi sebelum masuk ke proses separasi. Ada beberapa metode
separasi yang digunakan, yakni dengan pemisahan gravitasi dan sentrifugasi.
25
Metode sentrifugasi merupakan metode yang cepat untuk memisahkan lemak dan
susu skim. Hasil dari pemisahan ini adalah susu skim dengan kandungan lemak
0,1% dan krim.
Gambar 2.3.2 Diagram Blok Proses Produksi Mentega
Source: fao.org
2. Pasteurisasi
Krim dipasteurisasi pada suhu 95oC untuk membunuh bakteri dan
merusak enzim. Proses ini untuk memastikan tidak ada mikroorganisme yang
hidup yang akan memengaruhi kualitas mentega.
3. Pematangan
Langkah ini diperlukan untuk memproduksi kultur mentega. Krim
dicampur dengan kultur S. cremoris, S. lactis diacetyl lactis, dan Leuconostocs.
Krim dimungkinkan untuk masak pada pH 5,5 pada suhu 21oC sampai pH 4,6
26
pada suhu 13oC. Ini dilakukan karena semua pengembangan rasa terjadi pada
rentang pH ini. Pengembangan rasa terjadi pada laju yang lebih tinggi selama
langkah ripening di suhu yang lebih rendah. Perlu dicatat bahwa mentega matang
tidak pada proses pencucian atau penggaraman.
4. Pemeraman
Pada kolam pemeraman, krim dikenai program yang didesain untuk
mengontrol pendinginan untuk memberikan struktur kristal lemak yang
diinginkan. Krim didiamkan pada temperatur dingin selama 12-15 jam untuk
proses kristalisasi globul lemak mentega, memastikan proses homogenasi yang
tepat dan tekstur mentega. Dari tanki penuaan, krim dipanaskan hingga dicapai
temperatur yang diinginkan sebelum dipompa ke langkah homogenasi.
5. Homogenasi
Krim dihomogenasi baik secara kontinyu maupun secara batch, dimana
krim diagitasi untuk memecah globul lemak. Proses ini mengakibatkan lemak
membentuk granul mentega, membesar, kemudian menyatu. Akhirnya, didapat
dua fase, yakni semisolid mentega dan likuid yang tertinggal, yang disebut
buttermilk.
6. Pengeringan dan Pencucian
Buttermilk dikeringkan dari granul mentega. Granul mentega kemudian
dikerjakan fasa tesktur lemak secara kontinyu yang mengandung fase terdispersi
air. Setelah proses ini, dilakukan proses pencucian untuk membuang residu, yang
saat ini jarang dilakukan.
7. Pegaraman
Garam ditambahkan untuk menambah rasa dan memperpanjang masa
simpan karena garam digunakan sebagai pengawet. Pada proses batch, garam
ditebar pada permukaan mentega dengan konsentrasi 1-3%. Jika proses kontinyu
dilakukan, larutan garam ditambahkan pada mentega. Garam akan larut pada fasa
cair dengan konsentrasi sampai 10%. Setelah dicampur, dapat dipastikan
campuran granul mentega, air, dan garam akan didapat.
27
8. Pengemasan dan Penyimpanan
Mentega akhirnya ditempatkan ke dalam berbagai bentuk dan dibungkus
dalam kertas wax dan disimpan dalam tempat yang dingin. Setelah mendingin,
mentega mengristal dan membentuk tekstur yang kuat
28
BAB 3
IDENTIFIKASI LIMBAH PRODUK SUSU DAN
TURUNANNYA
3.1 Limbah susu
Sebagian besar limbah yang dihasilkan dari produksi susu (dairy product)
adalah air serta padatan/endapan yang mengandung lemak susu, protein, laktosa,
dan asam laktat. Komponen lainnya yang terkandung dalam air dan
padatan/endapan tersebut dapat berupa sodium, potassium, calcium dan chloride
(Harper W J, US EPA Publication No 600/2-84-043). Limbah yang mungkin
dihasilkan dari proses ini adalah:
1. Endapan susu. Meskipun dibantu pengaduk, endapan susu tidak dapat
dihindarkan terjadi. Endapan yang dibiarkan terlalu lama akan semakin
kental dan menimbulkan bau menyengat
2. Tumpahan susu yang terjadi saat pengisian atau pemindahan
3. Produk susu dengan kualitas dibawah standar
4. Limbah utilitas
5. Limbah cleaning dan maintenance
6. Limbah kemasan
7. Limbah rumah tangga
3.1.1 Kandungan limbah susu
Komponen organik
Komponen organik pada limbah produksi susu dapat diklasifikasikan
menjadi protein, laktosa, dan lemak. Pengaruhnya terhadap lingkungan tergantung
pada kelarutan dan biodegradability komponen-komponen tersebut. Namun
umumnya komponen organik dari limbah industri susu (dairy product) sangat
biodegradable karena dapat diuraikan oleh mikroorganisme. Parameter
pengukuran komponen organik pada limbah yang paling umum digunakan adalah
Biochemical Oxygen Demand (BOD5) dan Chemical Oxygen Demand (COD)
yaitu sebagai jumlah oksigen yang dikonsumsi oleh mikroorganisme pada rentang
waktu tertentu. Standar nilai BOD5 dan COD biasanya disesuaikan dengan
29
kondisi lingkungan serta pemerintah setempat. Umumnya pembuangan air limbah
hasil pengolahan (wastewater treatment) yang masih diijinkan mengandung BOD5
sekitar 2,000 mg/L dan konsentrasi endapan terlarut sekitar 1,800 mg/L. (Barnett,
2000).
Komponen anorganik
Komponen anorganik pada limbah industri susu berasal dari tahapan
tertentu pada proses produksi, misalnya rangkaian boiler pada proses pasteurisasi
atau homogenasi yang menghasilkan emisi gas karbondioksida, sulfur oksida, dan
nitrogen oksida. Selain itu, sistem pengolahan limbah anaerob (anaerobic waste
treatment sistems) dan saluran irigasi pengolahan limbah juga dapat menghasilkan
emisi gas metana dan nitrous oxide (N2O). Karbondioksida, metana dan N2O
merupakan gas rumah kaca yang dapat menyebabkan efek berbahaya bagi
lingkungan. Namun, beberapa komponen anorganik yang terkandung dalam
limbah seperti turunan nitrogen ( ion nitrate, nitrite dan amonia) serta fosfor dapat
bermanfaat untuk menutrisi tanaman walaupun harus tetap diperhatikan kadarnya.
Umumnya kadar nitrogen yang diijinkan untuk dilepas ke lingkungan (daratan
atau perairan) adalah β€ 30-100 mg/m3, sedangkan untuk fosfor adalah sebesar β€
15-30 mg/m3. (Barnett, 2000).
(a)
30
(b)
31
(c)
Gambar 3.1.1 (a) alur manajemen terhadap limbah, (b) limbah yang dihasilkan pada
proses produksi susu cair serta cara menguranginya, (c) limbah yang dihasilkan pada proses
produksi susu bubuk dan cara menguranginya.
(sumber: Industrial Waste Management Policy - Waste Minimisation, 1993)
Karakteristik Limbah
Berdasarkan industrial waste minimisation β procedures for waste
assessments (EPA Publication 358, February 1993) maka dapat diperoleh asumsi
data karakteristik limbah sebagai berikut.
Tabel 3.1.1 Kondisi Limbah di Setiap Unit Operasi Produksi Susu
Unit proses Jenis limbah Flow
(L/day)
BOD
(mg/L)
COD
(mg/L)
SS
(mg/L)
DS
(mg/L)
Pemisahan
(Separating)
pengotor-
pengotor,
debris, bakteri,
5 8250 12380 2500 0.578
32
serta endapan
lemak (fat)
susu
Air sisa
pencucian alat 1.5 2475 3712 750 0.173
Fortifikasi
(Fortifying)
Air sisa
pencucian alat 1.5 2475 3712 750 -
Pasteurisasi
(Pasteurizing)
Air sisa
pencucian alat 3 4950 7425 1500 -
Homogenisasi
(Homogenizing)
Air limbah
yang
mengandung
lemak (fat)
susu
1.95 3217 4826 975 0.225
Air sisa
pencucian alat 0.6 965 1447.8 293 -
Pengemasan
(Packaging)
Tumpahan
susu saat
pengemasan
0.5 825 1237.5 250 -
Total 14.04 23157.8 34736.6 7017.5 0.98
(Diadaptasi dari EPA Publication 358, February 1993)
Baku mutu terkait
Kami mengambil baku mutu di daerah Jawa Tengah, mengingat di daerah
ini cukup banyak industri susu. Berdasarkan Peraturan Daerah Provinsi Jawa
Tengah Nomor 5 Tahun 2012 Tentang Perubahan atas Peraturan Daerah Provinsi
Jawa Tengah Nomor 10 Tahun 2004 Tentang Baku Mutu Air Limbah, baku mutu
air limbah untuk industri susu dapat dilihat pada tabel berikut.
33
Tabel 3.1.2 Baku mutu air limbah industri susu
(sumber:Perda No.5 tahun 2012)
Dapat dilihat bahwa air limbah masih sangat jauh di atas kadar maksimum,
oleh karena itu perlu adanya pengolahan limbah.
34
3.2 Identifikasi limbah Keju
Gambar 3.2.1 Gambaran proses pengolahan keju secara umum
(Sumber: jumo.co.uk)
Bagian yang dilingkari merah merupakan limbah utama yang keluar dari
proses. Kemudian, dapat dianalisis lebih lanjut darimana saja limbah proses
berasal. Limbah ini dapat berupa:
1. Whey. Whey merupakan susu yang tidak tergumpalkan, merupakan
limbah utama dari industri keju. Jumlah dari limbah whey sangat
besar, bisa mencapai 90% dari input susu yang masuk (Wit, 2001).
Mengandung sebagian kecil rennet yang digunakan.
35
2. Tumpahan susu yang terjadi saat pengisian atau pemindahan. Dapat
berkisar antara 0.5-4% dari jumlah susu yang digunakan (Tommy,
1998).
3. Salt water. Merupakan air rendaman yang digunakan untuk mengatur
kandungan sodium dalam keju.
4. Produk keju dengan kualitas dibawah standar
5. Limbah utilitas
6. Limbah cleaning dan maintenance
7. Limbah kemasan
8. Limbah rumah tangga
Limbah cair dari industri keju telah lama mendapat perhatian khusus
terkait lingkungan. Besarnya jumlah limbah cair menyebabkan banyak juga zat
organik yang harus diolah sebelum dibuang ke lingkungan. Pada kondisi ekstrim,
limbah air garam yang dikeluarkan juga dapat mempengaruhi tanah dan
mencemari air tanah.
Karakteristik Whey
Kandungan umum dari whey dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 3.2.1 Perbandingan kandungan whey dan susu
(Sumber: Waste Management for Food Industries)
36
Berikut adalah karakteristik whey menurut Morr tahun 1992, yang
disandingkan dengan baku mutu.
Tabel 3.2.2 Karakteristik limbah beserta baku mutu
(sumber: Morr, 1992 dan Perda No.5 tahun 2012)
Melihat besarnya karakteristik di atas baku mutu, maka perlu dilakukan
pengolahan limbah lebih lanjut sebelum dapat dibuang.
37
BAB 4
MINIMISASI LIMBAH PABRIK PENGOLAHAN SUSU
Minimisasi limbah adalah segala upaya yang dilakukan agar limbah yang
perlu diolah lebih sedikit. Jadi, kegiatan minimisasi tetap harus diikuti dengan
pengolahan limbah yang masih ada setelah dilakukan minimisasi. Program
minimisasi limbah yang efektif akan menurunkan beban dari unit pengolahan
limbah, mengurangi limbah organik padat, dan meningkatkan yield produk,
menghemat energi, bahan kimia, air dan tenaga kerja. Pengukuran yang akurat
untuk volume dan beban air limbah akan menyediakan informasi yang lebih
komprehensif. Pengumpulan informasi merupakan salah satu langkah penting
dalam program minimisasi limbah.
Secara garis besar minimisasi limbah dapat dicapai dengan dua jenis cara
beserta contohnya yaitu :
1. Reduksi sumber
a. Bahan baku : pengelolaan bahan, modifikasi bahan, pengadaan
bahan
b. Operasi : housekeeping, segregasi limbah, preventive maintenance,
pengaturan kondisi operasi dan proses
c. Teknologi : modifikasi proses, modifikasi alat, teknologi bersih
d. Produk : produk tak berbahaya, produk tak banyak limbah, produk
awet
2. Pemanfaatan limbah
a. Reuse : on site, off site, waste exchange
b. Recovery : on site, off site, waste exchange
c. Recycle : on site, off site, waste exchange
Sedangkan untuk melakukan program minimisasi limbah, maka tahap-
tahap yang harus dilakukan adalah sebagai berikut :
1. Menentukan sumber-sumber limbah
2. Menentukan lokasi dan alat pengukur pada titik sampling untuk
menentukan volume dan beban limbah dari limbah pabrik
3. Secara reguler mengawasi volume dan jumlah limbah
38
4. Mengidentifikasi peluang untuk melakukan perbaikan
5. Mengimplementasikan program minimisasi limbah
6. Mengawasi performasi program minimisasi
4.1 Minimisasi pada industri susu
Minimisasi pada susu agak berbeda dengan yang dapat diterapkan pada
industri keju. Pertama akan dibahas mengenai industri susu. Minimisasi dapat
dilakukan berdasarkan reduksi pada sumber ataupun pemanfaatan kembali dengan
prinsip 3R
4.1.1 Reduksi Limbah Produksi Susu
Limbah pabrik pengolahan susu akan menghasilkan limbah padat dan limbah
air dalam jumlah yang signifikan yang harus diatur dan dibuang untuk
mengeliminasi risiko lingkungan dan mengurangi dampak dan biaya
lingkungan.Sumber-sumber limbah padat dari industri pengolahan susu meliputi
limbah packaging seperti karton, kertas, plastik, limbah organik seperti lumpur
dan reject produk, serta limbah kantor. Sumber limbah padat tersebut ditunjukkan
pada tabel 4.1.1. Limbah-limbah ini dapat dihasilkan selama proses produksi, atau
ketika bahan baku dan produk ditransportasikan, disimpan, dan dipindahkan.
Tabel 4.1.1 Sumber-Sumber Limbah Padat pada Pabrik Pengolahan Susu
Kategori Jenis Limbah Aliran Buangan
Anorganik
Kotak karton, kertas Dapat di recycle
Plastik pembungkus Dapat di recycle, bergantung
pada kebersihan dan tipe
plastik
Botol HDPE dan tutup Dapat di recycle
Tutup foil Tidak dapat di recycle
Liquid paperboard Dapat di recycle
Label Tidak dapat di recycle
Plastik dan drum besi Dikembalikan pada supplier,
39
reuse atau di recycle
Polystyrene Dapat di recycle
Limbah kantor Dapat di recycle
Limbah kantin Dapat di recycle
Tidak terduga Dapat di recycle
Organik
Reject produk Pakan ternak (insitu/eksitu)
Retur produk akhir Pakan ternak(insitu/eksitu)
Raw material Pakan ternak(insitu/eksitu)
Raw material kadaluarsa Pakan ternak(insitu/eksitu)
Sample lab Pakan ternak(insitu/eksitu)
Separator Pakan ternak(insitu/eksitu)
(Sumber : Eco-efficient for Dairy Processing Industry, 2004)
Pada bagian ini terlebih dahulu akan dijelaskan minimisasi limbah
berdasarkan reduksi pada sumber, yaitu berdasarkan pada bahan baku, operasi,
proses, dan produk.
Reduksi Sumber β Bahan baku
Penerimaan bahan baku, proses awal, dan penyimpanan
Limbah dapat dihasilkan selama proses penerimaan dan proses produksi
awal jika tangki dan pipa tidak dibersihkan secara maksimal karena desain
peralatan yang buruk atau karena waktu yang tidak cukup. Untuk meminimalisir
terjadinya hal ini maka hal yang dapat dilakukan adalah melakukan CiP (Cleaning
in Place) dan SiP (Sterilization in Place). Residence Time (waktu tinggal) susu di
storage tank maksimal 5 jam dan di unit pasteurisasi selama 15 detik (Food
Processing Handbook, 2006).
40
Gambar 4.1.1 Proses Penerimaan Susu pada Industri Pengolahan Susu
(Sumber : Food Processing Handbook, 2006)
Pada Gambar 4.1.1 terdapat 2 truk disebelah kanan yang sedang menjalani
proses CiP secara teratur untuk menjamin kebersihan tangki truk, tangki berwarna
merah muda berisikan caustic, tangki biru muda berisikan acid, sedangkan tangki
hijau berisikan soda. Sedangkan pada gambar sebelah kiri, dua tangki paling
bawah sedang melakukan transfer susu pada storage tank ukuran besar, dan tangki
paling atas storage tank ukuran kecil.
Reduksi Sumber β Operasi
1. Memperbaiki Desain dan Layout Pabrik
Limbah dapat dihasilkan karena proses atau peralatan proses yang kurang
baik. Pabrik harus didesain sedemikian rupa sehingga mempunyai aliran materi
yang sederhana dan seminimal mungkin tidak rumit. Area pabrik yang mungkin
menghasilkan limbah yaitu persikuan pipa, instalasi pipa yang tidak
memungkinkan pengurasan secara sempurna, dan kegagalan pengurasan pada
peralatan proses yang lain. Untuk itu memilih peralatan proses yang mudah
dibersihkan harus menjadi pertimbangan utama ketika ingin melakukan
minimisasi limbah.
41
Gambar 4.1.2 Susunan Antar Alat dan Pipa yang Efisien
(Sumber : Eco-efficient for Dairy Processing Industry, 2004)
2. Proses produksi dan kontrol yang efisien
Limbah juga dapat dihasilkan dari kontrol proses yang buruk, seperti
kelebihan pengisian dari tangki selama proses. Untuk itu harus dipilih detektor
proses yang baik agar hal-hal seperti ini tidak terjadi.
Gambar 4.1.3 Kontol Proses yang Tepat untuk Optimasi Proses
(Sumber : Eco-efficient for Dairy Processing Industry, 2004)
3. Mengoptimalisasi start-up dan shutdown
Kesempatan reduksi limbah dapat terjadi apabila proses start-up dan
shutdown diperbaiki sedemikian rupa sehingga waktu saat proses ini tidak
meninggalkan sisa bahan baku dan produk yang terlalu banyak.
42
4. Mengoptimalkan formulasi produk
Formulasi yang akurat untuk suatu produk dairy merupakan salah satu
kesempatan yang paling penting untuk melakukan penghematan pada pabrik
pengolahan susu.
5. Production scheduling
Salah satu cara untuk meminimalisasi limbah melalui produk, waktu,
tenaga kerja dan penyimpanan dengan mengoptimalisasi jadwal produksi untuk
meminimalisir pemberhentian dan jumlah penukaran aliran. Kapasitas produksi
harus sesuai dengan kapasitas pengisian, dengan jumlah tangki penyimpanan
antara untuk mengatasi kekurangan dengan ukuran yang tidak terlalu besar.
6. Proses filling produk
Mesin filling dapat menjadi sumber kehilangan produk yang signifikan,
terutama ketika terjadi problem dan kebocoran saat terjadi pengisian yang pada
akhirnya akan menjadikan limbah dari produk. Limbah juga dapat dihasilkan dari
produk yang tidak terisi penuh dikarenakan proses start-up dan shutdown.
Gambar 4.1.4 Limbah dapat dihasilkan dari Proses Filling
(Sumber : Eco-efficient for Dairy Processing Industry, 2004)
7. Proses packaging
Beberapa langkah yang dapat dilakukan untuk mengoptimisasi
penggunaan packaging, yaitu :
- Massa packaging yang ringan
- Optimalisasi desain packaging untuk mengurangi penggunaan material
- Mengurangi packaging yang tidak perlu
43
- Memilih pengiriman produk secara massal untuk mengurangi limbah
packaging
- Handling dan penyimpanan yang efisien untuk menghindari kerusakan
Beberapa langkah yang dapat dilakukan untuk mengurangi limbah yang
dihasilkan pada proses produksi susu antara lain:
Menjaga ketinggian cairan sehingga tidak terjadi luapan produk (product
boil-over).
Proses pengoperasian laju peralatan yang jauh lebih tinggi dari spesifikasi
alat tersebut dapat menyebabkan penyumbatan pipa yang tidak hanya
mengakibatkan polusi udara dan limbah cair tetapi juga menghambat
proses produksi itu sendiri.
Sirkulasi kembali susu berkonsentrasi rendah hingga mencapai konsentrasi
yang diinginkan serta bersihkan/evaporasi endapan yang tertinggal
sebelum memasuki proses pembuangan akhir. Selain itu, cuci peralatan
sebelum jadwal pemberhentian alat.
Minimalisasi emisi gas dengan menggunakan filter kain atau wet
scrubbers.
Reduksi Sumber β Produk
Kualitas produk akhir juga akan menentukan seberapa banyak reduksi
limbah yang dapat dilakukan, apabila diketemukan produk akhir dengan kualitas
yang tidak sesuai dengan persyaratan yang ditentukan, maka akan terjadi reject
produk yang juga berarti bahwa produk akhir ini akan menjadi limbah.
4.2 Minimisasi berdasarkan pemanfaatan kembali (3R)
Minimisasi limbah selain dengan reduksi pada sumber, juga dapat
dilakukan dengan pemanfaatan limbah sebelum diolah. Bila reduksi mengatur
bahan baku dan pembantu, operasi, proses, serta produknya dengan tujuan untuk
mengurangi limbah yang keluar, pemanfaatan limbah berfokus pada kemungkinan
penerapan penggunaan ulang (reuse), daur ulang (recycle), atau perolehan
kembali (recovery)
44
4.2.1 Daur ulang (recycle) Limbah Produksi Susu
Menurut arti katanya, daur ulang adalah tindakan untuk mendapatkan
kembali material yang diinginkan dari limbah atau untuk menyuling dan
menggunakan kembali.Dalam istilah umum, daur ulang sering kali mengacu pada
bahan-bahan padat seperti kaleng alumunium, botol kaca, atau kertas. Dalam
industri susu pasteurisasi, bahan padat terutama digunakan sebagai kemasan
seperti karton atau botol plastik. Daur ulang kemasan memang dilakukan, namun
hal ini dilakukan oleh pihak ketiga yang memang bertugas untuk mendaur ulang
bahan-bahan tersebut. Biasanya, limbah kemasan terjadi apabila ada produk-
produk susu yang dibawah standar. Bahan kemasan yang telah digunakan tentu
tidak dapat langsung digunakan kembali, namun harus melalui proses daur ulang
dahulu.
Prinsip daur ulang dapat diterapkan juga untuk bahan cair.Daur ulang air
dapat menghemat sumber daya dan biaya.Wastewatertreatment dapat memberikan
kualitas air yang diinginkan untuk penggunaan selanjutnya. Ketika air yang
digunakan untuk suatu fungsi merupakan air daur ulang dari suatu proses, tentu
akan mengurangi beban proses, yang mengakibatkan limbah yang dihasilkan di
tahap akhir lebih sedikit.
Air limbah untuk proses pendinginan (on-site)
Dapat digunakan sebagai air pendingin. Hal ini akan menghemat biaya
yang dikeluarkan untuk membeli air bersih atau energi untuk memompa air tanah.
Limbah dari air sisa pencucian alat memiliki laju alir yang besar, dengan
karakteristik y
ang dapat dengan mudah diturunkan ke tahap yang diinginkan.Salah satu
kegunaan limbah ini adalah sebagai air pendingin.Susu membutuhkan panas yang
cukup tinggi untuk sterilisasi, namun harus segela didinginkan untuk menghindari
kerusakan rasa.Beban pendingin untuk mencapai suhu 4.4Β° C dapat berkurang
dengan bantuan air pendingin. Air pendingin dapat membawa panas dari susu
tanpa terjadi kontak langsung. Air pendingin mengalir di dalam pipa untuk
dilewatkan dengan susu untuk mengurangi suhunya.
Air pendingin yang mengalir di dalam pipa membutuhkan spesifikasi
minimal, oleh karena itu air limbah butuh diolah terlebih dahulu. Pada tahap ini
45
hanya akan dijelaskan prinsip pengolahan limbah untuk digunakan kembali,
bukan pengolahan limbah tahap air. Pengolahan limbah tahap akhir akan
dijelaskan pada bagian makalah selanjutnya.
1. Primary Treatment: Sedimentasi
Sedimentasi berguna untuk mengendapkan padatan-padatan yang terdapat
pada air limbah. Padatan harus dihilangkan karena kemungkinan akan merusak
pipa, menambah beban, dan memungkinkan terjadinya penyumbatan. Sedimentasi
dilakukan dengan menggunakan prinsip air flotation yang dikombinasikan dengan
neutralisasi limbah serta penambahan flocculants dan polyelectrolytes.
2. Secondary Treatment: Biological Oxidation, Disinfection
Sedimentasi tidak dapat menghilangkan kandungan komponen organik
dari susu yang berupa laktosa yang mudah larut, sehingga sulit dipisahkan dengan
metode fisik atau kimia. Untuk itu perlu dilakukan treatment berikutnya dengan
oksidasi biologis, memanfaatkan bakteri untuk mengubah komponen organik pada
limbah menjadi karbondioksida, air, dan biomass. Penjelasan lebih detail akan
dilakukan pada bagian lain dari makalah, yaitu pengolahan limbah. Setelah proses
ini, air limbah akan memenuhi spesifikasi air pendingin. Pemanfaaatan air limbah
seperti ini dikenal sebagai waterrecycles.
Penggunaan Air Limbah secara Off-site
Selain digunakan dalam proses, sebenarnya air daur ulang dapat
dimanfaatkan untuk hal lain. Setelah melewati tahap secondarytreatment, air
dapat digunakan untuk irigasi yang membutuhkan banyak nutrisi, yang mungkin
dibutuhkan oleh pihak tertentu. Untuk penggunaan yang lebih lanjut, diperlukan
tertiary atau advancedtreatment untuk menghilangkan uraian komponen organik
ataupun anorganik pada air limbah susu. Pengolahan dapat dilakukan dengan
chemicalcoagulation, filtration, dan disinfection. Kegunaan air setelah melewati
tahap ini sangat luas, misalnya untuk air siraman toilet, air cuci kendaraan, dan
kebutuhan lainnya selain untuk air minum atau mandi.
4.2.2 Pemanfaatan kembali air cucian alat
Setelah sebelumnya dibahas minimisasi secara umum, kali ini akan
disajikan secara detail berserta karakteristik limbahnya. Berikut ini adalah data
limbah produksi susu, hasil perhitungan sendiri.
46
Tabel 4.2.1 Data Limbah Produksi Susu dan Proses Meminimalkan Limbah
Unit Lin
e Flow, l/day Possible Change
Estimate
d New
Outflow
Pemisahan 1
1,5 -
ke
pembuanga
n sewer
main
1,5 L dari
suplai air
pabrik
Fortifikasi 2
1,5
air yang
digunakan
lebih sedikit
karena
menggunaka
n air reuse
dari line 4
air keluaran
line ini
digunakan
kembali
pada line 3
1,5 L (0,6
dari line
4, 0,9 dari
supla air
pabrik)
Pasterisasi 3
3,0
air yang
digunakan
lebih sedikit
karena
menggunaka
n air reuse
dari line 2
air keluaran
disaring
dan
digunakan
untuk line 1
3 L (1,5
dari line
2, 1,5 dari
suplai air
pabrik)
Homogenisas
i 4
0,6 -
air keluaran
line ini
digunakan
kembali
pada line 2
0,6
Dari line 4, air suplai sebanyak 0,6 liter digunakan untuk mencuci alat
homogenisasi, kemudian air bekas cuci tersebut digunakan untuk mencuci alat
pada line 2 dengan tambahan 0,9 liter dari air suplai, karena untuk mencuci alat
pada line 2 membutuhkan air sebanyak 1,5 liter. 1,5 liter air ini kemudian
digunakan untuk mencuci alat pada line 3 dengan tambahan 1,5 liter lagi dari air
suplai karena air ini membutuhkan 3 liter untuk mencuci.
Tabel 4.2.2 Jumlah Air yang Dibutuhkan
Line
Air yang dibutuhkan (L/day)
Sebelum
Perubahan
Setelah
Perubahan
1 1,5 1,5
2 1,5 0,9
3 3 1,5
4 0,6 0,6
47
Pengurangan air yang dibutuhkan =6,6 β 4,5
6,6π₯ 100% = 31 %
Berdasarkan penjelasan diatas didapat neraca massa
Tabel 4.2.3 Neraca Massa Aliran Sebelum Minimisasi
Line 1 2 3 4
from Pemisahan Fortifikasi Pasteurizer Homogenisasi
Analysis
BOD mg/l 2.475 2.475 4.950 965
SS mg/l 750 750 1.500 293
Flow l/day 1,5 1,5 3,0 0,6
BOD kg/day 0,0037 0,0037 0,0149 0,0006
SS kg/day 0,0011 0,0011 0,0045 0,00018
Dari neraca masa diatas didapat total BOD (mg/l) dan SS (mg/l)
πππ‘ππ π΅ππ· = ππ’ππ’π‘ π΅ππ· πΏπππ 1 + ππ’ππ’π‘ π΅ππ· πΏπππ 2 + ππ’ππ’π‘ π΅ππ· πΏπππ 3
+ ππ’ππ’π‘ π΅ππ· πΏπππ 4
πππ‘ππ π΅ππ· = 2.475 + 2.475 + 4.950 + 965 = 10.865 ππ/π
πππ‘ππ ππ = ππ’ππ’π‘ ππ πΏπππ 1 + ππ’ππ’π‘ ππ πΏπππ 2 + ππ’ππ’π‘ ππ πΏπππ 3
+ ππ’ππ’π‘ ππ πΏπππ 4
πππ‘ππ ππ = 750 + 750 + 1.500 + 293 = 3.293 ππ/π
Tabel 4.2.4 Neraca Massa Aliran Setelah Minimisasi
Line 1 2 3 4
from Pemisahan Fortifikasi Pasteurizer Homogenisasi
Analysis
BOD mg/l 2475 1871 3410,5 965
SS mg/l 750 567,2 1033,6 293
Flow l/day 1,5 1,5 3 0,6
BOD kg/day 0,0037 0,0028 0,0102 0,00058
SS kg/day 0,0011 0,00085 0,0031 0,00018
48
Kotak yang diblok adalah BOD dan SS yang ditotal
Perhitungan BOD dan SS diatas menggunakan rumus pada buku Eckenfelder
π π = π΄π" + π πβ² (πΈππππππππππ, 2000)
Dari neraca masa diatas didapat total BOD (mg/l) dan SS (mg/l)
πππ‘ππ π΅ππ· = ππ’ππ’π‘ π΅ππ· πΏπππ 1 + ππ’ππ’π‘ π΅ππ· πΏπππ 3
πππ‘ππ π΅ππ· = 2.475 + 3.410,5 = 5.885,5 ππ/π
πππ‘ππ ππ = ππ’ππ’π‘ ππ πΏπππ 1 + ππ’ππ’π‘ ππ πΏπππ 3
πππ‘ππ ππ = 750 + 1.033,6 = 1.783,6 ππ/π
Tabel 4.2.5 Line outfall
Line 1 3
from Pemisahan Pasteurizer
Analysis
BOD mg/l
2.475
3.411
SS mg/l
750
1.034
Flow l/day 1,5 3
BOD kg/l 0,0037 0,0102
SS kg/l 0,0011 0,0031
49
Tabel 4.2.6 Perbandingan Jumlah BOD dan SS sebelum dan sesudah minimisasi
Unit proses Jenis
limbah
Flow Sebelum Minimisasi Sesudah Minimisasi
BOD SS BOD SS
(L/day
) mg/L kg/day mg/L kg/day mg/L kg/day mg/L kg/day
Pemisahan
(Separating)
Air sisa
pencucian
alat
1,5 2.475 0,00371
3
750 0,001125
2.475
0,00371
3
750
0,00112
5
Fortifikasi
(Fortifying)
Air sisa
pencucian
alat
1,5 2.475 0,00371
3
750 0,001125
Pasteurisasi
(Pasteurizing)
Air sisa
pencucian
alat
3 4.950 0,01485
1.500 0,0045
3.411
0,01023
2
1.034
0,00310
1
Homogenisasi
(Homogenizing
)
Air sisa
pencucian
alat
0,6
965
0,00057
9
293
0,000175
8
Total 10.865 0,02285
4
3.293
0,006925
8
5.886
0,01394
4
1.784
0,00422
6
50
Gambar 4.2.1 Alur Penggunaan Kembali Air Cucian Produksi Susu
51
4.3 Minimasi Pada Industri Keju
Whey adalah cairan yang mengandung protein, laktosa, vitamin, dan mineral, juga
bahan-bahan tambahan seperti enzim, hormon, dan kultur. Mengingat jumlahnya
yang besar dan nutrisinya yang sangat banyak, sangat disayangkan apabila whey
dianggap sebagai limbah. Cara terbaik untuk meminimasi whey adalah dengan
terlebih dahulu merecovery nutrisinya. Selama ini, whey sudah dikenal memiliki
banyak manfaat, terutama dalam industri makanan (gambar 4.3.1).
Gambar 4.3.1Berbagai fungsi potensial dari whey
Gambar 4.3.2 Proses recovery laktosa
(Sumber: Lecturer's handbook on Whey)
4.3.1 Pengeringan whey
Seperti yang sudah dibahas seblumnya, jumlah whey yang sangat banyak
menyebabkan limbah cair ini memakan banyak biaya untuk penyimpanan dan
distribusi. Oleh karena itu, whey sering dijadikan kondensat atau bubuk. Proses
pembuatan kondensat dapat menggunakan proses yang ditunjukan gambar . Air
dan uap yang terkondensasi dihilangkan sebagai kondensat pada bagian bawah
tabung. Kondensat ini akan menjadi limbah yang diolah pada bagian selanjutnya.
Tekanan operasi dibuat rendah agar air bisa menguap, meninggalkan whey dan
zat-zat lainnya. Dengan proses ini saja volume whey akan jauh berkurang.
52
Gambar 4.3.1Proses pembuatan whey menjadi bentuk kondensat
(sumber: Waste Management for the Food Industries, 2007)
Whey juga bisa dijadikan bentuk powder dengan menggunakan alat drying
chamber. Setelah dalam bentuk seperti ini, biasanya whey dapat langsung dijual
baik ke industri pangan atau farmasi.
4.3.2 Recovery of lactose
Kandungan laktosa sangat besar terkandung dalam whey, sekitar 5 % nya.
Oleh karena itu recovery lactoce cukup umum dilakukan pada limbah whey.
Diagram alirnya dapat dilihat pada gambar 4.3.2.
Whey dikristalisasi pada suhu 5-10OC. Laktosa yang merupakan
komponen terbesar akan mengkristal sehingga mungkin untuk dipisahkan.
Pemisahan selanjutnya menggunakan decanter, memisahkan antara whey dengan
laktosa. Whey yang sudah diambil laktosanya ini kemudian akan diolah lebih
lanjut pada tahap selanjutnya, pengolahan limbah. Laktosa kemudian akan diolah
sesuai jenis spesifikasi yang diharapkan.
53
Gambar 4.3.2 Proses recovery laktosa
(Sumber: Lecturer's handbook on Whey)
54
BAB 5
PENGOLAHAN LIMBAH PRODUK SUSU DAN
TURUNANNYA
5.1 Pengolahan limbah susu
Pengolahan limbah dari produksi susu meliputi antara lain:
5.1.1 Perlakuan Awal (Pretreatment)
Sludge yang dihasilkan proses pengendapan limbah akan dilakukan
pengolahan. Sludge yang dihasilkan dilakukan proses pengurangan kandungan
airnya. Proses ini akan memudahkan proses pembuangan seperti landfill,
insinerasi, pengomposan, dan pengolahan lainnya. Proses pengurangan kandungan
air dengan menggunakan proses filter tekan. Cara lainnya adalah dengan
menggunakan proses sludge drying beds. Setelah didapatkan sludge dengan
kandungan air yang rendah, maka sludge dapat diinsinerasi atau dilakukan landfill
atau dapat dijadikan pupuk bagi tanaman disekitar pabrik.
Gambar 5.1.1 Proses Kerja Filtrasi Tekan
(Sumber: Sludge Treatment and Disposal by ISWA Working Group on
Sewage & Waterworks Sludge)
Pengomposan dilakukan karena sludge memiliki kandungan nutrient yang
dibutuhkan oleh tumbuhan seperti fosfor dan nitrogen. Untuk proses
pengomposan, kandungan airnya adalah 55%. Dalam proses pengomposan, laju
biodegredasi dapat dikendalikan dengan mengatur aerasi dan kelembaban.
Apabila sludge dilakukan insinerasi, maka suhu pembakaran adalah 850oC.
55
Sistem perlakuan awal (pretreatment) akhir-akhir ini dioptimalkan untuk
menghilangkan material padatan / endapan dengan menggunakan prinsip air
flotation yang dikombinasikan dengan neutralisasi limbah serta penambahan
flocculants dan polyelectrolytes. Meskipun sistem ini dapat menghilangkan
material padatan / endapan dan nutrisi yang terkandung, namun memiliki
keterbatasan dalam menghilangkan kandungan komponen organik karena sumber
utama dari BOD5 dari limbah industri susu (dairy plant) adalah laktosa yang
mudah larut (soluble) dan dengan demikian tidak dapat dihilangkan melalui
metode fisis atau kimiawi.
5.1.2 Perlakuan Biologis (Biological Treatment)
Sistem Aerobic
Pada sistem pengolahan aerobic, bakteri, dengan ketersediaan oksigen,
akan mengubah komponen organik pada limbah menjadi karbondioksida, air, dan
biomass. Parameter keberhasilan yang umum digunakan pada activated sludge
plant untuk limbah industri susu yaitu 94% COD, 99% BOD5, 70% TKN dan 50%
total penghilangan fosfor. Selain activated sludge plant, beberapa sistem
pengolahan limbah aerobic yang biasa digunakan antara lain trickling filters,
rotating biological contactors dan berbagai jenis kolam aerasi mekanis
(mechanically aerated lagoon systems).
Sistem Anaerobic
Pada sistem pengolahan anaerobic, bakteri anaerob, dengan ketidakhadiran
oksigen, akan mengubah komponen organik pada limbah menjadi metana,
karbondioksida, dan air. Bentuk organik dari nitrogen akan diubah menjadi bentuk
nitrogen amonia (ammonium nitrogen). Reaksi anaerobic dapat berlangsung di
sistem kolam beraliran rendah (low rate lagoon systems) atau reaktor dengan laju
tinggi (high rate reactors).
5.1.3 Reduksi emisi gas (Reduction of Air Emissions)
Seperti telah disebutkan sebelumnya, emisi utama yang dihasilkan pada
produksi susu (dari rangkaian boiler, dsb) adalah nitrogen oksida, sulfur oksida,
dan partikel-partikel (debu dan sejumlah kecil endapan minyak). Metode utama
yang digunakan untuk mengurangi emisi gas yaitu:
56
Cyclones dan Multicyclones
Cyclones menambahkan putaran angin pada gas hasil pembakaran
sehingga dapat memisahkan partikel yang lebih berat dari bagian luar aliran udara.
Karena itu, cyclones bermanfaat untuk pemisahan partikel-partikel besar.
Baghouse Filters
Bag-filters berfungsi untuk pemisahan partikel-partikel kecil, namun
diperlukan area permukaan yang luas.
Electrostatic Precipitators
Medan elektrostatis yang kuat akan menghasilkan partikel-partikel
menjadi bermuatan sehingga saling tarik menarik dan kemudian dapat
dipresipitasi melalui piringan elektroda besar.
Wet Scrubbers
Gas dalam pipa dialirkan dari bawah ke atas dan melewati ruang-ruang
peralatan bersamaan dengan penyemprotan air (dengan atau tanpa penambahan
zat aditif) dari atas ke bawah untuk mengabsorbi kontaminan.
5.2 Pengolahan limbah keju
Pada tahap ini, limbah dari industri keju sudah jauh berkurang dari
sebelumnya. Berikut ini adalah limbah yang masih perlu diolah.
5.2.1 Delactoce whey
Delactoce whey masih mengandung banyak nutrisi yang tidak dapat
dikristalkan, berupa bahan-bahan organik yang memerlukan pengolahan limbah.
Berikut adalah tahapan-tahapan pengolahan limbahnya.
Primary treatment
1. Screening
Tujuannya untuk menghilangkan FOG (fat, oil, grease) dalam jumlah
besar. Masalah utama yang dihadapi adalah sering terjadi penyumbatan pada
saringan, sehingga diperlukan teknik dan kondisi operasi yang tepat.
2. Flow and load equalization
Berbagai komposisi dan aliran yang berbeda disamakan untuk perlakuan
selanjutnya. pH juga diatur pada tahap ini, baik menambahkan asam atau basa.
Pengaturan dilakukan dalam tangki buffer.
57
3. Sedimentation
Bertujuan menghilangkan partikel tersuspensi yang lebih berat dari air.
Endapan padatan akan dibuang dari dasar tangki.
4. Dissolved air flotation (DAF)
Bertujuan menghilangkan bahan-bahan yang lebih ringan dari air,
misalnya FOG yang tersisa
5. Centrifugation
Untuk memisahkan partikel yang terlalu kecil untuk disedimentasikan.
Tahap ini akan mengurangi SS, FOG, dan BOD/COD
6. Precipitation
Penghilangan fosfor dengan penambahan zat kimia
Secondary treatment
Tujuan utamanya adalah penghilangan bahan-bahan organik biodegradable
dan SS secara biologi. Pada tahap ini akan menurunkan angka BOD agar
didapatkan nilai BOD sesuai baku mutu. Proses dapat dilakukan dengan
menggunakan proses aerobik dan anaerobik. Dari data limbah di atas, proses dapat
dilakukan dengan proses aerobic karena nilai BOD kurang dari 10000 mg/l.
Metode pengolahan limbah yang dapat dilakukan adalah pengolahan biologis.
Dalam industri pengolahan susu, pengolahan limbah dapat dilakukan dengan
pengolahan biologis. Sistem biologis memiliki kelebihan dalam mengubah bahan
organik menjadi bahan yang lebih sederhana dan mengabsorp kandungan
logam.Sistem Biologis Aerobik bergantung mikroorganisme yang membutuhkan
oksigen untuk mengoksidasi bahan-bahan organik.
58
Gambar 5.2.1Pengolahan dalam Kolam Aerobik dan Bagan Kolam Sedimentasi
(Sumber: purdue)
Dalam proses aerobik, limbah yang masuk dimasukkan dalam kolam
aerobik. Kolam ini akan dialiri udara untuk mensuplai oksigen. Dalam proses ini,
terjadi pengendapan limbah. Lumpur yang terendapkan akan dibuang, effluen
dalam kolam pertama akan masuk ke kolam sedimentasi untuk dilakukan
sedimentasi lanjutan sehingga akan didapatkan effluen yang lebih bersih dari
lumpur.
Gambar 5.2.2 Proses Umum Pengolahan Aerobik
(Sumber: purdue)
59
Secara umum proses aerobik dibagi menjadi beberapa kolam. Pertama
kolam penampungan menampung limbah. Limbah yang masuk sudah dilakukan
proses pra-pengolahan. Selanjutnya akan masuk ke kolam aerasi. Dari kolam
aerasi ini akan dihasilkan efluen yang kandungan organiknya menurun. Masuk ke
kola settlement untuk menghasilkan efluen yang siap dibuang dan lumpur.
Lumpur yang dihasilkan dapat diolah, misalnya menjadi pupuk, ergantung pada
kandungan lumpur.
Tertiary treatment
Bergantung pada tujuan penggunaan air. Bila air ingin dimanfaatkan lagi
sebagai air irigasi, air pendingin, ataupun air pencuci, maka beberapa perlakuan
tambahan ini diperlukan. Diantaranya adalah:
Penghilangan fosfor secara biologi
Disinfeksi dan sterilisasi
Membran filtrasi
Membran filtrasi adalah teknik yang digunakan melibatkan mikrofiltrasi,
ultrafiltrasi, nanofiltrasi, atau reverse osmosis. Penggunaan filter ini disesuaikan
dengan partikel apa yang akan diambil. Untuk mengambil whey protein, maka
ukuran filter yang digunakan adalah lebih kecil dari 0.01 mikrometer, yakni
menggunakan ultrafiltrasi.
Gambar 5.2.3. Perbedaan poros nutisi (Sumber: whey spreading)
Prinsip pemisahannya adalah menggunakan membran semipermeable dan
menggunakan perbedaan tekanan hidrostatik sebagai gaya penggerak. Mekanisme
separasinya berdasarkan efek pengayakan dari filter terhadap ukuran partikel yang
terlihat pada gambar.
60
Gambar 5.2.4 Gambaran Proses Filtrasi Whey
(Sumber: whey spreading)
Dari gambar di atas, whey akan terjebak dalam saringan dan akan
bergabung dalam aliran retentate. Partikel yang lebih kecil dari ultrafiltrasi akan
keluar bergabung dengan aliran permeate yang akan masuk pengolahan limbah
selanjutnya. Retentate inilah yang akan digunakan kembali sebagai whey yang
telah di-recovery.
5.2.2 Salt water
Pada proses salitng akan menghasilkan limbah berupa air garam. Air ini
kemudian akan didemineralisasi agar aman bagi lingkungan. Proses ini
menggunakan prinsip perpindahan ion, yang ditunjukan pada gambar. Whey
masuk kedalam cation exchanger, ion H+akan menurunkan pH sampai sekitar 1.5.
kemudian whey berlanjut ke anion exchanger dan mendapatkan ion OH- yang
akan meningkatkan kembali pHnya. Proses ini akan mendemineralisasi whey
sampai 90%
61
Gambar 5.2.5. Elektrodialisis Limbah Garam Hasil Proses Produksi Keju
(Sumber: whey spreading)
62
KESIMPULAN
Limbah pada industri susu yang paling besar berupa sludge endapan susu
Limbah pada industri keju yang paling besar berupa whey
Limbah pada industri produk olahan susu memiliki karakteristik BOD,
COD, dan SS yang tinggi
Reduksi sumber limbah pada industri pengolahan susu dapat dicapai
dengan mengevaluasi beberapa aspek sebagai berikut : bahan baku,
formulasi produk, plant layout, kontrol proses, maintenance teratur, proses
filling.
Selain limbah hasil proses sebuah pabrik juga menghasilkan limbah hasil
cucian alat
Air hasil cucian alat juga memiiliki kandungan BOD (Biological Oxygen
Demand) dan SS (Suspended Solid)
Dua hal yang bisa diminimisasi dari limbah hasil cucian adalah
penggunaan air dan output BOD dan SS ke lingkunga dengan cara
menggunakan kembali air hasil cucian yang masih mengandung BOD dan
SS yang cukup rendah
Jalur Penggunaan kembali air bekas cucian adalah dari homogenisasi
digunakan untuk fortifikasi kemudian digunakan kembali untuk
pasteurisasi. Tentunya dengan penambahan air dari PAM sesuai kebutuhan
aliran pencucian
Jumlah Air cucian yang digunakan setelah dan sebelum minimisasi adalah
sebagai berikut
Line
Air yang dibutuhkan (L/day)
Sebelum
Perubahan
Setelah
Perubahan
1 1,5 1,5
2 1,5 0,9
3 3 1,5
4 0,6 0,6
63
Jumlah BOD dan SS yang dihasilkan setelah dan sebelum minimisasi
adalah sebagai berikut
Pengolahan limbah yang dilakukan berdasarkan pengolahan untuk bahan
organik. Banyaknya tahapan pengolahan bergantung pada spesifikasi akhir
dan tujuan penggunaan air limbah.
PENDAPAT DAN SARAN
Pemahaman secara menyeluruh terhadap suatu limbah pabrik, mulai dari
proses produksi, minimisasi, sampai pada pengolahan tahap akhir memberikan
gambaran yang baru terhadap sebuah industri. Selain proses yang baik dan efektif
ternyata sebuah industri juga harus diperlengkapi dengan pengolahan limbah yang
baik agar dapat dikatakan sebagai industri yang berhasil.
Saran dalam pembuatan makalah selanjutnya, pembahasan industri
difokuskan pada satu produk saja, sehingga bisa dipahami perjalanan material-
material mulai dari awal proses, minimisasi, sampai limbah akhir. Dalam makalah
ini kami sempat merasa kesulitan mencari benang merah untuk membahas seluruh
produk turunan susu secara runut, sehingga pada akhirnya kami hanya membahas
beberapa produk turunan susu saja.
64
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. AS 3901/ ISO 9001, Quality Systems for Design, Development,
Production, Installation and Servicing.
Anonim. Cheese Production Process. www.jumo.co.uk/en_GB/Industry/
food/applications/dairy/milk-processing/cheese-production-process.html (1
Desember 2013).
Anonim. Industrial Waste Minimisation β Procedures for Waste Assessments,
EPA Publication 358, February 1993.
Arvanitoyannis, I.S. 2008. Waste Management for the Food Industries. Greece:
Elsevier.
Eckenfelder, W. Wesley.2000.Industrial Water Polution Control.USA : Mc Graw
Hill.
Harper W J. Waste Management Control Handbook for Dairy Food Plants. US
EPA Publication No 600/2-84-043.
J. W. Barnett, S. L. Robertson and J. M. Russell, Environment Portfolio, New
Zealand Dairy Research Institute, Private Bag 11 029, Palmerston North,
2000.
Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 13 Tahun 1995. Tentang:
Baku Mutu Emisi Sumber Tidak Bergerak.
The UNEP Working Group for Cleaner Production in the Food Industry. 2004.
Eco-efficiency for the Dairy Processing Industry. Dairy Australia : Australia
Thompson, G. T. 1998. Waste Management Issues for Dairy Processors.
Madison: Department of Natural Resources.
Wit, J.N. 2001. Lecturerβs Handbook on Whey and Whey Products. 1st Edition.
Belgium: European Whey Products Association.