Secara harfiah, menangani limbah dengan limbah itu memungkinkan untuk dilakukan. Penanganan limbah POME dari industri kelapa sawit dapat dilakukan melalui berbagai metode. Teknologi membran adalah salah satu metode baru yang lebih ramah lingkungan dibanding metode-metode yang lain. Bahan dari membran tersebut dapat dibuat dari chitosan yang berasal dari limbah kulit udang. Pendekatan ini diharapkan dapat memberikan solusi untuk penyelesaian permasalahan baik limbah POME dan limbah kulit udang.
Proses ekstraksi minyak sawit/crude palm oil (CPO) membutuhkan air dalam kuantitas yang sangat besar dari buah sawit segar, dan 50% dari air tersebut menjadi limbah efluen minyak sawit atau yang dikenal dengan istilah Palm Oil-Mill Effluent (POME). Limbah POME tersebut memiliki kandungan senyawa kompleks tinggi seperti protein, karbohidrat, mineral dan lemak. POME mengandung Total Suspended Solid (TSS) sejumlah 40,500 mg/l, minyak dan lemak sejumlah 4000 mg/l, Chemical Oxygen Demand (COD) sejumlah 50,000 mg/l dan Biological Oxygen Demand (BOD) sejumlah 25,000 mg/l [1]. Limbah POME dapat mempunyai dampak buruk terhadap lingkungan seperti perairan sungai apabila dibuang tanpa diolah terlebih dahulu. Oleh karena itu, hal tersebut menjadi tantangan tersendiri karena untuk mengurangi beban limbah POME sesuai standar mutu air bersih membutuhkan sistem pengolahan yang efisien dan efektif.
Dalam menanggulangi hal tersebut, berbagai sistem pengolahan limbah POME telah dikaji antara lain: pengolahan secara fisika menggunakan filtrasi [1], secara kimia menggunakan koagulan dan flokulan [2], secara biologi baik dengan sistem anaerobik dan aerobik [3] dan gabungan sistem fisika, kimia dan biologi menggunakan sistem lahan basah buatan [4] Sedangkan secara fisika-kimia, limbah cair kelapa sawit dapat diolah menggunakan teknologi membran untuk memisahkan material berdasarkan ukuran dan bentuk molekul, menahan komponen yang mempunyai ukuran lebih besar dari pori-pori membran dan melewatkan komponen yang mempunyai ukuran yang lebih kecil. Membran mikrofiltrasi mampu menahan bakteri, koloid dan protozoa. Ukuran pori membran mikrofiltrasi berkisar antara 50-5000 nm [5].
Penggunaan membran filtrasi merupakan alternatif teknologi baru yang ramah lingkungan dalam mengatasi problematika limbah cair kelapa sawit. Proses dengan menggunakan membran tersebbut menggabungkan dua keunggulan yaitu efisien tinggi untuk pemisahan serta konsumsi energi yang rendah [6]. Chitosan (CS) adalah salah satu bahan yang paling banyak digunakan sebagai bahan membran karena memiliki kemampuan yang bagus dalam membentuk film, pengolahan mudah dan ketersediaan yang melimpah karena berasal dari limbah kepala udang atau cangkang rajungan [7]. Sebagai contoh, membran CS telah digunakan dalam nano filtrasi (NF) desalinasi [8,9], pervaporasi dehidrasi organik [10,11], pemisahan gas [12] dan bahan bakar sel [13,14].
Chitosan didapatkan dari limbah kepala udang yang diproses melalui tahap demineralisasi, deproteinisasi, dan deasetilisasi [15] seperti yang telah dilakukan Pusat Penelitian Bioteknologi dan Bioindustri Indonesian (PPBBI). Chitosan sendiri terdiri dari dua jenis monomer yaitu monomer chitin dan monomer chitosan. Chitin adalah polisakarida liner yang terdiri dari (1-4)-linked 2-asetamido-2-deoksi-b-D-glukopiranosa [16]. Keberadaan sejumlah grup amin membuat chitosan secara kimia bereaksi dengan sistem anion, sehingga mengakibatkan perubahan karakteristik kombinasi fisikokimia seperti pengikatan, disintegrasi dan coating [17]. Karakteristik tersebut membuat membran yang dibuat dari chitosan memiliki kualitas yang bagus untuk digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk dalam penanganan limbah POME dari pabrik kelapa sawit.
Aplikasi limbah udang yang diproses hingga menjadi membran yang digunakan dalam pengolahan limbah sawit (POME) ini memberikan keuntungan ganda yaitu mengatasi dua masalah dengan menggunakan satu pendekatan. Dalam riset, efisiensi semacam ini kerap kali memberikan capaian yang baik untuk nantinya dimanfaatkan di industri hilir.
Referensi
1. Latif Ahmad A, Ismail S, Bhatia S (2003) Water recycling from palm oil mill effluent (POME) using membrane technology. Desalination 157: 87-95.
2. Phalakornkule C, Mangmeemak J, Intrachod K, Nuntakumjorn B (2010) Pretreatment of palm oil mill effluent by electrocoagulation and coagulation. Science Asia 36: 142-149.
3. Chotwattanasak J, Puetpaiboon U (2011) Full Scale Anaerobic Digester for Treating Palm Oil Mill Wastewater. Journal of Sustainable Energy & Environment 2: 133-136.
4. Henny C, Susanti E, Nomosatryo S, Zulti F, Rosidah. Kajian Pengolahan Limbah Kelapa Sawit Dengan Sistem Lahan Basah Buatan Untuk Pengendalian Pencemaran Di Riau; 2012; Bogor.
5. Kabsch-Korbutowicz M (2008) Ultrafiltration as a method of separation of natural organic matter from water. Materials Science Poland Vol. 26, No. 2.
6. Baker RW (2004) Overview of Membrane Science and Technology. Membrane Technology and Applications: John Wiley & Sons, Ltd. pp. 1-14.
7. Dash M, Chiellini F, Ottenbrite RM, Chiellini E (2011) Chitosan—A versatile semi-synthetic polymer in biomedical applications. Progress in Polymer Science 36: 981-1014.
8. Huang R, Chen G, Sun M, Gao C (2008) Preparation and characterization of quaterinized chitosan/poly(acrylonitrile) composite nanofiltration membrane from anhydride mixture cross-linking. Separation and Purification Technology 58: 393-399.
9. Huang R, Chen G, Sun M, Gao C (2009) Preparation and characterization of composite NF membrane from a graft copolymer of trimethylallyl ammonium chloride onto chitosan by toluene diisocyanate cross-linking. Desalination 239: 38-45.
10. Liu Y-L, Su Y-H, Lee K-R, Lai J-Y (2005) Crosslinked organic–inorganic hybrid chitosan membranes for pervaporation dehydration of isopropanol–water mixtures with a long-term stability. Journal of Membrane Science 251: 233-238.
11. Zhao Q, An QF, Ji Y, Qian J, Gao C (2011) Polyelectrolyte complex membranes for pervaporation, nanofiltration and fuel cell applications. Journal of Membrane Science 379: 19-45.
12. Shen J-N, Yu C-C, Zeng G-N, van der Bruggen B (2013) Preparation of a Facilitated Transport Membrane Composed of Carboxymethyl Chitosan and Polyethylenimine for CO2/N2 Separation. International Journal of Molecular Sciences 14: 3621.
13. Horimatsu N, Takahashi T, Kobayashi D, Shono A, Otake K (2013) Development of polystyrene sulfonate/glycol chitosan hybrid membrane for direct methanol fuel cell. Desalination and Water Treatment 51: 5254-5259.
14. Xiong Y, Liu QL, Zhang QG, Zhu AM (2008) Synthesis and characterization of cross-linked quaternized poly(vinyl alcohol)/chitosan composite anion exchange membranes for fuel cells. Journal of Power Sources 183: 447-453.
15. Puvvada YS, Vankayalapati S, Sukhavasi S (2012) Extraction of chitin from chitosan from exoskeleton of shrimp for application in the pharmaceutical industry. International Current Pharmaceutical Journal 1: 258-263.
16. Tomihata K, Ikada Y (1997) In vitro and in vivo degradation of films of chitin and its deacetylated derivatives. Biomaterials 18: 567-575.
17. Kepsutlu AR, S. A, Ozkan Y, Dikmen N, Isimer A (1999) Evaluation of Chitosan Used as An Excipient in Tablet Formulations. Acta Poloniae Pharmaceutica – Drug Research 56: 227-235.
