BAB IV
PENGOLAHAN AIR ( TREATED WATER )
Pengolahan air yang dilakukan oleh PT. CCBI dilakukan supaya menghasilkan air yang memenuhi standar yang telah ditetapkan The Coca-Cola Company. Air merupakan bahan baku utama dalam industri ini sehingga kualitasnya harus tetap dijaga agar menghasilkan produk-produk yang bagus. Kebutuhan air PT. CCBI diperoleh dari air tanah yang diambil dari sumur bor ( deep well ) yang kedalamannya kurang lebih 100 meter. PT. CCBI mempunyai Surat Izin Pengambilan Air ( SIPA ) yang sah menurut hukum untuk mengambil air dengan kedalaman 80-100 meter dari permukaan tanah.
Macam-macam air yang digunakan dalam PT. CCBI :
· Raw water
Raw water merupakan air baku yang diperoleh langsung dari sumur yang ditampung dalam reservoir tank untuk dilakukan proses selanjutnya.
· Treated water
Treated water merupakan air hasil dari proses pengolahan air yang siap digunakan untuk produksi dan pembuatan minuman ringan.
· Soft water
Soft water merupakan air yang mengalami pelunakan dengan cara menghilangkan atau mengurangi kadar Mg2+ dan Ca2+. Soft water ini dibedakan menjadi dua yaitu:
a. Chlorined soft water
Soft water yang ditambahkan klorin 1-5 ppm yang digunakan dalam proses pencucian atau pembilasan kemasan di bottle washer.
b. Non-chlorined soft water
Soft water yang tidak ditambahkan klorin yang digunakan dalam proses boiler, conveyer, lubricant, evacond, dan cooling tower frestea.
· Soft treated water
Soft treated water merupakan treated water yang telah dilunakkan dengan cara menghilangkan atau mengurangi kadar Mg2+ dan Ca2+ dalam air. Air ini digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan produk frestea.
Dalam hal ini akan dijelaskan proses pengolahan treated water sebagai bahan baku utama pembuatan minuman ringan di PT. Coca-cola Bottling Indonesia Central Java.
TREATED WATER
Tahap - tahap proses pengolahan treated water adalah sebagai berikut :
a. Pengambilan air dari Deep Well (sumur)
Air dari Deep Well selalu diuji kualitasnya (Water Flow Rate liter/menit dan Full Analysis External Laboratory). Pengambilan air dari Deep Well melalui proses Blending (Buffer Tank) dari berbagai sumber air yang kemudian dimasukkan dalam satu tempat. Adapun tujuannya adalah agar raw water yang terambil dari berbagai sumur dapat homogen. Kemudian dilanjutkan dengan proses aerasi (Cooling Tower). Hal ini bertujuan untuk mengoksidasi ferro menjadi ferri sehingga dapat mengendap. Hasil aerasi yang mengendap kemudian ditampung di reservoir tank supaya aliran stabil.
b. Reservoir Tank
Air di reservoir tank ditambah dengan Ca(OCl)2 sebanyak 1-3 mg/liter. Penambahan Free-chlorine Ca(OCl)2 ini bertujuan mengoksidasi mineral yang ada pada raw water (air baku) dan untuk mencegah perkembangan mikroorganisme. Selain itu dapat mengendapkan kotoran-kotoran yang terdapat di dalam air.
c. Floculator
Air yang telah ditampung di reservoir tank kemudian dialirkan ke floculator. Di dalam floculator dilakukan penambahan bahan-bahan kimia seperti :
· Penambahan lime (Ca(OH)2) 8%
Proses penambahan lime berfungsi sebagai penstabil dan dapat mengubah kalsium bikarbonat dan magnesium bikarbonat atau garam lain yang larut dalam air menjadi kalsium karbonat dan magnesium karbonat yang tidak larut dalam air. Garam-garam tersebut dapat menimbulkan kesadahan air, sehingga dapat mempercepat pembentukan flok yang lebih besar.
Reaksi:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 +Ca(OH)2 MgCO3 + CaCO3 + 2H2O
(Vogel, 1985)
· Penambahan Ferro Sulfat (FeSO4) 20%
Merupakan senyawa floculant, yaitu senyawa yang dapat membantu pembentukan kalsium karbonat dan magnesium karbonat. Penambahan bahan floculant ini untuk mempercepat pembentukan flock (kotoran yang ada di dalam air) yang lebih besar. FeSO4 mempunyai pH > 7,7 sehingga berfungsi sebagai koagulan bersama lime dan dapat menurunkan kesadahan.
Reaksi :
Penambahan FeSO4 dalam air sadah:
Ca(HCO3)2 + FeSO4 ® Fe(OH)2 + CaSO4 + 2CO2
FeSO4 bereaksi dengan lime
FeSO4 + Ca(OH)2 ® Fe(OH)2 + CaSO4
4 Fe(OH)2 + 2H2O + O2 ® 4 Fe(OH)3
(Vogel, 1985)
· Penambahan Chlorine Ca(OCl)2 5%.
Penambahan Ca(OCl)2 sebagai desinfektan untuk menjaga agar mikroorganisme tidak dapat berkembang. Konsentrasi chemical (chemical dose rate) floculant disesuaikan dengan kondisi raw water dengan tujuan supaya proses flokulasi berjalan sempurna.
Reaksi :
Ca(OCl)2 + H2O ® 2HOCl + Ca
Pada pH netral (pH=7) HOCl mengalami disosiasi menjadi bentuk ion-ionnya
HOCl ® H+ + OCl-
Ion hipoklorit (OCl-) ini yang menjadi racun bagi mikroorganisme patogen. Didalam tangki reaktor ditambahkan bahan-bahan kimia kemudian dicampur sehingga reaksi berjalan sempurna. Bahan-bahan yang ditambahkan adalah Lime (Ca(OH)2) 8%, Ferro sulfate (FeSO4) 20%, dan Chlorine (Ca(OCl)2) 5%. Pencampuran bahan-bahan tersebut dipercepat dengan bantuan mixer dengan kecepatan 24 rpm/menit. Jika kecepatan pengadukan terlalu cepat maka partikel-partikel pembentuk flok akan pecah, sedangkan apabila terlalu lambat maka proses pembentukan flok akan terlalu lama.
Reaksi-reaksi yang terjadi didalam floculator adalah :
1. Koagulasi
Koagulasi adalah proses penggumpalan partikel koloid yang halus dan membentuk endapan menjadi partikel yang lebih besar sehingga mudah dipisahkan. Koagulasi dapat terjadi secara fisik atau secara kimia. Secara fisik yaitu dengan pengadukan dan secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan dengan penambahan tawas (Al(SO4)3), ferro sulfat (FeSO4), natrium aluminat (NaAlO2), dan ferri klorida (FeCl3).
Proses koagulasi di PT. Coca Cola Bottling Indonesia Central Java menggunakan ferro sulfat sebagai koagulan. Penambahan Ferro sulfat ini membantu mengubah kalsium bikarbonat yang larut dalam air menjadi kalsium karbonat yang tidak dapat larut dalam air sehingga mengendap dan mudah dipisahkan.
Faktor yang mempengaruhi proses koagulasi adalah pH dari sistem, flowrate chemical dan proses pencampuran (mixing).
v Air mempunyai alkalinitas dalam Ca(HCO3)2 yang dapat bereaksi dengan koagulan, sehingga FeSO4 akan bereaksi dengan Ca(HCO3)2 didalam air namun reaksinya lambat
Ca(HCO3)2 + FeSO4 ® Fe(OH)2 + CaSO4 + 2CO2
(Nugroho,dkk. 1997)
2. Desinfektan
Penambahan chlorine Ca(OCl)2 berfungsi sebagai desinfektan (untuk membasmi mikroorganisme). Keuntungan dari penggunaan chlorine /kaporit yaitu: murah, mudah didapat dan mudah dalam penanganannya. Reaksi air yang efektif yaitu pada pH=7 mengalami disosiasi dari HOCl :
HOCl → H+ + OCl-
Ion hipoklorit inilah yang menjadi racun bagi mikroorganisme patogen. Banyaknya air, ferrosulfate, lime, dan chlorine diukur dengan flowrate water dan Chemical Dose Rate (ml/mnt). Air dari flokulator mengalir ke settling tank secara over flow.
3. Alkalinity Reduction
Alkalinity Reduction diperlukan jika alkalinitas dari air baku adalah 85 ppm atau lebih. Alkalinitas ditunjukkan oleh adanya bikarbonat, karbonat, dan hydroxid terlarut dalam air. Alkalinity Reduction adalah merubah alkalinitas yang terlarut menjadi bentuk alkalinitas yang tidak terlarut (endapan) dengan menambahkan senyawa alkali. Senyawa alkali yang ditambahkan adalah lime Ca(OH)2.
Reaksi :
v Calsium Alkalinity
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 + 2H2O
Calsium bicarbonat Calsium hydroxid Calsium carbonat Air
v Magnesium Alkalinity
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 → MgCO3 + CaCO3 + 2H2O
Magnesium Calsium Magnesium Calsium Air
bicarbonat hydroxid carbonat carbonat
MgCO3 + Ca(OH)2 → Mg (OH)2 + CaCO3
Magnesium Calsium Magnesium Calsium
carbonat hydroxid hydroxid carbonat
(Nugroho, dkk. 1997)
d. Settling Tank
Settling tank bertujuan memisahkan dan mengendapkan padatan yang terbentuk dalam proses flokulasi. Settling tank dilengkapi dengan Lamella yang berbentuk seperti sarang lebah yang berfungsi sebagai penangkap partikel-partikel padat sehingga proses pemisahan antara endapan dengan air menjadi sempurna. Dari settling tank air mengalir ke break tank, yang mempunyai tujuan mengendapkan sisa flock yang masih ada dengan sempurna, dan menambah waktu kontak dengan chlorine. Di dalam settling tank setiap 4 jam atau saat operasional dilakukan pemeriksaan yang meliputi apperance/odor (normal), turbidity < 0,5 NTU, P-alkalinity, M-alkalinity < 85 ppm, A-alkalinity (A=2P-M) 5-27 ppm, TH (total hardness) < 100 ppm, Fe < 0,1 ppm , Free chlorine 1-3 ppm, filtrat jernih. Air yang jernih akan meluap ke atas (over flow) dan mengalir ke break tank kemudian menuju sand filter.
e. Filtrasi dengan Sand Filter
Untuk menyempurnakan proses pemisahaan flock yang masih terbawa dilakukan penyaringan melalui sand filter dengan menggunakan silica sand yang memiliki keuntungan yaitu mudah dan efektif. Selanjutnya ditampung pada storage tank dengan tujuan menstabilkan aliran dan penyimpanan air sementara. Sebelum masuk ke dalam storage tank dilakukan pemeriksaan setiap 4 jam atau saat operasional yang meliputi apperance/odor (normal), turbidity (< 0,5 NTU), P-alkalinity, M-alkalinity (< 85 ppm), A-alkalinity (A=2P-M), TH (<100 ppm), Fe < 0,1 ppm, pH 6-12,5 dan Free chlorine 1-3 ppm.
Bila turbidity (> 0,5 NTU) dan DP > 0,5 Bar maka akan dilakukan back wash yang merupakan proses pencucian media filter dengan cara mengalirkan air bertekanan tinggi dengan arah berlawanan dengan filtrasi normal. Back wash berfungsi untuk melepaskan kotoran dan partikel jenuh yang terikat sampai nilai turbidity stabil. Backwash pada sand filter dilakukan apabila selisih tekanan inlet dan outlet (∆P) maksimal 0,5 Bar atau turbidity maksimal 0,5 NTU. Storage tank berperan pada saat back wash dan sanitasi pipa serta berperan sebagai pemasok air apabila dalam pengolahan sebelumnya terjadi masalah sehingga proses produksi dapat terus berlangsung. Air yang telah di back wash masih dapat digunakan maka akan di rinsing dan kembali ke flokulator. Backwash sand filter dinyatakan baik apabila hasil akhirnya sudah jernih secara visual (kejernihan inlet dan outlet sama).
f. Storage Tank
Setelah dilakukan filtrasi dan telah dilakukan pemeriksaan, kemudian air ditampung di storage tank untuk penstabil aliran dan sebagai penyimpanan air sementara.
g. Carbon Purifier
Purifikasi (pemurnian) dengan active carbon dilakukan dengan tujuan untuk menghilangkan chlorine dan membebaskan warna, rasa dan bau asing. Karbon aktif pertama kali menonjol karena kegunaannya sebagai absorben dalam topeng gas pada perang dunia I. karbon ini merupakan dekomposisi kayu yang dapat menyingkirkan bahan-bahan berwarna. Luas permukaan yang lebih besar dibandingkan arang kayu menjadikan karbon aktif lebih efisien sebagai filter.
(Austin,1996)
Kemudian air tersebut diperiksa berdasarkan parameter, diantaranya: apperance/odor (normal), turbidity (< 0,5 NTU), P-alkalinity, M-alkalinity (< 85 ppm), A-alkalinity (A=2P-M) 5-27 ppm, TH (<100 ppm), Fe < 0,1 ppm.
Bila kondisi karbon sudah terlalu jenuh, Cl bisa lolos dari penyerapan karbon sehingga perlu pengaktifan karbon lagi dengan steaming menggunakan temperatur tinggi T >880C. Setelah keluar dari carbon purifier air telah siap di konsumsi tanpa proses pemasakan lagi dan siap digunakan untuk proses produksi minuman berkarbonasi. Backwash pada carbon purifier dilakukan mingguan. Backwash dilakukan dengan mengalirkan air bertekanan tinggi dan arah aliran berlawanan dari proses filtrasi dengan aliran lebih besar. Backwash menggunakan air dipompa dari break tank untuk sand filter dan storage tank untuk carbon purifier. Air dari backwash carbon purifier tidak ada yang dibuang. Air tersebut dialirkan kembali ke settling tank. Sedangkan untuk backwash carbon purifier dinyatakan baik apabila turbidity akhir < 0,5 NTU.
h. Micron Filter
Polishing Filtration merupakan proses penyaringan air dengan menggunakan polisher yaitu filter dengan ukuran 5 mikron yang berada pada Water Treatment Plant dan 1 mikron berada pada in line. Polishing (penyaringan) digunakan untuk menyaring partikel-partikel halus yang dimungkinkan dari carbon purifier. Proses ini merupakan treatment terakhir dalam proses pengolahan treated water yang digunakan untuk produksi sparkling beverage. Fungsi dari polisher ini adalah untuk menghilangkan partikel karbon aktif dan partikel kecil yang berukuran lebih dari 1 mikron.