Pemanfaatan limbah padat industri jus lemon berbasis minimisasi limbah

Abstract

Konsumsi dan kebutuhan terhadap minumam jus lemon meningkat. Secara umum perkembangan pasar jus diperkirakan pada tahun 2024-2028 meningkat mencapai 4,79 %. Konsumsi jus di Indonesia pada tahun 2021-2022 mencapai 1,33 juta ton. Salah satu industri jus di Tanggerang pada tahun 2021-2022 mengolah 80-100 ton lemon per bulan. Kulit jeruk lemonnya dibuang semua ke tempat pembuangan akhir (TPA). Hal ini dapat menyebabkan kerusakan lingkungan. Padahal kulit jeruk mengandung senyawa fungsional yang bermanfaat bagi tubuh diantaranya pektin dan minyak atsiri kulit lemon. Upaya mengatasi limbah dari industri jus lemon dapat dilakukan melalui minimisasi limbah sehingga mencapai zero waste. Minyak kulit lemon dan pektin dibutuhkan oleh industri di Indonesia. Produk produk tersebut masih diimpor. Nilai impor minyak kulit lemon tahun 2023 sebesar US$ 30.399.361, sedangkan nilai impor pektin US$ 7.633.811. Pengolahan kulit lemon secara langsung dapat menurunkan nilai impor, mendatangkan nilai tambah dan menurunkan emisi karbon. Sistem pengelolaan minimisasi limbah pada penelitian ini dilakukan dengan lima alternatif, yaitu Pertama: pembuangan kulit lemon ke TPA, Kedua: kulit lemon diekstraksi minyaknya dan limbahnya dibuang ke TPA, Ketiga: kulit lemon diekstraksi minyaknya lalu ampas diekstrak pektinnya, limbah dari ekstraksi pektin dibuang ke TPA, Keempat: kulit lemon disuling minyaknya, limbahnya dibuat kompos, Kelima: semua kulit lemon dikomposkan. Tujuan penelitian ini untuk menentukan alternatif terbaik pengolahan kulit jeruk lemon menjadi minyak atsiri, pektin, dan kompos. Adapun tujuan khusus pertama: Merancang teknologi proses pengolahan kulit jeruk lemon menjadi minyak atsiri, pektin, dan kompos, kedua: Menilai kinerja lingkungan pengolahan kulit jeruk limbah jus lemon, ketiga: Menilai kelayakan ekonomi pengolahan kulit jeruk, dan keempat: Mengkaji alternatif terbaik pada pengolahan kulit jeruk lemon. Teknologi proses pengolahan kulit lemon menjadi minyak atsiri menggunakan metode penyulingan cara kohobasi kukus dan rebus. Selanjutnya ampas penyulingan diekstraksi pektinnya dengan variasi kondisi ekstraksi, yaitu pH (2; 2,5; 3; dan 3,5), waktu ekstraksi 1 dan 2 jam, dan suhu ekstraksi (70, 80, dan 90 ºC). Pengomposan kulit jeruk lemon dari limbah penyulingan dan jus menggunakan kapur, molases dan Effective Microorganisms (EM4). Rasio EM4, molases, dan air adalah 10:10:500. Penilaian dampak lingkungan dari alternatif pengolahan limbah menggunakan metode Life Cycle Assessment (LCA) dengan software SimaPro versi 9.4.0.2 dan data sekunder. Unit fungsional yang digunakan dalam penelitian ini adalah 1 kg kulit jeruk lemon. Analisis ekonomi dilakukan untuk mengetahui alternatif mana yang mendatangkan nilai tambah terbesar menggunakan parameter Net Benefit/Cost (Net B/C), Pay Back Ratio (PBR), Internal Return Rate (IRR), dan Net Present Value (NPV). Perhitungan analisis kuantitatif untuk mendapatkan skala prioritas menggunakan metode AHP. Metode AHP digunakan untuk membandingkan hasil laboratorium dengan pendapat pakar. Pakar berasal dari ilmu lingkungan dan agroindustri. Hasil penelitian pada teknologi pengolahan kulit lemon menjadi minyak atsiri diperoleh yaitu: metode penyulingan cara kohobasi kukus dan waktu tunda 1 jam lebih baik terhadap rendemen dan kandungan senyawa limonen (79,95 %). Kondisi ekstraksi pektin terbaik diperoleh yaitu jenis limbah limbah jus, waktu ekstraksi 1 jam, pH 2 dan suhu 80 ?C. Pektin tergolong sebagian besar bermetoksil rendah sesuai standar SNI Pektin No 01-2238-1991. Pengomposan terbaik yaitu: kulit jeruk limbah jus menggunakan penambahan kapur, molases, dan EM4 memenuhi SNI 03-3242-1994 menghasilkan karakteristik kompos dengan kandungan mineral yang terdiri dari: kalium, kalsium, magnesium, natrium, sulfur, fosfor lebih besar dibanding kompos dari limbah penyulingan. Alternatif 3 menghasilkan NPV terbesar yaitu Rp 22.886.034,00, dan emisi terbesar (5,756 kg CO2 eq), sementara alternatif 5 menghasilkan emisi terkecil (0,521 kg CO2 eq) dan keuntungan terkecil (Rp 1.040.434,00), alternatif 4 NPV (Rp 6.945.565,00). Apabila dibandingkan dengan IRR alternatif 3 sebesar 28,19, alternatif 5 sebesar 33,36%, alternatif 4 sebesar 31,85. IRR alternatif 5 paling besar, artinya menunjukkan bahwa investasi tersebut lebih efisien dan menguntungkan karena dianggap layak secara ekonomi, karena invenstasi dari alternatif 5 kecil, sedangkan alternatif 3 lebih besar. Alternatif 4 lebih efisien dari alternatif 3 karena investasinya tidak terlalu besar. Rasio B dan C dari alternatif 5 dan 4 tinggi yaitu 6,2, dan 2,98 artinya lebih banyak untung daripada biaya yang dikeluarkan, karena alternatif 5 memberikan manfaat Non-Monetary seperti peningkatan kualitas hidup dan manfaat lingkungan. Pay Back Period (PBP) alternatif 3 lebih besar dari 4, dan 5 secara berturut-turut adalah 4,84; 3,74; dan 3,8. Jangka waktu yang diperlukan pada alternatif 3 untuk mengembalikan nilai investasi memerlukan waktu lebih lama. Perhitungan AHP menghasilkan bobot terbesar pada alternatif 4 sebesar 0,3419, limbah dikomposkan semua namun masih menghasilkan nilai tambah relatif besar. Kesimpulan pada penelitian ini, yaitu teknologi pengolahan kulit lemon menjadi minyak atsiri diperoleh dari metode kohobasi kukus dan ekstraksi pektin dari bahan kulit jeruk limbah jus dengan kondisi ekstraksi yaitu: pH 2, suhu ekstraksi 80 ºC, waktu ekstraksi 1 jam. Kompos dari limbah jus menghasilkan unsur mineral lebih tinggi dan waktu pengomposan lebih cepat 3 hari dibanding kompos dari limbah penyulingan. Alternatif 4 menghasilkan emisi karbon dan analisis ekonomi tidak terlalu kecil namun tidak menghasilkan limbah. Alternatif pengolahan kulit jeruk yang disarankan adalah alternatif 4.

Consumption and demand for drinking lemon juice are increasing. In general, the development of the juice market is estimated to increase by 4.79% in 2024-2028. Juice consumption in Indonesia in 2021-2022 reached 1.33 million tons. One of the juice industries in Tanggerang in 2021-2022 processes 80-100 tons of lemons per month. The lemon peel is all disposed of in landfills. This can cause environmental damage. Even though orange peel contains functional compounds that are beneficial to the body, including pectin and lemon peel essential oil. Efforts to overcome waste from the lemon juice industry can be done through waste minimization. Lemon peel oil and pectin are needed by industries in Indonesia. The products are still imported. The import value of lemon peel oil in 2023 is US$ 30,399,361, while the import value of pectin is US$ 7,633,811. If this lemon peel can be used, it can directly reduce the import value, bring added value and Lowering Carbon Emissions. The waste minimization management system in this study is carried out with five alternatives, namely First: the disposal of lemon peels into the landfill as a control treatment, Second: the lemon peel is extracted from the oil and the waste is disposed of in the landfill, Third: the lemon peel is extracted from the oil and then the pulp is extracted from the pectin, the waste from pectin extraction is disposed of in the landfill, Fourth: the lemon peel is distilled in oil, the waste is made into compost, Fifth: The lemon peel is composted entirely. The purpose of this study is to determine the best alternative for processing lemon peel into essential oils, pectin, and compost. The specific objectives are first: Designing the technology for processing lemon peels into essential oils, pectin, and compost, second: Assessing the environmental performance of processing orange peel waste from the lemon juice industry, third: Assessing the economic feasibility of processing orange peels, and fourth: Examining the best alternatives to the lemon peel processing process using the Analysis Hierarchy Process (AHP). The technology of the process of processing lemon peel into essential oil uses the distillation method of cohobing steamed and boiled. Furthermore, the distillation pulp is extracted from pectin by treatment of variations in extraction conditions, namely pH (2; 2.5; 3; and 3.5), extraction time of 1 and 2 hours, and extraction temperature (70, 80, and 90 ºC). Composting lemon peel from waste juice and distillation using lime, molasses and Effective Microorganisms (EM4). The ratio of EM4, molasses, and water is 10:10:500. Environmental impact assessment of waste treatment alternatives using the Life Cycle Assessment (LCA) method using SimaPro software version 9.4.0.2 and secondary data. The functional unit used in this study is 1 kg of lemon peel. Economic analysis was carried out to find out which alternatives bring the most added value using the parameters of Net Benefit/Cost (Net B/C), Pay Back Ratio (PBR), Internal Return Rate (IRR), and Net Present Value (NPV). Quantitative analysis calculations to obtain priority scales using the AHP method. The AHP method is used to compare laboratory results with expert opinions. Experts come from environmental science and agroindustry.

The results of the research on the technology of processing lemon peel into essential oil were obtained, namely: the distillation method, the steaming cohobing method and the delay time of 1 hour were better for the yield and content of limonene compounds (79.95%). The best pectin extraction conditions were obtained were the type of lemon peel of juice waste, extraction time 1 hour, pH 2 and temperature 80 oC. Pectin is classified as mostly low methoxyl and meets the SNI Pektin standard No. 01-2238-1991. The best composting is: orange peel juice waste using the addition of lime, molasses, and EM4 meets SNI 03-3242-1994 to produce compost characteristics with mineral content consisting of: potassium, calcium, magnesium, sodium, sulfur, phosphorus greater than compost from distillation waste. Alternative 3 produces the largest NPV of Rp 22,886,034.00, and produces the largest emissions (5,756 kg CO2 eq) per kg of lemon peel, while alternative 5 produces the smallest emissions (0.521 kg CO2 eq) and the smallest profit (Rp 1,040,434.00), alternative 4 of Rp 6,945,565.00. When compared to the IRR of alternative 3 of 28.19, alternative 5 is 33.36%, and alternative 4 is 31.85. Alternative 5 IRR is the largest, meaning that it indicates that the investment is more efficient and profitable because it is considered economically feasible, because the investment of alternative 5 is small, while alternative 3 is larger. Alternative 4 is more efficient than alternative 3 because the investment is not very large. The B and C ratios of alternatives 5 and 4 are high, namely 6.2, and 2.98, meaning that the profit is more than the cost incurred. Alternative 5 provides Non-Monetary benefits such as improving the quality of life and environmental benefits. Pay Back Period (PBP) of Alternative 3 is greater than 4, and 5 is 4.84 respectively; 3,74; and 3.8. The timeframe required on alternative 3 to return the value of the investment takes longer to return. The AHP calculation produces the largest weight in alternative 4 of 0.3419, the waste is composted but still produces a relatively large added value. The conclusion of this study is that the technology of processing lemon peel into essential oil was obtained from the steaming cohobing method and pectin extraction from orange peel material from juice waste with extraction conditions, namely: pH 2, extraction temperature 80 ºC, extraction time 1 hour. Compost from juice waste produces higher mineral elements and composting time is 3 days faster than compost from distillation waste. Alternative 4 produces carbon emissions and economic analysis is not too small but does not produce waste. The recommended alternative to processing orange peel is alternative 4. .