repository.usu.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 65369... · BAB III METODOLOGI...

39

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu

Penelitian ini dilakukan pada Oktober 2016 di Sentra UMKM

pengrajin batik khas Sumatera Utara yang bertempat di Jl. Letda Sudjono,

Medan Tembung. Lokasi kegiatan di Jl. Letda Sudjono, masuk Jl. Bersama

Gg. Musyawarah No 2.

Gambar 3. 1 Lokasi pengerajin ardhina batik motif medan

Lokasi penelitian

Universitas Sumatera Utara

40

Gambar 3. 2 Ardhina Batik Motif Medan

3.2. Sentra Pengrajin Batik Motif Medan

Ardhina Batik Motif Medan memiliki dua jenis batik yang

dikembangkan adalah batik tulis dengan motif khas Jawa serta batik cap

atau cetak dengan motif Gorga atau khas Batak. Produksi batik dari sentra

ini sering dipamerkan pada acara-acara pameran yang diadakan di Sumatera

Utara dan beberapa sudah mendapat pesanan dari beberapa instansi

pemerintah untuk pakaian seragam.

UMKM Ardhina Batik Motif Medan (BMM) yang meproduksi kain

batik khas Sumatera Utara. Batik dengan motif yang disesuaikan dengan

lima etnis Batak yang ada di Sumatera Utara yaitu Mandailing Tapanuli

Utara (Toba) Simalungun Karo Pakpak Dairi dan Tapanuli Tengah.

Ardhina Batik Motif Medan tahun 2009.

Gambar 3. 3 Manajemen Produksi Ardhina Batik Motif Medan

Aspek produksi dan Manajemen dari usaha pembuatan kain batik oleh

mitra kerja sama terdiri dari tiga aspek yaitu perencanaan produksi,

pengendalian produksi dan pengawasan produksi. Pada aspek produksi

meliputi jenis produk berupa kain untuk bakal baju dengan jumlah produksi

rata-rata perhari 10 meter utuk tiap motif dengan jumlah motif yang

dihasilkan rata-rata perhari 2-3 motif.

Pengendalian produksi meliputi penjadwalan kerja yaitu untuk Ardhina


41

Batik Motif Medan dengan jam kerja dari Senin sampai Sabtu dari jam

08.00– 17.00 WIB, Ardhina Batik Motif Medan terdiri dari 9 orang pekerja

yang merupakan masyarakat sekitar. Pemasaran batik melalui reseller dan

dijual di galeri-galeri batik.

Pengawasan produksi meliputi kualitas dan standar produk yang

dihasilkan, produk yang dihasilkan sudah dipamerkan di beberapa acara

dan sudah dipasarkan ke berbagai daerah serta dipesan oleh beberapa

instansi pemerintah sebagai baju seragam. Kisaran harga untuk per lembar

kain batik yang dipasarkan sekitar 150 ribu sampai dengan 300 ribu rupiah,

untuk cost produksi rata-rata 100 ribu sampai dengan 200 ribu rupiah per

lembar.

Proses produksi kain batik terdiri dari tiga tahapan yaitu pewarnaan,

pemberian malam (lilin) pada kain dan pelepasan lilin pada kain. Jika

proses pewarnaan dan pemberian malam selesai maka malam dilunturkan

dengan proses pemanasan. Batik yang telah jadi direbus hingga malam

menjadi leleh dan terlepas dari air. Proses perebusan ini dilakukan dua kali,

yang terakhir dengan larutan soda ash untuk mematikan warna yang

menempel pada batik, dan menghindari kelunturan. Setelah perebusan

selesai, batik direndam air dingin dan dijemur. Proses pembatikan tersebut

menghasilkan limbah cair batik yang menimbulkan masalah pada

lingkungan jika tidak dikelola. Limbah cair batik dibuang begitu saja ke

saluran drainase tanpa memikirkan dampaknya. Keterbatasan air bersih

untuk proses pewarnaan dan pelontoran (perebusan) memerlukan jumlah air

yang cukup banyak, hal tersebut akan menambah biaya produksi. Seperti


42

Mulai

kita ketahui bahwa UMKM selalu terkendala dengan modal.

3.3. Metodologi Penelitian

3.3.1. Jenis Penelitian

Penelitian yang dilakukan jl. Letda sudjono jl. Bersama Gg. Musyawarah

no.2 Medan termasuk jenis penelitian eksperimen.

3.3.2. Kerangka Penelitian

Pengumpulan Data

Data Primer

- Data jumlah produksi

harian

- Data pengujian sampel

limbah sesudah dan

sebelum penyaringan

(BOD, COD, TSS, TDS,

PH, Suhu)

Tinjauan Pustaka

Data Sekunder

- Data pemakaian dan

biaya kebutuhan air dari

PDAM


43

Selesai

3.3.3. Tahapan Penelitian

Tugas akhir ini dimulai dengan survei lokasi. setelah mendapat lokasi,

peneliti melakukan referensi atau studi literatur yang berkaitan dengan studi

analisis pengolahan sektor air non domestik kategori industri kecil di sentra

pengerajin batik motif medan. Setelah mempelajari literatur yang ada,

peneliti melakukan pengumpulan data yang di butuhkan. Data yang diambil

yaitu data primer dan sekunder, data primer berupa :

- Data jumlah produksi harian

- Data pengujian sampel limbah sesudah dan sebelum penyaringan

(BOD, COD, TSS, TDS, PH, Suhu)

Pengolahan Data

- Metode Analisis Kebutuhan Air

- Metode Daur Ulang Limbah Cair Batik

- Metode Perhitungan Biaya

- Metode Perhitungan Komponen Instalasi

Kesimpulan dan Saran


44

Sedangkan data sekunder yang diambil adalah :

- Data kebutuhan dan biaya pemakaian air dari PDAM

Data – data tersebut akan diolah dengen beberapa metode yaitu :

1. Metode analisis kebutuhan air

2. Metode daur ulang limbah cair batik

3. Metode perhitungan biaya

4. Metode perhitungan komponen instalasi

Setelah data – data diolah, maka didapatkan hasil analisa biaya produksi

batik. Kemudian peneliti dapat memberi kesimpulan dan saran terhadap

biaya produksi batik dan pencemaran lingkungan.

3.4. Metode Analisis Kebutuhan Air

3.5. Metode Daur Ulang Limbah Cair Batik

Metode yang digunakan untuk menyelesaikan masalah tersebut adalah

Metode elektrokoagulasi. Secara singkat berikut cara kerja sistem yang

digunakan adalah.

1) Limbah batik hasil pencucian batik yang selesai direbus, lalu

dimasukkan ke dalam bak pengumpul limbah cair.

2) Kemudian limbah batik dimasukkan dalam bak elektrokoagulasi,

kemudian bisa ditambahkan 250 gr garam untuk mempercepat

proses elektrokoagulasi untuk setiap 100 L limbah batik.


45

3) Elektroda-elektroda pada bak elektrokoagulasi dihubungkan dengan

sumber arus DC melalui voltmeter.

4) Proses elektrokoagulasi limbah batik dijalankan dan dihentikan jika

larutan sudah menjadi jernih.

5) Penambahan garam dapur untuk mempercepat proses elektrokoagulasi.

6) Air limbah yang terdapat pada bak elektrokoagulasi setelah waktu

tertentu maka dialirkan ke bak pengendapan. pada bak pengendapan

akan diendapkan dalam kurun waktu satu malam.

7) Limbah hasil pengendapan kemudian dialirkan ke bak filtrasi.

8) Setelah melewati serangkaian filterisasi maka air akan dialirkan ke

bak penampung.

9) Begitu terus prosesnya selanjutnya sampai dengan air yang keluar

jernih agar dapat digunakan kembali untuk proses pekerjaan

pembuatan batik motif Medan.

3.6. Metode Perhitungan Biaya

Dengan adanya pemakaian alat pengolahan limbah tentunya terdapat influence

terhadap perhitungan biaya untung dan rugi. Analisa biaya pada penelitian ini

dilakukan dalam jangka waktu sebulan, dengan memfokuskan perhitungan pada

penggunaan air, biaya pembuatan alat dan peningkatan nilai jual.

Dimensi alat pengolahan limbah disesuaikan dengan penggunaan air pada

proses produksi seperti bak elektrokoagulasi, bak pengendap, banyaknya

lempengan katoda-anoda yang digunakan dan lain sebagainya. Keberadaan alat

dapat meningkatkan nilai jual dari kain batik. Keuntungan perbulan dari nilai jual


46

tersebut diakumulasi dengan biaya pembuatan alat dan biaya dari volume air yang

masih digunakan (diluar penggunaan air daur ulang).

BAB IV

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisis Kebutuhan Air

4.1.1. Kebutuhan Air Proses Produksi

Penggunaan air pada produksi batik digunakan pada proses

pewarnaan, perebusan, dan pencucian. Dari hasil interview dan survei

lapangan langsung, total produksi rata-rata kain batik perharinya adalah 10

potong kain dengan penggunaan 15 ember dengan kapasitas ± 0.1 m3. Oleh

karena itu, kebutuhan air proses produksi perharinya adalah 15 x 0.1 = 1,5

m3dan perbulannya sebesar 15 x 0.1 x 30 = ± 45 m

3 (dengan perhitungan

30 hari/ bulan)


47

4.1.2. Suplai Air untuk Proses Produksi

Kebutuhan air pada proses produksi tidak hanya digunakan pada

proses tersebut diatas, tetapi juga pada proses sekunder lainnya. Total

suplai air yang digunakan dilihat dari tagihan rekening air Perusahaan

Daerah Air Minum (PDAM) pabrik seperti pada gambar dibawah.

Gambar 4. 1 Rekening tagihan air PDAM

Dari tagihan rekening air tersebut diperoleh suplai air rata-rata untuk proses

produksi sebesar 63 m3. Dengan asumsi pemakaian sekunder sebesar ± 20

m3

4.2. Analisis Daur Ulang Limbah Cair

4.2.1. Analisis Kondisi Limbah Cair Batik

Dari survei lapangan diambil sampel limbah pengolahan seperti pada

Gambar 4.2. Dari hasil uji laboratorium Balai Teknik Kesehatan

Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kelas I Medan

diperoleh kandungan limbah cair batik berdasarkan PerMenLH No. 05

Tahun 2014 Lamp. XLVII tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha

seperti pada Tabel. 5.1


48

Gambar 4. 2 Sampel Limbah


49

Gambar 4. 3 Hasil penyaringan

Tabel. 5.1 Hasil uji laboratorium Balai Teknik Kesehatan Lingkungan dan

Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kelas I Medan

Tabel 4. 1 Hasil Analisa Penurunan Kandungan Parameter Limbah

No.

Parameter Hasil Analisa Baku mutu limbah cair

industri batik Sebelum

Penyaringan

Setelah

Penyaringan

1 COD 1132 mg/L 14.19 100 mg/L

2 BOD 362.2 mg/L 4.54 50 mg/L

3 TSS 7020 mg/L 14 200 mg/L

4 TDS 3120 mg/L 1815 2000 mg/L

5 PH 9.38 6.7 6 - 9

6 Suhu 20 C 23 38 C

Setelah dilakukan penyaringan terdapat perubahan pada warna

seperti pada Gambar 4.3 dan penurunan kandungan parameter limbah

seperti yang tercantum pada Tabel 4.1.

4.2.2. Analisis Proses Elektrokoagulasi

Aplikasi metode elektrokimia untuk lingkungan dan laboratorium

pada umumnya didasarkan pada proses elektrolisis, yakni terjadinya reaksi

kimia dalam suatu sistem elektrokimia akibat pemberian arus listrik dari

suatu sumber luar. Proses elektrokoagulasi merupakan gabungan dari

proses elektrokimia dan proses flokulasi-koagulasi. Proses ini dapat

menjadi pilihan metode pengolahan limbah radioaktif dan limbah B3 cair

fase air alternatif mendampingi metode-metode pengolahan yang lain yang

telah dilaksanakan.


50

Sebuah arus yang dilewatkan ke elektroda logam maka akan

mengoksidasi logam (M) tersebut menjadi logam kation (M+), sedangkan

air akan mengalami reduksi menghasilkan gas hidrogen (H2) dan ion

hidroksi (OH). Persamaan reaksi elektrokoagulasi adalah sebagai berikut :

M M+ + ne : Anoda ………………….. (1)

2H2O+ 3e 2OH- + H2 : Katoda …………………. (2)

Kation menghidrolisis di dalam air membentuk sebuah hidroksi

dengan spesies dominan yang tergantung pada kondisi pH larutan. Kation

bermuatan tinggi mendestabilisasi beberapa partikel koloid dengan

membentuk polivalen polihidroksi komplek. Senyawa komplek ini

mempunyai sisi yang mudah diadsorbsi, membentuk gumpalan (aggregates)

dengan polutan. Pelepasan gas hidrogen akan membantu pencampuran dan

pembentukan flok. Flok yang dihasilkan oleh gas hidrogen akan

diflotasikan kepermukaan reaktor. Sebuah reaktor elektrokoagulasi adalah

sel elektrokimia dimana anoda korban (biasanya menggunakan aluminium

atau besi) digunakan sebagai agen akoagulan (Matteson et al).

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi proses elektrokoagulasi ini

antara lain:

a. Kuat arus

Pengolahan limbah nikel dengan rapat arus 40, 50, 60, dan 70

mA/cm2 menghasilkan penurunan kontaminan nikel sebesar

95% dan Cu sebesar 98% pada rapat arus 70 mA/cm2. Ini

dikarenakan rapat arus merupakan elektron yang berpindah

setiap satuan luas. Sehingga semakin besar rapat arus maka


51

elektron yang berpindah maka semakin besar, hal ini akan

menyebabkan pembentukan koagulan yang terbentuk akan

semakin banyak.

b. Jenis Elektroda

Pada penelitian yang dilakukan ada 3 elektrode yang digunakan

yaitu Fe, Zn, serta Al. Setiap jenis elektrode ini memberikan

pengaruh yang berbeda-beda. Hasil terbaik pada penelitian ini di

dapat pada logam Al dengan penurunan TSS sebesar 95,3%,

sedangkan untu Fe terjadi penurunan sebesar 94,39% dan Zn

sebesar 91,96%. Penggunaan jenis elektrode ini dipengaruhi

kereaktifan logam serta pembentukan koagulan untuk mengikat

kotoran yang ada.

c. Waktu

Percobaan elektrokoagulasi dengan variasi waktu 10, 15, 20, 25.

dan 30 menit. Dalam elektrokoagulasi semakin lama waktu

proses maka penurunan parameter pencemaran akan semakin

baik. Ini juga sesuai hukum faraday yang menyatakan semakin

lama waktu proses.

Proses Elektrokoagulasi menggunakan bak dengan material stainless

steel dan dilengkapi elektroda yang juga terbuat dari stainless steel yang

tersusun sebanyak 15 material katoda anoda. Proses elektrokoagulasi terjadi

selama 120 menit hingga terjandinya koagulasi pada limbah. Berikut

gambar bak elektrokoagulasi dan prosesnya.


52

Gambar 4. 4 Bak elektrokoagulasi

Gambar 4. 5 Proses elektrokoagulen


53

Gambar 4. 6 Proses elektrokoagulen pada material anoda katoda

4.2.3. Analisis Proses Pengendapan

Proses pengendapan dimaksudkan agar limbah yang mengalami

koagulasi terpisah dengan air. Pengendapan dilakukan di bak pengendap

selama 24 jam dan setelah itu limbah yang menggumpal akan berada

didasar bak pengendap dan air berada diatasnya. Kapasitas bak pengendap

disesuaikan dengan pemakaian air produksi batik selama 1x24 jam. Berikut

adalah gambar bak pengendap dan limbah sebelum dan sesudah mengalami

proses pengendapan.

Gambar 4. 7 Bak pengendap


54

(a) (b)

Gambar 4. 8 (a) Limbah sebelum mengalami pengendapan. (b)

Limbah sesudah mengalami pengendapan

4.2.4. Analisis Proses Filtrasi

Filtrasi(penyaringan) adalah pembersihan partikel padat dari suatu

fluida dengan melewatkan pada medium penyaringan yang diatasnya

padatan akan terendapkan. Rentang filtrasi pada industry mulai dari

penyaringan sederhana hingga pemisahan yang kompleks. Fluida yang

difiltrasi berupa cairan.

Filtrasi merupakan pembersihan partikel padat dari suatu fluida

dengan melewatkannya pada medium penyaringan. Pada penelitian ini

limbah yang sebelumnya diendapkan pada bak pengendapdialirkan kedalam

bak filtrasi. Bak filtrasi terdiri dari 1 (satu) buah bak yang memiliki

kapasitas sebesar 200 liter dalam keadaan kosong sebelum diisi material


55

filtrasi. Berikut gambar bak filtrasi untuk proses filter air hasil

pengendapan.

Gambar 4. 9 Bak Filtrasi

Bak filtrasi tersebut memiliki tinggi sekitar 100 cm akan diisi material

untuk proses filtrasi yang terdiri dari (dari dasar bak ke atas permukaan)

yaitu pasir, coral, ijuk dan kerikil. Untuk material pasir diisi dengan ketebalan 15

cm, coral diisi dengan ketebalan 10 cm, ijuk diisi dengan ketebalan 10 cm dan

kerikil diisi dengan ketebalan 10 cm. Berikut gambar material yang akan diisi

pada bak filtrasi.


56

(a) (b)

Gambar 4. 10 (a) Proses pencucian material . (b) Material filtrasi yang sudah

bersih

Limbah yang telah difiltrasi akan berubah baik dari segi kandungan dan

warnanya seperti yang terlihat pada tabel 4.1 dan gambar 4.11. Limbah

tersebut dapat digunakan kembali dalam proses produksi dan mengurangi

penggunaan air PDAM.

Gambar 4. 11 Limbah yang telah mengalami proses filtrasi


57

4.3 Analisis Dimensi Pengolahan Limbah

4.3.1 Analisis Bak Elekrokoagulasis

Proses elektrokoagulen berlangsung selama 120 menit, maka dalam

satu hari dapat dilakukan 12 kali proses elektrokoagulen. Dengan kapasitas

penggunaan air sebesar 1,5 m3 perharinya, maka dimensi bak

elektrokoagulasi minimum sebesar 0,125 m3 (12 kali). Pada penelitian ini

digunakan

dimensi bak sebesar 0,35 m3. Oleh karena itu, proses

elektrokoagulen dapat dilakukan

5 kali perharinya. Gambar bak

eletrokuagulasi terdapat pada gambar 4.4 dengan dimensi 1,5x0,5x0,5 m .

4.3.2 Analisis Bak Pengendap

Pengendapan berlangsung selama 1x24 jam, maka dimensi bak

pengendap harus disesuaikan dengan pemakaian air perhari. Dengan

kapasitas penggunaan air sebesar 1,5 m3 perharinya, maka dimensi bak

pengendap yang digunakan sebesar 1,53 m3 dengan dimensi 1,7x1x0.9 m

seperti yang terdapat pada gambar 4.7

4.4 Analisis Biaya Produksi

4.4.1 Analisis Biaya dengan Suplai Air dari PDAM

Total biaya penggunaan air untuk proses produksi perbulannya

merupakan uraian dari tagihan rekening air PDAM Tirtanadi sebagai

berikut


58

Jumlah (m3) Harga air /m

3 (Rp) Total (Rp)

Pemakaian total 63 2.300 144.900

Pemakaian Sekunder 20 2.300 46.000

Proses produksi 98.900

4.4.2 Analisis Air dengan Suplai Air Daur Ulang

Pengendapan berlangsung selama 1x24 jam, maka dimensi bak

pengendap harus disesuaikan dengan pemakaian air perhari. Dengan

kapasitas penggunaan air sebesar 1,5 m3 perharinya, maka dimensi bak

pengendap yang digunakan sebesar 1,53 m3 dengan dimensi 1,7x1x0.9 m

seperti yang terdapat pada gambar 4.7

4.4.3 Analisis Perbandingan Biaya dengan Suplai Air PDAM dan Daur

Ulang

Alat pengolahan limbah ini dapat mengurangi pemakaian air dalam

proses produksi pembuatan kain batik karena air yang telah diolah dapat

digunakan kembali. Selain itu, keberadaan alat ini juga dapat meningkatkan

harga jual karena pabrik dapat memperoleh sertifikat AMDAL dari dan

harga jual dapat meningkat sebesar. Dari analisa biaya diatas, kita dapat

melihat selisih pengeluaran dalam priode bulanan pabrik sebesar. Namun

apabila kita kalkulasikan dengan peningkatan harga jual sebesar dan


59

produksi batik perharinya sebesar 15 buah, maka dalam bulan pertama

pabrik sudah dapat menutupi modal pembuatan alat dan memperoleh

keuntungan di bulan selanjutnya.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil pada Tugas Akhir yang berjudul “Studi

Analisis Kebutuhan Air Sektor Non-Domestik Kategori Industri Kecil di Sentra

Pengrajin Batik Motif Medan” adalah

1. Jumlah kebutuhan air untuk proses produksi batik sebesar 45 m3 perbulan

2. Terjadi penurunan terhadap kandungan limbah cair batik seperti yang

tercantum pada Tabel 5.1


60

3. Bedasarkan kebutuhan air produksi diperoleh desain bak elektrokoahgulasi

sebasar1,5x0,5x0,5 m 1,7x1x0.9 m dan bak pengendap sebesar 1,7x1x0.9 m.

4. Biaya produksi penggunaan air dari suplai PDAM sebesar Rp. 98.900,

sedangkan dari PDAM dan proses daur ulang sebesar Rp. 10.748.800.

5.2. Saran

Saran untuk hasil Tugas Akhir yang berjudul “Studi Analisis Kebutuhan

Air Sektor Non-Domestik Kategori Industri Kecil di Sentra Pengrajin Batik Motif

Medan” adalah

1. Agar proses elektrokoagulen berjalan lebih cepat power supply sebaiknya

diganti dengan kapasitas 24 volt 10 ampere dan lempengan stainless steel

diganti dengan logam Seng, karena memiliki sifat penghantar listrik yang

lebih baik.

2. Biaya pembuatan alat ini masih tergolong mahal bila dilimpahkan terhadap

pengrajin tradisional. Untuk penelitian selanjutnya agar lebih memberikan

inovasi-inovasi baru terkhusus dalam hal pengurangan biaya.

No. Parameter Hasil Analisa

Baku mutu limbah cair

industri batik Sebelum

Penyaringan

Setelah

Penyaringan

1 COD 1132 mg/L 14.19 100 mg/L

2 BOD 362.2 mg/L 4.54 50 mg/L

3 TSS 7020 mg/L 14 200 mg/L

4 TDS 3120 mg/L 1815 2000 mg/L

5 PH 9.38 6.7 6 – 9

6 Suhu 20 C 23 38 C


repository.usu.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 65369... · BAB III METODOLOGI...

Documents

Transcript of repository.usu.ac.id › bitstream › handle › 123456789 › 65369... · BAB III METODOLOGI...