Pengomposan Tandan Kosong Kelapa Sawit Menggunakan Pupuk Organik Aktif Dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit : Pengaruh Lubang Asupan Udara
PENGOMPOSAN TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN PUPUK ORGANIK AKTIF DARI LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT : PENGARUH LUBANG ASUPAN UDARA SKRIPSI Oleh CHAMSA TRIYADI 100405063 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015
PENGOMPOSAN TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT MENGGUNAKAN PUPUK ORGANIK AKTIF DARI LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT : PENGARUH LUBANG ASUPAN UDARA SKRIPSI Oleh CHAMSA TRIYADI 100405063 SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015 i
iiPRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan karunia-Nyalah skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi dengan judul “Pengomposan Tandan Kosong Kelapa Sawit Menggunakan Pupuk Organik Aktif Dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit : Pengaruh Lubang Asupan Udara”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Adapun hal kebaruan dari hasil penelitian ini adalah kajian bagaimana pengaruh lubang asupan udara pada komposter terhadap pengomposan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) menggunakan pupuk organik aktif (POA). Hasil dari penelitian ini menunjukkan potensi ekonomi yang tinggi terutama dalam penanggulangan limbah TKKS menjadi kompos. Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ir.Bambang Trisakti, MT selaku dosen pembimbing
2. Dr.Eng. Ir. Irvan, MSi selaku Ketua Departemen Teknik Kimia dan dosen penguji II atas kritik dan saran yang telah diberikan
3. Ir. Renita Manurung, MT selaku dosen koordinator skripsi
4. Dr.Ir. Fatimah, MT selaku dosen penguji I atas kritik dan saran yang
telah diberikan
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, 30 Juli 2015 Penulis Chamsa Triyadi iii
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1. Kedua orang tua penulis yang tercinta, Sugeng dan Marlina, atas doa dan dukungan yang tidak pernah henti diberikan kepada penulis hingga terselesainya skripsi ini.
2. Seluruh anggota keluarga penulis terutama untuk abang, kakak, ibu angkat dan tante penulis, Hari Dharma, Asri Lestari, Marseh dan Marisa Fitri Anggraini atas doa dan dukungan yang telah diberikan.
3. Anggota tim penelitian penulis, Muhamad Rahman dan Yosi Rahman, atas kerjasama dan motivasi selama pengerjaan hingga terselesainya skripsi ini.
4. Seluruh sahabat serta teman sejawat penulis angkatan 2010, angkatan 2013 dan teman-teman di LPPM USU (Bang Juliadi).
5. Para dosen dan staf pegawai Departemen Teknik Kimia atas masukan dan dukungan yang diberikan kepada penulis. iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS
- SD Swasta Pembangunan (1998-2004)
- SMP Swasta Nur Azizi (2004-2007)
- SMA Negeri 1 Tanjung Morawa (2007-2010)
v
Nama: Chamsa Triyadi NIM: 1004050363 Tempat/Tgl. Lahir: Tanjung Morawa (Deli Serdang), 04 Juni 1992 Nama orang tua: Sugeng Alamat orang tua: Jl. Sei Blumai Hilir No. 98 Tanjung Morawa A, Deli Serdang
Asal Sekolah
Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Ketua Umum HIMATEK Kepengurusan 2013/2014
2. Anggota Bidang Peningkatan Akademik dan Literatur Covalen Study Group (CSG) Kepengurusan 2012/2013
3. Kerja Praktek di PT. Perkebunan Nusantara IV (Persero) Unit Usaha Pabatu Tebing Tinggi Sumatera Utara tahun 2013
4. Asisten Laboratorium Kimia Fisika Departemen Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara (2012 – 2015)
ABSTRAK
Proses pengomposan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dengan mencampur pupuk organik aktif (POA) merupakan alternatif pemanfaatan limbah padat yang dihasilkan dari pabrik kelapa sawit . Penelitian ini bertujuan untuk menemukan teknik pengomposan TKKS dan untuk mendapatkan data degradasi pengomposan TKKS dengan memvariasikan lubang asupan udara sehingga dihasilkan kompos bermutu baik. Proses pengomposan dilakukan dengan mencabik TKKS menjadi 4 cabikan, kemudian dimasukkan TKKS pada komposter dan ditambahkan POA hingga mencapai nilai Moisture Content (MC) optimum 55-65%. Selama pengomposan MC dijaga pada kondisi optimum dengan menambahkan POA. Variasi lubang asupan udara terhadap luas permukaan luar komposter yang
2
2
2
2
dilakukan adalah 0 cm /44.314,29 cm ; 72,39 cm /44.314,29 cm dan 144,78
2
2
cm /44.314,29 cm . Parameter yang dianalisa adalah temperatur, MC, pH, Water
Holding Capacity, Electrical Conductivity, rasio C/N dan kualitas kompos. Hasil
penelitian membuktikan bahwa terdapat pengaruh lubang asupan udara terhadap proses pengomposan dan rata-rata kompos dapat dihasilkan dalam waktu 40 hari. Degradasi TKKS terbaik diperoleh pada variasi lubang asupan udara 72,39
2
2
cm /44.314,29 cm dengan pH 8,1, MC 79,14%, WHC 60% , EC 4,725 dS/m dan rasio C/N 20,97.
Kata kunci: tandan kosong kelapa sawit (TKKS), pupuk organik aktif (POA), luas lubang asupan udara, komposter, moisture content (MC)
ABSTRACT
This research was to study the composting technique for Empty Fruit Brunch (EFB) and to collect the degration data during composting of EFB with varies Aeration hole in order to get a high quality compost. The composting process was started with cutting the EFB into four parts before it was put into composter with every varie and then followed by the addition of Activated Organic Fertilizer (AOF) until the optimum moisture content of 55-65 % was reached. During composting, the MC was kept on the optimum condition by adding the AOF. The
2
2
2
2
aeration hole varied into 0 cm /44.314,29 cm ; 72,39 cm /44.314,29 cm dan
2
2
144,78 cm /44.314,29 cm . The parameters of temperature, MC, weight of compost, pH value, C/N ratio, Electrical Conductivity, Water Holding Capacity, Bacterial Count and the quality of compost were analyzed through the process. The results from this research showed that the compost were well done in about 10 days and the best degradation during the 40 days of composting was obtained
2
2
for composter 72,39 cm /44.314,29 cm in which value of pH, MC, C, N, C/N ratio, EC, WHC and BC were 8,1; 79,14%, 25,16%, 20,97%, 4,725 dS/m, 60%
7 and 10 CFU/ml, respectively.
Keyword: Aeration Hole, Activated Organic Fertilizer (AOF), Composter, Empty Fruit Brunch (EFB), moisture content (MC)
vii
DAFTAR ISI
7
4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
5
2.1 POTENSI DAN KESINAMBUNGAN DARI LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT (TKKS) MENJADI KOMPOS
5
2.2 KARAKTERISTIK TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) DAN PUPUK ORGANIK AKTIF (POA)
7
2.2.1 Karakteristik Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)
2.2.2 Karakteristik Pupuk Organik Aktif (POA) Dari Effluent Biogas Pengolahan Lanjut Limbah Cair Kelapa Sawit (LCPKS)
4
9
2.3 PROSES PENGOMPOSAN DAN FAKTOR – FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PROSES PENGOMPOSAN
10
2.3.1 Kompos
10
2.3.2 Proses Pengomposan
10
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i
PENGESAHAN ii
DAFTAR TABEL xv
PRAKATA iii
DEDIKASI iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS v
ABSTRAK vi
ABSTRACT vii
DAFTAR ISI viii
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR LAMPIRAN xvii
3
DAFTAR SINGKATAN xviii
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
3
1.3 TUJUAN PENELITIAN
1.4 MANFAAT PENELITIAN
2.3.3 Metode Pengomposan
12
2.3.3.1 Metode Silo (In Silo) Dalam Proses Pengomposan
12
2.3.4 Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Proses Pengomposan
14
2.3.4.1 Nutrisi
14
2.3.4.2 Rasio C/N
15
2.3.4.3 Ukuran Partikel
15
2.3.4.4 Temperatur
15 2.3.4.5 pH
16
2.3.4.6 Kadar Air
16
2.3.4.7 Penambahan Air, Mikroorganisme dan Pencampuran Bahan Lain
16
2.3.4.8 Pengadukan
17
2.4 PENGGUNAAN TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) SEBAGAI KOMPOS DENGAN PENAMBAHAN BAHAN ORGANIK
17
2.5 STANDAR KUALITAS KOMPOS DI INDONESIA
26
2.6 KEMATANGAN KOMPOS
27
2.7 PEMANFAATAN KOMPOS
27
2.8 POTENSI EKONOMI
29 BAB III METODOLOGI PENELITIAN
31
3.1 LOKASI PENELITIAN
31
3.2 BAHAN DAN PERALATAN PENELITIAN
31
3.2.1 BahanPenelitian
31
3.2.2 Peralatan Penelitian
31
3.3 PROSEDUR PENELITIAN
31
3.3.1 Prosedur Pengomposan
31
3.4 PROSEDUR ANALISA
32
3.4.1 Prosedur Analisa Kadar Air
32
3.4.2 Prosedur Analisa pH
33
3.4.3 Prosedur Analisa Temperatur
33
3.4.4 Prosedur Analisa Water Holding Capacity
33
3.4.5 Prosedur Analisa Electrical Conductivity
34
3.4.5 Analisa Perbandingan C/N, Bacterial Count dan Bahan Organik Lainya
46
4.1 KARAKTERISTIK BAHAN BAKU
42
4.2 ANALISIS KUALITAS KOMPOS HASIL PENGOMPOSAN TKKS DENGAN POA
43
4.2.1 Profil dan Analisis Kompos Berdasarkan Suhu
43
4.2.2 Profil dan Analisis Kompos Berdasarkan Moisture Cotent
44
4.2.3 Analisis Kompos Berdasarkan pH
4.2.4 Analisis Kompos Berdasarkan Bacterial Count
41 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
47
4.2.5 Analisis Kompos Berdasarkan C/N
48
4.2.6 Analisis Kompos Berdasarkan Electrical Conductivity
48
4.3 PENGARUH UKURAN TKKS PADA SETIAP KETINGGIAN TUMPUKAN TERHADAP PROSES PENGOMPOSAN
49
4.3.1 Pengaruh Lubang Asupan Udara Pada Setiap ketinggian Tumpukan Terhadap Suhu rata-rata
50
4.3.2 Pengaruh Lubang Asupan Udara Pada Setiap ketinggian Tumpukan Terhadap Moisture Content (MC) rata-rata
42
2
34
37
3.5 FLOWCHART PENELITIAN
35
3.5.1 Flowchart Proses Pengomposan
35
3.5.2 Flowchart Kadar Air
36
3.5.3 Flowchart Analisa pH Kompos
36
3.5.4 Flowchart Analisa Temperatur
3.5.5 Flowchart Analisa Water Holding Capacity
3.6.2 Skema Alat Komposter II, Total Luas Lubang Asupan Udara 144,78 cm
37
3.5.6 Flowchart Analisa Electrical Conductivity
38
3.5 SKEMA ALAT KOMPOSTER
39
3.6.1 Skema Alat Komposter I, Tanpa Lubang Asupan Udara
39
3.6.2 Skema Alat Komposter II, Total Luas Lubang Asupan Udara 72,39 cm
2
40
51
4.3.3 Pengaruh Lubang Asupan Udara Pada Setiap ketinggian Tumpukan Terhadap pH rata-rata
53
4.3.4 Pengaruh Lubang Asupan Udara Terhadap Perubahan C/N Selama Waktu Pengomposan
54
4.3.5 Pengaruh Lubang Asupan Udara Terhadap Total Penambahan POA
55
4.3.6 Penyusutan Volume Masing-Masing Tumpukkan Kompos Selama Proses Pengomposan
56
4.3.7 Fenomena Keberadaan Belatung, Tungau dan Jamur Selama Proses Pengomposan
58 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
60
5.1 KESIMPULAN
60
5.2 SARAN
60 DAFTAR PUSTAKA
62
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Pengolahan Kelapa Sawit7 Gambar 2.2 Tandan Kosong Kelapa Sawit
8 Gambar 2.3 Skema Proses Pengomposan
11 Gambar 2.4 Pengomposan In Vessel Menggunakan Empat Channel
13 Gambar 2.5 Pembalikan Kompos TKKS-POME Menggunakan Traktor Dengan Macarator
18 Gambar 2.6 Pengaruh Waktu Pengomposan Terhadap Suhu
18 Gambar 2.7 Propil Temperatur Kompos (Δ ), level Oksigen (o), moisture
content (♦ )
23 Gambar 2.8 Skema Proses Pengomposan (Chamber System)
24 Gambar 2.9 Perubahan Temperatur Bahan Selama Pengomposan Pada Run I dan Run II serta Temperatur Udara Didalam Chamber
24 Gambar 2.10 Propil Suhu Kompos dan Suhu Udara
25 Gambar 2.11 Propil Rasio C/N
25 Gambar 2.12 Propil pH
26 Gambar 2.13 Propil Penyusutan Berat
26 Gambar 3.1 Flowchart Prosedur Pengomposan
35 Gambar 3.2 Flowchart Prosedur Analisa Kadar Air
36 Gambar 3.3 Flowchart Prosedur Analisa pH
36 Gambar 3.4 Flowchart Prosedur Analisa Temperatur
37 Gambar 3.5 Flowchart Prosedur Analisa Water HoL4ing Capacity
37 Gambar 3.6 Flowchart Prosedur Analisa Daya Hantar Listrik
38 Gambar 3.7 Skema Alat Komposter I
39 Gambar 3.8 Skema Alat Komposter II
40 Gambar 3.9 Skema Alat Komposter III
41 Gambar 4.1 Profil Suhu Pengomposan TKKS Pada Komposter 2
44 Gambar 4.2 Profil Moisture Content Pengomposan TKKS Pada Komposter 2
45 Gambar 4.3 Grafik Perubahan pH Pada Komposter 2
46 Gambar 4.4 GrafikBacterial Count dan Suhu pada Komposter 2
48 Gambar 4.5 Grafik Perubahan C/N pada Komposter 2
48
Gambar 4.6 Grafik Perubahan Nilai EC Pada Komposter 286 Gambar L3.6 Pengukuran pH
30 Hari Pengomposan
94 Gambar L4.6 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N Kompos Setelah
20 Hari Pengomposan
93 Gambar L4.5 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N Kompos Setelah
10 Hari Pengomposan
92 Gambar L4.4 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N Kompos Setelah
91 Gambar L4.3 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N TKKS Awal
90 Gambar L4.2 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C, N, P dan K POA
89 Gambar L4.1 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis Bacterial Count POA
88 Gambar L3.10 Kompos Komposter 1, Komposter 2 dan Komposter 3
87 Gambar L3.8 Pengukuran Water Holding Capacity
87 Gambar L3.7 Pengukuran Moisture Content
86 Gambar L3.5 Pengambilan Sampel Analisa
49 Gambar 4.7 Grafik Pengaruh Lubang Asupan Udara dan Tinggi Tumpukkan Terhadap Suhu
85 Gambar L3.4 Skema Analisis Suhu
85 Gambar L3.3 TKKS yang Telah Dipotong
84 Gambar L3.2 Tandan Kosong Kelapa Sawit
59 Gambar L3.1 Skema Pembuatan Komposter
58 Gambar 4.15 Jamur
58 Gambar 4.14 Tungau
57 Gambar 4.13 Belatung
56 Gambar 4.12 Grafik Penyusutan Volume Tumpukan Terhadap Waktu
55 Gambar 4.11 Grafik Total Penambah POA
54 Gambar 4.10 Grafik Pengaruh Lubang Asupan Udara Terhadap Perbandingan C/N
52 Gambar 4.9 Grafik Pengaruh Lubang Asupan Udara dan Tinggi Tumpukkan Terhadap pH
51 Gambar 4.8 Grafik Pengaruh Lubang Asupan Udara Terhadap Moisture Content (MC) Rata-rata Pada Setiap Ketinggian Tumpukkan
95 Gambar L4.7 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N Kompos Setelah
40 Hari Pengomposan
96 Gambar L4.8 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis Unsur Makro dan Mikro Kompos Setelah 40 Hari Pengomposan
97 Gambar L4.9 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis Bacterial Count
98 Gambar L4.10 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis Bacterial Count Setelah
10 Hari Pengomposan
99 Gambar L4.11 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis Bacterial Count Setelah
20 Hari Pengomposan 100
Gambar L4.12 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis Bacterial Count Setelah
30 Hari Pengomposan 101
Gambar L4.13 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis Bacterial Count Setelah
40 Hari Pengomposan 102
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Rangkuman Hasil Penelitian Pembuatan Kompos2 Tabel 2.1 Data luas areal perkebunan kelapa sawit dan produksi CPO di Indonesia dari tahun 2008-2013
6 Tabel 2.2 Data POA Effluent biogas dari pengolahan L3PKS LP3M-Biogas USU
9 Tabel 2.3 Perbedaan Empat Metode Utama Pembuatan Kompos
13 Tabel 2.4 Kualitas Kompos TKKS-POME bulan Agustus- Desember 2006
18 Tabel 2.5 Sifat Fisika-Kimia dari Kompos Untuk Kondisi Anerobik
20 Tabel 2.6 Sifat Fisika-Kimia dari Kompos Untuk Kondisi Aerobik
20 Tabel 2.7 Komposisi Pengolahan
21 Tabel 2.8 Karakteristik Kimia-Fisika dari Bahan Baku dan Vermicomposting yang Dihasilkan dari Rasio Yang Berbeda TKKS+POME
22 Tabel 2.9 Variasi Nilai C/N selama Vermicomposting
22 Tabel 2.10 Karakteristik Kompos TKKS pada Awal (2 hari) dan Akhir (40 hari)
23 Tabel 2.11 Standar Kualitas Kompos
26 Tabel 2.12 Parameter Kematangan Kompos
27 Tabel 2.13 Rincian Biaya Pembuatan Kompos
30 Tabel 4.1 Karakteristik TKKS PKS Mangke PTPN III
42 Tabel 4.2 Hasil Analisa Karakteristik POA
42 Tabel 4.3 Karakteristik Komposter yang Digunakan
50 Tabel 4.3 Karakteristik Kompos Pada Hari ke-40
57 Tabel L1.1 Karakteristik TKKS PKS Mangke PTPN III
67 Tabel L1.2 Hasil Analisa Karakteristik POA
67
2
2 Tabel L1.3 Data Suhu Variasi Lubang Asupan Udara 0 cm /44.314,29 cm
68
2
2 Tabel L1.4 Data Suhu Variasi Lubang Asupan Udara 72,39 cm /44.314,29 cm
69
2
2 Tabel L1.5 Data Suhu Variasi Lubang Asupan Udara 144,78 cm /44.314,29 cm
70 Tabel L1.6 Data Moisture Content Variasi Lubang Asupan Udara
2
2
0 cm /44.314,29 cm
71 Tabel L1.7 Data Moisture Content Variasi Lubang Asupan Udara
2
2
72,39 cm /44.314,29 cm
72 Tabel L1.8 Data Moisture Content Variasi Lubang Asupan Udara 144,78cm
2
/44.314,29 cm
81 Tabel L2.1 Data MC Komposter 1
81 Tabel L1.18 Data Bacterial Count
81 Tabel L1.17 Data Electrical Conductivity
80 Tabel L1.16 Data Water Holding Capacity
79 Tabel L1.15 Data Bulk Density masing-masing Komposter
78 Tabel L1.14 Data Massa Kompos masing-masing Komposter
77 Tabel L1.13 Data Penyusutan Volume masing-masing Komposter
76 Tabel L1.12 Data Penambahan Pupuk Organik Aktif masing-masing Komposter
2
2
/44.314,29cm
75 Tabel L1.11 Data pH Variasi Lubang Asupan Udara 144,78 cm
2
/44.314,29 cm
2
74 Tabel L1.10 Data pH Variasi Lubang Asupan Udara 72,39 cm
2
/44.314,29 cm
2
73 Tabel L1.9 Data pH Variasi Lubang Asupan Udara 0 cm
2
83