PELARUTAN FOSFOR DARI BATUAN FOSFAT DENGAN BANTUAN GELOMBANG ULTRASONIK

ABSTRAK

PELARUTAN FOSFOR DARI BATUAN FOSFAT DENGAN BANTUAN GELOMBANG ULTRASONIK

Oleh

Rahmat Ibnu Mas’ud

Pupuk adalah suatu bahan yang dapat menambah unsur hara bagi tanah. Fosfat merupakan salah satu unsur pupuk yang sangat penting bagi tanaman. Gelombang ultrasonik berpotensi menjadi metoda yang efektif untuk membantu melarutkan fosfor dari batuan fosfat, dengan cara perendaman dalam air dan dialiri gelombang ultrasonik. Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis kadar P dari batuan fosfat yang terlarut dalam air dengan bantuan gelombang ultrasonik. Perlakuan yang diujikan adalah konsentrasi larutan fosfat 30, 60, dan 90 %, serta waktu penggetaran dengan tranduser ultrasonik berfrekuensi 60 kHz selama 15, 30, dan 60 menit. Parameter perlakuan terdiri dari kadar P terlarut (P2O5), nilai pH, dan energi spesifik. Sampel yang dianalisis yaitu sampel cair dan padat yang dipisahkan setelah penggetaran ultrasonik.

Hasil analisis kadar P terlarut tertinggi dari sampel cair terdapat pada perlakuan konsentrasi 90 %, waktu penggetaran 15 menit, yaitu sebesar 0,0415 mg/L, sedangkan sampel padat pada perlakuan konsentrasi 60 %, waktu 15 menit, yaitu

sebesar 1,38 %. Hasil pengukuran pH menunjukkan larutan fosfat setelah penggetaran bersifat netral cenderung basa dengan nilai pH antara 7 – 8. Sampel perlakuan konsentrasi 60 %, waktu 15 menit dan konsentrasi 90 %, waktu 15 menit merupakan perlakuan paling efisien, karena hanya menggunakan energi spesifik terkecil yaitu 0,15 J/mg dan 0,1 J/mg, dapat menghasilkan kadar P terlarut tertinggi.

ABSTRACT

DISSOLVED PHOSPHORUS OF PHOSPHATE STONE WITH ULTRASONIC WAVES AS AN EFFORTS

By

Rahmat Ibnu Mas’ud

Fertilizer is a material that can add nutrients to soil. Phosphate is one of essential elements of fertilizer for plants. Ultrasonic waves can potentially be used as a method to dissolve phosphorus from phosphate stone, by means of immersion in water and gived of ultrasonic waves. The aim of this study was to analyze the P content from phosphate stone that was dissolved in water and the excited by ultrasonic waves.

The tests were the concentration of phosphate in water of 30, 60, and 90%, and the duration of ultrasonic wave (60 kHz) of 15, 30, and 60 minutes. The parameters observed were the levels of dissolved P (P2O5), pH value, and specific energy. The samples were analyzed, namely liquid and solid samples were separated after ultrasonic vibrate.

The results of the analysis of the highest levels of soluble P from liquid samples are at 90% concentration, treatment time-vibrate 15 minutes, that is equal to 0.0415 mg/l, whereas the treatment of solid samples at concentrations of 60% ,

within 15 minutes, amounting to 1.38%. The measurement results show the solution pH is neutral phosphate after vibrated tend to alkaline with pH values between 7 – 8. Sample concentration of 60% treatment, 15 minutes and 90% concentration, treatment time of 15 minutes is the most efficient, because it uses only the smallest specific energy is 0.15 J/mg and 0.1 J/mg, can produce high levels of dissolved P.

PELARUTAN FOSFOR DARI BATUAN FOSFAT DENGAN BANTUAN GELOMBANG ULTRASONIK

(Skripsi)

Oleh

RAHMAT IBNU MAS’UD

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2012

PELARUTAN FOSFOR DARI BATUAN FOSFAT DENGAN BANTUAN GELOMBANG ULTRASONIK

Oleh

RAHMAT IBNU MAS’UD

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada

Jurusan Teknik Pertanian

Fakultas Pertanian Universitas Lampung

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG 2012

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Batuan Fosfat ... Error! Bookmark not defined. 2. Tipikal susunan sistem ultrasonik piesoelektrik 20 kHz ... Error! Bookmark not defined.

3. Proses gelombang ... Error! Bookmark not defined. 4. Diagram Alir Prosedur Penelitian ... Error! Bookmark not defined. 5. Grafik P terlarut sampel cair rata-rata P2O5 (mg/l) ... Error! Bookmark not defined.

6. Diagram pengaruh massa fosfat dan waktu penggetaran

terhadap kadar P terlarut sampel cair pada volume air 0,1 l ... Error! Bookmark not defined.

7. Grafik P terlarut sampel padat P2O5 (%) Error! Bookmark not defined. 8. Diagram pengaruh massa fosfat dan waktu penggetaran

terhadap kadar P terlarut sampel padat pada volume air 0,1 l ... Error! Bookmark not defined.

9. Grafik nilai pH larutan fosfat setelah penggetaran ... Error! Bookmark not defined.

10. Grafik hubungan energi dengan hasil P terlarut sampel cair ... Error! Bookmark not defined.

11. Grafik hubungan energi spesifik dengan P terlarut sampel padat .. Error! Bookmark not defined.

12. Penampang tranduser dalam larutan fosfat pada saat penggetaran Error! Bookmark not defined.

13. Scan data P terlarut sampel cair ... Error! Bookmark not defined. 14. Scan data P terlarut sampel padat... Error! Bookmark not defined. 15. Scan data P terlarut sampel tanpa perlakuan US .. Error! Bookmark not defined.

16. Tranduser ultrasonik dan power supply . Error! Bookmark not defined. 17. Generator ultrasonik dan timbangan mekanik (Ohaus) ... Error! Bookmark not defined.

18. Timbangan analitik dan pompa vakum .. Error! Bookmark not defined. 19. Pengukuran pH meter dan sampel sebelum penggetaran ... Error! Bookmark not defined.

20. Sampel larutan fosfat setelah penggetaran ... Error! Bookmark not defined.

DAFTAR ISI

Halaman RIWAYAT HIDUP ... Error! Bookmark not defined. PERSEMBAHAN ... Error! Bookmark not defined. SANWACANA ... Error! Bookmark not defined. DAFTAR ISI ... i DAFTAR TABEL ... Error! Bookmark not defined. DAFTAR GAMBAR ... Error! Bookmark not defined. I. PENDAHULUAN ... Error! Bookmark not defined. A. Latar Belakang ... Error! Bookmark not defined. B. Tujuan Penelitian ... Error! Bookmark not defined. C. Manfaat Penelitian ... Error! Bookmark not defined. D. Hipotesis ... Error! Bookmark not defined. II. TINJAUAN PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined. A. Pupuk ... Error! Bookmark not defined. B. Penggolongan Pupuk ... Error! Bookmark not defined. 1. Pupuk Organik ... Error! Bookmark not defined. 2. Pupuk Anorganik ... Error! Bookmark not defined. C. Pupuk Fosfat ... Error! Bookmark not defined. D. Gelombang Ultrasonik ... Error! Bookmark not defined. E. Prinsip Kerja Ultrasonik ... Error! Bookmark not defined. III. METODOLOGI PENELITIAN ... Error! Bookmark not defined.

ii

A. Waktu dan Tempat Penelitian ... Error! Bookmark not defined. B. Alat dan Bahan ... Error! Bookmark not defined. C. Parameter Perlakuan... Error! Bookmark not defined. D. Prosedur Penelitian... Error! Bookmark not defined. E. Pengukuran dan Penghitungan ... Error! Bookmark not defined. 1. Pengukuran P Terlarut ... Error! Bookmark not defined. 2. Pengukuran Nilai pH ... Error! Bookmark not defined. 3. Penghitungan Energi ... Error! Bookmark not defined. F. Analisis Data ... Error! Bookmark not defined. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... Error! Bookmark not defined. A. Hasil ... Error! Bookmark not defined. 1. Kadar P Terlarut (P2O5) Sampel Cair ... Error! Bookmark not defined.

2. Kadar P Terlarut (P2O5) Sampel Padat ... Error! Bookmark not defined.

3. Pengukuran Nilai pH Air ... Error! Bookmark not defined. 4. Penggunaan Energi ... Error! Bookmark not defined. B. Pembahasan ... Error! Bookmark not defined. V. KESIMPULAN DAN SARAN ... Error! Bookmark not defined. A. Kesimpulan ... Error! Bookmark not defined. B. Saran ... Error! Bookmark not defined. DAFTAR PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN ... Error! Bookmark not defined. Lampiran 1. Analisis sidik ragam dan uji BNT ... Error! Bookmark not defined.

Lampiran 2. Gambar scan data analisis P terlarut ... Error! Bookmark not defined.

I. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Kesimpulan dari penelitian ini adalah :

1. Perlakuan yang cenderung berpengaruh terhadap besarnya P terlarut adalah konsentrasi (massa fosfat dalam air), semakin besar massa fosfat dalam air, semakin besar P terlarut yang didapat.

2. pH air setelah penggetaran bersifat basa dengan nilai pH antara 7,6 – 8,0, karena kemungkinan ion H+ dari air yang lepas dan berikatan dengan

senyawa dalam batuan fosfat (kalsium karbonat dan kalsium fosfat), sehingga dalam air banyak terkandung ion OH-.

3. Jika kalsium karbonat lebih reaktif dalam mengikat H+ daripada kalsium fosfat, maka P terlarut yang dihasilkan akan rendah, sebaliknya jika kalsium fosfat yang lebih reaktif akan menghasilkan P terlarut yang tinggi.

4. Secara umum P terlarut yang dihasilkan tidak signifikan dan terlalu kecil. Ada kemungkinan parameter perlakuan yang digunakan kurang efektif untuk melepaskan ion H+ dari air untuk berikatan dengan fosfor dari batuan fosfat, yaitu daya dan frekuensi yang digunakan kurang tepat.

B. Saran

Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik dari penelitian ini, maka disarankan perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan mencari frekuensi dan daya gelombang ultrasonik yang tepat untuk melepaskan ion H+ dari air, sehingga diperoleh hasil P terlarut optimal.

Judul Skripsi : PELARUTAN FOSFOR DARI BATUAN FOSFAT DENGAN BANTUAN

GELOMBANG ULTRASONIK

Nama Mahasiswa :

Rahmat Ibnu Mas’ud

Nomor Pokok Mahasiswa : 0814071012 Jurusan/ Program Studi : Teknik Pertanian

Fakultas : Pertanian

MENYETUJUI 1. Komisi Pembimbing

Dr. Sri Waluyo, S.T.P. M.Si. Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc. NIP. 19720311 199703 1 002 NIP. 19611211 198703 1 004

2. Ketua Jurusan

Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P. NIP. 19650527 199303 1 002

MENGESAHKAN

1. Tim Penguji

Ketua : Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc. ___________

Sekretaris : Dr. Sri Waluyo, S.T.P. M.Si. ___________

Penguji

Bukan Pembimbing : Dr. Ir. Tamrin, M.S. ___________

2. Dekan Fakultas Pertanian

Prof. Dr. Ir. H. Wan Abbas Zakaria, M.S. NIP. 19610826 198702 1 001

SANWACANA

Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya skripsi ini dapat diselesaikan. Shalawat dan salam senantiasa tercurahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW, tauladan sepanjang zaman.

Skripsi dengan judul “Pelarutan Fosfor dari Batuan Fosfat dengan Bantuan

Gelombang Ultrasonik” ini adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknologi Pertanian di Universitas Lampung.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc., selaku pembimbing pertama dan

Pembimbing Akademik yang telah memberikan bimbingan, bantuan, saran dan nasehat.

2. Bapak Dr. Sri Waluyo, S.T.P. M.Si., selaku pembimbing kedua yang telah membimbing dan meluangkan waktu dan fikiran.

3. Bapak Dr. Ir. Tamrin, M.S., selaku pembahas yang telah memberikan masukan dan saran sehingga skripsi ini lebih sempurna.

4. Bapak Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P. selaku Ketua Jurusan Teknik Pertanian yang telah memberikan saran dan masukan dalam penulisan skripsi ini. 5. Bapak Prof. Dr. Ir. H. Wan Abbas Zakaria, M.S. selaku Dekan Fakultas

6. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Pertanian yang telah memberikan pengetahuan dan pengalaman yang berharga selama penulis menuntut ilmu di Fakultas Pertanian Universitas Lampung.

7. Ayahanda dan Ibunda tercinta serta seluruh keluarga besar atas kasih sayang, semangat, dukungan, dan motivasi yang diberikan.

8. Teman-teman Teknik Pertanian angkatan 2008, tim penelitian PKM, kakak-kakak dan adik tingkat atas bantuan, saran, dukungan serta motivasi dan do’anya.

9. Sahabat perjuangan di PERMATEP, UKMF FOSI FP, Duta Mahasiswa FP, BEM U KBM Unila, dan IKAM LAMTIM atas kebersamaan, pengalaman, do’a dan dukungannya.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, namun semoga karya sederhana ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Aamiin.

Bandar Lampung, November 2012 Penulis

Rahmat Ibnu Mas’ud

I. TINJAUAN PUSTAKA

A. Pupuk

Pupuk adalah senyawa yang mengandung unsur hara yang diberikan pada tanaman dengan jumlah dan dosis tertentu. Pupuk umumnya terdiri dari komponen-komponen yang mengandung unsur hara, zat penolak air, pengisi, pengatur konsistensi, kotoran dan lain-lain. Pengelompokkan pupuk dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu :

1. Pupuk alam (pupuk organik) dan buatan (anorganik) 2. Pupuk menurut unsur hara yang dikandungnya

Pupuk bagi para petani merupakan produk yang sangat dibutuhkan dalam usaha budidaya pertanian. Dalam usaha pertanian, pupuk memegang peranan yang sangat penting bagi pertumbuhan tanaman, agar tanaman yang dipelihara dapat menghasilkan produk pertanian sesuai dengan yang diharapkan. Untuk mencapai hasil produksi tanaman sesuai dengan yang diharapkan, tanaman memerlukan faktor-faktor tumbuh yang optimum, antara lain ketersediaan unsur hara di dalam tanah. Jika suatu tanah tidak dapat menyebabkan unsur hara yang cukup bagi tanaman, maka pemberian pupuk perlu dilakukan untuk memenuhi kekurangan tersebut.

Pupuk dalam arti luas adalah semua bahan yang ditambahkan ke dalam tanah untuk menyediakan unsur-unsur esensial bagi pertumbuhan tanaman (Foth, 1991). Tetapi istilah pupuk biasanya berhubungan dengan pupuk buatan. Pupuk tidak berisi unsur-unsur hara tanaman dalam bentuk unsur seperti nitrogen, fosfor, atau kalium; tetapi unsur-unsur tersebut ada dalam bentuk campuran yang

memberikan bentuk-bentuk ion dari unsur hara yang dapat diadsorbsi tanaman. Pemupukan merupakan cara atau teknik yang dilakukan dalam pemberian pupuk (unsur hara) ke tanah atau ke tanaman sesuai yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman normal (Hasibuan, 2003). Pemberian pupuk untuk keperluan tanaman dapat dilakukan melalui tanah yang selanjutnya dapat diserap oleh tanaman melalui akar, atau dapat dilakukan melalui daun yang langsung diserap oleh tanaman.

Beberapa jenis pupuk alam yang sering digunakan adalah night soil (kotoran manusia), pupuk kandang, pupuk hijau, dan kompos. Sedangkan jenis pupuk buatan diantaranya yaitu pupuk urea, ZA, ammonium sulfat, NPK, MAP, kiserit, dan lain-lain. Dari beberapa jenis tersebut yang termasuk ke dalam pupuk Nitrogen antara lain pupuk Urea dan Za, dan pupuk Fosfor adalah DS, TS, TSP, SP 36, dan lain-lain, sedangkan jenis pupuk kalium adalah ZK dan KCl.

Kebutuhan pupuk anorganik nasional di tahun 2011 adalah sebanyak 9,3 juta ton pupuk urea, 4,5 juta ton pupuk super phosphate (SP-36), 1,6 juta ton pupuk ZA, dan 8,8 juta ton pupuk NPK. Sementara pada tahun yang sama masih terjadi kelangkaan pupuk, dengan produksi pupuk nasional adalah pupuk urea sebanyak

8,05 juta ton, pupuk SP-36 sebanyak 1,0 juta ton, pupuk ZA 0,65 juta ton, dan pupuk NPK sebanyak 5,89 juta ton (Yuwono, 2011).

Berdasarkan data Asosiasi Produsen Pupuk Indonesia, produksi pupuk Fosfat/SP-36 di Indonesia belum bisa memenuhi kebutuhan pupuk bagi petani, baik di bidang Pangan, Serealia, Hortikultura, Kebun Raya, maupun bidang Peternakan. Sebagai contoh, produksi Pupuk Fosfat/SP-36 Indonesia pada tahun 2010 adalah sebesar 636.207 ton. Sedangkan, kebutuhan pupuk Fosfat/SP-36 pada tahun yang sama adalah sebesar 3.211.564 ton dengan persentase pertumbuhan kebutuhan pupuk sebesar 7,83% per tahun (APPI, 2011).

Tabel 1.Produksi Pupuk Indonesia Produksi

Pupuk

2006 2007 2008 2009 2010

Ton/Tahun Ton/Tahun Ton/Tahun Ton/Tahun Ton/Tahun

1. Urea 5.654.692 5.865.856 6.213.292 6.856.841 6.721.949

2. Fosfat/SP-36 647.868 660.653 488.487 742.986 636.207

3. ZA/AS 631.645 652.486 751.411 767.837 792.917

4. NPK 496.690 746.347 1.154.714 1.838.485 1.853.172

5. ZK (K2SO4) 7.568 8.662

6. Organik 294.555 260.705

Tabel 2.Kebutuhan Pupuk Tahun 2006 – 2010

KEBUTUHAN TON/TAHUN

T A H U N

2006 2007 2008 2009 2010

SP36 Growth (%) - 512,68 7,23 7,31 7,38

SUBSIDI

1. Pangan - 1.975.796 2.065.148 2.158.662 2.256.541 2. Serealia - 1.256.775 1.316.406 1.369.062 1.423.825 3. Hortikultura - 607.087 641.691 678.267 716.929 4. Kebun Rakyat - 714.738 786.212 864.833 951.316

5. Peternakan - 3.202 3.362 3.530 3.707

Jumlah Pupuk

SP36 700.000 2.693.736 2.854.722 3.027.025 3.211.564

Sumber : APPI, 2011

Prediksi Kebutuhan Pupuk Fosfat/SP-36 oleh Departemen Pertanian RI tahun 2011 - 2015 masih mengalami kenaikan, yaitu berkisar antara 3-4 juta tondengan rata-rata kenaikan kebutuhan Pupuk Fosfat/SP-36 tiap tahunnya berkisar 7%. Sedangkan, Prediksi Kapasitas Produksi Pupuk fosfat/SP-36 sebesar satu juta ton/tahun.

Tabel 3. Prediksi Kebutuhan Pupuk Tahun 2011 – 2015 KEBUTUHAN

TON/TAHUN

TAHUN PENINGKATAN

(%) 2011 2012 2013 2014 2015

SP36 Growth (%) 7,45 7,53 7,6 7,67 7,74

SUBSIDI

1. Pangan 2.358.990 2.466.232 2.578.497 2.696.031 2.819.084 4,54

2. Serealia 1.480.778 1.540.009 1.601.609 1.665.674 1.732.300 4,00

3. Hortikultura 757.794 800.988 846.644 894.903 945.912 5.70

4. Kebun Rakyat 1.046.448 1.151.093 1.266.202 1.392.822 1.532.104 10.00

5. Peternakan 3.892 4.087 4.291 4.506 4.731 5.00

Jumlah Pupuk SP36 Bersubsidi

= 1+4+5

3.409.330 3.621.412 3.848.990 4.093.359 4.355.919 6,19

Kapasitas Produksi SP36, Ton/Thn

1.000.000 1.000.000 1.000.000 1.000.000 1.000.000

Rata-rata

Ton/Thn 2.409.330 2.621.412 2.848.990 3.093.359 3.355.919

Sumber : APPI, 2011

B. Penggolongan Pupuk

Dalam ilmu pertanian, pupuk dibedakan menjadi 2 golongan besar, yaitu : 1. Pupuk Organik

Pupuk organik adalah pupuk yang terbuat dari sisa-sisa makhluk hidup yang diolah melalui proses pembusukan atau dekomposisi oleh bakteri pengurai,

contohnya adalah pupuk kompos dan pupuk kandang. Pupuk kandang merupakan kotoran padat dan cair dari hewan ternak yang tercampur dengan sisa-sisa

Akan tetapi, di samping dapat menambah unsur hara juga dapat mempertinggi humus, memperbaiki struktur tanah, dan meningkatkan kehidupan jasad renik. Sedangkan, pupuk kompos adalah pupuk yang dibuat dari sisa-sisa limbah pertanian yang bersifat organik dan dibuat dengan cara penguraian oleh bakteri pengurai. Pupuk kompos ini dapat dibuat dari bahan daun tanaman, ranting, kulit buah, batang yang melapuk, dan lain sebagainya.

Keuntungan penambahan pupuk organik pada tanah adalah :

a) Menyediakan sebagian besar unsur N dan Cu serta setengah dari unsur P perlahan-lahan.

b) Meningkatkan KTK tanah masam yang telah mengalami pelapukan lanjut. c) Dapat membentuk komplek dengan oksida amorf sehingga oksida amorf

tidak mengkristal dan menurunkan fiksasi fosfor.

d) Memantapkan agregat tanah dan memperbaiki sifat fisika tanah sehingga menurunkan erosi pada tanah.

e) Meningkatkan kapasitas penahan air.

f) Dapat membentuk komplek dengan unsur mikro sehingga mencegah pencucian (Sanchez, dkk., 2004)

2. Pupuk Anorganik

Pupuk anorganik disebut juga dengan pupuk buatan, yaitu jenis pupuk yang dibuat pada pabrik dengan meramu berbagai bahan kimia sehingga memiliki prosentase kandungan hara relatif tinggi. Contoh pupuk anorganik atau buatan adalah pupuk Urea, TSP, Gandasil, dan lain-lain.

Pupuk anorganik atau pupuk buatan ini dapat digolongkan berdasarkan jenis kandungan unsur haranya, yaitu dapat dibagi menjadi pupuk tunggal dan pupuk majemuk. Pupuk tunggal adalah pupuk anorganik yang memiliki kandungan unsur hara hanya satu macam, contohnya pupuk urea, yang hanya mengandung unsur hara nitrogen. Sedangkan, pupuk majemuk adalah pupuk yang

mengandung lebih dari satu macam unsur hara contohnya pupuk DAP yang mengandung unsur nitrogen dan fosfor, NPK yang mengandung unsur hara nitrogen, fosfor dan kalium.

Fosfor merupakan bagian integral di bagian penyimpanan (storage) dan pemindahan (transfer) energi. Fosfor terlibat pada peningkatan energi sinar matahari yang menghantam sebuah molekul klorofil. Begitu energi tersebut sudah tersimpan dalam ADP (adenosine diphospate) atau ATP (adenosine triphospate), ia akan dipakai untuk menjalankan reaksi-reaksi yang memerlukan energi, seperti pembentukan sukrosa, tepung, dan protein. Umumnya, penyediaan fosfor yang tidak memadai akan menyebabkan laju respirasi menurun, lalu

menular pada fotosintesis. Jika respirasi terhambat, pigmen ungu, anthocyanin, tidak berkembang dan memberi ciri defisiensi faktor pada daun bagian rendah (Indranada, 1994).

C. Pupuk Fosfat

Fosfat alam adalah batuan apatit dengan rumus molekul Ca10 (PO4)6 F2 mengandung fosfat cukup tinggi, sehingga dapat digunakan sebagai pupuk. Batuan fosfat sangat tidak larut, sehingga ketersediaan P rendah bagi

Batuan fosfat baik yang berkadar P rendah maupun tinggi, menjadi sumber utama pembuatan pupuk superfosfat. Pelepasan ion fosfat dipercepat jika tersedia ion H+ yang cukup (kondisi asam). Batuan fosfat dapat diaplikasikan langsung ke tanah yang secara alami dapat melepaskan PO4-3 tersedia bagi tanaman. Hal itu jika di dalam tanah terdapat cukup tersedia ion H+ untuk membantu melarutkan P dari batuan fosfat, tetapi prosesnya sangat lambat dan hanya terjadi pada tanah yang asam, serta adanya mikroba pelarut fosfat. Penelitian di daerah tropika

menunjukkan bahwa pengaruh batuan fosfat secara langsung mempunyai prospek yang baik, jika digunakan pada tanah yang bereaksi asam (Sarno, 1996).

Penggunaan pupuk fosfat sangat diperlukan dalam budidaya tanaman di daerah tropika, karena tanah tropika miskin akan hara P yang tersedia. Pupuk fosfat mengandung fosfor (P) yang merupakan salah satu dari tiga unsur makro atau esensial selain nitrogen (N) dan kalium (K), yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman. Pupuk fosfat umumnya dibuat dari batuan fosfat alam melalui proses industri, meskipun sebenarnya batuan fosfat alam dapat diaplikasikan langsung ke tanah, tetapi lambat dalam menyediakan hara (Suciati, 2004).

Reaksi batuan fosfat yang diaplikasikan secara langsung pada tanah masam : Ca10(PO4)F2 + 12 H2O 10 Ca2+ + 6 H2PO4- + 2 F- + 6 H2O Proses ini berlangsung lambat.

Penggunaan batuan fosfat yang diberikan secara langsung sebagai pupuk fosfat merupakan salah satu cara untuk mengatasi mahalnya harga pupuk dan rendahnya efisiensi pemupukan menggunakan pupuk superfosfat (Adiningsih, dkk., 1998). Namun demikian, sifat batuan fosfat yang sukar terlarut dalam air menyebabkan

laju pelarutannya tidak berimbang dengan kebutuhan fosfat tanaman (Matunubun, dkk., 1988).

Penggunaan batuan fosfat alam secara langsung juga perlu memperhatikan beberapa faktor utama yang dapat mempengaruhi, antara lain : sifat mineralogi dan kimia BFA, kelarutannya dalam tanah, kandungan P, tanggapan tanaman, dan penggunaannya (Hasibuan, 2003).

Kelarutan fosfat alam dalam tanah dipengaruhi oleh faktor-faktor tanah, seperti kelembaban, kemasaman, kadar C dan P tanah, serta faktor tanaman, seperti kemampuan penyerapan Ca dan P oleh tanaman (Noor, 2008). Pada tanah masam terdapat ion H+ dalam jumlah banyak sebagai akibat tercucinya ion-ion basa khusunya Ca2+ karena curah hujan yang tinggi (Soelaeman, 2008). Batuan fosfat alam melepaskan ion fosfat dan ion lainnya yang akan bereaksi dengan H+

menjadi H2PO4- yang dapat diserap oleh tanaman. Unsur P merupakan unsur yang sangat stabil di dalam tanah, sehingga kehilangannya melalui pencucian relatif tidak pernah terjadi. Hal ini juga yang menyebabkan kelarutan P dalam tanah sangat rendah dan pada akhirnya ketersediaan P untuk tanaman relatif sangat sedikit (Nyakpa, dkk., 1988).

Pupuk fosfat komersial yang tersedia di pasaran dengan bermacam jenis dan variasi komposisinya. Pada umumnya, pupuk fosfat dibuat dari bahan baku batuan fosfat alami. Dalam batuan fosfat, ion fosfat terikat oleh kalsium sehingga tidak mudah larut dalam air. Tepung batuan fosfat sering diaplikasikan secara langsung ke lahan pertanian untuk menyediakan kebutuhan unsur P bagi tanaman. Namun, cara ini hanya efektif untuk jenis tanah masam (Wahida, dkk., 2007),

karena untuk melepas ion fosfat dari kalsium diperlukan ion H+. Di tanah-tanah tidak masam, aplikasi batuan fosfat secara langsung tidak efektif karena tidak cukup mengandung H+.

Gambar 1. Batuan Fosfat

Di dalam industri, produksi pupuk fosfat dimulai dari produksi asam fosfat. Produksi asam fosfat dapat dilakukan melalui dua cara yang berbeda, yaitu proses basah dan proses kering. Di dalam proses basah, asam sulfat biasanya digunakan untuk melepas atau melarutkan ion fosfat dari ikatan kalsium fosfat (Rhem, dkk., 2002). Bahan baku utama untuk pembuatan pupuk fosfat adalah deposit batuan yang mengandung fosfat yaitu kalsium fosfat (Ca3(PO4)2. Batuan fosfat terlebih dahulu diolah dengan menambahkan asam sulfat untuk mengubah ion PO4 3-menjadi ion H2PO4-.



₄



₂ 2 _{2 4} 4 ₂



_{2 4}



₂ 2( ₄.2 ₂ )

3 PO H SO H O Ca H PO CaSO H O

Ca    

Kadar P2O5dalam batuan fosfat alam yang rendah ditingkatkan dengan proses asidulasi menggunakan larutan asam fosfat (H3PO4). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut (Husein, dkk., 1998) :



PO



H PO H O CaH



PO



H O

Ca_{3 4 2}  4 _{3 4}3 ₂ 3 _{4 4 2}. ₂

Proses asidulasi dapat digambarkan sebagai berikut : Proses asidulasi dengan asam kuat

Ca10 (PO4)6 F2 10Ca (H2PO4)2

Industri Pupuk superfosfat Reaksi ini berlangsung cepat.

Pupuk superfosfat bereaksi dalam tanah dapat dilihat dengan reaksi berikut : Dalam tanah

10Ca (H2PO4)2 Ca2+ + H2PO4-1 + HPO42

Pupuk superfosfat P tersedia dalam tanah

Pada proses asidulasi ini tepung fosfat alam akan mengalami proses granulasi menjadi pupuk fosfat dengan ukuran tertentu. Apatit yang terkandung di dalamnya harus dapat larut secara cepat pada waktu pupuk digunakan (Hughes dan Gilkes, 1984).

Trikalsium fosfat (Ca3(PO4)2 ditambah asam sulfat (H2SO4) menjadi

monokalsium fosfat (sering disebut superfosfat) dan gypsum (CaSO4) seperti pada persamaan reaksi berikut :



4



2 2 4



2 4



2 4

3 PO 2H SO Ca H PO 2CaSO

Ca   

Selain asam sulfat, asam fosfat atau keduanya juga sering digunakan. Asam fosfat akan menaikkan kadar fosfat di dalam pupuk. Di dalam proses kering, batuan fosfat dipanaskan di dalam tanur elektrik yang kemudian menghasilkan asam fosfat yang lebih murni.

Dari proses basah, gypsum (CaSO4) dihasilkan sebagai produk samping akibat penggunaan asam sulfat. Gypsum merupakan sisa reaksi di dalam pupuk fosfat. Sementara, penggunaan ultrasonik dalam produksi pupuk fosfat tidak

menghasilkan gypsum karena tidak menggunakan asam sulfat. Dengan ultrasonik, ion H+ yang digunakan untuk memproduksi fosfat terlarut

(orthophosphate) merupakan hasil dari efek kavitasi ultrasonik. Dengan demikian pupuk fosfat yang dihasilkan akan lebih murni.

Langkah-langkah pembuatan Superfosfat : 1. Persiapan bahan fostat

Sumber fosfat umumnya diperoleh dari batuan fosfat. Batuan fosfat ini tidak dapat digunakan langsung sebagai pupuk, karena sifat daya larutnya yang terlalu kecil dalam air. Batuan fosfat harus diubah menjadi senyawa fosfat yang larut dalam air, sehingga dapat diserap oleh akar tanaman. Batuan fosfat ini

dimasukkan ke dalam reaktor harus dalam ukuran yang sangat kecil (berbentuk butiran-butiran halus), tidak berupa abu, untuk menghindari terhembus atau terbawa oleh gas lain.

2. Pencampuran dengan asam sulfat

Asam sulfat yang digunakan pada proses ini dapat diperoleh dari proses kontak ataupun proses kamar timbal, namun yang sering digunakan adalah asam sulfat yang berasal dari proses kontak. Karena asam sulfat yang dihasilkan lebih pekat sehingga memudahkan pencampuran dengan batuan fosfat.

3. Pembentukan superfosfat

Mula-mula batuan fosfat dari tangki penyimpanan dibawa ke surge hopper, dimana dalam alat ini batuan fosfat dihancurkan (dihaluskan) sampai ukuran partikelnya kurang dari 100 mesh. Lalu, partikel-partikel batuan fostat yang telah dihaluskan tersebut dibawa ke weight feeder dengan menggunakan mastering screw. Dari weight feeder, sejumlah tertentu partikel partikel batuan fosfat dimasukkan ke dalam cone mixer dan bersamaan dengan itu juga dimasukkan asam sulfat 93% dan sejumlah tertentu air. Lalu, campuran tersebut dipanaskan sampai terjadi reaksi pembentukan superfosfat. Superfosfat yang terbentuk bersamaan dengan hasil-hasil samping dari reaksinya dialirkan melalui slat conveyor (Sinaga, 2004).

D. Gelombang Ultrasonik

Teknologi ultrasonik pertama kali dikembangkan sebagai alat deteksi kapal selam dalam Perang Dunia I, dan berkembang sampai saat ini untuk berbagai

penelitian. Suara yang dapat didengar oleh manusia (audiosonik) adalah

gelombang suara dengan frekuensi antara 20 – 20000 Hz. Gelombang ultrasonik merupakan gelombang mekanik akustik dengan frekuensi di atas daerah frekuensi pendengaran manusia (>20 kHz). Gelombang ini merambat dalam medium padat, cair dan gas, karena gelombang ini merupakan rambatan energi sebagai interaksi dengan medium yang dilaluinya (Bueche, 1986). Gelombang ultrasonik tidak bisa merambat pada ruang hampa sehingga proses transmisi pada ruang hampa tidak pernah terjadi (Dally, dkk, 1993).

Gelombang ultrasonik disebut juga gelombang suara dengan frekuensi tinggi. Suara adalah sebuah usikan (disturbance) yang merambat melalui suatu medium

udara, air pada suatu jaringan badan atau bahan padatan tertentu. Gelombang biasanya dinyatakan dengan frekuensi dan intensitasnya. Frekuensi dinyatakan dalam unit hertz (Hz), yakni jumlah osilasi per detik (Bueche, 1986).

Berdasarkan frekuensi, gelombang suara dapat dibedakan dalam beberapa bagian seperti ditunjukkan pada tabel berikut ini :

Tabel 4. Pembagian gelombang suara berdasarkan frekuensinya

Nama Frekuensi

Infrasonik <20 Hz Audiosonik 20 – 20000 Hz Ultrasonik >20000 Hz Diagnostik 1 – 10 MHz

Sumber : Khanal, dkk., 2007

Gelombang ultrasonik dibagi menjadi 3 jenis, destructive, non-destructive, dan

biomedical inspections. Pengujian destructive dengan frekuensi di bawah 20 kHz digunakan untuk pra pengeringan biji-bijian dan buah-buahan, karena mampu menyebabkan berubahnya struktur jaringan bahan. Pengujian non destructive

didefinisikan sebagai kegiatan mengidentifikasikan sifat fisik dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau mengganggu produk akhir sehingga diperoleh

informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahan tersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannya, frekuensinya 20 kHz - 50 kHz. Pengujian biomedical inspections untuk mendeteksi penyakit-penyakit berat tertentu pada tingkat awal, seperti tumor, hati dan otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonografi) pada ibu hamil, frekuensinya di atas 50 MHz(Yatarif, 2008).

E. Prinsip Kerja Ultrasonik

Mekanisme yang digunakan untuk menghasilkan energi ultrasonik dapat dibedakan menjadi dua yaitu : magnetostrictive dan piezoelectric. Teknologi

magnetostrictive mengandalkan bahan-bahan yang dapat menghasilkan tegangan ketika berada di dalam medan magnit. Bahan nikel dan alloy Terfenol-D dikenal dapat menghasilkan tegangan magnetik yang besar. Sebaliknya, piezoelectric

transduser bergantung pada bahan yang menghasilkan tegangan ketika dialiri arus listrik.

Tiga komponen utama sistem ultrasonik adalah: converter/transducer, booster, dan horn (sonotrode). Converter/transducer berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi ultrasonik (getaran). Booster adalah amplifier mekanik yang berfungsi menaikkan amplitudo getaran yang dihasilkan oleh converter.

Horn adalah alat yang berfungsi untuk menyalurkan getaran ultrasonik ke medium (biasanya cairan). Susunan sistem ultrasonik (converter, booster, horn) disajikan seperti pada Gambar 2 (Khanal, dkk., 2007). Ketiga bagian tersebut disusun dan dirangkai dengan menggunakan klam.

Gambar 2. Tipikal susunan sistem ultrasonik piesoelektrik 20 kHz Tipe gelombang ultrasonik yang digunakan di dalam penelitian ini adalah gelombang longitudinal. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang memiliki arah getar sejajar dengan arah rambatnya, contohnya adalah gelombang pada slinki yang digerakkan maju mundur. Ketika slinki digerakkan maju mundur maka pada slinki akan terbentuk rapatan dan renggangan. Satu panjang

gelombang pada gelombang longitudinal didefinisikan sebagai jarak antara dua pusat rapatan yang berdekatan atau jarak antara dua pusat renggangan yang berdekatan. Rumus dari kedua gelombang tersebut diantaranya adalah :

V = λ f V = λ/T Keterangan : T = periode gelombang (s)

V = cepat rambat gelombang (m/s) λ = panjang gelombang (m) f = frekuensi gelombang (Hz)

Untuk memperjelas pengertian gelombang longitudinal dapat diilustrasikan dengan gambar sebagai berikut.

Gambar 3. Proses gelombang

Besaran-besaran tersebut pada gambar dapat diterangkan sebagai berikut : 1. Frekuensi

Frekuensi adalah jumlah siklus yang dibuat suatu gelombang dalam satu detik. Satu siklus terdiri dari satu gelombang positif dan satu semi-gelombang negatif. Ukurannya adalah Hertz/Hz (1/sec). Suatu semi-gelombang frekuensi 1 Hz menyelesaikan satu siklus setiap 1 detik.

2. Periode

Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu siklus penuh.

Perambatan

Peregangan Penekanan

Tekanan maksimum

Panjang gelombang Tekanan

minimum Amplitudo

1 siklus Titik

3. Panjang Gelombang

Panjang gelombang adalah jarak antara dua titik yang berhubungan (contoh dua titik maksimum yang berurutan) sepanjang gelombang. Nilainya dapat dihitung menggunakan persamaan :

Dimana, c = kecepatan suara dalam medium referensi (kecepatan suara di udara 344 m/sec).

4. Amplitudo

Amplitudo adalah unit yang mengukur jarak antara titik ekuilibrium dengan titik maksimum dari gelombang.

5. Siklus

Siklus adalah kejadian yang berlangsung dan berulang terus dalam kurun waktu tertentu.

Ketika dialiri arus listrik, transduser akan mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk getaran ultrasonik. Amplitudo luaran dari tranduser umumnya kecil, oleh karena itu perlu diperkuat dengan booster. Getaran ultrasonik tersebut kemudian dipencarkan (excited) ke medium cair oleh horn. Getaran mengandung energi dalam bentuk gelombang. Perambatan energi gelombang terjadi dari satu partikel ke partikel yang lain tanpa disertai perpindahan partikelnya. Perambatan energi ini menimbulkan tekanan dan regangan. Fenomena ini di dalam medium cair akan menimbulkan microbubbles dan pecah seketika yang disebut kavitasi. Kavitasi menimbulkan dua fenomena yaitu : Hydrodynamic shear forces dan sonochemical reactions. Gaya gesek

hidrodinamik mempercepat gesekan dan pengadukan, serta memecah partikel dalam ukuran mikro di dalam cairan (biasanya air). Reaksi sonochemical

menghasilkan radikal seperti OH-, HO2+, H+, dan H2O2 yang sangat reaktif (Adewuyi, 2001).

Aplikasi teknologi ultrasonik di beberapa bidang ilmu telah banyak dilakukan. Ultrasonik berkekuatan rendah (<1 Watt) digunakan secara luas di bidang kedokteran dan bidang pengujian bahan secara non-destruktif. Di bidang kedokteran, teknologi ultrasonik digunakan untuk mendeteksi janin di dalam kandungan (USG). Ultrasonik juga digunakan untuk memecah batu ginjal. Di bidang industri, ultrasonik digunakan untuk membersihkan filter atau membran yang berukuran mikro. Di dalam pengujian non-destruktif, teknologi ultrasonik digunakan untuk mendeteksi kualitas produk-produk hortikultura, daging, dan produk pertanian yang lain. Di bidang lingkungan, ultrasonik digunakan untuk pengolahan sludge dari pengolahan air limbah. Sludge merupakan kumpulan sel bakteri yang berdinding sangat kuat sehingga sangat sulit untuk diolah secara biologis. Gaya gesek hidrodinamik dan ion-ion radikal yang dihasilkan dari kavitasi ultrasonik, akan memecah dinding sel yang selanjutnya akan

memudahkan pengolahan lebih lanjut.

Dengan mekanisme yang sama, teknologi ultrasonik diduga dapat digunakan dalam proses pembuatan pupuk fosfat. Senyawa H2O yang terkandung dalam air akan terurai menjadi ion H+ dan OH- karena gesekan partikel di medium air yang digetarkan oleh gelombang ultrasonik. Selanjutnya, ion-ion air yang telah terurai tersebut berikatan dengan unsur pada batuan fosfat.

udara, air pada suatu jaringan badan atau bahan padatan tertentu. Gelombang biasanya dinyatakan dengan frekuensi dan intensitasnya. Frekuensi dinyatakan dalam unit hertz (Hz), yakni jumlah osilasi per detik (Bueche, 1986).

Berdasarkan frekuensi, gelombang suara dapat dibedakan dalam beberapa bagian seperti ditunjukkan pada tabel berikut ini :

Tabel 4. Pembagian gelombang suara berdasarkan frekuensinya

Nama Frekuensi

Infrasonik <20 Hz Audiosonik 20 – 20000 Hz Ultrasonik >20000 Hz Diagnostik 1 – 10 MHz

Sumber : Khanal, dkk., 2007

Gelombang ultrasonik dibagi menjadi 3 jenis, destructive, non-destructive, dan biomedical inspections. Pengujian destructive dengan frekuensi di bawah 20 kHz digunakan untuk pra pengeringan biji-bijian dan buah-buahan, karena mampu menyebabkan berubahnya struktur jaringan bahan. Pengujian non destructive didefinisikan sebagai kegiatan mengidentifikasikan sifat fisik dan mekanis suatu bahan tanpa merusak atau mengganggu produk akhir sehingga diperoleh

informasi yang tepat terhadap sifat dan kondisi bahan tersebut yang akan

bermanfaat untuk menentukan keputusan akhir pemanfatannya, frekuensinya 20 kHz - 50 kHz. Pengujian biomedical inspections untuk mendeteksi penyakit-penyakit berat tertentu pada tingkat awal, seperti tumor, hati dan otak serta digunakan untuk alat USG (ulrrasonografi) pada ibu hamil, frekuensinya di atas 50 MHz (Yatarif, 2008).

E. Prinsip Kerja Ultrasonik

Mekanisme yang digunakan untuk menghasilkan energi ultrasonik dapat dibedakan menjadi dua yaitu : magnetostrictive dan piezoelectric. Teknologi magnetostrictive mengandalkan bahan-bahan yang dapat menghasilkan tegangan ketika berada di dalam medan magnit. Bahan nikel dan alloy Terfenol-D dikenal dapat menghasilkan tegangan magnetik yang besar. Sebaliknya, piezoelectric transduser bergantung pada bahan yang menghasilkan tegangan ketika dialiri arus listrik.

Tiga komponen utama sistem ultrasonik adalah: converter/transducer, booster, dan horn (sonotrode). Converter/transducer berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi ultrasonik (getaran). Booster adalah amplifier mekanik yang berfungsi menaikkan amplitudo getaran yang dihasilkan oleh converter. Horn adalah alat yang berfungsi untuk menyalurkan getaran ultrasonik ke medium (biasanya cairan). Susunan sistem ultrasonik (converter, booster, horn) disajikan seperti pada Gambar 2 (Khanal, dkk., 2007). Ketiga bagian tersebut disusun dan dirangkai dengan menggunakan klam.

Gambar 2. Tipikal susunan sistem ultrasonik piesoelektrik 20 kHz Tipe gelombang ultrasonik yang digunakan di dalam penelitian ini adalah gelombang longitudinal. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang memiliki arah getar sejajar dengan arah rambatnya, contohnya adalah gelombang pada slinki yang digerakkan maju mundur. Ketika slinki digerakkan maju mundur maka pada slinki akan terbentuk rapatan dan renggangan. Satu panjang

gelombang pada gelombang longitudinal didefinisikan sebagai jarak antara dua pusat rapatan yang berdekatan atau jarak antara dua pusat renggangan yang berdekatan. Rumus dari kedua gelombang tersebut diantaranya adalah :

V = λ f V = λ/T Keterangan : T = periode gelombang (s)

V = cepat rambat gelombang (m/s) λ = panjang gelombang (m) f = frekuensi gelombang (Hz)

Untuk memperjelas pengertian gelombang longitudinal dapat diilustrasikan dengan gambar sebagai berikut.

Gambar 3. Proses gelombang

Besaran-besaran tersebut pada gambar dapat diterangkan sebagai berikut : 1. Frekuensi

Frekuensi adalah jumlah siklus yang dibuat suatu gelombang dalam satu detik. Satu siklus terdiri dari satu gelombang positif dan satu semi-gelombang negatif. Ukurannya adalah Hertz/Hz (1/sec). Suatu semi-gelombang frekuensi 1 Hz menyelesaikan satu siklus setiap 1 detik.

2. Periode

Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu siklus penuh.

Perambatan

Peregangan Penekanan

Tekanan maksimum

Panjang gelombang Tekanan

minimum Amplitudo

1 siklus Titik

3. Panjang Gelombang

Panjang gelombang adalah jarak antara dua titik yang berhubungan (contoh dua titik maksimum yang berurutan) sepanjang gelombang. Nilainya dapat dihitung menggunakan persamaan :

Dimana, c = kecepatan suara dalam medium referensi (kecepatan suara di udara 344 m/sec).

4. Amplitudo

Amplitudo adalah unit yang mengukur jarak antara titik ekuilibrium dengan titik maksimum dari gelombang.

5. Siklus

Siklus adalah kejadian yang berlangsung dan berulang terus dalam kurun waktu tertentu.

Ketika dialiri arus listrik, transduser akan mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk getaran ultrasonik. Amplitudo luaran dari tranduser umumnya kecil, oleh karena itu perlu diperkuat dengan booster. Getaran ultrasonik tersebut kemudian dipencarkan (excited) ke medium cair oleh horn. Getaran mengandung energi dalam bentuk gelombang. Perambatan energi gelombang terjadi dari satu partikel ke partikel yang lain tanpa disertai perpindahan partikelnya. Perambatan energi ini menimbulkan tekanan dan regangan. Fenomena ini di dalam medium cair akan menimbulkan microbubbles dan pecah seketika yang disebut kavitasi. Kavitasi menimbulkan dua fenomena yaitu : Hydrodynamic shear forces dan sonochemical reactions. Gaya gesek

hidrodinamik mempercepat gesekan dan pengadukan, serta memecah partikel dalam ukuran mikro di dalam cairan (biasanya air). Reaksi sonochemical menghasilkan radikal seperti OH-, HO2+, H+, dan H2O2 yang sangat reaktif (Adewuyi, 2001).

Aplikasi teknologi ultrasonik di beberapa bidang ilmu telah banyak dilakukan. Ultrasonik berkekuatan rendah (<1 Watt) digunakan secara luas di bidang kedokteran dan bidang pengujian bahan secara non-destruktif. Di bidang kedokteran, teknologi ultrasonik digunakan untuk mendeteksi janin di dalam kandungan (USG). Ultrasonik juga digunakan untuk memecah batu ginjal. Di bidang industri, ultrasonik digunakan untuk membersihkan filter atau membran yang berukuran mikro. Di dalam pengujian non-destruktif, teknologi ultrasonik digunakan untuk mendeteksi kualitas produk-produk hortikultura, daging, dan produk pertanian yang lain. Di bidang lingkungan, ultrasonik digunakan untuk pengolahan sludge dari pengolahan air limbah. Sludge merupakan kumpulan sel bakteri yang berdinding sangat kuat sehingga sangat sulit untuk diolah secara biologis. Gaya gesek hidrodinamik dan ion-ion radikal yang dihasilkan dari kavitasi ultrasonik, akan memecah dinding sel yang selanjutnya akan

memudahkan pengolahan lebih lanjut.

Dengan mekanisme yang sama, teknologi ultrasonik diduga dapat digunakan dalam proses pembuatan pupuk fosfat. Senyawa H2O yang terkandung dalam air akan terurai menjadi ion H+ dan OH- karena gesekan partikel di medium air yang digetarkan oleh gelombang ultrasonik. Selanjutnya, ion-ion air yang telah terurai tersebut berikatan dengan unsur pada batuan fosfat.