Perancangan dan Pabrikasi Pembuatan Pupuk Organik Aktif dari Effluent Pengolahan Lanjut Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) Skala Pilot Plant

! "

" #

# # $

% & '$

& '$ & '$ $

( & '$

! " # "

# $ % " & '

' $ %())*** ++ ,& +

- . / 00 1 !' 2

3 & 4 05 1 1 $ 6 & +

7 5 " #

* % 8 ) 5) ) 7 9 9& + $9 * ), ,

' % ':; 6 '< 7 ) <6 ':;) ) 007 $

#

' $ : " + 00 #

#: 6 & : + $

= 8 : %%& 8

5 * = :

0 % 4 05- = " $ %

+ . 0 7 . .

& & ' + *

/

() )* )+,,-.+,-,! %

> & ! >

- > " ; & & !

3 " ! $ *

/ 0 # 6 6>

7 ' % 6 #+1 1/ #,2,1+1+,,2 (

# % 5 $ !$ %()) * % )* ).

# & & 055 3 3 "4 .5$ ./

3 " 6 8 ( # $

5 4 %& = / 05- 3 3 3

? $ < 8 ; && ( 6 * /

0 / 7 7 8 *

" 3 3 7 ( $ 8 & & (

,-< @ / , & " + @ / 9 # A 00- 3

( 3 3 4 & +& $ = % . >

; " B

; 00 "9 0 0

8 +& 8 ; & $ 6 * 2

! & % $ > & %

5 3 6C / "

BABBIIIB

Penelitian Pembuatan Pupuk Organik Aktif dari Pengolahan Lanjut Limbah Cair Kelapa Sawit dikerjakan di

, Pusdiklat LPPM, Universitas Sumatera Utara, Medan.

Adapun bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini yaitu yang berasal dari bioreaktor anaerobik pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS) menjadi biogas di pembangkit listrik tenaga biogas, dan bahan lainnya yaitu:

1. Aktivator EM*4 2. Molase

3. Urea

Peralatan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Bioreaktor

Untuk tempat dimana pupuk organik aktif diproduksi melalui proses aerobik keluaran digester biogas. Bioreaktor adalah reaktor semikontinu berpengaduk, dimana umpan dan keluaran akan masuk dan keluar pada selang waktu tertentu ( ). Umpan dialirkan dari tangki dengan menggunakan pompa setiap selang waktu tertentu dan bersamaan dengan itu pula keluaran mengalir keluar dari bioreaktor melalui sistem !. Bioreaktor dilengkapi dengan pengaduk serta " agar reaktan menjadi homogen. Pengaduk dilengkapi dengan dua bilah dan digerakkan oleh motor elektrik. Selanjutnya, agar suhu maksimum T=38oC tidak terlampaui, bioreaktor juga dilengkapi dengan pendingin berupa # (pipa spiral) di dalam tangki, dimana air pendingin mengalir di dalamnya. Adapun gambar rancangan bioreaktor anaerobik terlihat pada Gambar 3.1 berikut:

Gambar 3.1 Teknikal Bioreaktor anaerobik

Elevation view

Plan view

Detail of Shaft Assembly Detail of Shaft Collar

2. Pemekat Gravitasi

Pemekat graviti berfungsi untuk mengendapkan padatan berpartikel besar yang tersuspensi. Selanjutnya endapan yang berada di lapisan bawah pemekat dialirkan kembali ke bioreaktor. Dibagian dalam pemekat tiga sekat yang berfungsi untuk menghambat laju alir cairan dari kanan ke kiri, dan membelokkan arah alir cairan dari atas ke bawah lalu ke atas lagi lalu ke bawah dan akhirnya ke atas jika masih ada aliran, akan keluar pemekat graviti secara

!. Spesifikasi awal dan gambar teknikalnya:

Gambar 3.2 Teknikal Pemekat Gravitasi

Elevation view

Side view

3. $ % & (Tangki pencampur)

Tangki pencampur berfungsi untuk mencampur keluaran pemekat graviti dengan bahan*bahan mineral tambahan seperti Natrium (urea), Pospat (batuan), dan Kalium (abu tandan kosong). Agar campuran menjadi homogen, tangki pengaduk dilengkapi dengan pengaduk dan " . Pengaduk dilengkapi dengan dua bilah dan digerakkan oleh motor elektrik. Spesifikasi dan gambar sebagai berikut:

Gambar 3.3 Teknikal Tangki Pengaduk

Elevation view

Plan view Detail of Shaft Collar

4. Tangki Timbun (' % )

' % adalah tempat dimana hasil akhir berupa pupuk organik aktif disimpan sebelum diujicoba ataupun dipasarkan. Tangki dilengkapi dengan level indikator, dan juga dilengkapi dengan ( pada bagian atas untuk perawatan. Tangki juga diinstal dengan pompa yang dapat digunakan untuk mensirkulasi pupuk organik aktif di dalam % agar komposisinya seragam terus, dan juga dapat digunakan untuk mengalirkan pupuk ke kemasan lainnya. Spesifikasi dan gambar sebagai berikut:

Gambar 3.4 ' % &

Peralatan aksesoris adalah peralatan pendukung yang membantu kerja dari peralatan utama. Beberapa aksesoris penting seperti ( # , motor elektrik dan

% )" $, sistem !, pompa, titik pensampelan, dan sistem pendingin, selanjutnya

dipaparkan pada sub*sub bab berikut ini:

Elevation view

1. Tangki Air Pendingin

Tangki air pendingin adalah tangki tempat menyimpan air yang digunakan untuk # pendingin pada bioreaktor. Tangki ini diinstal dengan pompa lalu dilengkapi dengan pipa yang menuju langsung ke bioreaktor.

2. Pompa

Pompa adalah alat untuk mengalirkan cairan dari suatu alat ke alat lainnya. Pada proses pembuatan pupuk organik aktif skala ini digunakan dua jenis yakni pompa sentrifugal dan pompa & ( # !).

Pompa*pompa yang digunakan untuk (i) mengalirkan umpan dari tangki umpan ke bioreaktor, (ii) mengalirkan endapan dari pemekat graviti ke tangki bioreaktor, (iii) mengalirkan produk akhir dari tangki % ke wadah konsumen atau mensirkulasi produk akhir dari bagian dasar ke bagian atas, dan (iv) mengalirkan air ke # pendingin.

3. Perpipaan

Pemasangan pompa di atas diiringi dengan pemasangan pipa dan aksesoris lainnya. Pipa yang digunakan adalah pipa % ф = 0,5”, 2,0” dan 2,5” serta dihubungkan dengan menggunakan % .

4. ( #

( # atau sensor suhu diinstal sebanyak dua buah di bioreaktor yakni pada bagian atas dan bagian bawah (sedikit di bawah arus cairan). Indikator evaluasi unjuk kerja pencampuran, juga berfungsi sebagai sensor suhu untuk ( # yang menjaga agar suhu bioreaktor tetap dipertahankan ≤ 38oC.

5. Kompresor

Kompresor berfungsi untuk menembakkan udara ke dalam bioreaktor dan juga pemekat graviti. Dimana pada bioreaktor ada dua lubang aerasi dan pada pemekat graviti ada datu lubang aerasi. Kompresor yang dipakai pada

ini adalah kompresor elektrik. 6. Motor elektrik dan * " $

Motor elektrik dan % " $ berfungsi untuk menggerakkan batang pengaduk ( $ ). Motor elektrik menghasilkan putaran 1,500 rpm sedangkan

7.

adalah alat pengendali dari semua peralatan utama dan aksesorisnya. Kerja dari # adalah menjalanakan pompa, menjalankan motor, menjalankan kompresor, mengatur suhu pada ( # dan mengatur pada pompa, motor, kompresor dan ( # .

8. +

+ adalah tangki yang berfungsi untuk menyerap H2S yang

terbentuk dari tangki bioreaktor dan juga pemekat graviti yang bertujuan untuk mengurangi bau yang ditimbulkan fermentasi tersebut.

9. , Indikator

, indikator adalah alat yang berfungsi sebagai penunjuk level cairan dalam suatu tangki. , indikator digunakan pada dua tempat, (i) indikator di tangki pencampur yang secara otomatis terhubung dengan nyala pompa, (ii) indikator pada tangki penimbun, sebagai indikasi volume sebelum meluap.

pupuk organik dirancang berhubungan langsung dengan

biogas. Karena pupuk organik aktif memang diharapkan menjadi proses lanjut yang layak terhadap pengolahan POME.

secara langsung berhubungan dengan biogas, dimana

% yang dihasilkan oleh biogas akan ditampung pada tangki umpan. Dari tangki umpan ' % akan dipompa langsung ke bioreaktor anaerobik. Setelah melalui proses di bioreaktor anaerobik ' % yang diolah secara ! akan masuk ke dalam pemekat graviti. Setelah masuk ke % - % akan masuk lagi ke tangki pengaduk secara !, dan ' % yang telah diolah dari tangki pengaduk akan ditimbun di dalam tangki penimbun. Adapun ! ( diperlihatkan pada Gambar 3.5. berikut ini:

B B B B B B B B B B B B B

B B B

Adapun prosedur penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Persiapan yaitu dilakukan studi literatur, pembagian tugas, dan lainnya.

2. Merancang dan membangun dan instalasi pembuatan pupuk organik aktif (pabrikasi)

3. Komisioning yaitu melakukan test dan test kebocoran dari semua peralatan dan sekaligus melakukan kalibrasi terhadap peralatan ataupun aksesoris.

4. Kalibrasi terhadap suhu, kalibrasi suhu bioreaktor dilakukan untuk mengetahui perbedaan bacaan suhu pada panel pengendali dengan bacaan suhu sebenarnya dalam bioreaktor.

5. , % . pembuatan pupuk organik aktif.

6. Operasional pembuatan pupuk organik aktif.

!#( penelitian terlihat pada Gambar 3.6 berikut:

Produk Pupuk

Merancang, membangun dan instalasi Pembuatan Pupuk Organik Aktif

(pabrikasi)

Operasional Pembuatan

Pupuk Organik Aktif

Kondisi Operasi? Kondisi

Operasi baru

Persiapan (studi literatur, dll)

Tidak Sesuai

Sesuai Komisioning dan Kalibrasi

Adapun tahapan studi literatur dan tahap merancang dan membangun adalah tahap yang lebih dahulu dilakukan sebelum melaksanakan penelitian. Sedangkan tahap lainnya akan dijelaskan sebagai berikut:

1. Isi penuh tangki yang akan di kebocoran dengan air.

2. Tutup semua yang memungkinkan gas keluar dari tangki.

3. Masukkan gas dari kompresor ke tangki fermentor. 4. Oleskan air sabun ke seluruh celah tangki.

5. Amati perubahan yang terjadi pada alat pengukur tekanan dan amati air sabun di setiap celah tangki.

1. Isi penuh tangki umpan dengan air.

2. Diatur waktu pompa pada panel dengan variasi waktu yang ditentukan. 3. Dimulai kalibrasi dengan menampung air keluaran pompa pada wadah. 4. Hitung volume air yang diperoleh pada wadah.

5. Ulangi prosedur 2 s/d 4 dengan variasi yang ditentukan.

1. Isi penuh tangki fermentor dengan air.

2. Hidupkan ( kemudian catat suhu awal dan waktu awal dihidupkannya

( .

3. Amati kenaikan suhu pada tangki fermentor dan catat kenaikan suhu dan waktu pada fermentor.

Tahapan sebelum melakukan operasional terlebih dahulu adalah melakukan tahapan preparasi umpan terlebih dahulu. Pembuatan umpan dilakukan seperti berikut:

1. Molase sebanyak ± 113.64 liter dimasukkan kedalam bioreaktor, kemudian ditambahkan air sampai 800 liter.

2. Ke dalam bioreaktor ditambahkan EM*4 sebanyak 568,18 ml dan Ragi

3. Suhu di dalam bioreaktor diatur sedemikian rupa dan disesuaikan untuk tidak

melebihi suhu maksimum yaitu 38oC.

4. pH dijaga tetap dalam kondisi tidak asam dengan menambahkan NaHCO3.

5. Pada bioreaktor dilakukan pengadukan dengan kecepatan diatur 25 rpm.

6. Umpan difermentasikan, dan dianalisa pH, & -, TS, VS serta TSS dan

VSS nya untuk mengetahui kondisi umpan untuk digunakan.

Tahapan ini melakukan operasional dengan melanjutkan tahap preparasi umpan dengan kondisi tertentu. Prosedurnya sebagai berikut:

1. Kondisi bioreaktor saat preparasi umpan diperiksa dan dipertahankan tetap pada kondisi tersebut.

2. Ke dalam bioreaktor dimasukkan pengolahan lanjut limbah cair kelapa

sawit dengan jumlah sesuai dengan HRT yang telah ditentukan.

3. HRT awal dimulai dengan HRT 2500 untuk adaptasi bakteri fermentasinya dan umpan dimasukkan 2 kali sehari.

4. Apabila keadaan pH pada bioreaktor dan nilai M* & - stabil maka HRT perlahan dinaikkan.

Pengujian yang dilakukan adalah:

a. Analisa COD

1. Dipipet 10 ml sampel. Dimasukkan ke dalam tabung COD.

2. Ditambahkan 0,2 g serbuk HgSO4 dengan beberapa batu didih.

3. Ditambahkan 5 ml larutan K2Cr2O7 0,25 N sambil diaduk hingga larutan

homogen.

4. Didinginkan tabung COD dalam pendingin es dan tambahkan 15 ml larutan

Ag2SO4*H2SO4 sedikit demi sedikit melalui dinding tabung kemudian diaduk

hingga homogen.

5. Dihubungkan dengan pendingin dan dididihkan diatas COD / #

0 #& selama 2 jam.

7. Dicuci bagian pendingn dengan air suling hingga volume sampai menjadi 70 ml.

8. Dimasukkan ke dalam - 500 ml, ditambahkan indikator Ferro 2

sampai 3 tetes.

9. Dititrasi dengan larutan FAS 0,05 N sampai berubah warna menjadi merah kecoklatan.

10. Dicatat larutan FAS yang terpakai.

11. Diulangi titrasi sebanyak dua kali perulangan.

12. Dilakukan prosedur yang sama terhadap air suling sebagai blangko.

Analisa ini dilakukan di luar Departemen Teknik Kimia, Fakulatas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Dalam penelitia tangki pencampur, da peralatan di atas disatik

Gambar 4.1 Bio

D = 1800 mm

k = 0,97

H = k . D

H = 1755 mm

L = 2755 mm

V = 7300 mm3

V1 = 5000 mm3

!

"

#

!

nelitian ini beberapa alat utama yaitu bioreaktor, ur, dan . Rancangan dan pabrikasi untuk

disatikan seperti berikut.

.1 Bioreaktor [23]

D/3 = 600 mm

D/2 = 900 mm

H/2 = 990 mm

H/5 = 400 mm

aktor, pemekat graviti, untuk masing-masing

Keterangan:

D = Diameter bioreaktor V = Volume bioreaktor

L = Tinggi bioreaktor V1 = Volume cairan dalam bioreaktor H = Tinggi cairan dalam bioreaktor

k = Perbandingan diameter dengan tinggi cairan

$

1. Turbin

Gambar 4.2 Turbin [18]

Da = 900 mm

W = 100 mm

J = 100 mm

C = D/3 = 600 mm

2. berdayung 2

Gambar 4.3 [18]

Da = 900 mm W = 100 mm

Keterangan:

Da = Diameter pengaduk

W = Tinggi

L = Pantang

J = (penyekat)

% &

Tekanan hidrostatik = × g × h Dimana:

= Densitas (kg/m3)

g = Gravitasi (m/s2) h = Tinggi insulasi (m) P = Tekanan hidrosatik (atm) Diketahui:

= 0,99586 kg/m3 g = 9,8 m/s2

h = 20 cm = 0,2 m

Penyelesaian: P = × g × h

= 0,99586 kg/m3× 9,8 m/s2× 0,2 m = 1,952 atm

Dari perhitungan diperoleh tekanan hidrostatik sebesar 1,952 atm yang lebih besar dari tekanan atmosfir, sehingga udara yang terdapat di atas cairan pada tangki bioreaktor tidak dapat masuk ke dalam cairan.

Bioreaktor merupakan tempat pupuk cair organik diproduksi melalui proses aerobik keluaran digester biogas. Umpan dialirkan dari tangki dengan menggunakan pompa setiap selang waktu tertentu dan bersamaan dengan itu pula keluaran mengalir keluar dari bioreaktor melalui sistem . Bioreaktor dilengkapi dengan pengaduk serta . Pengaduk dilengkapi dengan dua bilah dan digerakkan oleh motor elektrik. Selantutnya, agar suhu maksimum T=38oC tidak terlampaui. Bioreaktor tuga dilengkapi dengan pendingin berupa (pipa spiral) didalam tangki. Adapun spesifikasi dan gambar bioreaktor anaerobik sebagai berikut:

Tabel 4.1 Spesifikasi Bioreaktor dan Aksesorisnya

'

Diameter Tinggi Total Tinggi

180.0 cm 275.5 cm 200.0 cm

#

Daya & ɷ

3 HP (2.200 watt) 3 & 1500 rpm Jumlah bilah

Posisi Bilah 1 & 2 Pantang & Jenis Bilah 1 Pantang & Jenis Bilah 2

2

60 & 150 cm dari dasar tangki 90 cm,

90 cm, Turbin

Nisbah 60 : 1

Diameter Pantang Pemasangan

1 inci 18 m

di dalam bioreaktor

Gambar 4.4 (a) Gambar Bioreaktor Anaerobik (b) Pendingin di dalam Bioreaktor Anaerobik

$ * +

Pemekat graviti berfungsi untuk mengendapkan padatan berpartikel besar yang tersuspensi. Selantutnya endapan yang berada dilapisan bawah pemekat dialirkan kembali ke bioreaktor.

Gambar 4.5 Pemekat Gravitasi

Dibagian dalam pemekat tiga sekat yang berfungsi untuk menghambat latu alir cairan dari kanan ke kiri, dan dengan pola aliran membelokkan arah alir cairan dari atas ke bawah lalu ke atas lagi lalu kebawah dan akhirnya ke atas tika masih ada aliran, akan keluar pemekat gravity secara ke tangki pencampur. Pemekat graviti yang digunakan pada pembuatan pupuk cair organik skala ini memiliki keunggulan dalam proses pengendapan dimana pada pemekat graviti ini cairan yang masih mengandung padatan yang berada pada tiap sekat akan mengendap pada tiap bagian sekat dan semakin ke kiri padatan yang terikut oleh cairan akan semakin berkurang dan pada sekat terakhir padatan akan mengendap dan bercampur ke padatan yang telah mengendap di bagian bawah yang berbentuk kerucut miring. Berikut adalah spesifikasi lengkap dan gambar pemekat graviti:

Tabel 4.2 Spesifikasi Pemekat Graviti

' * +

Pantang Lebar Tinggi

180 cm 120 cm 50 cm Jumlah

Tinggi Lebar

3 buah 49.5 cm 110 cm

Gambar 4.6 Pemekat Graviti

% (' *, )

Tangki pencampur berfungsi untuk mencampur keluaran pemekat graviti dengan bahan mineral tambahan seperti Natrium (urea), Pospat (batuan), dan Kalium (abu tandan kosong) yang kurang saat analisa produk. Tangki dilengkapi dengan pengaduk dan . Pengaduk dilengkapi dua bilah dan digerakkan oleh motor elektrik. Spesifikasi dan gambar sebagai berikut:

Tabel 4.3 Spesifikasi Tangki Pengaduk

'

Diameter & Tinggi Total Tinggi

45 cm & 80 cm 66.0 cm

#

Daya

dan ɷ

0.75 HP (2.200 watt)

3 dan 1500 rpm

Jumlah bilah Posisi Bilah

Jenis Bilah & Pantang Bilah 1

15.0 cm dari dasar , 22.5 cm

Merek & Nisbah Sinoria dan 60 : 1

Gambar 4.7 Tampilan Luar dan Dalam Tangki Pengaduk

' ' * ( )

adalah tempat dimana hasil akhir berupa pupuk organik aktif disimpan sebelum diuti coba ataupun dipasarkan. Tangki dilengkapi dengan level indikator, dan tuga dilengkapi dengan pada bagian atas untuk perawatan. Tangki tuga diinstal dengan pompa yang dapat digunakan untuk mensirkulasi pupuk organik aktif didalam agar komposisinya seragam terus, dan tuga dapat digunakan untuk mengalirkan pupuk kekemasan lainnya. Spesifikasi dan gambar sebagai berikut:

Tabel 4.4 Spesifikasi Tangki Timbun ( )

'

Diameter Tinggi

141.2 cm 180.6 cm

*,

Daya

& Diameter

1 HP 1,5 inci

Gambar 4.8

& * '

Volume tabung = !

= 3,14 × (70,6)2× 180,6 = 2.826.550,806 cm3

Volume Pelampung pada = !

= 3,14 × (70,6)2× 20 = 313.017,808

Jadi, volume total tangki yang telah dikurangin dengan volume pelampung yang digunakan sebagai level indikator untuk pengukuran tinggi level cairan pada tangki adalah sebagai berikut:

Volume tangki dengan pelampung = Volume tangki – volume pelampung = 2.826.550,806 cm3 – 313.017,808 cm3 = 2.513.532,998 cm3

= 2.513,532998 Liter

- &

Peralatan aksesoris adalah peralatan pendukung yang membantu kerta dari peralatan utama. Beberapa aksesoris penting seperti , motor elektrik dan , sistem , pompa, titik pensampelan, dan sistem pendingin, selantutnya dipaparkan pada sub-sub bab berikut ini:

1. Tangki Air Pendingin

Tangki air pendingin adalah tangki tempat menyimpan air yang digunakan untuk pendingin pada bioreaktor. Tangki ini diinstal dengan pompa lalu dilengkapi dengan pipa yang menutu langsung ke bioreaktor. Berikut ini visualisasi dari tangki pendingin.

2. Pompa

Pompa adalah alat untuk mengalirkan cairan dari suatu alat ke alat lainnya. Pada proses pembuatan pupuk organik aktif skala ini digunakan dua tenis yakni pompa sentrifugal dan pompa ( ).

Pompa-pompa yang digunakan untuk (i) mengalirkan umpan dari tangki umpan ke bioreaktor, (ii) mengalirkan endapan dari pemekat graviti ke tangki bioreaktor, (iii) mengalirkan produk akhir dari tangki ke wadah konsumen atau mensirkulasi produk akhir dari bagian dasar ke bagian atas, dan (iv) mengalirkan air ke pendingin. Berikut ini adalah gambar dari beberapa pompa yang dipakai dalam penelitian:

Gambar 4.10 Beberapa Pompa yang Dipakai dalam Penelitian 3. Perpipaan

Pemasangan pompa di atas diiringi dengan pemasangan pipa dan aksesoris lainnya. Pipa yang digunakan adalah pipa ф = 0,5”, 2,0” dan 2,5” serta dihubungkan dengan menggunakan . Berikut gambar penggunaan pipa serta .

4.

atau sensor suhu diinstal sebanyak dua buah di bioreaktor yakni pada bagian atas dan bagian bawah (sedikit di bawah arus cairan). Indikator evaluasi untuk kerta pencampuran, tuga berfungsi sebagai sensor suhu untuk yang mentaga agar suhu bioreaktor tetap

dipertahankan ≤ 38oC. Berikut gambar :

Gambar 4.12 Visualisasi 5. Kompresor

Kompresor berfungsi untuk menembakkan udara ke dalam bioreaktor dan tuga pemekat graviti. Dimana ke bioreaktor ada dua lubang aerasi dan ke pemekat graviti ada satu lubang . Kompresor yang dipakai pada

ini adalah kompresor elektrik.

6. Motor elektrik dan

Motor elektrik dan berfungsi untuk menggerakkan batang pengaduk ( ). Motor elektrik menghasilkan putaran 1,500 rpm sedangkan berfungsi mengurangi putaran sehingga hanya 25 rpm. Alat ini diinstalasi pada bioreaktor dan tangki pengaduk. Berikut ini tampilan kedua alat tersebut:

Gambar 4.14 Motor (kanan) dan (kiri) 7.

adalah alat pengendali dari semua peralatan utama dan

aksesorisnya. Kerta dari adalah mentalanakan pompa,

mentalankan motor, mentalankan kompresor, mengatur suhu pada dan mengatur waktu pada pompa, motor, kompresor dan .

8.

adalah tangki yang berfungsi untuk menyerap H2S yang terbentuk dari tangki bioreaktor dan tuga pemekat graviti yang bertutuan untuk mengurangi bau yang ditimbulkan fermentasi tersebut. Berikut ini adalah tampilan yang digunakan pada penelitian ini:

Gambar 4.16 Tampilan 9. Level Indikator dan Level sensor

Level sensor digunakan untuk memberikan sinyal otomatis kepada panel yang secara langsung akan menghidupkan pompa untuk memindahkan cairan dari tank ke tangki penimbun. Dan level indikator adalah alat yang berfungsi sebagai penuntuk level cairan pada tangki penimbun. Tampilan indikator yang dipakai. Level Indikator dan Level sensor.

10. Sistem !

Gambar 4.18 Sistem !

Sistem adalah sistem pengeluaran produk dari bioreaktor. Sistem ini selain menghemat pengadaan pompa, tuga memudahkan dalam mengontrol aras permukaan bioreaktor, karena level pada bioreaktor ini berada di bawah cairan sehingga pada saat dilakukan pengumpanan cairan tidak langsung keluar melalui pada bioreaktor ke tangki graviti, Sedangkan tika mengunakan sistem yang biasa cairan yang diumpan akan langsung keluar melalui sistem . Maka, dibuat visualisasi instalasi sistem

pada bioreaktor yang disatikan pada Gambar 4.19 berikut:

11. Uti kebocoran pada Bioreaktor

Test kebocoran cairan dilakukan dengan memompakan air ke dalam . Jika terdapat kebocoran harus segera diperbaiki dengan cara pengetatan, penambahan solatip, ataupun pengelasan. Sedangkan, kebocoran gas diuti dengan cara mengkonpreskan udara ke peralatan. Kebocoran dideteksi dengan mengolesi permukaan tangki dan sambungan pipa dengan air sabun. Jika kebocoran ditumpai maka dilakukan perbaikan dengan cara pengetatan, penambahan solatip, ataupun pengelasan.

$ . "

Kalibrasi pompa dilakukan untuk mengetahui volume yang dialirkan oleh pompa kedalam suatu alat. Pada penelitian ini kalibrasi dilakukan terhadap dua unit pompa yaitu pompa bioreaktor, dan pompa " #

$ / & *,

Kalibrasi pompa dilakukan untuk mengetahui volume yang dialirkan ke dalam bioreaktor persatuan waktu sehingga tumlah yang masuk ke dalam tangki bioreaktor dapat disesuaikan.

Gambar 4.20 Grafik Kalibrasi Kapasitas Pompa Tangki Umpan

Gambar 4.20 menuntukkan peningkatan volume air setiap detiknya. Grafik tersebut diperoleh dari hasil kalibrasi yang dilakukan sebelum dilakukannya penelitian. Kalibrasi dilakukan berdasarkan indikasi pada tangki umpan.

y = 4,042x + 3,625 R² = 0,999

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

0 10 20 30 40 50

V o l. A ir ( Li te r) Waktu (detik) Data Kalibrasi

Dalam penelitian ini nilai HRT ($" % ) yang digunakan stabil pertama kali adalah HRT 100 hari dengan tumlah & yang diumpankan per harinya adalah sekitar 50 liter. Pengumpanan ke bioreaktor dilakukan dua kali sehari dengan tumlah dalam sekali pengumpanan adalah sekitar 25 liter. Dari data kalibrasi diperoleh waktu yang diperlukan pompa untuk sekali pengumpanan adalah 5.28 detik.

$ $ / & *,

Kalibrasi pompa dilakukan untuk mengetahui volume yang dialirkan ke dalam tangki graviti kembali ke bioreaktor persatuan waktu sehingga tumlah

yang di " ke dalam tangki bioreaktor dapat disesuaikan.

Gambar 4.21 Grafik Kalibrasi Kapasitas % "

Gambar 4.21 menuntukkan peningkatan volume air setiap detiknya. Grafik tersebut diperoleh dari hasil kalibrasi yang dilakukan sebelum dilakukannya penelitian. Kalibrasi dilakukan berdasarkan indikasi pada tangki graviti.

Pada kalibrasi pompa ini terdapat kendala yaitu talur pipa aliran pompa yang terlalu pantang sehingga air yang dipompakan melalui atas bioreaktor berbalik arah ke tangki graviti. Hal inilah yang menyebabkan pada detik ke-10 volume air yang dipompakan hanya sebanyak 2 liter.

Dalam penelitian ini tumlah " diatur sebanyak 25% dari umpan masuk per hari, yaitu sebanyak 12.5 liter. % " dilakukan bersamaa

y = 3,8x - 69,75 R² = 1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 10 20 30 40 50

A ir ( Li te r) Waktu (detik) Data Kalibrasi Linear (Data Kalibrasi)

dengan pengumpanan ke bioreaktor, yaitu dilakukan dua kali sehari. Dari data kalibrasi diperoleh waktu yang diperlukan pompa untuk sekali pemompaan adalah 21.6 detik.

$ % / &

Kalibrasi suhu bioreaktor dilakukan untuk mengetahui perbedaan bacaan

suhu pada pengendali dengan bacaan suhu sebenarnya dalam

bioreaktor. Untuk keperluan ini dilakukan serangkaian percobaan dengan melakukan pengukuran suhu di dalam bioreaktor dengan menggunakan termometer

( ) dan dengan menggunakan .

Gambar 4.22 Kurva Kalibrasi Suhu

Gambar 4.22 menuntukkan data hasil kalibrasi suhu bioreaktor memperlihatkan perbedaan nilai suhu tika diukur secara langsung dengan menggunakan termometer pada bioreaktor dengan nilai hasil pengukuran dengan

menggunakan pada .

0 10 20 30 40 50 60 70

0 10 20 30 40 50 60

'

&

(

0

)

$ / &

Adapun tutuan dari kalibrasi penurunan suhu bioreaktor ini adalah untuk mengetahui lamanya waktu yang diperlukan oleh bioreaktor untuk mempertahankan suhu di dalam bioreaktor hingga batas waktu suhu minimum agar mikrobo di dalam bioreaktor ini dapat bertahan hidup (380C). Pada dinding luar bioreaktor dilapisi oleh taket/insulasi yang digunakan untuk mentaga suhu bioreaktor agar tidak terlalu cepat turun tika tertadi pemadaman listrik.

Gambar 4.23 Grafik Penurunan Suhu Bioreaktor

Gambar 4.23 menuntukkan data hasil kalibrasi penurunan suhu terhadap waktu apabila tertadi pemadaman listrik. Dari data di atas dapat dilihat bahwa waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan suhu sebesar 1,20C adalah sekitar 120 menit atau 2 tam.

35,4 35,6 35,8 36 36,2 36,4 36,6 36,8 37 37,2 37,4 37,6 37,8 38 38,2

0 20 40 60 80 100 120 140

% / ! '

Gambar 4.24 Grafik ' % HRT

Gambar 4.24 menuntukkan bahwa mulai beroperasi dari HRT 2500 hari. Latu penurunan HRT mengalami penurunan hari demi hari, dalam hal ini penurunan HRT dilakukan secara signifikan pada 10 hari penelitian, perlahan untuk mentaga mikroba yang terdapat di dalam fermentor stabil. Hal ini terbukti berhasil dilakukan oleh peneliti hingga target yang diinginkan yaitu HRT 80 hari.

Pada grafik terlihat bahwa pada saat proses produksi yaitu hari ke-13, HRT mengalami kenaikan, hal ini disebabkan karena umpan dimasukkan secara manual dikarenakan batas level cairan dalam bioreaktor di atas pipa pengumpan. Sehingga cairan yang dipompakan kembali lagi kedalam tangki penampung umpan. Dan setelah dilakukan perbaikan dengan menambahkan " , penelitian melakukan kembali, akan tetapi tidak dimulai dari HRT 2500 hari, melainkan mulai dengan HRT 100 hari. Ini disebabkan masalah yang tersebut tidak mengganggu kinerta mikroorganisme dalam bioreaktor.

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

H y d ra u li c R e te n ti o n T im e ( H R T ) Waktu (Hari)

1 2

Nilai COD menuntukkan tumlah kebutuhan oksigen yang ekivalen dengan kandungan bahan organik pada air limbah ( ) yang dapat dioksidasi oleh oksidan kimia yang kuat [21]. Oksidasi bahan organik menghasilkan CO2 dan H2O. Nilai COD akan semakin menurun akibat proses oksidasi dan sebagian bahan organik dikonversi mentadi sel baru [22]. Grafik pengutian bioreaktor berdasarkan nilai COD dituntukkan pada gambar.

Gambar 4.25 Grafik Pengutian Bioreaktor Berdasarkan Penurunan Kadar COD Gambar 4.25 menuntukkan perubahan kadar COD pada limbah cair ( ). Dari gambar 4.25 dapat dilihat penurunan COD secara drastis pada awal pengolahan. Latu degradasi COD awal 4.482 mg/l dan setelah proses pengolahan bertalan selama 30 hari kadar COD mentadi 3.096 mg/l.

Perubahan nilai COD terlihat telas menuntukkan mikroorganisme dapat mendegradasi limbah cair ( ) menggunakan bioreaktor aerobik dengan konsentrasi biomassa (MLVSS) yang tinggi.

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

0 20 40 60 80 100

2

3

(*

4"

)

Hari Ke

- 5 5 5 2 ' .

Pada tahap terakhir penelitian yaitu pada pada HRT 80 dilakukan pengutian kandungan pupuk organik yang diproduksi untuk mengukur kandungan unsur hara yang terdapat di dalam pupuk cair yang dihasilkan. Hal ini bertutuan untuk mengetahui apakah kandungan unsur hara tersebut menyerupai pupuk organik atau tidak, sehingga dapat dilakukan penambahan unsur hara yang kurang ditahap produksi.

Analisa unsur hara dilakukan oleh Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS), dimana parameter pupuk organik yang diuti adalah kadar N (Nitrogen), P2O5 (Pospat), C-Organik, K2O, MgO, CaO, dan Rasio C/N. Dari analisa yang dilakukan didapat kadungan pupuk seperti pada tabel berikut:

Tabel 4.5 Hasil Uti Kandungan Pupuk

Parameter Satuan Hasil Uti Metode Uti

Nitrogen % 0,14 SNI 2803.2010

P2O5 % 0,05 SNI 2803.2010

K2O % 0,07 SNI 2803.2010

MgO % 0,01 AAS

CaO mg/l ≤ 0,001 AAS

C.Organik % 0,12 Walkey & Black

pH - 8,09 Potensiometri

6 . '2 7 . '2 5 8

6 . 7 .

Pada proses fermentasi POME dengan skala terdapat beberapa kendala ataupun faktor pengganggu yang mengakibatkan proses fermentasi mentadi terhenti ataupun tidak optimal. Faktor–faktor penggangu tersebut antara lain:

1. Level bioreaktor yang berada di atas pipa umpan masuk pada bioreaktor yang menyebabkan umpan yang dipompakan ke bioreaktor kembali lagi ke tangki penampung umpan.

2. Tertadinya pemadaman listrik yang cukup lama.

3. Rusaknya pengaturan pompa pada sehinga pengumpanan

tidak tertadi secara otomatis.

4. Terdapatnya kebocoran pada sambungan pipa ataupun pada bagian lain. 5. Tertadinya penurunan pH pada pupuk yang di fermentasikan pada biorekator.

6 $ . 7. ,

Beberapa hal yang dapat dilakukan ntuk mengatasi faktor – pengganggu pada antara lain:

1. Untuk masalah cairan yang kembali lagi ke tangki penampung dapat diatasi dengan pemasangan " , sehingga cairan tertahan di dalam pipa.

2. Untuk masalah pemadaman listrik sebaiknya pada fermentor dilakukan penambahan taket/insulasi agar penurunan suhu pada saat pemadaman listrik tidak terlalu cepat.

3. Untuk masalah kerusakan panel, pemompaan umpan dilakukan secara manual

tanpa menggunakan otomatis pada panel, sampai tersebut

diperbaiki.

4. Untuk mengatasi masalah kebocoran maka dilakukan pengencangan pada baut atau pun dilakukan pengelasan pada bagian yang harus dilas.

5. Untuk mengatasi masalah penurunan pH maka dilakukkan penambahan natrium karbonat (NaHCO3).

BABB

! "

# " $ "

"

% "

&

' " .

( ) *

' '

+ ,- # #+ $ " ! . $

"

&

" &

# & 1

)

1 1

BABBIIB

I

B

B

B I BA B I B B I B B I B B B B

B Indonesia saat ini merupakan produsen minyak kelapa sawit ( ,

CPO) terbesar di dunia, dengan luas areal perkebunan kelapa sawit pada tahun 2010 diperkirakan 7 juta hektar. Besarnya produksi CPO juga diikuti dengan besarnya produksi limbah pabrik kelapa sawit (PKS), baik limbah padat seperti tanda kosong, cangkang dan serat ( ) maupun cair atau yang dikenal sebagai limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS). Buangan limbah padat diperkirakan sebesar 15,2 juta ton/tahun sedangkan buangan LCPKS diperkirakan sebesar 30 juta ton/tahun [1].

Pengolahan LCPKS yang ada saat ini bertujuan mengurangi parameter, parameter polusi sebelum dibuang ke sungai/parit dimana karakteristik LCPKS disajikan pada Tabel 2.1. Pengolahan LCPKS yang umum dilakukan oleh beberapa

PKS adalah dengan mengalirkan LCPKS ke kolam terbuka ( ). Selain mubazir,

karena LCPKS adalah biomass yang dapat dikonversi menjadi biogas, metode ini juga memerlukan luas lahan besar. Selain itu, secara alami LCPKS di dalam kolam akan terfermentasi sehingga melepaskan emisi gas rumah kaca. Gas, gas tersebut adalah campuran dari gas CH4 dan CO2, yang keberadaannya di atmosfir ditengarai

menyebabkan pemanasan global.

Tabel 2.1 Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit [1]

B B B ! B

1 BOD ( ) mg/l 20.000,30.000

2 COD ( ) mg/l 40.000,60.000

3 TSS ( ) mg/l 15.000,40.000

4 TS ( ) mg/l 30.000,70.000

5 Minyak dan Lemak mg/l 5.000,7.000

6 NH3,N mg/l 30 – 40

7 Total N mg/l 500 – 800

8 Suhu oC 90 – 140

Beberapa PKS telah berupaya mengurangi emisi gas rumah kaca dengan cara mensungkupi kolam anaerobik yaitu kolam pertama. Gas methan yang dihasilkan oleh proses anaerobik tidak langsung dilepaskan ke atmosfir tetapi dibakar terlebih

dahulu ( ).

Gambar 2.1 Pengolahan POME Sistem Kolam Terbuka ( )

PKS yang melaksanakan proyek ini berhasil mengklaimnya sebagai proyek (CDM). Umumnya PKS yang menerapkan teknologi ini berkerja sama dengan perusahaan asing yang bergerak sebagai agen CDM. Walaupun proyek ini berhasil mengurangi emisi gas rumah kaca (pembakaran gas metana menjadi CO2) tetapi gas metan yang dihasilkan tidak dimanfaatkan karena

hanya dibakar. Selain itu, kolam anaerobik secara berkala harus pula dikeruk karena mengalami pandangkalan akibat terbantuknya yang lazim terjadi pada proses fermentasi anaerobik mesofilik.

Tabel 2.2 Standar Mutu Limbah Cair Industri Minyak Sawit [6]

B B B " Bm #! B

1 BOD ( ) mg/l 250

2 COD ( ) mg/l 500

3 TSS ( ) mg/l 300

4 Minyak dan Lemak mg/l 30

5 NH3,N mg/l 29

6 pH , 6,9

B B $B B B YA &B ' &B DA B I BA B

I B B I B

Pemanfaatan limbah cair pabrik kelapa sawit sebagai pupuk organik mempunyai unsur,unsur hara yang memperbaiki struktur fisik tanah, meningkatkan aerasi, peresapan, retensi, dan kelembaban, serta meningkatkan perkembangbiakan dan perkembangan akar tanaman. Seperti yang terlihat pada Tabel 2.3 komposisi nutrisi yang terdapat pada limbah cair kelapa sawit cocok untuk diolah menjadi pupuk organik.

Tabel 2.3 Komposisi Nutrisi pada Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit [7]

B BODB )*+ B B )*+ B B )*+ B B )*+B )B )*+ B

Limbah

( ) 25.000 500,900 90,140 1.000,1.975 250,340

Kolam

Pengasaman 25.000 500,900 90,140 1000,1.975 250,340

Kolam Anaerob

3.500,5.000 675 90,110 1000,1850 250,320

Kolam Anaerob

2.000,3.500 450 62,85 875,1250 160,215

Kolam Aerobik 100,200 80 5,15 420,670 25,55

Kolam

Pengendapan 100,150 40,70 3,15 330,650 17,40

Pada proses pengolahan LCPKS menjadi biogas akan dihasilkan . hasil pengolahan pembentukan biogas mempunyai unsur,unsur hara yang memperbaiki struktur fisik tanah, meningkatkan aerasi, peresapan, retensi, dan kelembaban, serta meningkatkan perkembangbiakan dan perkembangan akar tanaman. Komposisi di estimasi mengandung komposisi yang relatif sama dengan komposisi pada LCPKS. Hal ini dikarenakan proses pengolahan biogas dengan cara fermentasi yang tidak akan menghilangkan unsur,unsur tersebut.

B

,B B

B Pengolahan LCPKS menjadi biogas yang komponen utamanya adalah gas

metan (CH4) sebenarnya sudah banyak dilaporkan. Bahkan, telah diaplikasikan pada

beberapa PKS di Malaysia dan Indonesia oleh Novaviro Sdn Bhn, Malaysia. Akan tetapi, proses Novaviro memerlukan HRT yang relatif besar yakni 18,20 hari. Mengingat besarnya jumlah LCPKS yang harus diolah per harinya menyebabkan

mengolah LCPKS yang diproduksi oleh suatu PKS berkapasitas 30 ton TBS/jam yakni sekitar 360 m3 LCPKS/hari, diperlukan digester anaerobik berkapasitas total ± 6.500 m3. Tentunya diperlukan investasi besar untuk menerapkan proses ini pada beberapa PKS yang ada.

Gambar 2.2 dari Digester Anaerobik

Walupun telah berhasil memproduksi biogas dan menurunkan konsentrasi COD dalam LCPKS dari ± 54.000 mg/l menjadi ± 10.000mg/l (lihat Tabel 2.4), tetapi keluaran ( ) digester anaerobik ber HRT 6 hari belum dapat dibuang ke lingkungan (lihat Tabel 2.2). Ini disebabkan konsentrasi COD masih terlalu tinggi dibanding nilai ambangnya yakni ± 350 mg/l. dengan konsentrasi 10.000 mg/l juga masih berbau sehingga walaupun telah diencerkan dengan air masih belum layak untuk dibuang ke lingkungan.

Tabel 2.4 Komposisi Keluaran ( ) Digester Anaerobik [8]

B B + B

TS mg/l 11.900

VS mg/l 7.500

TSS ( ) mg/l 2.570

VSS (! ) mg/l 2.200

BOD( ) mg/l 3.050

CODcr( ) mg/l 8.600

T,N mg/l 490

NH3,N mg/l 65

T,P mg/l 110

K mg/l 1.900

Ca mg/l 23

Mg mg/l 256

Cd mg/l <0,01

As mg/l <0,01

Zn mg/l 0,61

Cr mg/l 0,04

Hg mg/l <0,0005

-B B

B Pupuk adalah suatu bahan yang digunakan mengubah sifat fisik, kimia atau

biologi sehingga menjadi lebih baik bagi pertumbuhan tanaman. Dalam pengertian yang khusus, pupuk adalah suatu bahan yang mengandung satu atau lebih unsur hara tanaman.

Seperti telah diketahui bahwa pupuk yang diproduksi dan beredar dipasaran sangatlah beragam jenisnya, yaitu pupuk organik, pupuk kandang, dan pupuk hayati. Pupuk,pupuk tersebut hampir 90% sudah mampu memenuhi kebutuhan unsur hara bagi tanaman, baik dari unsur makro maupun unsur mikro bagi tanaman.BB

Menurut hasil penelitian setiap tanaman memerlukan paling sedikit 16 unsur (ada yang menyebutnya zat) agar pertumbuhannya normal. Dari ke 16 unsur tersebut, tiga unsur (Carbon, Hidrogen, Oksigen) diperoleh dari udara, sedangkan 13 unsur lagi tersedia oleh tanah adalah Nitrogen (N), Pospor (P), Kalium (K), Calsium (Ca), Magnesium (Mg), Sulfur atau Belerang (S), Klor (Cl), " atau Besi (Fe), Mangan (Mn), Cuprum atau Tembaga (Cu), Zink atau Seng (Zn), Boron (B), dan Molibdenum (Mo). Tanah dikatakan subur dan sempurna jika mengandung lengkap unsur,unsur tersebut di atas [9].

Ke,13 unsur tersebut sangat terbatas jumlahnya di dalam tanah. Namun tanah tidak semua mengandung unsur,unsur tersebut secara lengkap. Hal ini dapat diakibatkan karena sudah habis terserap oleh tanaman saat kita tidak henti,hentinya bercocok tanam tanpa diimbangi dengan pemupukan. Kalau dilihat dari jumlah yang disedot tanaman, dari ke,13 unsur tersebut hanya 6 unsur saja yang diambil tanaman adalah jumlah yang banyak. Unsur yang dibutuhkan dalam jumlah yang banyak tersebut disebut unsur makro. Ke,6 jenis unsur makro tersebut adalah N, P, K, S, Ca, dan Mg [10].

Penggunaan pupuk di Indonesia dari data tahun 2002 sampai 2010 mengalami peningkatan, ini disebabkan semakin mengingkatnya lahan pertanian yang ada di Indonesia pada saat ini. Menurut Asosiasi Produsen Pupuk Indonesia (APPI) produksi pupuk di Indonesia dan konsumsi pupuk di Indonesia ada pada Tabel 2.5 dan Tabel 2.6 berikut:

Tabel 2.5 " # , Tahun 2002 – 2010 [11]

.. B ..,B ..-B ../B ..0B ..1B ..2B ..3B . .B

" # Ton/$ Ton/$ Ton/$ Ton/$ Ton/$ Ton/$ Ton/$ Ton/$ Ton/$ r

B B 6,006,221 5,731,117 5,665,409 5,848,655 5,654,692 5,865,856 6,213,292 6,856,841 6,721,949

B / $,0B 552,984 687,657 738,225 819,704 647,868 660,653 488,487 742,986 636,207

3.BZA/A B 419,650 479,281 572,599 644,321 631,645 652,486 751,411 767,837 792,917

4.B B 65,469 113,942 212,971 333,132 496,690 746,347 1,154,714 1,838,485 1,853,172

5.BZ B (-B 7,568 8,662

6.BOrg #B 294,555 260,705

Tabel 2.6 " # % % , Tahun 2002,2010 [11]

.. B ..,B ..-B ../B ..0B ..1B ..2B ..3B . .B

& Ton/$ Ton/$ Ton/$ Ton/$ Ton/$ Ton/$ Ton/$ Ton/$ Ton/$

B B

1.1. ' 3,872,044 4,077,523 4,204,188 4,082,874 4,218,414 4,359,150 4,552,239 4,681,394 4,278,926

1.2. 150,343 259,206 452,535 759,663 889,472 651,284 631,447 730,068 852,361

Total 1.1. + 1.2. 4,022,387 4,336,729 4,656,723 4,842,537 5,107,886 5,010,434 5,183,686 5,411,462 5,131,287

1.3. ( 296,020 354,127 350,631 580,069 519,391 592,225 516,265 372,096 586,225

+B B 4,3 25-.1B 4,690,856B 5,007,354B 5,4 50.0B 5,6 15 11B 5,60 50/3B 5,699,95 B 5,783,558B 5,7 15/ B

-B B 5- 15, B 5 ,/5 .1B 465,367B 748,473B 0B 690, 1.B 2.5 .0B 607,5 B 879, 30B

+B B B 5,735,7 2B 5,9 05.0,B 5,47 51 B 6, 1 5.13B 5,6 15 11B 6, 3 53 3B 5,880, /1B 6,39 5.03B 6,596,708B

B $,0* $ 2B

2.1. ' 138,610 1,390,430 759,753 774,267 711,224 763,350 582,071 714,747 633,950

2.2. 532,165 23,661 29,411 4,439 105,809 39,462 3,812 933 ,

+B B6B B 670,775B 5- -5.3 B 789, 0-B 778,706B 8 15.,,B 80 52 B 585,883B 7 /502.B 633,950B

3.BZA/A B BB BB BB BB BB BB BB BB BB

3.1. ' 130,513 450,578 597,074 617,445 600,971 716,342 751,411 916,168 706,810

3.2. 398,886 60,551 36,330 34,541 83,129 29,036 24,068 19,660 24,389

+B3. B6B3. B 5 35,33B 5 5 3B 633,404B 65 5320B 684, ..B 745,378B 775,479B 935,8 2B 73 5 33B

3.3.( 34,253 17,102 445 15,965 1,208 , 504 333 7,998

+B B

563,65 B 5 25 , B 633,849B 667,95 B 685,308B 745,378B 775,983B 936, 0 B 739, 32B

4.B B 87,93 B 0532 B 05231B 3 05-. B 485,605B 73 5/33B 5 1/5. 1B 50005/ 2B 52.-5- ,B

5.BOrg #B

5.1. ' 244,670 232,959

/B BO & I B

Pupuk organik adalah nama kolektif untuk semua jenis bahan organik asal tanaman dan hewan yang dapat dirombak menjadi hara tersedia bagi tanaman. Dalam Permentan No.2/Pert/Hk.060/2/2006, tentang pupuk organik dan pembenah tanah, dikemukakan bahwa pupuk organik adalah pupuk yang sebagian besar atau seluruhnya terdiri atas bahan organik yang berasal dari tanaman dan atau hewan yang telah melalui proses rekayasa, dapat berbentuk padat atau cair yang digunakan mensuplai bahan organik untuk memperbaiki sifat fisik, kimia, dan biologi tanah. Definisi tersebut menunjukkan bahwa pupuk organik lebih ditujukan kepada kandungan C,organik atau bahan organik dari pada kadar haranya, nilai C,organik itulah yang menjadi pembeda dengan pupuk anorganik. Bila C,organik rendah dan tidak masuk dalam ketentuan pupuk organik maka diklasifikasikan sebagai

pembenah tanah organik. Pembenah tanah atau menurut SK Mentan

adalah bahan,bahan sintesis atau alami, organik atau mineral [12].

Sumber bahan organik dapat berupa kompos, pupuk hijau, pupuk kandang, sisa panen (jerami, brangkasan, tongkol jagung, bagas tebu, dan sabut kelapa), limbah ternak, limbah industri yang menggunakan bahan pertanian, dan limbah kota. Kompos merupakan produk pembusukan dari limbah tanaman dan hewan hasil perombakan oleh fungi, aktinomiset, dan cacing tanah. Pupuk hijau merupakan keseluruhan tanaman hijau maupun hanya bagian dari tanaman seperti sisa batang dan tunggul akar setelah bagian atas tanaman yang hijau digunakan sebagai pakan ternak. Sebagai contoh pupuk hijau ini adalah sisa–sisa tanaman, kacang,kacangan, dan tanaman paku air '# . Pupuk kandang merupakan kotoran ternak. Limbah ternak merupakan limbah dari rumah potong berupa tulang, darah, dan sebagainya. Limbah industri yang menggunakan bahan pertanian merupakan limbah berasal dari limbah pabrik gula, limbah pengolahan kelapa sawit, penggilingan padi, limbah bumbu masak, dan sebagainya. Limbah kota yang dapat menjadi kompos berupa sampah kota yang berasal dari tanaman, setelah dipisah dari bahan,bahan yang tidak dapat dirombak misalnya plastik, kertas, botol, dan kertas [12].

Di Indonesia sebenarnya pupuk organik itu sudah lama dikenal para petani. Mereka bahkan hanya mengenal pupuk organik sebelum Revolusi Hijau turut melanda pertanian di Indonesia. Setelah Revolusi Hijau kebanyakan petani lebih

suka menggunakan pupuk buatan karena praktis menggunakannya, jumlahnya jauh lebih sedikit dari pupuk organik, harganya pun relatif murah karena di subsidi, dan mudah diperoleh. Kebanyakan petani sudah sangat tergantung kepada pupuk buatan, sehingga dapat berdampak negatif terhadap perkembangan produksi pertanian, ketika terjadi kelangkaan pupuk dan harga pupuk naik karena subsidi pupuk dicabut.

Berbagai hasil penelitian mengindikasikan bahwa sebagian besar lahan pertanian intensif menurun produktivitasnya dan telah mengalami degradasi lahan, terutama terkait dengan sangat rendahnya kandungan C,organik dalam tanah, yaitu <2%, bahkan pada banyak lahan sawah intensif di Jawa kandungannya <1%. Padahal untuk memperoleh produktivitas optimal dibutuhkan C,organik K2,5%. Di lain pihak, sebagai negara tropika basah yang memiliki sumber bahan organik sangat melimpah, tetapi belum dimanfaatkan secara optimal [12].

Bahan/pupuk organik dapat berperan sebagai “pengikat” butiran primer menjadi butir sekunder tanah dalam pembentukan agregat yang mantap. Keadaan ini besar pengaruhnya pada porositas, penyimpanan dan penyediaan air, aerasi tanah, dan suhu tanah. Bahan organik dengan C/N tinggi seperti jerami atau sekam lebih besar pengaruhnya pada perbaikan sifat,sifat fisik tanah dibanding dengan bahan organik yang terdekomposisi seperti kompos. Pupuk organik/bahan organik memiliki fungsi kimia yang penting seperti:

1. Penyediaan hara makro (N, P, K, Ca, Mg, dan S) dan mikro seperti Zn, Cu, Mo, Co, B, Mn, dan Fe, meskipun jumlahnya relatif sedikit. Penggunaan bahan organik dapat mencegah kahat unsur mikro pada tanah marginal atau tanah yang telah diusahakan secara intensif dengan pemupukan yang kurang seimbang. 2. Meningkatkan kapasitas tukar kation (KTK) tanah.

3. Dapat membentuk senyawa kompleks dengan ion logam yang meracuni tanaman seperti Al, Fe, dan Mn.

[13]

0B BO & I BA IFBA B BO & I B I B

Pupuk organik aktif atau Pupuk organik cair (POC) adalah pupuk yang kandungan bahan kimianya maksimal 5%, dan terbuat dari bahan,bahan organik murni baik limbah ternak maupun limbah manusia dan tanaman [14].

Pupuk organik Aktif memiliki keuntungan/keunggulan, yaitu mengandung zat tertentu seperti mikroorganisme yang jarang terdapat dalam organik padat. Dalam bentuk kering beberapa mikroorganisme mati dan zat tidak bisa aktif. Jika pupuk organik cair dicampur dengan pupuk organik padat maka dapat mengaktifkan mikroorganisme yang ada dalam pupuk organik padat. Dengan baku mutu yang sama pupuk organik aktif adalah pupuk organik yang masih mengandung mikroorganisme hidup didalamnya, sedangkan pupuk organik adalah pupuk yang mikroorganisme pengolahnya sudah tidak aktif lagi atau mati. Berikut baku mutu dari pupuk organik:

Tabel 2.7 Persyaratan Teknis Minimal Pupuk Organik [15]

B B " ) B

" B B

1 C,organik (%) ≥ 12 ≥ 4,5

2 C/N 10 – 25 ,

3 Bahan ikutan (%) (beling, kerilik, dll) ≤ 2 ,

4 Kadar air (%): ,)

,Curah

4 – 12 13 – 20

, ,

5 Kadar logam berat

,As (ppm) ,Hg (ppm) ,Pb (ppm) ,Cd (ppm) ≤ 10 ≤ 1 ≤ 50 ≤ 10 ≤ 10 ≤ 1 ≤ 50 ≤ 10

6 pH 4 – 8 4 – 8

7 Kadar total

, P2O5 (%) dan K2O (%) < 5 < 5

8 Mikroba ( * + ) Dicantumkan Dicantumkan

9 Kadar unsur mikro ( % ) ,Zn, Cu, Mn,

,Co, ,B ,Mo ,Fe Maks 0,500 Maks 0,002 Maks 0,250 Maks 0.001 Maks 0,400 Maks 0.2500 Maks 0,0005 Maks 0.1250 Maks 0,0010 Maks 0,0400

1B BIO ( BB

B Bioreaktor juga dikenal dengan fermentor. Bioreaktor adalah bejana yang

mikroorganisme dengan konsentrasi yang tinggi. Bioreaktor harus didisain dengan

kemampuan dalam kondisi optimum yang mengizinkan pertumbuhan

mikroorganisme. Bioreaktor biasanya bejana silinder dengan belahan melengkung pada bagian atas dan atau bawah.

Bioreaktor berbeda dengan reaktor kimia umumnya, yang mana bioreaktor didukung dan pengontrolan mikroorganisme seperti pengontrolan kelebihan atau kekurangan mikoorganisme dan juga kontaminasi yang terjadi. Perbedaan lainnya antara reaktor kimia dengan bioreaktor adalah dalam hal selektivitas dan tingkat pertumbuhan. Dalam pendisainan bioreaktor juga mempunyai pertimbangan yang penting dalam aspek,aspek proses biologi yaitu:

1. Karakteristik mikrobiologi dan biokimia dari mikoorganisme. 2. Kinetika dari pertumbuhan sel dan pembentukan produk. 3. Pengontrolan terhadap kondisi lingkungan bioreaktor. [16]

2B I $ I B ( BDA B ( ( B ( B

B Hampir setiap jenis dari perlatan yang dipegang atau dikontakkan telah digunakan sebagai reaktor kimia pada beberapa waktu dari pencampuran ## dan pompa sentrifugal. Bagian ini memberikan karakteristik umum dari jenis utama reaktor dan memberikan sekumpulan dari contoh yang diseleksi dari beberapa reaktor yang bekerja.

Perbedaan paling utama nyata diantara operasi yang tidak mengalir dan operasi kontiniu dan diantara jenis,jenis fase yang terhubung. Klasifikasi perbedaan yang tepat dari kedua jenis mode reaktor dapat dilihat pada Gambar 2.3.

Pada saat campuran heterogen digunakan di dalam reaktor tersebut, laju konversi sering dibatasi oleh laju perpindahan panas di permukaan, sehingga diperlukan permukaan yang besar. Dengan demikian, reaktan solid atau katalis dapat dibagi dengan sempurna dan fluida yang bercampur dipaksa dengan agitator mekanik atau disusun atau menara atau di pompa sentrifugal. Perpindahan panas yang cepat terjadi melalui permukaan dengan agitasi ataupun memompa untuk menaikkan transfer panas dan mengurangi gradien temperatur yang berbahaya. Proses biasa digunakan ketika waktu reaksi yang panjang atau kebutuhan produksi harian dalam skala kecil. Peralatan yang sama sering digunakan untuk memproduksi variasi produk pada waktu yang berbeda. Sebaliknya, tidaklah mungkin untuk menyamaratakan mengenai poin ekonomi transisi dari operasi ke operasi kontinu. Satu atau lebih reaktor bersama dengan tangki sentakan yang tepat dapat digunakan untuk simulasi operasi harian berkelanjutan atau basis berkepanjangan [17].

Berikut jenis–jenis bioreaktor berdasarkan kebutuhan proses dan metode antara lain:

1. Berdasarkan Tipe Agen Biologis: Bioreaktor mikrobial

Bioreaktor enzim

2. Berdasarkan Kebutuhan Proses: Bioreaktor Aerobik

Bioreaktor Anaerobik 3. Berdasarkan Metode Aerasi:

Kultur diam Labu kocok

Bioreaktor berpengaduk (STR)

Bioreaktor kolom gelembung ( )

' , " # ,

[16]

B B

& IBB & ' B

B Tangki berpengaduk adalah tipe reaktor yang paling umum dari reaktor .

Bentuk tangki ini dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Reaktor Tangki Berpengaduk [17]

Pengaduk atau digunakan untuk mencampurkan reaktan pada awalnya,

untuk mempertahankan homogenitas selama reaksi dan meningkatkan transfer panas pada dinding jaket atau pada permukaan dalam [17].

Keterangan:

a) Dengan pengaduk dan transfer panas dari dalam, atau kontinu.

b) Dengan pompa disekelilingnya untuk mengaduk dan eksternal transfer panas, atau kontinu.

c) Deretan tiga tahap kontiniu tangki berpengaduk.

d) Deretan tiga tahap kontinu tangki berpengaduk dalam satu tabung.

Reaktor pada Gambar 2.5(b) menggunakan pompa disekelilingnya untuk

mengaduk isi tangki dan alat perpindahan panas eksternal. Pompa atau pada

umumnya digunakan adaptasi pada peralatan lainnya untuk menservis reaktor mode . Sebuah reaktor yang dilengkapi dengan pompa dengan aliran tubular digunakan untuk polimerisasi etilen. Pada saat polimer terbentuk, dikeluarkan pada laju terendah sehingga gerak/kekuatan peralatan mendekati sistem operasi [17].

Beberapa industri spesial reaktor tangki berpengaduk dapat dilihat pada Gambar 2.5(b) cocok untuk material seperti bubur, (c) untuk material yang kental dan laju resirkulasi yang tinggi, (d) cocok untuk larutan yang mudah bercampur, seperti hidrokarbon dengan larutan encer.

Gambar 2.6 Contoh Reaktor Tangki Berpengaduk Komersial [17]

Banyak contoh reaktor tangki berpengaduk adalah proses kontiniu, baik reaktor tunggal maupun bersusun seperti pada Gambar 2.6. Pengetahuan yang luas tentang reaktor tangki berpengaduk dalam melakukan pencampuran secara sempurna sangat penting agar dapat memprediksi unjuk kerja dari sebuah reaktor [17].

3B & ' BDA B BF IDAB

B Pada industri kimia dan industri proses lainnya, kebanyakan operasi produksi bergantung pada sejumlah besar pengadukan dan pencampuran fluida. Umumnya pengadukan lebih disukai untuk memaksa fluida secara mekanis dalam peredaran dan pengaliran sirkulasi atau pola lain di dalam bejana. Pencampuran biasanya bertujuan mencampurkan dua atau lebih fasa yang terpisah seperti cairan dan padatan tepung, dua fluida yang tidak saling bercampur yang menyebabkan secara acak bercampur kedalam satu dengan yang lainnya.

Tujuan dari pencampuran fluida adalah sebagai berikut:

1. Mencampurkan dua fluida yang tidak bersatu seperti etil alkohol dan air. 2. Melarutkan padatan dalam cairan seperti garam di dalam air.

3. Penyebaran gas dalam fluida sebagai gelembung–gelembung udara halus, misalnya: oksigen dari udara yang dibutuhkan mikroorganisme untuk fermentasi, oksigen untuk proses lumpur aktif dalam pengolahan limbah.

4. Membuat suspensi partikel padatan seperti hidrogen katalitik dimana padatan katalis dan gelembung,gelembung hidrogen tersebar didalam cairan.

5. Mempercepat perpindahan panas antara zat cair dan koil atau jaket dalam dinding bejana.

3 B & ' B

Berdasarkan bentuknya, ada tiga jenis yaitu:

a. (Baling,baling).

b. (Dayung).

c. Turbin.

a. Pengaduk Berdaun Tiga ( , ' )

Merupakan berdaun tiga yang mirip dengan baling,baling

berbilah digunakan dalam mendorong baling,baling perahu. ( dengan aliran aksial berkecepatan tinggi diantara 400 – 1750 rpm yang biasanya digunakan untuk cairan denga viskositas yang rendah dengan putaran zat cair yang sangat berturbulensi, seperti Gambar 2.7 di bawah ini.

(a) (b)

Gambar 2.7 Bejana dengan Pengaduk Berdaun Tiga dan (Penyekat):

(A) Padangan Depan, (B) Pandangan Bawah

b. Pengaduk Dayung ( ' )

Gambar 2.8 Jenis,Jenis Pengaduk: (A) " , , (B) ) '

, (C) , , (D) , (450)

Merupakan dengan aliran radial yang sering digunakan pada

kecepatan rendah antara 20–200 rpm, dengan panjang total 60–80 % dari diameter tangki dan lebar pisaunya ( ) 1/6–1/10 dari panjangnya. ( yang sering

digunakan adalah dua atau tiga * ( tipe pengaduk dayung sering

digunakan pada pengolahan pasta, cat, perekat dan kosmetik.

c. Pengaduk Turbin ( ' )

( jenis ini menyerupai bentuk dayung ( ) berdaun banyak, tetapi

daunnya ( ) lebih pendek daripada bentuk dan digunakan pada kecepatan

yang tinggi* Diameter turbin biasanya 30 ,50 % dari diameter tangki. Umumnya turbin mempunyai 4 atau 6 daun yang efektif untuk kisaran viskositas yang cukup luas, yang memiliki aliran radial. ( jenis ini sangat cocok digunakan untuk mendispersikan gas dan mensuspensikan padatan.

Gambar 2.9 Tangki Berpengaduk Turbin dengan 6 Daun ( ) disertai Pola Alirannya [18]

3 B I $ I B BYA &BDIG B ' BBIO ( B

DA B ( BA I % B

B Pola aliran pada tangki berpengaduk tergantung dari sifat,sifat fluida, geometri tangki, jenis (sekat) dan jenis pengaduk itu sendiri. Jika sebuah atau pengaduk lainnya diletakkan secara vertikal di pusat tangki tanpa , pola aliran berputar,putar biasanya terjadi. Umumnya, ini tidak diinginkan, karena udara yang berlebihan, (pusaran) besar, bergelombang, dan sejenisnya terutama pada kecepatan tinggi. Untuk mencegah hal ini suatu sudut posisi tidak di

pusat dapat digunakan dengan dengan kecepatan yang kecil. Namun untuk

pengadukan di kekuatan yang lebih tinggi, pengadukan tidak seimbang dapat menjadi parah dan membatasi penggunaan daya yang lebih tinggi.

Untuk pengadukan kuat dengan pengaduk yang vertikal, umumnya digunakan untuk mengurangi pusaran dan untuk pencampuran yang merata.

dipasang secara vertikal pada dinding tangki ditunjukkan Gambar 2.11. Biasanya empat sudah cukup dengan jarak diantaranya sekitar dari diameter tangki untuk turbin dan baling,baling. ( turbin mempunyai pola aliran radial melawan dinding, dimana membagi satu bagian atas dekat permukaan dan kembali ke dari atas dan aliran yang lain dari bawah. Kadang,kadang, pada tangki dengan kedalaman cairan yang besar jauh lebih besar dari diameter tangki, biasanya dipasang dua atau tiga pada poros yang sama, masing,masing bertindak sebagai pengaduk terpisah. Pengaduk di bagian bawah sekitar 1,0 dari

a. "

b. 450"

c.

* (

* %

Gambar 2.10 Jenis,Jenis ( dan Pola Aliran [19]

3 ,B B BDAYAB _' B ( B & IBB & _' B

B Dalam mendisain reaktor tangki berpengaduk faktor penting adalah

kebutuhan daya untuk menggerakkan . Kebutuhan daya tidak dapat ditaksir

empiris. Terjadi atau tidaknya turbulensi dan dikorelasikan dengan Bilangan Reynold (N’Re) yang didefenisikan sebagai berikut:

Dimana: Da = Diameter (m).

N = Kecepatan putar (Putaran/detik). = Densitas fluida (Kg/m3).

= Viskositas ( Kg/m.det).

Dimana jika bilangan Reynold (N’Re) lebih kecil dari 10 maka jenis aliran

dalam tangki adalah laminar, jika diantara 10–104 jenis aliran transisi dan jika lebih besar dari 104 adalah jenis aliran turbulen [18].

Kebutuhan daya tergantung pada densitas fluida, viskositas, kecepatan putar pengaduk dan diameter pengaduk dengan menghubungkan bilangan daya (NP)

dengan bilangan Reynold (N’Re) yang dapat dirumuskan sebagai berikut:

Dimana: P = daya ( J/detik atau W) atau ft.lbf / detik.

.B 'IB

Percobaan khas yang bertujuan untuk pengembangan proses adalah dengan

menggunakan percobaan . merupakan suatu alat eksperimen

dimana sekurang,kurangnya alat operasi yang ada terdapat dalam tersebut

dapat menampilkan atau mewakili alat operasi yang ada di pabrik sebenarnya.

Bagian dari operasi yang ada pada tersebut menggambarkan secara tidak

langsung operasi yang ada pada komersial yang dapat dirubah dengan menggunakan model matematik.

muncul sebagai suatu alat yang membolehkan kita untuk

menganalisa secara simultan mirip seperti mekanisme kimia. sangat

kedua tipe mekanisme. bisa saja berukuran kecil karena

bukanlah tempat dimana data , dicari, oleh karenanya ukurannya dapat dipilih berdasarkan terbatasnya bahan,bahan tertentu dan meminimalisasi biaya operasional total (biaya konsumsi dan operasional) perlu dicatat bahwa istilah , tidak berhubungan dengan perubahan ukuran dari peralatan yang dapat diperoleh dengan mengalihkan dimensi sifat (karakter) dengan suatu faktor yang lebih besar dari 1. Pada beberapa kasus perubahan dilakukan untuk merubah struktur sistem. Kelayakan ini sering ditunjukkan oleh keterbatasan dalam skala kecil yang mencegah

menampilkan gambaran sebenarnya dari peralatan,peralatan skala komersial.

Alasan,alasan eksperiment perlu didirikan adalah:

1. Tahapan dari peralatan laboratorium menuju pemasangan secara industri akan

menimbulkan masalah , yang sangat kompleks untuk diselesaikan.

Tahapan ini membutuhkan percobaan dimana komponen,komponen alat yang berukuran sedang.

2. Kondisi operasi harus diselidiki untuk semua unit yang dapat mempengaruhi semua parameter : seperti tipe umpan, , impuritis dan lain,lain.

3. Mempelajari efek,efek yang mungkin timbul dalam jangka waktu yang lama seperti deaktivasi katalis, pengaruh produk samping atau impuritis, mekanisme korosi, dan lain,lain.

4. Kepentingan untuk memperlihatkan kepada bagaimana

mengoperasikan jalannya untuk meyakinkan mereka tentang nilai

dari suatu proses dan sifat operasinya. Khususnya jika sifat inovasi dari proses tersebut merupakan sifat yang khusus.

5. Kepentingan untuk menghasilkan sampel produk didalam jumlah yang cocok untuk berbagai .

Gambar 2.11 Langkah,Langkah Pengembangan

-B DA B I & B B

Diketahui: V1 = 3,5 Liter

V2 = 5000 Liter

N1 = 150 rpm

n = ¾ (jumlah suspensi solid yang terdapat pada tangki) Dicari: N2 =... rpm

Keterangan: V1 adalah volume tangki laboratorium.

V2 adalah volume tangki *

N1 adalah besar kecepatan putaran tangki laboratorium.

N2 adalah besar kecepatan putaran tangki *

Perhitungan:

R = ...(1)

=

= 11.262

N2 = N ...(2)

Dari data di atas diketahui bahwa kecepatan yang digunakan

sudah memenuhi syarat yaitu 25 rpm [18].

B A I BBIAYAB

Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membangun

pembuatan pupuk cair organik dari LCPKS menjadi biogas. manfaat dari penelitian ini adalah menberikan informasi tentang produksi pupuk cair organik skala serta mengatahui biaya pabrikasi dan oprasional dari pembuatan pupuk cair organik skala . Adapun spesifikasi biaya pabrikasi dan oprasional dari

pembuatan pupuk cair organik skala adalah sebagai berikut:

Tabel 2.8 Spesifikasi Prabrikasi dan Operasional Pembuatan Pupuk Cair Organik Skala

Bahan Harga (Rp) Jumlah Total (Rp)

. 3000 watt 4.000.000 1 4.000.000

Temperatur kontrol 2.500.000 1 2.500.000

/ 5.000.000 1 5.000.000

Aksesoris / 5.000.000 1 5.000.000

MS 6 mm untuk tutup tangki

15.000 333,34 5.000.000

MS 6 mm untuk

tangki 15.000 333,34 5.000.000

MS 6 mm untuk tangki

15.000 333,34 5.000.000

Pipa galvanis untuk

tangki 15.000 333,34 5.000.000

MS 6 mm untuk

bagian atas tangki bioreaktor 15.000 333,34 5.000.000

MS 6 mm untuk

bagian dinding tangki bioreaktor 15.000 333,34 5.000.000

MS 6 mm untuk /

tangki bioreaktor 15.000 333,34 5.000.000

MS 6 mm untuk pengatur

tekanan tangki bioreaktor 15.000 333,34 5.000.000

) / untuk insulator tangki

Aluminium untuk

tangki bioreaktor 3.500.000 1 3.500.000

MS plate 6 mm untuk di

dalam tangki bioreaktor 15.000 333,34 5.000.000

Pipa galvanis untuk mencegah kebocoran gas di dalam tangki

bioreaktor

500.000 6 3.000.000

Besi pelat sebagai rangka insulator

tangki bioreaktor 500.000 6 3.000.000

MS 6 mm untuk

pengaduk di dalam bioreaktor 15.000 333,34 5.000.000

MS 6 mm untuk

tangki pencampur 15.000 333,34 5.000.000

MS 6 mm untuk tangki

pencampur 15.000 333,34 5.000.000

Level kontrol tangki pencampur 5.000.000 1 5.000.000

MS untuk propeler pengaduk

di dalam tangki pencampur 15.000 233,34 3.500.000

MS plat untuk tangki

15.000 333,34 5.000.000

Pipa galvanis untuk

tangki 500.000 10 5.000.000

Level indikator tangki 5.000.000 1 5.000.000

total biaya Rp.112.000.500

Biaya pemasangan alat diperkirakan 25% dari total harga peralatan Biaya pemasangan = 0,25 Rp. 112.000.500

= Rp. 28.000.125

Harga peralatan + biaya pemasangan = Rp. 112.000.500 + Rp. 28.000.125

= Rp.140.000.625

Instrumen dan alat kontrol

Biaya instrumen dan alat kontrol diperkirakan 7% dari harga total Biaya instrumen dan alat kontrol = 0,07 Rp. 112.000.500

= Rp. 7.840.035

Biaya perpipaan = 0,6 Rp.112.000.500 = Rp.67.200.300

Biaya instalasi listrik diperkirakan 10% dari total harga peralatan

Biaya instalasi listrik = 0,1 Rp.112.000.500

= Rp.11.200.050 Biaya insulasi diperkirakan 8% dari total harga peralatan

Biaya insulasi = 0,8 Rp.112.000.500

= Rp.89.600.400

Biaya tak terduka diperkirakan 37% dari total harga peralatan

Biaya tak terduga = 0,37 Rp.112.000.500

= Rp. 41.440.185 Gaji pegawai

Tabel 2.9 Perincian Gaji Pegawai

8 B + 9B G : *( )B +BG : B

Teknisi 1 2.000.000 2.000.000

Oprasional 1 2.000.000 2.000.000

Biaya 0 - diperkiarakan 8% dari Modal tetap

Biaya 0 - = 0,08 Rp.361.281.595

= Rp.28.902.527 Biaya perawatan mesin dan alat proses

Biaya perawatan mesin dan alat proses dilakukan setahun sekali dan diperkirakan 10% dari harga peralatan yang terpasang.

Biaya perawatan mesin = 0,1 Rp.140.000.625

= Rp. 14.000.062

Perawatan Instrumen dan alat kontrol diperkirakan 10% dari harga instrumen dan alat kontrol

Perawatan instrumen = 0,1 Rp. 7.840.035 = Rp.784.003

Perawatan perpipaan diperkirakan 10% dari harga perpipaan Perawatan perpipaan = 0,1 Rp.67.200.300

Perawatan instalasi listrik diperkirakan 10% dari harga instalasi listrik Perawatan listrik = 0,1 Rp.11.200.050

= Rp. 1.120.050

Perawatan insulasi diperkirakan 10% dari harga insulasi Perawtan insulasi = 0,1 Rp.89.600.400

= Rp. 8.960.040

Jadi total biaya perawatan sebesar = Rp. 31.584.185 Total biaya produksi = Rp. 31.584.185

Harga jual pupuk cair = Rp.10.000/l

Produksi pupuk cair organik sebesar 50 liter/hari Hasil penjualan pupuk cair selama setahun

= 50 liter/hari 0,8 365 hari/tahun Rp.10.000 = Rp.146.000.000

Laba atas pajak = total penjualan – total biaya produksi = Rp.146.000.000 – Rp. 31.584.185 = Rp. 114.415.815

Total PPh = 30% Rp.114.415.815

= Rp. 34.324.744

Laba setalah pajak = laba sebelum pajak – PPh

= Rp.114.415.815 – Rp. 34.324.744 = Rp.80.091.071

Sehingga:

! B B

PM = 100%

= 100%

= 78,36%

" # $ B B B

= 100% = 21,63%

$ B (I B

ROI = 100%

ROI = 100%

ROI = 57,2%

% B ( B

POT = 1 tahun

BABBIB

PENDAHULUANB

1.1 LATARBBELAKANGB

Indonesia adalah produsen minyak kelapa sawit (CPO) terbesar di dunia, dengan luas areal perkebunan kelapa sawit pada 2010 diperkirakan sebesar 7 juta hektar. Besarnya produksi CPO ini juga diikuti dengan besarnya produksi limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS). Produksi LCPKS diperkirakan ± 30 juta ton per tahun dan saat ini kebanyakan PKS masih mengolah LCPKS menggunakan sistem sebelum dibuang ke lingkungan, yang selain memerlukan lahan luas, menimbulkan bau, dan juga melepaskan gas rumah kaca [1].

Indonesia mempunyai potensi yang cukup besar untuk pengembangan industri kelapa sawit. Pada saat ini perkembangan industri kelapa sawit tumbuh cukup pesat. Mempunyai dampak positif dan dampak negatif bagi masyarakat. Dampak positif yaitu meningkatkan devisa negara dan kesejahteraan masyarakat meningkat, sedangkan dampak negatif yaitu menimbulkan limbah yang dapat mencemari lingkungan apabila tidak dikelola dengan baik [2].

Pengembangan industri kelapa sawit yang diikuti dengan pembangunan pabrik dapat menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan berupa pencemaran. Limbah cair pabrik kelapa sawit (POME) memiliki potensi sebagai pencemaran lingkungan karena berbau, berwarna, mengandung nilai COD, BOD serta padatan tersuspensi yang tinggi [3]. Apabila limbah tersebut langsung dibuang ke lingkungan, maka sebagian akan mengendap, terurai secara perlahan, mengkonsumsi oksigen terlarut, menimbulkan kekeruhan, mengeluarkan bau yang tajam dan dapat merusak ekosistem badan penerima [4].

Pemanfaatan LCPKS dengan menkonversinya menjadi biogas telah diaplikasikan pada beberapa PKS di Malaysia dan Indonesia oleh Novaviro Sdn Bhd, Malaysia. Irvan dkk., melalui Hibah RUSNAS 2009 dan dilanjutkan dengan kerjasama penelitian USU7Metawater tahun 2010 telah berhasil mematenkan proses

konversi LCPKS menjadi biogas pada No. 20097279028, 20107

Walaupun telah berhasil menkonversi LCPKS menjadi biogas, tetapi nilai COD keluaran digester anaerobik masih cukup tinggi yakni ± 10.000 mg/l. Keluaran

( ) ini masih belum dapat dibuang ke lingkungan karena nilai COD nya masih

jauh di atas nilai ambangnya yaitu ± 350 mg/l [1].

Tabel 1.1 memperlihatkan beberapa jurnal dan penelitian yang telah dilakukan untuk menginvestigasi kinerja pengolahan limbah menjadi pupuk serta optimasinya.

Tabel 1.1 Beberapa Penelitian Menyangkut Pengolahan Limbah Menjadi Pupuk

Peneliti (Jurnal, Tahun) Judul

Rahmad H.N, dkk (UGM, 2003) Komersialisasi Limbah Cair Industri

Kerupuk Kulit Menjadi Pupuk Organik Cair

Ganchimeg Jambaldorj, Mitsuru Takahashi & Kunio Yoshikawa (EcoTopia Science, 2007) Michael Vincent & Yohannes Tandean (USU, 2012)

Kajian Awal Pengolahan Lanjut Limbah

Cair Kelapa Sawit Secara Aerobik

Menggunakan ! "

Guna Mengurangi Konsentrasi Cod

Limbah cair kelapa sawit/ ! (POME) mempunyai

kandungan senyawa glukosa, protein dan karbohidrat yang mempunyai ikatan atom C, apabila diolah dengan baik maka dapat menghasilkan biogas. Limbah cair pabrik

kelapa sawit setelah pembentukan biogas akan menghasilkan (buangan cair)

yang memiliki karakteristik yang dapat digunakan sebagai pupuk organik, yaitu kandungan unsur organik yang sama seperti POME karena proses di bioreaktor yang merupakan fermentasi " " yang juga akan menghasilkan zat7zat organik.

Pemanfaatan limbah cair pabrik kelapa sawit sebagai pupuk organik cair mempunyai unsur7unsur hara yang memperbaiki struktur fisik tanah, meningkatkan aerasi, peresapan, retensi, dan kelembaban, serta meningkatkan perkembangbiakan dan perkembangan akar tanaman. Sehingga dapat digunakan dalam budi daya pertanian dalam mensubsitusi kebutuhan pupuk anorganik yang semakin mahal, juga dapat menjadikan lingkungan lebih bersih dengan mengurangi tumpukan atau akumulasi limbah pada kolam7kolam konvensional di pabrik kelapa sawit [5].

Penelitian ini diharapkan akan mewujudkan proses pengolahan kelapa sawit yang efisien dimana dari perkebunan kelapa sawit akan memasok kelapa sawit ke pabrik pengolahan kelapa sawit yang akan diolah menjadi CPO. Setelah itu

pengolahan tersebut akan menghasilkan ! (POME).

Berdasarkan penelitian yang sedang berkembang, POME tersebut diolah untuk

menghasilkan biogas dan dari pengolahan tersebut dihasilkan buangan cair ( ),

yang diolah menjadi pupuk organik aktif yang dapat digunakan untuk perkebunan kelapa sawit yang dapat memperbaiki mutu kelapa sawit yang dihasilkan. Sehingga apabila rangkaian proses diatas terwujud maka terciptalah proses yang "

dan " #B

B

1.2 PERUMUSANBMASALAHB

Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah untuk menerapkan penelitian

yang dilakukan dalam skala laboratorium terhadap skala , sehingga bisa

diterapkan dalam skala komersil.

1.3 TUJUANBPENELITIANB

Penelitian yang akan dilakukan bertujuan untuk:

1. Merancang dan membangun pembuatan pupuk organik aktif dari

pengolahan LCPKS menjadi biogas.

2. Kalibrasi dan mendapatkan unjuk kerja peralatan utama yaitu bioreaktor, pemekat graviti, tangki pencampur, tangki penyimpan, pompa,

pada .

3. Mengatasi faktor–faktor pengganggu dalam proses pembuatan pupuk organik

aktif pada skala .

1.4 MANFAATBPENELITIANB

Manfaat dari penelitian yang akan dilakukan antara lain yaitu:

1. Memberikan informasi tentang produksi pupuk organik aktif dalam skala .

2. Mengetahui cara mengatasi masalah yang timbul di .

1.5 RUANGBLINGKUPBPENELITIANB

Analisa yang dilakukan terhadap rancangan mencakup analisa

kalibrasi yaitu uji kebocoran dan uji temperatur. Untuk analisa spesifik terhadap

pupuk organik dilakukan analisa COD ( $ ), TS ( " ),

TSS( " " " ), VS ( " ), VSS ( " " " ),

analisa M7 % , analisa pH, serta komposisi unsur hara (C, H, N, P, K dan S).

Pada pelaksanaan pembuatan pupuk organik aktif variabel tetap yang digunakan adalah sebagai berikut :

a. Temperatur Optimum ≤ 38oC b. Volume reaktor 5.000 L

c. Kecepatan putaran mesin 25 rpm d. Jumlah Nutrisi :

7 Molase : ± 113,64 L

7 EM74 : ± 568,18 mL

7 Ragi : ± 69 Butir

7 Natrium Karbonat (Na2CO3) : (kondisional)

7 & " : ± 686 L

Sedangkan variabel yang divariasikan adalah waktu tinggal (HRT) yaitu 100, 90 dan 80 hari.

Penelitian ini dilakukan di Pusdiklat LP3M Universitas Sumatera Utara.

Dalam penelitian ini, bahan baku yang akan digunakan adalah digester

!

" #

$%!

& ' # #

( # ) (

) (

*+ ,

-.) /011

-.) 211 31 41 0111 5

2 30/

#

0 /4 /06

# # 2/ 0 /2 7 *+

4 711 8 2 041 8

) # 9

: ) #

9 :

9 #

:

) $

; # $%!& ) # #

)

) ) ( ( ) ) (

( *;# + *+

: ) # #

-.) -.) /011 211 31 41 # )

0111 5 #

2 30/ )

0 /4 #

/06 # 2/ 0 /2 7 $ #

*+ 4 711 8 2 041 8

!

"

#$#%#&#'(

)

!

"

#$#%#&#'(

)

*

!" #

$ %&'(

) * + ,

! ! " # $ %!" # & '(

) # * + , +

- .

/

0

1

2

$

3 $ % &

4 # $

" ! ! "

$ ' ) #

(

1 .

/

0 )

2 ! ! "# 5 $ " !

3 $ %% & '"

$

5 ( * 06/3

-! " ## $

% & ' ( ) *

$ ! # + !

, ! * - . /

& " * + 0

1 + 0 ' 2 + "

! "

# $ " % &

# $ ' % % ( )*" + % , - *% .

! !..

, /*

,0 1 22 $ 13! !

, 4 . $ ! !3!

, '* $ $ ! 3!

4 # 5 6

7* , $ + $ 87,+9 ! :! " * 5

"% 5 ; / $ ! 3! ! * $ * /$ <*

, - ! . /0 1 23. 0 .-,45 6 7 (

, - ! ! 8 - /.23.- .-0, 5 )

, - ! " ,. 2 9 5 2 . 530- . 4-43 08. :.- 2 $

, - ! # . 530- /5 .-:. / 845 &

, - ! $ . 530- /5 .-:. / 845; 23. !"8 0 3 4 &

, - ! ( 0 301 . 530- /5 .-:. / 845 0 .-2 )

, - ! & .< 8. / . / 845 # $ # .-8 4 / 8

!*

, - ! ) . 2% . 2 . / 845 !*

, - ! ' /5 .-:. / 845 4-, 8. / ( 4 8 0

- = !

, - ! * . 2% . 2 %$ #8 0 - !!

, - ! /5 1% /5 1 . /. , / ! $ !$

, - " .5 5 0-. 530- .-0, 5 "!

, - " ! .5 5 . .5 3 - 3 2 ""

, - " " .5 5 /5 . / 845 "#

, - " # # & "$

, - " $ '(" . ,4 3 4:45 -/ 5 53 9 5 )

")

, - " ( '!" # -02.84- . . 3 "'

, - # 0-. 530- #"

, - # ! #*) ##

, - # " ++ ##

, - # # 0-. 530- 8 ) . 8 / 8 0-. 530- #(

, - # $ . .5 3 - 3 2 #&

, - # ( . .5 3 - 3 #)

, - # & : 4 - 8 /5 . > :4- #'

, - # ) # & $*

, - # ' /5 . 8 / $

, - # * .,.- : 0 : = / : 5 8 . . 3 $!

, - # .-: : 8. / . //4 $!

, - # ! + 24 2 2 " #% ! $ $"

, - # " : 0 :-.20- $"

, - # # 030- 65 7 8 # ,65 - 7 $#

, - # $ # 2 4 - 8 424 $#

, - # ( : # # $ $$

, - # & . . . 20- 8 . . 8 5 30- $$

, - # ) 23. - # ' $(

, - # ' 23. - # ': 8 0-. 530- $(

, - # !* - 9 5 ,- 2 : 2 3 2 0 : /5 : $&

, - # ! - 9 5 ,- 2 : 2 3 2 !.! $)

, - # !! - 9 5 ,- 2 414 $'

, - # !" - 9 5 +) ) (*

, - # !# - 9 5 . /4< 0-. 530- .-8 2 -5 . 4-4

8 - (

, - % ,- 5 2 0-. 530- ('

, - %! 08 9 5 2 /5 0-. 530- ('

, - %" 08 9 5 2 - 3 ")!& # &*

, - %# 08 9 5 2 /5 . > :4- &*

, - %$ ) . ,4 3 4:45 - -/ 5 &

,. .,.- : . . 3 . = /543 . /0 1 , 1

. < 8 4:45 !

,. ! - 53.- 23 5 , 1 - ,- 5 . : ? 3 $

,. ! ! 3 8 - 434 , 1 - 8423- = 5 ? 3 (

,. ! " 0 :02 2 43- 2 : 8 , 1 - ,- 5 . : ? 3 &

,. ! # 0 :02 2 . 4 - 6 7 /.23.- .-0, 5 )

,. ! $ # ) )/ # # + ! ) ; 14 !**! @ !* * *

,. ! ( # ) )/ # ( %$ ) % ( )! #& + ,$ #

#& ; 14 !**!%!* * *

,. ! & .-2= - 3 .5 2 4:45 -/ 5 #

,. ! ) :.2 9 5 2 ,- 5 2 8 :.- 2 0 . ,4 3 4:45

- -/ 5 5 ) !(

,. ! ' .- > < ./ ? !)

,. # :.2 9 5 2 0-. 530- 8 52.20- 2 = #(

,. # ! :.2 9 5 2 . .5 3 - 3 #)

,. # " :.2 9 5 2 /5 . / 845 #'

,. # # :.2 9 5 2 /5 ,4 6 # &7 $*

('

,- 5 2 /5 ('

! 08 9 5 2 .- 3 3 . ,4 3 4:45

- -/ 5 &*

" -02.2 . /4< :. : 8 0-. 530- &

)+# .! ) )%

: $ ' # .+#

:: $ # $ # %) )

, 1 - ,- 5 . : ? 3

# + % )

,- 5 . : ? 3

" %)! ,. % +

) ) ,. % +

)+

+ 0 ) )+

($ + + )+

+ 0 ) ($ + + )+

- $% !" )(%

-,0 8 -3-0/. 102: 3

4 4

94-# .31

/ / .2 4