! "
" #
# # $
% & '$
& '$ & '$ $
( & '$
! " # "
# $ % " & '
' $ %())*** ++ ,& +
- . / 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
Gambar 3.1 Teknikal Bioreaktor anaerobik
Elevation view
Plan view
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
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
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
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,
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,
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
Keterangan:
Da = Diameter pengaduk
W = Tinggi
P = Tekanan hidrosatik (atm)
Diketahui:
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
Tabel 4.1 Spesifikasi Bioreaktor dan Aksesorisnya Pantang & Jenis Bilah 1 Pantang & Jenis Bilah 2
2
60 & 150 cm dari dasar tangki 90 cm,
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
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
Tabel 4.3 Spesifikasi Tangki Pengaduk
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
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
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
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
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
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
$ / &
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
% / ! '
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.
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.
- 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
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]
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
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.
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 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 " # , 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
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
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 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
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:
& 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
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
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
(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
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
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
= 100% = 21,63%
$ B (I B
ROI = 100%
ROI = 100%
ROI = 57,2%
% B ( B
POT = 1 tahun
![Tabel 2.1 Karakteristik Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit [1]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/945365.617974/42.595.112.526.536.732/tabel-karakteristik-limbah-cair-pabrik-kelapa-sawit.webp)
