ABSTRAK
KAJIAN KARAKTERISTIK FISIK PUPUK ORGANIK GRANUL DENGAN DUA JENIS BAHAN PEREKAT
Oleh
NI WAYAN ARYA UTARI
Pupuk organik granul merupakan pupuk yang sebagian atau seluruhnya berasal dari bahan-bahan organik yang berbentuk butiran padat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik fisik dari pupuk organik granul yang dihasilkan dan mendapatkan jenis perekat yang paling optimal untuk pembuatan pupuk organik granul.
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Bioproses dan Pasca Panen serta Laboratorium Daya dan Alat Mesin Pertanian Jurusan Teknik Pertanian, Universitas Lampung. Rancangan penelitian ini menggunakan RAK faktorial dan dilakukan tiga kali ulangan. Faktor pertama terdiri dari dua taraf yaitu tanah liat dan tepung tapioka. Faktor kedua yaitu persentase perekat yang terdiri dari tiga taraf yaitu 5%, 8%, 11%. Ukuran tiap unit percobaan yaitu 4 kg.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanah liat dengan persentase 11% merupakan perekat yang paling optimal untuk pembuatan pupuk organik granul dan menunjukkan kecenderungan semakin tinggi persentase bahan perekat maka nilai bulk density (densitas kamba), durabilitas, dan waktu hancur pupuk organik granul semakin tinggi. Hasil uji sidik ragam menunjukkan bahwa jenis perekat dan persentase perekat berpengaruh nyata pada nilai persentase ukuran granul (2-5 mm) dan waktu dispersi.
ABSTRACT
The Study of Physical Characteristics of Granular Organic Fertilizer with Two Adhesives
By
NI WAYAN ARYA UTARI
Granular organic fertilizer is a fertilizer that is partially or completely derived from organic materials in the form of dense granules. The objectives of this research were to determine the physical characteristics of granule organic fertilizers produced and to get the most optimal type of adhesives for the manufacture of granule organic fertilizer.
This research was conducted at the Bioprocess and Post Harvest Laboratory and also atPower and Agricultural Machinery Laboratory, Department of Agricultural Engineering, Lampung University.The design of this study used Randomized Complete Block (RCB) with factorial arrangement and three replications. The first factor consisted of two levels : clay and starch. The second factor were the percentage of the adhesives materials : 5%, 8%, 11%. Each experimental unit weighted 4 kg raw materials of the organic fertilizer.
The results showed that 11% of clay is the most optimal adhesive for making granular organic fertilizers. Higher percentage of adhesives materials tended to increase bulk density, durability, water absorption, and dispersion time of the granular organic fertilizer. However, statistically the type of adhesives materials and their persentage had significant effect only on percentage of granule size for 2-5 mm and dispersion time.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Seputih Raman tanggal 25 Juni 1992, sebagai anak pertama dari empat bersaudara, dari Bapak I Ketut Aryatama dan Ibu Rasminah.
Pendidikan Taman Kanak-kanak (TK) Pertiwi diselesaikan tahun 1998, Sekolah Dasar (SD) diselesaikan di SD Negeri 1 Rama Gunawan tahun 2004, Sekolah Menengah Pertama (SMP) di SMP Negeri 1 Seputih Raman diselesaikan tahun 2007, dan Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMA Negeri 1 Kota Gajah diselesaikan pada tahun 2010.
PERSEMBAHAN
Kepada Ayahanda,
Ibunda, dan Adik-adikku
SANWACANA
Puji syukur penulis ucapkan kepada Ida Sang Hyang Widi Wasa, karena atas waranugraha-Nya skripsi ini dapat diselesaikan.
Skripsi dengan judul “Kajian Karakteristik Fisik Pupuk Organik Granul Dengan Dua Jenis Bahan Perekat” adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Jurusan Teknik Pertanian, Universitas Lampung.
Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Dr. Ir. Tamrin, M.S., selaku Dosen Pembimbing Akademik sekaligus Pembimbing Utama atas kesediaannya untuk memberikan bimbingan, saran, dan kritik dalam proses penyelesaian skripsi ini;
2. Bapak Dr. Ir. Sugeng Triyono, M.Sc., selaku Pembimbing Kedua atas kesediaannya untuk memberikan bimbingan, saran, dan kritik dalam penyelesaian skripsi ini;
3. Bapak Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P., selaku Penguji Utama dan sekaligus Ketua Jurusan Teknik Pertanian. Terima kasih atas bimbingan, saran, dan kritik yang telah diberikan;
5. Bapak dan Ibu Staf Administrasi Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung;
6. Bapak (I Ketut Aryatama) dan Mamak (Rasminah), terima kasih atas segala dukungan, semangat, dan motivasi yang telah diberikan.
7. Adik-adikku tersayang, Ni Made Dwi Arya Monika, Ni Komang Triana Khairunnisa, I Ketut Nanda Arya Divta, A.A. Nitya Dewi. Terima kasih atas semangat yang telah diberikan.
8. Seluruh rekan-rekan Teknik Pertanian Universitas Lampung angkatan 2010 (Wawan, Denta, Ketut, Rendy, Fadli, Anwar, Muklis, Okta, Ciong, Khory, Burhan, Ikhwan, Ardi, Ayub, Kiki, Yasin, Dharma, Adam, Yunus, Badhini, Suhar, Hendra, Ola, Eliya, Astri, Nita, Dian, Eni, Chelvia, Opi, Indah, Rita, Tita, Irma, Uti, Nivo, Tia, Ana, Memey, Iis, Jureni, Yesi, Rody, Lupita, Heidi), terima kasih atas semangat dan kebersamaan kalian.
9. Made Indrawan yang telah memberikan semangat dan motivasi.
10.Teman-teman Angansaka kost, Annisa, Nay, Diah, Okta, Dian, Mba Esti, Mba Eka, Ista, Ega, Desna, Wisnu, Rizal, Bli Gusti, dan lainnya yang tidak bisa saya sebutkan satu per satu. Terima kasih atas kebersamaan kalian.
Akhir kata, Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, akan tetapi semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua. Svaha.
Bandar Lampung, Desember 2014 Penulis,
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ... i
DAFTAR TABEL ... iii
DAFTAR GAMBAR ... iv
I. PENDAHULUAN ... 1
1.1.Latar Belakang ... 1
1.2. Tujuan Penelitian ... 4
1.3. Manfaat Penelitian ... 4
1.4. Hipotesa ... 5
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1. Pupuk organik ... 6
2.2. Pupuk organik granul ... 7
2.3. Granulasi ... 9
2.4. Bahan perekat ... 11
2.5. Bahan Pengikat ... 12
2.6. Tepung tapioka ... 13
2.7. Tanah liat ... 15
2.8. Peralatan dalam pembuatan pupuk organik granul ... 17
2.9. Kadar air ... 18
III. METODOLOGI ... 19
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ... 19
3.2. Alat dan Bahan ... 19
3.3.1. Rancangan Penelitian ... 21
3.3.2. Pembuatan pupuk organik granul ... 22
3.3.3. Parameter Pengamatan ... 24
3.3.4. Analisis Data ... 27
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 28
4.1. Bulk Density (Densitas kamba) ... 29
4.2. Persentase Ukuran granul 2-5 mm ... 31
4.3. Durabilitas ... 34
4.4. Daya Serap Air ... 36
4.5. Waktu Dispersi ... 39
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 42
5.1. Kesimpulan ... 42
5.2. Saran ... 42
DAFTAR PUSTAKA ... 44
LAMPIRAN ... 44
DAFTAR TABEL
Tabel Teks Halaman
1. Persyaratan teknis minimal pupuk organik padat ... 9
2. Tabulasi data ... 30
3. Hasilsidikragampadanilaibulk density ... 31
4. Hasil sidik ragam pada nilai persentase ukuran granul 2 -5 mm ... 32
5. Penggunaan air pada tiap perlakuan...34
6. Hasil analisis sidik ragam pada nilai durabilitas ...36
7. Hasil analisis sidik ragam pada nilai daya serap air ...39
8. Hasil sidik ragam waktu dispersi ... 40
9.Pengaruh perekat terhadap nilai Bulk Density ... 53
10. Pengaruh perekat terhadap Persentaseukurangranul 2-5 mm ... 54
11. Pengaruh perekat terhadap nilai Durabilitas ... 55
12. Pengaruh perekat terhadap nilai Dayaserap air ... 56
13. Pengaruh perekat terhadap nilai Waktudispersi ... 57
14. Data persentasePersentaseukurangranul 2-5 mm (%) ... 58
15. Data persentaseDayaserap air (%) ... 59
16. Data persentaseDurabilitas (%) ... 60
17. Data persentaseDensitas (g/cm3) ... 61
i DAFTAR GAMBAR
Gambar Teks Halaman
1. Tahapan pembuatan pupuk organik granul ... 20
2. Grafik pengaruh perekat terhadap bulk density ... 30
3. Grafik persentase ukuran granul 2-5 mm ... 32
4. Grafik pengaruh perekat terhadap nilai daya serap air... 37
5. Grafik persentase persentase perekat terhadap nilai daya serap air ... 37
6. Grafik waktu dispersi tiap perlakuan ... 39
7. Pengukuran densitas kamba ... 47
8. Granul berukuran 2- 5 mm ... 47
9. Pengujian durabilitas ... 47
10. Perendaman granul ... 48
11. Granul hancur saat direndam air ... 48
12. POG berperekat tepung tapioka ... 48
13. Penimbangan POG ... 49
14. POG berdiameter > 5 mm ... 49
15. POG berdiameter < 2 mm ... 49
16. Perendaman POG dalam air ... 49
ii
ii
18. POG setelah dioven selama 1 jam ... 50
19. Pengujian ukuran granul 2-5 mm dengan sieve shaker ... 50
20. Granul yang retak dan hancur setelah digetarkan ... 51
21. Proses granulasi ... 51
22. Bahan perekat tanah liat ... 51
23. Bahan perekat tepung tapioka (aci) ... 52
24. Pupuk organik curah ... 52
25. POG berperekat tanah liat ... 52
I. PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Pupuk merupakan suatu bahan yang ditambahkan pada media tanam yang berfungsi sebagai penyuplai berbagai macam unsur hara yang dibutuhkan tanaman, seperti C organik, unsur hara makro (N, P, K, Ca, Mg, dan S), serta mikro (Zn, Cu, Mo, Co, B, Mn, dan Fe). Pupuk dapat diklasifikasikan menjadi dua berdasarkan sumber pembuatannya, yaitu pupuk organik dan pupuk kimia. Pupuk organik merupakan pupuk yang sebagian atau
seluruhnya berasal dari bagian tanaman atau hewan. Pupuk kimia merupakan pupuk yang dibuat oleh manusia dari proses pengolahan bahan-bahan
mineral.
Para petani lebih suka menggunakan pupuk kimia atau pupuk buatan daripada pupuk organik. Hal ini disebabkan karena penggunaan yang lebih praktis dan dengan harga yang relatif murah. Selain itu pupuk kimia mengandung unsur hara tertentu dalam kadar tinggi sehingga dapat mengatasi kekurangan mineral yang dibutuhkan tanaman.
2
sisa pupuk kimia sehingga dapat mengakibatkan menurunnya kesuburan, porositas tanah, dan ketersediaan oksigen bagi tanaman maupun mikroba. Selain itu, tanah akan bersifat asam dan dapat bersifat racun bagi tanaman sehingga berdampak negatif pula bagi kesehatan tubuh. Jika keadaan ini terus berlangsung maka tingkat produksi tanaman akan semakin menurun.
Seiring dengan meningkatnya kesadaran petani akan dampak negatif dari penggunaan pupuk kimia maka petani mulai beralih ke pertanian organik. Pertanian organik merupakan teknik budidaya pertanian dengan penggunaan bahan-bahan alami. Melalui gerakan back to nature ini, diharapkan
masyarakat akan lebih menjaga kelestarian lingkungan dan kesehatan tubuh. Diprediksikan penggunaan pupuk organik akan semakin diminati oleh petani sehingga tingkat ketergantungan petani pada pupuk kimia akan semakin berkurang.
3
kegiatan pertanian di Indonesia dapat berlangsung secara terus menerus dan berkelanjutan.
Banyak penelitian yang telah dilakukan untuk meningkatkan kualitas pupuk organik. Salah satunya yaitu dengan mengubah pupuk organik curah ke pupuk organik granul atau pelet. Hal tersebut dikarenakan pupuk granul atau pelet tidak menimbulkan debu, dapat mencegah terjadinya segresi, mencegah overdosisnya tanaman terhadap pelepasan nutrisi yang mendadak, serta memperbaiki penampilan dan kemasan produk. Menurut Mardiana (2010), peningkatan kualitas pupuk organik dapat dilakukan dengan cara pembuatan pupuk organik pelet berbasis kotoran kambing hasil biofiltrasi. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa pupuk organik pelet yang berbasis kotoran kambing dengan penggunaan tepung sagu sebagai bahan perekat mempunyai karakteristik fisik yang lebih baik dibandingkan dengan pupuk Super Tani yang beredar dimasyarakat.
4
tingkat konsentrasi. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa persentase lem 2%, tanah liat 18%, dan batu bara 80% memiliki tegangan tarik, patahan, dan tegangan tekan paling kuat.
Melihat hal tersebut maka dilakukan penelitian Kajian Karakteristik Fisik Pupuk Organik Granul dengan Dua Jenis Bahan Perekat. Bahan perekat yang digunakan yaitu tanah liat dan tepung tapioka. Kedua bahan perekat ini dipilih karena mudah ditemukan, harganya relatif terjangkau dan terbukti sebagai bahan perekat. Dalam penelitian ini akan ditambahkan masing-masing bahan perekat ke dalam pupuk organik curah dengan persentase 5%, 8%, dan 11%. Melalui penelitian ini diharapkan dapat diketahui bagaimana pengaruh dua jenis bahan perekat terhadap kualitas pupuk organik granul yang dihasilkan dengan mengaplikasikan tiga macam komposisi yang berbeda.
1.2. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui karakteristik fisik dari pupuk organik granul yang dihasilkan. 2. Mendapatkan jenis perekat yang paling optimal untuk pembuatan pupuk
organik granul.
1.3. Manfaat Penelitian
5
1.4. Hipotesa
6
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pupuk organik
Pupuk organik merupakan pupuk yang sebagian atau seluruhnya berasal dari hewan maupun tumbuhan yang berfungsi sebagai penyuplai unsur hara tanah sehingga dapat memperbaiki sifat fisik, kimia, dan biologi tanah menjadi lebih baik (Nurhidayati, dkk., 2008). Pupuk organik dapat memperbaiki sifat fisik tanah karena pembentukan agregat yang lebih stabil, memperbaiki aerasi dan drainase tanah, dapat mengurangi erosi karena infiltrasi air hujan
berlangsung baik serta kemampuan tanah menahan air meningkat. Pupuk organik dapat memperbaiki sifat kimia tanah karena dapat meningkatkan unsur hara tanah baik makro maupun mikro, meningkatkan efisiensi pengambilan unsur hara, meningkatkan kapasitas tukar kation, dan dapat menetralkan sifat racun Al dan Fe. Pupuk organik juga dapat memperbaiki sifat biologi tanah karena pupuk organik menjadi sumber energi bagi jasad renik/mikroba tanah yang mampu melepaskan hara bagi tanaman.
7
yaitu pupuk kandang (kotoran hewan), pupuk kompos (bagian tanaman yang telah lapuk), pupuk hijau (bagian tanaman yang masih hijau) (Nurhidayati, dkk., 2008). Pupuk kompos merupakan pupuk yang berasal dari sisa-sisa tanaman yang dibusukkan/fermentasi, pupuk ini berfungsi sebagai pemberi unsur-unsur hara tanah yang dapat memperbaiki struktur tanah. Pupuk hijau merupakan pupuk yang berasal dari bagian-bagian tanaman yang masih hijau dimana pupuk ini mempunyai perimbangan C/N yang rendah dan dapat terurai cepat. Pupuk ini dapat menjadi penambah unsur mikro (terutama nitrogen). Menurut Pujiyanto (2009), pupuk granul yang dibuat dari kulit buah kakao yang diperkaya dengan mineral, memiliki retensi air, kapasitas tukar kation, kadar karbon organik, dan fosfor yang tinggi serta mampu menggantikan peranan pupuk buatan untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman kakao dan kopi. Pupuk kandang merupakan pupuk yang berasal dari kotoran hewan setelah mengalami pembusukan. Semakin lama proses
pembusukkannya maka perimbangan C/N semakin rendah.
2.2. Pupuk organik granul
8
kandang dan pupuk organik granul memberikan respon terbaik terhadap tinggi tanaman dan jumlah daun dibandingkan dengan perlakuan pupuk anorganik (NPK) dan perlakuan pupuk kandang saja.
Granul yang baik adalah granul yang memiliki ukuran seragam, cukup keras, namun mudah larut apabila terkena air atau ditimbun tanah. Aspek yang harus diperhatikan dalam pembuatan granul adalah ukuran granul yang diharapkan, kekerasan granul, dan kemudahan granul untuk pecah atau larut (Isroi dan Nurheti, 2009). Menurut Wahyono, dkk. (2011), pupuk kompos yang berbentuk pelet atau granul memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan pupuk curah, yaitu:
1. Memiliki kepadatan tertentu sehingga tidak mudah diterbangkan angin dan terbawa air.
2. Tidak menimbulkan debu sehingga pengaplikasian pupuk dapat dilakukan dekat pemukiman penduduk.
3. Overdosisnya tanaman terhadap pelepasan nutrisi yang mendadak (fertilizer burn) karena proses peluruhannya lebih lambat dibandingkan dengan pupuk curah (slow release). Kecepatan pelepasan bahan aktif dari partikel-partikel halus akan lebih besar dibandingkan bentuk granul (Hadisoewignyo dan Fudholi, 2013).
4. Pengaplikasiannya lebih mudah dan lebih efektif.
Menurut Sirappa dan Wahid (2012), perlakuan dengan pupuk organik granul dapat meningkatkan unsur hara K dan C-organik pada tanah bertekstur
9
Tabel 1. Persyaratan teknis minimal pupuk organik padat
PARAMETER SATUAN
STANDAR MUTU
Granul/Pelet Remah/Curah Murni Diperkaya mikroba Murni Diperkaya mikroba C – organik % min15 min15 min15 Min15
*)Kadar air atas dasar berat basah
Contoh Pupuk Organik
‐ Kompos dari berbagai jenis bahan dasar : jerami, sisa tanaman, kotoran hewan,
blotong,tandankosong,mediajamur,sampahorganik,sisalimbahindustri berbahan baku organik,
‐ Tepung tulang, rumput laut, darahkering,
‐Asam amino, asam humatdan asam fulvat, dan sebagainya.
2.3. Granulasi
10
1. Mencegah segresi campuran serbuk.
2. Memperbaiki sifat alir serbuk atau campuran. 3. Meningkatkan densitas ruahan produk. 4. Memperbaiki kompresibilitas serbuk. 5. Mengontrol kecepatan pelepasan obat. 6. Memperbaiki penampilan produk. 7. Mengurangi debu.
Efektivitas dan hasil granulasi bergantung pada beberapa sifat, yaitu: 1. Besarnya ukuran partikel bahan aktif dan bahan tambahan. 2. Tipe bahan pengikat yang digunakan.
3. Jumlah bahan pengikat yang digunakan.
4. Efektivitas dan lamanya proses pengadukan, pada saat pencampuran bahan pengikat.
5. Kecepatan pengeringan.
Kecepatan putar pan granulator (RPM) juga berpengaruh terhadap hasil granulasi. Menurut Hardika (2013), kecepatan putar 28 RPM merupakan kecepatan putar yang paling optimal dalam pembuatan butiran beras jagung yaitu sebesar 78,18%. Proses granulasi menggunakan dua metode yaitu granulasi basah (wet granulation) dan granulasi kering (dry granulation). 1. Granulasi basah (wet granulation). Metode granulasi basah dilakukan
11
ditambahkan, waktu pencampuran bahan pengikat, dan lama pengeringan granul.
2. Granulasi kering (dry granulation). Metode granulasi kering dilakukan tanpa menggunakan bahan pengikat basah. Pembuatan granul dilakukan secara mekanis menggunakan alat mesin, dimana massa dikempa dengan tekanan besar menjadi slug (bongkahan kompak)atau dengan alat roller compaction dimana massa yang dikempa dengan tekanan besar menjadi lempengan-lempengan.
2.4. Bahan perekat
Salah satu faktor penting dalam pembuatan granulyaitu perekat. Perekat berfungsi untuk meningkatkan kekompakan bahan yang akan dibuat granul. Perekat juga berfungsi untuk merekatkan bahan dan juga memberikan sifat keras pada granul. Selain untuk menjaga agar granul tidak mudah hancur, kekerasan juga mempengaruhi pelepasan hara tanaman dari granul. Beberapa bahan yang bisa dan biasa digunakan sebagai perekat antara lain adalah a). bahan organik: molasses dan tepung tapioka; b). bahan mineral: bentonit, kaoline, kalsium untuk semen, dan gypsum; c). Tanah liat juga bisa digunakan sebagai perekat. Bahan perekat yang digunakan tidak boleh membahayakan tanaman, relatif murah, dan ketersediaannya banyak (Isroi, 2009).
12
1. Terbentuknya jembatan cair pada saat penambahan bahan pengikat dalam bentuk musilago maupun larutan.
2. Pada saat pengeringan granul basah atau penambahan bahan tambahan yang mempunyai titik lebur rendah terbentuk jembatan padat.
3. Terbentuknya interlocking pada saat terjadinya deformasi plastik. 4. Adanya gaya elektrostatika antar partikel yang terjadi pada kondisi
kelembapan yang rendah.
Bahan perekat akan membantu mengikat serbuk menjadi granul-granul dan bahan perekat merupakan penentu terhadap keseragaman ukuran granul serta kekerasan. Kualitas granul juga dipengaruhi oleh banyak sedikitnya bahan perekat yang ditambahkan pada bahan. Apabila bahan perekat yang ditambahkan terlalu sedikit maka granul akan mudah hancur (rapuh) dan mempercepat waktu hancur. Sebaliknya, apabila bahan perekat yang ditambahkan terlalu banyak maka granul akan menjadi keras dan memperlambat waktu hancur.
Bahan perekat dapat dibedakan menjadi tiga berdasarkan asalnya, yaitu: 1. Berasal dari alam, contoh: akasia, tragakan, gelatin, amilum, gum guar,
gum xanthan, gum tara, dan pektin.
2. Polimer sintetik/semisintetik, contoh: HPMC, PVP, PEG, dan CMC Na. 3. Golongan gula, contoh: sukrosa dan larutan glukosa.
2.5. Bahan pengikat
13
membasahi permukaan partikel dan membentuk jembatan cair antar partikel. Pada saat penambahan bahan pengikat akan terjadi beberapa tahapan hingga terbentuknya granul. Penambahan jumlah cairan dan intensitas
pencampurannya akan mempengaruhi kondisi dari tahapan tersebut. Tahapan-tahapan tersebut yaitu:
1. Pendular, pada tahap ini terbentuk jembatan cair antar partikel yang disebabkan terisinya ruangan antar partikel oleh zat pengikat.
2. Funikular, pada tahap ini akan terjadi kenaikan tegangan permukaan kurang lebih tiga kali dari tahap pendular.
3. Kapiler, pada tahap ini akan terjadi pembentukan granul. Seluruh ruang partikel akan diisi oleh zat pengikat, karena adanya gaya kapiler pada permukaan konkaf anatara cairan-cairan di permukaan granul makan terjadi pembentukan granul.
4. Droplet, pada tahap ini tetesan cairan akan menutup seluruh partikel.
Sifat-sifat cairan pengikat yang dapat memberikan pengaruh pada saat granulasi antara lain:
1. Viskositas, dimana sifat ini akan mempengaruhi interaksi antar granul. 2. Tegangan permukaan yang akan mempengaruhi gaya kapilaritas. 3. Sudut kontak yang akan mempengaruhi proses pembasahan.
2.6. Tepung tapioka
amilosa-14
amilopektin pada 100 g ubi kayu yaitu 15,72% - 84,28% (Hidayat, dkk., 2009). Pada umumnya amilum bersifat elastik, yang berarti pada saat ada penekanan bentuk dari amilum akan kembali ke bentuk semula saat tekanan dihilangkan. Pada umumnya konsentrasi amilum sebagai bahan penghancur yaitu 5%-10% (Hadisoewignyo dan Fudholi, 2013). Pati banyak
diaplikasikan untuk kebutuhan pangan maupun nonpangan. Pati singkong ini antara lain digunakan untuk pada minuman dan confectionary, makanan yang diproses, kertas, makanan ternak, farmasi, dan bahan kimia serta industri nonpangan seperti tekstil, detergent, kemasan, dan sebagainya. Kegunaan lainnya, pati dan turunannya dimanfaatkan sebagai bahan detergent yang bersifat nontoksik dan aman bagi kulit, pengikat, pelarut, biopestisida, pelumas, pewarna, dan flavor.
Menurut Hardika, dkk., (2013), tepung tapioka mempunyai kemampuan untuk mengabsorbsi air yang menyebabkan melekatnya partikel satu dengan partikel yang lainnya pada bahan baku sehingga terbentuk granular. Jumlah granular akan semakin meningkat seiring dengan besarnya jumlah perekat yang memiliki kemampuan absorbsi. Menurut Supriya, dkk., (2012) granular yang dibuat dari tepung dapat memperbaiki penampilan produk dengan tingkat distribusi yang seragam dan granular yang minim.
15
1. Gula, Amilum, dan protein sederhana 2. Protein Kasar
3. Hemicelulosa 4. Cellulosa
5. Lemak, wax, dan turunannya 6. Lignin, dan senyawa fenol
Dekomposisi cepat
Dekomposisi lambat
2.7. Tanah liat
Menurut Hanafiah (2007), liat merupakan salah satu fraksi tekstur tanah yang menyusun massa tanah. Tekstur adalah perbandingan relatif fraksi pasir, debu, dan liat dimana hal tersebut dapat menentukan tata air dalam tanah, berupa kecepatan infiltrasi, penetrasi, dan kemampuan mengikat air oleh tanah. Liat biasanya berwarna kelabu, putih atau merah, tergantung tipe dan proporsi mantel-besinya. Melalui indra kulit, bila ditetesi air tanah liat dapat diperkirakan teksturnya yaitu terasa halus, lengket, dan dapat dibuat gulungan atau lempengan kontinu. Tanah digolongkan menjadi tiga jenis berdasarkan kelas teksturnya, yaitu:
1. Tanah bertekstur kasar atau tanah berpasir yang berarti tanah mengandung minimal 70% pasir atau bertekstur pasir atau pasir lempung (3 macam). 2. Tanah bertekstur halus atau tanah berliat yang berarti tanah yang
mengandung minimal 37,5% liat atau bertekstur liat, liat berdebu, atau liat berpasir (3 macam).
16
a). Tanah bertekstur sedang tetapi agak kasar meliputi tanah yang bertekstur lempung berpasir dan lempung berpasir halus.
b). Tanah bertekstur sedang meliputi yang bertekstur lempung berpasir sangat halus, lempung, lempung berdebu, atau debu.
c). Tanah bertekstur sedang tetapi agak halus mencakup lempung liat, lempung liat berpasir, atau lempung liat berdebu.
Tanah yang bertekstur liat memiliki beberapa keunggulan, antara lain: 1. Sebagai agen perekat partikel-partikel dalam proses pembentukan
agregat tanah karena adanya mineral-mineral koloidal (partikel berdiameter <1 µm) yang bermuatan negatif. Molekul-molekul air yang dapat bertindak secara dipolar (bermuatan + dan -) terjerat ke permukaan koloid liat tersebut. Lempengan liat akan berdekatan dan dibantu oleh agen perekat pada saat air menguap sehingga terjadi agregasi.
2. Mempunyai ruang pori yang cukup sehingga daya pegang terhadap air sangat kuat. Kondisi ini dikarenakan dominasi fraksi liat menyebab-kan terbentuknya banyak pori-pori mikro sehingga luas permukaan sentuhnya menjadi sangat luas.
17
Menurut Puspitasari (2009), dari hasil pengujian dalam briket batu bara, tegangan tekan yang tertinggi yaitu pada konsentrasi lem (tepung tapioka) 2% dan konsentrasi tanah liat 18%. Apabila konsentrasi tanah liat yang
digunakan sebagai bahan perekat semakin tinggi daripada penggunaan lem maka briket batu bara akan mempunyai tegangan yang semakin tinggi pula. Hal tersebut juga akan berakibat pada jumlah potongan briket batu bara ketika dijatuhkan dari ketinggian 2 meter. Pengaplikasian lem dengan konsentrasi yang lebih tinggi daripada konsentrasi tanah liat (8% : 6%) mempunyai jumlah pecahan yang lebih banyak (3,6) dibandingkan dengan konsentrasi 6% : 10% yaitu 3,2 potongan.
2.8. Peralatan dalam pembuatan pupuk organik granul
Menurut Isroi (2009), alat-alat yang digunakan untuk membuat pupuk organik granul, antara lain:
1. Granulator, yaitu alat utama untuk membuat pupuk granul. Bentuk pan yaitu lingkaran mendatar dengan kemiringan tertentu.
2. Pengering, berfungsi untuk mengeringkan granul atau mengurangi kadar air granul. Pengeringan dilakukan dengan 2 cara, yaitu secara alami dengan penjemuran langsung di bawah sinar matahari atau secara buatan, seperti dengan menggunakan batch dryer, rotary dryer, dan lain-lain. 3. Ayakan, berfungsi untuk mensortir granul berdasarkan ukurannya. Pada
18
2.9. Kadar air
19
III. METODOLOGI
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian inidilaksanakan pada bulan Mei hingga bulan Juni 2014 di Laboratorium Bioproses dan Pasca Panen dan Laboratorium Daya dan Alat Mesin Pertanian Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Lampung.
3.2. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat mesin granulator, alat penyemprot, neraca manual, neraca digital, cawan,oven,sieve shaker tipe Meinzer II 2 Amp (F), ayakan tepung manual, baskom, tampah, gelas beker, stopwatch, kertas saring, dan desikator.
20
3.3. Prosedur Penelitian
Tahapan pembuatan pupuk organik granul dapat digambarkan pada diagram alir seperti gambar berikut.
21
3.3.1. Rancangan Penelitian
Rancangan penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK)disusun secara faktorial dengan dua faktor yaitu jenis perekat dan persentase perekat. Perekat terdiri dari 2 (dua) jenis yaitu tanah liat dan tepung tapioka, sedangkan faktor persentase perekat terdiri dari 3 (tiga) taraf yaitu 5%, 8%, 11%. Analisis data menggunakan program statistik SAS dengan6 (enam) kombinasi perlakuan dan dilakukan 3 kali ulangan. Ukuran setiap unit percobaan yaitu 4 kg.
Model linier untuk rancangan ini adalah :
Yijk= μ + αi+ βj+ (αβ)ij+ εijk... (1)
Keterangan :
Yijk = nilai pengamatan pada faktor A taraf ke-i, faktor B taraf ke-j
dan ulangan ke-k
μ = rataan umum respon
αi = pengaruh utama faktor A taraf ke-i βj = pengaruh utama faktor B taraf ke-j (αβ)ij = interaksi dari faktor A dan faktor B
22
Tabel 1. Tabulasi data
Perlakuan
Ulangan (U)
1 2 3
PID1 P1D1U1 P1D1U2 P1D1U3 P1D2 P1D2U1 P1D2U2 P1D2U3
P1D3 P1D3U1 P1D3U2 P1D3U3 P2D1 P2D1U1 P1D1U2 P1D1U3 P2D2 P2D2U1 P2D2U2 P1D1U3 P2D3 P2D3U1 P2D3U2 P2D3U3
Keterangan :
P1D1: Persentase pupuk organik curah dengan tanah liat (95% : 5%) P1D2: Persentase pupuk organik curah dengan tanah liat(92% : 8%) P1D3: Persentase pupuk organik curah dengan tanah liat(89% : 11%) P2D1: Persentase pupuk organik curah dengan tepung tapioka (95% : 5 %) P2D2: Persentase pupuk organik curah dengan tepung tapioka(92% : 8 %) P2D3: Persentase pupuk organik curah dengan tepung tapioka (89% : 11%)
3.3.2. Pembuatan pupuk organik granul
3.3.2.1. Granulasi
23
Proses selanjutnya yaitu granulasi yang dilakukan tiga kali ulangan pada setiap perlakuannya. Kecepatan granulasi pada mesin granulator yang
digunakan yaitu 28 RPM. Langkah pertama mesin granulator dihidupkan lalu campuran bahan (pupuk organik & perekat) dimasukan ke pan granulator. Sembari pan granulator berputar, ditambahkan air sedikit demi sedikit menggunakan sprayer tetapi air tidak boleh mengenai pan granulator karena bahan akan lengket pada pan. Proses granulasi dilakukan hingga granul terbentuk dengan ukuran rata-rata diameter granul 2 -5mm. Setelah butiran-butiran granul terbentuk lalu butiran-butiran granul dikeluarkan dari pan granulator. Lakukan proses granulasi yang sama dengan perlakuan lainnya.
3.3.2.2. Pengeringan
Setelah proses granulasi selesai, butiran-butiran granul dikeluarkan dari pan granulator dan diletakkan pada tampah. Langkah selanjutnya yaitu dilakukan pengeringan dengan penjemuran langsung di bawah sinar matahari.
Penjemuran terus dilakukan hingga kadar air (water content) bahan (butiran granul) 9%-12%. Kadar air bahan diketahui dengan menggunakan metode gravity dan dihitung dengan rumus sebagai berikut:
WC = �0−� �
�0
× 100%...(2)
dimana: WC = water content (%)
24
3.3.2.3. Pengayakan
Pengayakan dilakukan setelah butiran-butiran granul dikeringkan. Ayakan yang digunakan yaitu ayakan dengan diameter lubang 2- 5 mm. Butiran-butiran granul diletakkan diayakan dan goyangkan perlahan selama ±5 menit. Setelah pengayakan selesai, butiran granul dengan diameter lubang 2 -5mm ditimbang.
3.3.3. Parameter Pengamatan
Parameter pengamatan dalam penelitian ini adalah bulk density (densitas kamba), persentase keseragaman butiran granul, durabilitas, daya serap air, dan waktu hancur.
3.3.3.1. Bulk Density(Densitas Kamba)
Uji bulk density digunakan untuk mengetahui kekompakan bahan sehingga ikatan antara partikel penyusun granul menjadi lebih rapat. Densitas kamba (�) dinyatakan dalam satuan massa granul per volume.
Langkah pertama dalam menentukan densitas kamba yaitu menyiapkan dan menimbang gelas beker. Kemudian pupuk organik granul yang akan diuji dimasukan ke dalam gelas beker tersebut lalu granul dimampatkan hingga mencapai volume konstan. Setelah itu, granul ditimbang dan ditentukan massanya dengan cara mengurangi massa gelas beker + granul dengan massa gelas beker kosong. Densitas pupuk organik granul
25
�= �
� ...(3)
dimana: �= densitas (� ��3) m = massa pupuk (g) v = volume pupuk (cm3)
3.3.3.2. PersentaseUkuran Granul 2-5 mm
Tujuan dari pengujian ini yaitu untuk mendapatkan granul yang sesuai dengan standar yaitu 2-5mm sehingga granul dapat dipasarkan. Persentaseukuran yang diharapkan dapat dihitung dengan rumus:
UG =�1
�2× 100...(4)
dimana :UG = persentaseukuran granul (%) m1= massa pupuk setelah diayak (g) m2 = massa pupuk total (g)
3.3.3.3. Durabilitas
Uji durabilitas digunakan untuk mengetahui kualitas fisik granul yaitu mengetahui persentase jumlah granul yang masih utuh setelah melalui perlakuan fisik dengan alat mekanik. Langkah-langkah dalam
26
Persentase durabilitas =�1
�2
× 100... (5)
dimana : m1 =massa granul yang utuh (g) m2 = massa granul sebelum uji (g)
3.3.3.4. Daya Serap Air (DSA)
Daya serap air merupakan pengujian yang bertujuan untuk mengetahui daya penyerapan granul terhadap air saat granul terendam dalam air. Pengujian ini dilakukan dengan beberapa langkah, yaitu pertama meletakkan cawan kosong ke dalam oven selama 1 jam. Lalu menimbang 5 gram pupuk granul yang akan diuji. Kemudian granul direndam dengan air hingga seluruh permukaan granul tertutup selama 1 jam. Setelah itu rendaman disaring dengan kertas saring. Lalu granul yang telah disaring, dimasukan ke dalam cawan dan dimasukkan ke dalam oven tadi dan didinginkan dalam desikator selama ±5 menit serta ditimbang. Daya serap granul terhadap air dihitung dengan persamaan:
Daya serap =�1−�2
�1
× 100%...(6)
dimana : m1 = massa granul basah (g) m2= massa granul kering (g)
3.3.3.5. Waktu Dispersi
27
3.3.4. Analisis Data
42
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Kesimpulan penelitian ini adalah:
1. Hasil penelitian menunjukkan kecenderungan semakin tinggi persentase bahan perekat maka nilai bulk density, daya serap, durabilitas semakin tinggi, dan waktu hancur pupuk organik granul semakin lama.
2. Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa jenis perekatdan persentase perekat tidakberpengaruh nyata terhadap nilai bulk density, nilai
durabilitas, dan daya serap air, namun berpengaruh nyata terhadap nilai persentase ukuran granul (2-5mm) dan waktu dispersi.
3. Jenis perekat yang paling optimal untuk pembuatan pupuk organik granul yaitu tanah liat dengan perbandingan persentase pupuk organik curah dengan tanah liat adalah 89% berbanding 11%.
5.2. Saran
Saran penelitian ini yaitu:
1. Perekat tanah liat dan tepung tapioka dapat diaplikasikan dalam
43
44
DAFTAR PUSTAKA
Arisha, H. M. E., Gad, A. A., & Younes, S. E. 2003. Response of some pepper cultivar to organic and mineral nitrogen fertilizer under sandy soil conditions. Zagazig J. Agric. Res., 30, 1875-99. Di dalam Mardiana, A. 2011. Karakteristik Pelet Kompos Berbasis Kotoran Kambing Hasil Biofiltrasi Sebagai Pupuk. Skripsi. Fakultas Teknik. Jurusan Teknik Kimia Universitas Indonesia. Depok
Hadisoewignyo, L. dan A. Fudholi. 2013. Sediaan Solida. Pustaka Pelajar : Yogyakarta. 256 hlm.
Hanafiah, K., A. 2007. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. PT Rajagrafindo Persada : Jakarta. 358 hlm.
Hardika, G., Warji, dan B. Lanya. 2013. Rancang Bangun dan Uji Kinerja Mesin Granulator Beras Jagung. Jurnal Teknik Pertanian. 2 (2): 67- 76.
Hidayat, B., N. Kalsum, dan Surfiana. 2009. Karakteristik Tepung Ubi Kayu Modifikasi Yang Diproses Dengan Menggunakan Metode Pragelatinisasi Parsial. Jurnal Teknologi Pertanian.14(2):153-157.
Isroi. 2009. Pupuk Organik Granul :Sebuah Petunjuk Praktis.C.V Andi Offset : Yogyakarta. 50 hlm.
Isroi dan N. Yuliarti. 2009. Kompos. C.V Andi Offset : Yogyakarta.50 hlm. Kuyik, A. R., P. Tumewu, D. M. F. Sumampow, dan E. G. Tulungen. 2013. Respons Tanaman Jagung Manis (Zea mays saccharata L.) Terhadap Pemberian Pupuk Organik. Cocos. 2(4):8-10.
Mardiana, A. 2011. Karakteristik Pelet Kompos Berbasis Kotoran Kambing Hasil Biofiltrasi Sebagai Pupuk. Skripsi. Fakultas Teknik. Jurusan Teknik Kimia Universitas Indonesia. Depok
Nurhidayati, I. Pujiwati, A. Solichah, Djuhari, dan A. Basit. 2008. e-books Pertanian Organik. Universitas Negeri Malang : Malang.185 hlm.
45
Puspitasari, T. C. 2009. Pengaruh Beberapa Tingkat Konsentrasi Perekat yang Terbuat Dari Tepung Tapioka Terhadap Kualitas Briket Batu Bara. Skripsi. Fakultas Pertanian Jurusan Teknik Pertanian Universitas Lampung. Bandar Lampung
Simanungkalit, R.D.M., Didi, R. Saraswati, D. Setyorini, dan W. Hartatik. 2006. Pupuk Organik dan Pupuk Hayati. Balai Besar Penelitian dan
Pengembangan Sumberdaya Lahan Pertanian. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. 14 hlm
Sirappa, M. P. dan Wahid. 2012. Kajian Tiga Jenis Pupuk Organik Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Padi Rawa di Desa Debowae, Kecamatan Waeapo, Kabupaten Buru. Jurnal Budidaya Pertanian. 8(2): 96-100.
Supriya, P., B. Rajni, dan A. C. Rana. 2012.Pelletization Techniques: ALiteratureReview. International Research Journal of Pharmacy. 3(3): 43 – 47.
