Oleh: Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Sri Rachmania Juliastuti, M. Eng. Ir. Nuniek Hendrianie, M. T.

(1)

SIDANG SKRIPSI

Peran Mikroorganisme Azotobacter chroococcum,

Pseudomonas putida, dan Aspergillus niger pada

Pembuatan Pupuk Cair dari Limbah Cair Industri

Pengolahan Susu

Oleh:

Fitrilia Hajar Pambudi Khalimatus Sa’diyah

2308100079 2308100085

Dosen Pembimbing :

Dr. Ir. Sri Rachmania Juliastuti, M. Eng. Ir. Nuniek Hendrianie, M. T.

Laboratorium Pengolahan Limbah Industri Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknologi Industri

(2)

(3)

Kebutuhan Pupuk Tinggi

Volume Limbah Susu Tinggi

Pupuk Organik Cair

Kebutuhan Buah Organik Meningkat

(4)

Memanfaatkan limbah cair pabrik

susu sebagai bahan baku

pembuatan pupuk organik cair

untuk tanaman buah

Mengamati pengaruh penambahan

tepung tulang terhadap kandungan

P pada pupuk organik cair dari

(5)

Mengamati pengaruh

penambahan biofertilizer pada

kualitas pupuk organik cair dari

limbah cair pabrik susu

Membandingkan pengaruh antara

pupuk organik cair, pupuk organik

cair+tepung tulang+biofertilizer,

dan pupuk anorganik

(6)

Memberikan alternatif bahan baku

produksi pupuk organik cair dari

limbah cair industri susu

Mengetahui pengaruh penambahan

tepung tulang dan biofertilizer

(7)

(8)

Anorganik

Pupuk hasil proses

rekayasa secara kimia,

fisik, dan biologis

Organik

Pupuk yang terdiri dari

bahan organik yang

berasal dari tumbuhan

maupun hewan

(9)

Standar Kualitas Pupuk menurut Departemen Pertanian

PERSYARATAN TEKNIS PUPUK ANORGANIK

BERDASARKAN PERATURAN MENTERI PERTANIAN RI No.09/KPTS/TP.260/1/2003

TENTANG PUPUK ANORGANIK

No Jenis Hara Pupuk Hara Makro Padat Pupuk Hara Makro Cair

1 Nitrogen (total) Min. 30% Min. 10%

2 Fosfor (P₂O₅) Min. 30% Min. 10%

3 Kalium (K₂O) Min. 30% Min. 10%

4 Seng (Zn) Maks. 0,5% Maks. 0,25%

5 Baron (B) Maks. 0,25% Maks. 0,125%

6 Tembaga (Cu) Maks. 0,5% Maks. 0,25%

7 Mangan (Mn) Maks. 0,001% Maks. 0,001%

8 Molibden (Mo) Maks. 0,002% Maks. 0,0005%

(10)

Kandungan Limbah Cair Pabrik Susu

No

Komposisi

Satuan

Jumlah

1 BOD

mg/l

13750

2 COD

mg/l

23000

4 Nitrogen

%

0,499

5 Fosfor

%

0,077

6 Kalium

%

0,678

7 pH

11,36

(11)

Perbandingan Kandungan P dari Berbagai Bahan

Bahan % N % P

Abu tanaman

- 2 – 5

Tepung ikan

4,5 – 10 3,4 – 7

Tepung tulang

2 – 4,5 15 – 35

Darah kering

13 2

Tepung bekicot

- 20,3

Dedak

- 1,43

(12)

Bahan hasil penggilingan tulang yang telah dihancurkan

Sumber kalsium (Ca) dan fosfor (P) bagi tanaman dan ternak

Pada beberapa jenis tanah memiliki efektivitas yang sama dengan

(13)

• Mempunyai kemampuan ganda yaitu sebagai penambat nitrogen dan penghasil zat pengatur tumbuh yang unggul.

Azotobacter chroococcum

• Mampu meningkatkan kelarutan P dari AlPO₄ sebesar 6-19 kali lipat

• Mampu meningkatkan kandungan P dalam pupuk TSP sebesar 60-135 %

Pseudomonas putida

• Mampu meningkatkan kelarutan P dari AlPO₄ sebesar 135% dan meningkatkan P pada tanah ultisol sebesar 30,4 %

(14)

 Bakteri gram negatif yang bersifat aerobik

 Sensitif terhadap asam, konsentrasi garam yang tinggi, dan temperatur di atas 35o_C

 Tumbuh pada pH netral

 Bakteri ini mampu mengubah nitrogen (N₂) dalam atmosfer menjadi ammonia (NH₃) melalui proses pengikatan nitrogen serta mempunyai kemampuan menghasilkan zat pengatur tumbuh yang unggul

(15)

 Bakteri aerob yang dapat tumbuh optimal pada suhu 25-30o_C

 Tidak dapat tumbuh pada kondisi masam dengan pH 4-5

 Mempunyai kemampuan yang tinggi dalam malarutkan fosfat serta menghasilkan zat pengatur tumbuh bagi tanaman

(16)

 Tumbuh pada suhu 35

o

_C-37

o

_C

(optimum)

 Memerlukan oksigen yang cukup

(aerobik)

 pH optimum antara 4-5

 Aspergillus niger mempunyai

kemampuan dalam melarutkan

fosfat

(17)

Nitrogen

Membantu pertumbuhan pada fase vegetatif yaitu

pertumbuhan cabang, daun, dan batang

Membantu proses pembentukan klorofil, fotosintesis, protein,

lemak, dan persenyawaan organik lainnya

(18)

Fosfor

 Membentuk akar

 Meningkatkan hasil biji-bijian dan

umbi-umbian

 Memperkuat batang tanaman

 Mempercepat penuaan buah

(19)

Kalium

 Membantu pembentukan protein dan karbohidrat  Memperkuat jaringan tanaman

 Membentuk antibodi tanaman

 Merawat kondisi air di dalam sel dan jaringan  Mengatur turgor (tegangan sel) dan menutup stomata

 Mengatur akumulasi dan translokasi karbohidrat yang baru terbentuk

(20)

No Nama Tahun Judul

1 Sri Wedhastri 2002 Isolasi dan Seleksi Azotobacter sp. Penghasil Faktor Tumbuh dan Penambat Nitrogen dari Tanah Masam.

2 Yulya Fitria 2008 Pembuatan Pupuk Organik Cair dari Limbah Cair Industri Perikanan Menggunakan Asam Asetat dan EM₄

(Effective Microorganisme 4).

3 G. Thirumaran, M. Arumugam, dan P.

Anantharaman

2009 Effect of Seaweed Liquid Fertilizer on Growth and Pigment Concentration of Abelmoschus esculentus (l) medikus

4 Dita Prariesta, Renee Winata

2009 Peningkatan Kualitas Pupuk Organik Cair dari Limbah Cair Produksi Biogas.

(21)

(22)

Volume limbah cair pabrik susu : 10 liter

Temperatur operasi : 25 – 35o_C

DO : > 2 mg O₂/liter

pH operasi : 4 – 5 (kondisi tumbuh

Aspergillus niger) dan 7 (kondisi tumbuh Azotobacter chroococcum dan Pseudomonas putida)

(23)

Konsentrasi bakteri A. chroococcum,

bakteri P. putida, dan jamur A. niger

pada kondisi fase log

• 4 % w/w = 404,3 gram • 7 % w/w = 707,1 gram

(24)

1 2 3 4 • Keterangan gambar : 1. Aerator 2. Selang bening 3. Bak plastik 4. Difusser

(25)

Persiapan limbah cair industri pengolahan susu sapi

Penyaringan Padatan dibuang

Filtrat Analisa N, P, K, dan pH

Penambahan tepung tulang sesuai variabel

Pengadukan secara berkala selama 1 minggu

(26)

B

Penyaringan Padatan dibuang

Filtrat Analisa P

Sterilisasi A

(27)

C

Aerasi sampai kadar DO > 2 mg O₂ per liter

Penambahan Pseudomonas

putida sesuai dengan variabel

Pengaturan pH menjadi 4-5

B

Penambahan Aspergillus niger sesuai dengan variabel

(28)

D

Proses selama 3 hari

Sterilisasi

C

Pengaturan pH menjadi netral _{Penambahan Azotobacter}

chroococcum sesuai dengan

(29)

Proses selama 3 hari D

Analisa N, P, dan K

Sterilisasi

Pupuk organik cair

(30)

(31)

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Phosphate Nitrogen Kalium

K

ada

r (%)

Komposisi Limbah Cair

Mula-mula

4% Tepung Tulang 7% Tepung Tulang

(32)

• Tepung tulang yang digunakan mengandung 3,65% N, 13,16% P, 0,16% K, dan 19,82% Ca.

• Setelah penambahan 4% tepung tulang, kadar N, P, K meningkat menjadi 3,75% N ; 2,90% P ; 12,09% K.

• Sedangkan untuk penambahan 7% tepung tulang, kadar N, P, K mencapai 39,86% N ; 4,82% P ; 16% K.

(33)

Grafik Pengaruh Penambahan Biofertilizer A. chroococcum dan A. niger terhadap Kadar N untuk Berbagai Ratio Konsentrasi

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 Ac : An 0 : 0 Ac : An 0 : 1 Ac : An 0 : 2 Ac : An 1 : 0 Ac : An 1 : 1 Ac : An 1 : 2 K ada r N (%) Variabel Biofertilizer (% V/V) Sebelum Penambahan Biofertilizer (4% Tepung Tulang) Setelah Penambahan Biofertilizer (4% Tepung Tulang) Sebelum Penambahan Biofertilizer (7% Tepung Tulang) Setelah Penambahan Biofertilizer (7% Tepung Tulang)

(34)

• Kadar N paling tinggi adalah pada variabel 4% tepung tulang dengan perbandingan A. chroococcum : A. niger sebesar 1 : 0 yaitu 290,05% N.

• Nitrogen dalam pupuk cair berupa ammonia (NH₄+_{) dan}

(35)

0 3 6 9 12 15 18 21 24 Ac : An 0 : 0 Ac : An 0 : 1 Ac : An 0 : 2 Ac : An 1 : 0 Ac : An 1 : 1 Ac : An 1 : 2 K ada r P (%) Variabel Biofertilizer (% V/V) Sebelum Penambahan Biofertilizer (4% Tepung Tulang) Setelah Penambahan Biofertilizer (4% Tepung Tulang) Sebelum Penambahan Biofertilizer (7% Tepung Tulang) Setelah Penambahan Biofertilizer (7% Tepung Tulang)

Grafik Pengaruh Penambahan Biofertilizer A. chroococcum dan A. niger terhadap Kadar P untuk Berbagai Ratio Konsentrasi

(36)

• Kadar P paling tinggi adalah pada variabel 7% tepung tulang dengan perbandingan A. chroococcum : A. niger sebesar 1 : 2 yaitu 23,49% P.

• P dalam pupuk cair berupa P₂O₅. Peningkatan P pada variabel

A. chroococcum : A. niger dengan perbandingan 0 : 2 lebih

besar daripada perbandingan 0 : 1

• Pada perbandingan 1 : 2 lebih besar daripada perbandingan 1 : 1, yang berarti bahwa semakin banyak penambahan A.

(37)

Grafik Pengaruh Penambahan Biofertilizer A. chroococcum dan A. niger terhadap Kadar K untuk Berbagai Ratio Konsentrasi

0 3 6 9 12 15 18 21 24 Ac : An 0 : 0 Ac : An 0 : 1 Ac : An 0 : 2 Ac : An 1 : 0 Ac : An 1 : 1 Ac : An 1 : 2 Kad ar K (%) Variabel Biofertilizer (% V/V) Sebelum Penambahan Biofertilizer(4% Tepung Tulang) Setelah Penambahan Biofertilizer (4% Tepung Tulang) Sebelum Penambahan Biofertilizer (7% Tepung Tulang) Setelah Penambahan Biofertilizer (7% Tepung Tulang)

(38)

• Kadar K paling tinggi adalah pada variabel 7% tepung tulang dengan perbandingan A. chroococcum : A. niger sebesar 1 : 2 dengan kadar K sebesar 22,83% K.

• Terlihat juga bahwa semakin banyak biofertilizer yang ditambahkan maka kadar K yang dihasilkan juga semakin banyak.

(39)

Grafik Pengaruh Penambahan Biofertilizer A. chroococcum dan P. putida terhadap Kadar N untuk Berbagai Ratio Konsentrasi

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 Ac : Pp 0 : 0 Ac : Pp 0 : 1 Ac : Pp 0 : 2 Ac : Pp 1 : 0 Ac : Pp 1 : 1 Ac : Pp 1 : 2 K ad ar N ( %) Variabel Biofertilizer (% V/V) Sebelum Penambahan Biofertilizer (4% Tepung Tulang) Setelah Penambahan Biofertilizer (4% Tepung Tulang) Sebelum Penambahan Biofertilizer (7% Tepung Tulang) Setelah Penambahan Biofertilizer (7% Tepung Tulang)

(40)

• Kadar N paling tinggi adalah pada variabel 7% tepung tulang dengan perbandingan 1 : 1 antara A. chroococcum : P. putida yaitu sebesar 294,97% N.

• Pada variabel dengan penambahan A. chroococcum

mempunyai kadar N yang lebih tinggi dibandingkan dengan variabel tanpa penambahan A. chroococcum.

(41)

Grafik Pengaruh Penambahan Biofertilizer A. chroococcum dan P. putida terhadap Kadar P untuk Berbagai Ratio Konsentrasi

0 2 4 6 8 10 12 14 Ac : Pp 0 : 0 Ac : Pp 0 : 1 Ac : Pp 0 : 2 Ac : Pp 1 : 0 Ac : Pp 1 : 1 Ac : Pp 1 : 2 Kad ar P (%) Variabel Biofertilizer (% V/V) Sebelum Penambahan Biofertilizer (4% Tepung Tulang) Setelah Penambahan Biofertilizer (4% Tepung Tulang) Sebelum Penambahan Biofertilizer (7% Tepung Tulang) Setelah Penambahan Biofertilizer (7% Tepung Tulang)

(42)

• Kadar P paling tinggi adalah pada variabel 7% tepung tulang dengan perbandingan A. chroococcum : P. putida sebesar 1 : 2 yaitu 12,90% P.

• Semakin banyak penambahan P. putida maka semakin besar pula kadar P yang dihasilkan.

(43)

Grafik Pengaruh Penambahan Biofertilizer A. chroococcum dan P. putida terhadap Kadar K untuk Berbagai Ratio Konsentrasi

0 3 6 9 12 15 18 21 Ac : Pp 0 : 0 Ac : Pp 0 : 1 Ac : Pp 0 : 2 Ac : Pp 1 : 0 Ac : Pp 1 : 1 Ac : Pp 1 : 2 Kad ar K (%) Variabel Biofertilizer (% V/V) Sebelum Penambahan Biofertilizer (4% Tepung Tulang) Setelah Penambahan Biofertilizer (4% Tepung Tulang) Sebelum Penambahan Biofertilizer (7% Tepung Tulang) Setelah Penambahan Biofertilizer (7% Tepung Tulang)

(44)

• Kadar K paling tinggi adalah pada variabel 4% tepung tulang dengan perbandingan A. chroococcum : P. putida sebesar 1 : 2 yaitu 20,65% K.

• Terlihat juga bahwa semakin banyak biofertilizer yang ditambahkan maka kadar K yang dihasilkan juga semakin tinggi.

(45)

0 3 6 9 12 15 18 21 24 Ac : An 0 : 0 Ac : An 0 : 1 Ac : An 0 : 2 Ac : An 1 : 0 Ac : An 1 : 1 Ac : An 1 : 2 Ac : Pp 0 : 0 Ac : Pp 0 : 1 Ac : Pp 0 : 2 Ac : Pp 1 : 0 Ac : Pp 1 : 1 Ac : Pp 1 : 2 Ka da r P (% ) Variabel Biofertilizer 4% Tepung Tulang 7% Tepung Tulang

(46)

Grafik Rata-rata Pertumbuhan Tinggi Batang Tanaman per 5 Hari 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 Blanko Pupuk Anorganik 1:2 Ac:Pp 7% Tepung Tulang 1:2 Ac:An 7% Tepung Tulang Pertum bu han rata -rata Ba ta ng (cm ) Variabel Cabai Terong

(47)

• Pertumbuhan batang cabai paling tinggi adalah pada variabel 7% tepung tulang dengan perbandingan A. chroococcum : A.

niger sebesar 1 : 2 dengan kadar N, P, K sebesar 224% N, 23% P,

23% K. Rata-rata pertumbuhan batang adalah 1,07 cm per 5

hari.

• Dalam pupuk pada variabel tersebut, kadar N adalah kadar paling tinggi. N berfungsi untuk membantu pertumbuhan pada fase vegetatif, yaitu pertumbuhan cabang, daun, dan batang.

(48)

• Pertumbuhan batang terong paling tinggi adalah pada variabel 7% tepung tulang dengan perbandingan A. chroococcum : A.

niger sebesar 1 : 2.

• Rata-rata pertumbuhannnya adalah 1,29 cm per 5 hari, dimana pertumbuhannya lebih tinggi daripada pemakaian pupuk anorganik.

(49)

Grafik Rata-rata Pertumbuhan Lebar Daun Tanaman per 5 Hari 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 Blanko Pupuk Anorganik 1:2 Ac:Pp 7% Tepung Tulang 1:2 Ac:An 7% Tepung Tulang Per tum b u h an r ata -r ata Dau n ( cm ) Variabel Cabai Terong

(50)

• Pertumbuhan lebar daun cabai paling tinggi adalah pada variabel 7% tepung tulang dengan perbandingan A.

chroococcum : A. niger sebesar 1 : 2 dengan rata-rata

pertumbuhan batang adalah 0,23 cm per 5 hari.

• Apabila dilihat dari segi warna daun, pada variabel 7% tepung tulang untuk dengan perbandingan A. chroococcum : A. niger sebesar 1 : 2 mempunyai warna daun yang lebih hijau

(51)

• Pertumbuhan lebar daun terong paling tinggi adalah pada variabel 7% tepung tulang dengan perbandingan A.

chroococcum : A. Niger sebesar 1 : 2. Rata-rata

pertumbuhannnya adalah 0,74 cm per 5 hari.

• Tetapi pada variabel 7% tepung tulang dengan perbandingan

A. chroococcum : P. putida sebesar 1 : 2 dengan kadar N, P, K

sebesar 7% N, 10% P, 21% K pertumbuhan lebar daun lebih kecil daripada pupuk anorganik, rata-rata pertumbuhannya yaitu 0,21 cm per 5 hari.

(52)

Grafik Hasil Panen Tanaman 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Blanko Pupuk Anorganik 1:2 Ac:Pp 7% Tepung Tulang 1:2 Ac:An 7% Tepung Tulang Hasil Panen ( gr am /t anam an) Variabel Cabai Terong

(53)

• Hasil panen cabai dan terong paling bagus adalah pada variabel 7% tepung tulang dengan perbandingan A. chroococcum : A.

niger sebesar 1 : 2 dengan kadar N, P, K sebesar 224% N, 23% P,

23% K.

• Hasil panen tanaman cabai adalah 56,66 gram/tanaman dan untuk tanaman terong adalah 164,75 gram/tanaman.

• Pada pupuk anorganik, yaitu sebesar 44,28 gram/tanaman untuk cabai dan 116,66 gram/tanaman untuk terong.

(54)

(55)

1. Limbah cair dari limbah pabrik susu dapat digunakan sebagai pupuk organik cair untuk tanaman buah.

2. Penambahan tepung tulang mampu meningkatkan kadar N, P, K dalam limbah cair dan variabel yang paling baik adalah 7% w/w tepung tulang.

3. Penambahan biofertilizer mampu meningkatkan kadar N, P, K dengan baik pada variabel 7% tepung tulang dengan penambahan A.

chroococcum : A. niger sebesar 1 : 2 yaitu 224% N, 23% P, 23% K dan

7% tepung tulang dengan penambahan A. chroococcum : P. putida sebesar 1 : 2 yaitu 245% N, 13% P, 19% K.

(56)

4. Berdasarkan hasil pengamatan tanaman uji, pupuk organik cair dengan variabel 7% tepung tulang dengan penambahan

A. chroococcum : A. niger sebesar 1 : 2 mampu meningkatkan

pertumbuhan tinggi batang, lebar daun dan hasil panen yang lebih baik daripada pupuk anorganik yang dijual di pasaran.

(57)