KAJIAN AWAL PEMBUATAN PUPUK CAIR
ORGANIK AKTIF DARI EFFLUENT PENGOLAHAN
LANJUT LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT
(LCPKS) SKALA PILOT
SKRIPSI
Oleh
DEDY ANWAR
080405009
KAJIAN AWAL PEMBUATAN PUPUK CAIR
ORGANIK AKTIF DARI EFFLUENT PENGOLAHAN
LANJUT LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT
(LCPKS) SKALA PILOT
SKRIPSI
Oleh
DEDY ANWAR
080405009
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DESEMBER 2013
PRAKARTA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan
Skripsi dengan judul “Kajian Awal Pembuatan Pupuk Cair Organik Aktif dari Effluent Pengolahan Lanjut Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) Skala
Pilot”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Hasil penelitian ini:
Penelitian ini membantu pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit menjadi produk yang lebih berguna bagi masyarakat.
Penelitian ini memberikan sumbangan ilmu pengetahuan tentang pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit
Penelitian ini mewujudkan proses bersih (zero emission dan zero waste) Penelitian ini pernah dipublikasikan dalam jurnal yang berjudul “Kajian
Awal Pembuatan Pupuk Cair Organik Aktif dari Effluent Pengolahan Lanjut Limbah Cair Pabrik kelapa Sawit” di Departemen Teknik Kimia.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar – besarnya kepada:
1. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si. selaku Pembimbing
2. Metawater Co. Ltd. – Jepang sebagai Penyandang dana 3. Mr. Yhosimasa Tomiuchi dari Metawater Co. Ltd.
4. Prof. Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, M.T selaku dosen penguji 5. Ir. Bambang Trisakti, M.Si selaku dosen penguji
iv
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, Desember 2013
Penulis Dedy Anwar
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1. Orang tua penulis, Ayahanda Makmur dan Ibunda N.Harahap yang sangat banyak memberikan dukungan moril maupun bantuan materil bagi penulis dalam segala hal.
2. Saudara penulis yaitu Rini Susanti, B.FA., M.Sc dan Yenni Windasari serta Ibu Tjoa Tjioe Ha, Ibu Nursatia dan Bpk Nurdin yang telah memberi semangat dan saran dalam menyelesaikan studi.
3. Rekan Penelitian Basril Amirza Harahap serta rekan-rekan LPPM Community yaitu Bg.Zoeliadi, Juliananta Sitepu, Alfy Syahrin T, Jhon Almer S Pasaribu, Elton Jhon M Situmeang, Febriansyah Ansari R, Riki Handoko, Kharis Munandar Tanjung, dan Vandi Desriandy
4. Teman Sejawat, adik dan abang/kakak senior Teknik Kimia terutama stambuk 2008 yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
vi
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Dedy Anwar NIM: 080405009
Tempat / Tanggal Lahir: Padangsidimpuan / 08 Agustus 1990
Nama Orang Tua: Makmur
Alamat Orang Tua: Jl. BM. Muda No.21 Padangmatinggi Lestari Kec. Padangsidimpuan Selatan Kota Padangsidimpuan
Asal Sekolah
TK Bayangkhari Padangsidimpuan tahun 1995 – 1996 SD Negeri No. 200101 Padangsidimpuan tahun 1996 – 2002 SMP Negeri 1 Padangsidimpuan tahun 2002 – 2005
SMA Negeri 3 Padangsidimpuan tahun 2005 – 2008 Beasiswa yang pernah diperoleh :
Bantuan Belajar Mahasiswa (BBM) tahun 2009 Program Mahasiswa Wirausaha tahun 2011 Pengalaman Organisasi / Kerja
HMI FT – USU Periode 2008 – 2009 Sebagai Anggota Bidang PTKP Covalen Study Group Periode 2010 – 2011 Sebagai Ketua Bidang HUMAS Himatek periode 2011 – 2012 sebagai Anggota Pendidikan dan Kaderisasi
ABSTRAK
Penelitian ini merupakan pengkajian terhadap rancangan pilot plant pupuk organik cair. Penelitian ini bertujuan merancang proses pembuatan pupuk cair organik dari limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS) serta menghasilkan pupuk. Bahan yang digunakan adalah Effluent pengolahan lanjut LCPKS dengan starter berupa campuran molase, ragi dan EM-4. Variabel yang diamati adalah
Total Solid (TS), Volatile Solid (VS), Total Suspended Solid (TSS),Volatile Suspended Solid (VSS), Chemical Oxygen Demand (COD), dan Uji kandungan
pupuk. Penelitian dimulai dari pembuatan starter dilanjutkan dengan loading
rate mulai dari HRT 2500 dan diamati pada HRT 100, 90 dan 80 hari. COD effluent awal pada pengolahan 8.600 mg/l menurun hingga 1.580 mg/l dengan
hasil uji kandungan Nitrogen 0.14%, P2O5 0.05%, K2O 0.07%, MgO 0,01%,
CaO 0.001mg/l, C.Organik 0,12%, dan Ratio C/N 0.86
viii
ABSTRACT
This study is an assessment of the design of the pilot plant liquid organic fertilizer. This study aims to design an organic liquid fertilizer manufacturing process of palm oil mill effluent (POME) and produce fertilizer. Materials used are Effluent further processing of POME and starter mixture of molasses, yeast and EM-4. The variables measured were Total Solid (TS), Volatile Solid (VS), Total Suspended Solid (TSS), Volatile Suspended Solid (VSS), Chemical Oxygen Demand (COD), and analysis content of fertilizers. The research starts from the manufacture of starter followed by a loading rate ranging from HRT 2500 and observed in HRT 100, 90 and 80 days. Effluent COD concentration on the processing of 8,600 mg/l decreased to 1.580 mg/l with assay results analysis content of fertilizer Nitrogen 0.14%, P2O50.05%, K2O 0.07%, MgO 0,01%, CaO
0.001mg/l, C.Organic 0,12%, dan Ratio C/N 0.86
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i
PENGESAHAN ii
PRAKARTA iii
DEDIKASI v
RIWAYAT HIDUP PENULIS vi
ABSTRAK vii
ABSTRACT viii
DAFTAR ISI ix
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR TABEL xii
DAFTAR LAMPIRAN xiii
DAFTAR SINGKATAN xiv
DAFTAR SIMBOL xv BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 LATAR BELAKANG 1 1.2 PERUMUSAN MASALAH 3 1.3 TUJUAN PENELITIAN 3 1.4 MANFAAT PENELITIAN 3
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1 LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT 5
2.2 UNSUR HARA DALAM LCPKS 7
2.3 EFFLUENT 7
2.4 PUPUK 9
ix
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 19
3.1 LOKASI PENELITIAN 19 3.2 BAHAN PENELITIAN 19 3.3 PERALATAN 19 3.3.1 PERALATAN UTAMA 22 3.3.2 PERALATAN AKSESORIS 24 3.3.3 PERALATAN ANALISA 31 3.4 TAHAPAN PENELITIAN 31 3.4.1 KOMISIONING ALAT 32 3.4.2 KALIBRASI ALAT 33 3.4.3 PREPARASI UMPAN 33
3.4.4 LOADING UP DAN OPERASI TARGET 33
3.5 PENGUJIAN SAMPEL 34
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 37
4.1 GRAFIK LOADING RATE HRT PILOT PLANT 37
4.2 GRAFIK PENGUJIAN SAMPEL 38
4.2.1 PERUBAHAN NILAI Ph 38
4.2.2 PERUBAHAN NILAI TS 39
4.2.3 PERUBAHAN NILAI VS 40
4.2.4 PERUBAHAN NILAI MLSS 40
4.2.5 PERUBAHAN NILAI MLVSS 42
4.2.6 PERUBAHAN NILAI COD 43
4.3 UJI KANDUNGAN PUPUK 44
4.4 UJICOBA PEMAKAIAN PUPUK CAIR ORGANIK 45
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 49
5.1 KESIMPULAN 49 5.2 SARAN 49 DAFTAR PUSTAKA 51 LAMPIRAN A 52 LAMPIRAN B 57 LAMPIRAN C 59 LAMPIRAN D 60
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Pengolahan POME sistem kolam terbuka (lagoon) 6
Gambar 2.2 Effluent dari digester anaerobik 8
Gambar 3.1 Flowsheet Pembuatan pupuk organik aktif skala pilot 20
Gambar 3.2 Tampak depan Pilot Plant 21
Gambar 3.3 Tampak belakang Pilot Plant 21
Gambar 3.4 Bioreaktor anaerobik 23
Gambar 3.5 Gambar Pemekat Graviti 24
Gambar 3.6 Gambar tampilan luar dan dalam tangki pengaduk 25
Gambar 3.7 Storage Tank 26
Gambar 3.8 Tangki Pendingin 26
Gambar 3.9 Beberapa pompa yang dipakai dalam penelitian 27 Gambar 3.10 Gambar perpipaan dengan penggunaan flange 28
Gambar 3.11 Visualisasi Thermocouple 28
Gambar 3.12 Tampilan Kompresor 28
Gambar 3.13 Motor (kanan) dan Gear box (kiri) 29
Gambar 3.14 Control panel sisi luar dan sisi dalam 29
Gambar 3.15 Tampilan water trap 30
Gambar 3.16 Level sensor (kiri) dan level indikator (kanan) 30
Gambar 3.17 Flowchart Prosedur Penelitian 32
Gambar 4.1 Grafik Loading rate HRT pilot plant 37
Gambar 4.2 Grafik perubahan nilai pH terhadap waktu 38 Gambar 4.3 Grafik Perubahan nilai TS terhadap waktu 39 Gambar 4.4 Grafik perubahan nilai VS terhadap waktu 40 Gambar 4.5 Grafik perubahan nilai MLSS terhadap waktu 41 Gambar 4.6 Grafik perubahan nilai MLVSS terhadap waktu 42
xi
Gambar D.1 Pabrikasi Tangki 60
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1.1 Beberapa penelitian menyangkut pengolahan limbah
menjadi pupuk 2
Tabel 2.1 Karakteristik limbah cair pabrik kelapa sawit 5 Tabel 2.2 Standar mutu limbah cair industri minyak sawit 6 Tabel 2.3 Komposisi nutrisi pada limbah cair pabrik kelapa sawit 7 Tabel 2.4 Komposisi keluaran ( effluent ) digester anaerobik 8 Tabel 2.5 Fertilizer Production, Tahun 2002 – 2010 10 Tabel 2.6 Fertilizer Consumption on Domestic Market and Export
Market, Tahun 2002-2010 10
Tabel 2.7 Persyaratan teknis minimal pupuk organik 14 Tabel 2.8 Jenis bakteri penambat N2 yang hidup bebas
(nonsimbiotik) 15
Tabel 2.9 Investasi dan Operasional 18
Tabel 3.1 Spesifikasi Bioreaktor dan Aksesorisnya 22
Tabel 3.2 Spesifikasi Pemekat Graviti 23
Tabel 3.3 Spesifikasi Tangki Pengaduk 24
Tabel 3.4 Spesifikasi Tangki Timbun (Storage Tank) 25
Tabel 4.1 Hasil Uji Kandungan Pupuk 44
Tabel 4.2 Data Tanaman Jagung Umur 2,5 bulan 45
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN A DATA HASIL PENGAMATAN 51
A.1 Data Laju degradasi nilai pH, TS, VS MLSS,
dan MLVSS 51
LAMPIRAN B CONTOH HASIL PERHITUNGAN 55
B.1 Perhitungan Kadar Total Solid (TS) 55
B.2 Perhitungan Kadar Volatile Solid (VS) dan
Kadar Abu 55
B.3 Perhitungan Kadar Total Suspended Solid
(TSS) 56
B.4 Perhitungan Kadar Volatil SuspendedSolid dan
Kadar Abu 56
LAMPIRAN C FOTO HASIL PERCOBAAN 57
C.1 Pabrikasi Tangki 57
DAFTAR SINGKATAN
HRT Hidraulyc Retention Time
pH power of Hydrogen
ppm part per million
LCPKS Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
CPO Crude Palm Oil
PKS Pabrik Kelapa Sawit
COD Chemical Oxygen Demand
BOD Biologi Oxygen Demand
TS Total Solid
VS Volatile Solid
TSS Total Suspended Solid
VSS Volatile Suspended Solid
CDM Clean Development Mechanisme
MLSS Mixed Liquor Suspended Solid
xv
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Dimensi
C Carbon H Di Udara N Nitrogen P Phospat K Kalium S Sulfur CH4 Methana Mg Magnesium
