SKRIPSI
Oleh :
PURWANTO ARIEF SETIAWAN NPM . 0331010042
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN “ JAWA TIMUR SURABAYA
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Memperoleh Gelar Sarjana
Jurusan Teknik Kimia
Oleh :
PURWANTO ARIEF SETIAWAN NPM . 0331010042
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN “ JAWA TIMUR SURABAYA
KAJIAN PRODUKSI PUPUK KALIUM PHOSPAT DARI AIR BUANGAN INDUSTRI RUMPUT LAUT
Disusun Oleh :
PURWANTO ARIEF SETIAWAN NPM . 0331010042
Telah Dipertahankan Dihadapan Dan Diterima Oleh Tim Dosen Penguji Skripsi Pada Tanggal 26 November 2007
Tim Penguji : 1.
Ir. Ketut Sumada, MS NIP. 030 195 019
Pembimbing : 1.
Ir. C. Pujiastuti, MT NIP. 030 194 450 2.
Ir. Tjatoer Welasih, MT NIP. 030 194 448
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Industri Rumput laut menghasilkan limbah berupa cairan. Limbah ini berasal dari hasil
pencucian dan limbah hasil pemasakan rumput laut. Limbah yang berasal dari pemasakan
rumput laut masih asli dan belum memperoleh pengenceran sehingga lebih pekat dibandingkan
limbah hasil pencucian. Cairan limbah ini mengandung bahan – bahan organik dan memiliki
beban polusi atau pencemaran lingkungan yang tinggi jika langsung dibuang ke sungai.
Air Limbah buangan Industri rumput laut berdasarkan proses produksinya mengandung
NaCl, Kalium serta Lignin. Limbah ini bila dilepas atau dibuang ke sungai akan menyebabkan
pencemaran lingkungan. Komponen yang terkandung dalam air limbah ini yaitu unsur K dan N
atau unsur – unsur mikro bisa bermanfaat untuk tanaman dan baik untuk pembentukan tanah
(Saifuddin,1986). Yaitu dengan memanfaatkan unsur Kalium ( K ) yang terdapat dalam limbah industri Rumput laut, sebagai bahan pembuatan pupuk. Unsur ( K ) berasal dari Senyawa KOH
I.2 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah :
1. Untuk mengkaji kadar unsur multinutrien dalam pupuk dengan penambahan Alumunium
Sulfat dan Asam Phosphat pada produksi pupuk K3PO4
2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan koagulan yaitu Alumunium Sulfat
(Al2 (SO4)3) pada proses tersebut diatas.
I.3 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah :
1. Mengurangi pencemaran lingkungan oleh air buangan limbah industri rumput laut.
2. Dapat dijadikan salah satu alternatif atau cara pengolahan limbah industri rumput
laut
3. Memberi nilai tambah pada limbah industri rumput laut dalam pengolahannya
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Tinjauan secara umum
Rumput laut atau algae yang dikenal dengan nama seaweed merupakan bagian terbesar
dari tanaman rumput laut dan dapat digunakan oleh manusia sebagai bahan makanan, obat –
obatan dan bahan mentah industri dalam negeri serta bahan ekspor non migas. Rumput laut
sendiri merupakan tanaman tingkat rendah dan tidak memiliki perbedaan susunan kerangka
seperti akar, batang , dan daun meskipun wujudnya tampak seperti ada perbedaan, tetapi
sesungguhnya merupakan bentuk talus ( Winarno,1996 ).
Dalam setiap 100 gram rumput laut terkandung karbohidrat sebesar 54,3 – 73 %, protein
0,3 – 5,9 % dan kadar air mencapai 80 – 90 % disamping itu juga terdapat
calsium ( Ca), Natrium (Na) , larutan ester serta vitamin A, B, C, D dan E serta yodium yang
sangat tinggi. (Winarno,1996).
Limbah cair industri rumput laut mempunyai potensi sebagai bahan untuk pembuatan
pupuk karena rumput laut juga mempunyai kandungan unsur – unsur mikro bagi tanaman dan
juga merupakan unsur hara makro yang sangat dibutuhkan untuk kehidupan dan pertumbuhan
tanaman. Unsur hara yang diperlukan tanaman antara lain Carbon ( C ), Hidogen ( H ),
Oksigen ( O ) Nitrogen ( N), Fosfor ( F ), Kalium ( K ), Kalsium ( Ca ), Magnesium ( Mg ) dan
II.1 Pupuk
Pupuk di bedakan menurut bahan organik tanah tediri dari pupuk alam atau pupuk
organik dan pupuk anorganik atau pupuk kimia ( Saifudin,Sarief.1986). Berdasarkan kandungan unsur hara dibedakan menjadi Pupuk Tunggal yaitu hanya mengandung satu macam unsur hara
misal, Pupuk Urea hanya mengandung unsur Nitrogen ( N ) dan pupuk Majemuk / Pupuk
Multinutrien mengandung lebih dari satu macam unsur hara.contohnya Pupuk NPK .
Pupuk dalam arti luas pupuk mencakup semua bahan yang di tambahkan ke tanah untuk
memberikan unsur tertentu yang penting bagi pertumbuhan tanaman. Untuk meningkatkan dan
menjaga produktivitas persediaan pangan, maka diperlukan unsur hara yang cukup terkandung di
dalam pupuk. Salah satunya adalah penggunaan pupuk anorganik atau pupuk kimia yang paling
efisien. Tergantung susunan kimiawinya suatu jenis pupuk anorganik pada umumnya terdiri dari
berbagai macam garam, basa dan asam. Basa yang kuat dengan asam yang kuat akan
menghasilkan garam yang netral sedangkan suatu basa lemah dengan asam yang kuat
membentuk garam yang bereaksi asam. Dan basa yang kuat dengan asam yang lemah akan
menghasilkan garam yang bereaksi basa.
( Rinsema.W.T, 1983).
Selama ratusan tahun lalu orang telah menggunakan kapur, abu, tulang, kotoran hewan
dan lumpur untuk menambahkan hara pada tanah. Namun seiring dengan berkembangnya
II.1.2 Pupuk Organik
Pupuk organik atau pupuk alam merupakan hasil akhir dari perubahan atau per uraian bagian – bagian atau sisa tanaman dan binatang, Pupuk organik berasal dari limbah atau kotoran
hewan, dan kompos yang dapat diubah dalam tanah menjadi bahan – bahan organik tanah. Pupuk
organik mempunyai kelarutan unsur hara yang rendah di dalam tanah. Biasanya pengunaan
pupuk ini ditujukan untuk memperbaiki sifat fisik dan biologi tanah contoh pupuk organik antara
lain pupuk kandang , pupuk kompos dan pupuk hijau.
Pupuk organik contohnya :
1. Pupuk dari kotoran unggas ( Guano )
Guano terdiri dari kotoran – kotoran binatang yang oleh karena pengaruh alam
maka lambat laun mengalami perubahan – perubahan. Kandungan utamanya ialah unsur
P ( Fosfor ) dan N tetapi ada pula guano yang mengandung unsur K ( Kalium ).Yang
termasuk pupuk guano yakni pupuk yang berasal dari kotoran unggas ( kalelawar ) jenis
pupuk ini memiliki kandungan :
- Kandungan air maks 10 % berat,total nitrogen minimum 3,5 % berat
- Kalium dihitung sebagai K2O minimum 6 % berat (Mul Mulyani, Sutejo,1995 ) 2. Pupuk Kompos ( hijau )
Tanaman atau bagian – bagian tanaman yang masih muda terutama yang
termasuk famili leguminosa, yang dibenamkan ke dalam tanah dengan maksud agar dapat
meningkatkan tersedianya bahan – bahan organik dan unsur – unsur hara bagi
pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Tanaman yang termasuk famili leguminosa
telah umum digunakan sebagai pupuk kandang karna mengandung N yang selalu
jasad renik aktif menguraikannya. Jenis tanaman yang termasuk keluarga leguminosa
misalnya : Crotalaria juncea, cotalaria anagyroides, Tophorosia candida,Mimosa invisa.
(Mul Mulyani, Sutejo,1995 )
II.1.3 Pupuk An organik
Pupuk buatan atau anorganik umumnya memiliki kandungan unsur hara dan
kelarutannya tinggi, dan berguna untuk memperbaiki sifat kimia tanah. Didaerah – daerah
tropik, terutama bagi penduduknya yang melakukan usaha dibidang pertanian, pupuk
organik sangat praktis dalam pemakaian, ekonomis ( meringankan ongkos transportasi )
mudah di dapat , dapat disimpan lama dan memiliki konsentrasi tinggi terhadapzat – zat
makanan yang di butuhkan untuk pertumbuhan tanaman. ( Mulyani, Sutejo,1995 )
contoh pupuk An organik antara lain :
1. Pupuk Urea
Pupuk urea berwarna putih, berbentuk kristal ( butiran atau granular ) yang dalam
keadaan murni mengandung 47 sampai dengan 48 persen nitrogen. Dengan rumus kimia (
NH2 ) 2CO . (Jones.S.Ulysses,1981) 2. Pupuk Kalium Sulfat
Pupuk Kalium Sulfat merupakan pupuk buatan yang berbentuk butiran atau serbuk
dengan rumus kimia K2SO4 . Digunakan sebagai sumber hara kalium dan belerang. (
3. Pupuk Kalium Klorida
Pupuk kalium klorida mengandung unsur hara kalium, berbentuk serbuk, butiran dan
gelintiran dengan rumus kimia KCl yang juga disebut pupuk Muriate of Potash. (
SNI.2002-2805-2005 )
Dalam pemakaian pupuk anorganik terbukti mempunyai kelebihan yang positif
dari pada pupuk organik, seperti pupuk kandang, air kotoran kandang, kotoran manusia
dan kompos diantaranya sebagai berikut :
1. Dengan pupuk anorganik, kita dapat memberikan berbagai zat makanan tanaman dalam
jumlah dan perbandingan yang kita kehendaki.
2. Unsur makanan tanaman dari pupuk anorganik dalam banyak hal bekerja lebih cepat dari
pada pupuk organik karna lebih mudah larut, sedangkan pupuk anorganik dapat kita
berikan pada waktu yang paling tepat, dan bisa juga digunakan sebagai pupuk tambahan,
bilamana ternyata tanaman masih membutuhkan . ( Rinsema.W.T, 1983).
Pada tanah yang telah tersedia pupuk dan unsur haranya dalam keadaan seimbang,
maka kemampuan tanah tersebut dalam menghasilkan produksi pertanian dapat tercapai
dengan optimal oleh karena itu, perlunya menjaga dan meningkatkan produktivitas tanah.
Beberapa macam atau golongan unsur hara yang diperlukan tanaman untuk meningkatkan
produktivitas tanah antara lain unsur hara tersebut digolongkan menjadi unsur hara makro
dan unsur hara mikro. Unsur- unsur C, H, dan O diperoleh tumbuhan dari udara dan air.
Apabila tumbuhan kekurangan salah satu unsur hara makro akan menimbulkan gejala
atau tidak bisa disembuhkan dengan pemberian unsur hara makro yang lain, dan bila
kelebihan unsur hara makro dalam tanah biasanya jarang atau tidak menimbulkan keracunan
pada tanaman .
Sedangkan unsur mikro atau (minor element) diperlukan dalam jumlah yang sedikit saja
yaitu Zn, Fe, Mn, Cu, Bo, Na, Cl dan Si. Maka sebaliknya jika tumbuhan kekurangan unsur
hara mikro juga dapat menimbulkan gejala defisiensi, tetapi dapat disembuhkan dengan
pemberian unsur hara mikro yang lain dan jika kelebihan unsur hara mikro dapat
II.1.4 Unsur Hara
A.Unsur Hara Makro
Unsur hara makro atau utama yang tediri dari C (carbon), H (hidrogen), O
(oksigen), N (nitrogen), P( Phospor), K ( kalium) , Ca( kalsium), Mg (magnesium), dan S
( belerang). Disini unsur hara N, P, K merupakan unsur hara utama yang diperlukan
dalam jumlah paling banyak ( Saifudin,Sarief.1986).
Ciri – ciri atau syarat – syarat unsur hara makro adalah sebagai berikut :
1. Diperlukan dalam jumlah cukup banyak
2. Kekurangan salah satu unsur hara makro akan menimbulkan gejala defisiensi pada
tanaman yang biasanya sulit atau tidak bisa disembuhkan dengan pemberian unsur
hara makro yang lain.
3. Kelebihan unsur hara makro dalam tanah biasanya jarang atau tidak menimbulkan
keracunan pada tanaman.
Unsur Nitrogen ( N )
Sumber nitrogen terbesar bagi tanaman berasal bagi tanaman berasal dari N
atmosfer. Nitrogen membuat tanaman lebih hijau dan segar. N atmosfer dapat
difiksasi menjadi pupuk. Fiksasi N terjadi di atmosfer sendiri dan Nitrogen masuk ke
dalam tanah bersama – sama dengan air hujan. Kekurangan unsur Nitrogen terlihat jelas
pada gejala warna daun yaitu daun menjadi hijau kekuning – kuningan sampai
menguning seluruhnya. Yang kemudian terjadi peristiwa pengeringan daun.Pada
umumnya nitrogen sangat diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagian –
bagian vegetatif tanaman seperti daun, batang, dan akar. Jika terlampau banyak maka
Unsur Fosfor (P)
Fosfor selalu Diserap oleh tumbuhan sebagai H2PO4- Fosfor merupakan bagian dari inti sel, sangat penting dalam pembelahan sel dan juga untuk perkembangan
jaringan meristem. Dengan demikian fosfor dapat merangsang pertumbuhan akar dan
tanman muda, mempercepat pembungaan dan pemasakan buah, biji, selain itu juga
sebagai penyusunan lemak dan protein. Fosfat dalam tanah sukar larut, sehingga sebagian
besar tidak tersedia bagi tanaman.
Tersedianya fosfat dalam tanah sangat dipengaruhi oleh pH tanah, pH optimum
untuk fosfat adalah sekitar 6,5 . Efisiensi pupuk fosfor relatif sangat rendah, hanya
berkisar antara 5 sampai 25% dari fosfor yang diberikan dan diserap oleh tanaman yang
tumbuh pada saat pemupukan. Kekurangan unsu fosfor menyebabkan pertumbuhan
menjadi terhambat dan akibatnya proses pematangan terhambat (Saifudin,Sarief.1986)
Unsur Kalium ( K )
Tanaman menyerap kalium dalam bentuk ion K+. Kalium dapat membantu pengisapan air oleh akar tanaman dan mencegah menguapnya air keluar dari daun
Sehingga dapat mengurangi kepekaan tanaman terhadap kekeringan dan dapat
memperbaiki beberapa sifat kualitatif ( rasa, warna, bau harum, tahan lama dan
sebagainya ) dari berbagai hasil tanaman.Kalium dapat meningkatkan resistensi terhadap
penyakit, hama dan kekeringan pada tanaman, membuat tanaman lebih tegak dan kokoh,
Kekurangan unsur K pada umumnya tanaman dapat menyebabkan pengkerdilan tanaman.
Akar tanaman yang kekurangan kalium kurang berkembang, akar kecil – kecil dan pendek
dengan cabang dan akar rambut yang kecil. (Saifudin,Sarief.1986).
B. Unsur Hara Mikro
Ciri – ciri atau syarat – syarat unsur hara mikro adalah sebagai berikut :
1. Diperlukan dalam jumlah atau dosis yang sedikit sampai sangat sedikit.
2. Kekurangan salah satu unsur hara mikro akan menimbulkan gejala defisiensi pada
tanaman yang bisa disembuhkan dengan pemberian unsur hara mikro yang lain.
3. Kelebihan unsur hara mikro dalam tanah biasanya menimbulkan keracunan pada
tanaman.
Unsur hara mikro diantaranya yaitu :
Unsur Seng ( Zn ) dan Tembaga ( Cu )
Membentuk bagian dari sistem enzim dan untuk pembentukan substansi ( zat ) yang
dapat meningkatkan pertumbuhan . Defisiensi tembaga adalah umumnya pada tanah –
tanah gambut yang mengakibatkan pertumbuhan yang tidak normal, seperti pelayuan
yang cepat dan batang – batang yang lemah. Sedangkan defisiensi seng bervariasi dari
satu tanaman ke tanaman yang lain. (Saifudin,Sarief.1986).
Unsur Boron ( Bo )
Boron memegang peranan dalam pengisapan unsur kalsium dan perkembangan bagian –
bagian tanaman yang tumbuh aktif, sangat dibutuhkan pada bagian – bagian yang tumbuh
Unsur Silisium ( Si )
Kekurangan Si pada tanaman umumnya belum jelas kelihatan akibatnya. Ini dikarenakan
Si hanya jelas diperlukan tanaman tertentu, seperti rerumputan makanan ternak dan
tanaman serelia, terutama padi. (Saifudin,Sarief.1986).
Unsur Natrium ( Na )
Peran natrium sebagai unsur hara tanaman untuk pertumbuhan optimal belum begitu
jelas. Walaupun demikian, salah satu pengaruh yang jelas adalah meningkatnya
kandungan air dalam tanaman.
Tabel .2.1 Kandungan Kadar Kalium 4. Kalium Magnesium Sulfat
( Soepardi, Goeswono,1983 )
II.1. 5 Sifat Tanah
Alkalis tanah adalah derajat keasaman atau basa tanah yang memudahkan terserapnya zat mineral atau unsur hara trsebut. Zat phospat mudah diserap pada range pH
Batas optimal Phospat dalam tanah pada pH 5,5 – 7. (Mul Mulyani, Sutejo,1995 )
Pada reaksi tanah netral ( pH 7 ) tersedia unsur hara yang cukup banyak
( optimal ), pada reaksi tanah yang kurang dari pH 6 tersedianya unsur Phospat, Kalium,
Sulfat, Mg ,Fe, Mo sangat cepat menurun.Sedangkan pada reaksi tanah 7 – 8 (alkalis )
tersedianya unsur N, Fe, Mn , borium, Pb dan Zn relatif sedikit.
Jenis tanaman dapat tumbuh tergantung pada jenis tanah.Jika suatu tanah asam akan
ditanami tanaman yang dapat tumbuh pada tanah dengan reaksi netral, maka tanah itu harus
diberi pupuk yang dapat mengubah pH asam menjadi netral, Jumlah bahan pengapur
tergantung pada perbedaan pH,yakni antara pH semula dan
pH yang diinginkan dan juga tergantung pada tekstur tanah untuk pupuk yang diperlukan.
Makin banyak perbedaan pH makin besar pupuk yang di perlukan , misal pada tanah pasir
pH 6 akan di jadikan pH 7 maka akan memerlukan pupuk lebih banyak jika dibandingkan
dengan tanah yang bertekstur cenderung lembab.
Bila Angka kalium rendah diperlukan pemupukan yang lebih banyak lagi untuk
mendapatkan hasil yang optimum. Banyaknya kalium yang harus diberikan di tanah pasir
ditentukan oleh kebutuhan dari tanaman,disamping oleh angka K, pada tanah pasir unsur K
dapat diserap seluruhnya oleh tanaman, sedangkan pada tanah liat pada umumnya K tidak
mudah diserap oleh tanaman.
(Rinsema,W.T,1983 )
Jenis tanaman dapat tumbuh sesuai dengan pH tanah, yaitu :
Jagung : pada pH tanah 5,5 – 7,5
Padi : pada pH tanah 5,0 – 6,5
Karet : pada pH tanah 3,5 – 8,0
Kopi : pada pH tanah 5,0 – 6,5
Tembakau : pada pH tanah 5,5 – 7,5
Selada : pada pH tanah 5,5 – 7,0
Tebu : pada pH tanah 6,0 – 8,0
Bawang & palawija : pada pH tanah 6,0 – 7,0
Kedelai : pada pH tanah 6,0 – 7,0
Jenis Tanah
Beberapa jenis tanah yang ada di Indonesia adalah sebagai berikut :
- Tanah Aluvial
Pada jenis tanah ini baik untuk pertanaman padi sawah, palawija, nanas dan
tanaman lainnya. Yang menjadi faktor pembatasnya adalah pH yang rendah. pH yang
rendah dapat dikendalikan dengan mengusahakan tanah agar slalu penuh air. Sedangkan
Untuk penggunaan lahan yang kering maka pH rendah, kejenuhan basa rendah,struktur
kurang baik maka dapat diatasi dengan pemberian sejumlah bahan kapur atau dapat juga
dengan pupuk organik.
- Tanah Andosol
Bunga, padi, sayuran, kopi, pinus, kina yang menjadi faktor pembatas yang umum
adalah kesuburan kimiawi rendah. Kesuburan kimiawi rendah dapat diatasi dengan
penambahan bahan kapur dan pupuk Pospat. Tanah jenis ini kapasitas menahan airnya
II.1.6 Standart Nasional Indonesia ( SNI ) Pupuk A. Macam Pupuk Kalium
Tabel 2.2. SNI Pupuk Kalium Klorida
Catatan : Persyaratan K2O dihitung atas dasar bahan kering ( SNI.2002-2805-2005 )
Tabel 2.3. SNI Pupuk Kalium Sulfat
B. Macam Pupuk Phospat
Tabel 2.4 SNI Pupuk Phosphat Alam
( SNI 02-3776-2005 )
No. Uraian Satuan Persyaratan
1.
2.
Kadar unsur hara Fosfor
Sebagai P2O5 Kadar air
% berat
% berat
Min. 28
II.2 Landasan Teori II.2.1 Kelarutan Pengendapan
Endapan adalah zat yang memisahkan diri sebagai suatu fase padat keluar dari
larutan. Endapan dapat berupa kristal atau koloid. Endapan terbentuk jika larutan menjadi
terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan. Sedangkan Kelarutan ( S ) suatu endapan, adalah
sama dengan konsentrasi molar dari larutan jenuhnya. Kelarutan bergantung pada berbagai
kondisi seperti suhu, tekanan, konsentrasi bahan – bahan lain dalam larutan itu dan pada
komposisi pelarutnya. Kelarutan bergantung juga pada sifat dan konsentrasi zat – zat lain,
terutama ion – ion dalam campuran itu.
( Vogel,1990).
`II.2.2 Produksi Pupuk Multinutrient dari Air Limbah Buangan Rumput Laut
Pada produksi pupuk Multinutrient ini menggunakan mekanisme reaksi kimia yaitu
mereaksikan Air limbah yang mengandung KOH jika direaksikan dengan Asam Phosphat
dan penambahan Alumunium Sulfat, reaksinya sebagai berikut :
3 K+OH - + H3+PO4- K 3+PO4- + 3H2O
Al2+(SO4)3- + 6K+OH - 3K2+SO4- + 2Al+(OH)3-
Penambahan unsur – unsur kimia seperti Asam Phosphat, Alumunium sulfat adalah
adalah sebagai salah satu unsur makro yang diperlukan untuk diserap tanaman yaitu
peranannya pada pupuk adalah untuk mempercepat pemasakan
( Saifudin, 1986)
Penambahan Alumunium Sulfat sebagai zat pengikat dan menghasilkan destabilisasi
koloid agar mendapatkan padatan tersuspensi,yang merupakan tahap awal penggumpalan
partikel terdestabilisasi (yang telah stabil ),akan saling mengikat untuk menjadi partikel lain
yang lebih stabil dan membentuk endapan dengan cepat
( Eckenfelder,1989. )
Kalium adalah zat mudah larut selain itu mudah difiksasi oleh tanah.(Saifudin,Syarief
1986). Karena unsur kalium ini telah terkandung dalam Air limbah buangan rumput laut,
maka dalam penambahannya, hanya meningkatkan konsentrasinya saja. Dengan
demikian unsur – unsur N, P dan K atau unsur – unsur makro yang diperlukan tanaman dan
Proses Pengadukan
Proses koagulasi-flokulasi berlangsung dalam dua tahap, yaitu proses pengadukan cepat
dan proses pengadukan lambat ( Metcalf dan Eddy,1979) :
1. Proses pengadukan Cepat
Proses pengadukan cepat dimaksudkan untuk meratakan campuran antara
koagulan dan air buangan sehingga diperoleh suatu kondisi campuran yang homogen.
Molekul-molekul serta partikel-partikel yang bermuatan negatif dalam air seperti koloid
akan terlihat oleh molekul-molekul serta ion-ion yang bermuatan positif dari koagulan.
Dalam proses pengadukan cepat diperlukan tenaga pengadukan yang kuat dan waktu
pengadukan yang cepat karena proses koagulasi dan destabilasi partikel terjadi dalam
waktu yang sangat cepat. Waktu yang diperlukan untuk pengadukan cepat antara 1 – 3
menit dengan kecepatan 100 – 150 rpm.
Proses koagulasi memerlukan pengadukan cepat karena beberapa alasan, yaitu :
a. Agar dapat melarutkan koagulan dalam air.
b. Agar dapat mendistribusikan koagulan secara cukup dan merata didalam air.
c. Agar dapat menghasilkan partikel-partikel halus di dalam inti koagulasi (coagulating
agent) sebelum reaksi koagulasi selesai.
2. Proses Pengadukan Lambat
Proses pengadukan lambat bertujuan untuk mendapatkan partikel-partikel
flokulan yang lebih besar dan lebih berat sehingga dapat mempercepat proses
pengendapan. Waktu yang diperlukan untuk pengadukan antara 20 – 30 menit dengan
kecepatan 30 - 50 rpm.
(Metcalf dan eddy)
a. Memberi kesempatan pada partikel-partikel (flok-flok kecil) yang sudah
terkoagulasi untuk bergabung menjadi flok-flok yang ukurannya semakin lama
semakin besar.
b. Memudahkan flokulan dengan ”benang-benangnya” untuk mengikat flok-flok
kecil menjadi ikatan flok yang ukurannya semakin lama semakin besar.
c. Mencegah pecahnya kembali flok-flok yang sudah terbentuk
Proses pengadukan cepat tersebut juga proses pencampuran (mixing) sedangkan
proses pengadukan lambat tersebut juga agitasi. Dari uraian diatas dapatlah kiranya
dibedakan antara proses pencampuran dan agitasi.
Untuk menunjang proses pengolahan limbah cair rumput laut dalam produksi pupuk
kalium phosphat ini, maka dipilih bejana terbuka yaitu tangki berpengaduk dengan sistem
batch yaitu dengan pertimbangan sebagai berikut :
- Kapasitas produksi kecil ( skala laboratorium )
- Kekentalan limbah rumput laut yang tidak terlalu tinggi
II.3 Hipotesa
Limbah rumput laut hasil pengolahan rumput laut, kaya akan elemen-elemen kimia
seperti Kalium, Nitrogen . Air limbah buangan rumput laut ini direaksikan dengan dengan asam
phosphat (H3PO4) dan penambahan Alumunium Sulfat Al2(SO4)3 akan menghasilkan suatu padatan . Padatan tersebut setelah dilakukan proses pemisahan, pencucian, dan pengeringan
BAB III
METODE PENELITIAN
III.1 Bahan – Bahan Yang Digunakan
1. Limbah Cair industri Rumput Laut dari PT ACI
Limbah cair yang paling pekat yang berasal dari proses pengolahan atau dari
proses pemasakan rumput laut. Limbah ini merupakan limbah yang masih asli dan
belum memperoleh pengenceran sehingga lebih pekat dibandingkan dengan dua
limbah yang lainnya, dengan sendirinya akan lebih pekat dan berwana lebih gelap
dari limbah yang lain ( Konsentrasi Kalium dengan kisaran 7 %, pH 14 ).
2. H3PO4
Asam phospat sangat larut dalam air dan larut dalam ethanol. Asam phosphate
bersifat sangat lembap – cair dan biasanya dipasok sebagai larutan pekat. Asam ini
merupakan turunan fosforus yang paling baik karena mencapai 90 % dari batuan
fosfat yang ditambang. Asam phosphat merupakan asam tribasa lemah, yang paling
4. Alumunium Sulfat Al2(SO4)3
Alumunium Sulfat memuat 14,4 % sulfur yang banyak digunakan di industri farmasi.
Pada pertanian, digunakan untuk tanah asam agar menjadi basa atau di netralkan.
Alumunium Sulfat dan asam sulfat kuat keduanya digunakan sebagai pengganti
III.2 Susunan Peralatan Proses
Keterangan :
III.3 Variabel yang digunakan
1. Kondisi yang ditetapkan :
- Volume limbah cair rumput laut : 1000 ml
- Kecepatan pengadukan : 150 rpm
- Waktu pengadukan : 25 menit
- Volume Alum ( Al2(SO4)3 ) : 30 ml - Konsentrasi asam phosphat : 1 N
2. Variabel yang dikerjakan :
- Volume H3PO4 (ml ) : 15, 20, 25, 30, 35
III.4 Metode Penelitian
Analisa Limbah cair H3PO4 , Al2(SO4)3 Kadar K rumput laut
Filtrat
---100 o C , 4 jam
Analisa kadar K, P,S dalam pupuk
Mixing
Filtrasi
Padatan
Driying
Prosedur :
- Siapkan 5 buah beacker glass masing – masing diisi sebanyak 1000 ml sample
Limbah yang telah diencerkan.
- Pengenceran Limbah yang sangat Pekat dengan pH 14 (sangat basa) diturunkan terlebih
dahulu dengan menambahkan air 1 : 20 . Hingga menjadi pH 12.
- Setelah itu dilakukan penambahan H3PO4 untuk menurunkan pH 8 agar menjadi lebih reaktif terhadap Alum
- Kemudian dilakukan pengadukan terhadap larutan tersebut dengan kecepatan 150 rpm
selama 5 menit dan 35 rpm selama 25 menit.
- Pengadukan dihentikan dan kemudian dilakukan pengendapan sampai mengendap
sempurna kurang lebih 3-4 jam.
- Setelah terjadi pengendapan, pisahkan antara filtrat dan endapan dengan kertas saring.
- Filtrat dan endapan tersebut dikeringkan pada suhu 100° C ,selama 4 jam
- Ulangi percobaan diatas dengan variasi volume H3PO4 dan konsentrasi alum yang ditambahkan.
III.5 Metode Analisa
- Analisa Kadar Phosphat
Untuk analisa kadar Phosphat menggunakan alat AAS. Adapun prosesnya adalah
sebagai berikut :
Sample dipipet 10 ml + 10 ml H2SO4 pekat, lalu ditambah katalisator selenteaktion 1 gram. Kemudian larutan didestriksi sampai jernih. Larutan sample yang telah jernih dimasukkan ke
dalam labu ukur 100 ml dan sample ditambahkan
aquadest sampai tanda batas. Ambil sample 25 ml lalu masukan kedalam tabung Neissler,
tambahkan reagen Molibdat 2 ml, tambahkan Stani klorida (SnCl2) 1 tetes dan tambahkan
aquadest sampai tada batas 50 ml. Diamkan selama 15 menit, lalu sample dianalisa dengan alat
AAS dan baca hasil pada gelombang 690 µm.
- Analisa Kadar Kalium
Taruh setetes larutan uji yang netral diatas kertas reaksi tetes dan segera tambahkan
setetes reagensia yang sedikit basa itu. Diperoleh suatu bercak merah jingga yang tak
terpengaruh oleh pembubuhan 1 – 2 tetes asam klorida 2 M. Kepekatan : 3 µg K. Batas
konsentrasi : 1 dalam 10000. Reagensia dibuat dengan melarutkan 0,2 gram dipikrilamina dalam
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian
Tabel 4.1 Hasil Analisa Kandungan ion K dalam 1 liter Limbah Cair Rumput Laut
Bahan
Kalium
( % berat )
pH
Limbah Cair
Rumput Laut
Tabel 4.2 Kadar ion K dalam pupuk ( % berat ) untuk berbagai volume
Grafik 4.2.1 Hubungan antara Kadar ion K terhadap volume H3PO4 untuk berbagai konsentrasi penambahan koagulan Al2(SO4)3 ( %berat)
Pada Grafik 4.2.1 terlihat bahwa semakin besar volume Asam Phospat yang ditambahkan
maka Konsentrasi ion K dalam pupuk semakin kecil. Hal ini disebabkan karena H3PO4 merupakan asam kuat dan semakin banyak asam yang di tambahkan maka flok yang terbentuk
semakin sedikit atau mempunyai kelarutan yang cukup tinggi dan Semakin banyak koagulan
(Al2(SO4)3) yang ditambahkan akan mengakibatkan sebagian endapan melarut kembali
Tabel 4.3 Kadar ion P dalam pupuk ( % berat ) untuk berbagai volume
Grafik 4.3.1 Hubungan antara Kadar ion P terhadap volume H3PO4 untuk Berbagai konsentrasi penambahan koagulan Al2(SO4)3 (%berat)
Pada Grafik 4.3.1 terlihat bahwa semakin besar volume Asam Phospat yang ditambahkan
maka Konsentrasi ion phosphat dalam pupuk semakin kecil. Pada penembahan 17% AL2(SO4)3 dan 15 ml H3PO4 maka di dapat kadar ion phospat sebesar 9,700% (berat) dan saat penambahan
21% Al2(SO4)3, 35 ml H3PO4 maka kadar ion phospat mengalami penurunan yaitu sebesar 1,370% (berat). Hal ini disebabkan karena H3PO4 merupakan asam kuat dan semakin banyak asam yang di tambahkan maka flok yang terbentuk semakin sedikit atau mempunyai kelarutan
Tabel 4.4 Kadar ion S dalam pupuk ( % berat ) untuk berbagai volume
Grafik 4.4.1 Hubungan antara Kadar ion SO4 terhadap volume H3PO4 untuk Berbagai konsentrasi penambahan koagulan Al2(SO4)3 (%berat)
Pada Grafik 4.4.1 terlihat bahwa semakin besar volume Asam Phospat yang ditambahkan
maka Konsentrasi ion phosphat dalam pupuk semakin kecil. Pada penembahan 17% AL2(SO4)3 dan 15 ml H3PO4 maka di dapat kadar ion phospat sebesar 9,925% (berat) dan saat penambahan
21% Al2(SO4)3, 35 ml H3PO4 maka kadar ion phospat mengalami penurunan yaitu sebesar 1,776% (berat). Hal ini disebabkan karena H3PO4 merupakan asam kuat dan semakin banyak asam yang di tambahkan maka flok yang terbentuk semakin sedikit atau mempunyai kelarutan
yang cukup tinggi dan Semakin banyak koagulan (Al2(SO4)3) yang ditambahkan akan mengakibatkan sebagian endapan melarut kembali, sehingga pada penambahan (Al2(SO4)3) dengan konsentrasi semakin besar maka kadar K dalam pupuk akan mengalami penurunan.
4.2. Hasil Perhitungan % Recovery
Tabel 4.2.1 % Recovery ion K pada penambahan 17% Al2(SO4)3
Grafik 4.2 Hubungan antara % Recovery Kalium terhadap volume H3PO4 yang bervariasi Pada penambahan 17 % Al2 (SO4)3
Grafik 4.3 Hubungan antara % Recovery Kalium terhadap volume H3PO4 yang bervariasi Pada penambahan 18 % Al2 (SO4)3
Grafik 4.5 Hubungan antara % Recovery Kalium terhadap volume H3PO4 yang
Grafik 4.6 Hubungan antara % Recovery Kalium terhadap volume H3PO4 yang
4.4. Kesimpulan Pembahasan
Berdasarkan grafik Hubungan antara kadar ion Kalium, Phospat, dan Sulfat untuk
berbagai konsentrasi ( % ) penambahanmaka dapat diketahui konsentrasi ion K SO4 dan PO4 dalam pupuk Kalium Phosphat yang dipengaruhi penambahan koagulan (Al2(SO4)3. Semakin besar konsentrasi koagulan maka konsentrasi ion K semakin kecil begitu juga dengan
penambahan H3PO4 maka semakin besar volume asam phospat yang ditambahkan maka kelarutan flok atau endapan akan semakin tinggi . Hasil terbaik pada penelitian ini adalah pada
kadar ion terbesar dan jumlah pupuk yang didapatkan.
Pada grafik % Recovery menyatakan ion kalium pada penambahan asam phospat dengan
berbagai volume maka kandungan kalium dalam pupuk semakin menurun. Hasil terbaik
17 % Al2(SO4)3 dan H3PO4 (1N) 15 ml yaitu sebesar 9,7% dan pupuk yang dihasilkan seberat 4,012 gram dengan kadar pH 6.
Pupuk Kalium phospat ( K3PO4)3 baik digunakan pada tanah Andosol dan sangat baik untuk pertanaman padi, kentang ( umbi ),Tembakau,Tebu dan bawang.
4.3. Perhitungan Pembiayaan dari Hasil Penelitian Biaya Bahan baku :
- 1 kg Al2(SO4)3 Rp. 5000,- - 1 Liter H3PO4 Rp. 30.000,-
Biaya Proses pada 1 liter limbah
- 15 ml H3PO4 Rp. 450,- - 1,025 gr Al2(SO4)3 Rp. 5,-
Total biaya proses Rp. 455,- untuk 4 gram
Sehingga jika dihasilkan berat pupuk 1 kg, biaya proses Rp. 113.750,-
Harga eceran tertinggi (HET) sesuai dengan SK.Menteri Pertanian No.17 /
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari penelitian dan pengolahan data yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan bahwa kualitas pupuk yang terbaik adalah terjadi pada saat penambahan koagulan
17 % Al2(SO4)3 dan H3PO4 (1N) 15 ml yaitu sebesar 9,3% Kadar ion P terbesar dalam pupuk 9,3% dan pupuk yang dihasilkan seberat 4,012 gram dengan kadar pH 6.
Pupuk Kalium phospat ( K3PO4)3 baik digunakan pada tanah Andosol dan sangat baik untuk pertanaman padi, kentang ( umbi ),Tembakau,Tebu dan bawang.
5.2 Saran
1. Untuk memperbesar ion K dan PO4 dalam pupuk untuk penelitian selanjutnya untuk mengurangi kadar koagulan dan memperkecil konsentrasi dan volume asam phospat.
2. Sebaiknya waktu pengadukan divariabelkan agar dapat diketahui hasil yang maksimal
3. Perbandingan Pengenceran Limbah dengan pelarut air juga perlu diperhatikan dan tepat
DAFTAR PUSTAKA
Anonim,SNI 02-3776-2005 Pupuk fosfat Alam untuk pertanian
Anonim,SNI 02-2805-2005 Pupuk Kalium Klorida
Anonim,SNI 02-2809-2005 Pupuk Kalium Sulfat
Balai Besar Laboratorium Kesehatan Surabaya, 2007, “ Hasil Analisa Kimia “ ,
Karangmenjangan Surabaya
Eckenfelder Jr, W.Wesley,1989, ” Industrial Water Pollution Control ”, 2nd edition, Mc Graw Hill,USA
Foth, Henry D,1994, ”Dasar – Dasar Ilmu Tanah”, edisi 6, Erlangga, Jakarta.
Goeswono Soepardi,1986, ”Sifat dan Ciri Tanah Pengelolaan Kesuburan Tanah”,
PT. Bina Aksara, Jakarta.
Keputusan Gubernur No.45 Tahun 2002 , ” Baku mutu limbah cair bagi Industri
atau kegiatan usaha Lainnya di Jawa Timur ”, Hak milik
Suhersanto,Surabaya.
Kirk – Othmer ,” Encyclopedia Of Chemical Technology”, volume 12.
Kleinfelter, Keenan.W,1994 “Kimia Untuk Universitas “ jilid 1, Erlangga, Jakarta
Mulyani.Mul,1994, “ Pupuk dan Cara Pemupukan “ ,Rineka Cipta,Jakarta.
Redjeki, Sri, MS, 2004, “ Pemanfaatan Limbah Industri Alkohol dan Spirtus
Sebagai Bahan Pembuatan Pupuk K3PO4 Cair “,Fakultas Teknologi Industri
UPN “ Veteran “ Jatim.
Rinsema,W.J,1983, “ Pupuk dan Cara Pemupukan “ PT. Bharata Karya
Sarief, Saifudin,1986, ”Kesuburan dan Pemupukan Tanah Pertanian”,
CV. Pustaka buana, Bandung.
Siregar.A.Sakti,2005,“Instalasi Pengolahan Air Limbah “, Kanisius,Yogyakarta.
SK.Menteri Pertanian No.17 / Permentan/SR.130/5/2006
Sugiharto,1987., ” Dasar – Dasar Pengolahan Air Limbah ”,UI Pres,Jakarta.
Suminar Achmadi, PhD.,1994, ”Kamus Lengkap Kimia Oxford”, edisi baru,
Erlangga, Jakarta.
Sucofindo,2001 “ Report Of Analisis” , Laboratory Sucofindo Surabaya Branch.
Vogel, ed. 5 ”Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimakro”, PT.Kalman
Media Pusaka, Jakarta
Winarno Prof.Dr.F.G.,1996, ”Teknologi Pengolahan Rumput Laut”, Pustaka Sinar
APPENDIX
Kadar awal Kalium = 17.690 ppm = 17.690 mg/lt = 17,69 gr/lt
% recovery kaliun = massa kalium x 100 % Kadar kalium
= 0,0372 x 100 % = 2,11 % 17,69
Massa kalium = % berat kalium x berat total = 9,3 x 4,0128 gram 100 % 100
= 0,0372
Missal : menghitung % recovery K pada penambahan Al2(SO4)3 17 % % berat K = 9,300
% berat P = 9,700 % berat S = 9,300 Berat total = 4,013 gram
Kadar awal K = 17,69 gram/ 1000 ml
Massa K = 9,300 x 4,013 = 0,037 gram 100
