PENGOMPOSAN TANDAN KOSONG KELAPA
SAWIT MENGGUNAKAN PUPUK ORGANIK AKTIF
DARI LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT :
PENGARUH LUBANG ASUPAN UDARA
SKRIPSI
Oleh
CHAMSA TRIYADI
100405063
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
PENGOMPOSAN TANDAN KOSONG KELAPA
SAWIT MENGGUNAKAN PUPUK ORGANIK AKTIF
DARI LIMBAH CAIR PABRIK KELAPA SAWIT :
PENGARUH LUBANG ASUPAN UDARA
SKRIPSI
Oleh
CHAMSA TRIYADI
100405063
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
iii
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan karunia-Nyalah skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi dengan judul “Pengomposan Tandan Kosong Kelapa Sawit Menggunakan Pupuk Organik Aktif Dari Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit : Pengaruh Lubang Asupan Udara”, 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.
Adapun hal kebaruan dari hasil penelitian ini adalah kajian bagaimana pengaruh lubang asupan udara pada komposter terhadap pengomposan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) menggunakan pupuk organik aktif (POA). Hasil dari penelitian ini menunjukkan potensi ekonomi yang tinggi terutama dalam penanggulangan limbah TKKS menjadi kompos.
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. Ir.Bambang Trisakti, MTselaku dosen pembimbing
2. Dr.Eng. Ir. Irvan, MSi selaku Ketua Departemen Teknik Kimia dan dosen penguji II atas kritik dan saran yang telah diberikan
3. Ir. Renita Manurung, MTselaku dosen koordinator skripsi
4. Dr.Ir. Fatimah, MT selaku dosen penguji I atas kritik dan saran yang telah diberikan
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, 30 Juli 2015 Penulis
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1. Kedua orang tua penulis yang tercinta, Sugeng dan Marlina, atas doa dan dukungan yang tidak pernah henti diberikan kepada penulis hingga terselesainya skripsi ini.
2. Seluruh anggota keluarga penulis terutama untuk abang, kakak, ibu angkat dan tante penulis, Hari Dharma, Asri Lestari, Marseh dan Marisa Fitri Anggraini atas doa dan dukungan yang telah diberikan.
3. Anggota tim penelitian penulis, Muhamad Rahman dan Yosi Rahman, atas kerjasama dan motivasi selama pengerjaan hingga terselesainya skripsi ini.
4. Seluruh sahabat serta teman sejawat penulis angkatan 2010, angkatan 2013 dan teman-teman di LPPM USU (Bang Juliadi).
v
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Chamsa Triyadi NIM: 1004050363
Tempat/Tgl. Lahir: Tanjung Morawa (Deli Serdang), 04 Juni 1992
Nama orang tua: Sugeng Alamat orang tua:
Jl. Sei Blumai Hilir No. 98 Tanjung Morawa A, Deli Serdang
Asal Sekolah
• SD Swasta Pembangunan (1998-2004)
• SMP Swasta Nur Azizi (2004-2007)
• SMA Negeri 1 Tanjung Morawa (2007-2010) Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Ketua Umum HIMATEK Kepengurusan 2013/2014
2. Anggota Bidang Peningkatan Akademik dan Literatur Covalen Study Group (CSG) Kepengurusan 2012/2013
3. Kerja Praktek di PT. Perkebunan Nusantara IV (Persero) Unit Usaha Pabatu Tebing Tinggi Sumatera Utara tahun 2013
ABSTRAK
Proses pengomposan Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dengan mencampur pupuk organik aktif (POA) merupakan alternatif pemanfaatan limbah padat yang dihasilkan dari pabrik kelapa sawit. Penelitian ini bertujuan untuk menemukan teknik pengomposan TKKS dan untuk mendapatkan data degradasi pengomposan TKKS dengan memvariasikan lubang asupan udara sehingga dihasilkan kompos bermutu baik. Proses pengomposan dilakukan dengan mencabik TKKS menjadi 4 cabikan, kemudian dimasukkan TKKS pada komposter dan ditambahkan POA hingga mencapai nilai Moisture Content (MC) optimum 55-65%. Selama pengomposan MC dijaga pada kondisi optimum dengan menambahkan POA. Variasi lubang asupan udara terhadap luas permukaan luar komposter yang dilakukan adalah 0 cm2/44.314,29 cm2; 72,39 cm2/44.314,29 cm2 dan 144,78 cm2/44.314,29 cm2. Parameter yang dianalisa adalah temperatur, MC, pH, Water Holding Capacity, Electrical Conductivity, rasio C/N dan kualitas kompos. Hasil penelitian membuktikan bahwa terdapat pengaruh lubang asupan udara terhadap proses pengomposan dan rata-rata kompos dapat dihasilkan dalam waktu 40 hari. Degradasi TKKS terbaik diperoleh pada variasi lubang asupan udara 72,39 cm2/44.314,29 cm2dengan pH 8,1, MC 79,14%, WHC 60% , EC 4,725 dS/m dan rasio C/N 20,97.
vii
ABSTRACT
This research was to study the composting technique for Empty Fruit Brunch (EFB) and to collect the degration data during composting of EFB with varies Aeration hole in order to get a high quality compost. The composting process was started with cutting the EFB into four parts before it was put into composter with every varie and then followed by the addition of Activated Organic Fertilizer (AOF) until the optimum moisture content of 55-65 % was reached. During composting, the MC was kept on the optimum condition by adding the AOF. The aeration hole varied into 0 cm2/44.314,29 cm2; 72,39 cm2/44.314,29 cm2 dan 144,78 cm2/44.314,29 cm2. The parameters of temperature, MC, weight of compost, pH value, C/N ratio, Electrical Conductivity, Water Holding Capacity, Bacterial Count and the quality of compost were analyzed through the process. The results from this research showed that the compost were well done in about 10 days and the best degradation during the 40 days of composting was obtained for composter 72,39 cm2/44.314,29 cm2 in which value of pH, MC, C, N, C/N ratio, EC, WHC and BC were 8,1; 79,14%, 25,16%, 20,97%, 4,725 dS/m, 60% and 107CFU/ml, respectively.
Keyword: Aeration Hole, Activated Organic Fertilizer (AOF), Composter, Empty
DAFTAR ISI
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1 POTENSI DAN KESINAMBUNGAN DARI LIMBAH
CAIR PABRIK KELAPA SAWIT (TKKS) MENJADI KOMPOS 5 2.2 KARAKTERISTIK TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)
DAN PUPUK ORGANIK AKTIF (POA) 7 2.2.1 Karakteristik Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) 7 2.2.2 Karakteristik Pupuk Organik Aktif (POA) Dari Effluent
Biogas Pengolahan Lanjut Limbah Cair Kelapa Sawit (LCPKS) 9 2.3 PROSES PENGOMPOSAN DAN FAKTOR–FAKTOR
ix
2.3.3 Metode Pengomposan 12 2.3.3.1 Metode Silo (In Silo) Dalam Proses Pengomposan 12 2.3.4 Faktor–Faktor yang Mempengaruhi Proses Pengomposan 14
2.3.4.1 Nutrisi 14
2.3.4.7 Penambahan Air, Mikroorganisme dan Pencampuran
Bahan Lain 16
2.3.4.8 Pengadukan 17
2.4 PENGGUNAAN TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) SEBAGAI KOMPOS DENGAN PENAMBAHAN BAHAN
ORGANIK 17
2.5 STANDAR KUALITAS KOMPOS DI INDONESIA 26
2.6 KEMATANGAN KOMPOS 27
2.7 PEMANFAATAN KOMPOS 27
2.8 POTENSI EKONOMI 29
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 31
3.1 LOKASI PENELITIAN 31
3.2 BAHAN DAN PERALATAN PENELITIAN 31
3.2.1 BahanPenelitian 31
3.2.2 Peralatan Penelitian 31
3.3 PROSEDUR PENELITIAN 31
3.3.1 Prosedur Pengomposan 31
3.4 PROSEDUR ANALISA 32
3.4.5 Analisa Perbandingan C/N,Bacterial Countdan
Bahan Organik Lainya 34
3.5 FLOWCHART PENELITIAN 35
3.5.1 Flowchart Proses Pengomposan 35 3.5.2 Flowchart Kadar Air 36 3.5.3 Flowchart Analisa pH Kompos 36 3.5.4 Flowchart Analisa Temperatur 37 3.5.5 Flowchart AnalisaWater Holding Capacity 37 3.5.6 Flowchart AnalisaElectrical Conductivity 38 3.5 SKEMA ALAT KOMPOSTER 39 3.6.1 Skema Alat Komposter I, Tanpa Lubang Asupan Udara 39 3.6.2 Skema Alat Komposter II, Total Luas Lubang Asupan Udara
72,39 cm2 40
3.6.2 Skema Alat Komposter II, Total Luas Lubang Asupan Udara
144,78 cm2 41
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 42 4.1 KARAKTERISTIK BAHAN BAKU 42 4.2 ANALISIS KUALITAS KOMPOS HASIL PENGOMPOSAN TKKS
DENGAN POA 43
4.2.1 Profil dan Analisis Kompos Berdasarkan Suhu 43 4.2.2 Profil dan Analisis Kompos BerdasarkanMoisture Cotent 44 4.2.3 Analisis Kompos Berdasarkan pH 46 4.2.4 Analisis Kompos BerdasarkanBacterial Count 47 4.2.5 Analisis Kompos Berdasarkan C/N 48 4.2.6 Analisis Kompos BerdasarkanElectrical Conductivity 48 4.3 PENGARUH UKURAN TKKS PADA SETIAP KETINGGIAN
TUMPUKAN TERHADAP PROSES PENGOMPOSAN 49 4.3.1 Pengaruh Lubang Asupan Udara Pada Setiap ketinggian
Tumpukan Terhadap Suhu rata-rata 50 4.3.2 Pengaruh Lubang Asupan Udara Pada Setiap ketinggian
xi
4.3.3 Pengaruh Lubang Asupan Udara Pada Setiap ketinggian
Tumpukan Terhadap pH rata-rata 53 4.3.4 Pengaruh Lubang Asupan Udara Terhadap Perubahan C/N Selama
Waktu Pengomposan 54
4.3.5 Pengaruh Lubang Asupan Udara Terhadap Total Penambahan
POA 55
4.3.6 Penyusutan Volume Masing-Masing Tumpukkan Kompos Selama
Proses Pengomposan 56
4.3.7 Fenomena Keberadaan Belatung, Tungau dan Jamur Selama
Proses Pengomposan 58
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 60
5.1 KESIMPULAN 60
5.2 SARAN 60
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Pengolahan Kelapa Sawit 7 Gambar 2.2 Tandan Kosong Kelapa Sawit 8 Gambar 2.3 Skema Proses Pengomposan 11 Gambar 2.4 Pengomposan In VesselMenggunakan Empat Channel 13 Gambar 2.5 Pembalikan Kompos TKKS-POME Menggunakan Traktor
Dengan Macarator 18
Gambar 2.6 Pengaruh Waktu Pengomposan Terhadap Suhu 18 Gambar 2.7Propil Temperatur Kompos (Δ ), level Oksigen (o),moisture
content(♦) 23
Gambar 2.8 Skema Proses Pengomposan (Chamber System) 24 Gambar 2.9 Perubahan Temperatur Bahan Selama Pengomposan Pada Run I
dan Run II serta Temperatur Udara DidalamChamber 24 Gambar 2.10 Propil Suhu Kompos dan Suhu Udara 25 Gambar 2.11 Propil Rasio C/N 25
Gambar 2.12 Propil pH 26
xiii
Gambar 4.6 Grafik Perubahan Nilai EC Pada Komposter 2 49 Gambar 4.7 Grafik Pengaruh Lubang Asupan Udara dan Tinggi Tumpukkan
Terhadap Suhu 51
Gambar 4.8 Grafik Pengaruh Lubang Asupan Udara TerhadapMoisture Content
(MC) Rata-rata Pada Setiap Ketinggian Tumpukkan 52 Gambar 4.9 Grafik Pengaruh Lubang Asupan Udara dan Tinggi Tumpukkan
Terhadap pH 54
Gambar 4.10 Grafik Pengaruh Lubang Asupan Udara Terhadap
Perbandingan C/N 55
Gambar 4.11 Grafik Total Penambah POA 56 Gambar 4.12 Grafik Penyusutan Volume Tumpukan Terhadap Waktu 57
Gambar 4.13 Belatung 58
Gambar 4.14 Tungau 58
Gambar 4.15 Jamur 59
Gambar L3.1 Skema Pembuatan Komposter 84 Gambar L3.2 Tandan Kosong Kelapa Sawit 85 Gambar L3.3 TKKS yang Telah Dipotong 85 Gambar L3.4 Skema Analisis Suhu 86 Gambar L3.5 Pengambilan Sampel Analisa 86
Gambar L3.6 Pengukuran pH 87
Gambar L3.7 PengukuranMoisture Content 87 Gambar L3.8 PengukuranWater Holding Capacity 88 Gambar L3.10 Kompos Komposter 1, Komposter 2 dan Komposter 3 89 Gambar L4.1 Hasil Uji Laboratorium Untuk AnalisisBacterial CountPOA 90 Gambar L4.2 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C, N, P dan K POA 91 Gambar L4.3 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N TKKS Awal 92 Gambar L4.4 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N Kompos Setelah
10 Hari Pengomposan 93
Gambar L4.5 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N Kompos Setelah
20 Hari Pengomposan 94
Gambar L4.6 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N Kompos Setelah
Gambar L4.7 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N Kompos Setelah
40 Hari Pengomposan 96
Gambar L4.8 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis Unsur Makro dan Mikro Kompos Setelah 40 Hari Pengomposan 97 Gambar L4.9 Hasil Uji Laboratorium Untuk AnalisisBacterial Count 98 Gambar L4.10 Hasil Uji Laboratorium Untuk AnalisisBacterial CountSetelah
10 Hari Pengomposan 99
Gambar L4.11 Hasil Uji Laboratorium Untuk AnalisisBacterial CountSetelah
20 Hari Pengomposan 100
Gambar L4.12 Hasil Uji Laboratorium Untuk AnalisisBacterial Count Setelah
30 Hari Pengomposan 101
Gambar L4.13 Hasil Uji Laboratorium Untuk AnalisisBacterial Count Setelah
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Rangkuman Hasil Penelitian Pembuatan Kompos 2 Tabel 2.1 Data luas areal perkebunan kelapa sawit dan produksi CPO di Indonesia
dari tahun 2008-2013 6
Tabel 2.2 Data POA Effluent biogas dari pengolahan L3PKS LP3M-Biogas USU 9 Tabel 2.3 Perbedaan Empat Metode Utama Pembuatan Kompos 13 Tabel 2.4 Kualitas Kompos TKKS-POME bulan Agustus- Desember 2006 18 Tabel 2.5 Sifat Fisika-Kimia dari Kompos Untuk Kondisi Anerobik 20 Tabel 2.6 Sifat Fisika-Kimia dari Kompos Untuk Kondisi Aerobik 20 Tabel 2.7 Komposisi Pengolahan 21 Tabel 2.8 Karakteristik Kimia-Fisika dari Bahan Baku danVermicomposting
yang Dihasilkan dari Rasio Yang Berbeda TKKS+POME 22 Tabel 2.9 Variasi Nilai C/N selamaVermicomposting 22 Tabel 2.10 Karakteristik Kompos TKKS pada Awal (2 hari) dan Akhir (40 hari) 23 Tabel 2.11 Standar Kualitas Kompos 26 Tabel 2.12 Parameter Kematangan Kompos 27 Tabel 2.13 Rincian Biaya Pembuatan Kompos 30 Tabel 4.1 Karakteristik TKKS PKS Mangke PTPN III 42 Tabel 4.2 Hasil Analisa Karakteristik POA 42 Tabel 4.3 Karakteristik Komposter yang Digunakan 50 Tabel 4.3 Karakteristik Kompos Pada Hari ke-40 57 Tabel L1.1 Karakteristik TKKS PKS Mangke PTPN III 67 Tabel L1.2 Hasil Analisa Karakteristik POA 67 Tabel L1.3 Data Suhu Variasi Lubang Asupan Udara 0 cm2/44.314,29 cm2 68 Tabel L1.4 Data Suhu Variasi Lubang Asupan Udara 72,39 cm2/44.314,29 cm2 69 Tabel L1.5 Data Suhu Variasi Lubang Asupan Udara 144,78 cm2/44.314,29 cm2 70 Tabel L1.6 DataMoisture ContentVariasi Lubang Asupan Udara
0 cm2/44.314,29 cm2 71
Tabel L1.7 DataMoisture ContentVariasi Lubang Asupan Udara
Tabel L1.8 DataMoisture ContentVariasi Lubang Asupan Udara
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 DATA HASIL PENELITIAN 67 L1.1 KARAKTERISTIK BAHAN BAKU 67 L1.1.1 Karakteristik TKKS 67
L1.1.2 Karakteristik POA 67
L1.2 DATA HASIL PENELITIAN SUHU 68 L1.2.1 Data Suhu Variasi Lubang Asupan Udara 0 cm2/ 44.314,29 cm2 68 L1.2.2 Data Suhu Variasi Lubang Asupan Udara 72,39 cm2/ 44.314,29 cm2 69 L1.2.3 Data Suhu Variasi Lubang Asupan Udara 144,78 cm2/ 44.314,29 cm270 L1.3 DATA HASIL PENELITIAN MC 71 L1.3.1 Data MC Variasi Lubang Asupan Udara 0 cm2/ 44.314,29 cm2 71 L1.3.2 Data MC Variasi Lubang Asupan Udara 72,39 cm2/ 44.314,29 cm2 72 L1.3.3 Data MC Variasi Lubang Asupan Udara 144,78 cm2/ 44.314,29 cm2 73 L1.4 DATA HASIL PENELITIAN pH 74 L1.4.1 Data MC Variasi Lubang Asupan Udara 0 cm2/ 44.314,29 cm2 74 L1.4.2 Data MC Variasi Lubang Asupan Udara 72,39 cm2/ 44.314,29 cm2 75 L1.4.3 Data MC Variasi Lubang Asupan Udara 144,78 cm2/ 44.314,29 cm2 76 L1.5 DATA HASIL PENELITIAN PENAMBAHAN POA 77 L1.6 DATA HASIL PENELITIAN PRESENTASI PENYUSUTAN VOLUME 78 L1.7 DATA HASIL PENELITIAN MASSA KOMPOS 79 L1.8 DATA HASIL PENELITIANBULK DENSITY 80 L1.9 DATA HASIL PENELITIAN WHC 81 L1.10 DATA HASIL PENELITIANELECTRICAL CONDUCTIVITY 81 L1.11 DATA HASIL PENELITIANBACTERIAL COUNT 81 LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN 82 L2.1 PERHITUNGAN PENAMBAHAN POA 82
L2.2 PERHITUNGAN WHC 82
L2.3 PERHITUNGAN STANDAR DEVIASI 83
LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI 84
DAFTAR SINGKATAN
B Boron
C Karbon
Cu Cuprum (Tembaga) CPO Crude Palm Oil K2O Kalium Monoksida
L3PKS Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit MgO Magnesium Monoksida
N Nitrogen
P2O5 Difospor Pentaoksida
POA Pupuk Organik Aktif POME Palm Oil Mill Effluent TBS Tandan Buah Segar
TKKS Tandan Kosong Kelapa Sawit
WHC Water Holding Capacity
