COMPOSTING TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) DENGAN POA : PENGARUH SIRKULASI TUMPUKAN TKKS SKRIPSI

Transkripsi

1 COMPOSTING TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) DENGAN POA : PENGARUH SIRKULASI TUMPUKAN TKKS SKRIPSI Oleh YOSI RAHMAN DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA AGUSTUS 2015 i

2 COMPOSTING TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) DENGAN POA : PENGARUH SIRKULASI TUMPUKAN TKKS SKRIPSI Oleh YOSI RAHMAN SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA AGUSTUS 2015 ii

3 PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul: COMPOSTING TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) DENGAN POA : PENGARUH SIRKULASI TUMPUKAN TKKS dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik. Skripsi ini adalah hasil karyasaya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku. Medan, 12 Agustus 2015 Yosi Rahman NIM i

4 PENGESAHAN Skripsi dengan judul: COMPOSTING TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) DENGAN POA : PENGARUH SIRKULASI TUMPUKAN TKKS dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada 12 Agustus 2015 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik. ii

5 PRAKATA 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 Composting Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) Dengan POA : Pengaruh Sirkulasi Tumpukan TKKS, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik. Adapun hal kebaruan dari hasil penelitian ini adalah kajian bagaimana pengaruh variasi frekuensi sirkulasi terhadap pengomposan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dengan menggunakan pupuk organik aktif (POA). Komposter yang digunakan dalam penelitian ini adalah komposter yang memiliki diameter 0,45 m dan tinggi 3 m. 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, MT selaku dosen pembimbing dan atas kontribusinya dalam menentukan judul, bimbingan, diskusi serta saran 2. Dr. Eng Ir. Irvan, Msi selaku ketua Departemen Teknik Kimia atas saran dan bimbingan yang 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, 12 Agustus 2015 Penulis Yosi Rahman iii

6 DEDIKASI Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada: 1. Kedua orang tua penulis yang tercinta, Yusuf dan Elfi Rahmi, atas doa dan dukungan yang tidak pernah putus diberikan kepada penulis hingga terselesainya skripsi ini. 2. Seluruh anggota keluarga penulis terutama untuk adik adik penulis, Yuni Devina, Yanisa Febriana, dan Yenriyan Rahmansyah atas doa dan dukungan yang telah diberikan. 3. Anggota tim penelitian penulis, Chamsa Triyadi dan Muhamad Rahman, atas doa, kerjasama dan dukungan yang baik selama pengerjaan hingga terselesainya skripsi ini. 4. Seluruh sahabat serta teman sejawat penulis angkatan 2010 atas semangat yang saling mendukung kepada penulis. 5. Para guru dan dosen atas masukan dan dukungan yang diberikan kepada penulis. 6. Para rekan rekan asisten laboratorium Kimia Analisa, Herbert, Sari Liza Azura Nasution, Firman Arsurya, Marina Olivia Esterlita, Joko Mulya Pratama, Siti Maisarah, Billy Tanujaya, Florentina Pandiangan, dan Aulia Bismar Paduana atas kerjasama dan dukungan yang baik selama ini. iv

7 RIWAYAT HIDUP PENULIS Nama: Yosi Rahman NIM: Tempat/Tgl. Lahir: Jakarta, 04 Mei 1992 Nama orang tua: Yusuf Alamat orang tua: Batu Taba, Kecamatan IV Angkek, Kabupaten Agam, Sumatera Barat Asal Sekolah TK Nurul Islam Jakarta Barat ( ) SD Negeri 15 Percontohan Pagi Jakarta Barat ( ) SMP Negeri 5 Bukittinggi ( ) SMA Negeri 3 Bukittinggi ( ) Pengalaman Organisasi/Kerja: 1. Anggota Covalen Study Group (CSG) 2. Ketua Umum Covalen Study Group (CSG) Kepengurusan 2012/ Anggota Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) USU 4. Ketua Bidang Hubungan Keluar Instansi dan Alumni HIMATEK Kepengurusan 2013/ Asisten Lab. Kimia Analisa Modul Permanganometri, Gravimetri, Kromatografi Kertas dan Kimia Analisa Kualitatif (2012/2015) 6. Kerja Praktek di PT Pertamina Refinery Unit II Dumai (2013) Artikel yang telah diterima untuk dipublikasikan pada Pertemuan Ilmiah: 1. Jurnal Teknik Kimia USU v

8 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 frekuensi sirkulasi sehingga dihasilkan kompos bermutu baik. Proses pengomposan dilakukan dengan TKKS yang dipotong menjadi 4, 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 frekuensi sirkulasi yang dilakukan adalah tanpa sirkulasi, 3 hari sekali, dan 5 hari sekali. Parameter yang dianalisa adalah temperatur, MC, ph, bacterial count (BC), electrical conductivity (EC), rasio C/N dan kualitas kompos. Hasil penelitian membuktikan bahwa terdapat pengaruh frekuensi sirkulasi terhadap proses pengomposan dan kompos dapat dihasilkan dalam waktu ± 40 hari. Degradasi TKKS terbaik diperoleh pada sirkulasi 5 hari sekali dengan MC 67,89%, ph 8,80, BC 24 x 10 6, EC 3595 ds/m, WHC 60%dan rasio C/N 19,54. Kata kunci: tandan kosong kelapa sawit (TKKS), pupuk organik aktif (POA), frekuensi sirkulasi, komposter, moisture content (MC) vi

9 ABSTRACT The composting of an Empty Fruit Bunch (EFB) by mixing it with activated organic fertilizer (AOF) was an alternative in the utilization of solid waste produced from the palm oil mill. This research was to study the composting technique for EFB and to collect the degration data during composting of EFB with turning frequency in order to get a high quality compost.s The composting process was started with cutting the TKKS become 4 parts before it was put into composter and then followed by the addition of POA until the optimum moisture content of % was reached. During composting, the MC was kept on the optimum condition by adding the POA. The variations of turning frequency were without turning, once in 3 days, and once in 5 days. The parameters of temperature, MC, ph value, bacterial count (BC), electrical conductivity (EC), C/N ratio and the quality of compost were analyzed through the process. The outcome from this research proved that the turning frequency affected the composting process and the compost was produced around ± 40 days. The best degradation result of EFB was obtained for the once in 5 days turning in which thevalue of MC, ph, BC, EC, WHC and C/N ratio were 67,89 %, 8,80 %, 24 x 10 6, 3595dS/m, 60% and 19,54, respectively. Keywords: Empty Fruit Bunch (EFB), activated organic fertilizer (AOF), turning frequency, composter, moisture content (MC) vii

10 DAFTAR ISI PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i PENGESAHAN ii PRAKATA iii DEDIKASI iv RIWAYAT HIDUP PENULIS v ABSTRAK vi ABSTRACT vii DAFTAR ISI viii DAFTAR GAMBAR ix DAFTAR TABEL xiii DAFTAR LAMPIRAN xiv DAFTAR SINGKATAN xv BAB I PENDAHULUAN LATAR BELAKANG PERUMUSAN MASALAH TUJUAN PENELITIAN MANFAAT PENELITIAN RUANG LINGKUP PENELITIAN 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA KELAPA SAWIT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) KOMPOS COMPOSTING WINDROW FAKTOR FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PROSES PENGOMPOSAN Nutrisi Rasio C/N Luas Permukaan dan Ukuran Partikel Temperatur 13 viii

11 2.6.5 ph Kadar Air Penambahan Air, Mikroorganisme, dan Pencampuran Bahan Pengadukan TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) SEBAGAI KOMPOS DENGAN PENAMBAHAN PUPUK ORGANIK AKTIF (POA) PUPUK ORGANIK AKTIF DARI EFFLUENT PENGOLAHAN LANJUT LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT STANDAR KUALITAS KOMPOS DI INDONESIA KEMATANGAN KOMPOS PEMANFAATAN KOMPOS Aspek Bagi Tanah Dan Tanaman Aspek Ekonomi Aspek Lingkungan POTENSI EKONOMI 25 BAB III METODOLOGI PENELITIAN LOKASI PENELITIAN BAHAN Bahan Utama Bahan Analisa PERALATAN PENELITIAN Peralatan Utama Peralatan Analisa PROSEDUR PENELITIAN Proses Pengomposan PROSEDUR ANALISA Prosedur Analisa Moisture Content Prosedur Analisa ph Prosedur Analisa Temperatur Prosedur Analisa Water Holding Capacity Prosedur Analisa Electrical Conductivity 29 ix

12 3.5.6 Analisa Perbandingan C/N dan Bahan Organik Lainnya SKEMA ALAT KOMPOSTER FLOWCHART PENELITIAN Flowchart Proses Pengomposan Flowchart Analisa Moisture Content (MC) Flowchart Analisa ph Flowchart Analisa Temperatur Flowchart Analisa Water Holding Capacity Flowchart Analisa Electrical Conductivity 36 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN KARAKTERISTIK BAHAN BAKU ANALISIS KOMPOS HASIL DARI PENGOMPOSAN TKKS DENGAN POA Analisis Kompos Berdasarkan Suhu Dan MC Analisis Kompos Berdasarkan ph Analisis Kompos Berdasarkan Perbandingan C/N Analisis Kompos Berdasarkan Bacterial Count(BC) Analisis Kompos Berdasarkan Electrical Conductivity (EC) PENGARUH FREKUENSI SIRKULASI TERHADAP PARAMETER KOMPOS Pengaruh Frekuensi Sirkulasi Terhadap Suhu dan Moisture Content Pengaruh Frekuensi Sirkulasi Terhadap ph Pengaruh Frekuensi Sirkulasi Terhadap Perbandingan C/N Pengaruh Frekuensi Sirkulasi Terhadap Jumlah POA Yang Ditambahkan PENYUSUTAN VOLUME MASING-MASING TUMPUKAN KOMPOS SELAMA PROSES PENGOMPOSAN 54 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN SARAN 56 DAFTAR PUSTAKA 58 x

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) 8 Gambar 2.2 Perubahan Suhu dan Pertumbuhan Mikroba Selama Proses Pengomposan 10 Gambar 3.1 Skema Komposter 31 Gambar 3.2 Flowchart Prosedur Pengomposan 32 Gambar 3.3 Flowchart Prosedur Analisa Moisture Content 33 Gambar 3.4 Flowchart Prosedur Analisa ph 34 Gambar 3.5 Flowchart Prosedur Analisa Temperatur 34 Gambar 3.6 Flowchart Prosedur Analisa Water Holding Capacity 35 Gambar 3.7 Flowchart Prosedur Analisa Electrical Conductivity 36 Gambar 4.1 Profil Suhu Dan MC Pada Pengomposan TKKS yang Dipotong 1/4, Penambahan POA Sebanyak 41,69 Liter, Luas Lubang Asupan Oksigen 72 cm 2 /m, Dan Sirkulasi 5 hari sekali 39 Gambar 4.2 Penyederhanaan Profil Suhu Dan MC Pada Pengomposan TKKS Yang Dipotong 1/4, Penambahan POA Sebanyak 41,69 Liter, Luas Lubang Asupan Oksigen 72 cm 2 /m, Dan Sirkulasi 5 hari sekali 40 Gambar 4.3 Profil Perubahan ph Terhadap Waktu Pengomposan TKKS yang Dipotong 1/4, Penambahan POA Sebanyak 41,69 Liter, Luas Lubang Asupan Oksigen 72 cm 2 /m, Dan Sirkulasi 5 hari sekali 42 Gambar 4.4 Grafik Perubahan C/N Terhadap Waktu Pengomposan 43 Gambar 4.5 Grafik Perubahan Bacterial Count (BC) Terhadap Waktu Pengomposan 44 Gambar 4.6 Grafik Perubahan Electrical Conductivity (EC) Terhadap Waktu Pengomposan 46 Gambar 4.7 Grafik Pengaruh Frekuensi Sirkulasi Terhadap Suhu dan Moisture Content 48 Gambar 4.8 Grafik Pengaruh Frekuensi Sirkulasi Terhadap Perubahan ph 50 Gambar 4.9 Grafik Pengaruh Frekuensi Sirkulasi Terhadap Perubahan Perbandingan C/N 51 Gambar 4.10 Grafik Pengaruh Frekuensi Sirkulasi Terhadap Jumlah POA yang xi

14 Ditambahkan 53 Gambar 4.11 Grafik Penyusutan Volume Tumpukan Terhadap Waktu 54 Gambar L3.1 Komposter 77 Gambar L3.2 TKKS 77 Gambar L3.3 TKKS yang Telah Dipotong potong 78 Gambar L3.4 Pengambilan Sampel Analisa 78 Gambar L3.5 Pengukuran ph 79 Gambar L3.6 Pengukuran Moisture Content 79 Gambar L3.7 Pengukuran Water Holding Capacity 80 Gambar L3.8 Pengukuran Kadar C 80 Gambar L3.9 Pengukuran Kadar N 81 Gambar L3.10 Sirkulasi 81 Gambar L3.11 Kompos 82 Gambar L4.1 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis Bacterial Count POA 83 Gambar L4.2 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C, N, P dan K POA 84 Gambar L4.3 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N TKKS Awal 85 Gambar L4.4 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N Kompos Setelah 10 Hari Pengomposan 86 Gambar L4.5 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N Kompos Setelah 20 Hari Pengomposan 87 Gambar L4.6 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N Kompos Setelah 30 Hari Pengomposan 88 Gambar L4.7 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis C dan N Kompos Setelah 40 Hari Pengomposan 89 Gambar L4.8 Hasil Uji Laboratorium Untuk Analisis Unsur Makro dan Mikro Kompos Setelah 40 Hari Pengomposan 90 xii

15 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Produksi Kelapa Sawit Menurut Provinsi di Indonesia Tabel 1.2 Rangkuman Hasil Penelitian Pembuatan Kompos dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) 3 Tabel 2.1 Data luas areal perkebunan kelapa sawit, produksi CPO dan kernel di Indonesia dari tahun Tabel 2.2 Data Jumlah Kalkulasi TBS dan TKKS di Indonesia dari Tabel 2.3 Kandungan Unsur Hara Limbah Biogas 20 Tabel 2.4 Persyaratan Teknis Minimal Pupuk Organik Aktif 20 Tabel 2.5 Data POA Effluent Biogas dari Pengolahan LCPKS LP3M-Biogas 21 Tabel 2.6 Standar Kualitas Kompos 21 Tabel 2.7 Parameter Kematangan Kompos 22 Tabel 2.8 Rincian Biaya Pembuatan Kompos 25 Tabel 4.1 Karakteristik TKKS PKS Sei Mangkei 37 Tabel 4.2 Karakteristik TKKS PKS Rambutan PTPN III TebingTinggi 37 Tabel 4.3 Hasil Analisa Karakteristik POA 38 Tabel 4.4 Analisis Kualitas Kompos 47 Tabel L1.1.1 Karakteristik TKKS PKS Sei Mangkei 62 Tabel L1.1.2 Karakteristik TKKS PKS Rambutan PTPN III 62 Tabel L1.1.3 Hasil Analisa Karakteristik POA 62 Tabel L1.2.1 Data Suhu Untuk Variasi Tanpa Sirkulasi 63 Tabel L1.2.2 Data Suhu Untuk Variasi Frekuensi Sirkulasi 3 Hari 64 Tabel L1.2.3 Data Suhu Untuk Variasi Frekuensi Sirkulasi 5 Hari 65 Tabel L1.3.1 Data MC Untuk Variasi Tanpa Sirkulasi 66 Tabel L1.3.2 Data MC Untuk Variasi Frekuensi Sirkulasi 3 Hari 67 Tabel L1.3.3 Data MC Untuk Variasi Frekuensi Sirkulasi 5 Hari 68 Tabel L1.4 Data ph Variasi Sirkulasi 69 Tabel L1.5 Data Perubahan C/N 70 Tabel L1.6 Data Perubahan Bacterial Count (BC) 70 Tabel L1.7 Data Perubahan Electrical Conductivity (EC) 71 Tabel L1.8 Data Penambahan POA 71 Tabel L1.9 Data WHC 72 xiii

16 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN 1 DATA HASIL PENELITIAN 62 L1.1 KARAKTERISTIK BAHAN BAKU 62 L1.1.1 Karakteristik TKKS 62 L1.1.2 Karakteristik POA 62 L1.2 DATA HASIL PENELITIAN SUHU 63 L1.2.1 Data Suhu Untuk Variasi Tanpa Sirkulasi 63 L1.2.2 Data Suhu Untuk Variasi Frekuensi Sirkulasi 3 Hari 64 L1.2.3 Data Suhu Untuk Variasi Frekuensi Sirkulasi 5 Hari 65 L1.3 DATA HASIL PENELITIAN MC 66 L1.3.1 Data MC Untuk Variasi Tanpa Sirkulasi 66 L1.3.2 Data MC Untuk Variasi Frekuensi Sirkulasi 3 Hari 67 L1.3.3 Data MC Untuk Variasi Frekuensi Sirkulasi 5 Hari 68 L1.4 DATA HASIL PENELITIAN ph 69 L1.5 DATA HASIL PENELITIAN PERUBAHAN C/N 70 L1.6 DATA HASIL PENELITIAN PERUBAHAN BACTERIAL COUNT (BC) 70 L1.7 DATA HASIL PENELITIAN PERUBAHAN ELECTRICAL CONDUCTIVITY (EC) 71 L1.8 DATA HASIL PENELITIAN PENAMBAHAN POA 71 L1.9 DATA HASIL PENELITIAN WHC 72 LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN 73 L2.1 PERHITUNGAN PENAMBAHAN POA 73 L2.2 PERHITUNGAN KADAR C 73 L2.3 PERHITUNGAN KADAR N 74 L2.4 PERHITUNGAN WHC 74 L2.5 PERHITUNGAN STANDAR DEVIASI 75 LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI 77 LAMPIRAN 4 HASIL UJI LABORATORIUM 83 xiv

17 DAFTAR SINGKATAN BPS C Ca Cd Cu CPO C/N Fe K MC EC BC WHC Mg N Na P Pb Zn PKS POA POME TBS TKKS Badan Pusat Statistik Karbon Kalsium Kadmium Tembaga Crude Palm Oil Karbon/Nitrogen Besi Kalium Moisture Content Electrical Conductivity Bacterial Count Water Holding Capacity Magnesium Nitrogen Natrium Fosfor Timbal Seng Pabrik Kelapa Sawit Pupuk Organik Aktif Palm Oil Mill Effluent Tandan Buah Segar Tandan Kosong Kelapa Sawit xv