Pengaruh Penambahan Aktivator Effektive Mikroorganism EM-4 pada pembuatan pupuk organik dari komposting Tandan Kosong Kelapa Sawit Sisa Media Jamur Merang (Volvariella Volvacea) Disusun Oleh : Rendra Graha 2307 100 527 Dosen Pembimbing : Ir.Nuniek Hendriani, MT. LABORATORIUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 1
Latar Belakang Limbah pabrik kelapa sawit berupa TKKS cukup melimpah (230-240 kg TKKS tiap ton TBS) Pengolahan / pemanfaatan TKKS oleh oleh pabrik penghasil limbah masih sangat terbatas Pengaruh jamur pelapuk putih (JPP) Jamur Merang, sebagai pendegradasi lignin untuk mendapatkan unsur hara yang diperlukan Usaha pengembalian bahan organik ke tanah sebagai wujud pelestarian lingkungan 2
Tujuan 1. Memanfaatkan limbah padat pabrik kelapa sawit berupa Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) sisa media tanam jamur merang (Volvariella volvacea) sebagai pupuk organik. 2. Mempelajari pembuatan pupuk organik dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dengan penambahan jamur merang (Volvariella volvacea) dan aktivator effective microorganism (EM-4) secara aerob. 3. Mempelajari pengaruh penambahan jamur merang (Volvariella volvacea) dan penambahan aktivator effective microorganism(em-4) 3
Tinjauan Pustaka 4
KOMPOS Kompos adalah hasil penguraian parsial/tidak lengkap dari campuran bahan-bahan organik yang dapat dipercepat secara artifisial oleh populasi berbagai macam mikroba dalam kondisi lingkungan yang hangat, lembab, dan aerobik atau anaerobik. JAMUR MERANG Jamur merang merupakan jenis jamur Pelapuk Putih (JPP) merupakan kelompok jamur yang dikenal menghasilkan enzim ligninolitik secara ekstra seluler sehingga mampu mendegradasi lignin untuk mendapatkan hara yang diperlukan untuk pertumbuhannya. EM-4 Larutan effective microorganism (EM-4) ini berisi mikroorganisme fermentasi. Jumlah mikroorganisme fermentasi di dalam effective microorganism (EM-4) sangat banyak sekitar 80 genus. Mikroorganisme tersebut dapat bekerja secara efektif dalam memfermentasi bahan organik 5
PENGOMPOSAN Pengomposan merupakan proses perombakan (dekomposisi) dan stabilisasi bahan organik oleh mikroorganisme dalam keadaan lingkungan terkendali (terkontrol) dengan hasil akhir berupa humus atau kompos. Proses pengomposan melibatkan sejumlah organisme tanah termasuk bakteri, jamur, protozoa, aktinomisetes, nematode,cacing tanah dan serangga Yang dipengaruhi oleh : 1. Rasio C/N 2. Ukuran Partikel 3. Aerasi 4. Porositas 5. Kelembaban(Moisture content) 6. Temperatur/ suhu 6
Jamur merang(volvariella volvacea) Kerajaan : Fungi Divisi : Basidiomycota Kelas : Homobasidiomycetes Ordo : Agaricales Famili : Pluteaceae Genus : Volvariella Spesies : V. volvacea Hidupdidaerahtropisatausubtropis. menghasilkan enzim ligninolitik Hidup pada suhu relatif tinggi antara 30-38 C dengan suhu optimum pada 35 C. Derajatkeasaman(pH) yang cocokuntukjamurmerangadalah6,8-7 dengankelembaban80-90% 7
Efective Microorganism-4 [EM-4] EM-4 singkatan dari Efective Microorganism ( ada 4 mikroorganisme ) : 1. Lactobacilus 2. Sacharomyces 3. Acetobacter 4. Bacilus EM-4 banyak digunakan untuk mempercepat pembusukan/proses fermentasi Memperbaiki sifat fisik, kimia, dan biologi tanah. Menyediakan unsur hara yang dibutuhkan tanaman dan menjaga kestabilan produksi. 8
METODOLOGI 9
Variabel Penelitian Tahap Persiapan Persiapan Media TKKS Penanaman Jamur Merang Persiapan Tangki Composter Prosedur Operasi Pengomposan pada Blanko Pengomposan pada Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dan Tandan Kosong Sisa Jamur Merang (TKSJ) (TKKS) dan Tandan Kosong Sisa Jamur Merang (TKSJ) dengan Penambahan Aktivator Effective Microorganism EM4 Analisa Kadar N,P,K dan C 15
Persiapan Media TKKS Mencacah TKKS hingga berukuran 5-10mm Merendam TKKS selama 1 malam dalam air Meniriskan dan memeras TKKS Memasukkan media TKKS ke dalam wadah pengomposan hingga volume 2/3 wadah. Menutup media dengan kapas Sterilisasi media dalam autoklaf selama 15 menit, tekanan 15 psi, suhu 121 o C. Mendinginkan media sebelum ditaburi bibit jamur 10
Penanaman jamur merang Cek kadar air media TKKS 80 90 % Menaburkan bibit jamur merang siap tanam pada wadah berisi TKKS 5% w/w dan 10% w/w jamur merang. Memasukkan ke dalam rak penanaman Menjaga suhu media berkisar antara 32-38 o C (suhu kamar), ph 6.8-7 dan kadar air 80-90% Pembiakan selama 30 hari Panen jamur merang Sisa media jamur merang dibuat kompos 11
Skema Penelitian pada Blanko Tandan kosong kelapa sawit yang sudah dicacah Analisa N, P, K, C dan kadar air. Aerasi ± 0,4 m 3 udara/ kg-hari Rotary Drum Composter: -Dilakukan pengadukan 3,kali sehari selama minimal 15 hari atau sampai kompos matang. Pengukuran temperatur, ph, kadar air. Pupuk organik terbentuk Analisa kadar N, P, K, C dan kadar air 12
Skema Penelitian pada Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dan Tandan Kosong Sisa Jamur Merang (TKSJ) Persiapan media TKKS Pencampuran antara TKKS dan TKSJ dengan perbandingan 1:0, 1:3, 1:5 dengan menggunakan variabel sisa tanam 3% w/w dan 5% w/w jamur merang. Analisa N, P, K, C dan kadar air. Aerasi ± 0,4 m 3 udara/kghari Rotary Drum Composter: -Proses composting berturut-turut untuk campuran TSJ 1:0, 1:3, 1:5 -Dilakukan pengadukan 3 kali sehari selama minimal 15 hari atau sampai kompos matang. Pengukuran temperatur, ph dan kadar air. Pupuk organik terbentuk Analisa kadar N, P, K, C dan kadar air 13
Skema Penelitian pada Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dan Tandan Kosong Sisa Jamur Merang (TKSJ) dengan Penambahan Aktivator EM4 Persiapan media TKKS Pencampuran antara TKKS dan TKSJ dengan perbandingan 1:0, 1:3, 1:5 dengan menggunakan variabel sisa tanam 5% w/w dan 10% w/w jamur merang. Aerasi ± 0,4 m 3 udara/kgjam Penambahan activator effective microorganism EM4 sebanyak 10, 15 ml/kg ke dalam masing- masing variabel perbandingan Rotary Drum Composter: - Dilakukan pengadukan selama minimal 15 hari atau sampai kompos matang. - Proses composting berturut-turut untuk campuran TKSJ 1:0, 1:3, 1:5 dengan penambahan aktivator sesuai variabel. Analisa N, P, K, C dan kadar air. Pengukuran temperatur, ph dan kadar air. Pupuk organik terbentuk Analisa kadar N, P, K, C dan kadar air 14
Variabel Penelitian Kondisi Operasi Tipe reaktor yang akan dipakai yaitu rotary drum composter. Proses yang dilakukan yaitu batch. Kondisi Pembiakan Jamur Merang (Volvariella volvacea) Suhu operasi : 32-38 o C ph : 6.8-7 Kadar air : 80-90% Kondisi Pengomposan Suhu operasi : 40-60 o C ph : 6.5-7.5 Kelembaban (moisture content) : 40 60% Lama pengomposan : 15 hari. Pengadukan pada rotary drum composter: 3 x sehari. Aerasi : 0,5 m3 udara/kg(awal)-hari. Volume reaktor : 20 liter dengan volume limbah ±½ x volume reaktor.
Variabel Penelitian Tandan kosong sisa tanam jamur merang : 5% w/w bibit jamur merang 10% w/w bibit jamur merang Perbandingan tandan kosong kelapa sawit : tandan kosong sisa tanam jamur merang 1 : 0 1 : 3 1 : 5 Penambahan EM-4 10 ml/kg bahan 15 ml/kg bahan
16
Pengaruh penambahan aktivator EM-4, terhadap pengomposan 17
Grafik, 5% jamur 1 kadar % 0.5 0.67 0.43 0.27 0.77 0.79 0.59 0.61 0.57 0.42 K P TKKS : TKSJ = 1 : 0, 0 tanpa EM-4 EM-4 (10ml) EM-4 (15ml) N 1 0.67 0.84 0.87 0.64 0.68 0.66 variabel bahan TKKS : TKSJ = 1 : 3, kadar % 0.5 0.43 0.26 0.46 K P N kadar % 1 0.5 0.57 0.77 0.32 0.89 0.92 0.75 0.71 0.69 0.51 K P 0 tanpa EM-4 EM-4 (10ml) EM-4 (15ml) variabel bahan N 0 tanpa EM-4 EM-4 (10ml) EM-4 (15ml) variabel bahan TKKS : TKSJ = 1 : 5, 18
Grafik,10% jamur 1.5 kadar % 1 0.5 0 0.71 0.49 0.31 0.94 0.96 0.66 0.7 0.65 0.47 K P N TKKS : TKSJ = 1 : 0, 1.5 kadar % 1.5 1 0.5 tanpa EM-4 EM-4 (10ml) EM-4 (15ml) variabel bahan TKKS : TKSJ = 1 : 3, 1.11 1.17 0.87 0.91 0.82 0.78 0.67 0.64 K 0.42 P kad dar % 1 0.5 0 0.99 1.08 0.77 0.75 0.84 0.71 0.58 0.57 0.36 tanpa EM-4 EM-4 (10ml) EM-4 (15ml) variabel bahan K P N 0 N TKKS : TKSJ = 1 : 5, tanpa EM-4 EM-4 (10ml) EM-4 (15ml) variabel bahan 19
Pengaruh kinerja jamur terhadap pengomposan 20
kadar % 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0.42 0.36 0.32 0.26 1;3 1;5 perbandingan TKKS : TKSJ 5% jamur 10% jamur kadar N ka adar % 0.84 0.82 0.8 0.78 0.76 0.73 kadar P 0.74 0.72 0.77 0.77 0.82 5% jamur 10% jamur kadar % 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.67 0.58 0.52 0.57 1;3 1;5 5% jamur 10% jamur kadar K 0.7 0.68 1;3 1;5 perbandingan TKKS : TKSJ perbandingan TKKS : TKSJ 21
Daya larut unsur hara tanah 1.6 1.4 1.34 kenaika an daya larut 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.08 0.32 0.18 0.15 0.02 0.06 0.08 TKKS KOMPOS C N P K unsur hara tanah 22
1. Kenaikan kadar N, P, K, dipengaruhi oleh kinerja jamur merang, dimana jamur merang disini berfungsi untuk mendegradasi kandungan lignin. Jadi pada penanaman bibit jamur 5% dengan 10%, kinerja jamur merang Nampak dengan semakin banyak nya bibit yang ditanam untuk menghasilkan TKSJ sebagai campuran media dengan TKKS, sehingga adar N,P,K akan naik lebih cepat. 2. adanya kenaikan kadar C, N, P, dan K diikuti dengan kenaikan daya larut, kadar tersebut terhadap tanah, sehingga tanaman lebih cepat menyerap unsur hara yang dibutuhkan, baik secara langsung dari kompos atau pun dari tanah, maka effek tanaman akan cepat tumbuh dan berkembang karena jumlah unsur hara tepenuhi dan mudah untuk menyerap-nya untuk mempercepat metabolasi tanaman 23
Simpulan dan Saran Simpulan Dari hasil penelitian dan hasil analisa yang dilakukan maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. EM-4, mempercepat proses pengomposan dan meningkatkan kadar N,P,K, lebih baik dibandingkan tanpa menggunakan EM-4. 2. Dari beberapa variasi penambahan EM-4 pada campuran media berupa TKKS dan TKSJ yang telah melalui proses komposting, ternyata yang memiliki peningkatan kadar N paling optimal adalah variable 1 : 5 dengan penambahan EM-4 15% 3. Semakin banyak perbandingan TKSJ semakin baik pula peningkatan kadar N, P, K nya, 24
Simpulan dan Saran Kompos dari TKKS Simpulan Standar kualitas kompos klasifikasi Hasil tanpa EM-4 Hasil EM-4 10% Hasil EM-4 15% Min Max C/N rasio 42.96 42.79 42.96 27.52 31.47 22.54 10 25 P 2 O 5 0.67 0.82 0.77 1.11 0.79 1.17 0.1 5 K 2 O 0.43 0.67 0.59 0.87 0.61 0.91 0.2 5 Nitrogen 0.27 0.42 0.42 0.64 0.57 0.78 0.4 * Carbon 11.45 18.3 17.61 18.30 17.58 17.94 9.8 32 Size partikel 10 20 mm 10 20 mm 10 20 mm 0.55 mm 0.55 mm warna Kehitaman Kehitaman ph 7 7 7 6.8 Keterangan : * Nilainya lebih besar dari minimum Dari tabel perbandingan hasil composting diatas, maka sudah sesuai dengan standar menurut Kepmen Pertanian No. 434.1/KPTS/TP.27017/2004, SNI 19-7030-2004. 25
Simpulan dan Saran Saran Dalam penelitian pembuatan pupuk organik dari TKKS selanjutnya, hendaknya dicoba penanaman bibit jamur yang lebih banyak sehingga mempercepat pengomposan dan memperbesar rate aerasi sehingga bisa didapatkan kadar N, P, K yang lebih tinggi. 26
27
Tabel 2.1 Standar Kualitas Kompos Menurut Departemen Pertanian No. Parameter Satuan Minim Maks. No. Parameter Satuan Minim Maks. 1 Kadar air % 50 17 Cobal (Co) mg/kg * 34 2 Temperatur o C suhu air tanah 18 Chromium (Cr) mg/kg * 210 3 Warna kehitaman 19 Tembaga (Cu) mg/kg * 100 4 Bau berbau tanah 20 Mercuri (Hg) mg/kg 0.8 5 Ukuran partikel mm 0.55 25 21 Nikel (Ni) mg/kg * 62 6 Kemampuan ikat air % 58 22 Timbal (Pb) mg/kg * 150 7 ph 6.8 7.49 23 Selenium (Se) mg/kg * 2 8 Bahan asing % * 1.5 24 Seng (Zn) mg/kg * 500 Unsur makro Unsur Lain 9 Bahan organik % 27 58 25 Calsium (Ca) % * 25.5 10 Nitrogen % 0.4 26 Magnesium (Mg) % * 0.6 11 Karbon % 9.8 32 27 Besi (Fe) % * 2 12 Phospor (P205) % 0.1 28 Aluminium (Al) % 2.2 13 C/N-rasio 10 20 29 Mangan (Mn) % 0.1 14 Kalium (K20) % 0.2 * Bakteri Unsur Mikro 30 Fecal coli MPN/gr 1000 15 Arsen mg/kg * 13 31 Salmonella Sp. MPN/4gr 3 16 Cadmium mg/kg * Back
Perbandingan Pengomposan secara Aerob dan Anaerob
Perhitungan rate aerasi selama 1 hari kecepatan udara aerator = v = 0.07 m/s diameter aerator = d = 8 mm = 8.10-3 m luas penampang = A = =. (8.10-3 ) 2 = 5.024.10-5 m 2 ( karena aerator memiliki 2 selang) volumetric rate = V = 2. A. v = 2. 5.024.10-5.m 2. 0,07 m/s = 7.0336 10-6 m 3 /s 1 hari = 3600 x 24 = 86400 detik/hari Massa bahan = 1.5 kg Untuk aerasinya = 7.0336 10-6 m 3 /detik x 86400 detik/hari = 0,6077 m 3 /hari = 0,6077 m 3 /hari / 1,5 kg = 0,4051 m 3 /hari /kg