oleh: khalimatus sa’diyah 2308100085 nuniek hendrianie, m. t. · jurusan teknik kimia fakultas...

SIDANG SKRIPSI Peran Mikroorganisme Azotobacter chroococcum,

Pseudomonas putida, dan Aspergillus niger pada Pembuatan Pupuk Cair dari Limbah Cair Industri

Pengolahan Susu

Oleh:

Fitrilia Hajar Pambudi Khalimatus Sa’diyah 2308100079 2308100085

Dosen Pembimbing :

Dr. Ir. Sri Rachmania Juliastuti, M. Eng. Ir. Nuniek Hendrianie, M. T.

Laboratorium Pengolahan Limbah Industri Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Kebutuhan Pupuk Tinggi

Volume Limbah Susu Tinggi

Pupuk Organik Cair

Kebutuhan Buah Organik Meningkat

Memanfaatkan limbah cair pabrik susu sebagai bahan baku pembuatan pupuk organik cair untuk tanaman buah

Mengamati pengaruh penambahan tepung tulang terhadap kandungan P pada pupuk organik cair dari limbah cair pabrik susu

Mengamati pengaruh penambahan biofertilizer pada kualitas pupuk organik cair dari limbah cair pabrik susu

Membandingkan pengaruh antara pupuk organik cair, pupuk organik cair+tepung tulang+biofertilizer, dan pupuk anorganik

Memberikan alternatif bahan baku produksi pupuk organik cair dari

limbah cair industri susu

Mengetahui pengaruh penambahan tepung tulang dan biofertilizer

dalam produksi pupuk organik cair

Anorganik

Pupuk hasil proses rekayasa secara kimia,

fisik, dan biologis

Organik

Pupuk yang terdiri dari bahan organik yang

berasal dari tumbuhan maupun hewan

Pupuk

Standar Kualitas Pupuk menurut Departemen Pertanian

PERSYARATAN TEKNIS PUPUK ANORGANIK

BERDASARKAN PERATURAN MENTERI PERTANIAN RI

No.09/KPTS/TP.260/1/2003

TENTANG PUPUK ANORGANIK

No Jenis Hara Pupuk Hara Makro Padat Pupuk Hara Makro Cair

1 Nitrogen (total) Min. 30% Min. 10%

2 Fosfor (P2O5) Min. 30% Min. 10%

3 Kalium (K2O) Min. 30% Min. 10%

4 Seng (Zn) Maks. 0,5% Maks. 0,25%

5 Baron (B) Maks. 0,25% Maks. 0,125%

6 Tembaga (Cu) Maks. 0,5% Maks. 0,25%

7 Mangan (Mn) Maks. 0,001% Maks. 0,001%

8 Molibden (Mo) Maks. 0,002% Maks. 0,0005%

9 Cobalt (Co) Maks. 1% Maks. 1%

Kandungan Limbah Cair Pabrik Susu

No Komposisi Satuan Jumlah

1 BOD mg/l 13750

2 COD mg/l 23000

4 Nitrogen % 0,499

5 Fosfor % 0,077

6 Kalium % 0,678

7 pH 11,36

Perbandingan Kandungan P dari Berbagai Bahan

Bahan % N % P

Abu tanaman - 2 – 5

Tepung ikan 4,5 – 10 3,4 – 7

Tepung tulang 2 – 4,5 15 – 35

Darah kering 13 2

Tepung bekicot - 20,3

Dedak - 1,43

Bahan hasil penggilingan tulang yang telah dihancurkan

Sumber kalsium (Ca) dan fosfor (P) bagi tanaman dan ternak

Pada beberapa jenis tanah memiliki efektivitas yang sama dengan

pupuk superfosfat

• Mempunyai kemampuan ganda yaitu sebagai penambat nitrogen dan penghasil zat pengatur tumbuh yang unggul.

Azotobacter chroococcum

• Mampu meningkatkan kelarutan P dari AlPO4 sebesar 6-19 kali lipat

• Mampu meningkatkan kandungan P dalam pupuk TSP sebesar 60-135 %

Pseudomonas putida

• Mampu meningkatkan kelarutan P dari AlPO4 sebesar 135% dan meningkatkan P pada tanah ultisol sebesar 30,4 %

Aspergillus niger

Bakteri gram negatif yang bersifat aerobik

Sensitif terhadap asam, konsentrasi garam yang tinggi, dan temperatur di atas 35oC

Tumbuh pada pH netral

Bakteri ini mampu mengubah nitrogen (N2) dalam atmosfer menjadi ammonia (NH3) melalui proses pengikatan nitrogen serta mempunyai kemampuan menghasilkan zat pengatur tumbuh yang unggul

Bakteri aerob yang dapat tumbuh optimal pada suhu 25-30oC

Tidak dapat tumbuh pada kondisi masam dengan pH 4-5

Mempunyai kemampuan yang tinggi dalam malarutkan fosfat serta menghasilkan zat pengatur tumbuh bagi tanaman

Tumbuh pada suhu 35oC-37oC (optimum)

Memerlukan oksigen yang cukup (aerobik)

pH optimum antara 4-5

Aspergillus niger mempunyai kemampuan dalam melarutkan fosfat

Nitrogen

Membantu pertumbuhan pada fase vegetatif yaitu pertumbuhan cabang, daun, dan batang

Membantu proses pembentukan klorofil, fotosintesis, protein, lemak, dan persenyawaan organik lainnya

Fosfor

Membentuk akar

Meningkatkan hasil biji-bijian dan umbi-umbian

Memperkuat batang tanaman

Mempercepat penuaan buah

Membantu proses asimilasi dan respirasi

Kalium

Membantu pembentukan protein dan karbohidrat

Memperkuat jaringan tanaman

Membentuk antibodi tanaman

Merawat kondisi air di dalam sel dan jaringan

Mengatur turgor (tegangan sel) dan menutup stomata

Mengatur akumulasi dan translokasi karbohidrat yang baru terbentuk

Melawan penyakit dan kekeringan

No Nama Tahun Judul

1 Sri Wedhastri 2002 Isolasi dan Seleksi Azotobacter sp. Penghasil Faktor Tumbuh dan Penambat Nitrogen dari Tanah Masam.

2 Yulya Fitria 2008 Pembuatan Pupuk Organik Cair dari Limbah Cair Industri Perikanan Menggunakan Asam Asetat dan EM4 (Effective Microorganisme 4).

3 G. Thirumaran, M. Arumugam, dan P. Anantharaman

2009 Effect of Seaweed Liquid Fertilizer on Growth and Pigment Concentration of Abelmoschus esculentus (l) medikus

4 Dita Prariesta, Renee Winata

2009 Peningkatan Kualitas Pupuk Organik Cair dari Limbah Cair Produksi Biogas.

Volume limbah cair pabrik susu : 10 liter

Temperatur operasi : 25 – 35oC

DO : > 2 mg O2/liter

pH operasi : 4 – 5 (kondisi tumbuh Aspergillus niger) dan 7 (kondisi tumbuh Azotobacter chroococcum dan Pseudomonas putida)

Konsentrasi bakteri A. chroococcum, bakteri P. putida, dan jamur A. niger pada kondisi fase log

• 4 % w/w = 404,3 gram

• 7 % w/w = 707,1 gram

Konsentrasi tepung tulang

1

23

4

• Keterangan gambar :

1. Aerator

2. Selang bening

3. Bak plastik

4. Difusser

Persiapan limbah cair industri pengolahan susu sapi

Penyaringan Padatan dibuang

Filtrat Analisa N, P, K, dan pH

Penambahan tepung tulang sesuai variabel

Pengadukan secara berkala selama 1 minggu

A

B

Penyaringan Padatan dibuang

Filtrat Analisa P

Sterilisasi

A

C

Aerasi sampai kadar DO > 2 mg O2 per liter

Penambahan Pseudomonas putida sesuai dengan variabel

Pengaturan pH menjadi 4-5

B

Penambahan Aspergillus niger sesuai dengan variabel

D

Proses selama 3 hari

Sterilisasi

C

Pengaturan pH menjadi netral Penambahan Azotobacter chroococcum sesuai dengan

variabel

Proses selama 3 hari

D

Analisa N, P, dan K

Sterilisasi

Pupuk organik cair

Uji coba pupuk organik cair pada tanaman uji

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Phosphate Nitrogen Kalium

Kad

ar (

%)

Komposisi Limbah Cair

Mula-mula

4% Tepung Tulang

7% Tepung Tulang

Grafik Kadar N, P, K setelah Penambahan Tepung Tulang

• Tepung tulang yang digunakan mengandung 3,65% N,

13,16% P, 0,16% K, dan 19,82% Ca.

• Setelah penambahan 4% tepung tulang, kadar N, P, K

meningkat menjadi 3,75% N ; 2,90% P ; 12,09% K.

• Sedangkan untuk penambahan 7% tepung tulang, kadar N,

P, K mencapai 39,86% N ; 4,82% P ; 16% K.

Grafik Pengaruh Penambahan Biofertilizer A. chroococcum dan A. niger terhadap

Kadar N untuk Berbagai Ratio Konsentrasi

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

Ac : An0 : 0

Ac : An0 : 1

Ac : An0 : 2

Ac : An1 : 0

Ac : An1 : 1

Ac : An1 : 2

Kad

ar N

(%

)

Variabel Biofertilizer (% V/V)

Sebelum PenambahanBiofertilizer (4% TepungTulang)

Setelah PenambahanBiofertilizer (4% TepungTulang)



• Kadar N paling tinggi adalah pada variabel 4% tepung tulang

dengan perbandingan A. chroococcum : A. niger sebesar 1 : 0

yaitu 290,05% N.

• Nitrogen dalam pupuk cair berupa ammonia (NH4+) dan

amoniak (NH3-).

0

3

6

9

12

15

18

21

24

Ac : An0 : 0

Ac : An0 : 1

Ac : An0 : 2

Ac : An1 : 0

Ac : An1 : 1

Ac : An1 : 2

Kad

ar P

(%

)






Grafik Pengaruh Penambahan Biofertilizer A. chroococcum dan A. niger terhadap

Kadar P untuk Berbagai Ratio Konsentrasi

• Kadar P paling tinggi adalah pada variabel 7% tepung tulang


yaitu 23,49% P.

• P dalam pupuk cair berupa P2O5. Peningkatan P pada variabel

A. chroococcum : A. niger dengan perbandingan 0 : 2 lebih

besar daripada perbandingan 0 : 1

• Pada perbandingan 1 : 2 lebih besar daripada perbandingan

1 : 1, yang berarti bahwa semakin banyak penambahan A.

niger, maka semakin besar pula P yang dilarutkan.

Grafik Pengaruh Penambahan Biofertilizer A. chroococcum dan A. niger terhadap Kadar K untuk Berbagai Ratio Konsentrasi

0

3

6

9

12

15

18

21

24

Ac : An

0 : 0

Ac : An

0 : 1

Ac : An

0 : 2

Ac : An

1 : 0

Ac : An

1 : 1

Ac : An

1 : 2

Kad

ar K

(%

)


Sebelum Penambahan

Biofertilizer(4% Tepung

Tulang)

Setelah Penambahan

Biofertilizer (4% Tepung

Tulang)

Sebelum Penambahan


Tulang)

Setelah Penambahan


Tulang)

• Kadar K paling tinggi adalah pada variabel 7% tepung tulang


dengan kadar K sebesar 22,83% K.

• Terlihat juga bahwa semakin banyak biofertilizer yang

ditambahkan maka kadar K yang dihasilkan juga semakin

banyak.

Grafik Pengaruh Penambahan Biofertilizer A. chroococcum dan P. putida terhadap Kadar N untuk Berbagai Ratio Konsentrasi

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

Ac : Pp

0 : 0

Ac : Pp

0 : 1

Ac : Pp

0 : 2

Ac : Pp

1 : 0

Ac : Pp

1 : 1

Ac : Pp

1 : 2

Kad

ar N

(%

)


Sebelum Penambahan


Tulang)

Setelah Penambahan


Tulang)

Sebelum Penambahan


Tulang)

Setelah Penambahan


Tulang)

• Kadar N paling tinggi adalah pada variabel 7% tepung tulang

dengan perbandingan 1 : 1 antara A. chroococcum : P. putida

yaitu sebesar 294,97% N.

• Pada variabel dengan penambahan A. chroococcum

mempunyai kadar N yang lebih tinggi dibandingkan dengan

variabel tanpa penambahan A. chroococcum.

Grafik Pengaruh Penambahan Biofertilizer A. chroococcum dan P. putida terhadap Kadar P untuk Berbagai Ratio Konsentrasi

0

2

4

6

8

10

12

14

Ac : Pp

0 : 0

Ac : Pp

0 : 1

Ac : Pp

0 : 2

Ac : Pp

1 : 0

Ac : Pp

1 : 1

Ac : Pp

1 : 2

Kad

ar P

(%

)


Sebelum Penambahan


Tulang)

Setelah Penambahan


Tulang)

Sebelum Penambahan


Tulang)

Setelah Penambahan


Tulang)

• Kadar P paling tinggi adalah pada variabel 7% tepung tulang

dengan perbandingan A. chroococcum : P. putida sebesar 1 : 2

yaitu 12,90% P.

• Semakin banyak penambahan P. putida maka semakin besar

pula kadar P yang dihasilkan.

Grafik Pengaruh Penambahan Biofertilizer A. chroococcum dan P. putida terhadap Kadar K untuk Berbagai Ratio Konsentrasi

0

3

6

9

12

15

18

21

Ac : Pp

0 : 0

Ac : Pp

0 : 1

Ac : Pp

0 : 2

Ac : Pp

1 : 0

Ac : Pp

1 : 1

Ac : Pp

1 : 2

Kad

ar K

(%

)


Sebelum Penambahan


Tulang)

Setelah Penambahan


Tulang)

Sebelum Penambahan


Tulang)

Setelah Penambahan


Tulang)

• Kadar K paling tinggi adalah pada variabel 4% tepung tulang

dengan perbandingan A. chroococcum : P. putida sebesar 1 :

2 yaitu 20,65% K.

• Terlihat juga bahwa semakin banyak biofertilizer yang

ditambahkan maka kadar K yang dihasilkan juga semakin

tinggi.

0

3

6

9

12

15

18

21

24

Ac : An

0 : 0

Ac : An

0 : 1

Ac : An

0 : 2

Ac : An

1 : 0

Ac : An

1 : 1

Ac : An

1 : 2

Ac : Pp

0 : 0

Ac : Pp

0 : 1

Ac : Pp

0 : 2

Ac : Pp

1 : 0

Ac : Pp

1 : 1

Ac : Pp

1 : 2

Ka

da

r P

(%

)

Variabel Biofertilizer

4% Tepung

Tulang

7% Tepung

Tulang

Grafik Kadar P pada berbagai variabel

Grafik Rata-rata Pertumbuhan Tinggi Batang Tanaman per 5 Hari

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

Blanko Pupuk

Anorganik

1:2 Ac:Pp 7%

Tepung

Tulang

1:2 Ac:An 7%

Tepung

Tulang

Per

tum

bu

han

rat

a-ra

ta B

atan

g

(cm

)

Variabel

Cabai

Terong

• Pertumbuhan batang cabai paling tinggi adalah pada variabel

7% tepung tulang dengan perbandingan A. chroococcum : A.

niger sebesar 1 : 2 dengan kadar N, P, K sebesar 224% N, 23% P,

23% K. Rata-rata pertumbuhan batang adalah 1,07 cm per 5

hari.

• Dalam pupuk pada variabel tersebut, kadar N adalah kadar

paling tinggi. N berfungsi untuk membantu pertumbuhan pada

fase vegetatif, yaitu pertumbuhan cabang, daun, dan batang.

• Pertumbuhan batang terong paling tinggi adalah pada variabel


niger sebesar 1 : 2.

• Rata-rata pertumbuhannnya adalah 1,29 cm per 5 hari, dimana

pertumbuhannya lebih tinggi daripada pemakaian pupuk

anorganik.

Grafik Rata-rata Pertumbuhan Lebar Daun Tanaman per 5 Hari

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

Blanko Pupuk

Anorganik

1:2 Ac:Pp 7%

Tepung Tulang

1:2 Ac:An 7%

Tepung Tulang

Per

tum

bu

han

rat

a-ra

ta D

aun

(cm

)

Variabel

Cabai

Terong

• Pertumbuhan lebar daun cabai paling tinggi adalah pada

variabel 7% tepung tulang dengan perbandingan A.

chroococcum : A. niger sebesar 1 : 2 dengan rata-rata

pertumbuhan batang adalah 0,23 cm per 5 hari.

• Apabila dilihat dari segi warna daun, pada variabel 7% tepung

tulang untuk dengan perbandingan A. chroococcum : A. niger

sebesar 1 : 2 mempunyai warna daun yang lebih hijau

daripada variabel lain.

• Pertumbuhan lebar daun terong paling tinggi adalah pada

variabel 7% tepung tulang dengan perbandingan A.

chroococcum : A. Niger sebesar 1 : 2. Rata-rata

pertumbuhannnya adalah 0,74 cm per 5 hari.

• Tetapi pada variabel 7% tepung tulang dengan perbandingan

A. chroococcum : P. putida sebesar 1 : 2 dengan kadar N, P, K

sebesar 7% N, 10% P, 21% K pertumbuhan lebar daun lebih

kecil daripada pupuk anorganik, rata-rata pertumbuhannya

yaitu 0,21 cm per 5 hari.

Grafik Hasil Panen Tanaman

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Blanko Pupuk

Anorganik

1:2 Ac:Pp 7%

Tepung Tulang

1:2 Ac:An 7%

Tepung Tulang

Has

il P

anen

(g

ram

/tan

aman

)

Variabel

Cabai

Terong

• Hasil panen cabai dan terong paling bagus adalah pada variabel


niger sebesar 1 : 2 dengan kadar N, P, K sebesar 224% N, 23% P,

23% K.

• Hasil panen tanaman cabai adalah 56,66 gram/tanaman dan

untuk tanaman terong adalah 164,75 gram/tanaman.

• Pada pupuk anorganik, yaitu sebesar 44,28 gram/tanaman

untuk cabai dan 116,66 gram/tanaman untuk terong.

1. Limbah cair dari limbah pabrik susu dapat digunakan sebagai pupuk

organik cair untuk tanaman buah.

2. Penambahan tepung tulang mampu meningkatkan kadar N, P, K

dalam limbah cair dan variabel yang paling baik adalah 7% w/w

tepung tulang.

3. Penambahan biofertilizer mampu meningkatkan kadar N, P, K

dengan baik pada variabel 7% tepung tulang dengan penambahan A.

chroococcum : A. niger sebesar 1 : 2 yaitu 224% N, 23% P, 23% K dan

7% tepung tulang dengan penambahan A. chroococcum : P. putida

sebesar 1 : 2 yaitu 245% N, 13% P, 19% K.

4. Berdasarkan hasil pengamatan tanaman uji, pupuk organik

cair dengan variabel 7% tepung tulang dengan penambahan

A. chroococcum : A. niger sebesar 1 : 2 mampu meningkatkan

pertumbuhan tinggi batang, lebar daun dan hasil panen yang

lebih baik daripada pupuk anorganik yang dijual di pasaran.

oleh: khalimatus sa’diyah 2308100085 nuniek hendrianie, m. t. · jurusan teknik kimia fakultas...

Documents