KONVERSI SAMPAH ORGANIK MENJADI KOMARASCA (Kompos-Arang Aktif-Asap Cair) DAN APLIKASINYA PADA TANAMAN DAUN DEWA
Abdul Gani
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Konversi Sampah Organik Menjadi Komarasca (Kompos-Arang Aktif-Asap Cair) dan Aplikasinya pada Tanaman Daun Dewa adalah karya saya sendiri dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada Perguruan Tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini. Bogor, Pebruari 2007 Abdul Gani NRP. P062020271
ABSTRAK ABDUL GANI. Konversi Sampah Organik Menjadi Komarasca (Kompos-Arang Aktif-Asap Cair) dan Aplikasinya pada Tanaman Daun Dewa di bawah bimbingan ZAINAL ALIM MAS’UD, BIBIANA WIDIYATI LAY, SURJONO HADI SUTJAHJO, dan GUSTAN PARI. Sampah organik hingga saat ini masih menjadi permasalahan yang belum terpecahkan di sebahagian besar Kota di Indonesia. Sampah ini baru sebahagian kecil yang mampu diolah menjadi kompos dan sebahagian besarnya terutama sampah padat masih dibakar dengan incinerator, walaupun cara ini sudah dilarang di beberapa kota di dunia karena mencemari udara. Penelitian ini bertujuan mendapatkan teknologi pengolahan sampah organik menjadi kompos, arang, arang aktif dan asap cair serta aplikasi produknya pada tanaman daun dewa. Sampah organik lunak dikonversi menjadi kompos dengan biodekomposer EM-4, Orgadec, Biodek atau kombinasinya. Sampah organik padat dikonversi menjadi arang dan asap cair dengan menggunakan reaktor pirolisis. Arang ditingkatkan mutunya dengan cara aktivasi menjadi arang aktif. Asap cair difraksinasi dan diuji aktivitas antifeedantnya terhadap larva Spodoptera litura. Selanjutnya, komarasca hasil konversi sampah tersebut diaplikasikan pada tanaman daun dewa. Hasil pengomposan sampah organik lunak dengan biodekomposer EM-4, campuran Orgadec-EM-4-Arang-Asap cair atau campuran Orgadec-Biodek-Arang-Asap cair, selain mempercepat proses pengomposan juga dihasilkan kompos yang relatif mendekati persyaratan SNI-19-7030-2004. Hasil pirolisis sampah organik padat pada suhu 350-510 oC diperoleh 22,36-41,12% arang dan 30,33-37,83% asap cair. Arang yang dihasilkan pada suhu 505 oC relatif mendekati persyaratan SNI-011682-1996, dan asap cair yang dihasilkan pada proses tersebut menunjukkan kadar total fenol tertinggi. Kualitas arang aktif hasil aktivasi arang sampah organik dengan uap H2O pada suhu 800 oC selama 120 menit relatif mendekati persyaratan SNI-06-3730-1995, terutama dalam hal daya jerapnya terhadap iodin. Fraksi metanol dan air dari asap cair berpotensi sebagai antifeedant, karena aktivitasnya terhadap larva S. litura melebihi 50%, yaitu secara berturut 80,65 dan 62,07% pada konsentrasinya 1% dan nilai Effective Inhibitor (EI50)-nya sama-sama 0,71%. Penggunaan komarasca berpengaruh sangat nyata baik terhadap pertambahan tinggi batang, jumlah daun, dan anakan maupun terhadap bobot biomassa tanaman daun dewa terutama ditunjukkan oleh perlakuan campuran tanah-abu-kompos yang diberi arang aktif hasil aktivasi dengan uap H2O dan antifeedant fraksi metanol dari asap cair sampah organik. Kata kunci: kompos, arang aktif, asap cair, sampah organik
ABSTRACT ABDUL GANI. Conversion of Organic Waste into Komarasca (Compost-Active Charcoal-Liquid Smoke) and Its Application on Gynura pseudochina (Lour) DC. Under supervision of ZAINAL ALIM MAS’UD, BIBIANA WIDIYATI LAY, SURJONO HADI SUTJAHJO, and GUSTAN PARI. Untill recently, organic waste has been unsolvable problem in most cities in Indonesia. Only little amount of them has been processed into compost and the rest of them has been burnt by incinerator, even this way has been forbidden in some countries in the world because its smoke has polluted the air. The objectives of this research were to develop technology to process organic waste into compost, charcoal, active charcoal and liquid smoke, and to observe their effect on Gynura pseudochina (Lour) DC. The soft organic waste was converted into compost by biodecomposers of EM-4, Orgadec, Biodek or their combination. The solid organic waste was converted into charcoal and liquid smoke by a pyrolysis reactor. Then, the charcoal was activated to be active charcoal to improve its quality. The liquid smoke was fractionated and its antifeedant activity was tested on Spodoptera litura larvae. The komarasca was applied on G. pseudochina (Lour) DC. The composting of soft organic waste by biodecomposers EM-4, mixture of Orgadec – EM-4 – charcoal – liquid smoke or mixture of Orgadec – Biodek – charcoal – liquid smoke, beside accelerating composting process, they could also produce relatively resemble the requirement of SNI 19-7030-2004. Pyrolysis of solid organic waste at 350 – 510oC produced 22.36 – 41.12% charcoal and 30.33 – 37.83% liquid smoke. The pyrolysis process at 505oC produced charcoal which was relatively resemble the requirement of SNI 01-1682-1996, and the liquid smoke showed the highest total phenol. The active charcoal that was obtained by activation with water vapour in 800oC for 120 minutes had the relatively resemble the requirement of SNI 06-3730-1995, especially in its iodine adsorbance. Methanol and water fraction from liquid smoke were potential to be antifeedant because their activity on the larvae of S. litura were more than 50%, and at the concentration of 1% were 80.65% and 62.07%, respectively. Their Effective Inhibitor (EI50) value was 0.71%. The utilization of komarasca significantly increased steam height, leaves number and young plant as well as biomass weight of G. pseudochina (Lour) DC., especially observed at the utilization of soil - ash - compost mixtures added with active charcoal produced by activation with H2O steam and methanol fraction antifeedant from liquid smoke of organic waste. Keyword : compost, active charcoal, liquid smoke, organic waste
KONVERSI SAMPAH ORGANIK MENJADI KOMARASCA (Kompos-Arang Aktif-Asap Cair) DAN APLIKASINYA PADA TANAMAN DAUN DEWA
Abdul Gani
Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007
Judul Penelitian
: Konversi Sampah Organik Menjadi Komarasca (Kompos-Arang Aktif-Asap Cair) dan Aplikasinya pada Tanaman Daun Dewa
Nama
: Abdul Gani
NIM
: P062020271
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Zainal Alim Mas’ud, DEA. Ketua
Prof. Dr. drh. Bibiana Widiyati Lay, M.Sc. Anggota
Dr. Ir. Surjono Hadi Sutjahjo, M.S. Anggota
Dr. Gustan Pari, M.Si., APU. Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
Dr. Ir. Surjono Hadi Sutjahjo, M.S.
Tanggal Ujian : 23 Pebruari 2007
Dekan Sekolah Pascasarjana
Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, M.S.
Tanggal Lulus :
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 5 Desember 1966 di Gampoeng Sukon Kemukiman Meemeuaneuk Kecamatan Grong-Grong Kabupaten Pidie Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam (NAD), merupakan putra ke dua dari enam bersaudara dari Ayah bernama Haji bin Ibrahim dan Ibu bernama Hamdiah binti Cut Mad. Penulis menamatkan Pendidikan Dasar tahun 1979 di Madrasah Ibtidayah Negeri (MIN) Grong-Grong; Pendidikan Menengah Tingkat Pertama tahun 1982 di SMP Negeri Blangkula Pidie, dan Pendidikan Menengah Tingkat Atas tahun 1985 di SMA Adidarma Banda Aceh. Pada tahun yang sama, penulis diterima menjadi Mahasiswa Program Studi Kimia Jurusan Pendidikan MIPA Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Syiah Kuala Banda Aceh melalui jalur Penelusuran Minat dan Kemampuan (PMDK) oleh Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, dan lulus menjadi Sarjana Pendidikan Kimia tahun 1990. Pada tahun 1992, penulis mendapat kepercayaan mengikuti Pendidikan Pascasarjana strata dua (S2) di Program Studi Kimia Program Pascasarjana Universitas Padjadjaran Bandung dan meraih gelar Magister Sains (M.Si.) dalam bidang Kimia Organik tahun 1995. Selanjutnya pada tahun 2002 hingga sekarang, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Pendidikan Pascasarjana strata tiga (S3) di Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan (PSL) Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Pada tahun 1987-1990 penulis diangkat menjadi Asisten Dosen di Laboratorium Ilmu Pengetahuan Alam (LIPA) Universitas Syiah Kuala Darussalam, Banda Aceh. Sejak tahun 1991 hingga sekarang, penulis bekerja sebagai pegawai negeri sipil (PNS) dengan jabatan dosen di Program Studi Kimia Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Syiah Kuala Darussalam, Banda Aceh. Penulis menikah dengan Dra. Ramlah Zaini, M.Si. pada tahun 1992, dan hasilnya telah dikaruniai seorang putri (almarhumah, yang lahir dan meninggal pada saat proses kelahirannya tahun 1994), dan dua orang putra, yaitu Fakhri Ramadhan (lahir tahun 1995 di Kuala Simpang Aceh Timur), dan Fauzan Rabbani (lahir tahun 1997 di Banda Aceh).
xi
Selama mengikuti program pendidikan doktor (S3), penulis aktif mengikuti berbagai seminar maupun workshop berskala internasional, antara lain: Seminar Internasional tentang “Strengthening Nation’s Competitiveness throuhg Mutual Partneship Between University and Industry” tahun 2003, Seminar Internasional tentang “Sensor and Biosensor” tahun 2004, Workshop Internasional tentang “Bioinformatics” tahun 2005, dan pada tahun yang sama juga mengikuti Konferensi Internasional tentang “Visi Bangun Kembali Aceh Pasca Tsunami”. Selain itu penulis juga terdaftar sebagai anggota Himpunan Kimia Indonesia (HKI) cabang Aceh, sejak tahun 1992 s.d. sekarang, sebagai anggota Kelompok Peneliti Tumbuhan Obat Universitas Syiah Kuala Banda Aceh, sejak tahun 1996 s.d. sekarang. Penulis juga terdaftar sebagai anggota Ikatan Keluaga Mahasiswa Pascasarjana (IKAMAPA) Aceh di Bogor, sejak tahun 2002 s.d. sekarang. Artikel yang ditulis selama mengikuti pendidikan program doktor (S3) antara lain 1) Pembuatan Arang dari Sampah Organik Padat dengan Reaktor Pirolisis yang sedang dalam proses penerbitan di Jurnal PURIFIKASI Volume 7 No.2 Edisi Desember 2006, Departemen Teknik Lingkungan ITS Surabaya, 2) Karakterisasi Kompos Hasil Dekomposisi Sampah Organik Perkotaan dengan Biodekomposer EM-4, Orgadec dan Biodek yang sedang dalam proses penerbitan di Jurnal ENVIRO Volume 8 No.2 Edisi September 2006, Pusat Penelitian Lingkungan Hidup UNS Solo, dan 3) Karakterisasi Asap Cair Hasil Pirolisis Sampah Organik Padat yang sedang dalam proses penerbitan di Jurnal Teknologi Industri Pertanian Volume 16 No.3 Edisi Maret 2007, Departemen Teknologi Industri Pertanian FATETA Institut Pertanian Bogor.
xii
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah S.W.T., karena atas segala limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga disertasi ini dapat diselesaikan untuk memenuhi salah satu syarat guna memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Penelitian ini berjudul “Konversi Sampah Organik Menjadi
Komarasca (Kompos-Arang Aktif-Asap Cair) dan Aplikasinya pada Tanaman Daun Dewa” yang dilaksanakan mulai bulan Juli 2005 sampai Oktober 2006. Selama melaksanakan penelitian dan penulisan disertasi ini, penulis banyak mendapat bantuan baik moril maupun materil serta bimbingan dari berbagai pihak, sehingga pada kesempatan ini disampaikan ucapan terimakasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada: 1. Dr. Zainal Alim Mas’ud, DEA. sebagai ketua komisi pembimbing, Prof. Dr. drh. Bibiana Widiyati Lay, M.Sc., Dr. Ir. Surjono Hadi Sutjahjo, M.S., dan Dr. Gustan Pari, M.Si., APU. selaku anggota komisi pembimbing yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan serta memberi saran demi kemajuan penulis dan lebih sempurnanya tulisan ini. 2. Dr. Ir. Surjono Hadi Sutjahjo, M.S. selaku Ketua Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor yang selalu memacu, memberi semangat dan solusi bagi setiap masalah yang penulis hadapi serta meluangkan waktu hingga larut malam, agar penulis cepat selesai dalam studi ini dan segera kembali untuk membangun Aceh. 3. Rektor dan Dekan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor beserta staf dan jajaran administrasinya yang telah berkenan menerima dan mengasuh serta selalu mendukung penulis untuk kelancaran dan kesuksesan studi ini. 4. Rektor dan Pimpinan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Syiah Kuala beserta staf administrasinya yang telah berkenan memberi izin dan bantuan kepada penulis untuk mengikuti tugas belajar ini. 5. Pimpinan DIKTI dan penanggung jawab Program Beasiswa BPPS yang telah membiayai pelaksanaan tugas belajar ini. 6. Dr. Adi Santoso, M.Si., APU. dan Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti, M.S. yang telah meluangkan waktunya untuk menjadi penguji luar komisi pada ujian terbuka. viii
7. Dr. Ir. Surjono Hadi Sutjahjo, M.S., Prof. Dr. drh. Bibiana Widiyati Lay, M.Sc., Dr. Ir. Catur Herison, M.Sc., dan Dr. Ir. Rustikawati, M.Si. selaku penanggung jawab dan pengelola Dana Hibah Pascasarjana dari Direktur P2M DIKTI yang telah membantu sebahagian dana penelitian dan kelancaran penulis baik dalam penulisan disertasi maupun publikasinya. 8. Pemerintah Daerah Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam (NAD) dan Kabupaten Aceh Besar serta Pimpinan Badan Rehabilitasi dan Rekonstruksi (BRR) NADNias yang turut memberi dukungan dana bantuan pelaksanaan penelitian ini. 9. Pemerintah Jerman dan Pimpinan Institut Pertanian Bogor yang telah berusaha menggalang, mengelola dan mendistribusikan bantuan beasiswa secara transparan bagi mahasiswa IPB asal NAD yang mengalami musibah gempa bumi dan tsunami pada tanggal 26 Desember 2004. 10. Dr. Gustan Pari, M.Si., APU selaku Ketua Kelti pada Laboratorium Kimia Kayu dan Energi Biomassa Puslitbang Hasil Hutan Bogor beserta stafnya yang telah memberi izin pemakaian ruangan, penggunaan sarana/peralatan, membantu tenaga, pikiran, dan memberi suasana yang aman, nyaman serta dukungan lingkungan yang sangat kondusif sehingga penulis dapat bekerja optimal dalam pelaksanaan penelitian ini. 11. Saudari Heny yang selalu memotivasi dan telah memperkenalkan penulis dengan Dr. Adi Santoso, M.Si., APU. selaku pembimbingnya untuk membantu memecahkan persoalan rencana penelitian yang telah penulis rumuskan. Oleh karenanya, Bapak Adi telah meluangkan waktunya untuk tekun mendengarkan curahan pikiran penulis tentang rencana penelitian ini, dan akhirnya penulis dipertemukan dengan Dr. Gustan Pari, M.Si., APU sebagai salah seorang ahli peneliti yang mendalami bidang tersebut. 12. Staf Laboratorium Servis Seameo Biotrob Bogor yang telah membantu analisis kompos dan asap cair. 13. Staf Laboratorium Teknologi Mineral ITB Bandung yang telah membantu analisis bahan baku, arang dan arang aktif dengan XRD. 14. Staf Laboratorium Kimia Instrumen Jurusan Kimia FPMIPA UPI Bandung yang telah membantu analisis bahan baku, arang dan arang aktif dengan FTIR. 15. Staf Laboratorium Kuarter Puslit Geologi Bandung yang telah membantu analisis bahan baku, arang dan arang aktif dengan SEM. ix
16. Staf Laboratorium Kesehatan Daerah Dinas Kesehatan Pemda DKI Jakarta yang telah membantu analisis kimia asap cair dengan teknik GCMS. 17. Staf Laboratorium Kimia Analitik Departemen Kimia FMIPA IPB yang telah membantu analisis fitokimia tanaman hasil panen. 18. Staf Laboratorium Biologi Tanah Departemen Tanah FAPERTA IPB yang telah membantu analisis total mikroba dan fungi dari media campuran sisa panen. 19. Ibu Alfa sebagai salah seorang tetangga yang sangat baik, telah membantu dan merelakan perkarangannya penulis gunakan untuk penelitian lapangan. 20. Teman-teman seperjuangan, terutama Tim Peneliti Sampah yang secara berkala bertemu, berdiskusi dan bertukar informasi serta literatur yang bermanfaat dan sangat membantu penulis dalam menyelesaikan tugas ini. 21. Semua pihak yang telah membantu penulis dan tidak dapat disebutkan satu persatu namanya, baik secara moril maupun materil. Ucapan terimakasih yang sedalam-dalamnya juga penulis sampaikan kepada Ayah dan Ibu yang telah mengasuh, membimbing, membiayai dan setiap saat mendoakan agar penulis diberi kemudahan dalam setiap langkah dan selalu mendapat ridha dari Allah S.W.T. Demikian juga halnya kepada Istri dan Anak-anakku tersayang yang selalu mendampingi, membantu dalam suka maupun duka dan mendoakan penulis sehingga selalu tabah, sabar dan diberi kekuatan terutama dalam menerima musibah gempa bumi dan tsunami yang telah meluluhlantakkan sebagian anggota keluarga dan harta benda penulis di Banda Aceh serta penulis diberi kemampuan dalam menjalani tugas belajar ini hingga sukses. Akhir kata, semoga semua bantuan yang telah diberikan, penulis hanya dapat berdoa agar diberi ganjaran yang setimpal oleh Allah S.W.T. dan dinilai sebagai amal shaleh. Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih belum sempurna dan dengan segala kerendahan hati menerima masukan, kritikan, dan saran agar tulisan ini dapat disempurnakan sesuai dengan yang diharapkan. Selanjutnya penulis berharap semoga karya ini dapat bermanfaat bagi Pemerintah terutama yang diberi kewenangan menangani sampah baik di tingkat kota hingga rukun tetangga, masyarakat, pengusaha yang berminat berinvestasi mengolah sampah, dunia ilmu pengetahuan dan pihak lain yang membutuhkannya. Bogor, Pebruari 2007 Abdul Gani x
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ………………………………………………………………
ix
DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………...
x
DAFTAR LAMPIRAN ………………………………………………………....
xi
I. PENDAHULUAN.………………………………………………………….... 1.1 Latar Belakang..………………………………………………………… 1.2 Kerangka Pemikiran……………………………………………………. 1.3 Perumusan Masalah.…………………………………………………..... 1.4 Tujuan Penelitian..........……………………………………………….... 1.5 Manfaat Penelitian…………………………………………………........ 1.6 Novelty..……………………………………………………………........
1 1 5 8 9 10 10
II. TINJAUAN PUSTAKA……………………………………………………... 2.1 Sampah Organik..……….………………………………………………. 2.2 Kompos…..……………………………………………………………… 2.2.1 Karakteristik Kompos....................................................................... 2.2.2 Prinsip Pengomposan........................................................................ 2.2.3 Proses Pengomposan......................................................................... 2.2.4 Faktor yang Mempengaruhi Proses Pengomposan........................... 2.2.5 Biodekomposer................................................................................. 2.3 Arang ........….… ………………………………………………………... 2.4 Arang Aktif…….………………. ……………………………………..... 2.4.1 Pembuatan Arang Aktif.................................................................... 2.4.2 Sifat-sifat Arang Aktif...................................................................... 2.4.3 Struktur Arang Aktif......................................................................... 2.4.4 Daya Jerap Arang Aktif.................................................................... 2.4.5 Kegunaan Arang Aktif..................................................................... 2.5 Asap Cair................................................................................................... 2.5.1 Komposisi Asap Cair........................................................................ 2.5.2 Kegunaan Asap Cair......................................................................... 2.6 Tanaman Daun Dewa................................................................................
11 11 13 13 14 15 17 18 19 20 21 25 26 27 27 31 32 33 34
III. METODE PENELITIAN….…..……………………………………………. 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .………………………………………..... 3.2 Bahan dan Alat ………………………………………………………..... 3.2.1 Bahan................................................................................................ 3.2.2 Alat................................................................................................... 3.3 Prosedur Penelitian…………………………………………………........ 3.3.1 Konversi Sampah Organik Menjadi Kompos................................... 3.3.2 Konversi Sampah Organik Menjadi Arang dan Asap Cair.............. 3.3.3 Pembuatan Arang Aktif....................................................................
37 37 38 38 39 42 42 45 49 xiii
3.3.4 Fraksinasi dan Bioassay Asap Cair................................................... 3.3.5 Aplikasi Komarasca pada Tanaman Daun Dewa............................. 3.3.6 Bagan Alir Penelitian........................................................................ 3.4 Rancangan Percobaan dan Analisis Data.................................................. 3.4.1 Rancangan Percobaan dan Analisis Data Pembuatan Arang Aktif.. 3.4.2 Rancangan Percobaan dan Analisis Data Aplikasi Komarasca.......
54 55 57 59 58 59
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN....................................................................... 4.1 Konversi Sampah Organik Menjadi Kompos............................................ 4.1.1 Karakteristik Bahan Baku................................................................. 4.1.2 Proses Pengomposan........................................................................ 4.1.3 Mutu Kompos................................................................................... 4.2 Konversi Sampah Organik Menjadi Arang dan Asap Cair....................... 4.2.1 Karakteristik Bahan Baku................................................................. 4.2.2 Hasil Pirolisis.................................................................................... 4.2.3 Arang................................................................................................ 4.2.4 Asap Cair.......................................................................................... 4.3 Pembuatan Arang Aktif............................................................................. 4.3.1 Karakteristik Bahan Baku................................................................. 4.3.2 Identifikasi Struktur Arang Aktif..................................................... 4.3.3 Mutu Arang Aktif............................................................................. 4.4 Fraksinasi dan Bioassay Asap Cair............................................................ 4.4.1 Fraksinasi Asap Cair......................................................................... 4.4.2 Bioassay Asap Cair........................................................................... 4.5 Aplikasi Komarasca pada Tanaman Daun Dewa...................................... 4.5.1 Pertumbuhan Tanaman Daun Dewa................................................. 4.5.2 Biomassa Tanaman Daun Dewa....................................................... 4.5.3 Kandungan Total Mikroba dan Fungi............................................... 4.5.4 Kandungan Metabolit Sekunder Tanaman Daun Dewa ...................
61 61 61 63 71 76 76 76 77 85 92 92 92 117 130 130 130 135 136 141 143 143
V. KESIMPULAN DAN SARAN........................................................................ 5.1 Kesimpulan................................................................................................ 5.2 Saran..........................................................................................................
146 146 147
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................
148
LAMPIRAN..........................................................................................................
162
xiv
DAFTAR TABEL Halaman 1. Sifat arang aktif dari beberapa jenis bahan baku..…………………………….. 21 2. Karakteristik beberapa material kasar yang digunakan pada pembuatan karbon aktif secara pirolisis…………………………………………...............
22
3. Penggunaan arang aktif secara umum………………………………………....
28
4. Kandungan hara arang dan arang aktif beberapa bahan baku……………........
31
5. Hasil analisis senyawa kimia fraksi cair dari partikel pohon kayu (0,425 mm) melalui pirolisis dalam larutan alkali (30% Na2CO3) dan non alkali...............
33
6. Kombinasi perlakuan pengomposan sampah organik pasar......………….......
43
7. Kombinasi perlakuan pembuatan arang aktif....................................................
50
8. Kadar air dan nisbah C/N sampah organik pasar................................................ 61 9. Rataan perubahan suhu kompos seminggu pertama pengomposan..................
64
10. Rataan perubahan suhu kompos selama minggu ke dua pengomposan..........
65
11. Rataan perubahan suhu kompos setelah minggu ke dua pengomposan..........
67
12. Karakteristik kompos sampah organik pasar pada hari ke-30 pengomposan.
72
13. Kadar unsur hara makro kompos pada hari ke-30 pengomposan...................
73
14. Kadar unsur hara mikro dan logam berat kompos sampah organik pasar......
74
15. Hasil pirolisis sampah organik dengan reaktor listrik.....................................
76
16. Hasil pirolisis sampah organik dengan reaktor drum......................................
76
17. Karakteristik arang hasil pirolisis dengan reaktor listrik................................
77
18. Karakteristik arang hasil pirolisis dengan reaktor drum.................................
78
19. Data bilangan gelombang serapan IR dari bahan baku dan arang hasil pirolisisnya.....................................................................................................
81
20. Data derajat kristalinitas (X), sudut difraksi (θ), jarak antar lapisan (d), tinggi (Lc), dan lebar (La) antar lapisan serta jumlah (N) lapisan aromatik dari bahan baku dan arang hasil pirolisisnya.................................................
83 xv
21. Diameter permukaan pori bahan baku dan arang hasil pirolisisnya................
84
22. Data rendemen dan warna asap cair hasil pirolisis dengan reaktor listrik......
85
23. Data rendemen dan warna asap cair hasil pirolisis dengan reaktor drum.......
86
24. Data total fenol asap cair hasil pirolisis dengan reaktor listrik.......................
87
25. Data total fenol asap cair hasil pirolisis dengan reaktor drum........................
87
26. Rataan nilai pH asap cair hasil pirolisis dengan reaktor listrik.......................
89
27. Rataan nilai pH asap cair hasil pirolisis dengan reaktor drum........................
89
28. Bilangan gelombang serapan IR dari arang aktif hasil aktivasi panas............
93
29. Bilangan gelombang serapan IR dari arang aktif hasil aktivasi uap H2O.......
94
30. Bilangan gelombang serapan IR dari arang aktif hasil aktivasi KOH 0,5M...
96
31. Bilangan gelombang serapan IR dari arang aktif hasil aktivasi KOH 1M......
97
32. Bilangan gelombang serapan IR dari arang aktif hasil aktivasi H3PO4 0,5M.
98
33. Bilangan gelombang serapan IR dari arang aktif hasil aktivasi H3PO4 1M....
100
34. Data derajat kristalinitas (X), sudut difraksi (θ), jarak antar lapisan (d), tinggi (Lc), dan lebar (La), antar lapisan serta jumlah (N), lapisan aromatik pada arang aktif hasil aktivasi panas..............................................................
101
35. Data derajat kristalinitas (X), sudut difraksi (θ), jarak antar lapisan (d), tinggi (Lc), dan lebar (La), antar lapisan serta jumlah (N), lapisan aromatik pada arang aktif hasil aktivasi uap H2O........................................................
103
36. Data derajat kristalinitas (X), sudut difraksi (θ), jarak antar lapisan (d), tinggi (Lc), dan lebar (La), antar lapisan serta jumlah (N), lapisan aromatik pada arang aktif hasil aktivasi KOH 0,5M.....................................................
104
37. Data derajat kristalinitas (X), sudut difraksi (θ), jarak antar lapisan (d), tinggi (Lc), dan lebar (La), antar lapisan serta jumlah (N), lapisan aromatik pada arang aktif hasil aktivasi KOH 1M........................................................
106
38. Data derajat kristalinitas (X), sudut difraksi (θ), jarak antar lapisan (d), tinggi (Lc), dan lebar (La), antar lapisan serta jumlah (N), lapisan aromatik pada arang aktif hasil aktivasi H3PO4 0,5M..................................................
107
xvi
39. Data derajat kristalinitas (X), sudut difraksi (θ), jarak antar lapisan (d), tinggi (Lc), dan lebar (La), antar lapisan serta jumlah (N), lapisan aromatik pada arang aktif hasil aktivasi H3PO4 1M.....................................................
109
40. Diameter permukaan pori arang aktif hasil aktivasi panas.............................
110
41. Diameter permukaan pori arang aktif hasil aktivasi uap H2O........................
111
42. Diameter permukaan pori arang aktif hasil aktivasi KOH 0,5M....................
113
43. Diameter permukaan pori arang aktif hasil aktivasi KOH 1M........................
114
44. Diameter permukaan pori arang aktif hasil aktivasi H3PO4 0,5M..................
115
45. Diameter permukaan pori arang aktif hasil aktivasi H3PO4 1M.....................
116
46. Rendemen arang aktif pada perbagai perlakuan aktivasi................................
117
47. Karakteristik arang aktif hasil aktivasi arang sampah organik pasar..............
120
48. Residu hasil fraksinasi asap cair hasil pirolisis sampah organik.....................
130
49. Persentase aktivitas antifeedant asap cair dan fraksi-fraksinya.......................
131
50. Kandungan kimia fraksi metanol asap cair ....................................................
132
51. Pertumbuhan tinggi batang, jumlah daun dan anakan tanaman daun dewa sebelum pemberian pengendali hama............................................................
137
52. Pertumbuhan tinggi batang, jumlah daun dan anakan tanaman daun dewa setelah pemberian pengendali hama..............................................................
139
53. Biomassa tanaman daun dewa pada perlakuan komarasca............................
141
54. Kandungan total mikroba dan fungi pada campuran media sisa panen Tanaman daun dewa......................................................................................
144
55. Kandungan senyawa metabolit sekunder tanaman daun dewa......................
145
xvii
DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Bagan alur pikir penelitian.......………………………………………….......
7
2. Mekanisme pengomposan secara umum........................................................
15
3. Reaksi biokimiawi pada pengomposan anaerobik.........................................
16
4. Reaksi biokimiawi pada pengomposan aerobik.............................................
16
5. Beberapa gugus fungsional yang terikat pada permukaan arang aktif….......
25
6. Orientasi pelat-pelat karbon heksagonal pada (a) struktur arang aktif dan (b) struktur grafit….…..…………………………………………................
26
7. Reaksi hidrogenasi orto-nitroklorobenzena yang berlangsung dengan bantuan katalis arang aktif dan platina…………………………………......
29
8. Tempat pengomposan..........................………..............................................
39
9. Reaktor pirolisis (a) Reaktor listrik, (b) Reaktor drum............…………......
40
10. Retort pembuatan arang aktif........................................................................
41
11. Bagan alir penelitian.....................................................................................
58
12. Grafik perubahan pH kompos seminggu pertama pengomposan..................
68
13. Grafik perubahan pH kompos hari ke-9 hingga ke-30 pengomposan...........
69
14. Histaogram persentase penyusutan bobot bahan baku kompos....................
70
15. Histogram daya jerap arang terhadap larutan iodin.......................................
79
16. Histogram daya jerap arang terhadap uap benzena.......................................
80
17. Spektrum serapan IR bahan baku dan arang hasil pirolisisnya......................
81
18. Difraktogram bahan baku dan arang hasil pirolisisnya..................................
83
19. Topografi permukaan pori bahan baku dan arang hasil pirolisisnya.............
84
20. Kromatogram asap cair hasil pirolisis sampah organik pasar........................
90
21. Spektrum serapan IR arang aktif hasil aktivasi dengan panas........................
92 xviii
22. Spektrum serapan IR arang aktif hasil aktivasi uap H2O...............................
94
23. Spektrum serapan IR arang aktif hasil aktivasi KOH 0,5M...........................
95
24. Spektrum serapan IR arang aktif hasil aktivasi KOH 1M..............................
97
25. Spektrum serapan IR arang aktif hasil aktivasi H3PO4 0,5M........................
98
26. Spektrum serapan IR arang aktif hasil aktivasi H3PO4 1M...........................
99
27. Difraktogram arang aktif hasil aktivasi panas................................................
101
28. Difraktogram arang aktif hasil aktivasi uap H2O...........................................
102
29. Difraktogram arang aktif hasil aktivasi KOH 0,5M.......................................
104
30. Difraktogram arang aktif hasil aktivasi KOH 1M..........................................
105
31. Difraktogram arang aktif hasil aktivasi H3PO4 0,5M.....................................
107
32. Difraktogram arang aktif hasil aktivasi H3PO4 1M........................................
108
33. Topografi permukaan arang aktif hasil aktivasi panas....................................
110
34. Topografi permukaan arang aktif hasil aktivasi uap H2O...............................
111
35. Topografi permukaan arang aktif hasil aktivasi KOH 0,5M...........................
112
36. Topografi permukaan arang aktif hasil aktivasi KOH 1M..............................
113
37. Topografi permukaan arang aktif hasil aktivasi H3PO4 0,5M.........................
114
38. Topografi permukaan arang aktif hasil aktivasi H3PO4 1M............................
115
39. Kromatogram fraksi metanol asap cair hasil pirolisis sampah organik..........
132
40. Struktur senyawa gamma-butirolakton............................................................
134
41. Daur karbon di alam.........................................................................................
135
xix
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Sidik Ragam Aktivator, Waktu, Suhu dan Interaksinya pada Pembuatan Arang Aktif......................................................................................................
163
2. Uji BNT Cara Duncan Rendemen Arang Aktif................................................
165
3. Uji BNT Cara Duncan Kadar Air Arang Aktif................................................
167
4. Uji BNT Cara Duncan Kadar Zat Terbang Arang Aktif.................................
169
5. Uji BNT Cara Duncan Kadar Abu Arang Aktif...............................................
171
6. Uji BNT Cara Duncan Kadar Karbon Terikat Arang Aktif............................
173
7. Uji BNT Cara Duncan Daya Jerap Iodin Arang Aktif....................................
175
8. Uji BNT Cara Duncan Daya Jerap Benzena Arang Aktif...............................
177
9. Hasil Analisis Probit Asap Cair dan Fraksi-fraksinya.....................................
178
10. Kandungan Kimia Asap Cair yang Teridentifikasi dengan teknik GCMS....
183
11. Sidik Ragam Media, Pestisida dan Interaksinya pada Tanaman Daun Dewa.
185
12. Uji BNT Cara Duncan Tinggi Batang Tanaman Daun Dewa.......................
186
13. Uji BNT Cara Duncan Jumlah Daun Tanaman Daun Dewa..........................
187
14. Uji BNT Cara Duncan Jumlah Anakan Tanaman Daun Dewa.......................
188
15. Uji BNT Cara Duncan Bobot Basah Tanaman Daun Dewa...........................
189
16. Uji BNT Cara Duncan Bobot Kering Tanaman Daun Dewa..........................
190
17. Baku Mutu Kompos Sampah Domestik.........................................................
191
18. Baku Mutu Arang Aktif..................................................................................
192
19. Baku Mutu Arang Kayu..................................................................................
193
xx
