PENGELOLAAN LIMBAI-I PADAT INDUSTRI KECIL NATA DE COCO MELALUI TEK14OLOGI PRODUKSI GAS BIO DAN
PEMANFAATANNYA SEBAGAI PUPUK ORGANIK C A E
OLEH : ZAITUN
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2004
ZA.ITUN. Pengelolm Limbah Padat Industxi Kecil Nata De Cum Melalui Teknologi Produksi Gas Bio dan Pemanfaatannya &@ Pupuk Organik Cair.
Dibimbing oleh M.SRI SAENI, KOOSWARDHONO MUDlKDJO dan H.M. H. BINTOR0 DJ0ERR.E. & corn yang urnumnya terdapat di d a e d pemuldmm, hdustri kecii menghasilkan limbah ymg belum dikelola den- baik, sehingga menimbulkan masalah pencemaran lingkungan. Penelitian tersebut bertujuan untuk mengetahui penanganan limbah padat mta de coco oleh industri kecil mta & cmo, untuk memanfhatkm limbah padat w & cwo sebagai penghasil gas bio dm pupuk organik cair, unmk mengetahui banyaknya gas bio yang diperoleh dari proses pencernaan anaembik dari limbah padat m& de c m , unbk mempelajrui pengmh proses pencemaan anerobik dari limbah padat & & coco terhadap kandungan unsurvnsur ham dm bakteri coliform ddam limbah hail pencemaan anaerobik, mengetahui banyaknya pemberian pupuk orgmik cair hail pencemaan anaerobik yang dapat meningkath produksi tanamaa selada, melukukan andisis finansiai dari pemanfaatm limbah gas bio sebagai pupuk organik cair, dm andisis kelayakan investasi pada pembuatan gas bio dm budidaya tanaman selada organik. Percobaan dilakukan di Laboratorium Kimia Fisik dm Linghngan, P B dan Desa Jabon Mekar, Parung dari bulan Agustus 2001 bingga November 2003. Bedasarkan hasil survai di lapang diketahui bahwa pada umunlnya produsen industri kecil nata & coco belum rnelakukan penanganan limbah nufa de coco dengan baik. Limbah padat de cmo ymg diproses dalam pencema anaerobik dapat menghasilh gas bio dm pup& organik a i r . Audisis finansial dan kelayakan investasi pembuatm gas bio dan budidaya tanamari selda o r p i k rnenunjukkan bahwa pafakuan T3S1 (25% limbah padat mu de cmo + 75% kotom s q i dengan seIang waktu penyiramm pupuk organik cir satu kali serninggu) layak untuk diusahakan. Pemanfaatan limbah padat mu & coco oleh industri kecil nutu de coco sebegai penghasil gas bio dan pupuk organik cair berarti : (1) mengurangi pencemaran lingkmgan; (2) industri kecii nata & ceco menerapkan proses produksi bersih dm mekanisme pembangunan bersih; ( 3 ) rnengurangi emisi gas metana penyebab pemmasan global; dm (4) dihasiikan pupuk organik cair yang dapat rneningkatkan produksi tanaman selada.
ABSTRACT Z AITUN. Solid Waste Management of Naiu De Coco Home Industry by Biogas Production Technology and The Use of Natu De Coco Waste as Liquid Organic
Fertilizer. Under the direction of M. SRI SAENI, KOOSWARDHOVO MUDMDJO, and H.M.H. BINTORO DJOEFlUE. Naa de coco home industries do not waste management application, so waste fiom mtu de cmo industries can cause environmental pollution. The objectives were to study waste management of nu& & coco home industries, to recycle tmia de coco solid waste to biogas and liquid organic fertilizer, the use of nata uk coco solid waste to biogas production, to study macronutrients, micronutrients and coliform in effluent from anaerobic digester process, to find the optimal interval time of liquid organic fertilizer application from mta de coco solid waste to increase lettuce production, liquid orgaic fertilizer financial analyze to lettuce production, and investment analyze of biogas and lettuce crop production. The experiment was conducted in Physical Chemistry and Environmental Laboratory of IPB and in Jabon Mekar Village, Parung, from August 2001 until November 2003, Survey data showed that, commonly, naia de coco home industries do not waste management application. The result showed that nnta de coco solid waste and cow manure in anaerobic digester can produce biogas and liquid organic fertilizer. The liquid organic fertilizer financial analyze to lettuce crop production, and investment analyze of biogas and lettuce crop production showed that T3S1 (liquld organic fertiIizer that once a week application) is the best treatment to application. Furthermore, the use of naia G% coco solid waste recycle to biogas and liquid organic fertilizer production by mia & corn home industries are : (1) environment pollution reduction; (2) clean technology and clean development mechanism applications; (3) methane gas emission reduction; clan (4) to increase crop production .
SURAT P E W A T A A N
Saya menya&a
dengan sebenar-benamya bahwa disertasi saya yang ber-
judul : Pengelolaan Limbah Padat Industi Kecil Nata Re Coco MelaIui Teknoiogi
Produksi Gas Bir, dan Pemanfaatannya rebagai Pup~rkOrgrulik Cair
adalah memang benar hasil k q a saya sendiri dengan bimbingan Komisi Pembimbing. Semua data dm informmi yang digwakan telslh dinyatakan secara jelas dm dapat diperiksa kebenarannya.
PENGELOLAAN LIMRAH PADAT INDUSTRI KECIL NATA DE COCO MELALUI TEKNOLOGI PRODUKSI GAS BIO DAN PEMANFAATANNYA SEBAGAI PUPUK ORGANK CAIR
OLEH :
ZArTUN
Disertasi sebagai salah satu syarat untuk mernperoleh gelar
Doktor pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASAIWANA NSTITUT PERTAMAN BOGOR 2004
Judul Disertasi
: Pengelolaan Limbah Padat lndustri Kecil Nata De Coco Melalui Tehologi Produksi Gas Bio dan Pemmfaatannya
sebagai Pupuk Organik Cair
Nama
: Zaitun
NRP
: 995098
Program Studi
: Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Linghngan
Menyetujui : 1. Kornisi Pembimbing
Prof. Dr.Ir. M aSri Streni. MS Ketua
a . ,
Prof.Dr.Ir.Kooswardhono M.. MSc Anggota
2. Ketua Program Studi fen
Sumberdaya Mam dm L
Dr.1r.H.Surimo Had ~anggalLulust 6
S E P 2Ml
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkafi di Jakarta pada tanggal 13 September 1972 seb@ anak kelima dari lima bersaudam dengan ayah M. Thaib Hiadjad d m ibu hioudjani. Penulis menyelesaikan sekolah TK P e d a n Jakarta pad8 tahun 1979 dm melanjutkan ke SD Negeri 09 Pagi Bendungan Hilir Jakarta hingga lulus drun 1985. Pendidikan sekolah menengah perfma Penulis tempuh di SMP Negeri 40 Jakarta hingp lulus pada tahun 1988, kemudian dilanjutkan ke SMA Negeri 35 Jakarta dan lulus pula tahun 199 1. Pada tahun 1991 Penulis diterima di hstitut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan tahun 1992 dikrima sebagai mahasi swi Jurusan Budidaya Pertaniui dengan program studi Agronomi . Pada tahun 1996 Pmulis lulus menjadi Sarjane Pertanian dm pada tafiun 1997 melanjutkan pendidikan Magister Sains pada program studi Pengelolm Sumberdaya Alam dm Lingkungan Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bagor. Pada tahun 1999 Penulis lulw menjadi Magister Sains dm pada tahun 1999 melanjutkan pendidikan Doktor pada program studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Sekolah Pascawjana hstitut Pertanim Bogor. Beasiswa pendidikan pascasarjma program Doktor diperoleh dai Yayasan Sumberdaya Manusia dalam ilmu Pengetahuan dan Teknologi - THE HABiSIE CENTER. Karya ilmiah berjudd "Kandungm Hara Makm Hasil Proses Penamlaan Anaembik Limbah Industri N& De C m dan Kotoran Sapi serta Pengaruhnya pada Tmaman Selada" dan "Pengaruh Pemberian Limbah Industri Nata De Coco dm Kotom Sapi Hasil Proses Pencemaan Anaerobik tehadap Siht Kjmia Tanah pada Tanaman Madamtelah disajikan pada Seminar Nasiond VII Kimist ddam Pembangunan "Perkembangan Mutabir ddam Ilrnu dm Teknologi Kimia di hdonesia" yang diselenggarakan oleh Jaringan Kerjasama Kimia Indonesia (TASAKIAI) di Yogyakarta pada bulan Mei 2004. Sebuah artikel telah diterbitkan dengan judul "Krmdungan Hara Malrro h i 1 Proses Pencemaan Anwrobik Limbah I n d u s ~Natn J e Cmo dm Kotoran Sapi sets Pengmhnya pada Tanaman Selada" p d a Jurnal Ilmiah Galruryoku X Nornor 2 Tahun. 2004. Karya-karya ilmiah t e d u t merupakan bagian dari disertasi penulis.
PRAKATA
Puji syuhr dipanjatkan kepada Allah SWT karena atas m h m a y a PenuEs dapat rnenyelesaikan penelitian ini . Tema yang dipilih adalah mengenai Pengelolaan Limbah Padat Zndustri Kecil Nata De Coco Melalui Teknologi Produksi Gas Bio dan Pemanfaatannya sebagai Pupuk Organik Cair. PeneIitian tersebut diharapb a h dqat menghasilkan cara untuk mengurangi beban lingkungan yang disebabkan oleh pencemaran lirnbah padat mta de coco dm kotoran sapi. Disarnping itu, pemmfilatan limbah padat nafa de cwo dan kotoran sapi menjadi gas bio &an menjadi sumber energi dtmatif dan pupuk y ang dihasiIkan h dapat meninglcatkEul produksi pertanitin. Penghargam dan ucapan terima kasih yang sebesar-besmya Penulis sampaikan kepada : 1. Prof. Dr. Ir. M. Sri Saeni, MS,Prof. Dr. Ir. Kooswardhono Mudikdjo, MSG, dan Prof. Dr. Ir. H. M.H. Bintoro Djmfiie, MAgr atas saran dan bimbingan yang telah diberikan. 2. Prof.Dr. Kamaruddin Abdullah, MSA dan Dr. Ir. Atih Sujati Herman, MSG atas saran-yang telah diberikan. 3. Yayasan Sumberdaya Manusia dalam flmu Pengetabuan dm Teknologi, THE HABIf3IE CENTER yang telah memberikan beasiswa pendidikan program
Doktor. 4. Abu, Umi, Kak Fia, Abmg Agam, dan Kak Inong tercinta atas do'a dm dorongm m o d yang diberikan. 5 . Ibu June Mellawati dm keluarga, Ibu LiIik Sulistyowati clan keluarga, Bapak Suparto (Pusat Penelitian dan Pe,~gembanganTanah dan Agmklirnat, Bogor), ternan-teman di h t a n Keluarga Mahasiswa Paswrjana Aceh, dik-adik di nEatrtn Mahasiswa Tanah Rencong, dm berbagai pihak atas do'a, bantuan dan dukungan yang telah diberikan selarna ini . Semoga penelitian ini d q a t bermanfaat dm dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.
Bogor, Agustus 2004
Penulis
DAFTAR IS1
DAFTAR TABEL ..................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR ................................ ,................................................ xiii
1 PENDAHULUAN .......................................................................................... 1 Latar Belakang ...................................................................................... Perurnusan mas^& ............................................ ............................. 2 Kemgka Pernibran .........................................................................3 .. Tujuan Penellban ................................................................................. 4 Hipotesis ....................... ................................................................... 6 6 Manfaat Penelitian ......................... .,.................................................... .-
TlElJAUAN PUSTAKA ............................................................................... Definisi dm Batasan Industri Kecil ................................................. hbta De Coco ..................................................................................... Kotoran Sapi ............................... .-...................................................... Gas Bio ................................................................................................... Proses Pembentukan Gas Bio ......................... . . ..................... Gas Bio sebagai Energ Altematif ........................................... Manfaat Gas Bio ........................................................................ Unsur Ham dalam Tanah dm Tanaman .............................................. Tanman Selada (Lacfircawtiva L.) ................................................... Andi sis F h s i a l dm Kelayakm Investasi .......................................
BAHAN DAN mTODE ............................................................................. W&u dan Tempat Percobaan ............................................................. Bahm dm Alat ..................... .............................................................. Lokasi Pengarnbilan Contoh .............................................................. Rancangan Percobaan .......................................................................... Produksi Gas Bio ...................................................................... Pemmfaatan Limbah Gas Bio untuk Pupuk Organik ............ Pelaksanaan Percotaan ........................................................................ Survd Industri Nata De Coco ................................................. Pembuatan Gas Bio ................................................................... fersiapan Media Pemmrtian ................................................... Persiapan Media Tanam .......................................................... Penanaman Tanaman Selada ..................................................... Peubah (Variabel) ymg Dianalisis ..................................................... Survai Lapang Pada Industri Kecil Nata De Coca .................. Gas Bio .......................................................................................
DAFTAR TABEL
1 Sifat-sifat kimia air kelapa ....................................................................
2 Sifat-sifat fisika air kelapa ..................................................................... 3 Rata-rata tahunan prduksi dm konsumsi limbah pedesasul di desa Mandyakoppd ................................................................................. 4 Si fat-siht kimia kotoran sapi ................................ . ............................... 5
Komposisi gas b;o ..................................................................................
6 Potensi limbah pertanian sebagai sumber energi ................................ 7 Konsentrasi maksimum yang diperbdehkan dari bahan-bahan berbahaya pada pduksi gas bio ..........................................................
8 Nilai kalori gas bio dan b&an bakar utama lainnya ............................ 9 Kandunp zat gizi selada (ddam 100 g bahan kering) .......................
1 I Peralatan produksi nata de cmo dan harganya .....................................
13 Jumlah bonus penjualan produk kernasan nafa & coco .....................
61
14 Ehga jual produk nufu de coco ..........................................................
62
15
Suhu Sahan b a h selma proses pembentukan gas bio ........................ 68
16 Derajat k e r n m a n (pH) bahan b a h selama proses pembentuh gas bio ..............................1....................................................................
69
17 Produksi gas bia ...................................................................................
71
18 Komposisi gas bio ..................................................................................74
19 Coliform dalam bahan baku dan limbah gas bio ................................... 77 20 Sifat kimia limbah padat nafa de cuco dm kotoran sapi ...................... 79
2 1 Sifat-sifa kimia pupuk organik cair ..............,.............................,..........
22 Analisis tanah sebelum dm sesudah pedakum pada tanaman selade
.
23 Pengaruh pemberian limbah gas bio terhadap tinggi tanman ..,.......... 24 Pengad pemberian limbah gas bio tehadap jumlah daun ................. 25 Kandungan unsur hara makro d d m j wingan tanaman selada ............
26 Kandungan unsur ham mikro dalam j aringan tanaman selada ............. 27 Produksi tanaman selada ................................,,,,,.....,.....................-....,.-.
28 Andisis finansial budidaya tanaman selada organik dan selda anorganik ............................,................,.......... ..,,..................................-.. 29 Cashflow financial pembuatan gas bio dm produksi tanaman selada 30 Nilai kelayakan investasi usahatani pembuatan gas bio dan budidaya
tanaman sel ada ...................... ................. ............,.................................-
DAFTAR GAMBAR
2 Proses p e m b u a ~nulo de coco mentah ................................................. 11 3 Potensi gas bio. kompos dan hara dari limbah yang diproduksi di desa
Mandyakoppal ......................................................................................
13
4 Pencerna anaembik sistem kontinu ........................................................
43
5 Proses pembuatan naia be coco ...............................................................
56
6 Pembuangan limbah p d a t naia h coco .............................................
64
7 Tanaman selada yank dipupuk dengm pupuk organik dan pupuk
anorganik .................................................................................................. 102
DAFTAR LAMPIRAN Hillaman 1 Kuisioner pada survai lapang industfi nafa de coco ............................ 123 2 Pedornan pengharkatan basil analisis tanah atau media
...................... 125
3 Perhitungan andisis finansial ................................................................ 125 4
Sidik ragam analisis data suhu pada pembentdcan gas bio .................. 127
5
Sidik ragam andisis data pH pada pembentukan gas bio ..................... 127
6 Sidik ragam analisis data produksi gas bio ............................................ 128 7 Sidik ragam analisis colifonn pada bahan b
h .................................... 128
8 Sidik ragam analisis coliform pada limbah gas bio 9
.............................. 128
Uji-t aliform ddam bahan b a h dm limb& gas bio pada T1 ............ 128
10 Uji-t colifom dalam bahan balcu dan limbah gas bir, pada T2 ............ 129
1 1 Uji-t coliform dalam bahan baku dan limbah gas bio pada T3 ............ 129 12 Uji-t colifom dalam bahan baku dan limbah gas bio p d a T4 ............ 129 13 Sidik ragam analisis data unsur ham nitrogen
....................................... 130
14 Sidikragammalisisdataunsurharafosfor ............................. . . ........ 130 15 Sidikragamandisisdataunsurharakalium ........................... . ........
130
16 Sidikragamandisisdataunsurhara~sium........................................ 131
17 Sidik ragam analisis data unsur h m magnesium ......................... . . ....
131
18 Sidikragamandisisdataunsurharabelerang ....................................
131
19
Sidikragamm~alisisdahunsurharaC~organik .................................
132
20 Sidikragammdisisdatauns~rharabesi............................................ 132 21 Sidikragamanalisisdataunsurhammm~.......................................
132
22 Sidik ragam analisis data unsur hara tembaga ....................................... 133
xv
23 Sidik ragam audisis data unsur hara seng ............................................. 133 24 Sidik ragam malisis data unsur ham boron ........................................... 133 25 Sidikmpandisisdatlringgit~amsnselada................................... 134
26 Sidik ragam analisis dam jurnlah dam tar~ammselada ........................ 134 27 Sidik~~analisisdatabobotsogartanmmselada ......................... 134
28 Sidik ragarn analisis data bobot kering tanaman selada ....................... 135
