• +6221 4288 5430
  • +62 8118 242 558 (BIC-JKT)
  • +62 8118 242 462 (BIC-INA)
  • info@bic.web.id

Teknologi Proses Pembuatan Slow Release Fertilizer Menggunakan Zeolit Alam


Abstrak

Slow Release Fertilizer (SRF) adalah pupuk lepas lambat, yaitu yang mampu mengendalikan kecepatan pelepasan unsur-unsur nutrien yang mudah hilang akibat larut dalam air, menguap dan proses denitrifikasi terhadap pupuk itu sendiri. Pembuatan SRF antara lain dengan cara memperbesar ukuran, menambah kekerasan pupuk, melapisi dengan bahan yang dapat melindungi nitrogen atau menambahkan aditif.

Deskripsi

Upaya untuk meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk nitrogen buatan (khususnya urea) telah banyak dilakukan, antara lain dengan cara mengurangi kelarutan dari pupuk nitrogen itu sendiri. Beberapa cara yang telah dilakukan antara lain :
• Memperkeras butiran
• Memperbesar ukuran
• Memperkeras dan memperbesar butiran sekaligus
• Menyelaputi butiran dengan senyawa lain.
Salah satu upaya untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi pupuk urea adalah dengan memodifikasi produk pupuk urea tersebut dalam bentuk slow release fertilizer (SRF). Slow Release Fertilizer (SRF) adalah pupuk lepas lambat, yaitu suatu jenis pupuk yang mampu mengendalikan kecepatan pelepasan unsur-unsur nutrien yang mudah hilang akibat larut dalam air, menguap dan proses denitrifikasi terhadap pupuk itu sendiri. Salah satu bentuk pupuk jenis SRF dapat pula dikatakan sebagai Controlled Release Nitrogen Fertilizer (CRNF). Upaya membuat SRF atau CRNF bermacam-macam, antara lain dengan cara memperbesar ukuran, menambah kekerasan pupuk, melapisi dengan bahan yang dapat melindungi nitrogen yang terkandung terhadap pelarutan dan penguapan secara cepat atau menambahkan aditif yang mampu mempertahankan keberadaan nitrogen dalam pupuk. Contoh SRF antara lain Urea ball fertilizer, urea super granul, urea tablet, urea briket, Sulfur Coated Fertilizer (SCF), Aldehyde coated fertilizer dll.
 Berdasarkan hasil penelitian, bahwa proses blending antara zeolit dan pupuk urea dapat meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk, karena unsur nitrogen dalam urea teradsorpsi pada seluruh permukaan zeolit yang luasnya mencapai 200 m2/g.
Zeolit merupakan senyawa alumino silikat hidrat terhidrasi dari logam alkali dan alkali tanah dengan rumus umum Lm Alx Sig O2nH2O (L=logam).  Sifat umum zeolit adalah merupakan kristal yang agak lunak berwarna putih coklat atau kebiru-biruan. Berat jenisnya berkisar antara 2-2,4. Kristal zeolit berwujud dalam  struktur tiga dimensi yang mempunyai rongga-rongga yang berhubungan satu sama lainnya membentuk saluran kesegala arah dengan ukuran saluran dipengaruhi oleh garis tengah logam alkali atau alkali tanah yang terdapat pada strukturnya. Di dalam saluran tersebut akan terisi oleh air yang disebut sebagai air kristal. Air kristal ini mudah dilepas dengan cara melakukan pemanasan, mudah melakukan pertukaran ion-ion dari logam alkali atau alkali tanah dengan elemen lainnya.
 Proses-proses pembentukan zeolit tersebut mempengaruhi variasi luas penyebaran zeolit yang terbentuk dan bervariasinya ion-ion elemen alkali dan alkali tanah yang diikat (terbentuknya spesies zeolit). Zeolit mempunyai sifat-sifat : higroskopis, luas permukaan tinggi, KTK (Kapasitas Tukar Kation) dan daya adsorpsi-desorpsi. Akan tetapi zeolit alam secara alami mempunyai beberapa kelemahan, antara lain adanya impurities, ukuran pori yang bervariasi dan adanya struktur amorf.
Adanya deposit zeolit alam yang cukup besar dan tersebar di beberapa wilayah Indonesia merupakan satu peluang untuk pengembangan pupuk lepas lambat ( SRF ). Hingga saat ini masih dilakukan upaya pencarian endapan zeolit secara terus menerus, mengingat kegunaannya yang cukup bervariasi.
Untuk pengembangan pupuk lepas lambat ( SRF ) tersebut yang diharapkan dapat meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk telah dilakukan riset  yang meliputi beberapa kegiatan antara lain persiapan bahan baku zeolit yang tersedia di Indonesia, size reduction, pemurnian, modifikasi, formulasi, karakterisasi, uji inkubasi, uji rumah kaca dan uji lapang. Untuk mengontrol produk yang dihasilkan dilakukan karakterisasi produk antara lain pengamatan struktur/morfologi, komposisi, daya simpan, Nitrogen release, kelarutan, moisture content, moisture content, biuret, ukuran, serta uji coba pada rumah kaca dan lapang pada komoditas tanaman

Proses pembuatan Pupuk Lepas Lambat ( SRF )
Proses pembuatan Slow Release Fertilizer dengan menggunakan zeolit alam sebagai support dapat dilakukan dengan melalui empat tahap utama, yaitu : pretreatment, formulasi, granulasi dan pengeringan.
c.1  Pretreatment
Merupakan tahapan awal yang sangat menentukan kualitas produk SRF yang akan disintesis antara lain pemurnian (purification) dan pengecilan ukuran (sizing). Pemurnian dilakukan untuk memisahkan unsur impurities yang tidak dikehendaki karena dapat menurunkan spesifikasi zeolit alam khususnya daya serap adsorpsi atau KTK (Kapasitas Tukar Kation) sebagai salah satu karakteristik bahan baku yang sangat penting pada daerah sekitar pori zeolit. Impurities fisis dapat dipisahkan dengan cara filter atau penyaringan dan leaching dari butiran batu lain, plastik, logam daun dan sebagainya. Bahan baku zeolit yang masih berupa bongkahan batu dapat diperhalus dengan menggunakan hammer mill sehingga diperoleh bubuk zeolit yang mana luasan pori menjadi lebih banyak.
c.2 Formulasi
Formulasi pembuatan pupuk SRF NPK dilakukan dengan menentukan komposisi antara zeolit alam, bahan baku pupuk (Urea, DAP/SP-36, dan KCl) dan binder. Variasi parameter proses antara lain perbandingan zeolit alam dan bahan baku pupuk (Urea, DAP/SP-36, dan KCl), jenis dan konsentrasi binder. Selain itu variasi metode penambahan binder juga dilakukan dengan cara mixing atau spray.
c.3 Proses Granulasi
Proses granulasi yang dimaksud adalah proses pembentukan partikel dalam bentuk granul dan dengan ukuran mulai dari beberapa ratus mikron sampai beberapa milimeter. Ada beberapa jenis granulator yang umum digunakan antara lain
• Drum granulator, peralatan ini berbentuk silinder yang dapat berputar, dan terpasang pada posisi miring untuk membantu perpindahan bahan. Untuk mencegah adanya aliran balik, pada bagian inlet bahan baku dipasang dam ring. Pada bagian inlet drum dipasang beberapa spray yang berfungsi untuk menyemprotkan cairan yang mengandung perekat (binder) kepada tumpukan partikel yang akan digranul. Alat dilengkapi dengan pengikis cake yang dapat mengganggu gaya putar (rolling force) granul.
• Pan granulator, peralatan ini terbuat dari piringan berbentuk silinder yang dapat diputar pada porosnya, dimana slope piringan tersebut diatur, dan dilengkapi pula dengan sprayer dan scraper. Ukuran droplet cairan dari alat spray ini sangat berpengaruh pada ukuran granul yang dihasilkan. Perputaran secara kontinyu dan kemiringan peralatan ini menyebabkan granul yang berukuran besar meluncur ke bagian bawah pan akibat gaya gravitasi, sedang granul yang berukuran kecil melanjutkan proses sizing. Oleh karena itu terdapat proses seleksi ukuran secara mandiri. Beberapa faktor yang berpengaruh pada kinerja granulator ini adalah ukuran (diameter) pan, kemiringan (slope), kecepatan putar dan spray.
Tahapan-tahapan proses granulasi antara lain
- kontak adhesif / kohesif antar partikel dengan perantaraan cairan bahan pengikat (gambar1. a)
- timbul gaya antar muka (surface tension) pada antar partikel
- pembentukan granul padatan selama proses peresapan cairan bahan perekat oleh partikel (gambar1. b)
- timbul gaya tarik menarik antar partikel (gambar1. c)
- terjadi saling kunci antar partikel
 
c.4 Drying
Tahap akhir proses pembuatan SRF adalah penurunan kandungan air melalui proses pengeringan dengan menggunakan rotary dryer. Peralatan ini berbentuk silinder yang dapat berputar, dan terpasang pada posisi miring untuk membantu perpindahan bahan. Inlet granul terdapat dibagian atas rotary dryer, untuk mencegah adanya aliran balik, pada bagian inlet bahan baku dipasang dam ring. Proses penurunan kadar air granul terjadi akibat hembusan udara panas yang dihasilkan oleh heater sebagai sumber panas dan blower sebagai penghembus udara yang

d. Teknologi Proses Produksi Pupuk Lepas Lambat ( SRF )
Dari diagram proses pembuatan pupuk SRF tersebut diatas, selanjutnya diuraikan lebih detail  dalam bentuk flow chart proses produksi pupuk SRF N ( Gambar ). Tujuannya adalah menentukan kebutuhan unit-unit mesin dan peralatan proses produksi pupuk SRF.
Dari gambar flow chart proses produksi pupuk SRF, mesin dan peralatan yang dibutuhkan antara lain :


Keunggulan Teknologi

Dalam penggunaanya pupuk SRF N mempunyai sejumlah keunggulan dibandingkan dengan pupuk berbasis nitrogen seperti Urea, ZA dan beberapa pupuk organik lainnya dalam beberapa faktor khususnya dalam hal waktu pelepasan unsur N yang relatif lebih lambat.
Produk SRF mempunyai waktu pelepasan unsur N lebih dari 2 bulan serta terkendalikan. Faktor lain yang merupakan keunggulan pupuk SRF adalah efisiensi dari penggunaan pupuk mencapai 70 %, dalam arti 70 % unsur N dari pupuk dapat terserap oleh tanaman. Sedangkan pada pupuk yang lain pada umumnya hanya berkisar 40 %. Dengan demikian frekuensi pemberian pupuk pada tanaman menjadi berkurang, yang pada sebelumnya harus dilakukan 2-3 kali maka dengan pupuk SRF hanya dilakukan 1-2 kali. Adanya kemampuan waktu pelepasan yang lebih lambat dari pupuk SRF ini disebabkan adanya zeolit dalam formulasi pupuk SRF.
Dalam uji Demplot yang telah dilakukan di enam wilayah pertanian diJawa Timur dan Jawa Tengah produksi padi yang dihasilkan tiap hektar lahan persawahan hasilnya cukup baik. Dari enam wilayah uji Demplot hanya satu wilayah yang hasilnya masih dibawah produksi petani dengan pemupukan menggunakan urea,sedang lima wilayah lain menghasilkan produksi padi ralatif sama dengan produksi padi dengan menggunakan pupuk urea prill.
Hal ini menunjukkan bahwa uji Demplot penggunaan pupuk SRF dilapangan menunjukkan hasil yang baik untuk ditindaklanjuti dengan produksi masal.

Potensi Aplikasi

Melihat pada sejumlah permasalahan nasional mulai dari tingginya harga energi dunia ( gas alam ), subsidi pupuk untuk petani, efisiensi penggunaan pupuk di lapangan, sistem pemupupkan yang kurang efektif, kemudian didukung dengan adanya cadangan zeolit alam yang cukup besar serta tersedianya kemampuan nasional untuk melakukan formulasi pupuk lepas lambat ( SRF ), kemampuan untuk melakukan proses produksi serta masih terbukanya pasar yang luas sebagaimana telah diuraikan, pupuk lepas lambat ( SRF ) sangat potensial untuk dikembangkan.