Archive for the 'Proses' Category

20 SepEfek Positif El-Nino

unduhan

PRODUKSI SPEKTAKULER

Cahaya, Udara, Air, Fotosintesis – Respirasi: OPTIMAL

Syekhfani

Mengapa terjadi produksi spektakuler?

Fotosintesis:

n CO2 + n H2O → n (CHO) + Energi + O2

Terjadi di waktu siang hari, di mana cahaya matahari mengenai bagian hijau tanaman (daun, batang) dan membentuk Karbohidrat n(CHO) sebagai struktur dasar tubuh tanaman (tajuk, akar).

Respirasi:

n (CHO) → n CO2↑ + n H2O↑

(Evapo-transpirasi → suhu tinggi + angin)

Terjadi di malam hari (→ reaksi gelap), (meski di siang hari bisa juga terjadi, → reaksi terang), di mana Karbohidrat n(CHO) yang terbentuk, diubah menjadi CO2 dan air.

Selisih produk Fotosintesis dan Repirasi, menghasilkan Fotosintesis Bersih (Net Fotosintesis), yaitu pertumbuhan vegetatif dan generatif tanaman.

Pada kondisi cahaya matahari diterima tanaman maksimal, yang diikuti penyediaan air yang cukup, maka akan dihasilkan produksi tanaman spektakuler (berlimpah).

Hal ini tampak sebagai suatu pengaruh positif Al-Nino, apabila saat musim kemarau panjang bisa disediakan suplai air yang cukup.

19 JunBokashi

THE FERMENTATION OF ORGANIC WASTES

Posted by: http://www.compostguy.com/bokashi-resource-page/

Bokashi

For quite some time I’ve been meaning to learn more about the topic of bokashi.

It seemed to be an interesting waste management method that quite a few people were talking about, and given my interest in various types of composting it only made good sense for me to see what all the fuss was about.

What Is Bokashi?

Bokashi is a Japanese term meaning ‘fermented organic matter’.

It is often referred to as a type of ‘composting’ but it is actually a anaerobic fermentation process, resulting in a much different end product than that produced via composting.

Many people like bokashi because it is very easy, and generally (bad) odour-free. All that is needed is a bucket (with lid), some special bokashi mix, and of course some organic waste.

This is a very basic overview – we’ll talk in much more detail about how to set up a bokashi bucket in the ‘Getting Started’ section.

Why Bokashi?

There are a many good reasons for getting into the habit of NOT tossing your organic waste into the trash.

As discussed on the Composting Basics page, organic waste makes up a considerable proportion of the total waste stream that ends up in the landfill (typically in the vicinity of 20-40%).

This is unfortunate since, apart from needlessly taking up dwindling landfill space, these materials can easily be diverted and turned into a rich organic fertilizer (among other things).

Getting Started With Bokashi

As discussed above, there are really only 3 important things needed to get started with bokashi
1) Waste materials
2) A bokashi bucket, and
3)Bokashi mix

Waste Materials

As I listed in the advantages of bokashi, you can add pretty well any type of food waste to a bokashi bucket.

If you an are active composter you will likely know that there are some materials not recommended for a compost pile or worm bin namely meats, oily foods and dairy. I’m still in the testing phase of this myself

I added some steak scraps and shrimp waste to one of my buckets and will be very curious to see how quickly these materials are broken down once they are added to an aerobic composting bin.

Bokashi Bucket

Experts typically recommend that you use a bucket with a spigot on it, so that you can drain the liquid that accumulates in the bottom as the waste materials decompose.

Interestingly enough, some report that this liquid can be used as a plant fertilizer or even poured down your drain to eliminate odours.

You can purchase complete bokashi kits (such as the one pictured to the right) if you want to do everything by the book.

These commercially made buckets even have a false-bottom floor that keeps the waste materials separate from the leachate.

For my preliminary bokashi experimentation I’ve simply been using regular plastic buckets with tight fitting lids.

I added a layer shredded cardboard in the bottom to help prevent excess moisture from pooling.

I would like to eventually purchase a bucket that has been designed specifically for bokashi, but for now my buckets seem t be working ok.

Bokashi Mix

The key component of a successful bokashi bucket is of course the bokashi mix – typically consisting of wheat bran inoculated with a special mixture of microbes, variously referred to as ‘effective microorganisms’, ‘friendly microorganisms’, or ‘efficient microorganisms’.

,The easiest (but most expensive) option is to purchase this mix ready-made – typically if you buy a bokashi kit it will include a bag of the microbial mix.

If you are a more adventurous type you can also make it yourself.

As I discovered, this is in fact much easier and enjoyable than it sounds, but there are some important things to keep in mind. Making the mixture is very easy, but it’s the drying stage that may create some inconvenience for some people.

In hindsight I’m very glad I only ended up making a small amount (enough to fill two ziploc freezer bags), because the drying material took up a lot of space and it gave off a pretty powerful odour (I won’t say it was bad, but it was certainly…obvious)

While I suppose you don’t really have to dry the mixture out, this will definitely increase the shelf-life of the material – especially important if you are making large quantities.

In order to make the mix you will need some wheat bran, molasses, and some liquid microbial inoculum.

Some suggest adding various other goodies as well (such as rock dust, kelp etc), but I decided to keep it simple and just go with the basics.

Below is a great video from Neal ‘The Podchef’ Foley, from the Kitchen Garden Food Company. It demonstrates how to make the bokashi mix.
Bokashi

‘How-To’

Once you have all of the 3 key components discussed above you are ready to get started. As mentioned, filling your bokashi bucket is incredibly easy. You simply add food scraps to your bucket, along with a handful of bokashi mix over top – that’s it! Continue doing this until you’ve filled the bucket completely.

You may want to use a heavy plate of some sort to help press down the materials in the bucket.

This will encourage the development of anaerobic conditions.

I simply pressed the food down each time then put the lid on the bucket and everything seemed to work as claimed (i.e. no bad odours etc).

Once your system is completely full, simply seal it up and let it sit for a couple of weeks so that it can further decompose.

Any time after that you can dig the contents directly into your garden or add them to your compost pile or bins.

09 AprLaterization

Laterization

PEDOGENESIS TANAH MINERAL MASAM

Zone Tropika Basah

Syekhfani

Laterization (Ferralitization)*, adalah pelepasan silikat (Desilication) pada tanah mineral masam, terutama pada zone tropika basah (tropical rain zone).

Silikat larut dapat mengalami pencucian (leaching) ke lapisan bawah tanah (ground water), yang berakhir sebagai endapan di muara.

Apabila konsentrasi Silika larut dalam tanah mencapai 140 ppm, maka bisa terjadi polimerisasi silika: silika polimer akan mengendap dengan adanya Al, atau bila terjadi penurunan pH.

Namun, silika dalam bentuk monomerik, cenderung tercuci ke luar sistem.

*Lihat: Tan, Kim H. 1993. Principles of Soil Chemistry. 2ndEdit. Depart.of Agron. The Univ. Of Georgia. Athens, Georgia. Marcel Dekker, Inc. New York-Basel-Hong Kong. pp 292-293.

Implementasi:

Endapan lumpur di muara berasal dari kawasan tanah mineral masam (Ultisol, Oksisol), cenderung kaya akan unsur Si.

Pemanfaatan kembali lumpur muara kaya Si untuk ameliorasi Ultisol dan Oksisol tersebut, merupakan alternatif solusi dalam peningkatan daya dukung (carrying capacity) lahan.

Tindakan ini tergolong upaya “daur ulang” (recycling) material berpindah, dan termasuk dalam program keberlanjutan “sistem budidaya pertanian” (sustainable agriculture system).

08 Apr∆ pH pada Oksisol dan Alfisol

DOMINASI SESKUIOKSIDA

Mekanisme Reaksi

Syekhfani

Mengapa nilai ∆ pH (KCl – H2O) positif pada Oksisol dan Alfisol?

Hasil analisis sifat kimia tanah, umumnya menunjukkan nilai pH ekstraksi-H2O lebih besar dari ekstraksi-1N KCl.

Tetapi adakalanya nilai ekstraksi-1N KCl lebih besar daripada ekstraksi-H2O, mengapa?

Jawab: karena Oksisol dan Alfisol didominasi oleh mineral liat non kristalin – “seskui-oksida” (Fe2O3, Al2O3).

Bagan reaksinya adalah sebagai berikut:

1. Misel/Koloid]- +H + KCl → Misel/Koloid]- +K + HCl → (H+ + Cl-)
[H+] tinggi → pH-H2O tinggi

2. Misel/Koloid]+ -OH + KCl → Misel/Koloid]+ -Cl +KOH → (K+ + OH-)
[K+] tinggi → pH-KCl tinggi

Kasus ini bisa berakibat kesalahan saat menentukan pereaksi P-tersedia (extractable-P) pada Alfisol, yang menggunakan pereaksi OLSEN berdasar nilai pH “agak alkalis”, di mana P-tersedia tidak terukur (trace).

Setelah menggunakan perekasi BRAY-1, P-tersedia dapat terukur.

Reaksi-reaksi di atas berkaitan pula dengan “zwitterion” dan “ion amfoterik” pada tanah-tanah muatan bergantung pada pH (pH-dependent charge).

Lihat: → http://syekhfanismd.lecture.ub.ac.id/2015/04/06/zwitterion/

06 AprZwitterion

ION BANCI – GARAM INNER – SENYAWA AMFOTIR

Syekhfani

Dalam ilmu kimia , “zwitterion” atau “ion-banci” (hybrid, adipolar), adalah molekul netral mengandung muatan listrik positif dan muatan listrik negatif – (“zwitter” – istilah dalam bahasa Jerman).

Zwitterion berbeda dengan “dipole”, dalam hal tempat (lokasi) molekul yang berada pada kutub (pole) berlawanan; sedangkan zwitterion berada dalam satu molekul.

Sifat dipole menunjukkan kemampuan suatu senyawa bereaksi dalam dua kondisi reaksi larutan: masam dan alkalis; sehingga dikenal pula dengan sebutan senyawa “Amfotir – Amphoterism ”.

Zwitterion kadang-kadang juga disebut “garam inner”.

Asam Amino, merupakan contoh terbaik bentuk “zwitterion”, mengandung gugus amine (amonium) dan karboksilat, dan dapat digambarkan melalui reaksi asam – basa.

Gugus amina adalah deprotonat asam karboksilat.

NH2RCHCO2H → NH3+RCHCO2−

Suatu asam-amino mengandung pusat asidik (fraksi asam karboksilat) dan basik (fraksi amina).

1. Isomer sebelah kanan adalah suatu “zwitterion”

Isomer sebelah kanan adalah suatu “zwitterion”.

2. Isomer asam sulfamat, dengan  “zwitterion”

Isomer asam sulfamat, dengan “zwitterion” (kanan).

Lihat: → http://en.wikipedia.org/wiki/Zwitterion

Muatan listrik positif dan negatif yang ada dalam gugus amina dan sulfidril pada asam amino tersebut di atas, memberi peluang terhadap peningkatan “kapasitas tukar ion” (kation dan anion).

Reaksi zwitterion akan sangat membantu dalam menjelaskan mekanisme ameliorasi tanah, apakah sebagai “pupuk organik” ataupun “pengondisi tanah” yang mengandung N (protein, asam amino).

04 AprFermentasi

Fermentasi

RESPIRASI ANAEROBIK

Pernapasan, Perombakan, Enersi

Syekhfani

Pernapasan (respirasi), dikenal ada dua: aerobik (kondisi kaya oksigen) dan anaerobik (kondisi kurang oksigen), merupakan aktivitas makhluk (organisme) hidup.

Organisme aerobik hanya mampu bernafas bila cukup oksigen bebas, organisme anaerobik mampu bernafas menggunakan senyawa mengandung oksigen, setelah melakukan perombakan karbohidrat (fermentasi).

Pada awalnya fermentasi diartikan sebagai pemecahan gula menjadi alkohol dan CO2. Kemudian berkembang menjadi pemecahan laktosa menjadi asam laktat oleh Streptococcus lactis dalam suasana anaerobik (kurang oksigen).

Lihat: → http://www.smallcrab.com/makanan-dan-gizi/878-pengolahan-pangan-dengan-fermentasi

REAKSI: (teoritik)

Lihat: → http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Fermentasi&veaction=edit&vesection=5

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 2 ATP (118 kJ/ mol)

Gula (glukosa, fruktosa, sukrosa) → Alkohol (etanol) + Karbon dioksida + Energi (ATP)

PRAKTIKAL:

Di lain sumber, fermentasi disebutkan sebagai proses pengubahan bahan organik menjadi bentuk lain yang lebih berguna dengan bantuan mikroorganisme secara terkontrol.

Mikroorganisme yang terlibat di antaranya adalah bakteri, protozoa, jamur atau kapang atau fungi dan, ragi atau yeast.

Contoh proses fermentasi adalah: pembuatan tape, tempe, kecap, oncom, roti, brem, keju, dan yoghurt.

Untuk menghasilkan suatu produk fermentasi tertentu, dibutuhkan kondisi fermentasi dan jenis mikroba dengan karakteristik tertentu juga.

Oleh karena itu, diperlukan keadaan lingkungan, substrat (media), serta perlakuan (treatment) yang sesuai sehingga produk yang dihasilkan menjadi optimal.

Lihat: → http://ardra.biz/sain-teknologi/bio-teknologi/pengertian-manfaat-proses-fermentasi/

Pengertian dasar tentang fermentasi ini sangat dibutuhkan dalam meramu bahan-bahan “pupuk” atau “pengondisi tanah” dalam upaya ameliorasi tanah-tanah pertanian.

12 MarVinasse

Vinasse

BY-PRODUCT MOLASE

Bahan baku Pupuk & Soil Conditioner

Syekhfani

Tanaman tebu, tergolong tipe C4 (“Siklus Calvin”, Siklus Asam Oksalo-Asetat), jalur metabolisme tanaman yang lebih efisien daripada tipe C3 (“Siklus Krebs”, Siklus Asam Sitrat).

Keunggulan tipe-C4, mampu memproduksi biomas lebih banyak, sehingga sisa hasil panen (by-product, limbah) juga banyak.

Vinasse, salah satu hasil samping (by-product) industri gula.

Gula tebu dan Gula bit, diproses di pabrik menjadi: Gula kristal, Pulp dan Molase.

Molase, difermentasi menjadi produk utama: Etanol, Asam Askorbat, dan lain-lain.

Setelah produk utama tersebut diambil, maka materi tertinggal adalah limbah (by-product) yang disebut “Vinasse”.

Vinasse, diperdagangkan setelah porsi dehidrasi mempunyai viskositas mendekati Molase. Vinasse komersil berasal dari gula tebu, disebut “Cane-Vinasse” dan dari gula bit, disebut “Beet-Vinasse”. Lihat: en.wikipedia.org/wiki/Vinasse

Arti Praktikal:

Efisiensi produksi merupakan kiat dalam memperoleh keuntungan optimal.

Vinasse dapat digunakan sebagai bahan baku Pupuk Organik maupun Soil Conditioner.

Aplikasi vinasse, merupakan alternatif dalam ameliorasi sifat kesuburan tanah.

“Dari tebu kembali ke tebu”!

13 FebKinase

Gb. 0. Active_site_of_Dihydroxyacetone_Kinase

ENZIM FOSFORILASE

Syekhfani

Dalam reaksi fotosintesis, yaitu perubahan energi kinetik sinar matahari menjadi energi metabolik ATP, ADP (TPN, DPN, dan lain-lain), melibatkan unsur fosfor (P) sebagai sumber energi tinggi (high energy).

Mekanisme tersebut, secara kimia organik merupakan reaksi enzim yang perlu diketahui dan dipahami agar dapat dimengerti peran penting unsur P sebagai sumber energi, N dan Mg sebagai penyusun khlorofil, serta K dalam transfer fotosintat.

Pada gilirannya, ilmu dasar (basic sciences) tersebut diperlukan dalam transfer menjadi ilmu terapan (applied sciences); misalnya teknologi agen hayati (biofertilizers).

Dalam media tanah, enzim pertumbuhan akar tanaman diproduksi oleh mikroorganisme tanah (bakteri, fungi), seperti Rhizobium dan Mikorhiza.

Kelompok mikroorganisme tanah yang umum terdapat bebas sebagai mikroflora alam di antaranya adalah bakteri termasuk dalam PGPR (plant growth promoting rhizobacteria), dan fungi AMF (arbuscular mycorrhiza fungi).

Agen hayati (biofertilizers) menjaga lingkungan tanah kaya akan semua jenis unsur hara makro dan mikro melalui: fiksasi N, pelarutan atau mineralisasi P dan K, melepas zat pengatur tumbuh (growth regulating substances), produksi antibiotik dan biodegradasi bahan organik tanah lihat: http://www.microbialcellfactories.com/content/pdf/1475-2859-13-66.pdf.

Berikut adalah gambaran singkat tentang enzim Kinase:

Kinase, atau juga disebut “fosfotransferase”, adalah enzim yang mengiris gugus fosfat dari molekul donor berenergi tinggi, seperti ATP menjadi suatu substrat spesifik (lihat: id.wikipedia.org/wiki/Kinase).

Proses biokimia di atas disebut “fosforilasi” dan enzim yang memisah gugus fosfat ini disebut “fosfatase”.

Kinase memoderasi transfer bagian molekul fosfat ber energi tinggi (seperti ATP) ke molekul substratnya, seperti terlihat pada Gambar 1.

images

Gb. 1. Reaksi Perubahan ATP menjadi ADP dalam Proses Fosforilasi

Kinase diperlukan untuk menstabilkan reaksi karena ikatan fosfo-anhidrida mengandung energi tingkat tinggi.

Kinase meningkatkan aktivitas reaksi dalam mengorientasikan substrat dengan grup fosforil.

Selain itu, kinase umumnya memanfaatkan muatan positif residu asam amino, yang secara elektrostatis menstabilkan kondisi transisi berinteraksi dengan gugus fosfat bermuatan negatif.

Atau, beberapa kinase menggunakan ikatan kofaktor status logam aktif mereka untuk mengkoordinasikan grup fosfat.

Kinase digunakan secara ekstensif untuk mengirimkan sinyal dan mengatur proses yang kompleks dalam sel.

Molekul fosforilasi dapat meningkatkan atau menghambat aktivitas mereka dan memodulasi kemampuan mereka untuk berinteraksi dengan molekul lain.

Penambahan dan penghapusan kelompok fosforil menyediakan sel dengan alat kontrol karena berbagai kinase dapat merespon kondisi atau sinyal yang berbeda.

Mutasi kinase yang menyebabkan pengurangan atau peningkatan fungsi dapat menjadi penyebab penyakit kangker pada manusia, termasuk beberapa jenis leukemia, blastoma, ataksi, dan lain-lain (lihat: en.wikipedia.org/wiki/Kinase).