Produksi dan Karakteristik Pulp Proses Pulping
Pulping adalah hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat melalui berbagai proses pembuatannya seperti mekanis, semikimia, dan kimia, yang bertujuan mendapatkan selulosa sebagai bahan baku kertas melalui proses delignifikasi. Barnett dan George (2003) menjelaskan, bahwa dalam proses kimia, pemisahan serat dilakukan melalui delignifikasi, terutama pada ikatan antar serat yang terdapat pada lamela tengah. Kecepatan reaksi alkali terhadap pelarutan lignin, selulosa, dan hemiselulosa tergantung pada suhu, tekanan, dan konsentrasi larutan pemasak (Casey 1980).
Proses delignifikasi diawali dengan proses impregnasi atau initial delignification. Menurut Gullichsen dan Paulapuro (2000), tahap impregnasi terjadi pada suhu kurang dari 140 oC. Tahap impregnasi meliputi penetrasi pelarut ke dalam rongga-rongga serat dan difusi bahan-bahan kimia pemasak yang terlarut (Sjostorm 1995). Peluruhan lignin pada tahap ini relatif sedikit dari seluruh jumlah lignin total. Tahap selanjutnya adalah bulk delignification yang merupakan tahap penyusutan karbohidrat, terutama hemiselulosa dengan sedikit yang terurai dan akan meningkat lagi penurunannya pada fase residual delignification.
13
Proses delignifikasi terjadi melalui tiga tahap. Tahap awal atau initial delignification terjadi sebelum 140oC dan sekitar 5 % lignin dapat terdegradasi dari lignin total. Tahap berikutnya adalah delignifikasi curah atau bulk delignification
yang terjadi di atas 140oC yang mana sekitar 89 % lignin terdegradasi. Pada akhir delignifikasi atau residual delignification hanya 1 % lignin yang terdegradasi (Casey 1980).
Rendemen Pemasakan
Rendemen pemasakan merupakan salah satu nilai penting dalam menentukan kebutuhan suatu bahan baku untuk menghasilkan pulp sebagai bahan baku kertas. Tujuan utama dari proses pulping adalah mendegradasi dan melarutkan lignin sebanyak mungkin melalui proses delignifikasi dengan faktor konsentrasi, waktu, dan suhu. Rendemen pemasakan merupakan hasil pulp yang telah dibersihkan.Rendemen rata-rata dari penelitian ini dengan perlakuan pelarut NaOH adalah 60.20-71.71 % (Gambar 6) dan perlakuan CaO adalah 76.94-84.80 % (Gambar 7).
Gambar 6 Pengaruh Konsentrasi NaOH dan Waktu Pemasakan Terhadap Rendemen
Gambar 7 Pengaruh Konsentrasi CaO dan Waktu Pemasakan Terhadap Rendemen
Hasil uji analisis keragaman (Lampiran 2 dan Lampiran 5) menunjukkan bahwa perlakuan konsentrasi pelarut NaOH (Na) dan CaO (Ca) dan waktu pembuatan pulp (T) memberikan pengaruh nyata terhadap rendemen pemasakan. Berdasarkan uji
71.71 69.68 68.21 65.95 62.53 60.20 0 20 40 60 80
Na1T1 Na1T2 Na2T1 Na2T2 Na3T1 Na3T2
R en d em en ( %) Perlakuan T1 Na1 T2 Na1 T1 Na2 T2 Na2 T1 Na3 T2 Na3 84.87 83.44 82.50 81.23 80.80 76.94 0 20 40 60 80 100
Ca1T1 Ca1T2 Ca2T1 Ca2T2 Ca3T1 Ca3T2
R en d em en ( %) Perlakuan T1 Ca1 T2 Ca1 T1 Ca2 T2 Ca2 T1 Ca3 T2 Ca3
14
Duncan, konsentrasi NaOH (8 %, 10 %, dan 12 %) dan CaO (13 %, 15 %, dan 17 %) berbeda nyata satu dan lain. Hal tersebut menunjukkan, waktu dan konsentrasi mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap rendemen yang diperoleh yang ditunjukkan dengan penurunan rendemen seiring dengan peningkatan konsentrasi dan waktu pemasakan.
Menurut Casey (1980), semakin tinggi konsentrasi pelarut dan lama pemasakan menyebabkan peluruhan lignin yang lebih tinggi di lamela tengah. Semakin tinggi konsentrasi bahan kimia dan waktu pemasakan dalam pembuatan pulp dapat meningkatkan daya difusi dan penetrasi larutan pemasak ke dalam serat, sehingga menghasilkan pulp dengan kadar lignin dan kadar ekstraktif yang lebih rendah dalam pulp. Hilangnya sebagian lignin, bahan ekstraktif, dan bahan-bahan kimia lainnya di dalam lindi hitam mempengaruhi penurunan rendemen seiring dengan peningkatan konsentrasi pelarut dan lama pemasakan pulp.
Hasil penelitian terdahulu (Jimeńz et al. 2005), menunjukkan bahwa penggunaan konsentrasi NaOH (5-10 %) dan waktu pemasakan (15-45 menit) menghasilkan rendemen sebesar 72.75-78.01 %. Penggunaan konsentrasi NaOH dan waktu yang lebih tinggi pada penelitian ini membuktikan adanya penurunan rendemen yang signifikan, sedangkan penggunaan konsentrasi CaO yang lebih tinggi dapat memperoleh rendemen yang lebih tinggi dibandingkan NaOH.
Bilangan Kappa
Bilangan kappa merupakan pengujian kimia yang diperlukan untuk menentukan kemurnian selulosa, kekuatan relatif pulp dan kemampuan untuk diputihkan. Bilangan kappa merupakan indikator lignin sisa di dalam pulp (Casey 1980). Bilangan kappa yang tinggi mengindikasikan kandungan lignin sisa di dalam pulp masih tinggi dan delignifikasi yang rendah, sehingga pulp yang dihasilkan berkualitas kurang baik yang diindikasikan warna yang gelap. Hal tersebut disebabkan oleh lignin yang masih banyak. Lignin merupakan komponen utama kayu yang tidak diharapkan dalam industri pulp dan kertas. Hal ini dikarenakan kekuatan fisik pulp atau kertas juga akan menurun.
Bilangan kappa rata-rata dari penelitian ini dengan perlakuan pelarut NaOH adalah 6.34-12.04 (Gambar 8) dan perlakuan CaO adalah 15.63-19.49 (Gambar 9).
Gambar 8 Pengaruh Konsentrasi NaOH dan Waktu Pemasakan Pulp terhadap Bilangan Kappa
12.04 10.39 10.23 9.32 7.84 6.34 1 6 11 16
Na1T1 Na1T2 Na2T1 Na2T2 Na3T1 Na3T2
Bil an g an k ap p a Perlakuan T1 Na1 T2 Na1 T1 Na2 T2 Na2 T1 Na3 T2 Na3
15
Gambar 9 Pengaruh Konsentrasi CaO dan Waktu Pemasakan Pulp terhadap Bilangan Kappa
Hasil uji analisis keragaman (Lampiran 8 dan Lampiran 11) menunjukkan bahwa perlakuan konsentrasi pelarut NaOH dan CaO dan waktu pembuatan pulp memberikan pengaruh nyata terhadap bilangan kappa. Uji Duncan menunjukkan, Konsentrasi NaOH (8 %, 10 % dan 12 %) dan CaO (13 %, 15 %, dan 17 %) memiliki pengaruh yang berbeda terhadap nilai bilangan kappa yang mana semakin tinggi konsentrasi, maka bilangan kappa semakin rendah. Hal tersebut menunjukkan, waktu atau konsentrasi mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap bilangan kappa yang diperoleh. Berdasarkan bilangan kappa, NaOH 12 % dengan waktu pemasakan 60 menit (Na3T2) dan CaO 17 % dengan waktu pemasakan 60 menit (Ca3T2) memiliki kandungan lignin yang paling rendah dibanding perlakuan yang lain.
Penelitian terdahulu yang dilakukan oleh (Jimeńz et al. 2005) menghasilkan bilangan kappa berkisar 10.64-35.72. Jika dibandingkan dengan penelitian ini, konsentrasi NaOH (10-12 %) dengan waktu pemasakan 45 menit dan 60 menit mampu mendegradasi lignin lebih banyak. Sedangkan, konsentrasi CaO memiliki bilangan kappa lebih tinggi yang mengindikasikan lignin yang lebih banyak.
Peningkatan konsentrasi alkali menyebabkan penetrasi pelarut semakin bertambah. Adanya perbedaan tegangan osmosis bagian luar dan bagian dalam serat yang menyebabkan adanya penetrasi Na+ dan Ca2+ ke dalam dinding sel serat. Na+ dan Ca2+ membentuk kompleks dengan gugus OH maupun polisakarida yang berikatan antar serat. Semakin tinggi difusi Na+ dan Ca2+, semakin tinggi alkali yang diserap oleh serat. Sehingga, semakin mudahnya fragmen lignin yang keluar dari dinding sel dan semakin rendah lignin yang tertinggal di dalam pulp. CaO memiliki hasil bilangan kappa yang lebih tinggi dibandingkan NaOH disebabkan kelarutan kapur di dalam air pada suhu 25 oC dan semakin tinggi suhu maka kelarutan akan semakin menurun (Fengel dan Wegener 1995).
Selektifitas Delignifikasi
Keberhasilan proses delignifikasi atau proses pemisahan serat dipengaruhi banyak faktor. Untuk menghitung pemisahan serat dengan komposisi yang tepat masih sulit untuk dilakukan. Menurut Gullichsen dan Paulapuro (2000), pada saat penentuan kadar karbohidrat pada pulp, besar kemungkinan lignin tetap berikatan
19.49 17.64 17.64 16.06 15.88 15.63 0 5 10 15 20 25
Ca1T1 Ca1T2 Ca2T1 Ca2T2 Ca3T1 Ca3T2
B ilan g an k ap p a Perlakuan T1 Ca1 T2 Ca1 T1 Ca2 T2 Ca2 T1 Ca3 T2 Ca3
16
dengan polisakarida lain pada pulp. Menurut Casey (1980), antara lignin dan karbohidrat terdapat ikatan hidrogen yang terbentuk secara alami dengan struktur komplek. Akibatnya adalah cukup sulit untuk memisahkan antara lignin dan karbohidrat, sehingga pada saat pelarutan lignin, sedikit atau banyak karbohidrat dapat terdegradasi dari serat selama pembuatan pulp.
Selektifitas delignifikasi didefinisikan sebagai nisbah karbohidrat dan lignin yang berada pada serat setelah waktu pemasakan. Selektifitas yang tinggi mengindikasikan aktivitas pendegradasian lignin lebih intensif dibandingkan laju pendegradasian karbohidrat dalam proses pulping. Nilai selektifitas delignifikasi hasil penelitian ini adalah 62.90-120.55 (Gambar 10) pada larutan NaOH dan 38.49-48.24 (Gambar 11) pada larutan CaO.
Gambar 10 Pengaruh Konsentrasi NaOH dan Waktu Pemasakan Pulp terhadap Selektifitas Delignifikasi
Gambar 11 Pengaruh Konsentrasi CaO dan Waktu Pemasakan Pulp terhadap Selektifitas Delignifikasi
Dari hasil analisis keragaman (Lampiran 14) diketahui bahwa pelarut NaOH berpengaruh nyata terhadap nilai selektifitas delignifikasi. Namun, faktor waktu tidak berpengaruh nyata terhadap nilai selektifitas delignifikasi. Hasil analisis lanjut Duncan (Lampiran 15) menunjukkan bahwa NaOH konsentrasi 8 % dan 10 % tidak berbeda nyata, sedangkan NaOH 12 % memiliki nilai yang berbeda dari lainnya. Hal tersebut menunjukkan NaOH 12 % lebih intensif dibandingkan konsentrasi lainnya. Dari hasil analisis keragaman pelarut CaO, diketahui bahwa pengaruh konsentrasi CaO memberikan efek signifikan, sedangkan faktor waktu dan interaksinya tidak
62.90 73.08 74.19 81.61 98.25 120.55 0 50 100 150
Na1T1 Na1T2 Na2T1 Na2T2 Na3T1 Na3T2
S. d elig n if ik asi Perlakuan T1 Na1 T1 Na1 T1Na1 T1 Na1 T1 Na2 T1 Na2 38.49 41.69 42.65 46.91 47.44 48.24 0 10 20 30 40 50 60
Ca1T1 Ca1T2 Ca2T1 Ca2T2 Ca3T1 Ca3T2
S. Delig n if ik asi Perlakuan T1 Ca1 T2 Ca1 T1 Ca2 T2 Ca2 T1 Ca3 T2Ca3
17
memberikan hasil yang berbeda nyata. Uji Duncan menunjukkan konsentrasi 13 %, 15 % dan 17 % berpengaruh nyata terhadap nilai selektifitas delignifikasi.
Nilai selektifitas delignifikasi berkorelasi dengan jumlah lignin dan rendemen yang dihasilkan. Semakin tinggi jumlah lignin dan rendemen maka nisbah antara karbohidrat dan lignin semakin rendah. Hal tersebut berhubungan dengan peningkatan konsentrasi yang memberikan pengaruh yang signifikan terhadap intensitas pendegradasian lignin. Hasil menunjukkan NaOH memiliki aktivitas pendegradasian lignin yang lebih intensif dibandingkan CaO.
pH Lindi Hitam
Lindi hitam adalah hasil samping dan penyaringan dari digester pada proses pembuatan pulp. Lindi mempunyai karakteristik bau dan berwarna hitam. Warna coklat atau kehitaman disebabkan adanya bahan organik dan anorganik yang larut dalam pelarut melalui proses pembuatan pulp. Pada dasarnya lindi hitam terdiri atas tiga komponen berbeda yaitu lignin, produk-produk degradasi karbohidrat, resin, dan asam-asam lemak (Sjostorm 1995). pH lindi hitam rata-rata dari penelitian ini dengan perlakuan larutan NaOH sebesar 7.56-12.29 (Gambar 12) dan perlakuan larutan CaO adalah 6.87-9.78 (Gambar 13).
Gambar 12 Pengaruh Konsentrasi NaOH dan Waktu Pemasakan Pulp terhadap pH
Gambar 13 Pengaruh Konsentrasi NaOH dan Waktu Pemasakan Pulp terhadap pH 7.57 7.94 8.67 9.69 11.91 12.29 0 5 10 15
Na1T1 Na1T2 Na2T1 Na2T2 Na3T1 Na3T2
pH Perlakuan T1 Na1 T2 Na1 T1 Na2 T2 Na2 T1 Na3 T2 Na3 6.87 6.99 7.26 7.56 9.38 9.78 0 2 4 6 8 10 12
Ca1T1 Ca1T2 Ca2T1 Ca2T2 Ca3T1 Ca3T2
pH
Perlakuan T1
Ca1 T2Ca1 T1Ca2 T2Ca2
T1 Ca3
T2 Ca3
18
Analisis keragaman (Lampiran 20 dan Lampiran 23) menunjukkan bahwa konsentrasi pelarut, waktu pemasakan, dan interaksi konsentrasi dan waktu berpengaruh nyata terhadap nilai pH lindi hitam. Uji lanjut Duncan menunjukkan, konsentrasi NaOH (8 %, 10 % dan 12 %) dan CaO (13 %, 15 %, dan 17 %) memiliki pengaruh yang berbeda nyata terhadap nilai pH yang mana semakin tinggi konsentrasi, maka pH semakin tinggi.
Menurut Ng Sue Nie (2008), lindi hitam merupakan cairan alkali yang kompleks dengan pH sekitar (11.5-13.5). Jika dibandingkan dengan penelitian tersebut, pH NaOH 12% dengan waktu pemasakan 45 menit dan 60 menit menunjukkan delignifikasi yang lebih baik dibanding perlakuan lainnya.
Nilai pH pada lindi hitam berkaitan dengan penurunan bilangan kappa. Peningkatan nilai pH mengindikasikan peningkatan gugus OH- yang hilang pada serat atau kayu akibat tingkat pelarut yang tinggi, sehingga menyebabkan pH lindi hitam yang tinggi (Casey 1980). pH tertinggi pada perlakuan NaOH dan CaO adalah pelarut dengan konsentrasi 12 % dan 17 % dengan waktu pemasakan 60 menit.
Karakterisistik Pulp Pisang Abaka
Serat merupakan pemberi tenaga mekanik pada batang yang mempunyai dinding sel yang relatif tebal. Serat digunakan secara umum untuk menyatakan semua sel kayu atau non kayu yang telah terpisahkan dalam proses pembuatan pulp. Serat menyatakan tipe sel yang spesifik karena serat atau trakeid serabut adalah xylem yang
panjang, meruncing, dan berdinding tebal (Bowyer et al. 2003)
Morfologi serat meliputi bentuk dan struktur yang berhubungan dengan dimensi serat, yang merupakan suatu faktor yang sangat penting dan dapat membentuk sifat-sifat lembaran dari sifat mekanis serat. Berdasarkan Lampiran 25 terlihat bahwa dimensi serat yang dihasilkan setelah proses pulping dengan pelarut
NaOH dan CaO memiliki panjang serat rata-rata sebesar 3223.39 µm dan 5019.16
µm. Hal ini menunjukkan serat pisang abaka tergolong serat panjang karena memiliki panjang lebih dari 2000 µm, sedangkan serat yang berukuran pendek apabila memiliki panjang di bawah 1000 µm dan berukuran sedang apabila memiliki panjang 1000 – 2000 µm.
Hasil penelitian tersebut menunjukkan pemasakan dengan menggunakan CaO dengan menghasilkan serat yang lebih panjang dibandingkan dengan NaOH disebabkan degradasi lignin yang terjadi pada CaO tidak signifikan. Kemampuan difusitas NaOH yang lebih tinggi menyebabkan fragmen lignin yang terdapat pada pulp semakin berkurang dan menyebabkan pemutusan serat.
Pada Lampiran 25, rata-rata diameter serat, diameter lumen dan tebal dinding pada pulp dengan pengaruh pelarut NaOH adalah 19.71 µm, 9.99 µm dan 4,86 µm, sedangkan pulp dengan pengaruh pelarut CaO adalah 19.36 µm, 8.46 µm, 4.88 µm. Menurut Bowyer (1989), ketebalan dinding sel akan mempengaruhi kekuatan mekanik dari kertas yang dihasilkan. Menurut Pasaribu dan Silitonga (1977), Serat pulp yang baik harus memiliki nisbah runkel < 0.25 (Tabel 2). Menurut kualifikasi runkel, pulp yang dipengaruhi NaOH dan CaO termasuk ke dalam kualifikasi pulp
19
yang kurang baik dengan dinding sel yang tebal yang dilihat dari nilai nisbah runkel yaitu 0.98 dan 1.06.
Tabel 2 Kelas Mutu Serat Berdasarkan Klasifikasi Runkel
Kelas Mutu Serat Nisbah Runkel Tebal Dinding Sel Mutu Pulp
I < 0.25 Tipis Sangat Baik
II 0.25 - 0.50 Sedang Baik
III 0.5 - 1.00 Tebal Kurang baik
Sumber : Pasaribu dan Silitonga (1977)
Dinding sel yang tipis merupakan pulp dengan kualitas yang baik. Semakin tipis dinding sel akan semakin mudah dalam membentuk lembaran. Serat tersebut akan membentuk pita dan memperluas permukaan kontak serat. Untuk memperbaiki sifat kertas yang dihasilkan maka dilakukan proses penggilingan. Menurut Wistara dan Effendi (2011), penggilingan dapat meningkatkan pengembangan dan ikatan antar serat yang dapat mempengaruhi kekuatan fisik kertas terutama kekuatan tarik. Menurut Aprianis dan Rahmayanti (2009), serat yang tipis akan memberikan permukaan kertas yang lebih luas bagi terjadinya ikatan serat, sehingga kekuatan tarik, jebol, dan lipat akan semakin baik.
Salah satu faktor yang mempengaruhi kekuatan sobek adalah turunan serat khususnya daya tenun (Ververis et al 2004). Daya tenun merupakan perbandingan antara panjang serat dan diameter serat. Semakin tinggi nilai daya tenun tersebut maka semakin tinggi nilai ketahanan sobek. Peningkatan daya tenun juga berkaitan dengan semakin panjangnya serat karena menjalin antara serat dengan permukaan yang luas (Syafii dan Siregar 2006). Berdasarkan Lampiran 26 terlihat bahwa dimensi serat yang dihasilkan setelah proses pulping dengan pelarut NaOH dan CaO memiliki daya tenun sebesar 163.43 dan 259.68.
Berdasarkan kriteria serat kayu Indonesia untuk bahan baku pulp dan kertas (Lampiran 27), serat pulp pisang abaka termasuk mutu I dengan panjang di atas 2000 µm. Selain itu, nilai daya tenun serat pulp pisang abaka memiliki nilai di atas 90 yang setara dengan mutu I.
Parameter Perlakuan Terbaik
Berdasarkan pengujian karakteristik kimia pulp, nilai rendemen dan bilangan kappa yang diperoleh perlakuan NaOH dan CaO termasuk dalam pulp dengan kualitas baik dengan nilai rendemen minimal 40 % dan kandungan lignin maksimal 23 % (Oey Djoen Seng 1990). Pulp yang terbaik diperoleh pada kombinasi perlakuan pelarut NaOH 12 % dan CaO 17 % dengan waktu pemasakan 60 menit (Na3T2 dan Ca3T2) yang dilihat dari selektifitas delignifikasi yang menunjukkan tingkat intensitas delignifikasi dan kemurnian selulosa yang lebih baik dibanding perlakuan lainnya. Hasil penelitian menunjukkan Na3T2 dan Ca3T2 memiliki nilai selektifitas delignifikasi yang lebih tinggi dibanding lainnya dan kombinasi tersebut merupakan
20
konsentrasi dan waktu yang memberikan pengaruh yang lebih signifikan dalam mendapatkan kemurnian selulosa yang lebih tinggi. Kadar selulosa dan lignin merupakan faktor penting dalam pembuatan kertas. Menurut Soenardi (1976), semakin kecil kadar lignin dalam pulp maka semakin besar kekuatan ikatan antar serat yang ditunjukkan dengan tingginya kekuatan kertas.
Sifat Fisik dan Mekanik Lembaran Kertas Seni
Ketahanan Tarik
Ketahanan tarik merupakan daya tahan lembaran kertas terhadap gaya tarik yang bekerja pada ujung kertas yang diukur pada kondisi standar. Nilai rata-rata ketahanan tarik dengan perlakuan Na3T2 berkisar 70.66 kN/m, sedangkan ketahanan tarik dengan perlakuan Ca3T2 berkisar 50.87 kN/m (Gambar 14). Berdasarkan hasil penelitian ketahanan tarik Na3T2 memiliki ketahanan tarik yang lebih baik dibandingkan ketahanan tarik Ca3T2.
Menurut Brandon (1980) dalam Casey (1981), faktor yang menentukan kekuatan tarik adalah ikatan antar serat dan panjang serat yang mana ikatan antar serat dipengaruhi oleh karakter serat tunggal. Karakter serat individu yang mempengaruhi ikatan antar serat adalah luas permukaan serat, kadar selulosa, dan hemiselulosa.
Kertas yang mempunyai ketahanan tarik yang baik adalah kertas yang mempunyai luas permukaan, kadar selulosa dan hemiselulosa yang tinggi. Pada penelitian kimiawi pulp sebelumnya, Na3T2 memiliki selektifitas delignifikasi yang lebih tinggi dibandingkan Ca3T2 sehingga memiliki kemurnian selulosa dan dapat membentuk ikatan antar serat lebih baik dalam pembentukan lembaran kertas.
Casey (1981) juga menjelaskan bahwa gramatur dan ketebalan kertas mempengaruhi sifat-sifat kertas dan mempunyai implikasi kerapatan serat yang terbentuk dalam kertas. Berdasarkan hasil penelitian, nilai gramatur dan ketebalan yang diperoleh Na3T2 adalah 127.06 g/m2 dan 0.078 mm, sedangkan nilai gramatur dan ketebalan yang diperoleh Ca3T2 adalah 106.97 g/m2 dan 0.06 mm. Hasil tersebut menujukkan Na3T2 memiliki kerapatan serat yang lebih baik dibandingkan Ca3T2,
sehingga mempengaruhi kekuatan tarik yang lebih baik.
Berdasarkan SNI 7767:2012, kertas dasar dekoratif yang terstandar mempunyai gramatur 28-55 g/m2, ketebalan kertas minimal 0.04 mm, dan ketahanan tarik minimal 36 kN/m. Hasil penelitian ini menunjukkan, ketebalan kertas dan ketahanan tarik sudah memenuhi standar. Namun, parameter gramatur belum memenuhi standar yang dapat disebabkan bahan baku yang digunakan melebihi proporsi kertas yang tepat dalam pembentukan lembaran yang berimplikasi pada gramatur kertas yang melewati standar.
Jika dibandingkan dengan penelitian kertas seni berbahan baku serat pelepah nipah yang dilakukan oleh Wijana (2011), penelitian tersebut memiliki hasil ketahanan tarik yang diperoleh 4.49 kN/m. Penelitian ini menunjukkan serat pisang abaka memiliki sifat mekanik yang lebih baik dibanding serat pelepah nipah.
21
Gambar 14 Ketahanan Tarik Kertas Seni
Penambahan perekat pada kertas seni bertujuan untuk memperkuat dan mengawetkan kertas sehingga dihasilkan kertas yang berkualitas. Perekat yang digunakan adalah polivinil asetat (PVAc), menurut Fajriani (2010), PVAc mempunyai kelebihan menjaga kualitas kertas dari pengaruh mikroorganisme dan tidak meninggalkan bercak-bercak noda kering. Penambahan perekat pada kertas seni juga dapat memperkuat ikatan antar serat, sehingga dapat meningkatkan kualitas sifat fisik kertas seperti kekuatan tarik dan kekuatan sobek yang baik.
Ketahanan Sobek
Ketahanan sobek adalah gaya yang diperlukan untuk menyobek kertas dan dinyatakan dalam gram force (gf) atau milinewton (mN). Nilai rata-rata ketahanan sobek dengan perlakuan Na3T2 sebesar 2434.90 mN, sedangkan ketahanan sobek dengan perlakuan Ca3T2 sebesar 1635.57 mN (Gambar 15). Berdasarkan hasil penelitian ketahanan sobek Na3T2 memiliki ketahanan sobek yang lebih baik dibandingkan ketahanan sobek Ca3T2.
Na3T2 memiliki kemurnian selulosa yang lebih baik, sehingga dapat membentuk ikatan serat yang lebih kuat. Kemampuan difusitas NaOH yang lebih tinggi menyebabkan fragmen lignin yang terdapat pada pulp semakin berkurang. Hal tersebut berkaitan dengan Retno (2005) bahwa sifat ketahanan sobek dipengaruhi oleh jumlah selulosa yang terdapat pada lembaran yang tersobek. Hal tersebut didukung oleh pernyataan (Mulyana et al. 2007) bahan yang mengandung selulosa yang lebih banyak akan menghasilkan lembaran pulp yang mempunyai ketahanan sobek yang lebih tinggi.
70.66 50.87 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Na3T2 Ca3T2 Ke tah an an T arik (k N/m ) Perlakuan
22
Gambar 15 Ketahanan Sobek Kertas Seni
Jika dibandingkan dengan penelitian kertas seni yang dilakukan oleh Wijana (2011), penelitian tersebut memiliki hasil ketahanan sobek terbaik pada 1132 mN. Jika dibandingkan dengan penelitian sebelumnya, hasil penelitian berbahan baku pisang abaka ini memiliki ketahanan sobek yang lebih baik dibandingkan ketahanan sobek kertas berbahan baku serat nipah.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian ini, dapat diketahui bahwa konsentrasi pelarut dan waktu pemasakan pulp mempengaruhi sifat kemurnian selulosa dan delignifikasi yang lebih tinggi. Pulp yang terbaik diperoleh pada kombinasi perlakuan pelarut NaOH 12 % dan CaO 17 % dengan waktu pemasakan 60 menit (Na3T2 dan Ca3T2) yang dilihat dari selektifitas delignifikasi yang menunjukkan tingkat intensitas delignifikasi dan kemurnian selulosa yang lebih baik dibanding perlakuan lainnya.
Karakteristik morfologi serat pisang abaka yang tebal akan mempersulit pembentukan lembaran kertas. Untuk memperbaiki sifat mekanik kertas dan pembentukan ikatan serat yang baik maka dilakukan penggilingan. Nilai ketahanan sobek dan tarik pada Na3T2 diperoleh sebesar 2434.90 mN dan 70.66 kN/m. Sedangkan Nilai ketahanan sobek dan tarik pada Ca3T2 diperolehsebesar 1635.57 mN dan 50.87 kN/m. Sifat mekanik kertas Na3T2 lebih baik dibandingkan Ca3T2 karena memiliki kemurnian selulosa yang lebih tinggi, sehingga dapat membentuk ikatan serat yang lebih baik dalam pembentukan lembaran. Berdasarkan SNI 7767:2012, kedua perlakuan kertas mempunyai standar yang sesuai pada parameter ketebalan kertas dan ketahanan tarik, namun gramatur belum memenuhi standar.
2434.9 1635.57 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Na3T2 Ca3T2 Keta h an an So b ek ( m N) Perlakuan
23
Saran
Pelarut CaO memiliki potensi yang baik sebagai bahan baku pembuat kertas karena dapat menghasilkan kertas dengan kekuatan mekanik yang baik. Untuk mendapatkan karakteristik kimia pulp yang lebih baik, diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mencari nilai optimum konsentrasi CaO. Kertas seni yang dihasilkan dari penelitian ini belum memenuhi standar gramatur. Oleh karena itu, proporsi bahan perlu dilakukan penelitian lebih lanjut agar memenuhi standar gramatur. Selain itu, untuk mendapatkan kertas yang lebih murah dapat menggunakan kertas bekas dengan melakukan proses deinking terlebih dahulu.