Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Universitas Sumatera Utara. Pelaksanaan penelitian ini dimulai dari bulan April sampai dengan Juli 2010.
Alat dan Bahan Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah chainsaw, mesin serut, timbangan elektrik, saringan kawat , blender, bak plastic, cover glass, preparat, mikroskop mikrometer, kamera digital dan alat tulis. Sedangkan bahan yang digunakan untuk penelitian ini antara lain limbah batang kelapa sawit, soda api, alkohol, safranin, asam asetat, asam peroksida dan larutan xylol.
Prosedur Penelitian
Proses pemisahan serat dapat dijelaskan dari skema berikut : 1. Persiapan bahan baku
Pembuatan bahan baku dimulai dengan mempersiapkan batang sawit yang telah menjadi limbah. Limbah batang sawit diperoleh dari daerah pagar merbau, Tanjung morawa yang tidak produktif dengan umur pohon berkisar 27-30 tahun. Dari batang sawit ini kemudian dilakukan pembuangan akar pada pangkal dan untuk ujung dilakukan juga pembuangan pelepah dan buah sawitnya sehingga tersisa batang sawit (panjang 5 meter). Selanjutnya batang sawit tersebut dibuang kulitnya dan dipotong sepanjang setiap 1 meter. Dari hasil potongan, batang sawit dibelah menjadi 4 bagian dengan ukuran 100cm x 10cm x 15cm. Tahapan ini menggunakan chainsaw sebagai alat pemotong limbah batang sawit tersebut.
Proses pembuatan balok limbah batang sawit dapat dilihat pada skema yang ditampilkan Gambar 1.
Pengulitan dan pemotongan batang menjadi 5 bagian
1me 1 meter 5 meter 20 cm Pembelahan batang sawit menjadi 4 30 cm bagian 1 meter 10 cm Hasil akhir 15 cm 1 meter 1 meter
Gambar 1. Pembuatan limbah batang sawit
2. Penyerutan balok sawit.
Balok yang telah diperoleh dari batang sawit selanjutnya dilakukan penyerutan menggunakan mesin serut sehingga menjadi partikel-partikel kecil. Penyerutan balok ini dilakukan untuk mendapatkan partikel batang sawit yang terdiri atas kumpulan vascular bundle (ikatan pembuluh) dan pati sawit. Hal ini dilakukan untuk memudahkan proses untuk mendapatkan serat yang diinginkan.
3. Pemisahan partikel.
Pada tahapan ini partikel sawit yang terdiri atas vascular bundle (ikatan pembuluh) dan pati sawit tersebut dipisahkan menggunakan saringan kawat dengan ukuran 20-30 mesh. Pemisahan partikel ini dilakukan dengan cara menyaring pati sawit sehingga terpisah dari vascular bundle. Dari tahapan ini diharapkan pati yang bergabung pada vascular bundle sawit tersebut dapat terbuang. Pemisahan partikel ini dilakukan untuk mempermudah pengerjaan pemisahan serat dan untuk mendapatkan serat secara keseluruhan.
4. Perendaman
Partikel sawit yang telah dipisahkan dari pati, selanjutnya direndam dalam air yang dicampur NaOH selama 15-24 jam. NaOH yang digunakan untuk perendaman ini adalah berbentuk komersil yang memiliki nama dagang soda api. Dari penelitian pendahuluan yang telah dilakukan, diperoleh dosis soda api sebagai berikut:
5. Pemblenderan
Setelah perendaman ini dilakukan selama 15-24 jam, selanjutnya partikel sawit tersebut dimasukkan ke dalam tabung blender dan dilakukan pemblenderan partikel selama 4-7 menit. Tahap ini merupakan proses pemisahan serat dengan bantuan alat mekanis, dari tahap ini diharapkan partikel tersebut dapat terpisah menjadi kumpulan serat-serat.
% NaOH = berat (g) x 100 % volume (ml)
= 12,5 g x 100 % =1,56 % 800 ml
6. Evaluasi
Kumpulan serat yang diperoleh dikeringkan sampai mendapatkan kering udara. Selanjutnya untuk menyempurnakan serat dilakukan kembali pemblenderan dengan waktu 2-5 menit, tahapan ini dimaksudkan agar antar serat dapat terpisah sempurna.
Berikut diberikan bagan proses pemisahan serat ditunjukkan Gambar 2.
Gambar 2. Skema proses pemisahan serat.
Batang kelapa sawit
Proses penyerutan
Pemisahan partikel
Pemblenderan
Perendaman partikel Dengan soda api
1,56%
Evaluasi
Partikel basah dengan air 2:1 terhadap sawit
Perendaman selama 15-24 jam dengan air 800 ml :
100 g sawit
Pengeringan serat dilapangan terbuka selama 2x24 jam
Pemblenderan kembali, agar serat terpisah sempurna
Serat kering dengan lama pemblenderan 2-5 menit
Dengan waktu 4-7 Menit setiap sekali pemblenderan
Serat dalam keadaan kering udara
Pengamatan dan Pengukuran Dimensi Serat
Pengamatan dan pengukuran dilakukan dengan menggunakan metode Schultze (TAPPI, 1989). Pengamatan ini menggunakan mikroskop yang dilengkapi dengan mikrometer okuler yang telah dikoreksi skalanya dengan mikrometer objektif. Pengamatan menggunakan perbesaran 40 kali untuk diameter serat dan diameter lumen dan pembesaran 10 kali untuk pengukuran panjang serat.. Jumlah serat yang diamati dan diukur pada preparat maserasi adalah sebanyak 100 serat.
Proses pemisahan serat dimulai dengan mempersiapkan tabung reaksi yang sudah berisi partikel sawit ditambahkan H2O2 dan CH3COOH (1:20) sampai dengan terendam sempurna. Tabung reaksi dipanaskan pada suhu 100ºC selama 3 jam. Setelah 3 jam tabung reaksi dikocok sehingga serat dapat terpisah secara sempurna. Serat batang kelapa sawit yang diperoleh kemudian disaring dan selanjutnya untuk menghilangkan air dilakukan dengan cara memberikan alcohol 70 % selama 2 menit. Kemudian serat dipindahkan ke dalam cawan petri dan diberi beberapa tetes safranin untukpewarnaan sehingga mempermudahkan pengukuran. Selanjutnya serat dipindahkan ke gelas objek dan diberi larutan xylol. Serat dipisahkan dengan bantuan jarum agar mudah dilihat seratnya satu persatu, kemudian ditutup dengan cover glass. Setelah kering siap untuk diukur. Adapun variable yang diamati dan diukur adalah sebagai berikut:
a. Panjang Serat (L) b. Diameter Serat (d) c. Diameter Lumen (l)
l
d
w L
Gambar 3. Metode pengukuran serat
Adapun variable yang dihitung adalah : 1. Runkel Ratio (Bilangan runkel) = 2w
l Keterangan :
w = tebal dinding serat l = diameter lumen
2. Felting Power (Daya Tenun) = L d
Keterangan : L = panjang serat d = diameter serat
3. Muhlsteph Ratio (Bilangan Muhlsteph) = (d2 – l2/d2) x 100 %) Keterangan :
d = diameter serat l = diameter lumen
4. Coofficient of Rigidity (Koefisien Kekakuan) = w d Keterangan :
w = tebal dinding serat d = diameter serat
5. Flexibility Ratio (Bilangan Fleksibilitas) = l d Keterangan : l = diameter lumen d = diameter serat Keterangan : L = Panjang Serat d = Diameter Serat l = Diameter Lumen w = Tebal Dinding Serat
Perbandingan Dimensi Serat dan Nilai Turunan Serat Limbah Batang Sawit terhadap Klasifikasi Kualitas Serat.
Nilai kualitas serat sebagai bahan baku papan serat dapat ditentukan dengan membandingkan nilai-nilai dimensi serat dan turunannya yang didapatkan dari hasil pengukuran dan perhitungan terhadap nilai-nilai dimensi serat dan turunannya yang terdapat dalam Tabel Persyaratan dan Nilai Serat. Selain itu akan dibandingkan juga dengan dimensi serat dan nilai turunan beberapa serat kayu lain. Persyaratan nilai serat dapat dilihat dari beberapa tabel berikut:
Tabel 2. Klasifikasi Panjang Serat
Kelas Sub Kelas Selang Kelas (ìm)
Pendek Teramat Pendek
Sangat Pendek Cukup Pendek < 500 501 - 700 701 - 900 Sedang - 901 - 1600
panjang Cukup Panjang
Sangat Panjang Teramat Panjang
1601 - 2200 2201 - 3000
> 3000 Sumber: Nurahman dan Silitonga (1973)
Tabel 3. Klasifikasi Diameter Serat
Kelas Nilai Interval (ìm)
Lebar Sedang Sempit 26,00 - 40,00 11,00 - 25,00 2,00 - 10,00 Sumber : Anonim (1976) dalam Yahya (2001)
Tabel 4. Klasifikasi Serat Berdasarkan Bilangan Runkel
Kelas Runkel Ratio Dinding Serat Kualitas Serat
I II III IV V 0,25 0,26 - 0,50 0,51 - 1,00 1,10 - 2,00 V> 2,01 Sangat tipis Tipis Sedang tebal Sangat tebal Sangat baik Baik Cukup baik Kurang baik Tidak baik Sumber : Nurahman dan Silitonga (1973)
Table 5. Klasifikasi Serat Berdasarkan Daya Tenun, Koefisien Kekakuan, dan Nilai Fleksibilitas
Turunan Serat Kelas I Kelas II Kelas III Kelas IV
Daya Tenun Koefisien Kekakuan Nilai Fleksibilitas > 90 < 0,10 > 0,80 71 – 90 0,11 - 0,15 0,61 - 0,80 41 – 70 0,16 - 0,20 0,41 - 0,60 < 40 > 0,20 < 0,40 Sumber : Anonim (1976)
Tabel 6. Nilai Kelas Mutu Serat
No Uraian
Kelas Mutu
I II III
Syarat Nilai Syarat Nilai Syarat Nilai
1 2 3 4 5 6 Panjang serat Runkel ratio Felting power Muhlstep ratio Flexibility ratio Coefficient of ridigity >2000 <0,25 >90 <30 >0,80 <0,10 100 100 100 100 100 100 1000-2000 0,25-0,50 50-90 30-60 0,50-0,80 0,10-0,15 50 50 50 50 50 50 <1000 0,5-1,0 <50 60-80 <0,50 >0,15 25 25 25 25 25 25 Sumber : LPHH (1976)
