HASIL DAN PEMBAHASAN A.Pengujian Sifat Anatomis
4. Pengujian Sifat Mikroskopis Pengukuran Dimensi Serat
Dimensi serat yang diukur meliputi panjang, diameter serat, diameter lumen, dan tebal dinding serat yang memiliki hubungan yang kompleks dan memiliki pengaruh terhadap tujuan penggunaannya. Pengukuran dimensi serat diperoleh dari hasil rata-rata masing-masing dimensi serat. Hasil pengukuran serat dapat dilihat pada Gambar 6 dan 7.
Gambar 7. Dimensi Serat Tusam Tanaman (Perbesaran 40x)
Hasil pengukuran dimensi serat kayu tusam (P. merkusii) alami dan tanaman ditampilkan pada Tabel 17.
Tabel 17. Rata-Rata Dimensi Serat Kedua Jenis Pohon Tusam (P. merkusii) No
. Jenis
Dimensi Serat (µm) Panjang serat Diameter
serat Diameter lumen Tebal dinding serat 1 Tusam (P. merkusii) alami 10 Tahun 1672.80 25.17 13.39 5.89 2 Tusam (P. merkusii) tanaman 20 Tahun 2377.27 31.85 15.81 8.02
Hasil yang diperoleh pada penelitian yang dilakukan terlihat perbedaan rata-rata panjang masing-masing serat tersebut. Tusam alami berumur ±10 tahun memiliki rata-rata panjang serat sebesar 1672.80 µm sedangkan pada tusam tanaman berumur
20 tahun memiliki panjang serat sebesar 2377.27 µm. Tusam alami berumur ±10 tahun termasuk ke dalam subkelas cukup panjang dengan selang 1601-2200 µm sedangkan pada tusam tanaman umur 20 tahun termasuk ke dalam subkelas sangat panjang dengan selang 2201-3000 µm. Dalam Pasaribu dan Ritonga (1997) menyatakan serat yang panjang dianggap akan memberikan kertas dengan sifat kekuatan sobek tinggi dan dalam batas yang lebih rendah memberikan pula kekuatan tarik, jebol, dan kekuatan lipat yang tinggi. Serat panjang memungkinkan terjadinya ikatan antar serat yang lebih luas. Penelitian lebih lanjut membuktikan bahwa panjang serat bukan satu-satunya dasar yang menentukan kekuatan kertas yang tinggi tetapi terdapat faktor lain yang besar peranannya seperti tebal dinding serat, diameter serat, dan diameter lumen.
Gambar 5 dan 6 diatas dapat dilihat perbedaan panjang serat tusam alami umur ±10 tahun dan tusam tanaman umur 20 tahun. Serat pada tusam tanaman lebih panjang dibanding tusam alami. Hal ini disebabkan karena perbedaan umur kayu tusam yang diambil. Semakin besar umur suatu kayu, maka panjang seratnya akan bertambah juga. Hal ini sesuai dengan pernyataan Rulliaty dan Lempang ( 2004) yang menyatakan bahwa umumnya dimensi sel bertambah sesuai dengan pertambahan umur pohon sampai periode tertentu dimana sel-sel kambium dewasa dan kemudian sel-sel yang terbentuk akan mempunyai dimensi sel yang lebih kecil dibandingkan dimensi sel yang dibentuk sebelumnya. Demikian pula lokasi tempat tumbuh dapat memberikan variasi terhadap dimensi sel yang terbentuk karena adanya pengaruh tempat tumbuh seperti kondisi tanah, cuaca atau iklim setempat yang berbeda.
Tabel 17 menunjukkan diameter serat dan diameter lumen. Dalam Kasmudjo (1994) mengklasifikasikan diameter serat ke dalam tiga kelas yaitu kelas diameter lebar (26,00 – 40,00) µm, diameter sedang (11,00 – 25,00) µm, dan diameter sempit (2,00 – 10,00) µm. Berdasarkan klasifikasi tersebut maka tusam alami umur ±10 tahun dengan nilai rata-rata diameter sebesar 25.17 µm dan tusam tanaman sebesar 31.85 µm termasuk ke dalam klasifikasi diameter serat dengan kelas lebar dengan interval 26,00 – 40,00. Perbandingan rata-rata diameter serat kedua jenis tusam tersebut tidak terlalu nampak. Hal ini dapat dilihat dari pengklasifikasiannya, keduanya termasuk kelas lebar.
Diameter lumen rata-rata tusam alami sebesar 13,39 µm, sedangkan tusam tanaman sebesar 15,81 µm. Diameter lumen juga berpengaruh sebagai perbandingan dengan diameter serat yang disebut sebagai flexibility ratio (tingkat fleksibilitas) serat yang menunjukkan hubungan parabolis dengan kekuatan tarik dan panjang putus (Haygreen dan Bowyer, 1996).
Tebal dinding serat dapat dihitung dari nilai diameter serat dan diameter lumen dengan cara pengurangan diameter serat dengan diameter lumen lalu dibagi dua. Tebal dinding serat rata-rata tusam alami sebesar 5.89µm sedangkan tusam tanaman sebesar 8.02 µm. Serat dapat dikatakan berdinding tebal jika lumen atau rongga selnya hampir seluruhnya terisi dengan lapisan-lapisan dinding. Dalam Nawawi (1997) menyatakan tebal dinding serat merupakan salah satu ukuran dimensi serat yang ikut menetukan sifat-sifat kertas. Dinding serat yang tebal menyebabkan terbentuknya lembaran yang kasar dan tebal (bulky). Serat berdinding tipis mudah mengalami lembek (collapse) dan menjadi pipih sehingga memberikan permukaan
yang luas bagi terjadinya ikatan antar serat sedangkan serat dengan dinding tebal sukar menjadi lembek/ lembut dan bentuknya tetap membulat pada waktu pembentukan lembaran. Struktur tersebut menyulitkan dalam penggilingan dimana akan memberikan kekuatan sobek yang tinggi. Serat dengan dinding sel tipis memberikan sifat kekuatan sobek yang rendah tetapi kekuatan tarik yang tinggi
Turunan Dimensi Serat
Dimensi serat dan turunannya merupakan salah satu sifat penting kayu yang dapat digunakan untuk mengetahui sifat-sifat pulp yang dihasilkan. Turunan dimensi serat (runkle ratio, felting power, muhlsteph ratio, coefficient of rigidity, flexibility
ratio) dari jenis kayu tusam (P. merkusii) alami dan tanaman dapat dilihat pada Tabel
18.
Tabel 18. Rata-rata turunan dimensi serat kedua jenis pohon tusam (P.merkussi) alami dan tanaman.
No
. Jenis
Turunan Dimensi Serat
Runkle Ratio Felting Power Muhlsteph Ratio (%) Coefficient of Rigidity Flexibil ity Ratio 1 Tusam (P.merkusii) alami ±10 Tahun 0.95 67.93 69.89 0.23 0.54 2 Tusam (P.merkusii) tanaman 20 Tahun 0.73 77.22 72.02 0.25 0.50
Nilai rata-rata runkle ratio (bilangan Runkel) tusam alami adalah 0,95, tusam tanaman sebesar 0,73 Dari data tersebut berdasarkan klasifikasi Runkel untuk kayu tusam alami dan tanaman termasuk ke dalam kelas III (0,51-1,00) yaitu dinding sel dan lumen sedang. Hal ini sesuai dengan pernyataan Kasmudjo (1994) yang menyatakan bahwa Kelas III (0,51-1,00), dinding sel dan lumen sedang, terdapat pada
kayu agak berat/sedang. Serat dalam lembaran pulp memipih dan ikatan antar serat masih cukup baik.
Berdasarkan klasifikasi Runkel dan hubungannya dengan mutu pulp dan kertas maka nilai Runkel yang baik untuk pulp dan kertas adalah di bawah 1,00. Nilai
runkel ratio (bilangan Runkel) untuk kedua jenis tusam adalah lebih kecil atau di
bawah 1,00. Hal ini sesuai dengan pernyataan Kasmudjo (1994) yang menyatakan bahwa serat yang tipis apabila yang dibuat kertas akan menghasilkan lembaran yang lebih pipih dan ikatan serat yang diperoleh lebih kuat dan baik.
Nilai rata-rata felting power (daya tenun) tusam alami sebesar 67.93 dan tusam tanaman sebesar 77.22. Tusam alami termasuk ke dalam kelas III(40-70) sedangkan untuk tusam tanaman termasuk kedalam kelas II (77,22). Nilai daya tenun merupakan perbandingan panjang serat dengan diameter serat. Semakin besar perbandingan tersebut maka semakin tinggi kekuatan sobek dan semakin baik daya tenun seratnya. Dengan kekuatan sobek yang tinggi itu juga berarti panjang serat juga semakin panjang karena dalam menjalin antara serat semakin panjang dan gaya sobek akan terbagi dalam luasan yang lebih besar (Syafii dan Siregar, 2006).
Nilai rata-rata muhlsteph ratio (bilangan Muhlsteph) tusam alami umur ±10 tahun sebesar 69.89% dan tusam tanaman umur 20 tahun sebesar 72,02 termasuk ke dalam kelas III (61-80) % dengan kualitas serat cukup baik. Hal ini sesuai dengan pernyataan Kasmudjo (1994) yang menyatakan bahwa nilai Muhlsteph ratio (bilangan Muhlsteph) akan memberikan sifat kekuatan tarik pulp yang tinggi, apabila nilai muhlsteph ratio (bilangan Muhlsteph) semakin besar (tetapi tidak maksimal) maka hasil kertas tersebut akan mudah robek jika diremas atau dilipat.
Nilai rata-rata coefficient of rigidity (koefisien kekakuan) tusam alami umur ±10 tahun sebesar 0,23 dan tusam tanaman umur 25 tahun sebesar 0,25 termasuk ke dalam kelas IV (>0,20). Semakin tinggi koefisien kekakuan maka semakin rendah kekuatan tarik dari kertas tersebut. Sebaliknya semakin rendah koefisien kekakuan maka semakin tinggi kekuatan tarik kertas bersangakutan. Maka untuk pembuatan pulp sebaiknya mempunyai nilai koefisien kekakuan yang rendah .
Nilai rata-rata flexibility ratio (nilai fleksibilitas) tusam alami umur ±10 tahun sebesar 0,54 dan tusam tanaman 0,50 tergolong ke dalam kelas III(0,40 -0,60). Hal ini sesuai dengan pernyataan Syafii dan Siregar (2006) yang menyatakan bahwa semakin tinggi flexibility ratio (nilai fleksibilitas) maka semakin baik, dimana serat dalam komposisi kertas akan semakin fleksibel terhadap adanya tarikan sehingga apabila dijadikan produk kertas maka kualitasnya akan sangat baik. Umumnya nilai
flexibility ratio (nilai fleksibilitas) yang tinggi memungkinkan serat-serat tersebut
untuk dibuat menjadi kertas khusus dengan mementingkan kualitas yang baik.
Perbandingan dimensi serat dan nilai turunan serat terhadap klasifikasi kualitas serat
Tabel 19. Penilaian kedua serat kayu P. merkusii sebagai bahan baku pulp dan kertas
N
o Parameter yang diamati
Rata-rata nilai pengukuran Nilai berdasarkan kriteria serat kayu Indonesia Tusam alami Tusam tanaman Tusam alami Tusam
tanaman 1 Panjang serat (µm) 1672.80 2377.27 50 100 2 Runkle ratio 0.95 0.73 25 25 3 Felting Power 67.93 77.22 50 50 4 Muhlsteph ratio(%) 69.89 72.02 25 25 5 Coefficient of rigidity 0.23 0.25 25 25 6 Flexibility ratio 0.54 0.50 50 50 Jumlah 250 300 Kelas mutu II II
Tabel 19 menunjukkan bahwa nilai parameter untuk tusam alami dan tanaman masing-masing sebesar 250 dan 300. Berdasarkan kriteria penilaian serat kayu Indonesia digunakan sebagai bahan baku pulp dan kertas maka kedua tusam tersebut termasuk kedalam kelas mutu II dengan interval 225-449. Dari penilaian tersebut maka kedua tusam tersebut baik dan layak untuk digunakan sebagai bahan baku pembuatan pulp dan kertas karena memiliki jenis kayu agak ringan sampai berat, dinding serat tipis sampai sedang dan lumen agak lebar yang menghasilkan lembaran dengan keteguhan sobek dan tarik yang sedang.