Pemanfaatan Limbah Ampas Tebu Untuk Pembuatan Kertas Dekorasi Dengan Metode Organosolv

PENDAHULUAN

Kertas yang sering kita gunakan bi-asanya terbuat dari kayu yang diolah den-gan teknologi modern sehingga sampai ke tangan kita. Penggunaan kertas di dunia saat ini telah mencapai angka yang sangat tinggi. Simajuntak (1994) mengemukakan 90% pulp dan kertas yang dihasilkan meng-gunakan bahan baku kayu sebagai sumber bahan berserat selulosa. Dapat diprediksi-kan bahwa adiprediksi-kan terjadi eksploitasi hutan secara besar-besaran yang dapat

mengaki-Pembuatan Kertas Dekorasi Dengan Metode

Organosolv

Purnawan C.

1

_{, Hilmiyana D.}

1

_{, Wantini}

1

_{, Fatmawati E.}

2

1_{Jurusan Kimia,} 2_{Jurusan Fisika,}

Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami, No.36a Surakarta

Abstrak

Tujuan penelitian ini adalah membuat kertas dekorasi dari limbah ampas tebu yang dapat dijadikan sebagai bahan baku alternatif mengganti kayu. Metode yang diguna-kan dalam proses ini adalah metode organosolv yang merupadiguna-kan suatu proses pemisahan serat dengan menggunakan bahan kimia organik. Bahan kimia digunakan sebagai larutan pemasak, yaitu ethanol, dengan perbandingan antara ampas tebu dan larutan pemasak adalah 1gr:15ml; 1gr;20ml; 1gr;25ml. Karakteristik yang dilakukan terhadap hasil kertas meliputi uji jamur, uji tarik dan uji wateruptake

Hasil kertas dekorasi yang didapatkan dengan perbandingan 1:25 menghasilkan serat kayu yang lebih lembut sehingga lebih mudah dibentuk menjadi kertas. Dari ke-tiga uji tersebut kertas dengan perbandingan 1gr : 25 ml memiliki kuat tarik yang besar dibandingkan yang lain. Namun untuk ketahanan daya serap air, perbandingan 1gr:15ml lebih baik dalam proses penyerapan air.

Kata kunci : Ampas Tebu, Organosolv, Kertas Dekorasi

batkan terganggunya kestabilan lingkungan sehingga perlu mendapat perhatian khusus. Untuk mengatasi hal ini pemerintah harus mencari alternatif penggunaan kayu hutan sebagai bahan baku pembuat pulp dan ker-tas. Bahan alternatif yang dapat digunakan antara lain jerami padi, enceng gondok, dan ampas tebu.

Ampas tebu selama ini hanya di-manfaatkan sebagai bahan bakar pengo-lahan tebu. Abu hasil pembakaran ampas tebu yang tidak terkendali telah terbukti mengakibatkan masalah polusi udara yang serius (Priatmadi, 199), sehingga perlu Email : candra_pr@yahoo.com

batang tebu sampai dihasilkan ampas tebu. Menurut data FAO (Food and Agri-cultural Organization) tahun 2006 tentang negara – negara produsen tebu dunia, Indo-nesia menduduki peingkat ke- 11 dengan produksi per tahun sekitar 25.500.00 juta ton, dimana 35% dari produksi tersebut merupakan ampas tebu. Ampas tebu yang berlimpah tersebut telah dimanfaatkan se-bagai bahan bakar pada ketel uap dimana energi yang di hasilkan di manfaatkan se-bagai pembangkit listrik tenaga uap, bahan bakar pada tungku produksi dan bahan baku pada pembuatan kertas.

3. Deligniikasi

Ada beberapa metode untuk pem-buatan pulp yang merupakan proses pemi-sahan selulosa dari senyawa pengikatnya, terutama lignin yaitu secara mekanis, se-mikimia dan kimia. Pada proses secara kimia ada beberapa cara tergantung dari larutan pemasak yang digunakan, yaitu proses sulit, proses sulfat, proses kraft dan lain-lain.

Pembuatan pulp pada dasarnya dibagi menjadi dua yaitu :

a. Pembuatan Pulp Mekanik

Merupakan proses penyerutan kayu dimana kayu gelondong setelah dikuliti diserut dalam batu asah yang diberi sem-protan air. Akibat proses ini banyak serat kayu yang rusak.

b. Pembuatan Pulp Kimiawi

Proses dimana lignin dihilangkan sama sekali hingga serat-serat kayu mudah dilepaskan pada pembongkaran dari bejana pemasak (digester) atau paling tidak sete-lah perlakuan mekanik lunak.

1. Pembuatan Pulp Sulit

Pulp sulit rendemen tinggi dapat di-hasilkan dengan proses sulit bersifat asam, bisulit atau sulit bersifat basa. 2. Pembuatan Pulp Sulfat (kraft) Proses ini menggunakan natrium sul-fat yang direduksi didalam tungku pemulihan menjadi natrium sulit, yang dipikirkan alternatif pemanfaatannya yang

lebih berguna dan tanpa menyebabkan pencemaran lingkungan.

Ampas tebu (bagase), limbah dari batang tebu setelah dilakukan pengempaan dan pemerasan, secara umum mempunyai sifat serat yang hampir sama dengan sifat serat kayu daun lebar. Berdasarkan pustaka (Paturau, 1982), komponen utama ampas tebu terdiri dari serat sekitar 43-52%, dan padatan terlarut 2-3% dan menurut Basko-ro (1986) panjang serat ampas tebu adalah 1,43 mm.

Hal ini yang mendasari pemilihan ampas tebu sebagai bahan alternatif pem-buat kertas dekorasi dengan menggunakan metode organosolv dengan pelarut organik tanpa menimbulkan pencemaran lingkun-gan.

TINJAUAN PUSTAKA 1. Tebu

Tebu (Saccaharum oficinarum) ter-masuk suku Graminae (rumput – rumpu-tan), kelompok Andropogonae dan genus Saccharum. Tebu merupakan tanaman ber-biji tunggal atau monokotil, stuktur sejajar dan berakar serabut. Tinggi tanaman tebu rata – rata 2, 5 meter sampai 5 meter. Tiap – tiap tebu besarnya tidak sama, ada yang sebesar lengan dan ada yang sebesar tong-kat. Warnanya juga berbeda – beda dari kuning, ungu dan merah tua. Batang tebu mulai dari pangkal sampai ujung mengand-ung air gula berkadar sampai 20% ( Soe-jardi, 1985).

2. Ampas Tebu

Ampas tebu adalah suatu residu dari proses penggilingan tanaman tebu (Saccharum oicinarum) setelah diekstrak atau dikeluarkan niranya pada industri pembuatan gula sehingga diperoleh hasil samping sejumlah besar produk limbah berserat yang dikenal sebagai ampas tebu (bagasse). Pada proses penggilingan tebu, terdapat lima kali proses penggilingan dari

merupakan bahan kimia kunci yang dibutuhkan untuk deligniikasi.

3. Pembuatan Pulp Soda

Proses soda umumnya digunakan untuk bahan baku dari limbah pertanian sep-erti merang, katebon, bagase serta kayu lunak.

4 . O r g a n o s o l v Organosolv merupakan proses pulping yang menggunakan bahan yang lebih mu-dah didegradasi seperti pelarut organik. Pada proses ini, penguraian lignin teru-tama disebabkan oleh pemutusan ikatan eter (Donough, 1993). Beberapa senyawa organik yang dapat digunakan antara lain adalah asam asetat, etanol dan metanol. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses deligniikasi ini adalah:

1. Waktu pemasakan

2. Konsentrasi larutan pemasak 3. Pencampuran bahan

4. Perbandingan larutan pemasak dengan 5. bahan baku

6. Ukuran bahan 7. Suhu dan Tekanan 8. Konsentrasi Katalis 4. Organosolv

Proses organosolv adalah proses pemisahan serat dengan menggunakan bahan kimia organik seperti misalnya metanol, etanol, aseton, asam asetat, dan lain-lain. Proses ini telah terbukti mem-berikan dampak yang baik bagi lingkun-gan dan sangat eisien dalam pemanfaatan sumber daya hutan.

Dengan menggunakan proses or-ganosolv diharapkan permasalahan ling-kungan yang dihadapi oleh industri pulp dan kertas akan dapat diatasi. Hal ini kare-na proses organosolv memberikan bebera-pa keuntungan, antara lain yaitu rendemen pulp yang dihasilkan tinggi, daur ulang lindi hitam dapat dilakukan dengan mudah, tidak menggunakan unsur sulfur sehingga lebih aman terhadap lingkungan, dapat menghasilkan by-products (hasil

sampin-gan) berupa lignin dan hemiselulosa den-gan tingkat kemurnian tinggi.

METODE PENELITIAN Bahan dan alat:

Bahan yang digunakan antara lain ampas tebu yang diperoleh dari PG. Tasik-madu, Karanganyar, kertas bekas , etanol 70% dibeli di BhrataChem, H₂SO₄, PVA (poli vinil alkohol) dan PVAc. Alat yang digunakan adalah Tensile strenght untuk uji kuat tarik.

Prosedur:

Proses deligniikasi dilakukan den-gan metode orden-ganosolv menggunakan pelarut organik yaitu etanol. Ampas tebu kering dimasukkan ke dalam labu alas bu-lat. Ke dalamnya ditambahkan etanol 40% (larutan pemasak) dan asam asetat pekat (sebagai katalis). Perbandingan antara larutan pemasak dengan ampas tebu ada-lah 10:1, 15:1, 20:1, dan 25:1 (v/b). Vol-ume katalis yang digunakan pada setiap perbandingan adalah sama yaitu 5 ml. Larutan dimasak pada suhu 120 o_{C selama}

4 jam. Pulp ampas tebu hasil deligniikasi selanjutnya dicuci untuk menghilangkan sisa etanol. Pulp kertas dibuat dengan cara merendam kertas bekas selama 24 jam. Pulp ampas tebu dan pulp kertas masing – masing digiling. Pada penggilingan pulp kertas bekas ditambahkan perekat PVAc 5 % dari berat kertas.

Proses pencetakan lembaran dimu-lai dengan melakukan pengenceran pulp kertas bekas dan pulp ampas tebu. Kedua pulp dicampur dengan perbandingan 1:1. Pewarnaan dilakukan sebelum proses pen-genceran dimana pewarnaan dikondisikan beberapa jam agar warna yang diberikan dapat diserap dengan baik oleh pulp. Den-gan menggunakan alat pencetak kertas , kertas dicetak dan dipres pada kaca. Proses pengeringan dilakukan dengan memanfaat-kan sinar matahari.

larutan pemasak. Pada perbandingan 25:1 serat yang dihasilkan lebih halus dan mu-dah untuk di giling, dibanding dengan per-bandingan 15:1 dan 20:1.

Pengujian pada kertas dilakukan menggunakan uji pertumbuhan jamur, uji kuat tarik (tensile strenght), dan water up-take/water absorption.

a. Uji pertumbuhan jamur

Uji pertumbuhan jamur dilakukan HASIL DAN PEMBAHASAN

Proses delignivikasi ampas tebu, dengan perbandingan etanol dengan ampas tebu 10:1, 15:1, 20:1, dan 25:1 (v/b). Dari hasil tersebut diperoleh bahwa semakin besar jumlah etanol (larutan pemasak) ampas tebu yang diperoleh semakin halus dan lunak. Hal ini disebabkan karena se-makin banyak larutan pemasak, sese-makin banyak lignin yang rusak dan terpisah dari selulosa. Selain itu, sangat dimungkinkan terjadinya pemutusan rantai polimer selu-losa sehingga ampas tebu yang terbentuk semakin halus dan lunak dengan pertam-bahan jumah etanol. Paada rasio perband-inganetanol dengan ampas tebu 10:1 tidak dapat dibentuk karena minimnya jumlah

1: 15

1 : 20

1 : 25

Gambar 1. Kertas dekorasi dari ampas tebu.

dengan mendiamkan kertas dekorasi ditempat lembab, dari hasil pengamatan selama 1 bulan kertas tidak berjamur pada semua perbandingan. Pengamatan dilakukan setiap 1 minggu sekali. b. Uji water uptake.

Uji ini digunakan untuk mengetahui daya serap kertas terhadap air. Daya serap air adalah jumlah air yang diserap (dalam gram) oleh 1 m2 _{lembar kertas.}

Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin sedikit perbandingan larutan pemasak yang digunakan, semakin kecil daya serap terhadap air. Hal ini karena masih banyaknya lignin yang terkandung pada ampas tebu. Adanya lignin yang masih terikat dengan

se-Gambar 2. Graik water uptake kertas dekorasi dari ampas tebu

lulosa akan menyebabkan kertas tidak mudah menyerap kertas karena lignin akan menghalangi air terserap. Selain itu, semakin kecil jumlah larutan pema-sak (etanol 40%) menyebabkan pemu-tusan rantai polimer selulosa semakin kecil sehingga menyebabkan interaksi dengan molekul air semakin kecil. c. Uji kuat tarik kertas

penelitian ini

2. Jurusan Kimia dan Universitas Sebelas Maret yang memfasilitasi kami dalam pen-gajuan proposal penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, Cara Penentuan Kuat Patah dalam Keadaan Kering dan Sesudah Pembakaran Bahan Mentah Kertas. SII.0082-75, Departemen Perindus-trian.

Anonym. Cara Uji Kimia: Penentuan Ka-dar Abu Pada Produk Organik, SNI 01-2354.1-2006. Badan Standarisasi Nasional

Brady, G. 1991. Material Handbook Thir-teenth Edition. New York: Mc Graw Hill Inc.

Dewi, S.M. 1998. Pemakaian Limbah Abu Ampas Tebu Untuk Bahan Panil Gypsum. Jurnal Teknik. Volume No.1, April 1998 ISSN 0854-2139.

FAO. 2006. Mayor Food And Agricultural Commodities And Procedures: Sugar Cane2006,http://www.fao.org/es/ess/ top/commodity.html.

Priatmadi,D. 1992. Pemilihan Limbah Padat Dari Proses Karbonasi Pabrik Gula Dengan Proses Alkali Dan Kal-sinasi Uap. Skipsi Sarjana Kimia, FMIPA, UGM.

Silalahi, A. 1982. Teknologi Energi. Ma-lang: Institut Teknologi Nasional. Soejadi. 1985. Dasar – dasar Teknologi

Gula. Yogyakarta: LPP

Upe, A. 1989. Abu Sekam Padi Sebagai Bahan Pengganti Zeolit Dan Karbo Aktif Pada Proses Penjernihan Air. Ujung Pandang: Lembaga Penelitian, Universitas Hasanudin.

maksimum yang masih dapat ditahan oleh sebuah kertas dengan panjang dan lebar tertentu sesuai dengan kondisi alat penguji ketahanan tarik kertas. Dari Gambar 3 dapat dilihat bahwa se-makin besar rasio perbandingan ampas tebu dengan etanol ketahanan tarik kertas semakin tinggi. Hal ini disebabkan karena semakin besar jumlah etanol pemutusan polimer selulosa ampas tebu semakin besar sehingga rantai selulosa semakin kecil dan tidak teratur. Hal ini menyebabkan selu-losa ampas tebu semakin halus dan lunak sehingga interaksi selulosa dengan mate-rial lainnya seperti selulosa kertas, PVA, dan PVAc semakin besar.

KESIMPULAN

Pada penelitian ini diketahui pada rasio perbandingan etanol dengan ampas tebu 25 : 1 (v/b) menghasilkan serat ampas tebu yang lebih halus dan ketahanan tarik kertas yang lebih besar namun mempunyai nilai wateruptake lebih besar pada menit ke 20. Sedangkan pada rasio perbandingan etanol dengan ampas tebu 15:1 (v/b) meng-hasilkan serat ampas tebu yang kurang ha-lus dan ketahanan tarik kertas yang lebih kecil namun mempunyai nilai wateruptake lebih kecil pada menit ke 20.

UCAPAN TERIMAKASIH

Ucapan terima kasih kami sampai-kan kepada:

1. DIKTI melalui PKM DIKTI 2012 yang telah memberikan kesempatan kepada kami sehingga kami dapat melaksanakan Gambar 3. Graik Kuat tarik kertas dekorasi dari ampas tebu.