,_Cfda
cAlia!. ~ ~(Udak
~.~), m.ak ~!I">~ P"? cIaj.a< ~ komu ~ d.w.'
cAlIa!.
~ Uu ?<'%""""".-n<> Uu ~ ~
cAlla!.S<:fia
~-~ .-'min ~(Aa/..."....:
1~O) ~~kd.~~P"fA. HMM,
~ Uu/I., K4l>~k...
~Ii....,,;.
y~~PADA SERPIH KAYU DAUN LEBAR CAMPURAN
UNTUK PULP RAYON
Oleh
SEREFINA FEBRIYANTI SINAGA
F 28.0295
1995
FAKULTASTEKNOLOGIPERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PADA SERPIH KAYU DAUN LEBAR CAMPURAN
UNTUK
PULP RAYON
Oleh
SEREFINA FEBRIYANTI SINAGA
F 28.0295
SKIRPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
1995
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PENGARUH PH DAN WAKTU PRAHIDROLISA PADA SERPIH KAYU DAUN LEBAR CAMPURAN
UNTUK PULP RAYON
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
SEREFINA FEBRIYANTI SINAGA F 28.0295
Dilahirkan pada Tanggal 9 Februari 1973 di Tanjungkarang
Disetujui,
I
Dr. R. Muljenebingan Muljono Judoamidjojo dan Ridwan Ahmad Pasaribu.
RINGKASAN
Bahan berserat yang sesuai sebagai bahan baku pulp rayon adalah serat kapas. Sayangnya produksi kapas dalam negeri dari tabun ke tahun selahl menurun. Serat rayon ini digunakan sebagai bahan baku tekstil, selopan dan bahan peledak. Salah satu usaha yang dilakukan untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan pemanfaatan kayu hutan alam produksi yang sebagian besar terdiri dari kayu daun lebar sebagai bahan baku utama untuk industri rayon.
Tujuan penelitian adalah mempelajari peranan periakuan prahidrolisis pad a serpih kayu daun lebar campuran, menetapkan pH dan waktu prahidroli-sis optimum dan mempelajari kemungkinan pembuatan pulp rayon dari kayu daun lebar campuran tersebut. Analisis yang dilakukan adalah rendemen setelah prahidro-lisis, rendemen pulp belum putih, rendemen pulp putih, konsumsi alkali, bilangan kappa, derajat putih, selolosa alfa, kelarutan pulp dalam NaOH 10 persen dan 18 persen, viskositas, kadar abu, kadar silika dan kadar sari.
Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan faktorial acak lengkap dengan faktor perlakuan pH larutan prahidrolisis (A) dan waktu prahidrolisis (B) dengan dua kali ulangan. pH larutan prahidrolisis terdiri clari tiga taraf (pH 4, pH 7 dan pH 10) dan waktu prahidrolisis terdiri dari tiga taraf (30 menit, 60 menit dan 90 menit). Perbandingan larutan prahidrolisis clengan
serpih kayu adalah 4 : I, suhu maksimllm prahidrolisis 170"C.
Perban-dingan larutan pemasak dengan serpih kayu adalah 4.5 : I, suhu maksimum
pema-sakan 170°C, waktu pemapema-sakan selama 4 jam clengan konsentrasi antrakinon O. I
persen dari bobot serpih kering oven. Pemutihan pulp clilakllkan dengan metoda C-E-D-E-D.
Berclasarkan uji statistik (01 = 5 %) menunjukkan bahwa pH lanltan
prahidrolisis berpengaruh sangat nyata terhadap rendemen prahidrolisis, konsumsi alkali, kadar silika dan berpengaruh nyata terhadap selulosa alfa,
kelarutan pulp dalam NaOH 10 persen, viskositas. Waktu prahidrolisis yang
cligunakan berpengaruh sangat nyata terhadap renclemen prahiclrolisis, kon-sumsi alkali, selulosa alfa, viskositas, dan berpengaruh nyata terhadap
kela-rutan pulp dalam NaOH 18 persen clan kadar abu. Interaksi keclua faktor
tersebut berpengaruh sangat nyata terhadap rendemen prahidrolisis, konsull1si alkali, viskositas, dan berpengaruh nyata terhadap rendemen pulp belum putih. kelarutan pulp dalam NaOH 10 persen clan kadar silika.
Perubahan pH larutan prahidrolisis clari asal11 sal11pai basa clan kenaikan waktu prahidrolisis (sal11pai batas optimum) cenderung menurunkan rendemen dan me-ningkatkan selulosa alfa pacla serpih kayu daun lebar campuran.
Dengan memperhatikan sifat pulp rayon yang dihasilkan clan persyaratan pulp rayon yang ditetapkan SII.1l63-84 ternyata kayu daun lebar campuran yang menga-lami perlakuan prahidrolisis pada pH 7 selama 90 menit clapat l11el11berikan pulp rayon yang memiliki selulosa alfa, kelarutan dalam NaOH 10 % dan 18 %. serta kaclar sari yang dihasilkan l11el11enuhi persyaratan tersebut. Sedangkan pada pH 4 dan pH 10, kayu daun lebar yang diolah ticlak dapat menghasilkan pulp yang memenuhi persyaratan SII. Hal ini disebabkan karena konsentrasi larutan pel11asak. yaitu NaOH clan antrakinon, yang digunakan dalal11 pemasakan masih terlalu renclall
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan hidayah-Nya, penelitian dan skripsi ini dapat terselesaikan.
Penelitian ini dilaksanakan selama enam bulan, mulai bulan Desember sampai dengan bulan Juli di Pusat Penelitian dan Pengembangan Rasil Rutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan Bogor.
Selama pelaksanaan Penelitian dan penyelesaian skripsi, penulis ban yak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis menyampaikan rasa terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. R. Muljono Judoamidjojo, selaku Dosen Pembimbing Pertama yang
telah memberikan bimbingan kepada penulis,
2. Bapak Ir. Ridwan Ahmad Pasaribu, selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan kepada penulis,
3. Keluarga Drs. MFS. Sinaga yang telah memberikan bantuan material dan spiritual kepada penulis,
4. Bapak Dr. Ir. Jaban, selaku Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan Rasil Rutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan Bogor,
5. Seluruh karyawan Pusat Penelitian dan Pen gem bang an Rasil Rutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan Bogor dan karyawan Balai Besar Selulosa.
yang turu! membantu.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tulisan ini masih jauh dari sel11pur-na, namun demikian penulis berharap sel110ga tulisan ini dapat berl11anfaat.
Bogar, September 1995 Penulis
Halaman
KATA PENGANTAR ... .
DAFTAR lSI... 1II
DAFTAR TABEL ... VI
DAFTAR GAMBAR ... VII
DAFTAR LAMPIRAN ... V1l1
1. PENDAHULUAN ... .
A. LATAR BELAKANG ... .
B. TUJUAN ... 2
C. RUANG LINGKUP ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4
A. SIFAT KAYU DAUN LEBAR CAMPURAN ... 4
1. Selulosa ... 6
2. Hemiselulosa ... 7
3. Lignin ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... 8
B. PULP RAyON... 8
C. PEMBUATAN PULP RAYON ... 10
I. Prahidrolisis ... 10
III. BAHAN DAN METODA ... . 21
A. BAHAN DAN ALAT ... 21
1. Bahan Baku ... 2 1 2. Bahan kimia ... 21
3. Alat ... ... ')/ B. METODA PENELITIAN ... 22
1. Penlbuatan Pulp Rayon... '")~
a. Pembuatan serpih ... . b. Proses prahidrolisis ... 23
c. Pemasakan ... 23
d. Pemlltihan ... 2)
2. Analisa Hasil Pulp Rayon... 25
3. Rancangan Percobaan ... ... ... ... 26
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 28
A. RENDE MEN ... 28
1. Rendemen Setelah Prahidrolisis ... 28
2. Rendemen Pulp Belum Putih ... 30
3. Rendemen Pulp Putih ... 3.\
B. KONSUMSI ALKALI ... 35
C. BILANGAN KAPPA ... 37
D. DERAJAT PUTIH ... 39
E. SELULOSA ALFA ... 41
F. KELARUTAN PULP DALAM NaOH 10 PERSEN 18 PERSEN ... ... ... ... ... 4.'
H. KADAR ABU... 50
1. KADAR SlUKA... 52
J. KADAR SARI... 53
V. KESIMPULAN DAN SARAN... 56
A. KESIMPULAN ... 56
B. SARAN ... 57
DAFTAR PUSTAKA ... 58
Tabel 1. Tabel 2. Tabel 3. Tabel 4. Tabel 5. Tabel 6. Tabel 7. Tabel 8. Tabel 9. Tabel
10.
Tabel II. Tabel 12. Tabel 13. Tabel 14. Tabel 15. HalamanSyarat pulp rayon biasa ... 9
Syarat pulp rayon menurut Casey (1979) ... 10
Rendemen setelah prahidrolisa ... 28
Rendemen pulp belum putih ... 31
Rendemen pulp putih Konsumsi alkali pulp
33
35
Bilangan kappa pulp ...:>7
Derajat putih pulp ... 40Selulosa alfa pulp ... 4.'
Kelarutan pulp dalam NaOH 10 persen Kelarutan pulp dalam NaOH 18 persen 44 46 Viskositas pulp ... 49 Kadar abu ... 50 Kadar silika ... 52 Kadar sari . . . .. . . 54 VI
Gambar I. Gambar 2. Gambar
3.
Gambar 4. Gambar5.
Gambar 6. Gambar 7. Gambar 8. Gambar 9. Gambar 10. Gambar II. Gambar 12. Gambar 13. Gambar 14. Gambar IS. Gambar 16. HalamanStruktur kayu daun lebar campuran ... 5
Rumus bangun antrakinon ... 16
Mekanisme reaksi antrakinon sebagai katalis pemasakan ... 17
Diagram rendemen pulp setelah prahidrolisa ... 29
Diagram rendemen pulp belum putih ... 32
Diagram pulp putih ... 34
Diagram konsumsi alkali pulp... 36
Diagranl bilangan kappa pulp... 38
Diagram derajat putih pulp ... 40
Diagram selulosa alfa pulp... 42
Diagram kelarutan pulp dalam NaOH 10 persen ... 45
Diagram kelarutan pulp dalam NaOH 18 persen ... 47
Diagram viskositas pulp... 49
Diagram kadar abu pulp... 51
Diagram kadar silika pulp... 53
Diagram kadar sari pulp ... 55
VI!
I
Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran
I. Jenis-jenis kayu yang digunakan ... .
2. Kondisi pemutihan ... . 3. Metoda analisa hasil pulp ... . 4. Hasil analisa pulp ... . 5. Analisa sidik ragam dan uji Duncan
rendemen prahidrolisa ... . 6. Analisa sidik ragam dan uji Duncan
rendemen pulp belum putih ... . 7. Analisa sidik ragam dan uji Duncan
rendemen pulp putih ... . 8. Analisa sidik ragam dan uj i Duncan
konsumsi alkali ... . 9. Analisa sidik ragam dan uji Duncan
bilangan kappa ... . 10. Analisa sidik ragam dan uji Duncan
derajat putih ... . 11. Analisa sidik ragam dan uji Duncan
selulosa alfa ... . 12. Analisa sidik ragam dan uji Duncan
kelarutan pulp dalam NaOH \0% dan 18% 13. Analisa sidik ragam dan uji Duncan
viskositas ... . 14. Analisa sidik ragam dan uji Duncan
kadar abu ... . Vl1l Halaman 61 62 6.' 71 72 79 81 82 85 86 87 89 93 98
Lampiran 16. Analisa sidik ragam dan uji Duncan
kadar sari ... . 10.1
A. LATAR BELAKANG
Bahan berserat yang sangat sesuai digunakan sebagai bahan baku pulp rayon adalah serat kapas, karen a serat kapas mengandung selulosa aHa tinggi, sedangkan bahan bukan selulosa alfa yang dikandung rendah, sehingga dimung-kinkan untuk memperoleh pulp yang dapat diterima sebagai bahan baku rayon. Sayangnya produksi kapas dalam negeri dari tahun ke tahun selalu menurun. sehingga industri rayon yang ada saat ini merasakan sangat sulit untuk menda-patkan serat kapas dalam jumlah yang dibutuhkan secara kontinu dengan harga yang dapat diterima oleh industri. Keadaan tersebut dan mengingat areal hutan alam produksi yang luas dengan produksi kayunya yang cukup tinggi, menil11-bulkan tekad pemerintah dan industriwan untuk menggunakan kayu sebagai bahan baku utama bagi industri rayon yang telah ada maupun industri pulp rayon
yang akan didirikan.
Industriwan sampai saat ini masih belum ban yak menggunakan kayu yang berasal dari hutan alam produksi sebagai bahan baku pulp rayon. Hal ini dise-babkan karena pengkajian terhadap teknologi pengolahan yang sesuai untuk kayu campuran yang berasal dari hutan alam produksi dan kualitas pulp rayonnya belum ban yak dilakukan.
Kayu yang berasal dari hutan alam produksi umumnya adalah kayu daun lebar yang mempunyai sifat heterogen, sehingga sifat kimia dan fisik kayu tersebut juga berbeda. Untuk mendapatkan tingkat kematangan pulp yang relatif sama diperlukan teknik pencampuran serpih kayu pada pembuatan pulpnya. Hasil pemasakan campuran dari 15 jenis kayu daun lebar yang berasal dari kawasan hutan alam Sungai Kahayu di Kalimantan Timur yang dilakukan
oleh P
3HH (Pasaribu et aI., 1979) dengan menggunakan proses suI fat
menunjuk-kan bahwa campuran kayu dengan massa jenis 0.19 - 0.49 dapat memberimenunjuk-kan pulp kraft yang baik, apabila dimasak dengan alkali aktif 16 - 18 persen. Untuk memperoleh hasil yang sam a kayu campuran dengan massa jenis 0.50 - 0.79 dan massa jenis 0.80 - 1.09 memerlukan alkali aktif 18 - 20 persen. Selain itu dapat pula diolah dengan massajenis 0.19 - 0.79. Adapun pemasakan kayu campuran dari setiap kelompok massa jenis dilakukan dengan sulfiditas 25 persen perban-dingan serpih dengan larutan pemasak 1 : 4 suhu maksimum 170"C dan waktu pemasakan selama duajam pada suhu maksimum.
Hal lain yang l1lenyebabkan kayu daun lebar sulit digunakan untuk bahan baku pulp rayon dikarenakan kandungan kOl1lponen kil1lia dalam kayu daun lebar terutama hel1liselulosa cukup tinggi yaitu berkisar 21 - 24 persen dan lignin 21- 33 persen dari berat kayu kering (Vadil1licum Kehutanan Indonesia,
1976).
Keadaan di atas tersebut yang mendorong untuk dilakukannya penelitian teknologi pengolahan kayu daun lebar campuran untuk pulp rayon. Kayu daun lebar campuran yang digunakan untuk bahan baku penelitian adalah kayu daun lebar dari hutan alal1l produksi yang akan dibangun l1lenjadi pengusahaan hutan tanal1lan industri kayu pulp lIntuk kayu pertukangan. Penelitian ini diarahkan terhadap kondisi prahidrolisis dari serpih kayll campuran sebelum diolah l1lenja-di pulp rayon.
B. TUJUAN
I. Mel1lpelajari peranan perlakuan prahidrolisis pada serpih kayu dalln lebar
campuran sebelum serpih kayu campuran tersebllt dijadikan pulp rayon dengan proses soda antrakinon terutama pH dan waktu prahidrolisis, dengan
cara mempelajari kandungan komponen kimia bukan selulosa (hemiselulosa, lignin dan zat sari) dari serpih kayu daun lebar campuran hasil prahidrolisis dan sifat pulp rayon yang dihasilkan.
2. Menetapkan pH dan waktu prahidrolisis yang optimum untuk kayu daun lebar
campuran, dengan mempelajari sifat-sifat pengolahan dan pulp rayon yang diperoleh.
3. Mempelajari kemungkinan pembuatan pulp rayon dari kayu daun Iebar campuran dengan cara mencampur berbagai jenis kayu daun lebar berdasar-kan berat kering tanur yang sarna guna meningkatberdasar-kan efisiensi pengolahan dan pemungutan kayu.
C. RUANG LINGKUP
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh pH dan waktu prahidro-lisis optimum dari serpih kayu daun lebar campuran yang mengandung kompo-nen kimia bukan kayu terutama hemiselulosa dan zat sari dengan melakukan pengukuran terhadap berbagai parameter yaitu rendemen pulp, bilangan kappa, derajat putih, viskositas pulp, kadar alfa beta dan gama selulosa, kela- rutan pulp dalam NaOH 10 per sen dan 18 persen, kadar abu dan silika, dan kadar
sari. Tahap-tahap penelitian yang dilakukan adalah (I) pembuatan serpih kayu
(2) perlakuan prahidrolisis (3) pemasakan (4) pemutihan (pengelantangan) (5) analisis hasil pulp.
A. SIFAT KAYU DAUN LEBAR
Kayu daun lebar disebut dengan subklas Dicotyledone merupakan tanaman penting sebagai sumber bahan baku industri (Sudrajat, 1979; Tantra, 1981). Pada sel-sel kayu daun lebar terdapat pori (pembuluh) dan sel serabut (Tsoumis,
1976).
Pada jaringan kayu daun lebar terdapat sel-sel yang memiliki ukuran lebih pendek dan pangkalnya lebih tajam daripada sel trakeid yang ban yak ditemukan pad a jaringan kayu daun jarum. Menurut Titmus (1971), sel-sel ini disebut seTal. Selanjutnya dikatakan bahwa kekuatan kayu ban yak tergantung pada jumlah persentasi serat yang ada di dalam jaringan kayu daun lebar. Jaringan kayu daun lebar dapat di lihat pada Gambar 1.
Menurut Lauer (1958), faktor nyata yang berpengaruh dalam pengolahan kayu daun lebar campuran adalah bobot jenis kayu yang diolah. Bobot jenis kayu sering dihubungkan dengan perbandingan kadar lignin, selulosa, dan struk-tur anatomi kayu. Casey (1952) menambahkan bahwa bobot jenis kayu juga berpengaruh terhadap sifat pulp yang dihasilkan. Pulp yang berasal dari kayu daun lebar yang bobot jenisnya rendah (0.25-0.39) menghasilkan rendemen dan sifat kekuatan pulp yang lebih balk dibandingkan dengan pulp yang berasal dari kayu dengan bobot jenis tinggi (0.56-0.60).
Sifat kayu daun lebar yang sering menimbulkan masalah adalah sifat heterogenitas jenis kayunya, sehingga sifat kimia dan fisik kayu daun Jebar tersebut berbeda. Sifat kimia yang berbeda l1lenyebabkan variasi kadar selulosa, hemiselulosa, lignin, dan zat ekstraktif antara satu jenis kayu dengan jenis kayu lalnnya (Casey, 1952).
pembulu
serabut
~~~~~
j~ri-jari
heterogenous
'G;imbar 1 ~ J'aringan kayu daun 1ebar
(Kirk
andOthmer, 1982)
pelat skaliri form
Komponen kimia utama yang terdapat pada kayu adalah selulosa, hemi-selulosa, dan lignin. Selulosa merupakan bagian terbesar yang terdapat dalalll kayu, yaitu antara 39 - 55 persen, kemudian lignin 18 - 33 persen, pentosan
21 - 24 persen, zat-zat ekstraktif 2 - 6 persen, dan abu 0.2 - 2 persen
(Martawi-jaya et al., 1981). Tingginya kadar pentosan menurut Vadimicum Kehutanan Indonesia (1976) yang tidak lain adalah hemiselulosa menyebabkan sulitnya kayu daun lebar digunakan untuk pulp rayon.
1. Selulosa
Selulosa adalah polilller linier dengan unit 8-0-glukopiranosa yang berbobot molekul tinggi dan struktur teratur dan sebagai komponen utama dinding sel kayu dan tanaman lainnya. Unit ulangan dari polimer selulosa
terikat melalui ikatan glikosida 8(1--
>
4). Keteraturan struktur selulosamenimbulkan ikatan hidrogen secara intramolekul dan intermolekul.
Molekul-molekul selulosa ini akan berikatan secara paralel dengan jembatan hidrogen meillbentuk mikrofibril. Beberapa saling berikatan membentuk makrofibril (Haigler di dalam Nevel dan Zeronian, 1985). Bagian mikrotibril yang ban yak mengandung jembatan hidrogen antar mole-kul selulosa bersifat sangat kuat dan tidak dapat ditembus dengan air disebut dengan bagian berkristal. Sedangkan bagian yang lainnya yang sedikit atau tidak sam a sekali mengandung jelllbatan hidrogen disebut bag ian amorf. Struktur berkristal dari selulosa merupakan hambatan utama dalam proses hidrolisis.
Hidrolisis asalll akan Illenyebabkan ikatan glikosida terputus. Hasil salllping reaksi ini adalah pembentukan disakarida, karena adanya kelllungki-nan reaksi pembalikan.
Selulosa kayu diisolasi oleh beberapa fraksi antara lain abu, lignin, furfural, alfa selulosa, beta selulosa dan gam a selulosa. Secara analitis fraksi selulosa dapat dikatakan terdiri atas alfa, beta, dan gama selulosa (Casey, 1960). Selulosa alfa dapat digunakan sebagai penduga selulosa kayu yang dapat menentukan kadar selulosa pada kayu atau penentuan tingkat kemurnian selulosa dalam pulp.
2. Hemiselulosa
Hemiselulosa adalah senyawa yang heteropolisakarida yang berfungsi sebagai pendukung dalam dinding sel. Hemiselulosa tersusun dari lima jenis gula yaitu tiga heksosa (glukosa, manosa, dan galaktosa) dan dua pentosan (xilosa dan arabinosa) serta dua asam uronat yaitu glukonat dan galakturonat (Achmadi , 1989).
Pada kayu daun lebar, hemiselulosa tersusun dari glukoronoxylan dengan kandungan xylan kurang lebih 15-30 persen dari volume kering kayll dan glukomanan dengan kandungan 2-5 persen (Sjostrom, 1981). Achmadi (1989) menambahkan bahwa ikatan xyloksida pada glukoronoxylan mudah dihidrolisis, sedangkan an tara asam uronat dengan xylosa sangat tahan. Ikatan monoksida pada glukomanan terhidrolisis lebih cepat daripada ikatan glikosida. Ikatan pada hemiselulosa sangat rentan terhadap pemutusan efek katalis berupa ion hidronium. Hidrolisis hemiselulosa akan menghasilkan campuran beberapa gula sederhana yang sebagian besar berupa pentosa.
Kandungan pentosan di atas delapan persen dalam pulp akan mengaki-batkan pulp tidak dapat diproses menjadi viskosa rayon, dan akan menYlIlit-kan dalam penyaringan viskosa (Hermans, 1949).
3. Lignin
Lignin adalah polimer aromatik kompleks yang terbentuk melalui polimerisasi tiga dimensi dari sinamil alkohol yang juga merupakan tunman dari fenilpropana. Gugus fungsi sangat mempengaruhi reaktivitas lignin yang terdiri dari hidroksil fenolik, hidroksil benzilik dan gugus karbonil. Frekuen-sinya beragam sesuai dengan lokasi morfologis dari lignin.
Pada suasana asam lignin akan mengalami kondensasi yang men yebab-kan bobot molekul lignin bertambah dan akhirnya mengendap (Achmadi. 1989).
B. PULP RAYON
Menurut SII (1984), pulp rayon adalah pulp yang termasuk klasitikasi pulp alfa (pulp untuk konversi kimia), baik pulp alkali maupun pulp sulfit dari kayu daun jarum atau kayu daun lebar yang digunakan sebagai bahan baku serat biasa.
Pulp mempunyai tingkat kemurnian selulosa yang tinggi dan digunakan
untuk pembuatan rayon yang dinamakan pulp dissolvinf!, (Thomass di dalam Britt,
1970).
Pulp dissolving sering digunakan untuk bahan baku rayon yang disebut pulp rayon, selain itu pulp ini juga digunakan untuk pembuatan selopan, metil selulosa, nitro selulosa, eti! selulosa, selulosa asetat dan turunan selulosa lainnya (Casey.
1980).
Syarat-syarat tertentu yang hanlS dipenuhi oleh pulp untuk rayon an tara lain keragaman kualitas yang dapat dicapai dengan proses dissolving yang sempurna. Faktor-faktor lain yang menentukan pulp rayon adalah kondisi proses, peralatan. jenis serat yang dibuat (Salihima dan Fatah, 1982). Alaudin dan Joedodibroto
(1972), menambahkan bahwa stan dar kemurnian pulp untuk rayon dalam c1unia perdagangan adalah selulosa alfa 91 - 93 persen, selulosa beta dan gama 6 - 10 persen, dan pentosan 2 - 3 persen.
Dalam memproduksi pulp rayon, komponen kimia yang diharapkan ada dalam jumlah besar adalah selulosa alfa oleh karena itu pad a kayu daun lebar komponen kimia bukan selulosa tersebut sebanyak mungkin harus dihilangkan selama proses pengolahan. Hal ini disebabkan hemiselulosa dalam pulp rayon tidak diinginkan, karena akan memberikan pengaruh kurang baik terhadap sifat viskosa, mutu serat rayon, dan daya saring selama pembuatan rayon.
Usaha untuk meningkatkan kemurnian selulosa pulp rayon yang dibuat dari kayu telah ban yak dilakukan, yaitu melalui optimasi berbagai peubah konclisi pemasakan serpih kayu dalam proses sulfat atau proses alkali. Tetapi kemurnian pulp rayon yang dihasilkan masih rendah, karen a sebagian besar hemiselulosa masih terdapat di dalam pulp terutama hemiselulosa yang sifatnya tahan terhadap degradasi alkalis (Alaudin, 1982).
Tabel I. Syarat pulp rayon biasa
Pengujian Satuan
Selulosa alfa %
Sari (alkohol benzene) %
Abu %
Silika mg/kg
Viskositas mPa. s
Derajat putih (GE) %
S-IS % S-IO % Kadar air % 'Sumber : SII 1163-84 Nilai mm. 90.5 maks. 0.3 maks.O.15 maks.50.0 l1un. 18.0 min. 90.0 maks. 6.5 maks. 10.0 sekitar 1.0
Tabel2. Syarat pulp rayon menurut Casey (1979)
Pengujian Satuan Nilai
Selulosa alfa % m1l1. 88.0
Sari (alkohol benzene) % maks. 0.5
Abu % maks. 0.15
Pentosan % maks. 5.0
Lignin % maks. 0.1
Derajat putih % min. 85.0
C. PEMBUATAN PULP RAYON
Proses pembuatan pulp rayon meliputi beberapa tahap yaitu prahidrolisis. pemasakan, dan pemutihan (pengelantangan).
1. Prahidrolisis
Pembuatan pulp untuk rayon akan diproses sedemikian rupa sehingga diperoleh pulp dengan tingkat kemurnian selulosa yang tinggi. Untuk menghasilkan pulp rayon dengan kemurnian yang tinggi seperti yang dike-hendaki, maka pemasakan dengan proses sulfat, sulfit atau soda saja tidak cUkup. Oleh karena itu diperlukan suatu perlakuan yaitu mengolah serpih kayu melalui proses prahidrolisis sebelum dilakukan pemasakan. Adanya proses tersebut menyebabkan serpih kayu menjadi lunak atau ll1engembang sehingga ll1ell1udahkan penyerapan bahan kimia selama proses pell1asakan (Alaudin, 1982). Selanjutnya Wenzl (1970) ll1enyatakan bahwa perlakuan prahidrolisis dapat mengurangi rendemen serta kandllngan lignin dan akan meningkatkan kandungan sellliosa alfa.
Zhan dan Chen (1983) menyatakan bahwa pada dasarnya prahidrolisis akan mengakibatkan perombakan hemiselulosa dan lignin serta terjadinya perubahan struktur kimia dari kayu.
Menurut Richter (1956), kemampuan prahidrolisis untuk melarutkan komponen kimia bukan selulosa (hemiselulosa dan lignin) sangat dipengaruhi oleh kondisi yang dipakai, terutama suhu maksimum, waktu dan tingkat keasaman (pH) larlltan prahidrolisis. Prahidrolisis dalam Sllasana asam dengan menggunakan asam mineral seperti asam sui fat dan asam nitrat sesuai untuk semlla jenis bahan baku berserat selulosa. Ritcher (1965) menambah-kan bahwa prahidrolisis dengan asam amenambah-kan meningkatmenambah-kan tingkat kemurnian selulosa pulp.
Prahidrolisis dapat dilakukan dengan media asam atau air. Hasil pene-litian Syahputra (1991) menyatakan bahwa prahidrolisis dengan air mengha-silkan rendemen, kadar selulosa alfa, derajat putih serta viskositas yang lebih tinggi daripada dengan asam.
Pengunaan media air dalam proses prahidrolisis akan lebih mengun-tungkan karen a lebih murah· dengan efek degradasi selulosa yang lebih kecil. Hemiselulosa yang terombak dan terlarutkan terdiri dari gula bebas seperti xylosa, galaktosa, arabinosa (Alaudin, 1982).
Prahidrolisis dengan cara merendam bahan berserat dalam air dengan suasana netral dapat digunakan sebagai tingkat pendahuluan dalam pembuatan pulp rayon atau pulp yang dilarutkan (dissolving pulp). Prahidrolisis dengan cara ini sesuai untuk digunakan pad a bahan berserat yang mengandung banyak gugus asetil (Bewagan dan Faulmino, 1978).
Hasil penelitian Nelson (1976) menyimpulkan bahwa prahidrolisis dengan menggunakan larutan dalam suasana basa (alkali) pada beberapa jenis
kayu pinus memberikan hasil yang memuaskan karena pulp rayon yang diperoleh mengandung selulosa alfa tinggi, sedangkan hemiselulosa dan resin yang dikandung pulp rayon rendah, Pembahan tingkat keasaman prahidroli-sis dari suasana asam sampai basa cenderung meningkatkan rendemen dan menumnkan selulosa alfa dan hemiselulosa.
Wenzl (1970) menambahkan bahwa variabel yang mempengaruhi prahidrolisis adalah suhu dan waktu. Peningkatan suhu dan lamanya waktu pada perlakuan prahidrolisis akan meningkatkan kadar selulosa alfa, tetapi kandungan pentosan dan rendemen pulp akan menurun. Rydhlom (1965) menambahkan bahwa kenaikan waktu prahidrolisis pada suhu prahidrolisis akan meningkatkan laju perombakan komponen kimia kayu.
Alaudin (1984), telah melakukan analisis serpih kayu Accasia auriculi-formis dengan cara merendam serpih kayunya di dalam air pada suhu maksi-mum 160"C dan 170"C dan waktu perendaman pada SUllll tersebut bervaria-si. Hasil penilitian menunjukkan bahwa dengan adanya perpanjangan waktu prahidrolisis 30 menit atau 60 men it maka rendemen pulp akan menjadi lebih rendah, tetapi kandungan selulosa alfa dan viskositas pulp meningkat, karena semakin ban yak hemiselulosa dan bahan bukan selulosa lain yang larut. Apabila proses prahidrolisis dilakukan pada suhu di atas 160 "C atau 170 "C dengan waktu yang lebih lama, maka pulp yang akan diperoleh mengandung selulosa alfa yang makin rendah, karen a terjadi degradasi selulosa yang makin banyak. Ryhdolm (1965) menambahkan bahwa pengaruh waktu pada prahidrolisis berhubungan erat dengan suhll prahidrolisis. Waktll prahidroli-sis yang lama akan menaikkan lajll perombakan komponen kimia kaYll.
Alaudin (1984), telah melakukan analisis bahwa pada dasarnya prahi-drolisis akan mengakibatkan perombakan hemiselulosa dan lignin serta terja-dinya perubahan struktur kimia dari kayu. Hemiselulosa yang terombak dan terlarutkan terdiri atas gula-gula pentosan, heksosan baik dalam bentuk polimer ataupun gula bebas seperti xylosa, galaktosa, arabinosa dan lain-lain (Parekh et aI., 1977).
2. Pemasakan
Tujuan dari pemasakan campuran adalah untuk memanfaatkan kayu daun lebar campuran tropis yang terdiri dari ban yak jenis dan bersifat hetero-gen sebagai bahan baku pulp (Sachur, 1966).
Sifat bahan baku dan variabel proses pemasakan dapat memnpengaruhi rendemen, komposisi kimia, dan sifat fisik lembaran pulp yang dihasilkan. Sifat bahan baku meliputi jenis kayu, massa jenis, umur pohon, lama pe-nyimpanan, dan ukuran serpih. Sedangkan variabel proses meliputi perban-dingan antara larutan pemasak dengan bobot serpih, konsentrasi alkali aktif, sulfiditas, suhu dan waktu pemasakan (Clayton, 1969).
Libby (1962) mengatakan bahwa waktu pemasakan yang terlalu lama dari waktu optimum akan menyebabkan adanya degradasi selulosa yang semakin besar. Semakin lama pemasakan, rendemen pulp yang dihasilkan semakin keciL
MenUfut Swartz dan Mac Donald (1962) perbedaan jenis kayu menye-babkan perbedaan terhadap kualitas pulp yang dihasilkan. Contohnya hu-bungan antara jenis kayu dan pemasakan, jenis kayu yang mempunyai massa jenis berbeda pada uIl1umnya memerlukan waktu pemasakan yang lebih lama.
Proses pemasakan pulp secara kimia dapat dilakukan dengan proses sui fat, sui fit, soda dan soda antrakinon. Proses soda merupakan proses pemasakan secara kimia yang tertua. Proses ini hanya menggunakan soda kaustik dalam proses pemasakan bahan (Bryce, 1980). Casey (1980) menya-takan bahwa alkali dipakai oleh bahan untuk bereaksi dengan lignin, melarll!-kan karbohidrat, bereaksi dengan bermacam-macam asam organik yang terdapat dalam kayu, bereaksi dengan resin dalam kayu dan sebagian diuap-kan oleh sera!. Alkali harus ada selama pemasadiuap-kan, kekurangan bahan killlia tersebut akan lllenghasilkan pulp yang berwarna gelap sehingga sulit untllk diputihkan.
Menurut Casey (1964), faktor terpenting dalam proses alkali adalah konsentrasi larutan pemasak. Peningkatan konsentrasi lllenyebabkan pe-ningkatan laju delignifikasi dan juga mengakibatkan efek pengpe-ningkatan la-rutan selulosa. Konsentrasi alkali aktif terhadap berat kayu yang sering dipakai berkisar 15 sampai 18 persen. Peningkatan konsentrasi terlalll tinggi menyebabkan serangan terhadap selulosa lebih besar dari lignin, sehingga menurllnkan rendemen dan kekuatan pulp serta kebutuhan pellllltihan me-ningkat.
Proses soda tidak menguntungkan untuk lllemasak kayu daun [ebar campuran, tetapi dengan pengolahan sejenis hampir semua jenis kayu dapa! diolah menjadi pulp. Kelemahan dari proses ini adalah delignifikasi rendah dibandingkan dengan sulfat dan sulfit sehingga menghasilkan rendemen yang rendah.
Casey (1980), proses sulfat mempunyai beberapa kelebihan diban-dingkan dengan proses lainnya. Keuntungan penggunaan proses sulfat adalah proses delignifikasi berJangsung secara cepat, menghasilkan kualitas pulp
yang baik, fleksibel terhadap jenis bahan baku (kayu), ekonomis dalam penggunaan bahan pemasak, degradasi selulosa minimum sehingga diper-oleh rendemen yang tinggi, dan biaya proses lebih rendah. Kelemahan proses sulfat yaitu pulp yang dihasilkan berwarna gelap karena adanya sulfur serta menimbulkan bau yang kllrang enak dan membutuhkan pemutih yang lebih ban yak.
Rendemen, komposisi kimia, dan sifat fisik lembaran pulp sulfat dipen-garuhi oleh sifat bahan baku dan pellbah pada proses pemasakan. Sifat bahan baku adalah jenis, bobot jenis, llmur penyimpanan dan dimensi chip. Se-dangkan peubah prosesnya adalah rasio antara larutan pemasak dengan bobot serpih, konsentrasi alkali aktif, sulfiditas serta suhu dan waktu pemasakan (Clayton, 1969).
Untuk meningkatJan delignifikasi dari soda (NaOH), maka dalam proses soda ditambahkan suatu bah an kimia yang selektif terhadap lignin misalnya antrakinon (Casey, 1980). Selanjutnya proses tersebut disebut dengan proses soda antrakinon.
Proses soda antrakinon adalah proses pembuatan pulp yang mengguna-kan soda sebagai larutan pemasak ditambah dengan antrakinon sebagai katalis.
Holton (1978) menyatakan bahwa antrakinon adalah senyawa organik yang berfungsi sebagai katalis yang dapat mempercepat laju delignifikasi dalam pembuatan pulp dengan proses alkali. Menurut Fullerton (1979). antrakinon berupa bubuk berwarna ktll1ing berbentuk rhombis dengan sino-nim nama kimia difenilenaketon, memiliki titik didih dan titik cair tinggi. tidak mudah menguap, tidak larut dalam air dan sebagian besar pelarut orga-nik. Rumus bang un antrakinon seperti disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Rumus bangun antrakinon
Menurut Cameron (1992), antrakinon adalah suatu bahan penambah
dalam pembuatan pulp yang dapat meningkatkan rendemen. Keuntungan yang dapat diperoleh adalah menghemat pemakaian bahan kimia, memperce-pat proses delignifikasi dan meningkatkan beberapa sifat fisik lembaran pulp yang dihasilkan, serta mengurangi pencemaran lingkungan yang ditimbulkan,
berupa bau, karen a dapa mengurangi emisi sulfida. Maties (1981)
menyata-kan juga bahwa antrakinon dapat meningkatmenyata-kan laju delignifikasi dan mampu mengurangi kerusakan selulosa akibat serangan bahan kimia pemasak.
Menurut Lowendahl dan Samuelson (1978), antrakinon akan
mengok-sidasi gugus ujung rantai selulosa dan hemiselulosa sehingga membentuk gugus asam aldonat yang lebih stabil dari serangan alkali. Dengan demikian selulosa dan hemiselulosa menjadi lebih mantap.
Casey (1980) menyatakan bahwa penambahan antrakinon dalam lanltan
pemasak pada proses soda dalam jumlah yang rendah yaitu 0.05 - 0.10
persen akan menghasilkan peningkatan laju delignifikasi, rendemen pulp serta sifat kekuatan pulp yang hampir sam a dengan yang diperoleh dengan proses sui fat.
Menurut Syodolm dan Wikblat (1980) pemakaian antrakinon 0.5 persen
kappa. Pada bilangan kappa yang sama, penambahan antrakinon menyebab-kan rendemen meningkat, sedangmenyebab-kan pemakaian alkali dan waktu pemasamenyebab-kan berkurang.
Gugus ujung selulosa tereduksi -CHO
,---I
I
I
Antrakinon r!
v Lignin dengan bobot molekul rendah Memantapkan selulosa Mempercepat delignitikasi Selulosa -COOH --- -..
Antrahidrokinon1
I
i LigninGambar 3. Mekanisme reaksi antrakinon sebagai katalis pemasakan
3. Pemutihan (Pengelantangan)
Pemutihan merupakan proses penghilangan lignin dari serpih kayu daun lebar campuran yang telah mengalami proses prahidrolisis dan proses pema-sakan. Pemutih tidak akan dapat berhasil dengan hanya menggunakan satli atau dua tingkat saja, dan jika diberi zat pemutih yang berlebihan, maka derajat putih yang dicapai tidak seimbang dengan kerusakan yang diakibat-kannya. Hal ini terutama disebabkan oleh lignin dalam pulp yang sukar lanlt dalam air, bahkan setelah melalui proses klorinasi masih sukar larut (Puslit-bang Hasil Hutan, 1982).
Proses pemutihan bertujuan untuk memperbaiki warna pulp yang asli dan untuk mendapatkan kemurnian seTal. Dengan kata lain tujuan pemutihan adalah untuk memproduksi pulp putih yang berwarna stabil terhadap sifat-sifat fisik dan kimia pulp (Siagian, 1989).
Menurut Siagian (1989), kondisi umum yang penting di dalam proses pemutihan pulp adalah jumlah bahan kimia pemutih yang digunakan, konsis-tensi pemutih, waktu dan suhu pemutih.
Proses pemutihan yang digunakan untuk pembuatan pulp rayon adalah
pemutihan bertingkat lima yaitu klorinasi (C), ekstraksi I (E), klordioksida
(D), ekstraksi II (E). klordioksida (D) dan diakhiri dengan pengasaman (Siagian, 1989).
a. Klorinasi
Tahap klorinasi bertujuan untuk melarutkan lignin, bahan-bahan organik berwarna serta sisa-sisa yang tidak diinginkan yang terdapat pacla seraL Bahan kimia yang digunakan pada tahap ini adalah klor yang banyaknya penggunaan ditentukan berdasarkan bilangan kappa dari pulp
yang akan diputihkan. Terlalu banyak klor yang digunakan menyebabkan timbulnya serangan yang hebat terhadap karbohidrat sehingga akan menghasilkan rendemen dan kekuatan fisik yang rendah. Sebaliknya terla-lu sedikit klor, maka pulp sulit untuk diputihkan (Loras, 1980).
b. Ekstraksi alkali
Ekstraksi alkali merupakan pelarutan dari hasil reaksi pada tahap klorinasi ataupun dengan hipoklorit. Ekstraksi alkali berfungsi untuk menetralkan suasana asam dan melarutkan hasil dekomposisi lignin yang telah terurai pada tahap klorinasi (Siagian, 1989). Ryhdolm (1965) menambahkan bahwa ekstraksi alkali juga bertujuan untuk menghilangkan senyawa-senyawa resin yang sulit larut pad a tahap klorinasi, khususnya pulp yang berasal dari kayu daun lebar.
Bahan kimia yang digunakan sebagai pelarut pada tahap ekstraksi alkali adalah natrium hidroksida (NaOH).
c. Klordioksida
Pemutihan dengan klordioksida umumnya dilakukan pada konsistensi 10 - 12 persen, pH 3 - 5. Jika dipakai pada lahap pertama dari pemutihan bertingkat, penggunaan senyawa klordioksida dilakukan pada suhll rendall. Jika dipakai diantara tahapan pemutihan atau tallap akhir pemutihan digu-nakan suhu 60-80°C atall optimum pad a suhu 70"C; waktu reaksi 3 - 5 jam (Siagian, 1989).
Selanjutnya Rapson (1970) menyatakan bahwa penggunaan
klordiok-sida lebih menguntungkan daripada hypoklorit karena reaksi lebih selekti f
Pada proses pemutihan tahap terakhir yang dilakukan adalah penga-saman baik dengan Hel, asall1 cuka, asall1 oksalat atau SO" dengan tujllan untuk melarutkan ion-ion logam baik yang berasal dari pulp maupun peralatan selama proses dan untuk kestabilan pemutihan. Air yang digu-nakan baik untuk pell1utihan maupun pencucian harus yang telah diludigu-nakan (soft-water) dan dengan pH 6. Bila pH air terutall1a untuk pencucian terakhir keadaannya netrallebih-Iebih alkali. maka sebagian ion loga1l1 yang telah larut akan terserap kembali oleh serat (Alalldin, 1982).
A. BAHAN DAN ALAT
1. Bahan Baku
Bahan baku utama yang digunakan adalah kayu daun lebar campllran
terdiri dari kurang lebih 15 jenis kayu yang berasal dari areal hutan alam
produksi yang terletak di Tapanuli Utara propinsi Sumatera Utara
(Lam-piran 1.)
2. Bahan Kimia
Bahan kimia yang digunakan untuk prahidrolisis, pemasakan dan
pemlltih-an adalah asam sui fat (H2S04), air, natrium hidroksida (NaOH), antrakinon
(AQ), klor (CI2), asam klorida (HCI).
Bahan kimia yang digunakan untuk analisis pulp adalah untuk pulp yang belum putih dilakukan penentuan bilangan kappa dengan menggunakan
larut-an asam sulfat (H2S04) 4 N; KMN0
4 0.1 N, KIlO persen dan larutan kanji
0.2 persen; untuk pulp yang telah diputihkan dilakukan analisa kimia kadar
selulosa alfa dengan menggunakan larutan NaOH 8.3 persen dan 17.5 persen,
CHJCOOH 2 N, H2S04 pekat, K
1Cr207 0.4 N, Na2SPJ 0.1 N, NaOH
0.5 N, KI dan larutan kanji 0.5 persen. Penggunaan NaOH 10 persen dan 18 persen untuk menentukan kelarutan pulp.
Pada pengujian viskositas pulp digunakan larutan kuprietilen diamin N, untllk penetapan kadar sari digunakan larlltan alkohol benzene dan penentllan kadar silika pulp digunakan larutan HCI 6 M.
3. Alat
Peralatan yang digunakan dalam penelitian meliputi peralatan pembuatan pulp dan peralatan penganalisaan pulp. Peralatan pembuatan pulp yang digunakan adalah golok, pH meter, rotary digester, pengukur waktu, ter-mometer. Sedangkan a1at untuk penganalisaan pulp meliputi oven, tanur. soxhlet, pemanas listrik termometer, viskosimeter, erlenmeyer, wadah pencuci, saringan, gelas ukur, timbangan, tabung reaksi, cawan porselen.
B. METODA PENELITIAN
Metoda yang digunakan dalam penelitian meliputi metoda pembuatan pulp rayon dan metoda analisis hasil pulp rayon. Pembuatan pulp rayon yang dilaku-kan adalah pembuatan serpih, proses prahidrolisis, pemasadilaku-kan dan pemutihan (pengelantangan). Sedangkan analisis hasil pulp yang dilakukan adalah rendemen prahidrolisis, rendemen pulp belum putih, rendemen pulp putih, konsumsi alkali, bilangan kappa (TAPPI T 236 m-60 U 245), derajat putih, selulosa alfa (SII.0443-81), kelarutan pulp dalam NaOH 10 per sen dan 18 persen (SII.1294-85), viskositas (SII.1l57-84), kadar abu dan silika (SII.1292-85) serta kadar sari (SII.1293-85).
1. Pembuatan Pulp Rayon
a. Pembuatan serpih
Dolok kayu yang digunakan untuk pembuatan pulp dikuliti dan dijacli-kan lempengan. Lempengan kayu yang telah dikuliti sebagian dijaclidijacli-kan serpih dengan ukuran seragam, yaitu panjang 2 - 3 cm, lebar 1.5 - 2 cm, dan teba! 0.2 - 0.3 cm. Pembuatan serpih clilakukan secara manual.
Serpih kayu dari setiap jenis kemudian dihamparkan dalam ruangan hingga mencapai kadar air keseimbangan kering udara kurang lebih satu minggu, dan dicampur, kemudian secara acak diambil contoh serpih kayu sebanyak dua kali 30 gram untuk penentuan kadar air yang digunakan untuk pengukuran bobot jenis.
b. Proses prahidrolisis
Proses prahidrolisis serpih kayu daun lebar campuran dilakukan dengan menggunakan media asam sulfat pad a pH 4, air lunak pada pH 7 dan natrium hidroksida pada pH 10 di dalam rotary digester.
Proses prahidrolisis pad a berbagai derajat keasaman dilakukan pada kondisi suhu maksimum 170"C selama 30 menit, 60 menit, dan 90 menit dengan nilai banding ka yu dan larutan 1 : 4. Sedangkan waktu pemasakan dan suhu ruang ke suhu maksimum pemasakan tersebut diatur sekitar
1.5-2 jam.
Proses prahidrolisis pada setiap kombinasi perlakuan derajat keasaman (pH 4, pH 7, dan pH 10) serta waktu pada suhu maksimum (30 menit, 60 menit, dan 90 menit) masing-masing dilakukan dua kali ulangan.
Setelah proses prahidrolisa serpih kayu diambil dicuci sampai bebas larutan prahidrolisis dan dilakukan penentuan kadar air serpih serta rendemen serpih yang telah mengalami prahidrolisis.
c. Pemasakan
Serpih kayu daun lebar campuran dari hasil uji prahidrolisis diolah menjadi pulp melalui pemasakan dengan proses soda antrakinon dengan menggunakan NaOH 30 gram/liter dari berat serpih kayu kering; rasio
serpih kayu dan larutan pemasak adalah I : 4.5; suhu maksimum 170"C selama dua jam dan tekanan 9 - 10 atm; waktu dari suhu ruang sampai suhu maksimum selama dua jam; antrakinon yang digunakan mempunyai konsentrasi 0.1 persen dari be rat serpih kering oven. Proses pemasakan dilakukan di dalam rotary digester, yang telah dibersihkan sebelumnya.
Setelah dua jam mencapai suhu maksimum pemasakan dihentikan, klep dibuka untuk menghilangkan tekanan dan udara panas. Kemudian pulp dikeluarkan dari digester dan dilakukan pencucian sampai bebas alkali serta dilakukan penyaringan pulp. Kadar air dan rendemen pulp ditentukan.
Pembuatan larutan pemasak dan bahan baku kering oven 4.5 : I . Larutan yang digunakan dalam pemasakan serpih adalah NaOH. Kebutu-han NaOH dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut:
dimana :
Volume NaOH (ml) = _ _ '-'A'-'XC!....!I~.2::..::9c..:X'-'--'W-'---_ X 100
B
A = alkali total (% sebagai NaOH)
B
=
konsentrasi NaOH (graml1iter)W = berat bahan baku kering oven
Jumlah air yang ditambahkan dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut :
dimana:
M = jumlah larutan pemasak
VI = volume NaOH (ml)
V 2
=
jumlah air dalam bahan (ml)Larutan pemasak dibuat dengan mencampurkan larutan NaOH dengan air sesuai dengan jumlah yang telah ditentukan pada proses soda antrakinon, antrakinon yang digunakan berupa kristal dengan rU1l1US
molekul CI4H
7NaO,.5H20. Perbandingan antrakinon yang digunakan
adalah O. 1 persen bobot kering ka yu.
d. Pemlltihan (Pengelantangan)
Pulp yang dihasilkan dari pemasakan kemudian diputihkan (dike-lantang) dengan tahapan C-E-D-E-D-pengasaman. Klorinasi dengan menggunakan air klor, ekstraksi perta1l1a dan kedua 1l1enggunakan natri-um hidroksida, oksidasi perta1l1a dan kedua menggunakan klordioksicla dan pengasaman menggunakan asam klorida.
Pad a setiap akhir tingkat pemutihan (pengelantangan) dilakukan pencucian pulp sampai bebas bahan pemutih. Pemutihan pulp dilakukan pada sa!u kondisi tahapan C-E-D-E-D dan dilakukan dua kali ulangan. Tahap pemutihan dapa! dilihat pada La1l1piran 2.
2. Allalisa Hasil Pulp Rayon
3. Rallcallgall Percobaall
Rallcangan percobaan yang digunakan adalah rancangan percobaan faktorial dengan pola acak lengkap 3 X 3 X 2. Faktor perJakuan adalah : faktor A (derajat keasaman) dengan taraf A.l (pH 4); A.2 (pH 7); A.3 (pH 10) serta faktor B (waktu pada suhu maksimum prahidrolisis) dengan tarat" B.I (30 menit); B.2 (60 menit); B.3 (90 menit). Setiap kombinasi perlakuan dilaksanakan dua kali ulangan.
Model umum rancangan percobaan yang dilakukan adalah :
dil11ana : f1. A
,
B. J AB.. '.I= nilai pengal11atan akibat pengaruh derajat keasal11an prahidrolisis
pada taraf ke-i dan waktu prahidrolisis pada taraf ke-j pada ulang-an ke-k
= nilai rata-rata umum
= pengaruh faktor derajat keasal11an prahidrolisis pada taraf ke-i
= pengaruh faktor waktu prahidrolisis pada taraf ke-j
= pengaruh interaksi yang teljadi antara derajat keasal11an pada taraf
ke-i dan waktu prahidrolisis pada taraf ke-j
= pengaruh sisa yang diakibatkan oleh kekeliruan eksperimen ke-k
dalal11 kOl11binasi perlakuan (ij)
1=1,2,3
j = 1,2,3
Untuk menguji pengaruh dari faktor derajat keasaman prahidrolisis. faktor waktu pad a suhu maksimum prahidrolisis dan interaksi kedua faktor terhadap respon digunakan kriteria uji-F melalui penggunaan analisa keraga-man. Sedangkan untuk mengetahui perbedaan antar perlakuan derajat keasaman atau faktor perlakuan waktu prahidrolisis serta interaksi perlakllan, maka dilakllkan llji beda jarak rata-rata an tar perlakllan (Duncan's Multiple Range-Test).
Pulp rayon disebut jU'ga dengan pulp dissolving adalah pulp dengan tingkat kemurnian selulosa tinggi dan digunakan untuk pembuatan rayon. Oleh karena itu dalam pembuatannya yang diutamakan adalah kandungan selulosa, terutama selulosa alfa, yang dihasilkan tinggi walaupun rendemen dari pulp tersebut rendah.
Perbedaan pulp rayon dengan pulp kertas adalah adanya suatu proses sebelum pemasakan dengan larutan pemasak baik berupa sulfat, suitit atau soda yang dikenal dengan proses prahidrolisis. Proses prahidrolisis ini menyebabkan serat serpih kayu mengembang sehingga memudahkan dalam penyerapan larutan pemasak pada waktu pemasakan yang dapat memudahkan lignin dan bahan-bahan bukan selulosa larut.
A. RENDEMEN
1. Rendemen Setelah Prahidrolisis
Rendemen prahidrolisis adalah rendemen yang didapatkan setelah serpih kayu diberi perJakuan prahidrolisis berdasarkan berat serpih kayu kering oven awal. Nilai rata-rata akibat pengaruh pH dan waktu pada prahidrolisis terdapat pada Tabel 3.
Tabel 3. Rendemen setelab prahidrolisa (persen)
Waktu rH
i
Rata-rataI
(menil) pH 4 pH 7 pH 10 30 33.83 44.16 40.05 39.35I
60 45.37 49.01 36.39 43.59I
90 43.91 53.87 35.40 44.39 Rata-rata 41.04 49.01 37.28Berdasarkan analisis sidik ragam menunjukkan bahwa pH prahidrolisis
(A), waktu prahidrolisis (B), dan interaksi keduanya memberikan pengaruh sangat nyata terhadap rendemen prahidrolisis.
Berdasarkan uji lanjut Duncan dengan menggunakan selang keper-cayaan 95 persen dan 99 persen, penggunaan pH 4 akan berbeda nyata dengan pH 7 dan pH 10. Dan penggunaan pH 7 akan berbeda nyata dengan penggu-naan pH 10. Perlakuan prahidrolisis dengan menggunakan pH 7 memberikan rendemen prahidrolisis tertinggi yaitu 49.01 persen. Hal ini diduga karen a pada kayu daun lebar dalam keadaan netral glukoronoksilan sulit terdegradasi sehingga kandungan hemiselulosa lebih ban yak. Sedangkan pada suasana asam dan basa glukoronoksilan yang ada lebih mudah terdegradasi yang mengaki-batkan rendemen yang dihasilkan lebih kecil (Achmadi, 1989).
ooYT---, 50~···~~~illr·· .. ···I i! .~ 40 J-j ... ·1
e
u"
~ JO -1-1··· c ~ ~ 20 J-j ... . c • a: 10 J-j ... .0+'===
pH 4 pH 7 pH pH 10I~T1 DT2~T3
I
Perbedaan waktu prahidrolisis yang digunakan berpengaruh nyata terha-dap rendemen prahidrolisis yang dihasilkan. Waktu prahidrolisis selama 90 menit memberikan rendemen rata-rata tertinggi yaitu 44.39 persen. Semakin tinggi waktu prahidrolisis yang digunakan, rendemen prahidrolisis yang diha-silkan semakin tinggi pada serpih kayu daun lebar. Hal ini diduga dengan meningkatnya waktu tersebut, maka serpih yang didapatkan semakin lunak dan semakin mengembang sehingga ban yak larutan prahidrolisis yang masllk. Lamanya waktu prahidrolisis juga menyebabkan terputusnya ikatan-ikatan yang terdapat pad a serpih sehingga komponen-komponen yang terplltus tersebllt mengendap.
Interaksi antara pH dan waktu prahidrolisis yang digunakan berpengaruh nyata terhadap rendemen prahidrolisis yang dihasilkan. Interaksi an tara pH 7 dan waktu prahidrolisis 90 menit memberikan rendemen yang tertinggi yaitu 53.87 persen.
Prahidrolisis yang dilakukan menyebabkan perombakan hemiselulosa dan lignin serta terjadi perubahan struktur kimia dari kayu (Zhan dan Chen, 1983) sehingga diinginkan pada proses pemasakan selanjutnya delignifikasi yang teIj adi semakin besar.
2. Rendemen Pulp Belum Putih
Rendemen pulp belum putih merupakan rendemen pulp yang didapatkan dari hasil pemasakan dengan menggunakan larutan pemasak baik berupa sulfat, sulfit maupun soda dan belum diputihkan. Dalam hal ini larutan pemasak yang digunakan adalah soda antrakinon dengan konsentrasi NaOH 30 gram/liter dan konsentrasi AQ 0.1 persen.
Tabel4. Rendemen pulp belum putih (persen) Waktu pH
I
Rata-rataI
(meni!/. pH 4 pH 7 pH 10 I 1 30 30.70 35.00 39.80 I 35.16 60 38.77 34.67 29.94 I 34.46 90 30.02 34.64 34.82 33.1 Ii Rata-rata 33.16 34.77 34.85Berdasarkan analisis sidik ragarn rnenunjukkan bahwa pH dan waktll prahidrolisis yang digunakan tidak berpengaruh nyata terhadap rendel11en pulp belurn putih yang dihasilkan. Sedangkan interaksi an tara pH dan waktll prahidrolisis yang digunakan berpengaruh nyata terhadap rendel11en pulp belul11 putih. Berdasarkan Tabel 4. rendel11en pulp belul11 putih dari serpih kaYli daun lebar carnpuran rata-rata berkisar 29.94 - 39.80 persen. Jika dibanding-kan dengan penelitian Alaudin (1984) terhadap kayu daun lebar, rende1l1en yang didapatkan harnpir sarna yaitu berkisar 28.00 - 40.00 persen.
Berdasarkan Garnbar 5., rata-rata rendernen pulp belum putih dengan semakin l11eningkatnya pH prahidrolisis yang digunakan rendel11en yang diha-silkan sel11akin meningkat. Sedangkan dengan semakin la1l1anya waktu prahi-drolisis yang digunakan rata-rata rende1l1en pulp belum plltih yang dihasilkan sel11akin l11enurun. Hal ini sesuai dengan pendapat Rydholl11 (1965) yang menyatakan bahwa perbedaan pH (derajat keasal11an) yang digunakan dari asam sampai basa cenderung menurunkan kandungan selulosa alfa dan me-ningkatkan rendemen pulp. Sedangkan Wenzl (1970) menyatakan bahwa lal11anya waktll prahidrolisis yang digunakan akan menurunkan rendel11en pulp.
~ 0 •
"
~ ro E 0 Cl. ~ • ]j ~ 0 0 E 0 u 0 0'"
.,
.0 J5 30 25 '0 15 10 5 0 Tl T2 i'l'aktu (menll)Gambar 5. Diagram rendemen pulp sebelum pemutihan
Uji lanjut Duncan pad a tingkat kepercayaan 95 persen menunjukkan bahwa penggunaan pH 4 dan waktu prahidrolisis 60 menit berbeda nyata
dengan penggunaan pH 4 waktu 30 menit, pH 4 waktu 90 menit, pH \0 waktll
60 menit. Dan penggunaan pH \0 waktu 30 menit berbeda nyata dengan pH 4
waktu 90 men it dan pH \0 waktu 60 menit.
Interaksi an tara pH 10 dan waktu prahidrolisa 30 menit memberikan
hasil rendemen terbesar yaitu 39.79 persen. Hal ini diduga dengan pH 10 dan
waktu prahidrolisis 30 menit, pada saat pemasakan dengan NaOH
+
antraki-non lebih banyak mengalami penghancuran atau degradasi, terlltall1a glllkoro-noksilan, sehingga serat-serat yang dihasilkan lebih hailis dan lebih ll111dah untuk lolos pada penyaringan yang dilakllkan.
3. Rendemen Pulp Putih
Rendemen pulp putih didapatkan setelah pulp hasil proses pemasakan diputihkan dengan pemutihan yang sesuai, dalam hal ini pemutihan dengan klordioksida yang menggunakan lima tahap C-E-D-E-D.
Proses pemutihan bertujuan untuk menghilangkan lignin dan mengurai-kan karbohidrat sehingga menurunmengurai-kan rendemen pulp. Dalam pembuatan pulp rayon diharapkan komponen selulosa alfa setinggi mungkin dan kompo-nen non selulosa serendah mungkin.
Tabel5. Rendemen pulp putih (persen)
Waklu pH Rata-rata ~ (menil) pH4 pH7 pH 10 30 26.40 29.85 31.66 29.30 60 36.03 26.69 26.75 29.82 90 25.60 25.99 29.42 27.00 Rata-rata 29.34 27.51 29.28
Berdasarkan analisis sidik ragam diketahui bahwa pH dan waktu prahi-drolisis yang digunakan serta interaksi an tara keduanya tidak berpengaruh nyata terhadap rendemen pulp putih yang dihasilkan. Hal ini diduga karena serpih campuran kayu yang digunakan sam a dan tidak dikelompokkan berda-sarkan bobot jenis. Rendemen pulp putih yang dihasilkan berkisar an tara 25.6-36.025 persen (Tabel 5). Rendahnya rendemen pulp rayon ini diban-dingkan dengan pulp kertas disebabkan karen a pad a pembuatan pulp rayon digunakan proses prahidrolisis yang bertujuan untuk mengembangkan serpih. melarutkan lignin dan hemiselulosa sehingga pada waktu pemasakan larutan
pemasak tidak hanya menyerang lignin dan hemiselulosa namun sebagian ada yang menyerang komponen lainnya.
Berdasarkan pad a Gambar 6. rata-rata rendemen pulp putih lebih tinggi pada suasana asam dan basa dibandingkan dengan rendemen pulp putih pada suasana netral. Hal ini diduga karen a pad a suasana netral komponen-komponen yang telah terurai Ibereaksi dengan klordioksida lebih mudah terlamt. § a. a.
"
a. o • E • u"
a: 40~---' pH 4 pH 7 pH pH 10Gambar 6. Diagram rendemen pulp putih
Sedangkan rata-rata rendemen pulp putih dengan semakin lamanya waktu prahidrolisis, maka rendemen yang dihasilkan semakin menurlln. Hal ini didllga karena dengan semakin meningkatnya waktu prahidrolisis, larutan tidak hanya menyerang lignin dan hemiselulosa, tetapi juga akan menyerang selulosa sehingga sebagian selulosa akan terdegradasi yang menyebabkan sebagian selulosa tumt lamt selama proses.
B. KONSUMSI ALKALI
Konsumsi alkali didapatkan dari total alkali yang digunakan untuk proses pemasakan dikurangi dengan sisa alkali. Konsumsi alkali menunjukkan jumlah alkali aktif yang terpakai oleh serpih kayu pada proses pemasakan. Konsumsi alkali juga digunakan untuk mendeteksi kondisi pemasakan dari pulp apakah sempuma atau tidak.
Tabel6. Konsumsi alkali pulp (persen)
Waktu pH Rata-rata ! , (menit) pH4 pH7 pH 10 30 7.19 7.9~ 7.19 7.~3 60 , 7.19 7.9~ 7.19 7.~0 I 7.94 7.19 7.~0 90 7.19 Rata-rata .J_7.19 7.94 7.19 , .--~
Berdasarkan analisis sidik ragam menunjukkan bahwa pH dan waktu prahi-drolisis serta interaksi antara pH dan waktu tersebut berpengaruh sangat nyata terhadap konsumsi alkali.
Uji lanjut Duncan dengan selang kepercayaan 95 persen dan 99 persen menunjukkan bahwa pH 4 berbeda nyata dengan pH 7 dan pH 10 yang
diguna-kan. Sedangkan pH 7 berbeda nyata dengan pH 10 yang digunakan. Pada
suasa-na asam dan basa konsumsi alkali lebih kecil daripada konsumsi alkali pada suasana netra!. Hal ini diduga karen a zat ekstraktif yang bersifat lipofilik terom-bak dan larut dalam air pencucian sehingga sisa alkali aktif pada lindi hitam lebih keci!.
Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa waktu prahidrolisa 30 menit berbecla nyata terhadap konsumsi alkali pada selang kepercayaan 95 persen dan 99 persen.
,<r---~ 7J+··· 6 j..j ... . ~ 5 ~
"
~ 4 ~ 3·).t··· ~o¥===
pH. pH 7 pH 10 pH (kel5.sl5.rnan)I~Tl DT2~T3
I
Gambar 7. Diagram konsumsi alkali pulp
Dari Tabel 6 dan Gambar 7. terlihat bahwa konsumsi alkali untuk setiap waktu prahidroilisis ticlak berbeda jauh. Konsumsi alkali terbesar diperoleh pacla waktu prahidrolisis 30 menit yaitu 7.443 persen. Hal ini diduga karen a pacla waktu prahiclrolisis 30 menit, serpih kayu mengalami pengembangan ticlak maksimum sehingga pada waktu pemasakan alkali yang c1igunakan (NaOH) CUklip besar llntuk proses c1elignitikasi clan pelarutan zat-zat non selulosa lainnya.
Berclasarkan uji lanjut Duncan pacla selang kepercayaan 95 persen clan 99 persen c1iketahui bahwa interaksi an tara pH 10 clan waktu prahiclrolisis 30 menit berbecla nyata c1engan interaksi lainnya. Konsumsi alkali terbesar c1ihasilkan oleh interaksi an tara pH 7 clan waktu prahidrolisa 90 menit yaitu 7.9445 persen.
Konsumsi alkali dari hasil penelitian ini tergolong rendah. Hal ini diduga karen a konsentrasi alkali yang digunakan rendah yaitu 30 gram/liter. Pad a pemasakan digunakan antrakinon dengan tujuan untuk mempercepat proses delig-nifikasi, mencegah terjadinya polusi akibat larutan pemasak, dan menghemat penggunaan bahan kimia. Antrakinon dalam pemasakan hanya bersifat sebagai katalis.
C. BILANGAN KAPPA
Bilangan kappa digunakan untuk menentukan tingkat kematangan dan daya terputihkan dari pulp baik pulp ki1l1ia maupun pulp semiki1l1ia. Dengan bilangan kappa dapat diketahui kandungan lignin dalam pulp tersebut. Semakin tinggi bilangan kappa dari pulp tersebut, maka kemampuan pulp untuk diputihkan akan
semakin berkurang (Casey, 1980). Rata-rata nilai bilangan kappa dari pulp
yang belum diputihkan dapat dilihat pada Tabel 7.
Berdasarkan analisis sidik ragam menunjukkan bahwa pH (A) dan waktu prahidrolisis (B) serta interaksi keduanya tidak 1l1emberikan pengaruh nyata terhadap bilangan kappa pulp. Hal ini diduga karena serpih kayu yang diguna-kan tidak dikelo1l1pokdiguna-kan berdasardiguna-kan bobot jenis sehingga pada waktu pemisa-han serat dengan menggunakan stirer serat yang terpisah ll1empunyai ukuran yang ha1l1pir sama untuk setiap sa1l1pel yang digunakan.
! Waklu (menit) 30 60 90 Rala- fala
Tabel7. Bilangan kappa pulp
f---c::-::-:---'P:oH-==---::--:-::---1/
R
ala - fa laI
pH 4 pH 7 pH 10 , , , 1 40.7675 42.0450 33.8600 38.89 39.5525 44.3500 37.1000 40.33 42.0650 41.9050 36.9650 40.31 40.80 42.77 35.985n~r---,
T1 f2
Wllklu (rnenil)
f3
I~PH4 DpH7
00
pH10Gambar 8. Diagram bilangan kappa pulp
Bilangan kappa rata-rata yang didapatkan berkisar antara 33.86 - 44.35. Bilangan kappa ini tergolong tinggi sehingga pulp sukar untuk diputihkan. Tingginya bilangan kappa disebabkan karen a konsentrasi larutan pemasak yng digunakan (NaOH) rendah. Sehingga lignin dalam serpih kayu daun lebar campuran tersebut tidak terlarut dan terpecah tetapi masih berikatan dengan serpih kayu.
Berdasarkan Casey (1980), bilangan kappa untuk pulp rayon sebaiknya 10-20 atau kurang sehingga pulp mudah untuk diputihkan, sedangkan semakin tinggi bilangan kappa yang ada, pulp akan semakin sulit diputihkan.
D. DERAJAT PUTrn
Pengukuran derajat putih dilakukan setelah pulp yang dihasilkan berbentuk lembaran. Pemutihan yang dilakukan menggunakan tahap lima tingkat yaitu C-E-D-E-D dan diakhiri dengan pengasaman. Tujuan pemutihan dengan tahap ini adalah penghilangan lignin dan pelarutan komponen non selulosa sehingga pulp yang dihasilkan mempunyai kandungan selulosa alfa tinggi karen a yang ingin dihasilkan adalah pulp untuk rayon.
Menurut Alaudin dan Joedodibroto (1972), proses pemutihan dengan lima tingkat hanya akan menghasilkan derajat putih sekitar 80 GE. Jika dibandingkan dengan hasil yang didapat, derajat putih dari hasil analisis lebih rendah. Hal ini diduga karena pada proses pemasakan larutan pemasak yang digunakan mem-punyai konsentrasi rendah sehingga tidak mampu memecahkan lignin secara sempurna yang akibatnya pada proses pemutihan dengan tahap C-E-D-E-D konsistensi yang digunakan rendah yaitu berkisar 2.5 - 10 persen. Sedangkan konsistensi yang optimum untuk tahap pemutihan tersebut sehingga didapat hasil yang otpimal adalah 11 - 12 persen (Rapson, 1977). Hal lain yang mempengar-uhi derajat putih dari pulp tersebut adalah sifat dari serat-serat serpih kayu c1aun lebar campuran itu sendiri.
Tabel8. Derajat putih pulp (GEl
Waktu I'H Rata - rata
(menit) pH 4 pH 7 pH 10
30 48.95 36.35 48.12 44.48
60 14.92 12.25 36.90 21.39
90 20.18 ~O.OO 11.37 23.85
Rata - rata 28.02 29.35 32.13
Berdasarkan analisis sidik ragam di ketahui bahwa pH prahidrolisis (AJ dan waktu prahidrolisis (B) yang digunakan serta interaksi antara keduanya tidak berpengaruh nyata terhadap derajat putih yang dihasilkan. Hal ini diduga karena kayu daun lebar yang digunakan tidak dikelompokkan berdasarkan bobot jenis.
Berdasarkan Tabel 8. dan Gambar 9. terlihat bahwa rata-rata derajat putih yang dihasilkan berkisar 11.38 - 48.95 GE.
eo 50 W 40
"
E 6.. 30"
i" • o 20 10o¥===
pH 4 pH 7 pH I~T1 DT2~T3 pH 10Jika dibandingkan dengan SII.1163-84 untuk pulp rayon biasa, dimana derajat putih yang harus dicapai agar dapat digunakan sebagai pulp untuk rayon minimal 90 GE, maka hasil yang didapatkan tidak memenuhi standar tersebut.
Warna pulp yang tidak putih dalam pembuatan pulp untuk rayon sebenar-nya tidak berpengaruh dalam pengolahan viskosa, hasebenar-nya viskosa yang akan dihasilkan berwarna gelap dan kurang cerah sehingga kurang disenangi.
E. SELULOSA ALFA
Pengertian dari selulosa alfa berdasarkan SII.047-8l adalah bagian dari selulosa yang mempunyai berat molekul tinggi dan tidak larut dalam NaOH 8.:1 persen., tetapi larut dalam NaOH 17.5 persen.
Berdasarkan analisis sidik ragam, Illenunjukkan bahwa pH prahidrolisis (A) yang digunakan berpengaruh nyata terhadap selulosa alfa. Sedangkan waktll prahidrolisis (B) yang digunakan berpengaruh sangat nyata terhadap selulosa alfa dan interaksi antara pH dan waktu prahidrolisis tersebut tidak berpengarllh nyata terhadap selulosa alfa.
Berdasarkan uji lanjut Duncan dengan selang kepercayaan 95 persen diketahui bahwa pH 10 yang digunakan pada prahidrolisis berbeda nyata dengan pH 4 dan pH 7. Kenaikan pH dari 4 salllpai 10 semakin Illenurun kan kadar selulosa alfa yang dihasilkan (Galllbar 10.). Hal ini diduga karen a dengan penggllnaan pH 10 pada prahidrolisis tidak hanya menyerang lignin dan hemise-lulosa Illelainkan juga Illenyerang rantai sellilosa yang Illenyebabkan sebagian selulosa terutama selulosa alfa dan selulosa rantai pendek ikut terlarut pada saat pencucian dan pelllutihan. Hal ini sesuai dengan pendapat Rydhollll (1965) yang
menyatakan bahwa hidrolisis suasana asam sampai basa cenderung menurunkan selulosa alfa. 100 95 90 2 B5 " ~ " BO S
'"
75'"
~ 70 0 ~'"
65 60 55 50I
T1 f2 ifaktu (rnl!'nil) I~PH4 DpH7 OOjpH10Gambar 10. Diagram selulosa alfa pulp
Sedangkan waktu prahidrolisis 60 menit berdasarkan uji lanjut Duncan dengan selang kepercayaan 95 persen dan 99 persen berbeda nyata dengan waktu prahidrolisis 30 menit dan 90 menit. Selulosa alfa tertinggi dihasilkan pad a perlakuan waktu prahidrolisis 30 menit. Hal ini diduga karena clengan meningkatnya waktu prahidrolisis dapat menyebabkan terjadinya degradasi selu losa lebih besar daripada degradasi yang terjadi pad a komponen kayu non selu-losa, terutama pada kayu daun lebar komponen non selulosa suli t terlarut.
Selulosa alfa dapat menunjukkan tingkat kemurnian pulp yang dihasilkan dari pengolallan serpih dan mudah atau tidaknya serpih tersebut diolah menjacli rayon (Casey. 1980). Oleh karen a itulah komponen selulosa alfa yang sangat dipentingkan dalam pembuatan pulp untuk rayon.
(menit) pH 4 pH 7 pH 10
30 94.755 9.\.755 93.100 94.203
60 90.645 92.755 86.150 89.850
90 92.715 9U60 92.605 92.227
Rata-rata 92.705 92.957 90.618
Kandungan selulosa alfa rata-rata yang didapatkan berdasarkan Tabel 9. berkisar antara 86.150-94.755 persen. Hasil tersebut sudah memenuhi SII.1163-84 di mana kandungan minimum selulosa alfa dalam pulp adalah 90 persen. Tingginya kadar selulosa alfa pad a hasil penelitian dikarenakan bahan baku yang digunakan adalah kayu daun lebar campuran, dimana kanclungan selulosa pacla kayu claun lebar tinggi.
F. KELARUTAN PULP DALAM NaOH 10 PERSEN DAN NaOH 18 PERSEN
Kelarutan pulp clalam NaOH 10 per sen (S-IO) menunjukkan jumlah
hemiselulosa dan rantai pendek dari selulosa yang terdegradasi.
Berdasarkan analisis siclik ragam cliketahui bahwa pH prahiclrolisis (A) clan interaksi pH dan waktu prahidrolisis berpengaruh nyata terhadap kelarutan pulp dalam NaOH 10 persen. Uji lanjut Duncan dengan selang kepercayaan 9:; persen diketahui bahwa pH 7 berbecla nyata dengan pH 10 yang cligunakan. Kelarutan pulp dalam NaOH 10 persen tertinggi terclapat pacla pH 10. Hal ini
