PEMANFAATAN KAYU KI ACRET (Spatholdea campanulata Beauv)
SEBAGAI BAHAN BAKU PULP KERTAS
MELALUI UJI TURUNAN DIMENSI SERAT
Irawati Azhari Rudi Hartono
Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian USU
Abstract
The aim of these research are to know the score of fiber dimention of Ki Acret Wood (Spatholdea campanulata Beauv) and possibility of usage Ki Acret wood as raw material for pulp and paper, on the best to his fiber dimention generation. Making of slide maseration with method Forest Product Laboratory, USA. Measuring are fibre length, fibre diameter, lumen diameter, and thick of wall. From these fiber dimention are searched some fibre generation values, such as runkell ratio, felting power/slenderness, muhlsteph ratio, coeffisien of rigidity and flaxibility ratio.
The result of these research show that Ki Acret wood arranged of fiber cells with mean of fibre length 608,84 цm, fiber diameter 13,36 цm, lumen diameter 10 цm dan thick wall 83 цm, runkell ratio 0,39, muhlsteph ratio 43,65, daya tenun 45,85, Coefficien of rigidity 0,26 dan fleksibility ratio 0,74. From these parameters, fiber qualitaty of Indonesia wood as use as raw material for pulp and paper is obtained 250. According to this criteria, Ki Acet wood including Second class with range 225 - 449.
Keywords: Dimention of Ki Acret Wood
A. PENDAHULUAN
Kebutuhan akan kertas semakin meningkat, baik untuk kebutuhan di Indonesia maupun kebutuhan di dunia, sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan kemajuan teknologi, serta pertumbuhan penduduk yang terus meningkat. Selain itu, kebutuhan kertas semakin meningkat karena semakin luasnya kegunaan kertas baik sebagai pembungkus, kertas tulis, kertas koran, kertas toilet, maupun jenis kertas lainnya.
Adanya peningkatan kebutuhan kertas memberikan konsekuensi terhadap peningkatan konsumsi kertas. Konsumsi kertas Indonesia pada tahun 2003 sebanyak 5,31 juta ton dan tahun 2004 konsumsi kertas telah mencapai 5,40 juta ton. Pada tahun 2005, konsumsi kertas diperkirakan akan mencapai 5,61 juta ton dan pada tahun 2009 konsumsi kertas diperkirakan sebesar 6,45 juta ton (http://www.- agroindonesia.com).
Melihat besarnya peningkatan dan kebutuhan pulp dan kertas, maka dibutuhkan bahan baku yang sangat banyak Bahan baku yang biasa digunakan
untuk bahan baku pulp dan kertas adalah dari jenis kayu Pinus (Pinus merkusii) sebagai penghasil bahan baku pulp serat panjang dan kayu Akasia (Acacia mangium) dan Gmelina (Gmelina arborea) sebagai bahan baku pulp serat pendek. Namun bahan baku yang sudah ada perlu dikembangkan dan dicari alternatif bahan baku lain. Salah satu alternatif yang dapat dikembangkan sebagai bahan baku pulp dan kertas dari jenis yang selama ini belum dimanfaatkan dan termasuk jenis yang kurang dikenal (lesser known species) seperti kayu Ki Acret (Spatholdea
campanulata Beauv) (Steenis, 1998).
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui nilai dimensi serat kayu ki acret dan kemungkinan penggunaan kayu ki acret sebagai bahan baku pulp dan kertas berdasarkan turunan dimensi seratnya.
B. BAHAN DAN METODE PENELITIAN Bahan dan Alat Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kayu karet, kertas lakmus, aquades, alkohol, safranin, kertas saring, asam asetat, hidrogen peroksida, xylol, dan canada balsam.
gelas preparat, gelas obyek, mikrometer, tabung reaksi, pipet, corong, cover glass dan waterbath
Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknologi Hasil Hutan Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian USU.
Metoda Penelitian
1. Pembuatan Slide Maserasi
Bahan baku kayu ki acret diambil berupa
disk (lempengan) setebal 10 cm dari setiap
pohon. Jumlah pohon yang ditebang sebanyak 3 pohon. Selanjutnya setiap contoh uji mikroskopis dibuat slide maserasi berdasarkan interval sebesar 1 cm dari empulur ke kulit. Pembuatan slide
maserasi dilakukan dengan metode FPL
(Forest Product Laboratory) AS (Lampiran 2). Sebagai ilustrasi pengambilan contoh uji disajikan pada Gambar 1.
Contoh uji maserasi
Empulur
2. Pengukuran Serat
Pengukuran dimensi serat dilakukan dengan bantuan mikrometer. Pengukuran yang dilakukan adalah panjang serat, diameter serat, diameter lumen, dan tebal dinding. Masing-masing pengukuran
rata-ratanya.
Dari pengukuran dimensi serat dicari beberapa nilai turunan serat yaitu Runkel ratio, daya tenun, muhlsteph ratio, coeffisien of rigidity dan flexibility ratio dengan rumus sebagai berikut:
Runkel Ratio = 2 W/l Daya Tenun = L/d
Muhlstepht Ratio = ((d2 – l2) : d2) x 100 % Coeff. Kekakuan = W/d
Flexibility Ratio = l/d
Di mana W = tebal dinding, d = diameter serat, L = panjang serat, l = diameter lumen.
Kriteria penilaian kayu sebagai bahan baku pulp berdasarkan dimensi serat adalah seperti terlihat pada tabel 1 di bawah ini.
Analisis Data
Data hasil pengukuran dimensi serat yang bersifat kuantitatif disajikan dalam bentuk tabel. Selanjutnya dilakukan perhitungan statistik untuk memperoleh nilai rata-rata dan simpangan baku. Untuk menduga selang nilai rata-rata digunakan rumus sebagai berikut:
n
Z
x
n
Z
x
−
α/2σ
<
μ
<
−
α/2σ
di mana : x : nilai rata-rata contoh σ : simpangan baku α : tingkat nyata Tabel 1. Kriteria Penilaian Serat Kayu Indonesia untuk Bahan Pulp dan Kertas
No Uraian
Kelas Mutu
I II III
Syarat Nilai Syarat Nilai Syarat Nilai
1. Panjang >2000 100 1000-2000 50 <1000 25 2. Nisbah runkell <0,25 100 0,25-0,50 50 0,5-1 25 3. Daya tenun >90 100 50-90 50 <50 25 4. Muhlsteph ratio <30 100 30-60 50 60-80 25 5. Fleksibility ratio >0,8 100 0,5-0,8 50 <0,5 25 6. Koeff.kekakuan <0,1 100 0,1-0,15 50 >0,15 25 Selang Nilai 450-600 225-449 <225
Jika pengamatan makroskopis dan perhitungan dimensi serat memenuhi nilai selang kepercayaan yang disyaratkan atau sesuai kriteria penilaian serat kayu Indonesia untuk bahan baku pulp dan kertas berarti kayu ki acret dapat digunakan sebagai bahan baku pulp dan kertas.
C. HASIL DAN PEMBAHASAN Dimensi Serat Kayu
Hasil pengukuran dimensi serat kayu ki acret (panjang serat, diameter serat, diameter lumen dan tebal dinding) disajikan pada Tabel 2.
Berdasarkan Tabel 2 terlihat bahwa rata-rata panjang serat 608.84 цm. Hal ini berarti kayu ki acret termasuk kayu yang memiliki serat pendek karena panjang serat di bawah 1000 цm. Sedangkan jika kayu tergolong berserat sedang apabila panjang serat 1000 – 2000 цm dan jika panjang serat lebih dari 2000 цm maka tergolong serat panjang (Pasaribu dan Silitonga, 1977).
Berdasarkan kriteria serat kayu Indonesia untuk bahan baku pulp dan kertas, serat ki acret termasuk mutu III dengan panjang
serat di bawah 1000 цm. Panjang serat sangat berpengaruh terhadap sifat kertas. Kekuatan sobek adalah sifat yang paling berpengaruh dan berhubungan langsung (semakin panjang serat kayu semakin tinggi kekuatan sobeknya). Serat pendek akan menyebabkan titik tangkap serat terhadap bahan akan semakin sempit (Haygreen dan Bowyer, 1989).
Pada Tabel 2, rata-rata diameter serat 13,65 цm, diameter lumen 10 цm dan tebal dinding 1,83 цm. Tebal dinding diperoleh dengan cara mengurangi diameter serat dengan diameter lumen, kemudian dibagi 2. Serat dikatakan berdinding tebal jika lumen atau rongga selnya hampir seluruhnya terisi lapisan-lapisan dinding. Semakin tipis atau kecil tebal dinding, semakin baik sebagai bahan baku pulp, karena dapat membentuk ikatan serat yang lebih kuat (Haygreen dan Bowyer, 1989).
Serat yang berdinding tebal akan menghasilkan kekuatan jebol dan tarik yang rendah tetapi memiliki ketahanan sobek yang tinggi. Kertas yang di buat terutama dari sel-sel berdinding tebal juga cenderung memiliki ketahanan lipat yang rendah (Haygreen dan Bowyer, 1989).
Tabel 2. Rata-Rata Nilai Dimensi Serat Kayu Ki Acret
Jarak Contoh Uji dari Empulur (cm) Panjang Serat (цm) Diameter Serat (цm) Diameter Lumen (цm) Tebal Dinding (цm) 1 517.4 13.53 10.1 1.72 2 550.7 13.57 10.0 1.79 3 580.5 14.87 10.6 2.16 4 602.9 13.97 9.8 2.09 5 603.3 14.14 9.8 2.18 6 632.9 13.06 9.6 1.72 7 648.3 13.11 10 1.56 8 638.1 14.02 10.3 1.84 9 641.8 12.86 10.2 1.32 10 672.5 13.38 9.6 1.90 Rata-rata 608.84 13.65 10.0 1.83
Hasil pengukuran turunan dimensi serat kayu ki acret (rasio runkell, rasio muhlsteph, daya tenun, koefisien kekakuan, rasio fleksibilitas) disajikan pada Tabel 3. Berdasarkan Tabel 3, nilai rata-rata rasio runkell adalah 0,38. Berdasarkan nilai rasio runkell tersebut jenis kayu ki acret dapat dikelompokkan pada kayu tropika golongan II karena nilai rasio runkell-nya berada pada selang 0,25 – 0,5. Ciri-ciri kayu ini adalah jenis ringan, dinding sangat tipis, dan lumen lebar.
Nilai rasio runkell yang semakin kecil, maka kayunya semakin baik untuk digunakan sebagai bahan baku pulp, karena kayu tersebut mempunyai dinding serat yang sangat tipis. Serat yang tipis, apabila dibuat kertas akan menghasilkan lembaran yang lebih pipih (gepeng) dan hasil ikatan serat yang diperolehnya lebih kuat dan lebih baik (Kasmudjo, 1994).
lima klasifikasi tingkat kebaikan sifat serat pada bahan pulp (Tabel 4).
Nilai rata-rata rasio muhlsteph adalah 43,65 (Tabel 4). Berdasarkan nilai tersebut maka kayu ki acret dapat dikelompokkan pada kelas III yaitu seratnya bersifat plastis dan memberikan lembaran yang lebih halus dibandingkan dengan kelas I. Nilai bilangan muhlsteph berkaitan dengan sifat plastisitas seratnya, tingkat kehalusan dan kerataan kertas yang dihasilkan. Bilangan muhlsteph yang semakin besar (tidak sampai maksimal), maka hasil kertasnya plastis artinya ketika diremas dan atau dilipat tidak mudah robek (Kasmudjo, 1994).
Berdasarkan nilai bilangan Muhlsteph-nya, maka serat dibedakan atas 4 kelas kategori tingkat kebaikannya seperti disajikan pada Tabel 5.
Tabel 3. Hasil Pengukuran Panjang Serat dan Nilai Turunan Dimensi Serat Kayu Ki Acret
No Elemen yang Diukur Selang Nilai Rata-rata Rata-rata Nilai Pengukuran Nilai (Skor)
1. Panjang Serat (цm) 604.66-613.02 608.84 25 2. Rasio Runkell 0.37-0.39 0.38 50 3. Rasio Muhlsteph 42.95-44.36 43.65 50 4. Daya Tenun 45.34-46.35 45.85 50 5. Koeffisien Kekakuan 0.25-0.26 0.26 25 6. Rasio Fleksibilitas 0.74-0.75 0.74 50 Nilai Total 250
Tabel 4. Klasifikasi Tingkat Kebaikan Sifat Serat pada Bahan Pulp Berdasarkan Bilangan Runkellnya
Kelas Runkell Ratio Dinding Sel Kualitas Serat
I < 0,25 Tipis sekali Sangat Baik
II 0,25 – 0,5 Tipis Baik
III 0,5 – 1,0 Sedang Cukup Baik
IV 1,0 – 2,0 Tebal Kurang Baik
V > 2,0 Sangat Tebal Tidak Baik
Sumber: Kasmudjo, 1994.
Tabel 5. Katagori Tingkat Kebaikan Serat Berdasarkan Bilangan Muhlsteph
Kelas Muhlsteph Ratio Kerataan/Kehalusan Plastisitas Kekuatan
Kertas I < 30 % kayu
< 20 % pulp Rata/baik/halus Plastis Baik/Kuat
II 20 – 80 % (konifer) Cukup baik Plastis Cukup
III 30 – 80 % kayu 20 – 80 % pulp
Rata/Sangat Halus Plastis Cukup
IV > 80 % Kurang sedang Sedang*
Sumber: Kasmudjo, 1994
Nilai rata-rata daya tenun adalah 45,85 (Tabel 3). Nilai daya tenun yang semakin besar umumnya makin baik hasil pulp dan kertasnya. Daya tenun berkaitan dengan tingkat kelicinan kertas, yaitu semakin besar berarti semakin licin kertas yang dihasilkan. Sampai batas-batas tertentu secara umum, semakin licin kertas semakin baik (Kasmudjo, 1994).
Dari hasil penelitian parameter-parameter penentu kualitas serat kayu Indonesia sebagai bahan baku pulp dan kertas yaitu panjang serat dan nilai turunannya maka di dapat nilai parameter sebesar 250. Menurut kriteria penilaian serat kayu Indonesia untuk bahan baku pulp dan
kertas termasuk kelas II dalam selang nilai 225 – 449.
Nilai koeffisien kekakuan berbanding terbalik dengan daya tenun maupun nilai fleksibilitasnya, sehingga nilai yang semakin rendah berarti semakin baik. Nilai rata-rata koeffisien kekakuan kayu ki acret adalah 0,26. Nilai ini berkaitan dengan kekuatan kertas yang dihasilkan, yaitu semakin rendah nilai kertasnya maka semakin tidak mudah putus apabila terkena tarikan. Kekuatan kertas lainnya juga sangat dipengaruhi oleh nilai kekakuan ini (kekuatan sobek, lipat, dan jebol).
Nilai rata-rata fleksibilitas kayu ki acret adalah 0,74. Berdasarkan kriteria serat kayu Indonesia untuk bahan baku pulp dan kertas, nilai fleksibility termasuk mutu II. Nilai flesibility yang semakin tinggi maka semakin baik hasil pulpnya. Artinya serat dalam komposisi kertasnya lebih fleksibel terhadap daya tarikan (seperti karet). Sehingga apabila dijadikan produk kertas tertentu kualitasnya sangat baik (Kasmudjo, 1994).
Pemanfaatan Kayu Ki Acret sebagai Bahan Baku Pulp dan Kertas
Berdasarkan pengamatan mikroskopis menunjukkan bahwa kayu ki acret disusun atas sel fiber dengan nilai rata-rata panjang serat 608,84 цm, diameter serat 13.65 цm, diameter lumen 10,0 цm, tebal dinding 1,83 цm, bilangan runkell 0.38, bilangan muhlsteph 43.65, daya tenun 45.85, koeffisien kekakuan 0,26 dan bilangan fleksibilitas 0,74.
D. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan: 1. Kayu ki acret disusun atas sel-sel fiber
dengan rata-rata panjang serat 608,84 цm, diameter serat 13,36 цm, diameter lumen 10 цm dan tebal dinding 1,83 цm.
2. Nilai turunan serat kayu ki acret yang dihasilkan, runkell ratio 0,39,
muhlsteph ratio 43,65, daya tenun
45,85, coefficien of rigidity 0,26 dan
fleksibility ratio 0,74.
3. Dari hasil parameter-parameter penentuan kualitas serat kayu Indonesia sebagai bahan baku pulp dan kertas didapat nilai sebesar 250. Menurut kriteria penilaian serat kayu Indonesia untuk bahan baku pulp dan kertas termasuk kelas II dalam selang 225 – 449.
Saran
Berdasarkan hasil penelitian panjang serat dan nilai turunan dimensi serat di dapat bahwa kayu ki acret termasuk dalam kelas II dengan nilai 250, maka disarankan perlunya penelitian lanjut mengenai pembuatan pulp dari kayu ki acret yang dilihat dari sifat-sifat pulpnya.
Haygreen, J. G. dan J. L. Bowyer, 1989,
Hasil Hutan dan Ilmu Kayu (Terjemahan), Gajah Mada University
Press, Yogyakarta.
Http://www.agroindonesia.com., Peningkatan
Konsumsi Kertas Tidak Disertai dengan Investasi Industri, (Diakses 4
Maret 2005).
Kasmudjo, 1994, Cara-Cara Penentuan
Proporsi Tipe Sel dan Dimensi Sel Kayu, Yayasan Pembina Fakultas
Kehutanan Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.
Textbook of Wood Technologi McGrow-Hill, Book Company, New
York.
Pasaribu dan Silitonga, 1977, Percobaan
Pengolahan Kayu Daun Lebar dan Kayu Campuran Sebagai Bahan Baku Pulp dan Kertas, Laporan No. 100.
Lembaga Penelitian Hasil Hutan, Bogor.
Steenis, V., 1998, Plant Resource of South
East Asia 5 (3) Timber Tree: Lesser
Known Timber, Yayasan Prosea, Bogor.
