Teknologi Produksi Pulp Dari Serat Daun Nenas

25 

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Teks penuh

(1)

TEKNOLOGI PRODUKSI PULP DARI SERAT DAUN NENAS

(KAJIAN VARIASI PELARUT CaO, SUHU DAN WAKTU PEMASAKAN)

Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Pilihan Kertas Disusun oleh Kelompok 2

Angkatan 2011 1. Aim Laeli F 21030111060041 2. Cordea Fitriana S 21030111060045 3. Yoel lasmito 21030111060050 4. Dwi Anggriani S 21030111060002 5. Reza Alfiani 21030111060012 6. Hana Tris 21030111060017 7. Istnie Nur K 21030111060026 8. Windie 21030111060069 9. Akmal 21030111060086 10. Naelis 21030111060067 11.Priyagung 210301110600 12.A. Andre F 21030111060129

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

(2)

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas karunia-Nya sehingga penyusun dapat menyelesaikan makalah dengan judul “TEKNOLOGI PRODUKSI PULP DARI SERAT DAUN NENAS” (M. Zulfikar T.1, Sri Kumalaningsih, Susinggih Wijana) ini dengan baik. Dalam penyusunan makalah ini tidak terlepas dari bantuan pihak-pihak lain. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini kami ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Kedua orang tua kami yang telah memberi motivasi dan dukungan selama proses penyusunan makalah.

2. Ibu Heny Kusumayanti, ST , MT selaku dosen mata kuliah pilihan kertas. 3. Semua pihak yang telah membantu penyelesaian makalah ini.

Kami menyadari bahwa makalah ini masih ada kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun kami harapkan sehingga makalah ini dapat bermanfaat bukan hanya semata untuk kami namun untuk pembaca pula.

Semarang, Maret 2013

(3)

DAFTAR ISI

Halaman Judul ………... i

Kata Pengantar ……….………... .ii

Daftar Isi ………... iii

Abstrak………iv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ………. ………1 1.2 Rumusan Masalah ………... 2 1.3 Tujuan ………... 3 BAB II 2.1 Pengertian Nenas………..…………..4

2.2 Pengertian Kertas Seni………5

2.3 Pembuatan Kertas Seni………..….6

2.4 Proses Pembuatan Pulp Pada Kertas Seni………..6

2.5 Proses Pembekuan Kertas………..8

2.6 Pengertian Pulping……….8

2.7 Sifat Fisik Pulp………..9

2.8 Pengertian Kapur………..11

2.9 Hidrolisis lignin………11

2.10 Penentuan Kadar Lignin Sisa Pulp……….13

2.11 Sifat Fisik dan Kimia Daun Nenas……….13

2.12 Metode Penelitian………...15

BAB III 3.1 Kesimpulan………...18

3.2 Saran……….18

(4)

ABSTRAK

Kertas merupakan benda yang sering kita temukan sehari-hari dalam berbagai kegiatan dalam kehidupan umat manusia. Bahan utama dalam proses pembuatan kertas adalah bubur kertas atau yang dikenal dengan istilah pulp. Pulp umumnya terbuat dari serat kayu, namun dapat juga dibuat dari serat non kayu seperti serat dari daun nenas. Proses pulping untuk tanaman serat non kayu adalah proses alkali menggunakan NaOH, namun untuk mengurangi dampak negatif bagi lingkungan dapat menggunakan CaO.

Metode penelitian untuk uji fisik dan kimia menggunakan Metode Respon Permukaan dengan program Design Expert 8 Trial Version, sedangkan untuk uji sensorik menggunakan Uji Friedman dan penentuan perlakuan terbaik parameter menggunakan indek efektifitas. Analisis kelayakan finansial menggunakan perhitungan Break Event Point (BEP), Payback Period (PP), Net Present Value (NPV) dan Profitability Index (PI).

Hasil penelitian menunjukkan kondisi proses pulping daun serat nenas yang optimal sesuai dengan metode permukaan respon adalah menggunakan CaO 14,3%, lama pemasakan 120 menit dan suhu pemasakan 120 °C. Solusi ini akan menghasilkan rendemen 62,41%, Lignin 7,9%, gramatur 172,1 g/m2, ketahanan sobek 41,67 kgf/cm2, dan ketahanan tarik 0,42 kgf/cm2. Dari hasil uji sensoris kombinasi perlakuan terbaik berdasarkan indeks efektifitas diperoleh dari kombinasi perlakuan A1B1C1 (CaO 5%, suhu 800C, 60 menit) dengan nilai produk 0,680 yang memiliki kandungan rendemen 89,65%, lignin 17,98%, gramatur 182,07 g/m2, ketahanan sobek 30,17 kgf/cm2, ketahanan tarik 0,38 kgf/cm, .warna 5, tekstur permukaan 5, dan kenampakan serat 4,8.

Total biaya produksi selama 1 tahun kertas seni dari serat daun nenas adalah sebesar Rp. 94.857.333,- dengan perincianbiaya tetap (fixed cost) sebesar Rp. 54.171.333,- dan biaya tidak tetap (variable cost) sebesar Rp. 40.686.000,-. Harga Pokok Produksi (HPP) sebesar Rp. 131,75. Harga jual yang dihitung di tingkat produsen ke pengecer sebesar Rp. 329.37 sampai dengan Rp. 400,00. Perhitungan BEP dicapai pada volume penjualan 931.968,05 lembar atau senilai Rp. 306.958.347,59,-.. Nilai payback period dicapai pada 1 tahun 6 bulan 3 hari .Nilai Net Present Value (NPV) sebesar Rp. 343,053,425. Nilai IRR pada suku bunga 10%-20% adalah 0,496,

(5)

sedangkan pada suku bunga 15%-30% sebesar 0,61. Nilai Profitability Index (PI) sebesar 3,89 dengan demikian unit usaha industri kertas seni dari proporsi daun nenas layak dilaksanakan. Kata kunci : Kertas, Daun Nenas, Skala Industri Kecil

(6)

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Kertas merupakan benda yang sering kita temukan sehari-hari dalam berbagai kegiatan dalamkehidupan umat manusia. Bahan utama dalam proses pembuatan kertas adalah bubur kertas atau yang dikenal dengan istilah pulp. Pada umumnya pulp terbuat dari bahan baku kayu yang mengalami beberapa tahapan proses, sehingga pada akhirnya berubah menjadi buburkertas dimana proses tersebut disebut pulping. Di Indonesia, kebutuhan akan pulp setiap tahunnya semakin tinggi. Biro Pusat Statistik mencatat impor pulp di Indonesia pada tahun 2004 sejumlah 543.345 ton dan mengalami peningkatan yang sangat signifikan pada tahun2005 (8.479.910 ton) dan pada tahun 2006 (22.069.216 ton) (Anonymous, 2006).

Indonesia kaya akan sumber keanekaragaman hayati termasuk serat alam dan salah satu yang berpotensi untuk dikembangkan adalah serat daun nenas. Kemajuan teknik budidaya tanaman nenas disatu sisi dapat meningkatkan produksi buah, tetapi disisi lain berdampak pada semakin banyaknya limbah daun nenas.Dengan teknologi penggunaan hormon/ethrel dapatdilakukan proses pembuahan secara serentak dalam satuareal tanaman Nenas sehingga panennya pun diharapkansecara serentak (Onggo dan Triastuti, 2005).

Propinsi Jawa Timur merupakan salah satupropinsi di Indonesia yang memproduksi buah nenas yangcukup tinggi dan memiliki rumpun tanaman nenas yangcukup banyak. Pada tahun 2007 untuk wilayah Blitar danKediri tercatat di Departemen Pertanian ada sekitar211.318.229 rumpun tanaman nenas didaerah tersebut.Jika dari setiap tanaman nenas rata-rata menghasilkanlimbah daun pangkasan rata-rata 1,4 kg, maka daerahtersebut akan menghasilkan sekitar 295.845.521 tonlimbah daun nenas yang perlu dipertimbangkanpemanfaatannya. Salah satu pemanfaatan daun nenasyang mungkin untuk dikembangkan untuk memberikannilai tambah bagi petani nenas pada umumnya adalahbahan baku pembuatan pulp (Anonymous, 2008).Kandungan serat selulosa dari limbah pertanian dapatdimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan kertas seni(Sukundayanto 2004).

(7)

Pada umumnya pulp yang dihasilkan padadewasa ini adalah pulp kimia. Pulp kimia adalah pulp yangdiperoleh dengan proses kimia, sehingga sebagian besarkomponen kimia nonserat dihilangkan dan serat-seratterpisah tanpa suatu pengerjaan mekanis. Pembagianpulp kimia berdasarkan bahan kimia yang digunakandalam proses pemasakan terdiri atas pulp soda, sulfat dansulfit. (Joedodibroto, 1983).

Proses pulping yang optimal untuk serat tanamannon kayu adalah proses alkali menggunakan NaOH.Namun, untuk mengurangi dampak negatif dari limbahNaOH yang terbuang diperlukan bahan pelarut yang lebihramah lingkungan (Malo, 2004). Selain NaOH, bahanalkali yang dapat digunakan pada pembuatan pulp denganproses soda yaitu kapur (CaO) dimana bahan inidigunakan saat pemasakan bahan-bahan berserat pendekdan dapat meningkatkan titik didih air yang digunakanpada proses hidrolisis (Pratiwi, 2000). Serat adalahkumpulan selulosa dan hemiselulosa yang merupakanpolisakarida sebagai komponen dasar kertas maupunkain. Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahanbaku berserat (kayu maupun non kayu) melalui berbagai proses pembuatannya. Pulp terdiri dari serat-serat(selulosa dan hemiselulosa) yang digunakan sebagaibahan baku kertas (Sjostrom, 1995).Faktor yang mempengaruhi kondisi optimumpada proses pemasakan pulp (pulping) selain konsentrasipelarut adalah waktu dan suhu pemasakan. Waktu dansuhu pemanasan pada proses pulping sangat erathubungannya. Pada dasarnya waktu pemasakan dapatdikurangi beberapa saat dengan menaikkan suhupemasakan, namun diatas suhu 180oC tidak ada pengaruhyang jelas pada laju pembuatan pulp, bahkan pada suhutinggi rendemen dan kualitas pulp akan turun (Fengel danWegener, 1995).

Studi kelayakan merupakan suatu perencanaansistematis dan terpadu pada pendirian suatu proyek bisnissehingga resiko kegagalannya dapat dikurangi. MenurutUmar (2000), studi kelayakan bisnis adalahpenelitian tentang layak tidaknya suatau proyek bisnisdilaksanakan. Maksud dari layak atau tidak di siniadalah perkiraan bahwa proyek akan dapat atau tidakdapat menghasilkan keuntungan yang layak bila telahdioperasikan. Sutojo (1999) mengemukakan hal-hal yangperlu dikaji dalam studi kelayakan meliputi: aspek pasardan pemasaran, aspek teknis teknologis, aspekmanajemen operasi, serta aspek ekonomi danfinansial.

(8)

Berdasarkan uraian di atas perlu diadakankajian yang mendalam tentang pembuatan pulp dari daunnenas dengan mengkombinasikan konsentrasi CaO, suhudan waktu pemasakan agar dapat diperoleh kondisi yangoptimum yang layak secara teknis dan financial

.

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari penelitian yang akandilakukan adalah :

1. Berapakah konsentrasi yang tepat antara CaO,suhu dan waktu pemasakan yang layaksecara teknis untuk membuat pulp dari seratdaun nenas ?

2. Bagaimanakah perancangan unit pembuatanpulp dari serat daun nenas (Cayenne) yanglayak secara teknis dan finansial dalam skala industry kecil ?

1.3. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah :

1. Mengetahui kombinasi konsentrasi yangtepat antara CaO, suhu dan waktu pemasakan yang layak secara teknis untukmembuat pulp dari daun nenas yangoptimum.

2. Untuk mendapatkan rancangan unitpembuatan pulp dari serat daun nenas(Cayenne) yang layak secara teknis danfinansial dalam skala industri kecil.

(9)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Nenas

Tanaman nenas bukan tanaman asli dariIndonesia, tetapi berasal dari Amerika. Pada waktu benuaAmerika belum diketemukan, tanaman nenas belumdikenal. Kata nenas berasal dari bahasa Indian “NANA”.Dalam bahasa latin sering disebut Ananas comosus (L)Merr; Syn. A. Sativus Schult. f atau Bromelia comosa L.(Rukmana, 1996)

Nenas adalah suatu tanaman monocotyl yangdapat hidup dalam beberapa musim (perennial).Mempunyai rangkaian bunga dan buah pada ujungbatang. Tanaman ini masih dapat melanjutkanpertumbuhannya melalui beberapa cabang vegetativebaru yang muncul dari batang. Cabang baru tersebut kelakdapat juga menghasilkan buah yang masih terikat padatanaman induk (tanaman pertama). Yang dimaksuddengan tanaman induk yaitu tanaman pertama atautanaman asli hasil pemisahan vegetative yang ditanampertama kali (Rukmana, 1996).

Tinggi tanaman nenas dapat mencapai 90 –100 cm atau lebih. Daun membentang sampai 130 – 150cm. Jumlah daun yang berfungsi dan aktif jumlahnya ratarata70 – 80, dan berbentuk roset. Daun yang rimbun inimelekat pada batang pendek sehingga batang tak terlihatdari luar karena tertutup daun. Pada batang bawah, daunlebih tua dan pendek. Makin keatas daun makin lebihpanjang dan mencapai panjang maksimum. Di bagian atasdaun makin pendek dan lebih muda. Dan daun yangterakhir terletak ditengah pada ujung tanaman, Daun takbertangkai, bagian bawah cekung memeluk batang(Pracaya, 1990).

Panen buah nanas dilakukan setelah nanasberumur 12-24 bulan, tergantung dari jenis bibit yangdigunakan. Bibit yang berasal dari mahkota bungaberbuah pada umur 24 bulan, hingga panen buah setelahberumur 24 bulan. Tanaman yang berasal dari tunasbatang dipanen setelah umur 18 bulan, sedangkan tunas akar setelah berumur 12 bulan (Rukmana, 1996).

Tanaman nanas dipanen setelah berumur 12-24 bulan. Pemanenan buah nanas dilakukan bertahapsampai tiga kali. Panen pertama sekitar 25%, kedua 50%,dan ketiga 25% dari jumlah yang ada. Tanaman yangsudah berumur 4-5 tahun perlu diremajakan

(10)

karenapertumbuhannya lambat dan buahnya kecil. Caraperemajaan adalah membongkar seluruh tanaman nanasuntuk diganti dengan bibit yang baru. Penyiapan lahansampai penanaman dilakukan seperti cara bercocoktanam pada lahan yang baru. (Rukmana, 1996).

Propinsi Jawa Timur merupakan salah satupropinsi di Indonesia yang memproduksi buah nenas yangcukup tinggi dan memiliki rumpun tanaman nenas yangcukup banyak. Pada tahun 2007 untuk wilayah Blitardan Kediri tercatat di Departemen Pertanian ada sekitar211.318.229 tanaman di daerah tersebut. Jika dari setiaptanaman Nenas rata-rata menghasilkan limbah daunpangkasan sekitar 1.4 kg, maka daerah tersebut akanmenghasilkan sekitar 295.845.521 ton limbah daunNenas yang perlu dipertimbangkan pemanfaatannya.Salah satu pemanfaatan daun nenas yangmungkin untuk dikembangkan adalah sebagai bahan bakupembuatan pulp (Onggo dan Triastusi, 2005). Untuk diBlitar sendiri yang banyak ditanam adalah golonganQueen, daunnya halus, bentuk buah silendris, berat buahmencapai 2,3 kg, kulit buah warna orange dengan matayang datar, rasanya manis, rendah serat, serta banyakmengandung air (Anonymous, 2008).

2.2 Kertas Seni

Kertas didefinisikan sebagai lembaran yangrelatif tipis dan terdiri dari serat yang terletak padaberbagai bagian datar dan lembaran secara merata(Anonymousa, 2005). Menurut Sukundayanto (2004), seratyang digunakan biasanya adalah alami dan mengandungselulosa. Kandungan serat selulosa dari limbah pertaniandapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatankertas seni.

Kertas daur ulang dikenal juga dengan sebutan’art paper’ atau ’kertas seni’ karena selain berbahanlimbah kertas, juga sering ditambahkan serat tanaman,daun-daunan, kelopak bunga, dan bahan-bahan lain yangterdapat di alam. Inilah yang menjadi salah satu cirri khusus kertas daur ulang buatan tangan. Kertas seni tidakselalu merupakan hasil pengolahan limbah kertas,melainkan dapat juga merupakan kertas yang dibuat dariserat-serat tanaman selain kayu, seperti jerami, encenggondok, dan sebagainya (Bainbridge, 1996). Karakterkertas daur ulang buatan tangan memiliki ciri-ciri, yaitumotif kertas yang unik, karakter bahan yang khas,mempunyai daya serap terhadap air yang besar

(11)

danbiasanya ukurannya tidak bisa sebesar ukuran kertasbiasa karena semakin besar kertas maka semakin sulittingkat pembuatannya (Mahyar, 2001).

Selembar kertas buatan tangan atau kertasseni mempunyai karakteristik berbeda dengan kertasbuatan pabrik. Kertas buatan tangan dengan ciri-cirikhusus mempunyai serat-serat murni yang panjang danmenghasilkan kertas yang kuat dan awet, serta dalamproses pembuatannya cenderung bebas dari bahan-bahankimia yang berbahaya. Kertas seni dapat dimanfaatkansebagai media untuk menampilkan nilai-nilai seni rupa,karena wujudnya masih menampakkan serat-serat alamidan kertas tersebut dapat dihadirkan secara utuh sebagaibahan yang mengandung unsur-unsur estetis (Bahari,1995).

Dalam pembuatan kertas seni perludipertimbangkan nilai tambah atau nilai ekonominya dalambentuk produk industri seni yang bersifat praktis danmemiliki nilai keindahan (estetika). Mendirikan industri senimerupakan salah satu alternatif mengolah bahan yang adadi sekitar pedesaan yang selama ini belum digarap secaralebih serius seperti pelepah pisang, batang padi, batanglainnya. Penerapan dari kertas seni ini dapat diwujudkanmenjadi elemen karya seni terap (applied art) sepertipigura, kap lampu, penyekat ruang, kartu undangan, kipas,tas, dompet, dan benda kerajinan tangan lainnya.

2.2.1. Pembuatan Kertas Seni

Secara garis besar proses pembuatan kertasmeliputi tahap-tahap persiapan bahan baku, pulping,defiberasi, pencucian, penyaringan, pemutihan, danpencetakan (Smook, 1994). Proses pembuatan kertasdapat dilihat pada Gambar 1.Pembuatan kertas seni dapat dibagi menjadidua tahap, yaitu proses pembuatan pulp dan prosespembuatan kertas. Kedua hal tersebut dapat diuraikan lagilebih lanjut sebagai berikut :

2.2.2. Proses Pembuatan Pulp pada Kertas Seni

Pulping adalah suatu proses dimanakayu/bahan baku berserat lainnya diperkecil ukurannyasehingga menjadi suatu massa serat (Smook, 1994).Tujuan utama pembuatan pulp adalah untuk melepaskanserat-serat yang dapat dikerjakan secara kimia, mekanikatau semikimia yaitu kombinasi dua tipe perlakuan.Metode pembuatan pulp

(12)

dengan proses kimia dapatdibedakan menjadi dua yaitu metoda proses basa (prosessoda dan proses sulfat) dan proses asam (proses sulfit)(Fengel dan Wegener, 1995).

Gambar 1. Proses Pembuatan Kertas (Smook, 1994)

Pulp yang berbahan baku pelepah pisangdibuat dengan menggunakan proses semikimia denganmetode proses soda. Menurut Onggo (2004), prosespulping yang optimal untuk serat tanaman non kayuadalah proses alkali menggunakan NaOH. Selulosabersifat tidak larut dalam alkali NaOH, sedangkan lignin,hemiselulosa, pektin dan komponen serat lainnya bersifatlarut. Pembuatan pulp secara semikimia meliputiperlakuan serpih dengan larutan natrium hidroksida(NaOH) dan defibrasi penggiling akhir (Fengel danWegener, 1995). Kertas yang dihasilkan dari proses

(13)

iniadalah kertas dengan derajat putih yang rendah(kecoklatan), memiliki serat yang bersifat kuat, tetapi

memiliki kualitas cetak yang kurang bagus (Smook, 1994). 2.2.3. Proses Pembentukan Kertas (Forming)

Penambahan bahan perekat pada penggunaankertas seni dilakukan pada saat bubur kertas (pulp) belumdibentuk menjadi lembaran kertas dengan caramencampurkan perekat tapioka. Tanpa penggunaanbahan perekat, serat-serat yang digunakan untuk kertassebenarnya sudah saling mengkait. Penggunaan bahanperekat disini adalah untuk menguatkan ataumengawetkan kertas sehingga didapatkan kertas yangberkualitas dengan ketahanan tarik dan ketahanan sobekyang tinggi (Bahari, 1995).

Tahap terakhir adalah pembentukan kertas(forming), yaitu dengan mencetak bubur kertas sesuaidengan bentuk pada desain yang telah dibuat. MenurutMalo (2004), pencetakan dimulai setelah pulp siap denganmenyatukan kedua cetakan/bingkai secara bersamaan(bingkai dengan screen berada di bawah, sedangkanbingkai kosong berada di atas), kemudian dimasukkandalam bak berisi bubur kertas sampai tenggelam. Cetakankosong diangkat dan cetakan berscreen dengan pulpdiatasnya dijemur di bawah terik matahari dengan posisimendatar.

2.3. Pulping

2.3.1. Pengertian Pulping

Pulping adalah usaha untuk mendapatkanserat-serat dengan cara melarutkan lignin semaksimalmungkin. Tujuan utama dari proses Pulping adalahmendapatkan serat sebanyak mungkin yang diindikasikandengan nilai rendemen yang tinggi dengan kandunganlignin seminimal mungkin, yang diuraikan oleh nilaibilangan kappa. Pada saat proses Pulping, lignin akanterdegradasi oleh larutan pemasak menjadi molekul yanglebih kecil yang dapat larut dalam lindi hitam. Peristiwa inidisebut delignifikasi (Rahmawati, 1999).

Pembuatan Pulp secara kimia bertujuan untukmemisahkan lignin yang terikat pada serat secara selektif(Sjostrom, 1995). Dewasa ini proses Pulping kimiawidiarahkan pada proses Pulping bebas belerang untukmengurangi masalah lingkungan hidup (pencemaran airdan udara), jadi diantaranya dilakukan denganmengembangkan proses

(14)

soda, yaitu proses pemasakansecara alkali dengan NaOH sebagai larutannya (Tapaneset al., 1992).

2.3.2. Sifat fisik pulp

Sifat fisik pulp merupakan salah satu parameteryang digunakan untuk menentukan kualitas pulp (Sixta,2006). Kriterianya tergantung pada jenis produk yangdiinginkan. Secara sederhana sifat-sifat tersebut menurutCasey (1991), meliputi: 1. Ketahanan sobek

Didefinisikan sebagai gaya dalam satuan gramgaya atau gram force (gf) atau miliNewton (mN), yangdiperlukan untuk menyobek lembaran pulp pada kondisistandar (SII-0435-81). Dalam hal ini nilai kekuatannyadipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain (Browyer danHaygreen, 1999)

a. Panjang serat

Secara umum ketahanan sobeklembaran pulp meningkat seiring denganpeningkatan panjang serat. Hal ini terjadi karenaserat-serat panjang dapat menyebarkan daerahperusakan ikatan yang lebih besar daripada seratpendek saat dilakukan penyobekan.

b. Jumlah serat yang berperan saat penyobekan

Masing-masing serat yang menyusunsuatu lembaran pulp pada gramatur tertentu (massalembaran pulp dalam gram per satuan luasnyadalam meter persegi yang diukur pada kondisistandar (SII-0439-81) turut menyumbangkan energyterhadap keseluruhan energy yang dibutuhkanuntuk penyobekan. Sehingga lembaran pulp denga jumlah serat lebih banyak akan memiliki ketahanansobek lebih tinggi. c. Ikatan antarserat

Ikatan antarserat turut berpengaruhterhadap ketahanan sobek lembaran pulp. Dalamhal ini kekuatan ikatannya sangat tergantung padaproses fibrilasi (penguraian mikrofibril serat) yangterjadi pada saat pulping yang kemudiandisempurnakan melalui proses refining. Didalamrefiner sebagian mikrofibril serat akan mengalamipemipihan dan penguraian sehingga luaspermukaan yang berpotensi membentuk ikatanhydrogen bertambah, akibatnya ikatan antarseratmakin kuat. Ketahanan sobek lembaran pulpmeningkat seiring dengan peningkatan ikatanantarserat sampai pada batas tertentu saat

(15)

masingmasingserat mengalami tarikan yang sangat kuatsehingga ikatan antarkeduanya mudah putus.

2. Ketahanan tarik

Didefinisikan sebagai daya tahan lembaran pulpterhadap gaya tarik yang bekerja pada kedua ujungnya,diukur pada kondisi standar (SII-0436-81). Sifat fisik inidianggap penting untuk jenis kertas tertentu seperti tasbelanja . Dalam hal ini nilai kekuatannya dipengaruhi olehbeberapa faktor antara lain (Saranah, 2002):

a. Arah serat dalam lembaran pulp

Nilai ketahanan tarik lembaran pulp akanlebih tinggi jika arah seratnya sejaja dengan arahtarikannya

b. Ikatan antarserat

Makin besar kekuatan ikatan antarseratmaka ketahanan tarik lembaran pulp makin besar.

3. Ketahanan retak

Didefinisikan sebagai tekanan hidrostatikdalam kilopascal atau psi yang dibutuhkan untukmeretakkan suatu bahan saat tekanan ditingkatkanpada kecepatan konstan oleh karet diafragmabundar dengan diameter 30,5 mm (T-404-cm-92).Sifat fisik ini dianggap penting khusus yang biasa digunakan untuk menahanbeban sangar berat. Dalam hal ini nilai kekuatannyatergantung pada (Nursyamsu, 1993):

a. Panjang serat

Lembaran pulp yang tersusun oleh serat-seratpanjang akan memiliki kekuatan retak yanglebih tinggi

b. Ikatan antarserat

Makin besar kekuatan ikatan antarserat makaketahanan retak lembaran pulp makin besar.Kekuatan ikatan antarserat sangat dipengaruhioleh proses fibrilasi.

2.3.3. Kapur (CaO)

Lime atau kapur merupakan salah satu bahan tambahan yang biasanya digunakan dalam pembuatan kertas skala kecil. Larutan kapur dengan rumus kimia(CaOH)2 digunakan untuk proses pemasakan bahan dengan kualitas rendah seperti jerami atau serat kain(Williams, 1993).Degradasi lignin dapat dilakukan melalui prosesoksidasi dengan oksida-oksida logam atau tekananoksigen dalam larutan yang ditambah dengan

(16)

kapur.Ca(OH)2 adalah senyawa yang bersifat basa kuat dan mempunyai fungsi yang hampir sama dengan larutan CaCl2, tetapi kelarutan kapur dalam air lebih kecil dibandingkan dengan CaCl2. Kelarutan kapur dalam airpada suhu 25oC adalah 0,12%, semakin tinggi suhunya maka kelarutannya semakin turun (Fengel and Wegener,1995). Menurut Haroen (2006), jenis kapur dapat dibedakan sesuai dengan proses pembentukannya,diantaranya yaitu :

1. Kalsium oksida dengan rumus kimia CaO mempunyai nama komersil seperti lime, burnt lime,quicklime dan stonelime. CaO terbentuk dengan pengeluaran CO2 dari pembakaran kapur yang singkat.

2. Kalsium hidroksida dengan rumus kimia Ca(OH)2merupakan alkaline dan menyerap CO2 dari udara.Saat air ditambahkan pada kalsium oksida, makaakan menjadi kalsium hidroksida atau hydrated limeatau slaked lime. (Ca(OH)2 digunakan dalampengobatan, pembuatan gips, semen dan industrykulit.

3. Kalsium karbonat dengan rumus kimia CaCO3dikenal dengan nama limestone. CaCO3 bersifattidak larut dalam air tetapi larut dalam air yangmengandung CO2 dan bertransformasi menjadikalsium bikarbonat atau Ca(HCO)3Selain NaOH, bahan alkali yang dapatdigunakan pada pembuatan pulp dengan proses sodayaitu kapur (CaO) dimana bahan ini digunakan saatpemasakan bahan-bahan berserat pendek dan dapatmeningkatkan titik didih air yang digunakan pada proseshidrolisis. Kapur yang termasuk basa kuat yang dapatmembengkakan kulit binatang dan menghilangkan buludalam industry kulit binatang atau melarutkan zat kulitmentah atau protein (Rahmawati, 1999).

2.4. Hidrolisis Lignin

Lignin merupakan senyawa aromatic berbentuk amorf, tersusun oleh unit fenol propane (Singh, 1991).Lignin dapat dihidarolisis oleh sama dengan memutusikatan α-benzil eter namun metode ini tidak cocok untukpelarut lignin. Dalam hal ini reaksi kondensasi munculsebagai kompetitornya. Sementara itu banyaknyakandungan lignin dalam bahan berpengaruh terhadapkonsumsi bahan kimia dalam pulping dan bleaching(pemucatan) (Browyer dan Haygreen, 1999). Pulp dankertas dengan kandungan lignin lebih kecil akanmempunyai sifat fisik yang lebih baik. Meskipun secarastructural

(17)

lignin mengandung gugus hidroksil, namunsifatnya yang menolak air (hidrofob) dan kaku dapatmenyulitkan dalam proses penggilingan sehinggapenguraian serat tidak berlangsung sempurna (Sixta,2006).

Hidrolisis merupakan proses penguraiansenyawa-senyawa yang ada dalam suatu bahan menjadisenyawa-senyawa yang lebih sederhana dengan bantuanair (Winarno, 1993). Pulp dibuat dengan menggunakan airsebagai pelarut karena air merupakan pelarut yang cukupbaik untuk pembuatan pulp kertas. Serat selulosaberikatan satu sama lain dengan kuat karena adanyaikatan hydrogen antar serat yang jumlahnya sangatbanyak jika serat-serat ini dalam keadaan kering. Ligninyang terdapat pada sumber serat akan mengalamipelunakan menjadi fragmen-fragmen kecil oleh ionhidroksil (OH) larutan pemasak (Haroen, 2006).Air mempunyai kemampuan untuk membuatikatan hidrogen antar serat-serat selulosa menjadi sangatrenggang dan lemah karena masuknya air diantara seratseratselulosa membuat ikatan hidrogen antar serat akandigantikan oleh molekul air. Air mampu mendesakkedudukan serat selulosa yang sedang berikatan denganserat selulosa lainnya karena kemampuan air juga mampuuntuk membentuk ikatan hidrogen dengan serat selulosa.Secara umum proses prehidrolisa merupakan suatu carauntuk menghilangkan hemiselulosa dan pentosan sertastruktur kimia bahan baku (Pratiwi, 2000).

Tahap pertama dari proses pulping yaituhidrolisis lignin dimana lignin dan komponen lainnyadihilangkan dari serat selulosa yang akan digunakan untukmembuat kertas. Lignin merupakan perekat antar seratdan akan memberi warna pada kertas apabila lignintertinggal pada pulp (Williams, 1993).Waktu dan suhu pemanasan pada prosespulping sangat erat hubungannya. Pada dasarnya waktu npemasakan dapat dikurangi beberapa saat denganmenaikkan suhu pemasakan, namun diatas suhu 1800Ctidak ada pengaruh yang jelas pada laju pembuatan pulp,bahkan pada suhu tinggi rendemen dan kualitas pulp akanturun (Fengel and Wegener, 1995).

(18)

Kadar lignin dalam pulp menentukan tingkat kematangan pulp yang dihasilkan dan biasa digunakansebagai control dalam pulping dan bleaching (Casey,1991). Penentuan lignin dalam pulp secara tidak langsungsangat efektif untuk pemeriksaan rutin, mengingat waktutang dibutuhkan relatif singkat. Sampai saat ini penentuanbilangan kappa merupakan metode yang paling banyakdigunakan diindustri pulp dan kertas didasarkan padakemampuan permanganate untuk mengoksidasi lignin.Metode ini paling cepat dan logis karena permanganatebereaksi lebih cepat dengan lignin daripada karbohidratdalam larutan asam (Singh, 1991). Hal hal ini dikenalistilah bilangan kappa, didefinisikan sebagai volumelarutan kalium permanganate (KMnO4) 0,1 N yangdigunakan untuk mengoksidasi 1 gr pulp selama 10 menitpada 25°C dikali dengan faktor koreksi (Tabel BilanganKappa). Freudenberg membuktikan bahwa terdapathubungan linier antara bilangan kappa dengan kadar ligninsisa dalam pulp kraft dengan factor 0,147 (Casey, 1991),sehingga :

kadar lignin sisa pulp = Bilangan Kappa x 0,147.

2.6 Sifat fisik dan kimia daun nenas ditinjau dari segi pembuatan pulp 2.6.1. Serat pada nenas

Serat pada nenas dapat digunakan untuk tekstildan kertas.Cara memisahkan serat secara tradisional yaitudaun dibuat memar dengan melepaskan kutikula sehinggaserat mudah dipisahkan dengan tangan. Sesudah dicucidengan air, dijemur di sinar matahari yang kemudian diikatbersama serat-serat yang panjangnya 1 – 1,2 meter. Hasilserat dari daun yang telah tua yaitu 1.0 – 1.2%. VarietasAechmea magdalenae Andre ini tahan air garam. Varietaslainnya, Bromelia sylvestris Vell, kekuatan rentangnyatinggi. Serat dari Smooth Cayenne lunak,seperti suteradan halus, hanya saja kekuatan rentangnya rendah,sehingga kalau dipakai tali, kurang kuat bila dibandingkandengan (Aechmea magdalenae) (Anonymous, 2008).Serat dari Smooth Cayenne telah dicobadipakai untuk bahan pakaian dan hasilnya sangat menarik,hanya disini masih kalah dengan tekstil sintetis yangharganya lebih murah. Serat dari tanaman nenas dapatjuga dipergunakan untuk bahan kertas. Kertas yangdihasilkan dapat tipis, permukaannya halus, lemas danliat, dapat dilipat dan dapat dikisutkan tetapi dapatdihaluskan lagi tanpa kerusakan (Asbani, 1994).

(19)

2.6.2 Komposisi kimia serat nanas

Komposisi kimia serat nanas disajikan padaTabel 1 dan sebagai pembanding disajikan juga komposisikimia serat kapas dan rami.

Tabel 1. Komposisi Kimia Serat Nanas

Komposisi Kimia Serat Nanas (%) Serat Kapas (%) Serat Rami (%) 1. Aplha Selulosa 69,5 – 71,5 94 72 – 92 2. Pentosan 17,0 – 17,8 - 3. Lignin 4,4 – 4,7 - 0 - 1 4. Pektin 1,0 – 1,2 0,9 3 – 27

5. Lemak dan Wax 3,0 – 3,3 0,6 0,2

6. Abu 0,71 –

0,87

1,2 2,87

7. Zat-zat lain (Protein, Asam organic, dll)

4,5 – 5,3 1,3 6,2

Sumber : Anonymous (2008)

2.6.3. Sifat-Sifat Fisik Serat Nanas

Serat nanas mempunyai kekuatan yang relative tinggi. kekakuan lentur atau Flexural rigidity dan torsionalm rigidity serat relatif lebih tinggi dibanding kapas. Hal inimenyebabkan serat mempunyai ketahanan yang besaruntuk digintir (twist), sehingga serat cenderung tidaksegera tergintir pada saat proses penggintiran selesai.Oleh karena itu serat cenderung kaku dan agak sulit untukmendapatkan serat yang kompak seperti yangdikehendaki. Sifat porous dan menggelembung (swelling)pada serat nanas menunjukkan adanya sifat dayaabsorbsi lembab dan kemampuan untuk dicelup. Seratnanas tidak menunjukkan pengurangan kekuatan dalampenyimpanan hingga 6 bulan, sedangkan penyimpananlebih dari 6 bulan terjadi penurunan kekuatan.

(20)

Termalkonduktivitas serat nanas relatif rendah yaitu sebesar0,0273 watt/m2/oK, oleh karena itu serat nanas merupakantermal isolator yang baik (Anonymous, 2008).

Menurut Onggo dan Triastuti (2005), serat daunnenas bisa dimanfaatkan sebagai bahan baku pulp dankertas dengan kelas mutu II (nilai 275). Selain itu kadarselulosanya juga tinggi (57,81%) sehingga dapat diperolehrendemen tinggi. Produksi kertas seni dari daun nenasjuga dapat dilakukan dan bisa diterapkan pada industry rumah tangga (skala 5.000 .

2.7 METODE PENELITIAN

2.7.1. Alat dan Bahan Alat

Alat yang digunakan dalam pembuatan pulpdari daun nenas adalah pisau, timbangan digital, panci,kompor, saringan, pengaduk, gelas ukur, bak/ember,plastik, oven, autoklaf. Sedangkan alat yang digunakanuntuk pengujian fisik kertas di BALITTAS Karang PlosoMalang adalah Elmendorf Tearing Tester (uji ketahanansobek) dan Paper Tensile Strength Tester (uji ketahanantarik).

Bahan

Bahan yang digunakan dalam pembuatan pulpdari tanaman nenas adalah daun tanaman nenas varietasChayenne yang berasal dari Blitar, bahan-bahanpembantu yang digunakan yaitu Kalsium oksida (CaO)teknis.

2.7.2. Metodologi Penelitian

3.2.1. Alur Kerja Pelaksanaan Penelitian

Pelaksanaan penelitian secara garisbesar dapat dilihat pada Gambar 1 seperti berikut ini:

(21)

Gambar 1. Alur Kerja Pelaksanaan Penelitian

3.2.2. Proses Pulping

(22)
(23)

BAB III PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Kombinasi perlakuan terbaik berdasrkan indeksefektifitas diperoleh darii kombinasi perlakuan A3B2C3 (3cm, pemasakan 2 jam, 75% pulp serat nanas dan 25%bubur kertas koran) dengan nilai produk 0,757 yangmemiliki kandungan rendemen 64,185%, gramatur206,767 g/m2, ketahanan sobek 80,913 kgf/cm2,ketahanantarik 0,839 kgf/cm, warna 5, tekstur permukaan 5, dankenampakan serat 4,8.

Lokasi unit pengolahan kertas seni dari daunnenas skala industri direncanakan di Blitar. Total biayaproduksi selama 1 tahun kertas seni dari proporsi serat daunnenas dan daur ulang kertas koran kompas adalah sebesarRp. 38,012,800,- dengan perincian biaya tetap (fixed cost)sebesar Rp. 29,146,000,- dan biaya tidak tetap (variablecost) sebesar Rp. 8,866,800,-. Harga Pokok Produksisebesar Rp. 243,67. Harga jual yang dihitung di tingkatprodusen ke pengecer sebesar Rp. . 365, 51 ≈ Rp.400,00..

3.2. Saran

Perlu dikaji tentang penelitian lebih lanjut tentang pembuatan kertas seni dari daun nenas denganberbagai jenis koran maupun majalah, sehingga dapatdiperoleh jenis kertas seni yang berkualitas baik teknismaupun finansial.

(24)

DAFTAR PUSTAKA

Asbani, N. 1994. Laporan kerja lapangan di perkebunan nanas PT GGPC. Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. Tidak dipublikasikan.

Andi Santoso, 2008, Membuat Kertas Daur Ulang. Kanisius. Yogyakarta APKI Direktori, 1997 (onlione), (http://APKI direktori.com, diakses 25 November 2009)

Anonymous. 2005. Barang yang Dihasilkan Industri Besar dan Sedang di Jawa Timur 2002. BPS Prop. Jawa Timur

Anonymous, 2005. Jawa Timur Dalam Angka. Badan Pusat Statistik Propinsi Jawa Timur. Anonymous, 1996. The New York of Knowledge. Volume 15, Grolier Incorporated, New York, pp. 52-58

(25)

PERTANYAAN

1. Pembuatan kertas dari ampas tahu,apakah ampas tahu itu ada seratnya?dan kenapa harus di bleaching? (Noval Alhadi)

Jawab :

Ampas tahu ada seratnya, dalam pembuatan kertas bisa digunakan ampas tahu dengan bantuan Gondorukem sebagai pengisi serat ( bahan sizing), bahan ini ditambahkan untuk mencegah penetrasi zat cair pada pori – pori kertas, dan proses bleaching bisa dilakukan di akhir proses sebagai penyempurna dalam pembuatan kertas, tapi bisa juga tidak dilakukan proses bleaching sesuai kebutuhan saja.

2. Dalam pembuatan kertas mana yang lebih bagus antara serat nenas, ampas tahu dan enceng gondok? (Hendro)

Jawab :

Dalam pembuatan kertas lebih bagus memakai serat nenas jika dilihat dari segi komposisi serat nenas itu sendiri.

Komposisi Kimia

Serat Nanas Serat Kapas Serat Rami Alpha Sellulosa 69,5 – 71,5 94 72 - 92

Pentosan 17,0 – 17,8 - -

Lignin 4,4 – 4,7 - 0 – 1

Pektin 1,0 – 1,2 0,9 3 – 27

Lemak dan Wax 3,0 – 3,3 0,6 0,2

Abu 0,71 – 0,87 1,2 2,87

Zat-zat lain (protein,asam

organil,dll)

4,5 – 5,3 1,3 6,2

3. Kenapa harus ditambahkan CaO dalam pembuatan kertas dengan bahan baku serat nenas dan kenapa harus 5% dan 10%? (Esthu Nur H)

Jawab :

Larutan kapur dengan rumus kimia(CaOH)2 digunakan untuk proses pemasakan bahan dengan kualitas rendah seperti jerami atau serat kain(Williams, 1993), dan kenapa harus 5% dan 10% itu hanya variable saja, variable dibagi menjadi 2 yaitu, variable tetap dan variable tidak tetap.

Figur

Memperbarui...

Referensi

  1. ), (http://APKI
Related subjects :