Kajian Pembuatan α-Selulosa dari Batang Pisang sebagai Bahan Baku Alternatif Pembuatan Kertas dengan Proses Delignifikasi.

(1)

Kajian Pembuatan α

-Selulosa dari Batang Pisang

sebagai Bahan Baku Alternatif Pembuatan

Kertas dengan Proses Delignifikasi

LAPORAN PENELITIAN

Oleh :

WAWAN SAHARUDI 0531010049

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL

”VETERAN”

JAWA TIMUR

(2)

Laporan Penelitian

Program Studi S – 1 Teknik Kimia

Fakultas Teknologi Industri – UPN “Veteran” Jawa Timur

i

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan karunia beserta rahmat-Nya sehingga kami diberikan kekuatan dan

kelancaran dalam menyelesaikan penelitian kami yang berjudul “Kajian

Pembuatan α-Selulosa dari Batang Pisang sebagai Bahan Baku Alternatif Pembuatan Kertas dengan Proses Delignifikasi”.

Adapun penyusunan penelitian ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh dalam kurikulum program studi S-1 Teknik Kimia dan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Kimia di Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jawa Timur, Surabaya.

Laporan penelitian yang kami dapatkan tersusun atas kerjasama dan berkat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Ir. Sutiyono, MT selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri UPN “Veteran” Jawa Timur.

2. Ibu Ir. Retno Dewati, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia UPN “Veteran” Jawa Timur.

3. Bapak Ir. L. Urip Widodo, MT selaku Dosen Pembimbing Penelitian. 4. Bapak Ir. Ketut Sumada ,MS selaku Dosen Penguji Penelitian.

5. Ibu Ir. Susilowati, MT selaku Dosen Penguji Penelitian.

6. Kedua orang tua yang telah memberikan dukungan moril dan material dalam pelaksanaan dan penyusunan laporan penelitian.

(3)

ii

Ucapan yang sama kami sampaikan kepada pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas sumbangsihnya, baik secara langsung maupun tidak langsung. Semoga semua amal kebaikan yang telah diberikan mendapatkan pahala berlipat ganda dari Allah SWT. Amin.

Akhir kata, kami menyampaikan maaf atas kesalahan yang terdapat dalam laporan penelitian ini, semoga dapat memenuhi syarat akademis dan bermanfaat bagi kita semua. Kritik dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan penyusun berikutnya, penyusun mengucapkan terima kasih.

Surabaya, Juni 2010

(4)

iii

INTISARI

Batang pohon pisang merupakan salah satu tumbuhan yang memiliki kandungan selulosa yang cukup tinggi. Namun saat ini pohon pisang hanya menjadi limbah organik yang belum dimanfaatkan secara maksimal. Pada penelitian ini diharapkan dapat Menghasilkan produk α-selulosa suatu bahan organic berkualitas tinggi khususnya tidak berbau, yang dapat dipergunakan untuk bahan baku kertas serta mengatasi masalah perusakan lingkungan khususnya hutan.

(5)

iv

II.5.1. Proses Perlakuan Awal Terhadap Bahan Baku ... 9

(6)

v

III.6.1. Pemurnian selulosa ... 16

(7)

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Komposisi batang pisang ... 4

Tabel 4.1. Data analisa awal batang pisang ... 17

Tabel 4.2. Kadar α-selulosa setelah proses Delignifikasi ... 18

Tabel 4.3. Kadar α-selulosa batang pisang Raja Nangka ... 19

Tabel 4.4. Kadar α-selulosa batang pisang Sobo ... 20

Tabel 4.5. Kadar α-selulosa batang pisang Santan ... 21

Tabel 4.6. Kadar α-selulosa batang pisang Klutuk ... 22

(8)

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Rantai selulosa ... 5

Gambar 3.1. Rangkaian peralatan ... 14

Gambar 1. Proses Prehidrolisa ... 32

Gambar 2. Proses Delignifikasi ... 33

Gambar 3. Proses Bleaching ... 34

(9)

viii

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1. Kadar α-selulosa batang pisang Raja Nangka dengan

perbandingan Konsentrasi ... 19 Grafik 4.2. Kadar α-selulosa batang pisang Raja Nangka dengan

perbandingan berat bahan dengan volume NaOH ... 19 Grafik 4.3. Kadar α-selulosa batang pisang Sobo dengan perbandingan

Konsentrasi ... 20 Grafik 4.4. Kadar α-selulosa batang pisang Sobo dengan perbandingan

berat bahan dengan volume NaOH ... 20 Grafik 4.5. Kadar α-selulosa batang pisang Santan dengan perbandingan

Konsentrasi ... 21 Grafik 4.6. Kadar α-selulosa batang pisang Santan dengan perbandingan

berat bahan dengan volume NaOH ... 21 Grafik 4.7. Kadar α-selulosa batang pisang Klutuk dengan perbandingan

Konsentrasi ... 22 Grafik 4.8. Kadar α-selulosa batang pisang Klutuk dengan perbandingan

berat bahan dengan volume NaOH ... 22 Grafik 4.9. Kadar α-selulosa batang pisang Candi dengan perbandingan

Konsentrasi ... 23 Grafik 4.10 Kadar α-selulosa batang pisang Candi dengan perbandingan

(10)

Pisang merupakan tanaman asli daerah Asia Tenggara termasuk

Indonesia. Tanaman pisang mempunyai nama latin Musa Paradisiaca.

Berdasarkan sejarah, bangsa Indonesia sangat berjasa dalam

mengembangkan tanaman pisang dipulau Madagaskar. Tanaman pisang yang

berkembang di Amerika Selatan dan Amerika Tengah berasal dari Afrika Barat

sekitar tahun 1500, yang akhirnya berkembang keseluruh daratan Amerika.

Pada dewasa ini tanaman pisang terutama batangnya yang orang bisa

menyebutnya gedebok kurang diolah menjadi sesuatu yang mempunyai nilai

ekonomi yang tinggi.

Pada batang pisang terdapat selulosa yang cukup tinggi dan dimungkinkan

untuk produksi α-selulosa sebagai bahan pembuatan kertas. Selain itu α-selulosa

juga dapat digunakan sebagai bahan baku plastik dan nitro selulosa sebagai bahan

baku peledak.

Sampai sekarang tercacat beberapa bahan baku pembuat kertas, antara

lain merang, bagas, bambu, kertas bekas dan kayu bulat. Industri pulp skala besar,

yang kebanyakan didirikan di luar pulau Jawa, bahan baku utamanya adalah kayu

bulat yang berasal dari hutan alam (aktivis LSM lingkungan hidup menyebutnya

‘pulping the rain forest"). Industri pulp yang telah lama didirikan di Pulau Jawa

belakangan ini juga menggunakan kayu sebagai bahan baku utamanya. Sampai

saat ini, masih lebih dari 90% bahan baku kayu untuk "memberi makan" industri

pulp di Indonesia berasal dari hutan alam, utamanya adalah kayu IPK (Ijin

Pemanfaatan Kayu), yaitu kayu berbagai jenis yang dihasilkan dari kegiatan land

clearing pada areal hutan alam yang akan dikonversi untuk berbagai keperluan,

misalnya untuk areal pembangunan hutan tanaman industri (HTI) dan perkebunan

kelapa sawit.

(11)

Laporan Penelitian

I.2. Tujuan Penelitian

Penelitian kajian produksi α-selulosa dari batang pisang mempunyai tujuan

umum:

• Mengetahui proses pembuatan α-selulosa dari batang pisang dengan

proses delignifikasi.

• Mencari solusi yang terbaik untuk penanganan terhadap bahan baku kertas

(pulp) yang masih import.

• Mengatasi masalah perusakan lingkungan khususnya hutan.

• Memanfaatkan batang pisang yang berlimpah sekaligus meningkatkan

nilai ekonominya.

• Mendukung kebijakan Pemerintah ”GO ORGANIC 2010”.

I.3 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini antara lain:

• Dapat mengetahui proses pembuatan α-selulosa dari batang pisang dengan

proses delignifikasi.

• Mampu menangani jumlah kebutuhan pulp dalam negeri yang semakin

meningkat.

• Dapat mengatasi masalah perusakan lingkungan, khususnya hutan yang

disebabkan oleh penebangan secara liar.

• Melancarkan program pemerintah ”Go Organik 2010” yang tertera dalam

(12)

Pisang mempunyai spesifikasi ilmiah sebagai berikut :

Klasifikasi ilmiah kerajaan : Plantae

Divisio : Magnoliophyta

Kelas : Liliopsida

Ordo : Zingiberales

Familia : Musaceae

Genus : Musa

Tumbuhan ini berasal dari Asia dan tersebar di spanyol, Italia, Indonesia,

Amerika dan bagian dunia yang lain. Tumbuhan pisang menyukai daerah alam

terbuka yang cukup sinar matahari, cocok tumbuh didataran rendah sampai pada

ketinggian 1000 meter lebih diatas permukaan laut. Pada dasarnya tanaman pisang

merupakan tumbuhan yang tidak memiliki batang sejati. Batang pohonnya

terbentuk dari perkembangan dan pertumbuhan pelepah pelepah yang

mengelilingi poros lunak panjang. Batang pisang yang sebenarnya terdapat pada

bonggol yang tersembunyi di dalam tanah.

Nama lokal :

Banana (Inggris), Tsiu, Cha (Cina), Pisyanga, Kila (India); pisang (Indonesia),

Klue (Thailand), Pyaw, Nget (Burma); Gedang (Jawa), Cau (Sunda), Biu (Bali),

Puti (Lampung); Wusak lambi, lutu (Gorontalo), Kulo (Ambon), Uki (Timor).

(http://72.14.235.104/search?q=cache:kzKWR4CnjB4J:www.deptan.go.id/teknolo

gi/horti/tpisang2.htm+tanaman+pisang&hl=id&ct=clnk&cd=2&gl=id)

Sabut dari buah pisang ini banyak sekali manfaatnya, tetapi untuk

batangnya biasanya kurang sekali dimanfaatkan oleh masyarakat umumnya

sehingga menjadi limbah yang perlu penanganan khusus agar menjadi bahan

(13)

bahan berbagai jenis polisakarida misalnya selulosa, holoselulosa, lignin,

karbohidrat, air dan abu. Berdasarkan dari literatur (situs malaisyia) didapatkan

komposisi dari batang pisang yang seperti disebutkan dalam daftar berikut :

Komposisi Jumlah

α-Selulosa 63,9%

Lignin 18,6%

Holoselulosa 65,2%

Tabel 2.1. Komposisi batang pisang

(http://www.ncsu.edu/bioresources/BioRes_01/BioRes_01_2/BioRes_01_2_220_2

32_AbdulKhalil_SM_MalaysionPlantCellWalls.pdf)

II.2. Selulosa

Selulosa adalah salah satu dari jenis polisakarida yang tersusun dari

kesatuan anhidroglukosa dan mempunyai bentuk empiris _C6H10O5 dan menjadi

penyusun utama dari dinding sel pada tumbuhan. Selulosa termasuk dalam

polimer yang menitik-beratkan molekul besar, serta tersusun atas unit – unit

selulobiosa. Setiap glukosa anhidrat adalah sebuah alcohol trihidrat yang

mengandung dua alkohol sekunder dalam posisi 2 dan 6, serta sebuah alkohol

(14)

Gambar II.1 Rantai Selulosa

Selulosa dari bahan alami yang telah dilarutkan melalui suatu reaksi akan

menghasilkan suatu selulosa murni yang disebut sebagai regenerated cellulose.

Selulosa murni ini kemudian melalui sejumlah reaksi kimia akan menghasilkan

sejumlah senyawa yang merupakan turunan dari selulosa yang dapat digunakan

untuk berbagai kebutuhan. Selulosa tersebut relative higroskopis dimana pada

kondisi atmosper ( 20oC dengan kelembaban 60%) dapat menyerap 8 sampai 14%

air. Meskipun selulosa mampu menyerap air namun tidak dapat larut dalam air

ataupun asam encer. (Ullmann, 1986).

Berdasarkan derajat polimerisasi (DP) dan kelarutan dalam senyawa

natrium hidroksida (NaOH) 17,5%, selulosa dapat dibagi atas tiga jenis. Yaitu :

a. Selulosa α (Alpha Cellulose) adalah selulosa berantai panjang, tidak larut

dalam larutan NaOH 17,5% atau larutan basa kuat dengan DP (Derajat

Polimerisasi) 600 – 1500. Selulosa α dipakai sebagai penduga dan atau

tingkat kemurnian selulosa.

b. Selulosa β (Betha Cellulose) adalah selulosa berantai pendek, larut dalam

larutan NaOH 17,5% atau basa kuat dengan DP (Derajat Polimerisasi) 15

– 90, dapat mengendap bila dinetralkan.

c. Selulosa γ (Gamma Cellulose) adalah sama dengan selulose β, tetapi DP

nya (Derajat Polimerisasi) kurang dari 15.

(15)

Semua selulosa ester dapat larut dalam pelarut organik, kecuali sulfat dan

asetat sulfat yang larut dalam air. Turunan selulosa lain yang penting adalah

natrium selulosa xantat yang dihasilkan dari reaksi antara natrium hidroksida

dengan karbon disulfida. Senyawa ini digunakan dalam pembuatan viscous rayon

dan cellophane. (Kirk & Othmer, 1952)

Epoksida itu siklik, maka epoksida tersubstitusi dapat berisomeri

geometrik. Cincin – cincin epoksida dapat merupakan bagian dari sistem – sistem

cincin terpadu ( fused ). Epoksida itu haruslah cis dilihat dari cincin yang lain (

sudut – sudut ikatan yang disyaratkan untuk cincin tiga anggota menyebabkan

konfigurasi trans tidak mungkin ).

Pembukaan cincin tiga-anggota terterik menghasilkan produk yang lebih

stabil dan berenergi yang lebih rendah. Reaksi khas epoksida ialah reaksi

pembukaan cincin, yang dapat berlangsung baik pada suasana asam maupun basa.

Reaksi ini dirujuk sebagai reaksi pemaksapisahan ( cleavage ) berkatalis asam

atau berkatalis basa.

• Pemaksapisahan Berkatalis-basa

Dalam pemaksapisahan berkatalis-basa, nukleofil menyerang

karbon yang kurang terhalang ( less-hindered ), tepat seperti yang

dinantikan dari suatu seangan SN2 ( primer > sekunder > tersier ).

Suatu reagensia Grignard mengandung atom karbon yang

bermuatan negatif parsial dan menyerang cincin epoksida dengan cara

yang sama seperti nukelofil lain. Produk berupa garam magnesium suatu

akkohol; alkohol itu dapat diperoleh dengan hidrolisis. Reaksi antara

suatu reagensia Grignard dengan etilena oksida merupakan suatu metode

memperpanjang dengan dua karbon rantai hidrokarbon ( dari ) reagensia

Grignard itu.

• Pemaksapisahan berkatalis-asam

Dalam larutan asam, oksigen epoksida tiu diprotonkan. Suatu

epoksida terprotonkan dapat diserang oleh neuklofil. Berbeda dengan

pemaksapisahan berkatalis-basa, serangan dalam suasana asam justru

(16)

Haruslah disimpulkan bahwa epoksida terprotonkan mempunyai

cukup karakter karbokation. Jika hal ini benar, maka makin banyak gugus

alkil yang dimiliki akan makin besar muatan positif parsial pada karbon

itu (stabilitas karbokation: tersier > sekunder > primer ). Serangan

nukeofilik yang terjadi setelah protonasi, akan memilih karbon yang lebih

positif, meskipun karbon ini lebih terhalang.

Mengetahui bahwa tak terbentuk suatu karbokation sejati, bila produk

suatu reaksi pemaksapisahan-epoksida mampu berisomer geometrik, ternyata

hanya dijumpai produk-trans. Jika reaksi itu lewat zat-antara karbokation sejati,

maka pastilah dijumpai baik cis- maupun trans.

(Fessenden, R. J., and Fessenden, J., 1997)

Selulosa menggelembung dalam air dan basa pekat. Polimer yang

tergelembung basa, dikenal sebagai selulosa alkali atau selulosa soda , dipakai

untuk mempreparasi selulosa regenerasi, sebagaimana yang digambarkan pada

pasal berikut. Proses mereaksikan kapas dengan basa air, dan kemudian

menghilangkan basa tersebut, dikenal sebagai merserisasi. Kapas yang

termerserisasi memiliki tingkat kekilauan yang lebih tinggi dari pada kapas alam,

kurang rapat, dan tingkat kekristalannya agak sedikit rendah. Ia juga memiliki

daya celup yang baik. (Malcolm P. Stevens, 2001)

II.3. Pembuatan Pulp

Pembuatan pulp pada prinsipnya adalah merupakan upaya memisahkan

selulosa dari bahan – bahan lain yang terkandung dalam kayu, terutama lignin.

Proses pulping dalam suatu polimer dipengaruhi oleh banyak faktor. Faktor yang

terpenting yaitu pH, suhu, waktu dan konsentrasi larutan kimia yang digunakan.

Pulp secara kimia dapat didefinisikan sebagai perlakuan (pemasakan) dari kayu

dengan reagen kimia dengan tujuan memperoleh serat yang dapat dengan mudah

dipisahkan satu sama lain, itulah yang dimaksud dengan pulp. Proses pemasakan

sering dinamakan sebagai delignifikasi atau penghilangan lignin. Bagaimanapun

sejumlah kecil lignin atau zat seperti lignin masih terdapat dalam serat (pulp).

(17)

Upaya ini tingkat keberhasilannya tergantung pada jenis proses yang

digunakan, sehingga akhirnya dikenal beberapa proses pengolahan kayu menjadi

bubur kertas. Proses – proses tersebut diantaranya adalah :

II.3.1. Proses Mekanis

Pembuatan pulp dengan secara mekanis digunakan pada proses kayu asah,

dimana kayu diolah sedemikian rupa dengan menggunakan sejumlah mesin

hingga menjadi bubur kayu tanpa menggunakan bahan kimia. Bahan kimia baru

digunakan pada saat proses pemutihan untuk memperbaiki kualitas dari pulp yang

dihasilkan. Kayu yang digunakan adalah kayu jenis lunak seperti spruce dan

balsam. Pulp dari hasil proses ini umumnya bermutu rendah dan digunakan

sebagai bahan baku kertas – kertas kualitas rendah, seperti kertas pembungkus,

kertas Koran (George, 1975).

II.3.2. Proses Soda

Proses soda merupakan proses dasar dalam pembuatan kertas. Bahan

kimia utama yang digunakan adalah soda koustik atau natrium hidroksida. Proses

ini biasanya digunakan untuk mengolah bahan – bahan non kayu, seperti : jerami,

bagas, alang – alang dan jenis rumput – rumputan lainnya menjadi pulp. Selain itu

proses ini juga dapat digunakan pada bahan kayu yang berserat pendek seperti :

maple, poplar dan chestnut. Seperti halnya proses lainnya, soda berfungsi untuk

memisahkan lignin dan senyawa – senyawa lain yang terkandung dalam selulosa.

Pulp dari proses ini berwarna gelap dan sukar diputihkan (George, 1975).

II.3.3. Proses Sulfit (Kraft)

Proses ini merupakan proses yang banyak digunakan dalam industri

pengolahan kertas dewasa ini. Proses ini merupakan pengembangan dari proses

soda, juga merupakan proses basa tetapi telah mengalami perubahan dengan

digunakannya senyawa sulfur untuk menghasilkan pulp yang lebih baik. Kayu

yang digunakan pun dapat dari berbagai macam jenis kayu. Tahapan dari proses

ini dimulai dari prahidrolisa untuk menghilangkan pentosan dan plyosis,

(18)

bertingkat. Pulp yang dihasilkan kualitasnya lebih baik daripada proses soda.

Kelemahan dari proses ini adalah buangan limbah yang mengandung sulfur dan

dapat mengganggu lingkungan (George, 1975).

II.4. DELIGNIFIKASI

Definisi delignifikasi adalah sebuah proses perawatan kimia di mana lignin

dipisahkan dari selulosa dan bahan karbohidrat dari kayu dan bahan kayu, seperti

oleh pemutihan pulp. Delignifikasi dilakukan dengan menggunakan basa kuat

seperti sejenis reaksi epoksida. Salah satunya adalah NaOH (Natrium hidroksida).

Proses delignifikasi disini adalah memisahkan serat batang pisang dengan

impuritis – impuritis dari α-selulosa dengan cara membuka atau merengkahkan

rantai pada serat sehingga impuritis – impuritis terutama lignin dapat dikeluakan

dari serat. Delignifikasi yang dilakukan dengan menggunakan NaOH (Natrium

hidroksida ini biasanya digunakan untuk mengolah bahan – bahan non kayu,

seperti : jerami, bagas, alang – alang dan jenis rumput – rumputan lainnya menjadi

pulp. Selain itu juga dapat digunakan pada bahan kayu yang berserat pendek.

II.5. Landasan Teori

Pada produksi α-selulosa digunakan proses delignifikasi yang mana pada

proses tersebut berdasarkan reaksi antara serat batang pisang dengan NaOH dan

juga bleaching (pemutih) dengan menggunakan H2O2 dan NaOCl.

(Dietrich Fengel – Gerd Wegener,1995)

Pada proses pembuatan α-selulosa dalam skala laboratorium dapat dibagi

menjadi beberapa tahap proses, yaitu:

a. Proses perlakuan awal terhadap bahan baku

b. Proses pemurnian selulosa

c. Analisa kadar α-selulosa

II.5.1. Proses Perlakuan Awal Terhadap Bahan Baku

Batang pisang pada proses ini mengalami perlakuan secara mekanis seperti

(19)

dikehendaki, tujuannya untuk lebih memudahkan dalam proses lebih lanjut yang

banyak menggunakan bahan kimia. Setelah berbentuk serat bahan ini dijemur

dibawah sinar matahari untuk menghilangkan kadar air yang berlebihan hingga

kering.

II.5.2. Proses Pemurnian Selulosa

Proses pemurnian selulosa dari batang pisang ini dilakukan dengan

pengolahan sabut batang pisang kering menjadi pulp dimana pada proses pulping

ini bertujuan untuk menghilangkan kandungan lignin dan zat – zat lain yang ada

dalam kandungan kayu.

Prehidrolisa bertujuan untuk mempercepat penghilangan pentosan

(hemiselulosa) dalam bahan baku pada waktu pemasakan (cooking). Prehidrolisa

menggunakan air lunak (soft water) atau larutan asam encer. Kondisi

perhidrolisa adalah sebagai berikut:

1) Temperatur maksimum : 135°C

2) Rasio bahan baku temadap cairan pemasak : 1 : 6

3) Waktu : 1 Jam

Sabut batang pohon pisang kering diolah dengan menggunakan proses

soda, karena bahan yang digunakan merupakan jenis bahan kayu berserat pendek.

Bahan baku terlebih dahulu dilakukan proses steam untuk membuka serat –

seratnya. Kemudian dilakukan proses pemasakan dengan menambahkan natrium

(20)

Kemudian untuk menghilangkan lignin yang masih tersisa serta untuk

memutihkan bahan pulp maka dilakukan dengan menggunakan bahan pemucat

warna seperti hydrogen peroksida, hypochlorit, dan lainnya. Pemutihan Pulp

(bleaching). Berdasarkan penelitian pendahuluan (Rahma, 2002), pulp diputihkan

dengan menggunakan H2O2 2% dan NaOCl 5% selama 2 jam pada suhu 60o C.

(Rahma, 2002)

Pemutihan pulp hasil pemasakan bertujuan untuk mendapatkan pulp larut

(dissolving pulp) putih dengan kadar selulosa α yang tinggi. Pemutihan pulp

dilakukan tanpa menggunakan klorin (CI2), tetapi menggunakan senyawa klor

(CI02) yang dikenal dengan proses elemental chlorine free (ECF). Kemudian

Pulp dicuci dengan air lunak panas hingga bersih (pH netral). Proses ECF

dilakukan untuk menekan atau mengeliminasi dampak negatif limbah kimia

terhadap lingkungan.

Penentuan Kualitas Pulp Putih. Pulp larut (dissolving pulp) putih yang

diperoleh selanjutnya dianalisis komponen kimianya termasuk kadar selulosa

alfanya. Selain itu ditentukan pula viskositas dan derajat putih pulpnya, yang

terlebih dahulu pulp dibuat lembaran dan dikeringkan dalam ruangan terkondisi

pada suhu 23° C selama 24 jam sesuai prosedur SNI.

Selulosa α > 92% memenuhi syarat untuk digunakan sebagai bahan baku

utama pembuatan propelan dan atau bahan peledak. Sedangkan selulosa kualitas

dibawahnya digunakan sebagai bahan baku pada industri kertas dan industri

sandang/kain (serat rayon).

http://72.14.235.104/search?q=cache:omEqHMACINUJ:buletinlitbang.dephan.go.id/index .asp%3Fvnomor%3D18%26mnorutisi%3D3+pembuatan+SELULOSA&hl=id&ct=clnk&cd =1&gl=id

II.5.3. Analisa kadar α-selulosa

Terdapat pada lampiran Metodelogi Penelitian sesuai dengan prosedur SII

(21)

II.6. Hipotesis

Adanya kandungan selulosa yang tinggi dalam batang pohon pisang yang

dimasak dengan NaOH sehingga dapat dihasilkan α-selulosa sebagai bahan baku

(22)

Batang pohon pisang yang diambil dari Blitar :

• Pisang Sobo

• Pisang Raja Nangka

• Pisang Santan

Batang pisang yang diambil dari Malang :

(23)

l. Kertas lakmus

m. Kain saring

III.3. Gambar Susunan Alat

Gambar 3.1. Rangkaian peralatan

Keterangan gambar :

1. Beaker glass.

2. Bahan baku.

3. Kompor listrik.

III.4. Variabel

1. Berubah

a. Varietas pisang : Klutuk, Raja Nangka, Sobo, Candi, Santan.

b. Kadar NaOH (%) : 16, 17, 18, 19, 20.

c. Perbandingan berat serat dengan volume NaOH

: 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8.

2. Tetap

a. Prehidrolis

Suhu : 100 oC

Waktu : 1 jam

1

(24)

Batang pohon pisang yang akan digunakan terlebih dahulu

dipotong kecil – kecil, setelah itu dijemur dibawah sinar matahari selama 2

hari hingga kering atau dioven pada dengan suhu 100 oC selama 2 jam.

III.5.2. Proses Pemurnian Selulosa

a. Timbang 100 gr batang pisang yang telah kering, dimasak dengan

steam untuk mengalami proses pelunakan.

b. Sebelum dimasak dengan NaOH dilakukan prehidrolisa yang

dimana serat dimasak dengan aquadest pada suhu 100 oC dengan

perbandingan 1 : 6 berat bahan, selama 1 jam.

c. Setelah diprehidrolisa, dilakukan penyaringan dan dikeringkan.

d. Proses selanjutnya dimasak dengan NaOH sesuai dengan variabel

yaitu 16%, 17%, 18%, 19%, 20% dengan perbandingan sesuai

variabel 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8 dimasak selama 2 jam pada suhu

105o C.

e. Kemudian pulp yang terbentuk dipisahkan dari cairan pemasaknya

dan dicuci dengan air suling hingga bersih.

f. Pulp yang telah mengalami proses pemasakan kemudian

diputihkan dengan menggunakan H2O2 2% sebanyak 1 liter dan

(25)

g. Cuci dan keringkan pulp yang dihasilkan dalam oven pada suhu

105o C selama hingga kering (berat tetap).

h. Kemudian dilakukan analisa kadar α-selulosa.

III.5.3. Analisa kadar α-selulosa

Sesuai dengan prosedur SII (Standar Industri Indonesia) 0443 – 81.

(26)

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

IV. 1. Hasil Penelitian

Tabel 4. 1 Data analisa awal batang pisang adalah sebagai berikut:

Jenis Pisang Kadar α-selulosa

(%)

Sobo 21,23

Santan 14,67

Raja Nangka 11,74

Candi 2,96

Klutuk 3,79

(27)

Tabel 4. 2 Kadar α-selulosa setelah proses Delignifikasi :

(28)

Tabel 4.3 Kadar α-selulosa batang pisang Raja Nangka :

Perbandingan

Grafik 4.1 Kadar α-selulosa batang pisang Raja Nangka dengan perbandingan

Konsentrasi NaOH

Grafik 4.2 Kadar α-selulosa batang pisang Raja Nangka dengan perbandingan

(29)

Tabel 4.4 Kadar α-selulosa batang pisang Sobo :

Perbandingan

Grafik 4.3 Kadar α-selulosa batang pisang Sobo dengan perbandingan Konsentrasi

NaOH

Grafik 4.4 Kadar α-selulosa batang pisang Sobo dengan perbandingan berat bahan

(30)

Tabel 4.5 Kadar α-selulosa batang pisang Santan :

Perbandingan

Grafik 4.5 Kadar α-selulosa batang pisang Santan dengan perbandingan

Konsentrasi NaOH

Grafik 4.6 Kadar α-selulosa batang pisang Santan dengan perbandingan berat

(31)

Tabel 4.6 Kadar α-selulosa batang pisang Klutuk :

Perbandingan

Grafik 4.7 Kadar α-selulosa batang pisang Klutuk dengan perbandingan

Konsentrasi NaOH

Grafik 4.8 Kadar α-selulosa batang pisang Klutuk dengan perbandingan berat

(32)

Tabel 4.7 Kadar α-selulosa batang pisang Candi :

Perbandingan

Grafik 4.9 Kadar α-selulosa batang pisang Candi dengan perbandingan

Konsentrasi NaOH

Grafik 4.10 Kadar α-selulosa batang pisang Candi dengan perbandingan berat

(33)

Dari tabel 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 dan 4.5 terlihat bahwa hasil yang terbaik

untuk batang pisang raja nangka konsentrasi NaOH 17% dan perbandingan berat

bahan dengan volume NaOH 1:8 adalah 87%. Untuk batang pisang sobo

konsentrasi NaOH 19% dan perbandingan berat bahan dengan volume NaOH 1:8

adalah 74,67%. Untuk batang pisang santan konsentrasi NaOH 18% dan

perbandingan berat bahan dengan volume NaOH 1:8 adalah 77,33%. Untuk

batang pisang klutuk konsentrasi NaOH 16% dan perbandingan berat bahan

dengan volume NaOH 1:8 adalah 87,3%. Untuk batang pisang candi konsentrasi

NaOH 17% dan perbandingan berat bahan dengan volume NaOH 1:8 adalah

86,3%. Penambahan NaOH dapat memperbesar kadar α-selulosa dari batang

pisang dikarenakan NaOH dapat mendegradasi lignin. Pada grafik dapat dilihat

terjadi fluktuatif dari hasil yang didapatkan, hal ini disebabkan karena dimana

pada soft wood terdapat banyak sekali impuritis daripada hard wood yang selama

ini banyak digunakan sebagai bahan baku pembuatan pulp sehingga

pendegradasian lignin pun mengalami fluktuatif. (Dietrich Fengel – Gerd

Wegener,1995) Pada grafik konsentrasi NaOH terendah mengalami penurunan,

hal ini disebabkan karena jumlah lignin yang dapat dilarutkan dalam NaOH

tersebut sangat rendah sehingga ikatan antar serat elementernya masih kuat,

sedangkan konsentrasi NaOH tertinggi mengalami penurunan, hal ini disebabkan

karena α-selulosa dapat terpecah dan larut dalam filtrat NaOH tersebut.

Perengkahan serat selulosa menggunakan basa kuat sama seperti reaksi epoksida.

Penambahan NaOH dengan konsentrasi 10-50% berat dapat membuka serat –

serat selulosa, itu sebabnya NaOH terlalu besar konsentrasinya belum tentu

menghasilkan α-selulosa yang tinggi begitu pula sebaliknya alkali terlalu rendah

konsentrasinya juga belum tentu menghasilkan α-selulosa yang tinggi. Untuk

mendapatkan α-selulosa yang tinggi tergantung dari jumlah impuritis yang

terdapat pada serat.

Dari analisa awal dapat dilihat terjadi perbedaan kadar α-selulosa

dengan hasil analisa sesudah delignifikasi. Berdasarkan dari fisiknya serat pisang

candi, rajanangka, santan, sobo lebih cepat teroksidasi dengan udara daripada

(34)

mempunyai α-selulosa yang lebih kecil dibanding dengan pisang yang lain.

Namun setelah diproses α-selulosanya lebih tinggi dibanding dengan yang lain.

Hal ini disebabkan karakteristik batang pisang merupakan jenis softwood dan

serat panjang sehingga mempunyai kandungan impuritis yang berbeda – beda.

Karakteristik utama serat adalah dapat menyerap liquid, impuritis yang

terkandung dalam batang pisang berbentuk ion yang tersuspensi dalam senyawa –

(35)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan

• Kadar α-selulosa yang tertinggi terdapat pada batang pisang klutuk

dengan α-selulosa yang didapat 87,3%.

• Perbandingan volume untuk semua jenis pisang mengalami

peningkatan yang sama yaitu pada perbandingan volume 1:8.

• Batang pisang merupakan jenis soft wood sehingga hasil yang

diperoleh mengalami naik turun berdasarkan grafik yang diperlihatkan

diatas.

V.2. Saran

• Saat pencucian harus dilakukan sebersih mungkin karena butuh air

yang banyak untuk membersihkan pulp dari lignin yang tersisa. Selain

itu jika kurang bersih dapat mengganggu proses bleaching yang

menyebabkan hasilnya kurang maksimal.

• Pada saat proses delignifikasi dan bleaching berlangsung, harap

dilakukan pengadukan setiap beberapa menit agar dapat diperoleh hasil

(36)

DAFTAR PUSTAKA

Billmeyer, F.W., Jr., 1971, “Textbook of Polymer Science”, 2nd ed., p.443 – 449, Wiley – Interscience, New York.

Fessenden, R. J., and Fessenden, J., 1997, “Dasar – Dasar Kimia Organik”, hal.610 – 611, Binarupa Aksara , Jakarta

George, T. Austin, 1975, “Shreve’s Chemical Process Industries”, 5 th ed., p.615 – 624, Mc Grew Hill International Edition, New York.

Hawley, G. G., Hampel, C.A., 1973, “The Encyclopedia of Chemistry”, 3rd ed., p.405 – 406, Van Nostrand Reinhold Company, New York.

Kirk, R. E., Othmer, D. F., 1952, “Encyclopedia Of Chemical Tecnology”, 4th ed., p.593 – p.616, The International Science Encyclopedia Inc., New York.

Saunders, K. J., 1973, “Organic Polymer Chemistry”, p.250 – 261, Mc. Graw Hill International Edition, New York.

Stevens Malcolm P., 2001, “Kimia Polimer”,PRADNYA PARAMITA. JAKARTA.

Standart Industri Indonesia, 1981, “Cara Uji Kadar Selulosa,α, β dan γ Dalam

Pulp”, Nomor 0443, hal. 1 – 3, Departemen Perindustrian Republik Indonesia.

Steven, M. P., 1995, “Kimia Polimer”, hal. 599, Pradnya Paramita, Jakarta.

Sudarnadi, Hartono, 1999, “Tumbukan Monokotil” hal. 14 – 15, Penebar Swadaya, Jakarta.

Ullmann, 1986, “Ullmann’s Encyclopedia Of Industrial Chemistry”, vol.5, VCH. Fengel Dietrich – Wegener Gerd, 1995, “KAYU”, Gajah Mada University Press.

Yogyakarta.

Rahma 2002, 2005, “Pembuatan selulosa asetat dari sabut siwalan”, Jurusan Teknik Kimia UPN “VETERAN” JATIM.

(http://72.14.235.104/search?q=cache:kzKWR4CnjB4J:www.deptan.go.id/t

eknologi/horti/tpisang2.htm+tanaman+pisang&hl=id&ct=clnk&cd=2&gl=

id)

(37)

(http://www.ncsu.edu/bioresources/BioRes_01/BioRes_01_2/BioRes_01_2_220_2

32_AbdulKhalil_SM_MalaysionPlantCellWalls.pdf)

Download pada 01 Maret 2008, pukul 11:17 AM

(http://72.14.235.104/search?q=cache:omEqHMACINUJ:buletinlitbang.dephan.g

o.id/index.asp%3Fvnomor%3D18%26mnorutisi%3D3+prosedur+penambahan+

asam+nitrat+pada+selulosa&hl=id&ct=clnk&cd=1&gl=id).

(http://www.freepatentsonline.com/4292426.html?highlight=4292426&stemming

=on)

(http://translate.google.co.id/translate?hl=id&langpair=en|id&u=http://www.int ota.com/experts.asp%3FstrSearchType%3Dall%26strQuery%3Ddelignification& prev=/translate_s%3Fhl%3Did%26q%3Ddefinisi%2Bdelignifikasi%26sl%3Did %26tl%3Den)

(38)

APPENDIX

• Pembuatan larutan NaOH 16%, 17%, 18%, 19%, 20%

Misal : Larutan NaOH 16%, 1:5, ρ = 1,1698 dengan berat bahan 70 gr

M =

• Pembuatan larutan NaOH 17,5 % sebanyak 1 lt

ρ = 1,1862

• Pembuatan larutan NaOH 8,3 % sebanyak 500 ml

(39)

• Pembuatan H2O2 2 %

M1 x V1 = M2 x V2

0,02 x 1000 = 0,5 x V2