PAPER TEKNOLOGI PENGOLAHAN LIMBAH
Pengolahan batang pohon pisang menjadi kertas
DISUSUN OLEH :
M. ARY SAPUTRA
05111002010
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN
JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
INDERALAYA
2014
BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kertas terbuat dari bahan baku yang disebut pulp, pulp ini berasal dari serat tanaman yang merupakan jalinan serat yang telah diolah sedemikian rupa sehingga membentuk suatu lembaran.Pulp dapat berasal dari kayu, bambu, padi dan tumbuhan lain yang mengandung serat, tetapi pada umumnya serat yang digunakan sebagai bahan baku kertas adalah kayu. Serat yang dapat diolah menjadi bahan baku kertas berupa selulosa, selulosa tersebut banyak terdapat pada tanaman.
Tingkat konsumsi kertas di Indonesia sangatlah tinggi. Menurut Indonesian Pulp & Paper Association Directory konsumsi kertas di Indonesia mencapai 5,96 juta ton pada tahun 2006. Tingginya tingkat konsumsi kertas tersebut membuat pohon yang merupakan bahan baku pembuatan kertas semakin berkurang. Tercatat 65 – 97 juta pohon ditebang untuk memenuhi kebutuhan akan kertas para angkatan kerja di Indonesia (papersaverblog.com). Jika masalah ini terus dibiarkan maka pepohonan yang ada di Indonesia akan habis dan akan timbul berbagai bencana alam akibat gundulnya hutan.
Berdasarkan keadaan hutan yang semakin berkurang akibat penebangan pohon, penggunaan kayu sebagai bahan baku kertas serta daur hidup pohon itu sendiri yang sangat lama, maka perlu dicari solusi untuk memecahkan masalah ini. Solusi dilakukan dengan mencari jenis tanaman lain yang memiliki kandungan serat (selulosa) seperti kayu sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan kertas.
Pisang merupakan tanaman perkebunan yang banyak dibudidayakan di negara tropis seperti Indonesia. Selama ini pisang hanya dimanfaatkan pada buah dan daunnya, sedangkan pelepah batang pisang kurang banyak dimanfaatkan. Pelepah batang pisang mempunyai kandungan serat (selulosa) yang cukup tinggi serta daur hidup pisang relatif pendek, hal itu sangat memungkinkan untuk menggantikan kayu sebagai bahan baku pembuatan kertas.
Pada tahun 2003, produksi pisang Indonesia mencapai 2.374.841 ton dengan luas sekitar sekitar 56.728 ha.Selanjutnya pada tahun 2004, produksi dan luas tersebut meningkat menjadi 2.758.708 ton dan 65.897 ton. Atas dasar itu, maka potensi pelepah batang pisang pada tahun 2002-2003 mencapai sekitar 79.603.169-92.469.504 ton (Sumarjono, 2004; Anonim, 2005/2006). Pelepah pisang diharapkan baik dipergunakan sebagai bahan baku pulp untuk kertas, karena berkadar lignin rendah (5%), selulosa (63-64%) dan hemiselulola (20%) tinggi, sedangkan seratnya relatif panjang sekitar 4,29 mm. Kadar lignin yang rendah dari pelepah merupakan keuntungan lain karena proses pembuatan pulp relatif membutuhkan bahan pemasak yang relatif sedikit dan waktu yang relatif singkat sehingga memberikan keuntungan secara ekonomis.
Proses pembuatan kertas di Indonesia biasanya dilakukan dengan proses asam maupun basa. Dari proses tersebut limbah yang dihasilkan oleh pabrik kertas adalah klorin (Cl), sulfur (S), sodium (Na), dan Silika (SiO2). Limbah yang dihasilkan tersebut sangat berbahaya karena klorin (Cl) akan menurunkan pH tanah sehingga akan mengurangi tingkat penyerapan mineral pada tanaman. Sulfur (S) akan mempengaruhi rasa dan bau dalam air, selain itu kandungan sulfur yang terlalu tinggi dalam air dapat menimbulkan diare. Silika harus dihilangkan dari pemanas air untuk mencegah terjadinya pembentukan zat padat dalam pemanas, sedangkan sodium akan mengganggu permeabilitas tanah.
Pencemaran lingkungan tersebut dapat kita cegah dengan menggunakan metode Emil Heuser. Metode Emil Heuser adalah metode pembuatan kertas dengan menggunakan pelarut asam phosphate dan asam asetat glasial sebagai acetylating agent sehingga akan menghasilkan limbah yang ramah lingkungan karena asam fosfat yang encer yang dihasilkan sebagai produk samping yang lebih mudah dipulihkan (recovery) daripada dengan metode lainnya seperti metode kraft atau basa. Metode ini ini dapat memberikan solusi mengenai permasalahan lingkungan yang ditimbulkan akibat proses pembuatan kertas. Sehingga dengan memanfaatkan pelepah batang pisang sebagai bahan baku kertas dengan metode Emil Heuser akan menyelesaikan 3 masalah lingkungan yaitu masalah penebangan hutan, pemanfaatan optimum pelepah pisang dan limbah produksi kertas.
1.2. Tujuan
Mengetahui manfaat dari pelepah daun pisang
Mengetahui pengolahan pelepah daun pisang menjadi bahan baku kertas
Mengetahui metode Emil hauser
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Pelepah Batang Pisang
Pelepah batang pisang memiliki serat putih yang sangat kuat sehingga tidak diperlukan pemutihan, dan dapat diproduksi setebal 20 gsm. Pelepah batang pisang terdiri dari 2 lapisan yang dapat menghasilkan bermacam produk sekaligus. Lapisan luar berstruktur kasar, kekuatan basah tinggi, sifat barrier, dan tidak mudah terbakar. Lapisan dalam mempunyai sifat yang sama namun berstruktur serat lebih halus.
2.2. Proses Pembuatan Kertas dengan metode Emil Heuser
Proses Emil Heuser adalah proses pemisahan serat dengan menggunakan asam phosphat sebagai pelarut dan asam asetat glacial sebagai acetylating agent. Keunggulan proses ini bila dibandingkan dengan proses lain (proses celanese) adalah asam fosfat yang encer yang dihasilkan sebagai produk samping yang lebih mudah dipulihkan (recovery) dibandingkan dengan asam asetat encer yang dihasilkan dari proses celanese. Selain itu penggunaan asam asetat glasial sebagai acetylating agent lebih murah dan lebih mudah didapatkan dibandingkan dengan asam asetat anhidrat.
Dengan menggunakan proses ini diharapkan permasalahan lingkungan yang dihadapi oleh industri pulp dan kertas akan dapat diatasi. Hal ini karena proses Emil Heuser memberikan beberapa keuntungan, antara lain yaitu rendemen pulp yang dihasilkan tinggi, daur ulang lindi hitam dapat dilakukan dengan mudah, tidak menggunakan unsur sulfur sehingga lebih aman terhadap lingkungan, dapat menghasilkan by-products (hasil sampingan) berupa lignin dan hemiselulosa dengan tingkat kemurnian tinggi. Keuntungan lain dari metode Emil Heuser adalah temperature pulping yang relatif lebih rendah dan waktu pulping yang relatif singkat rendah daripada proses lainnya. Ini secara ekonomis dapat mengurangi biaya produksi, dan dapat dioperasikan secara ekonomis pada kapasitas terpasang yang relatif kecil yaitu sekitar 200 ton pulp per hari.
Berikut merupakan tahap-tahap pembuatan kertas dengan metode Emil Heuser :
Pengurangan kadar air
Pengurangan kadar air pada zat yang akan digunakan sebagai bahan baku kertas dilakukan dengan proses pemanasan, baik dengan penjemuran maupun proses oven.
2. Ekstraksi lemak
Proses ekstraksi lemak ini bertujuan untuk menghilangkan kadar lemak dalam suatu bahan, biasanya dengan menggunakan campuran antara dietil eter dan etanol 95% dengan komposisi 2:1 (Sun dkk, 2004). Ekstraksi lemak ini dlakukan selama 2 jam, kemudian kita dapat menhitung kadar lemak dalam bahan tersebut dengan membandingkan berat zat sebelum ekstraksi dengan sesudah ekstraksi.
3. Pulping
Proses pulping ini bertujuan untuk menghilangkan lignin yang terikat pada selulosa sehingga diperoleh selulosa murni. Lignin dihilangkan karena dapat membuat kertas mengalami degradasi (www.wikidot.com). Proses ini dilakukan dengan menggunakan asam phosphat 85% (sebagai pelarut) dan asam asetat glacial (sebagai acetylating agent), campuran tersebut kemudian dipanaskan pada suhu tertentu.
4. Bleaching
Proses ini merupakan tahap pemutihan kertas. Bleaching bisa dilakukan dengan menambahkan senyawa peroksida, klorin, maupun ozon.Penggunaan senyawa yang mengandung klorin dalam proses bleaching saat ini dihindari karena klorin dapat mengakibatkan pencemaran yang serius terhadap lingkungan. Oleh karena itu, diperlukan metode lain dalam proses bleaching sehingga tidak menimbulkan pencemaran lingkungan yang serius. Salah satu cara yang paling ramah lingkungan adalah dengan menambahkan peroksida dan asamasetat dengan katalis H2SO4 pada pulp, kemudian dipanaskan. Keuntungan dari proses bleaching dengan metode ini adalah untuk meningkatkan derajat putih kertas dan untuk mendegradasi lignin (delignifikasi) yang mungkin masih terdapat dalam pulp. Selain itu, keuntungan lain dari penggunaan bahan ini adalah tidak merusak selulosa, menyempurnakan proses asetilasi dan bebas klor (Hidayati,2000).
5. Penentuan bilangan permanganat pulp
Bilangan Permanganat digunakan untuk menentukan tingkat kematangan atau daya terputihkan dari suatu pulp kimia. Hal ini berkaitan dengan proses delignifikasi. Kandungan lignin dalam pulp sangat erat hubungannya dengan bilangan permanganat. Ini didasarkan pada prinsip bahwa lignin akan menkonsumsi kalium permanganat dengan kecepatan yang jauh lebih tinggi dari pada komponen-komponen karbohidrat di dalam pulp. Sehingga penggunaan kalium permanganat bisa digunakan untuk mengukur kandungan lignin didalam pulp. Kandungan lignin di dalam pulp semakin rendah dengan rendahnya bilangan kappa dan bilangan permanganat (Hidayati, 2000).
6. Penentuan Kekuatan dan Elastisitas Kertas
Proses penentuan kekuatan dan elastisitas kertas ini ditentukan dengan menggunakan metode tarik, sehingga kita mengetahui kekuatan serta elastisitas kertas.
7. Karakterisasi Kertas
Proses karakterisasi ini biasanya menggunakan spectrum FTIR (Fourier Transform Infrared), dengan FTIR kita dapat melihat struktur selulosa dalam kertas, sehingga kita dapat membandingkan struktur dari kertas dengan berbagai variable maupun dengan kertas hasil industri . FTIR disetting pada nicolet spectrometer 750 pada rentang 4000 – 400 cm-1 menggunakan disc kBr dengan sampel sebanyak 1%.
BAB III
PEMBAHASAN
Saat ini batang pohon pisang dapat diolah menjadi kertas atau sering juga disebut art paper. Batang pohon pisang memiliki serat putih yang sangat kuat sehingga tidak diperlukan pemutihan, dan dapat diproduksi setebal 20 gsm. Batang pohon pisang terdiri dari 2 lapisan yang dapat menghasilkan bermacam produk sekaligus. Lapisan luar berstruktur kasar, kekuatan basah tinggi, sifat barrier, dan tidak mudah terbakar. Produk lapisan luar berupa veneer dekorasi, laminasi struktur, dan kayu lapis. Lapisan dalam mempunyai sifat yang sama namun berstruktur serat lebih halus. Produk lapisan dalam berupa veneer dekorasi, kertas, dan kertas kemasan.
Proses pembuatan kertas dari bahan batang pisang pertama-tama yang harus dilakukan adalah, batang pisang tadi dipotong kecil-kecil dengan ukuran berkisar 25 cm, lalu di jemur di bawah terik matahari hingga kering. Setelah batang pisang tadi kering proses berikutnya adalah dengan cara direbus sampai menjadi lunak, namun pada saat proses perebusan sebaiknya di tambah dengan formalin atau kostik soda maksudnya adalah di samping untuk mempercepat proses pelunakan juga untuk menghilangkan getah-getah yang masih menempel pada batang pisang tadi, pada proses berikutnya batang pisang yang sudah lunak tadi disaring dan dibersihkan dari zat-zat kimia tadi baru kemudian di buat bubur (pulp) dengan cara di blender.
Jika ingin mendapat serat yang sangat halus, maka proses penghancurannya akan lebih lama dibanding jika ingin mendapat serat yang kasar. Lalu proses selanjutnya adalah penjemuran. Setelah batang pisang tadi dihaluskan, letakan di atas cetakan sablon, lalu dijemur hingga kering. Kalau panasnya bagus, sehari juga cukup untuk proses penjemuran ini. Setelah kertas kering, kemudian proses selanjutnya adalah pewarnaan, dalam proses ini kita dapat langsung menggunakan kertas yang sudah kering tersebut atau dapat juga kita tambahkan warna.
Untuk pewarnaannya, kita dapat menggunakan bahan dari alam seperti gambir, kunyit, atau daun pandan. Untuk pewarna buatan, kita dapat menggunakan sepuhan atau perwarna pakaian. Proses pewarnaannya pun ada dua macam, yang pertama dengan proses pencelupan dan yang kedua adalah dengan proses pentotolan menggunkan spons. Kalau kita mau satu warna tinggal dicelup saja. Tapi kalau kita ingin variasi warna kita tinggal gabungkan, ambil warna pertama dengan spons, lalu siram di atas kertas. Tunggu sebentar lalu siram warna kedua.
Untuk mengurangi pencemaran lingkungan akibat penggunaan zat kimia dalam kertas metode Emil Hauser dapat menjadi solusinya. Metode Emil Hauser adalah metode pembuatan kertas dengan menggunakan pelarut asam phosphate dan asam asetat glasial sebagai acetylating agent sehingga akan menghasilkan limbah yang ramah lingkungan karena asam fosfat yang encer yang dihasilkan sebagai produk samping yang lebih mudah dipulihkan (recovery) daripada dengan metode lainnya seperti metode kraft atau basa.
BAB IV
PENUTUP
4.1. Kesimpulan
Pelepah daun pisang merupakan limbah yang dapat diolah sebagai bahan baku dalam pembuatan kertas.
Pengoalahan daun pisang memiliki beberapa cara salah satu yang dapat dilakukan yaitu metode Emil Hauser.
Metode Ehmi hauser merupakan pengolahan kertas yang dapat mengurangi dampak pencemaran ke lingkungan.
4.2. Saran
Diharapkan pabrik kertas dapat mengganti penggunaan kertas dari bahan baku kayu menjadi pelepah pisang guna mengurangi penggunaan kayu. Selain itu diharapkan pabrik kertas menggunakan metode Emil hauser agar dapat mengurangi dampak negatif zat yang terkandung dalam kertas ke lingkungan.
DAFTAR PUSTAKA
Hidayati, S. 2000. Pemutihan Pulp Ampas Tebu Sebagai Bahan Dasar Pembuatan CMC.
Jurnal Agrosains Vol.13(1).
Lisnawati. 2000. Biologi Serat Abaca dan Musa sp Lain Berdasarkan Sifat fisis kimia dan
Kelayakan untuk Bahan Baku Pulp dan Paper. Skripsi, Fakultas MIPA. Bogor :
Institut Pertanian Bogor.
Saputra, Ary.(2014) online. http://chemichemo.wordpress.com/2012/07/03/kertas-dari-
batang-pohon-pisang-metode-emil-heuser-2/ diakses pada tanggal 2 maret 2014.
Saputra, Ary.(2014) online. http://dinda91blog.blogspot.com/2011/06/pembuatan-kertas-
dari-batang-pohon.html diakses pada tanggal 2 maret 2014.
