PEMANFAATAN PEMANFAATAN LIMBAH BATANG B ATANG PISANG (Musa sp.) sp.) SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN BAKU PEMBUAT KERTAS DI KALIMANTAN SELATAN Chairul Irawan*), Dwita Ariyanti, Pradifta Hernanda Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Lambung Mangkurat
* Email:
[email protected] [email protected] Kebutuhan terhadap kertas di Indonesia mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Pada tahun Abstrak- Kebutuhan 2005 konsumsi kertas di Indonesia mencapai 5,60 juta ton dan pada tahun 2009 sebesar 6,45 juta ton. Semakin banyaknya kebutuhan terhadap kertas tersebut mengharuskan adanya alternatif pengganti bahan pembuatan kertas selain dari serat kayu. Salah satu tanaman yang berpotensi sebagai alternatif pengganti bahan pembuat kertas adalah batang pisang. Penelitian ini memanfaatkan memanfaatkan limbah batang pisang mahuli mah uli dengan tujuan untuk menganalisa pengaruh perbandingan volume larutan dan massa batang pisang (L/kg) serta temperatur pemasakan (oC) terhadap perolehan pulp perolehan pulp,, menentukan besarnya perolehan pulp, perolehan pulp, gramatur dan kadar air kertas pada perbandingan volume larutan dan massa batang pisang (L/kg) dan temperatur o pemasakan ( C) serta mengetahui struktur morfologi dari kertas yang memiliki perolehan terbaik. Penelitian ini dilakukan dengan memasak limbah batang pisang mahuli dengan larutan NaOH selama 60 menit untuk menghasilkan pulp, pulp, kemudian pulp dibersihkan dan disaring serta diberi bahan pewarna. Pulp Pulp dicetak menggunakan screen pulp sehingga pulp sehingga menghasilkan kertas setelah mengalami pengeringan. o o o Variasi yang dilakukan yaitu temperatur pemasakan 100 C, 110 C dan 120 C; serta perbandingan antara volume larutan dan massa potongan batang pisang 2/1, 3/1, 5/1 dan 7/1 (L/kg). Kesimpulan dari hasil eksperimen didapatkan nilai rendemen pulp pulp pada berbagai variasi berkisar antara 29,57-76,21%. 2 Sedangkan gramatur dan kadar kertas air yang didapat berkisar antara 83,83-455,00 g/m dan 4,6722,67%. Selain itu, didapat pula bahwa struktur morfologi kertas dengan rendemen pulp rendemen pulp tertinggi tertinggi yaitu kertas mengandung serat yang tersebar dengan lebih merata dibandingkan serat bahan, serat terlihat lebih kasar yang diakibatkan oleh proses pemasakan dan diameter serat yang dihasilkan berkisar antara 3-8µm. pulp, kertas, limbah batang pisang, proses soda. Keywords : pulp, kertas, This research deals with the investigation of waste of banana pseudo stem as the alternative Abstract- This raw material to produce paper. This study utilized waste of banana pseudo stem type Mahuli to analyze the effect of solution volume and banana pseudo stem mass ratio (L/kg), effect of chemical pulping o temperature( C) to the yield of pulp, determined the yield of pulp, grammature and moisture content of paper, and analyzed the morphology structure of paper. Clean of banana pseudo stem waste was reacted with NaOH solution in 60 minutes to produce pulp, then pulp was cleaned and filtered. Pulp was printed using screen pulp and the pulp was dried. The variation of chemical pulping temperatures was o o o 100 C, 110 C and 120 C; and the ratio of solution volume and crops of banana pseudo stem waste was 2/1, 3/1, 5/1 and 7/1 (L/kg). The results showed that the highest yield reached in every variation were 2 about 29,57-76,21%, the grammature and moisture content were about 83,83-455,00 g/m and 4,6722,67% respectively. The morphology of paper was more fibrous than the morphology of banana pseudo stem as raw material material which effected by pulping process. process. waste, soda process. Keywords : pulp, paper, banana pseudo stem waste,
PENDAHULUAN
Kertas merupakan salah satu produk industri yang sangat penting. Kebutuhan kertas di Indonesia meningkat setiap tahunnya, ditunjukkan dengan jumlah kebutuhan kertas yang mencapai 5,60 juta ton pada tahun 2005 dan sebesar sebesar 6,45 juta ton pada tahun 2009 (Pusat Grafika Grafika Indonesia, 2012).
2
Semakin berkembangnya ilmu pengetahuan dan pendidikan adalah salah satu faktor yang menyebabkan semakin besarnya kebutuhan manusia terhadap kertas. Selain untuk mendukung perkembangan ilmu pengetahuan dan pendidikan, semakin besarnya kebutuhan terhadap kertas ini pun dikarenakan kertas juga dapat digunakan sebagai bahan pembuat produk lain, seperti amplop, map,
dan dapat dikreasikan untuk menghasilkan barang seni seperti album foto, kartu ucapan, undangan, dan lain-lain. Seiring dengan pertumbuhan populasi global, permintaan untuk berbagai produk kayu meningkat terutama permintaan terhadap kertas. Akibatnya, harus terus diupayakan penemuan sumber daya baru sebagai alternatif bahan baku kayu (Seber and Lloyd, 1996; Hague et al ., 1998). Salah satu bahan baku alternatif yang dapat digunakan sebagai bahan pembuat kertas adalah batang pisang. Batang pisang dapat digunakan sebagai bahan alternatif pembuatan kertas karena mengandung selulosa yang tinggi yaitu sebanyak 46 % (Venkateshwaran and Elayaperumal, 2010). Dengan penggunaan batang pisang ini maka akan menambah nilai tambah dari limbah tanaman pisang sehingga dapat dimanfaatkan menjadi bahan baku kertas yang potensial. Material utama dari kertas adalah selulosa. Selulosa tersebut dapat berasal dari bahan kayu maupun bahan bukan kayu. Bahan kayu memiliki kandungan selulosa yang terikat oleh lignin. Sedangkan bahan bukan kayu memiliki kandungan selulosa yang terikat oleh lignin dan pektin. Bahan alam selain kayu yang dapat menjadi bahan pembuat kertas dapat diperoleh dari limbah hasil pertanian, seperti limbah batang pisang (Hamilton, 1990). Syarat bahan alam selain kayu yang dapat diolah menjadi bahan baku kertas antara lain: a. Berserat b. Kadar selulosa lebih dari 40 % c. Kadar lignin kurang dari 25 % (Stephenson, 1950). Kertas merupakan produk yang berasal dari pengolahan lebih lanjut dari pulp yang bebas dari lignin dan bahan lainnya (Siahaan, 1994). Sekitar 30% total produksi kertas digunakan untuk menulis dan mencetak. Sisanya digunakan untuk pembuatan tissue dan packaging . Penggunaan lain dari kertas yaitu dibuat sebagai karton dan kardus yang mana ketiganya berbeda dalam ketebalan dan berat (Kirk and Orthmer, 1981). Berdasarkan penggunaannya, kertas dibagi menjadi ketas budaya, kertas industri dan kertas struktural (Kristianty, 2004). Kertas budaya atau kertas halus ( fine paper) adalah kertas yang digunakan sebagai kertas tulis, kertas cetak, kertas gambar, majalah, dan koran. Kertas industri adalah kertas yang digunakan oleh industri untuk pengemasan. Golongan kertas ini antara lain kertas medium, kertas kraft , kertas sampul, kertas duplex dan kertas manila. Sedangkan kertas struktural adalah kertas yang digunakan untuk keperluan rumah tangga seperti tissue. Umumnya proses pembuatan kertas terbagi menjadi dua kelompok
besar yaitu proses pembuatan pulp dan pencetakan kertas. Proses pembuatan kertas secara umum dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Proses Pembuatan Kertas secara Umum (Siahaan, 1994). Produksi kertas dan karton umumnya menggunakan basis berat dengan berat per unit area sebagai satuan pengukuran kertas. Ukuran ini dinyatakan dalam satuan grams per square meter atau g/m2 (GSM). Ukuran GSM tersebut berbeda berbeda berdasarkan jenis kertas yang diproduksi, 2 2 yaitu sebesar 16-57 g/m untuk tissue; 49 g/m untuk newsprint; 49-98 g/m2 untuk grocery bag ; 60-150 g/m2 untuk jenis fine paper ; 151-194 g/m2 untuk 2 karton; dan 195-586 g/m untuk kardus. Karakteristik lain dari kertas dapat diketahui dari ukuran panjang dan lebar sisinya, dimana ukuran 44,32 x 55,9 cm untuk jenis finepaper ; 61,0 x 91,4 cm untuk newsprint ; dan 63,5 x 96,5 cm untuk berbagai kertas buku (Kirk and Orthmer, 1981). Pabrik pembuat kertas mengolah kertas melalui proses mekanik, proses kimia (chemical pulping ), dan semi kimia-mekanis. Melalui proses kimia, pembuangan lignin dilakukan dengan bantuan zat kimia. Proses pulping ini disertai dengan proses penyaringan ( screening ), pembersihan (washing ), pemutihan (bleaching ) dan pemurnian ( purification). Hasil dari proses pulping dinamakan pulp. Pulp adalah bahan yang selanjutnya dapat dibuat menjadi kertas, kardus, dan produk lain yang serupa. Pulp merupakan serat dari selulosa yang mengalami pemasakan. Sumber utama dari pulp adalah kayu. Namun terdapat sumber lain untuk menghasilkan pulp, antra lain adalah batang dari tanaman pisang (Kirk and Orthmer, 1981). Pemilihan jenis proses pembuatan pulp tergantung kepada spesies bahan baku yang tersedia dan penggunaan akhir dari pulp yang diproduksi. Macam – macam proses pembuatan pulp secara kimia ini antara lain: a. Proses Sulfit Proses ini merupakan proses pemasakan dengan metode asam. Bahan baku dalam proses ini adalah kayu lunak. Larutan perebus yang digunakan adalah 7 % berat SO , 4,5 % H SO , Mg(H SO ) 2
3
2
4
2
3 2
dan 2,5 % berat Ca(HSO ) . Proses pemasakan 3 2
berkisar antara 50000-1000000 gr/mol. Berdasarkan kelarutan dalam NaOH 17,5 % (w/w), selulosa dikelompokkan menjadi: a. α– selulosa, tidak larut dalam pelarut NaOH 17,5 %(w/w) pada 20 oC b. β– selulosa, larut tetapi akan mengendap lagi bila ditambah asam c. γ– selulosa, larut dan akan mengendap lagi bila ditambah alkohol. Bahan pembuat kertas (α– selulosa) dan bahan yang tidak larut (β–selulosa dan γ– selulosa) disebut dengan hemiselulosa. Sifat kimia selulosa sesuai dengan derajat polimerisasi (panjang serat) dan gugus aktif alkohol yang dimilikinya. Semakin panjang rantai selulosa, semakin kuat dan tahan degradasi baik secara fisik (panas), kimia, maupun biologis. Sedangkan sifat fisik selulosa tergantung dari dimensi serat (panjang rantai 500-1000Ǻ, lebar
o
dijalankan pada suhu 125 – 160 C, tekanan 70 – 90 Psi dan waktu 7 – 12 jam (Stephenson, 1979). Pulp yang dihasilkan berwarna keruh, tetapi mudah dipucatkan. Kerugian yang timbul adalah larutan pemasak menggunakan bahan dasar kation calsium, yang akan mempersulit dalam mengambilnya. Calsium akan menyebabkan kerak pada alat – alat pemasak (Austin G., 1988). b. Proses Soda Proses ini merupakan proses pemasakan dengan metode basa. Larutan perebus yang digunakan adalah NaOH. Proses ini sangat cocok digunakan untuk bahan baku non – kayu. Proses ini lebih menguntungkan dari segi teknis dan ekonomis dibandingkan dengan menggunakan proses lain, karena tidak membuat limbah yang begitu berbahaya di lingkungan sekitar (Sugesty, 1998). Proses pulping ini disebut pula proses alkali dengan menggunakan NaOH. Selulosa bersifat tidak larut dalam alkali NaOH, sedangkan lignin, hemiselulosa, pectin dan komponen serat lainnya bersifat larut. Dari proses pulping akan diperoleh pulp atau bubur kertas (Onggo dkk, 2004). Aktivitas pertanian dari pisang menghasilkan banyak residu, karena setiap pohon hanya menghasilkan satu tandan yang berisi buah-buah pisang (Cordeiro et al ., 2003). Setelah tandan tersebut dipanen, batang pisang tersebut dipotong dan biasanya ditinggal di permukaan tanah. Dari hal tersebut dapat diperkirakan banyaknya limbah pisang yang dihasilkan setiap tahunnya pada suatu daerah. Selain aktivitas penanaman pisang yang banyak tersebut, keuntungan lain menggunakan limbah batang pisang sebagai bahan pembuat kertas yaitu serat pisang memiliki kandungan lignin yang rendah. Komposisi kimia yang ada pada serat batang pisang dapat dilihat pada Tabel 1.
9Ǻ tebal 4,7Ǻ). Semakin panjang serat maka serat
semakin kuat (Hamilton, 1990). Kalimantan Selatan sebagai wilayah yang beriklim tropis, memiliki bermacam-macam buah buahan tropis, termasuk buah pisang yang sebagian di antaranya yaitu jenis manurun (kepok), awa, mahuli, dan lain-lain (Antarlina, 2005). Pada tahun 2011, terhitung sebanyak 1.450.000 pohon pisang yang tertanam di daerah ini (Dinas Pertanian Tanaman Pangan dan Hortikultura Provinsi Kalimantan Selatan, 2012). Tanaman pisang banyak tumbuh di berbagai lokasi, baik di lahan rawa (lebak dan pasang surut), maupun di lahan kering. Pada tahun 2011 produksi tanaman pisang yang besar tersebut menyebabkan banyaknya limbah yang selama ini tidak dimanfaatkan. Sehingga dengan adanya penelitian ini limbah berupa batang pisang tersebut dapat digunakan sebagai bahan pembuat kertas. METODE PENELITIAN
Tabel 1. Komposisi Kimia Serat Batang Pisang Komposisi Kimia Kandungan (%) Lignin
9
Cellulose
46
Hemicelluloses
38,54
Ash
8,3
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah batang pisang mahuli (setiap ±1 meter bagian tengah pohon), NaOH 18%, akuades, kunyit, HCL 37% dan phenolphthalein (sebagai bahan standarisasi larutan NaOH). Bahan baku berupa limbah batang pisang diambil bagian tengah pohonnya sepanjang ± 1 meter. Lembaran batang pisang dipotong hingga setiap sisi berukuran 4-6 cm. Potongan batang pisang tersebut ditimbang sebagai berat basah. Limbah batang pisang yang basah tersebut kemudian dikeringkan. Limbah batang pisang ditimbang. Dalam proses pembuatan pulp, potongan batang pisang dimasak dengan larutan NaOH 18 % (w/w). Perbandingan komposisi antara volume larutan NaOH dan massa batang pisang adalah
(Sumber:Venkateshwaran dan Elayaperumal, 2010) Potongan batang pisang dapat dijadikan sebagai sumber selulosa (Oliveira et al ., 2002). Selulosa adalah polisakarida (C6H10O5)n (n= 250500) yang berupa serat dengan berat molekul
4
sebesar 2/1, 3/1, 5/1, dan 7/1 (L/kg). Setiap variasi perbandingan komposisi dimasak di dalam autoclave o o selama 60 menit pada suhu 100 C, 110 C dan 120 o C. Limbah batang pisang yang telah dimasak, ditimbang dan dicuci. Kemudian pulp ditimbang. Bahan pewarna yang digunakan dalam proses pewarnaan adalah kunyit. Sebanyak 100 gram kunyit dihaluskan dan disaring. Sari dari kunyit tersebut ditampung dalam gelas beker. Bahan pewarna alami yang telah dibuat dicampur dengan pulp. Pulp diuraikan seratnya dengan menggunakan blender . Setelah homogen, pulp dituangkan ke dalam screen pulp, dipadatkan dan diratakan permukaannya. Pulp yang telah dicetak kemudian dikeringkan dengan udara terbuka selama 24 jam. Setelah kering, pulp yang telah menjadi kertas dilepas dari cetakan.
Tabel 2. Hasil Analisis Rendemen Pulp Komposisi volume larutan dan massa batang pisang (L/kg)
No
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Suhu o ( C)
Rendemen (%)
100 110 120 100 110 120 100 110 120 100 110 120
29,57 35,59 43,92 54,12 54,93 57,95 55,12 66,52 76,21 34,58 44,72 46,17
2/1
3/1
5/1
7/1
Rendemen pulp menunjukkan jumlah pulp yang dihasilkan dari setiap pemasakan batang pisang dengan larutan NaOH. Penentuan nilai rendemen ini dilakukan dengan metode Datta (1981). Hubungan antara nilai rendemen dengan perbandingan komposisi antara volume larutan dan massa batang pisang pada suhu pemasakan 100 oC ditunjukkan pada Gambar 4.1. Gambar 2. Rangkaian Alat Pembuatan Pulp
80 70
HASIL DAN PEMBAHASAN
60
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbandingan volume larutan dan massa batang pisang (L/kg) serta temperatur pemasakan (oC ) terhadap perolehan pulp, mengetahui perolehan pulp yang dihasilkan dari variasi perbandingan volume larutan dan massa batang pisang (L/kg) serta temperatur pemasakan (oC), menentukan gramatur (g/m2) dan kadar air (%) dari kertas yang dihasilkan dan menganalisa struktur morfologi dari kertas yang memiliki perolehan terbaik. Analisa rendemen pulp ditampilkan pada tabel 2.
54,12
55,12
) 50 % ( n40 e m30 e d n e20 R
34,58 29,57
10 0 2/1
3/1
5/1
7/1
Komposisi volume/massa (L/kg) Gambar 3. Hubungan antara rendemen (%) dengan perbandingan komposisi volume larutan dan massa batang pisang (L/kg) pada suhu 100 oC Gambar 3. menunjukkan bahwa nilai o rendemen pada suhu 100 C mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya perbandingan
5
komposisi antara volume larutan pemasak dan massa batang pisang. Meningkatnya nilai rendemen disebabkan oleh peningkatan volume larutan NaOH pada pemasakan. Peningkatan volume larutan NaOH membuat lignin yang terlarut pada larutan tersebut semakin meningkat. Namun pada perbandingan volume larutan pemasak dan massa batang pisang 7/1 (L/kg), rendemenen mengalami penurunan. Penurunan ini terjadi dikarenakan pada pemasakan dengan volume yang berlebih cenderung akan merusak selulosa sehingga lignin sekaligus selulosa terlarut dan terbuang menjadi limbah pemasakan yang menjadikan rendemen berkurang.
80 60 ) % ( n e m e d n e R
66,52
50
54,93
40
44,72
30 20 10 0 3/1
5/1
o
10 0 3/1
46,17
5/1
7/1
Pada suhu pemasakan 120 C seperti terlihat pada Gambar 5, rendemen pulp yang didapatkan mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya perbandingan komposisi antara volume larutan dan massa batang pisang. Peningkatan rendemen ini terjadi karena adanya peningkatan volume larutan pemasak, yaitu NaOH. Peningkatan volume larutan NaOH akan semakin melarutkan lignin yang terkandung pada batang o o pisang. Namun, seperti pada suhu 100 C dan 110 C, pada perbandingan komposisi massa batang pisang dan volume larutan NaOH 7/1 (L/kg) terjadi penurunan nilai rendemen. Hal tersebut terjadi karena pada pemasakan dengan volume yang berlebih cenderung akan merusak selulosa sehingga selulosa menjadi terlarut dan terbuang menjadi limbah pemasakan yang menjadikan rendemen berkurang.
20
2/1
40
57,95
Gambar 5. Hubungan antara rendemen (%) dengan perbandingan komposisi volume larutan dan massa batang pisang (L/kg) pada suhu 120 oC
35,59
30
43,92
Komposisi volume/massa (L/kg)
60 ) % ( n e m e d n e R
50
2/1
80 70
76,21
70
7/1
Komposisi volume/massa (L/kg) Gambar 4. Hubungan antara rendemen (%) dengan perbandingan komposisi volume larutan dan o massa batang pisang (L/kg) pada suhu 110 C Pada Gambar 4. ditunjukkan bahwa o rendemen pulp pada suhu 110 C mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya perbandingan komposisi antara volume larutan dan massa batang pisang. Peningkatan rendemen ini terjadi karena adanya peningkatan volume larutan pemasak, yaitu NaOH. Peningkatan larutan NaOH akan semakin melarutkan lignin yang terkandung pada batang pisang. Namun pada perbandingan komposisi massa batang pisang dan volume larutan NaOH 7/1 (L/kg) terjadi penurunan nilai rendemen. Penurunan nilai rendemen ini terjadi karena pada pemasakan dengan volume yang berlebih cenderung akan merusak selulosa. Sehingga lignin sekaligus selulosa terlarut dan terbuang menjadi limbah pemasakan yang menjadikan rendemen berkurang.
6
Tabel 3. Hasil Analisis Gramatur dan Kadar Air 2/1 (L/kg) Kertas
90 80
76,21
70 60
66,52 54,12
54,93 55,12
3/1 (L/kg)
No
Komposisi volume larutan dan massa batang pisang (L/kg)
Suhu o ( C)
Gramatur 2 (g/m )
1
2/1
100
83,83
12,33
2
110
107,00
10,50
3
120
101,67
4,67
100
83,33
17,67
5/1 (L/kg) 57,95
) % 50 ( 44,72 n 43,92 e 40 34,58 m 35,59 e d 30 29,57 n e R 20
7/1 (L/kg)
46,17
Kadar air (%)
10
4
0
5
110
109,87
12,17
6
120
145,00
8,67
100
96,89
20,17
8
110
135,00
19,17
9
120
153,33
15,50
100
125,93
22,67
11
110
136,67
21,83
12
120
455,00
18,67
100
110
120
Suhu 0C
7
Gambar 6. Hubungan antara rendemen (%) dengan suhu pemasakan (oC) serta perbandingan volume larutan NaOH dan massa batang pisang (kg/L)
10
Gambar 6. menunjukkan bahwa terjadi peningkatan rendemen seiring dengan meningkatnya suhu. Rendemen tertinggi terjadi pada suhu 120oC dan rendemen terendah terjadi pada o suhu 100 C. Menurut Bahar (1983) pemasakan dengan suhu tinggi akan menyebabkan terjadinya reaksi lebih cepat terhadap pemutusan ikatan lignin. Pada penelitian ini, rendemen terendah terjadi pada o suhu 100 C dengan perbandingan volume larutan NaOH dan massa batang pisang 2/1 (L/kg) yaitu sebesar 29,57%, sedangkan rendemen tertinggi 0 terjadi pada suhu pemasakan 120 C dengan perbandingan volume larutan NaOH dan massa batang pisang 5/1 (L/kg) yaitu sebesar 76,21%. Penelitian yang dilakukan Cordeiro et al (2003) menghasikan nilai rendemen tertinggi pada perbandingan volume larutan NaOH dan massa o batang pisang 5/1 (L/kg) pada suhu 120 C.
3/1
5/1
7/1
Kertas yang dibuat menghasilkan jenis yang variatif. Dari variasi-variasi yang dilakukan pada penelitian ini didapatkan berbagai jenis kertas sesuai dengan range gramaturnya. Berdasarkan hasil yang ditampilkan pada Tabel 3. gramatur kertas yang dihasilkan yaitu berkisar antara 83,33-455 2 g/m . Penentuan jenis kertas dilakukan dengan menyesuaikan nilai gramatur dengan range gramatur, di mana sebagian besar kertas yang dihasilkan merupakan jenis kertas fine paper dengan nilai gramatur antara 83,83-145,00 g/m2. Namun ada pula dihasilkan jenis karton dan kardus dengan 2 gramatur masing-masing sebesar 153,33 g/m dan 2 455,00 g/m . Variasi gramatur ini dipengaruhi oleh massa kertas dan tebal dari kertas yang dihasilkan. Ketebalan dan massa kertas ini dipengaruhi oleh proses pencetakan yang mana pencetakan dilakukan secara manual dengan screen pulp. Standar gramatur pada SNI 7274-2008 membatasi nilai gramatur 2 kertas cetak yaitu antara 50-100 g/m . Pada penelitian ini didapatkan tiga variasi yang menghasilkan gramatur sesuai dengan standar tersebut, yaitu pemasakan pada perbandingan volume larutan dan massa batang pisang 2/1, 3/1, dan 5/1 (L/kg) pada suhu 100 oC dimana gramatur 2 yang diperoleh yaitu antara 83,33-96,89 g/m . Selain itu, analisis kadar air pada kertas dilakukan untuk mengetahui kandungan air yang
7
terdapat pada lembaran kertas. Kadar air yang dihasilkan berkisar antara 3,00-22,67%. Kadar air ini didapat dari pengeringan yang dilakukan pada kertas dengan perlakuan yang sama yaitu pengeringan selama 24 jam. Standar dari SNI 7274:2008 untuk kadar air kertas adalah 4,50-6,00%. Dari penelitian ini kadar air yang memenuhi standar hanya diperoleh pada variasi perbandingan volume larutan dan massa batang pisang 2/1 (L/kg) pada suhu 0 120 C, yaitu sebesar 4,67%. Pada variasi ini didapat kadar air yang lebih rendah dari variasi lain yang dilakukan karena pada variasi ini digunakan volume larutan yang paling sedikit dan suhu yang digunakan o adalah suhu tertinggi, yaitu 120 C di mana air yang terkandung dalam pulp akan menguap sehingga kadar air kertas yang diolah dari pulp pun akan berkurang. Analisis morfologi dilakukan pada potongan batang pisang sebelum treatment (pemasakan) dan setelah treatment , yaitu sampel kertas yang dihasilkan dari variasi rendemen tertinggi. Hasil analisa morfologi ditampilkan pada gambar 7.
Dari analisis SEM pada batang pisang (sebelum treatment ) yang terlihat pada gambar 7. (a) tampak dua buah citra, yaitu citra hitam dan citra putih. Pada gambar tersebut citra putih tidak lebih luas daripada citra hitam. Hal ini menandakan bahwa penyebaran serat tidak merata pada permukaan bahan. Serat pada batang pisang sebelum dilakukannya treatment tidak terlihat secara jelas akibat masih banyak terdapat lignin pada bahan tersebut. Sedangkan pada gambat 7. (b) ditunjukkan bahwa permukaan citra putih lebih banyak terdapat pada batang pisang setelah adanya treatment tersebut. Hal ini menandakan bahwa morfologi dari kertas mengandung serat yang penyebarannya lebih merata akibat dilakukannya pemasakan. Dari SEM image tersebut juga dapat diketahui bahwa diameter serat yang dihasilkan berkisar antara 3-8µm. Li et al . (2007) menyebutkan proses perlakuan alkali menyebabkan dua efek pada serat yaitu meningkatkan kekasaran yang akan meningkatkan mekanik interlock antar serat dan meningkatkan tereksposnya gugus-gugus hidroksil pada permukaan serat sehingga gugus reaktif ini akan mudah membentuk ikatan kimia dengan adanya senyawa lain. Pada penelitian ini proses pelarutan alkali menggunakan NaOH yang dapat melarutkan lignin (proses delignifikasi) sehingga diperoleh selulosa seperti tampak pada Gambar 7. (b) yang berupa gambar permukaan serat. Serat tersebut nampak terlihat kasar. Kekasaran yang tampak pada permukaan serat diakibatkan terlarutnya senyawa-senyawa seperti pektin, hemiselulosa dan lignin (Bisanda, 2000). KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
(a)
1.
Dari variasi perbandingan komposisi antara volume larutan dan massa batang pisang 2/1, 3/1, dan 5/1 (L/kg) didapatkan bahwa semakin besar perbandingan komposisi antara volume larutan dan massa batang pisang maka rendemen pulp semakin bertambah, namun pada perbandingan komposisi volume larutan dan massa batang pisang 7/1 (/kg) terjadi penurunan nilai rendemen. Semakin tinggi suhu pemasakan maka rendemen pulp yang dihasikan akan semakin tinggi pula.
2.
Rendemen pulp yang dihasilkan pada suhu o 100 C dengan perbandingan komposisi antara volume larutan dan massa batang pisang 2/1, 3/1, 5/1 dan 7/1 (L/kg) adalah 29,57; 54,12; o 55,12 dan 34,58 %, pada suhu 110 C dengan
(b) Gambar 7. SEM image morphology (a) sebelum treatment (b) setelah treatment
8
perbandingan komposisi yang sama adalah sebesar 35,59; 54,93; 66,52 dan 44,72 %. o Sedangkan pada suhu 120 C dengan perbandingan komposisi yang sama didapat rendemen sebesar 43,92; 57,95; 76,21 dan 46,17 %. 3.
4.
Cordeiro, N., M.N. Belgacem., I.C. Torres., J.C.V.P
Moura, 2003, “Chemical Composition and Pulping of Banana Pseudo-Stems”, An
International Journal Industrial Crops and Product , 19, September 2003, hal 147-154. Datta, R., 1981, “Acidogenic fermentation of lignocellulose acid yields and confertion of Biotechnology and component”, Bioengineering , Vol. XXIII, Pp. 2167-2170.
Gramatur dan kadar air kertas yang dihasikan pada berbagai variasi perbandingan volume larutan dan massa batang pisang serta temperatur pemasakan adalah berkisar antara 2 83,83-455,00 g/m dan 4,67-22,67%.
Dinas Pertanian Tanaman Pangan & Hortikultura Provinsi Kalimantan Selatan, 2012,
“Laporan
Struktur morfologi dari serat kertas dengan rendemen pulp tertinggi yaitu serat tersebar dengan lebih merata dibandingkan serat bahan, serat terlihat lebih kasar yang diakibatkan oleh proses pemasakan dan diameter serat yang dihasilkan berkisar antara 3-8µm.
Ucapan terima kasih disampaikan kepada Laboratorium Operasi Teknik Kimia Universitas Lambung Mangkurat yang telah memberikan fasilitas untuk kelancaran penelitian ini.
Pisang”,
Hamilton, F.R., 1990, “Pulp and Paper Manufacture, Vol III, 3rd ed.”, United States. Kirk, R.E. and Othmer, D.F., 1981, “Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd ed., vol. 18”,
DAFTAR PUSTAKA
Interscience Publishers John Wiley and Sons, New York.
Antarlina, SS., H. Dj. Noor, S. Umar, dan I. Noor, 2005, “Karakteristik Buah Pisang Lahan Rawa Lebak Kalimantan Selatan serta Upaya Perbaikan Mutu Tepungnya”, Jurnal Hortikultura, 15(2), Januari, hal 140-150. Austin, G.T., 1975, “Shreve’s Chemical Process th
Tanaman
Hague, J., McLauchlin, A., and Quinney, R, 1998, ”Agri-materials for Panel Products: A Technical Assessment of their Viability”, In: Proceedings of the Thirty-Second International Particleboard/Composite Materials Symposium WSU, Pullman, Washington.
UCAPAN TERIMA KASIH
Industries 5
Jumlah
Banjarbaru.
Kristianty, L., Lomena, A., Imelda, 2003, “PT Pindo Deli Pulp and Paper Mills II”, Laporan Kerja Praktek, Universitas Katolik Parahyangan, Bandung. Li, X., Tabil, L.G., Panigrahi, S., 2007, “Chemical Treatment of Natural Fiber for Use in Natural Fiber-Reinforced Composites: Review”. Journal Polymer Environtmental , 15; 25-33. Nurrani, Lis., 2012, “Pemanfaatan Batang Pisang (Musa sp.) sebagai Bahan Baku Papan Serat dengan Perlakuan Termo-Mekanis”, Balai Penelitian Kehutanan Manado.
ed.”, Mc. Grow Hil, New York.
Bahar, N., 1983, “Pembuatan Pulp dengan Pelarut Organik”, Prosiding pada Simposium Selulosa dan Kertas V, 3-5 Agustus, Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Industri Selulosa Bandung, Bandung.
Bisanda, E.T.N., 2000, “The Effect of Alkali
Onggo H.; E. Rahimi dan J. Triastuti, 2004, “Pengaruh Sodium Hidroksida dan Hidrogen Peroksida terhadap Rendemen dan Warna Pulp dari Serat Daun Nenas”, Laporan Penelitian.
Treatment on the Adhesion Charactheristics of Sisal Fibers”, Applied Composite Materials 7: 331-339.
Bulo, Lyse dan Julianus Dising, 2006, “Pengaruh Bahan Pemasak Basa (NaOH) dan Asam (HNO3) dalam Proses Delignifikasi pada Pembuatan Pulp Batang Pisang” , Laporan Penelitian, Jurusan Teknik Kimia UKI Paulus, Makasar.
Pusat Grafika Indonesia, 2012, “HTI Industri Kertas dan Industri Grafik ”. Pribadi, Nugroho Kharisma., 2011, “Optimasi Proses Penambahan Larutan NaOH dan Lama Pemasakan dalam Pembuatan Pulp dari
9
Serat Batang Pisang”, Laporan Penelititan, Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya, Malang.
Seber, D. H., and Lloyd, E. H., 1996, “East Applications for Composites”,
Fiber
In:
Proceedings of the Thirtieth International Particleboard/Composite Materials Symposium, Pullman, Washington.
Siahaan, B., 1984, “Perkembangan Industri Pulp dan Kert as Indonesia”, Pusat Pengolahan dan Analisis Data, Departemen Perindustrian. SNI 14-0439-1989,
“Cara Uji Gramatur Kertas dan Karton”, Dewan Standarisasi Nasional, Jakarta.
SNI 14-0496-1989, “Cara Uji Kadar Air
Kayu, Pulp, Kertas dan Karton”, Dewan Standar isasi
Nasional, Jakarta. SNI 14-0435-1998, “Cara Uji Tebal Kertas”, Dewan Standarisasi Nasional, Jakarta. SNI 7274-2008, “Baku Mutu Kertas”, Standarisasi Nasional, Jakarta.
Dewan
Sugesty, S., 1998, “Diklat Pelatihan Sifat Kwalitas Pulp”, Balai Besar Penelitian
dan dan Pengembangan Selulosa Bandung, Bandung.
Stephenson, N. J. Newel, 1950, “Preparation and Treatment of Wood Pulp”, Mc. Grow Hill Book Company, New York, 1950. Venkateshwaran, N. and A. Elayaperumal, 2010, “Banana Fiber Reinforced Polymer Composites-A Review”, Journal of Reinforced Plastics and Composites, 292387, Mei.
10
