PEMBUATAN BIOPOLIMER SELULOSA

PEMBUATAN BIOPOLIMER BIOPOLIME R SEL SE LULOS ULOSA A A. TUJUAN Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui proses pulping dari bahan dasar jerami untuk

mengeta mengetahui hui kualitas kualitas kertas kertas yang yang dihasil dihasilkan kan dan menggol menggolongk ongkanny annyaa ke dalam dalam kertas kertas layak pakai atau tidak. B. LAND LANDAS ASAN AN TE TEOR ORII Jerami Padi (Oriza sativa)

Jerami adalah bagian vegetatif dari tanaman padi (batang, daun, tangkai malai). Ketiga unsur ini relatif kuat karena mengandung unsur silika, dan selulosa yang tinggi serta pelapukan yang memerlukan waktu yang relatif lama. Pada waktu tanaman dipanen, jerami adalah a dalah bagian ba gian tanaman tan aman yang tidak dipungut. d ipungut. obot jerami jera mi padi merupakan fungsi dari (a) rejim air, (b) varietas, nisbah! gabah jerami, ( c ) cara budidaya, (d) kesuburan tanah, dan (e) musim, iklim, dan tinggi tempat ("akarim, #$$%).

Natrium Hidroksida (NaOH)

&atrium hidroksida (&a') adalah suatu basa yang umum digunakan di laboratorium. &amun demikian, karena padatan natrium hidroksida sulit diperoleh dalam keadaan murni, murni, larutan larutan natrium natrium hidroks hidroksida ida harus harus distanda distandarisa risasi si terlebi terlebih h dahulu dahulu dalam dalam kerja kerja analitis analitis yang memerlu memerlukan kan keakurat keakuratan. an. Kita Kita dapat dapat menstan menstandari darisasi sasi lautan lautan hidroksi hidroksida da deng dengan an meni menitr tras asin inya ya deng dengan an meng menggu guna naka kan n laru laruta tass asam asam yang yang suda sudah h dike diketa tahu huii konsentrasinya secara tepat (hang, #$$*). &atrium hidroksida (&a') sering disebut dengan kaustik soda atau soda api. &a' merupakan senyawa alkali yang bersifat basa dan mampu menetralisir asam. entuknya kristal putih dan cepat menyerap kelembaban (ambali, et al., #$$+). dapun beberapa sifat dari &atrium idroksida (Perry - reen, /000) yaitu 1 •

erat "olekul 1 2$ gr!mol

•

3ensitas 1 /$2$ kg!m*

•

4itik lebur 1 */5,2 

•

4itik 3idih 1 /*0$ 

1 | Pembuatan Biopolimer Selulosa

•

Kelarutan dalam air 1 /// g!/$$ ml (#$ )

•

erupa Kristal putih

Puli!" Puli!" adalah hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat (kayu maupun non kayu)

melalui berbagai proses pembuatannya (mekanis, semikimia, kimia).Pulp terdiri dari serat 6 serat (selulosa dan hemiselulosa) sebagai bahan baku kertas .Proses pembuatan pulp diantaranya dilakukan dengan proses mekanis , kimia , dan semikimia. Prinsip pembuatan pulp secara mekanis yakni dengan pengikisan dengan menggunakan alat seperti gerinda. Proses mekanis yang biasa dikenal diantaranya P7 (Pine roundwood), 87 (8emi roundwood). Proses semi kimia merupakan kombinasi antara mekanis dan kimia. 9ang termasuk ke dalam proses ini diantaranya 4"P (hemi 4hermo "echanical Pulping) dengan memanfaatkan suhu untuk mendegradasi lignin sehingga diperoleh pulp yang memiliki rendemen yang lebih rendah dengan kualitas yang lebih baik daripada pulp dengan proses mekanis ("acklin, #$$0). 8edangkan yang termasuk proses kimia yaitu proses kraft yang merupakan bagian proses basa dan proses sulfit yang termasuk proses asam. 3imana proses kraft ini pertama sekali dikenal di 8wedia pada tahun /55:. 3isebut kraft karena pulp yang dihasilkan dari proses ini memiliki kekuatan lebih tinggi dari pada proses mekanis dan semikimia, akan tetapi rendemen yang dihasilkan lebih kecil diantara keduanya karena komponen yang terdegradasi lebih banyak (lignin, ekstraktif dan mineral) (wikipedia, #$$0).

da # "etode Pembuatan Pulp 3engan Proses Kimia, 9aitu1

/.

#etoda Proses Basa

termasuk di sini adalah1 a)

Proses 8oda

b)

Proses 8ulfat

Proses Basa

ahan baku yang telah dipotong kecil;kecil dengan mesin pemotong, dimasukkan dalam sebuah bejana yang disebut

&a' %=, untuk proses soda &a', &a#8 dan &a#'* untuk proses sulf at

Pemasakan ini berguna untuk memisahkan selulosa dari >at;>at yang lain. ?eaksi sebenarnya rumit sekali, tetapi secara sederhana dapat ditulis1 Laruta! emasak Kayu ———————>pulp + senyawa alkohol + senyawa asam + merkaptan + zat pengotor lainnya.

Kemudian campuran yang selesai dimasak tersebut dimasukkan ke dalam mesin pemisah pulp dan disaring. Pulp kasar dapat digunakan untuk membuat karton dan pulp halus yang warnanya masih coklat harus dikelantang (diputihkan!dipucatkan). Pemucatan dilakukan dengan menggunakan Kaporit atau &atrium hipoklorit. Perlu diperhatikan bahwa, bahan;bahan kimia yang sudah terpakai tidak dibuang, tetapi diolah kembali untuk dipakai lagi. al ini berarti menghemat biaya dan mencegah pencemaran lingkungan ?eaksi kimia yang penting dalam pengolahan kembali sisa larutan tersebut adalah1 Na$SO% & $ ' @@@@@@@@@@@A Na$S & $ 'O$ Na$'O &

#.

'a(OH)$ @@@@@@@@@A

$

NaOH

&

'a'O

#etoda Proses Asam

9ang termasuk proses asam adalah proses sulfite.

Proses Asam

8ecara garis besar, proses sulfit dilakukan melalui tahap;tahap yang sama dengan proses basa. tetapi larutan yang digunakan adalah1 8'#, a(8'*)# dan "g(8$*)#

Selulosa

dapun faktor yang membuat selulosa disenangi untuk produksi pulp dan kertas adalah ("urugan, /00+) 1 /.

Jumlahnya berlimpah, dapat melengkapi, dan mudah dipanen dan dipindah;pindahkan dan akibatnya bahan ini murah harganya.


#.

Bat ini umumnya berbentuk serat, dan kekuatan tariknya benar;benar tinggi.

*.

Bat ini bisa menarik air, yang mempermudah persiapan mekanik dari serat;serat atau ikatan;ikatan serat ketika campuaran serat tadi dikeringkan

2.

Bat ini tidak dapat larut dalam air dan pelarut;pelarut organik

:.

4ahan terhadap sejumlah bahan kimia yang menyebabkan dapat diisolasi dan dimurnikan dari kayu yang merupakan sumber utama selulosa.

Lignin Li"!i! atau at ka*u adalah salah satu >at komponen penyusun tumbuhan.

Komposisi bahan penyusun ini berbeda;beda bergantung jenisnya. Cignin terutama terakumulasi pada batang tumbuhan berbentuk pohon dan semak . Pada batang, lignin berfungsi sebagai bahan pengikat komponen penyusun lainnya, sehingga suatu pohon bisa berdiri tegak (seperti semen pada sebuah batang beton). erbeda dengan selulosa yang terbentuk dari gugus karbohidrat, struktur kimia lignin sangat kompleks dan tidak berpola sama. ugus aromatik ditemukan pada lignin, yang saling dihubungkan dengan rantai alifatik , yang terdiri dari #;* karbon. Proses pirolisis lignin menghasilkan senyawa kimia aromatis berupa fenol, terutama kresol.

'. #ETODOLO+I PENELITIAN ,. ALAT DAN BAHAN 3alam percobaan ini digunakan peralatan berupa gunting, labu ukur, gelas beker, kaca

arloji, pengaduk magnet, kompor listrik, oven, cawan porselen, neraca analitik, pipet gondok, bulbpipet, sendok sungu, termometer, dan alat refluk yang terdiri dari labu leher tiga dan pendingin.


8edangkan untuk bahan yang digunakan adalah jerami kering, &a', #8'2 pekat, #8'2 / & dan aDuades. $. 'ARA -ERJA Proses Puli!" a. 3isiapkan bahan baku berupa jerami kering. b. Jerami dipotong kecil;kecil. c. 3isiapkan larutan &a' $,: " sebanyak :$$ mC. d. Jerami dimasukkan kedalam larutan &a' dan dimasak selama *$ menit sehingga

menjadi bubur. Pe!"uia! -adar Air a. 3iambil # gr jerami yang telah di pulping dan dimasukkan kedalam cawan petri. b. 3ioven pada suhu /$:E sampai beratnya konstan sebanyak : kali ulangan. c. 3ihitung kadar airnya. A!alisis -a!du!"a! Selulosa da! Li"!i! de!"a! metode '/esso! a. 8atu gram sampel kering (berat a) ditambahkan /:$ mC #' dan direfluk pada suhu

/$$E selama *$ menit. b. asilnya disaring, residu dicuci dengan air panas *$$ mC. c. ?esidu kemudian dikeringkan dengan oven sampai beratnya konstan dan kemudian ditimbang (berat b). d. ?esidu ditambah /:$ mC #8'2 / &, kemudian direfluk selama *$ menit pada suhu /$$E. e. asilnya disaring dan dicuci sampai netral dan residunya dikeringkan hingga beratnya konstan (berat c). f. ?esidu kering ditambahkan /$ mC #8'2 pekat dan direndam pada suhu kamar selama /: menit. g. 3itambahkan /:$ mC #8'2 / & dan direfluk pada suhu /$$E selama / jam pada pendingin balik. h. ?esidu disaring dan dicuci dengan air sampai netral (2$$ mC). i. ?esidu kemudian dipanaskan dengan oven pada suhu /$:E dan ditimbang sampai beratnya konstan (berat d). j. 8elanjutnya residu diabukan dan ditimbang (berat e). D. DATA PEN+A#ATAN Proses Puli!" Folume &a' $,: " 1 :$$ mC 8uhu pulping 1 02o  (konstan selama *$ menit) Pe!"uia! -adar Air "assa pulp cuplikan "assa Konstan

1 # gram 1 $,# gram

A!alisis -a!du!"a! Selulosa da! Li"!i! de!"a! metode '/esso! a. ?effluG / "assa sampel kering (a) 1 / gram


8uhu reffluG 7aktu reffluG Folume #' "assa konstan sampel (0)

1 02o  1 *$ menit 1 /:$ mC 1 $,##: gram

b. ?effluG # Folume #8'2 / & 8uhu reffluG 7aktu reffluG "assa konstan sampel (1)

1 /:$ mC 1 02o  1 *$ menit 1 $,//0 gram

c. ?effluG * Folume #8'2 pekat Folume #8'2 / & 8uhu reffluG 7aktu reffluG "assa konstan sampel (d)

1 /$ mC 1 /:$ mC 1 02o  1 +$ menit 1 $,$//2 gram

d. Pengabuan "assa sampel yang diabukan (e)

1 $,$/*/ gram

E. PERHITUN+AN ,. #e!"/itu!" -adar Air dalam Pulp -eri!"

massa awal massa konstan x 100 massa awal −

kadar air

=

kadar air

=

2 gr

−

0,2 gr

2 gr

x 100

H 0$ =

$. #e!"/itu!" -adar Selulosa da! Li"!i! de!"a! #etode '/esso! a. #e!"/itu!" -adar Selulosa

kadar selulosa =

kadar selulosa

=

berat ( c )−berat ( d ) berat ( a)

0,119 gr

−

x 100

0,0144 gr

1 gr

x 100

kadar selulosa 10,46 =


0. #e!"/itu!" kadar Li"!i! berat ( d )−berat ( e ) kadar lignin = x 100 berat ( a )

kadar lignin

=

0,0144 gr

−

0,0131 gr

1 gr

x 100

kadar lignin 0,13 =

2. PE#BAHASAN Percobaan ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui proses pulping dari

bahan dasar jerami dan menggolongkannya ke dalam kertas layak pakai atau tidak. Intuk dapat menggolongkannya, kita perlu mengetahui karakteristik atau spesifikasi dari kertas tersebut. "aka dilakukan pengujian terhadap kadar air, kadar selulosa, dan kadar lignin dari pulp yang dihasilkan. Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat (kayu maupun non kayu) melalui berbagai proses pembuatannya (mekanis, semikimia, dan kimia). Pulp terdiri dari serat;serat (selulosa dan hemiselulosa) sebagai bahan baku kertas. Pembuatan pulp yang dilakukan pada percobaan ini berbahan dasar jerami dan menggunakan metode kimia, lebih tepatnya dengan metode basa, dimana digunakan &a' untuk melindi jerami yang telah dipotong;potong. Pada saat pemasakan terjadi reaksi delignikasi dan degradasi polisakarida, dimana pada reaksi delignikasi terjadi pemutusan ikatan;ikatan lignin dari senyawa lain. 8edangkan degradasi polisakarida adalah proses dimana polisakarida terpecah dan kembali ke bentuk monomer;monomernya. ungsi &a' disini adalah sebagai katalis, dimana ion;ion '; yang terkandung akan memutuskan ikatan;ikatan dari struktur dasar pembentuk lignin, sehingga lignin menjadi lebih mudah untuk dilarutkan. 8elain itu molekul;molekul &a' juga akan bereaksi dengan senyawa lignoselulosa, sehingga ikatan lignin dan hemiselulosa terputus dari ikatan selulosa dan akhirnya meningkatkan kandungan selulosa di dalam pulp. Intuk dapat mengetahui kualitas kertas yang dihasilkan dari pulp hasil percobaan, maka dilakukan analisis terhadap pulp. nalisis pertama adalah analisis terhadap kandungan air, dimana diambil cuplikan sampel dan kemudian dikeringkan hingga beratnya konstan. 3ari perhitungan didapatkan hasil kandungan air dalam pulp


yang dihasilkan sebanyak 0$ =. Kandungan air yang sangat besar ini dapat mengurangi kualitas kertas yang dihasilkan. nalisis berikutnya adalah untuk mengetahui kadar selulosa. 8elulosa merupakan komponen utama penyusun tumbuhan. 8erat;serat selulosa inilah yang sangat penting digunakan dalam pembuatan kertas. ?umus kimiia dari selulosa adalah (+/$':)n, dengan n merupakan jumlah pengulangan unit;unit gula atau ukuran rantai polimer yang biasanya dinyatakan dengan derajat polimerisasi. 8elulosa mempunyai nama lain yaitu ;/,2 poli glukosa. 8elulosa dapat dihilangkan dengan merendam pulp dalam #8'2 pekat, oleh karena itu kadar selulosa diperoleh dari selisih berat sampel sebelum dan sesudah perendaman dan refluG dengan #8'2. 3ari perhitungan didapatkan kadar selulosa sebanyak /$,2+ =. "enurut teori yan didapatkan, kadar selulosa ini termasuk sangat rendah. 8eharusnya kadar selulosa yang terkandung dalam jerami padi berkisar antara #5= 6 *+=. Kemudian proses dilanjutkan dengan analisis kadar lignin. Cignin merupakan suatu komponen pengikat yang mengikat serat;serat selulosa. 8emakin banyak lignin maka semakin sedikit selulosa yang terkandung dalam suatu tanaman, dan akan semakin sedikit produksi kertas yang dihasilkan. Cignin dapat dihilangkan dengan pengabuan pada sampel, oleh karena itu kadar lignin dihitung dengan membandingkan berat sebelum dan setelah pengabuan. 3ari perhitungan didapatkan kadar lignin sebesar $,/*=. Kadar ini juga tergolong sangat rendah karena menurut teori kadar lignin untuk jerami padi berkisar antara /#= ; /+=. Kadar selulosa dan lignin yang tergolong rendah ini dapat disebabkan karena konsentrasi &a' yang kurang pekat, sehingga molekul;molekul '; yang digunakan untuk memecah ikatan;ikatan pada polisakarida kurang. tau dapat juga karena waktu pemasakan yang kurang lama sehingga reaksi yang terjadi belum sempurna. "aka akan lebih baik bila pemasakan dilakukan dengan waktu lebih dari *$ menit. "eskipun rendah, kadar selulosa yang didapatkan jauh melebihi kadar lignin. al ini baik karena komponen utama yang digunakan untuk membuat kertas adalah selulosa, oleh karena itu pulp yang dihasilkan dalam percobaan ini adalah bahan baku untuk membuat kertas yang layak pakai.

+. -ESI#PULAN 3ari percobaan ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut 1 /. ara pembuatan pulp pada percobaan ini adalah dengan metode basa, dimana jerami

dimasak dengan &a'. #. Kandungan air pada pulp yang dihasilkan adalah 0$ =.


*. Kadar selulosa pada pulp yang dihasilkan adalah /$,2+ =. 2. Kadar lignin pada pulp yang dihasilkan adalah $,/* =. :. Pulp yang dihasilkan dalam percobaan ini adalah bahan baku untuk membuat kertas yang layak pakai karena kadar selulosa jauh melebihi kadar lignin.

H. DA2TAR PUSTA-A 8wantomo, 3eni. #$//. Petujuk Praktikum Proses Kimia LPembuatan iopolimer

8elulosaM. 9ogyakarta 1 844&;4& http1!!berita;iptek.blogspot.com!#$$5!$%!proses;pembuatan;bubur;kertas;pulp.html diakses pada tanggal #* Juni #$// http1!!www.ekodokcell.co.cc!#$/$!$:!proses;pembuatan;pulp;dengan;proses.html diakses pada tanggal #* Juni #$// http1!!id.wikipedia.org!wiki!Pulp diakses pada tanggal #* Juni #$// http1!!juliusthh$%.blogspot.com!#$/$!//!pembuatan;pulp;dengan;bahan;baku; jerami.html diakses pada tanggal #* Juni #$// http1!!repository.usu.ac.id!bitstream!/#*2:+%50!/:0#/!/!sti;nov#$$:; =#$=#5/#=#0.pdf diakses pada tanggal #* Juni #$// http1!!www.researchgate.net!publication!2#*+#5:5NPembuatanNPulpN3ariNJeramiNPadiN 3enganN"enggunakanN&atriumNidroksida diakses pada tanggal #* Juni #$//


PEMBUATAN BIOPOLIMER SELULOSA

Recommend Documents