MAKALAH TUGAS KERTAS

5/27/2018 MAKALAH TUGAS KERTAS

1/23

PEMBUATAN KERTAS DAN PULP DARI DAUN NANAS

MATA KULIAH PILIHAN KERTAS DAN PULP

Disusun Oleh :

HAPSARI AMELIA EKASANTI

(21030112060121)

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2013


2/23

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan

rahmat dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyusun makalah Pembuatan

Kertas Dan Pulp Dari Daun Nanas ini. Makalah ini disusun untuk memenuhi

tugas mata kuliah pilihan kertas dan pulp.

Dalam menyusun makalah ini, kami mendapat bantuan dari berbagai pihak.

Untuk itu, kami mengucapkan terima kasih sebanyak-banyaknya kepada pihak-pihak

yang telah membantu kami dalam menyusun makalah ini.

Dalam penyusunan makalah ini tentu banyak sekali kekurangan baik dari segi isimaupun penulisan. Jadi, besar harapan kami atas kritik dan saran yang bersifat

membangun dari para pembaca sehingga dapat menjadi suatu masukan untuk

kesempurnaan makalah-makalah berikutnya. Semoga makalah ini bisa bermanfaat bagi

para pembaca.

PENYUSUN


3/23

DAFTAR ISI

Halaman Judul

Kata Pengantar

Daftar Isi

BAB I Pendahuluan

1.1 Latar Belakang1.2 Rumusan Masalah1.3 Tujuan Makalah1.4 Manfaat MakalahBAB II Tinjauan Pustaka

2.1 Pengertian Kertas

2.2 Proses Pembuatan Kertas

2.3 Kertas Seni2.3.1. Pembuatan Kertas Seni

2.3.2. Proses Pembuatan Pulp pada Kertas Seni

2.3.3. Proses Pembentukan Kertas (Forming)

2.4. Pengertian Pulp

2.4.1. PengertianPulping

2.4.2. Sifat fisik pulp

2.5. Nanas

2.5.1 Komposisi kimia Daun Nanas

2.6. Sifat fisik dan kimia daun nanas ditinjau dari segi pembuatan pulp2.6.1. Serat pada nenas

2.6.2. Komposisi kimia serat nanas

2.6.3 Sifat-Sifat Fisik Serat Nanas

2.7 Sifat Fisis Kertas

2.7.1 Gramatur

2.7.2 Tebal Kertas

2.7.3 Rapat Massa Kertas

2.7.4 Ketahanan Tarik Kertas

2.7.5 Ketahanan Sobek Kertas

2.7.6 Indeks Tarik Kertas

2.7.7 Indeks Sobek Kertas

2.8.. Kapur (CaO)

2.9. Hidrolisis Lignin

2.10. Penentuan kadar lignin sisa pulp

2.11. Pembuatan Pulp Dan Kertas Dari Daun Nanas Dengan Proses Asetosolv

BAB III Penutup

3.1 Kesimpulan

3.2 Saran

Daftar Pustaka


4/23

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANGKertas merupakan salah satu produk turunan selulosa yang memegang peranan

penting dalam kehidupan sehari-hari. Kebutuhan pulp dan kertas Indonesia terus

mengalami peningkatan seiring dengan pertumbuhan penduduk dan kemajuan aktivitas

yang berhubungan dengan pemakaian kertas (Anonim, 2008).

Industri kertas merupakan salah satu jenis industri terbesar di dunia dengan

menghasilkan 278 juta ton kertas dan karton, dan menghabiskan 670 juta ton kayu.

Seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk dunia, kebutuhan akan kertas juga

semakin meningkat. Pertumbuhan dalam dekade berikutnya diperkirakan antara 2%

hingga 3,5% per tahun, sehingga membutuhkan kenaikan kayu log yang dihasilkan dari

lahan hutan seluas 1 sampai 2 juta hektar setiap tahun. Industri kertas, selain

membutuhkan kayu sebagai bahan baku utama, juga tergolong industri dengan tingkat

konsumsi energi tinggi dan menghasilkan limbah yang cukup membahayakan bagi

lingkungan (Ria, 2011). Oleh karena itu, pemerintah perlu mencari alternatif bahan baku

lain yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pulp dan kertas selain kayu.

Salah satu cara untuk mengatasi kelangkaan dan semakin mahalnya bahan baku

kertas yaitu dengan pemanfaatan daun nanas. Daun nanas yang merupakan salah satu

alternatif tanaman penghasil serat yang selama ini hanya dimanfaatkan buahnya saja

sebagai sumber bahan pangan, sedangkan daun nanas sendiri tidak dimanfaatkan

sehingga menjadi limbah yang sebenarnya berpotensi.

Di Indonesia tanaman nanas sudah banyak dibudidayakan, terutama di pulau

Jawa dan Sumatera. Tanaman nanas akan dibongkar setelah dua atau tiga kali panen

untuk diganti dengan tanaman baru, oleh karena itu limbah daun nanas terus

berkesinambungan sehingga cukup potensial untuk dimanfaatkan sebagai bahan untuk

pembuat kertas yang dapat memberikan nilai tambah.

Pulp merupakan hasil pemisahan serat dari tanaman melalui berbagai proses

pengolahan. Proses pembuatan pulp dibedakan atas proses mekanis, semi kimia

(kombinasi kimia dan mekanis) dan kimia. Umumnya proses kimia banyak dilakukan


5/23

untuk pembuatan pulp secara kimia adalah melarutkan lignin yang mengikat serat satu

dengan lainnya.

Proses pembuatan kertas dapat dilakukan dengan mengubah bahan baku serat

menjadi pulp, dan kertas. Urutan proses pembuatannya adalah : Persiapan bahan baku,

pembuatan pulp (secara kimia, semikimia, dan mekanik), pemutihan (bleaching),

pengambilan kembali bahan kimia, pengeringan pulp dan pembuatan kertas. Proses

yang membutuhkan energi paling tinggi adalah proses pembuatan pulp dan proses

pengeringan kertas. Berdasarkan uraian di atas perlu diadakan kajian yang mendalam

tentang pembuatan pulp dari daun nanas dengan metode kimiawi.

1.2 Rumusan MasalahBerdasarkan uraian di atas maka permasalahan pada makalah ini adalah :

1. Apakah ampas tebu atau bagase bisa menjadi alternatif sebagai bahan baku pembuat

pulp dan kertas ?

2. Bagaimana proses pembuatan pulp dan kertas dari bahan baku ampas tebu dengan

proses acetosolv?

1.3 Tujuan

1. Mempublikasikan Daun nanas menjadi alternatif sebagai bahan baku pembuat pulp

dan kertas dengan proses acetosolv.

2. Mempublikasikan proses pembuatan pulp dan kertas dari bahan baku Daun Nanas

dengan proses acetosolv.

3. Memenuhi tugas mata kuliah Pilihan pulp dan Kertas

1.4 Manfaat

Hasil penyusunan makalah ini diharapkan bermanfaat untuk :

1. Alternatif pengganti penggunaan kayu hutan sebagai bahan baku pembuat pulp dan

kertas.

2. Sebagai referensi bagi penelitian atau pembuatan makalah sejenis.


6/23

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Kertas

Kertas adalah barang yang berwujud lembaran-lembaran tipis. Yang dihasilkan

dengan kompresi serat yang berasal dari pulp yang telah mengalami pengerjaan

pengeringan, ditambah beberapa bahan tambahan yang saling menempel dan saling

menjalin, serat yang digunakan biasanya berupa serat alam yang mengandung selulosa

dan hemiselulosa.

Secara umum kertas dibedakan menjadi dua golongan, yaitu kertas budaya dankertas industri. Yang termasuk kertas budaya adalah kertas-kertas cetak dan kertas tulis,

diantaranya adalah kertas kitab, buku, Koran dan kertas amplop. Sedangkan yang

termasuk kertas industri adalah kertas kantong kertas minyak, pembungkus buah

buahan, kertas bangunan, kertas isolasi elektris, karton dan pembungkus sayur-sayuran.

2.2 Proses Pembuatan Kertas

Proses pembuatan kertas dapat dilakukan dengan mengubah bahan baku serat

menjadi pulp, dan kertas. Urutan proses pembuatannya adalah : Persiapan bahan baku,

pembuatan pulp (secara kimia, semikimia, dan mekanik), pemutihan (bleaching),

pengambilan kembali bahan kimia, pengeringan pulp dan pembuatan kertas. Proses

yang membutuhkan energi paling tinggi adalah proses pembuatan pulp dan proses

pengeringan kertas.

2.3 Kertas Seni

Kertas didefinisikan sebagai lembaran yang relatif tipis dan terdiri dari serat

yang terletak pada berbagai bagian datar dan lembaran secara merata (Anonymousa,

2005). Menurut Sukundayanto (2004), serat yang digunakan biasanya adalah alami dan

mengandung selulosa. Kandungan serat selulosa dari limbah pertanian dapat

dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan kertas seni.

Kertas daur ulang dikenal juga dengan sebutan art paper atau kertas seni

karena selain berbahan limbah kertas, juga sering ditambahkan serat tanaman, daun-

daunan, kelopak bunga, dan bahan-bahan lain yang terdapat di alam. Inilah yang

menjadi salah satu ciri khusus kertas daur ulang buatan tangan. Kertas seni tidak selalu

merupakan hasil pengolahan limbah kertas, melainkan dapat juga merupakan kertas


7/23

yang dibuat dari serat-serat tanaman selain kayu, seperti jerami, enceng gondok, dan

sebagainya (Bainbridge, 1996). Karakter kertas daur ulang buatan tangan memiliki ciri-

ciri, yaitu motif kertas yang unik, karakter bahan yang khas, mempunyai daya serap

terhadap air yang besar dan biasanya ukurannya tidak bisa sebesar ukuran kertas biasa

karena semakin besar kertas maka semakin sulit tingkat pembuatannya (Mahyar, 2001).

Selembar kertas buatan tangan atau kertas seni mempunyai karakteristik berbeda

dengan kertas buatan pabrik. Kertas buatan tangan dengan ciri-ciri khusus mempunyai

serat-serat murni yang panjang dan menghasilkan kertas yang kuat dan awet, serta

dalam proses pembuatannya cenderung bebas dari bahan-bahan kimia yang berbahaya.

Kertas seni dapat dimanfaatkan sebagai media untuk menampilkan nilai-nilai seni rupa,

karena wujudnya masih menampakkan serat-serat alami dan kertas tersebut dapat

dihadirkan secara utuh sebagai bahan yang mengandung unsur-unsur estetis (Bahari,

1995).

Dalam pembuatan kertas seni perlu dipertimbangkan nilai tambah atau nilai

ekonominya dalam bentuk produk industri seni yang bersifat praktis dan memiliki nilai

keindahan (estetika). Mendirikan industri seni merupakan salah satu alternatif mengolah

bahan yang ada di sekitar pedesaan yang selama ini belum digarap secara lebih serius

seperti pelepah pisang, batang padi, batang jagung, batang alang-alang, dan tanaman

tidak produktif lainnya. Penerapan dari kertas seni ini dapat diwujudkan menjadi elemen

karya seni terap (applied art) seperti pigura, kap lampu, penyekat ruang, kartu

undangan, kipas, tas, dompet, dan benda kerajinan tangan lainnya.

2.3.1. Pembuatan Kertas Seni

Secara garis besar proses pembuatan kertas meliputi tahap-tahap persiapan bahan baku,

pulping, defiberasi, pencucian, penyaringan, pemutihan, dan pencetakan (Smook, 1994).

Proses pembuatan kertas dapat dilihat pada Gambar 1.Pembuatan kertas seni dapat dibagi menjadi dua tahap, yaitu proses pembuatan

pulp dan proses pembuatan kertas. Kedua hal tersebut dapat diuraikan lagi lebih lanjut

sebagai berikut :

2.3.2. Proses Pembuatan Pulp pada Kertas Seni

Pulping adalah suatu proses dimana kayu/bahan baku berserat lainnya diperkecil

ukurannya sehingga menjadi suatu massa serat (Smook, 1994). Tujuan utama

pembuatan pulp adalah untuk melepaskan serat-serat yang dapat dikerjakan secara


8/23

kimia, mekanik atau semikimia yaitu kombinasi dua tipe perlakuan. Metode pembuatan

pulp dengan proses kimia dapat dibedakan menjadi dua yaitu metoda proses basa

(proses soda dan proses sulfat) dan proses asam (proses sulfit) (Fengel dan Wegener,

1995).

Gambar 1. Proses Pembuatan Kertas (Smook, 1994)

Pulp yang berbahan baku pelepah pisang dibuat dengan menggunakan proses

semikimia dengan metode proses soda. Menurut Onggo (2004), proses pulping yang

optimal untuk serat tanaman non kayu adalah proses alkali menggunakan NaOH.

Selulosa bersifat tidak larut dalam alkali NaOH, sedangkan lignin, hemiselulosa, pektin

dan komponen serat lainnya bersifat larut. Pembuatan pulp secara semikimia meliputi

perlakuan serpih dengan larutan natrium hidroksida (NaOH) dan defibrasi penggiling

akhir (Fengel dan Wegener, 1995). Kertas yang dihasilkan dari proses ini adalah kertas

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

memiliki kualitas cetak yang kurang bagus (Smook, 1994).

2.3.3. Proses Pembentukan Kertas (Forming)

Penambahan bahan perekat pada penggunaan kertas seni dilakukan pada saat

bubur kertas (pulp) belum dibentuk menjadi lembaran kertas dengan cara

mencampurkan perekat tapioka. Tanpa penggunaan bahan perekat, serat-serat yang

digunakan untuk kertas sebenarnya sudah saling mengkait. Penggunaan bahan perekat

disini adalah untuk menguatkan atau mengawetkan kertas sehingga didapatkan kertas


9/23

yang berkualitas dengan ketahanan tarik dan ketahanan sobek yang tinggi (Bahari,

1995).

Tahap terakhir adalah pembentukan kertas (forming), yaitu dengan mencetak

bubur kertas sesuai dengan bentuk pada desain yang telah dibuat. Menurut Malo (2004),

pencetakan dimulai setelah pulp siap dengan menyatukan kedua cetakan/bingkai secara

bersamaan (bingkai denganscreen berada di bawah, sedangkan bingkai kosong berada

di atas), kemudian dimasukkan dalam bak berisi bubur kertas sampai tenggelam.

Cetakan kosong diangkat dan cetakan berscreen dengan pulp diatasnya dijemur di

bawah terik matahari dengan posisi mendatar.

2.4. Pengertian Pulp

Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat (kayu maupun non

kayu) melalui berbagai proses pembuatannya ( mekanis, semikimia, kimia). Pulp terdiri

dari serat - serat (selulosa dan hemiselulosa) sebagai bahan baku kertas.

2.4.1. Pengertian Pulping

Pulping adalah usaha untuk mendapatkan serat-serat dengan cara melarutkan

lignin semaksimal mungkin. Tujuan utama dari proses Pulping adalah mendapatkan

serat sebanyak mungkin yang diindikasikan dengan nilai rendemen yang tinggi dengan

kandungan lignin seminimal mungkin, yang diuraikan oleh nilai bilangan kappa. Pada

saat proses Pulping, lignin akan terdegradasi oleh larutan pemasak menjadi molekul

yang lebih kecil yang dapat larut dalam lindi hitam. Peristiwa ini disebut delignifikasi

(Rahmawati, 1999).

Pembuatan Pulp secara kimia bertujuan untuk memisahkan lignin yang terikat

pada serat secara selektif (Sjostrom, 1995). Dewasa ini proses Pulping kimiawi

diarahkan pada proses Pulping bebas belerang untuk mengurangi masalah lingkungan

hidup (pencemaran air dan udara), jadi diantaranya dilakukan dengan mengembangkanproses soda, yaitu proses pemasakan secara alkali dengan NaOH sebagai larutannya

(Tapanes et al., 1992).

2.4.2. Sifat fisik pulp

Sifat fisik pulp merupakan salah satu parameter yang digunakan untuk menentukan

kualitas pulp (Sixta, 2006). Kriterianya tergantung pada jenis produk yang diinginkan.

Secara sederhana sifat-sifat tersebut menurut Casey (1991), meliputi:

1. Ketahanan sobek


10/23

Didefinisikan sebagai gaya dalam satuan gram gaya atau gram force (gf) atau

miliNewton (mN), yang diperlukan untuk menyobek lembaran pulp pada kondisi

standar (SII-0435-81). Dalam hal ini nilai kekuatannya dipengaruhi oleh beberapa

faktor antara lain (Browyer dan Haygreen, 1999)

a. Panjang seratBahan Baku Defiberasi Pulping Persiapan Penyaringan Pencucian Pencetakan

Pemutihan Kertas (pemotongan, pengecilan ukuran, penimbangan) (Penguraian serat)

(Pembuatan lembaran) 5 Secara umum ketahanan sobek lembaran pulp meningkat

seiring dengan peningkatan panjang serat. Hal ini terjadi karena serat-serat panjang

dapat menyebarkan daerah perusakan ikatan yang lebih besar daripada serat pendek saat

dilakukan penyobekan.

b. Jumlah serat yang berperan saat penyobekanMasing-masing serat yang menyusun suatu lembaran pulp pada gramatur tertentu

(massa lembaran pulp dalam gram per satuan luasnya dalam meter persegi yang diukur

pada kondisi standar (SII-0439-81) turut menyumbangkan energy terhadap keseluruhan

energy yang dibutuhkan untuk penyobekan. Sehingga lembaran pulp dengan jumlah

serat lebih banyak akan memiliki ketahanan sobek lebih tinggi.

c. Ikatan antarseratIkatan antarserat turut berpengaruh terhadap ketahanan sobek lembaran pulp. Dalam

hal ini kekuatan ikatannya sangat tergantung pada proses fibrilasi (penguraian

mikrofibril serat) yang terjadi pada saat pulping yang kemudian disempurnakan melalui

proses refining. Didalam refiner sebagian mikrofibril serat akan mengalami pemipihan

dan penguraian sehingga luas permukaan yang berpotensi membentuk ikatan hydrogen

bertambah, akibatnya ikatan antarserat makin kuat. Ketahanan sobek lembaran pulp

meningkat seiring dengan peningkatan ikatan antarserat sampai pada batas tertentu saatmasingmasing serat mengalami tarikan yang sangat kuat sehingga ikatan antar keduanya

mudah putus.

2. Ketahanan tarik

Didefinisikan sebagai daya tahan lembaran pulp terhadap gaya tarik yang bekerja pada

kedua ujungnya, diukur pada kondisi standar (SII-0436-81). Sifat fisik ini dianggap

penting untuk jenis kertas tertentu seperti tas belanja .


11/23

Dalam hal ini nilai kekuatannya dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain

(Saranah, 2002):

a. Arah serat dalam lembaran pulpNilai ketahanan tarik lembaran pulp akan lebih tinggi jika arah seratnya sejajar

dengan arah tarikannya

b. Ikatan antarseratMakin besar kekuatan ikatan antarseratmaka ketahanan tarik lembaran pulp

makin besar.

3. Ketahanan retakDidefinisikan sebagai tekanan hidrostatik dalam kilopascal atau psi yang

dibutuhkan untuk meretakkan suatu bahan saat tekanan ditingkatkan pada kecepatan

konstan oleh karet diafragma bundar dengan diameter 30,5 mm (T-404-cm-92). Sifat

fisik ini dianggap penting untuk jenis tas khusus yang biasa digunakan untuk menahan

beban sangar berat.

Dalam hal ini nilai kekuatannya tergantung pada (Nursyamsu, 1993):

a. Panjang seratLembaran pulp yang tersusun oleh serat-serat panjang akan memiliki kekuatan

retak yang lebih tinggi

b. Ikatan antarseratMakin besar kekuatan ikatan antarserat maka ketahanan retak lembaran pulp

makin besar. Kekuatan ikatan antarserat sangat dipengaruhi oleh proses fibrilasi.

2.5. Nanas

Tanaman nanas bukan tanaman asli dari Indonesia, tetapi berasal dari Amerika.Pada waktu benua Amerika belum diketemukan, tanaman nenas belum dikenal. Kata

nenas berasal dari bahasa Indian NANA.Dalam bahasa latin sering disebut Ananas

comosus (L) Merr; Syn. A. Sativus Schult. f atauBromelia comosa L. (Rukmana, 1996)

Nanas adalah suatu tanaman monocotyl yang dapat hidup dalam beberapa

musim (perennial). Mempunyai rangkaian bunga dan buah pada ujung batang. Tanaman

ini masih dapat melanjutkan pertumbuhannya melalui beberapa cabang vegetative baru

yang muncul dari batang. Cabang baru tersebut kelak dapat juga menghasilkan buah


12/23

yang masih terikat pada tanaman induk (tanaman pertama). Yang dimaksud dengan

tanaman induk yaitu tanaman pertama atau tanaman asli hasil pemisahan vegetative

yang ditanam pertama kali (Rukmana, 1996).

Tinggi tanaman nenas dapat mencapai 90 100 cm atau lebih. Daun

membentang sampai 130 150 cm. Jumlah daun yang berfungsi dan aktif jumlahnya

ratarata 70 80, dan berbentuk roset. Daun yang rimbun ini melekat pada batang

pendek sehingga batang tak terlihat 3 dari luar karena tertutup daun. Pada batang

bawah, daun lebih tua dan pendek. Makin keatas daun makin lebih panjang dan

mencapai panjang maksimum. Di bagian atas daun makin pendek dan lebih muda. Dan

daun yang terakhir terletak ditengah pada ujung tanaman, Daun tak bertangkai, bagian

bawah cekung memeluk batang (Pracaya, 1990).

Panen buah nanas dilakukan setelah nanas berumur 12-24 bulan, tergantung dari

jenis bibit yang digunakan. Bibit yang berasal dari mahkota bunga berbuah pada umur

24 bulan, hingga panen buah setelah berumur 24 bulan. Tanaman yang berasal dari

tunas batang 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 bertahap sampai tiga kali. Panen pertama sekitar 25%, kedua 50%, dan ketiga

25% dari jumlah yang ada. Tanaman yang sudah berumur 4-5 tahun perlu diremajakan

karena pertumbuhannya lambat dan buahnya kecil. Cara peremajaan adalah

membongkar seluruh tanaman nanas untuk diganti dengan bibit yang baru. Penyiapan

lahan sampai penanaman dilakukan seperti cara bercocok tanam pada lahan yang baru.

(Rukmana, 1996).

Propinsi Jawa Timur merupakan salah satu propinsi di Indonesia yang

memproduksi buah nenas yang cukup tinggi dan memiliki rumpun tanaman nenas yangcukup banyak. Pada tahun 2007 untuk wilayah Blitar dan Kediri tercatat di Departemen

Pertanian ada sekitar 211.318.229 tanaman di daerah tersebut. Jika dari setiap tanaman

Nenas rata-rata menghasilkan limbah daun pangkasan sekitar 1.4 kg, maka daerah

tersebut akan menghasilkan sekitar 295.845.521 ton limbah daun Nenas yang perlu

dipertimbangkan pemanfaatannya. Salah satu pemanfaatan daun nenas yang mungkin

untuk dikembangkan adalah sebagai bahan baku pembuatan pulp (Onggo dan Triastusi,

2005). Untuk di Blitar sendiri yang banyak ditanam adalah golongan Queen, daunnya


13/23

halus, bentuk buah silendris, berat buah mencapai 2,3 kg, kulit buah warna orange

dengan mata yang datar, rasanya manis, rendah serat, serta banyak mengandung air

(Anonymous, 2008).

2.5.1 Komposisi kimia Daun Nanas

Komposisi kandungan zat-zat tersebut pada umumnya sangat bervariasi tergantung pada

jenis atau varietas tanaman nanas yang berbeda. Zat-zat tersebut perlu dihilangkan atau

dikurangi pada proses selanjutnya (degumming) agar proses bleaching ataupun dyeing

lebih mudah dikerjakan. Tabel 2.1 akan memperlihatkan komposisi kimia dari daun

nanas.[1]

Tabel 2.2 Komposisi Kimia Serat Nanas Kering Komposisi kimia Serat Nanas (%)

Alpha Selulosa 69,571,5

Pentosan 17,017,8

Lignin 4,44,7

Abu 0,710.87

Silika 4,55,3

2.6. Sifat fisik dan kimia daun nanas ditinjau dari segi pembuatan pulp

2.6.1. Serat pada nenas

Serat pada nanas dapat digunakan untuk tekstil dan kertas. Cara memisahkan

serat secara tradisional yaitu daun dibuat memar dengan melepaskan kutikula sehingga

serat mudah dipisahkan dengan tangan. Sesudah dicuci dengan air, dijemur di sinar

matahari yang kemudian diikat bersama serat-serat yang panjangnya 1 1,2 meter.

Hasil serat dari daun yang telah tua yaitu 1.0 1.2%. Varietas Aechmea magdalenae

Andre ini tahan air garam. Varietas lainnya, Bromelia sylvestris Vell, kekuatan

rentangnya tinggi. Serat dari Smooth Cayenne lunak,seperti sutera dan halus, hanya saja

kekuatan rentangnya rendah, sehingga kalau dipakai tali, kurang kuat bila dibandingkan

dengan (Aechmea magdalenae) (Anonymous, 2008). Serat dari Smooth Cayenne telah

dicoba dipakai untuk bahan pakaian dan hasilnya sangat menarik, hanya disini masih

kalah dengan tekstil sintetis yang harganya lebih murah. Serat dari tanaman nenas dapat

juga dipergunakan untuk bahan kertas. Kertas yang dihasilkan dapat tipis,

permukaannya halus, lemas dan liat, dapat dilipat dan dapat dikisutkan tetapi dapat

dihaluskan lagi tanpa kerusakan (Asbani, 1994).


14/23

2.6.2. Komposisi kimia serat nanas

Komposisi kimia serat nanas disajikan pada Tabel 1 dan sebagai pembanding disajikan

juga komposisi kimia serat kapas dan rami.

Sumber : Anonymous (2008)

2.6.3. Sifat-Sifat Fisik Serat Nanas

Serat nanas mempunyai kekuatan yang relatif tinggi. kekakuan lentur atau

Flexural rigidity dan torsional rigidity serat relatif lebih tinggi dibanding kapas. Hal ini

menyebabkan serat mempunyai ketahanan yang besar 7 untuk digintir (twist), sehingga

serat cenderung tidak segera tergintir pada saat proses penggintiran selesai. Oleh karena

itu serat cenderung kaku dan agak sulit untuk mendapatkan serat yang kompak seperti

yang dikehendaki. Sifat porous dan menggelembung (swelling) pada serat nanas

menunjukkan adanya sifat daya absorbsi lembab dan kemampuan untuk dicelup. Serat

nanas tidak menunjukkan pengurangan kekuatan dalam penyimpanan hingga 6 bulan,

sedangkan penyimpanan lebih dari 6 bulan terjadi penurunan kekuatan. Termal

konduktivitas serat nanas relatif rendah yaitu sebesar 0,0273 watt/m2/oK, oleh karena

itu serat nanas merupakan termal isolator yang baik (Anonymous, 2008). Menurut

Onggo dan Triastuti (2005), serat daun nenas bisa dimanfaatkan sebagai bahan baku

pulp dan kertas dengan kelas mutu II (nilai 275). Selain itu kadar selulosanya juga

tinggi (57,81%) sehingga dapat diperoleh rendemen tinggi. Produksi kertas seni dari

daun nenas juga dapat dilakukan dan bisa diterapkan pada industri rumah tangga (skala

5.000 lembar kertas seni per bulan).


15/23

2.7 Sifat Fisis Kertas

2.7.1 Gramatur

Gramatur adalah massa lembaran kertas atau karton dalam gram dibagi dengan satuan

luasnya dalam meter persegi, diukur dalam kondisi standard an dengan metoda SNI 14-0435-

1998. Pengukuran dilakukan di Balai Besar Pulp dan Kertas.

2.7.2 Tebal Kertas

Tebal kertas adalah jarak tegak lurus antara kedua permukaan kertas atau karton, di

ukur pada kondisi standard dengan metoda SNI 14-0439-1989. Pengukuran dilakukan di

Balai Besar Pulp dan Kertas.

2.7.3 Rapat Massa Kertas

Rapat massa adalah perbandingan antara massa kertas dengan volume kertas dan

secara matematis dapat dituliskan :

Rapat massa = .(1)

2.7.4 Ketahanan Tarik Kertas

Ketahanan tarik kertas adalah daya tahan lembaran kertas atau suhu karton terhadap

gaya tarik yang bekerja pada kedua ujung kertas atau karton tersebut diukur pada kondisi

standar dengan metoda SNI 14-4737-1998. Pengukuran dilakukan di Balai Besar Pulp dan

Kertas menggunakan alat Tearing Strength Test.2.7.5 Ketahanan Sobek Kertas

Ketahanan sobek adalah gaya dalam gram (gf) yang diperlukan untuk menyobekkan

kertas atau karton pada keadaan standar dengan metoda SNI 0436: 2009. Pengukuran

dilakukan di Balai Besar Pulp dan Kertas menggunakan alat Tensile Strength Test.

2.7.6 Indeks Tarik Kertas

Indeks tarik kertas adalah ketahanan tarik dibagi dengan gramatur kertas tersebut,

secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.

Indeks tarik= .(2)

2.7.7 Indeks Sobek Kertas

Indeks sobek kertas adalah ketahanan sobek kertas dalam mili newton dibagi dengan

gramatur, secara matematis dapat dituliskan

Indeks sobek = .(3)

2.8. Kapur (CaO)


16/23

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 proses oksidasi dengan oksida-

oksida logam atau tekanan oksigen dalam larutan yang ditambah dengan kapur. Ca(OH)2

adalah senyawa yang bersifat basa kuat dan mempunyai fungsi yang hamper sama dengan

larutan CaCl2, tetapi kelarutan kapur dalam air lebih kecil dibandingkan dengan CaCl2.

Kelarutan kapur dalam air pada 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)2 merupakan alkaline dan

menyerap CO2 dari udara. Saat air ditambahkan pada kalsium oksida, maka akan menjadi

kalsium hidroksida atau hydrated lime atau slaked lime. (Ca(OH)2 digunakan dalam

pengobatan, pembuatan gips, semen dan industry kulit.

3. Kalsium karbonat dengan rumus kimia CaCO3 dikenal dengan nama limestone.

CaCO3 bersifat tidak larut dalam air tetapi larut dalam air yang mengandung CO2 dan

bertransformasi menjadi kalsium bikarbonat atau Ca(HCO)3

Selain NaOH, bahan alkali yang dapat digunakan pada pembuatan pulp dengan proses

soda yaitu kapur (CaO) dimana bahan ini digunakan saat pemasakan bahan-bahan berserat

pendek dan dapat meningkatkan titik didih air yang digunakan pada proses hidrolisis. Kapur

yang termasuk basa kuat yang dapat membengkakan kulit binatang dan menghilangkan bulu

dalam industry kulit binatang atau melarutkan zat kulit mentah atau protein (Rahmawati,

1999).

2.9. Hidrolisis Lignin

Lignin merupakan senyawa aromatic berbentuk amorf, tersusun oleh unit fenol

propane (Singh, 1991). Lignin dapat dihidarolisis oleh sama dengan memutus ikatan -benzil

eter namun metode ini tidak cocok untuk pelarut lignin. Dalam hal ini reaksi kondensasi

muncul 6 sebagai kompetitornya. Sementara itu banyaknya kandungan lignin dalam bahan

berpengaruh terhadap konsumsi bahan kimia dalam pulping dan bleaching (pemucatan)

(Browyer dan Haygreen, 1999).


17/23

Pulp dan kertas dengan kandungan lignin lebih kecil akan mempunyai sifat fisik yang

lebih baik. Meskipun secara structural lignin mengandung gugus hidroksil, namun sifatnya

yang menolak air (hidrofob) dan kaku dapat menyulitkan dalam proses penggilingan

sehingga penguraian serat tidak berlangsung sempurna (Sixta, 2006). Hidrolisis merupakan

proses penguraian senyawa-senyawa yang ada dalam suatu bahan menjadi senyawa-senyawa

yang lebih sederhana dengan bantuan air (Winarno, 1993).

Pulp dibuat dengan menggunakan air sebagai pelarut karena air merupakan pelarut

yang cukup baik untuk pembuatan pulp kertas. Serat selulosa berikatan satu sama lain dengan

kuat karena adanya ikatan hydrogen antar serat yang jumlahnya sangat banyak jika serat-serat

ini dalam keadaan kering. Lignin yang terdapat pada sumber serat akan mengalami pelunakan

menjadi fragmen-fragmen kecil oleh ion hidroksil (OH) larutan pemasak (Haroen, 2006). Air

mempunyai kemampuan untuk membuat ikatan hidrogen antar serat-serat selulosa menjadi

sangat renggang dan lemah karena masuknya air diantara serat serat selulosa membuat ikatan

hidrogen antar serat akan digantikan oleh molekul air. Air mampu mendesak kedudukan serat

selulosa yang sedang berikatan dengan serat selulosa lainnya karena kemampuan air juga

mampu untuk membentuk ikatan hidrogen dengan serat selulosa.

Secara umum proses prehidrolisa merupakan suatu cara untuk menghilangkan

hemiselulosa dan pentosan serta struktur kimia bahan baku (Pratiwi, 2000). Tahap pertama

dari proses pulping yaitu hidrolisis lignin dimana lignin dan komponen lainnya dihilangkan

dari serat selulosa yang akan digunakan untuk membuat kertas. Lignin merupakan perekat

antar serat dan akan memberi warna pada kertas apabila lignin tertinggal pada pulp

(Williams, 1993). Waktu dan suhu pemanasan pada proses pulping sangat erat hubungannya.

Pada dasarnya waktu pemasakan dapat dikurangi beberapa saat dengan menaikkan suhu

pemasakan, namun diatas suhu 180oC tidak ada pengaruh yang jelas pada laju pembuatan

pulp, bahkan pada suhu tinggi rendemen dan kualitas pulp akan turun (Fengel and Wegener,

1995).

2.10. Penentuan kadar lignin sisa pulp

Kadar lignin dalam pulp menentukan tingkat kematangan pulp yang dihasilkan dan

biasa digunakan sebagai control dalam pulping dan bleaching (Casey, 1991). Penentuan

lignin dalam pulp secara tidak langsung sangat efektif untuk pemeriksaan rutin, mengingat

waktu tang dibutuhkan relatif singkat. Sampai saat ini penentuan bilangan kappa merupakan

metode yang paling banyak digunakan diindustri pulp dan kertas didasarkan pada

kemampuan permanganate untuk mengoksidasi lignin. Metode ini paling cepat dan logis

karena permanganate bereaksi lebih cepat dengan lignin daripada karbohidrat dalam larutan


18/23

asam (Singh, 1991). Hal hal ini dikenal istilah bilangan kappa, didefinisikan sebagai volume

larutan kalium permanganate (KMnO4) 0,1 N yang digunakan untuk mengoksidasi 1 gr pulp

selama 10 menit pada 25C dikali dengan faktor koreksi (Tabel Bilangan Kappa).

Freudenberg membuktikan bahwa terdapat hubungan linier antara bilangan kappa dengan

kadar lignin sisa dalam pulp kraft dengan factor 0,147 (Casey, 1991), sehingga : kadar lignin

sisa pulp = Bilangan Kappa x 0,147.

2. 11. PEMBUATAN PULP DAN KERTAS DARI DAUN NANAS DENGAN PROSES

ASETOSOLV

A. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan adalah oven, rotary digester, disintegrator, hidrolic screener, centrifuge,

niagara heater hollander, canadian standar freeness, stock chest, alat pres lembaran pulp,

ember, saringan kawat, alat pembentuk lembaran pulp, tearing tester, folding tester, dan

brightness tester.

Bahan yang digunakan sebagai bahan baku pembuatan pulp adalah 24 kg Daun nanas.

Larutan pemasak yang digunakan adalah asam asetat glasial (konsentrasi 96%) sebanyak 168

L dan 72 L air.

B. Persiapan Daun Nanas

Proses pembuatan pulp dimulai dengan mencuci Daun nanas dan dijemur sampai kering,

kemudian dihilangkan empulurnya dengan menumbuk Daun nanas sampai tinggal serat-

seratnya (depithing), ditampi kemudian diambil 1000 g per satu kali masak.

C. Pemasakan Pulp

Pemasakan dilakukan dengan pelarut asam asetat dan air (proses acetosolv). Sebanyak

1000 g Daun nanas dimasukkan ke dalam rotary digester (alat pemasak, gambar 5 ).

Pemasakan menggunakan perbedaan konsentrasi asetat yang berbeda (100%,80%, dan 60%)

dan nisbah larutan pemasak dengan bobot serpih bagase 8:1 dan 12:1. Suhu pemasakan

maksimum 160 C dengan tekanan yang terjadi pada suhu tersebut, waktu tuju ke suhu

maksimum 69-90 menit, waktu pada suhu maksimum 90 menit. Proses ini bertujuan untuk

memisahkan selulosa dari lignin (delignifikasi) melalui proses hidrolisis.


19/23

Gambar 5. Rotary digister

D. Pencucian Pulp

Pulp hasil pemasakan selanjutnya dicuci dengan menggunakan air. Proses ini bertujuan

membebaskan pulp dari larutan pemasak. Pencucian dilakukan hingga pulp tidak

mengandung lagi asam asetat yang ditandai dengan hasil cucian bening.

E. Disintegrasi

Gambar 6. Disintegrator

Disintegrasi adalah proses yang bertujuan untuk memisahkan serat. Proses ini

dilakukan dengan disintegrator yang memiliki prinsip kerja seperti blender. Pulp yang telah

jenuh dimasukkan ke dalam disintegrator dengan menggunakan air sebagai media pemisahan

serat. Disintegrasi dilakukan hingga pulp terurai menjadi serat-serat mandiri. Proses ini

dilakukan selama 3-5 menit.

F. Penyaringan Pulp

Pulp disaring dengan menggunakan hidrolic screener. Hidrolic screener bekerja

menyaring pulp yang telah menjadi serat-serat yang mandiri pada kisaran 80 mesh. Setelah
http://4.bp.blogspot.com/_BVwQ0HrA7zs/TGH079FN8PI/AAAAAAAAACs/ksSRGyyMIuU/s1600/disintegrator-reitz.gifhttp://1.bp.blogspot.com/_BVwQ0HrA7zs/TGH0dhwj-HI/AAAAAAAAACk/q5jeGFx4jHA/s1600/Picture1.jpghttp://4.bp.blogspot.com/_BVwQ0HrA7zs/TGH079FN8PI/AAAAAAAAACs/ksSRGyyMIuU/s1600/disintegrator-reitz.gifhttp://1.bp.blogspot.com/_BVwQ0HrA7zs/TGH0dhwj-HI/AAAAAAAAACk/q5jeGFx4jHA/s1600/Picture1.jpg


20/23

pulp tersaring, dikeringkan dengan memasukkan pulp tersaring ke dalam centrifuge. Pulp

hasil sentrifugasi ditimbang untuk ditentukan rendemennya.

G. Penggilingan Pulp

Pulp digiling dengan menggunakan niagara beater hollander. Untuk membuat

lembaran pulp dengan gramatur kurang lebih 60 g/m2 atau untuk setiap lembaran dengan

diameter 21,5 cm dibutuhkan pulp sebanyak 2,1783 g pulp kering oven.

Pulp sebanyak 234 g kering oven, ditambah air hingga mencapai 15,4 L kemudian

dimasukkan ke dalam niagara beater hollander. Mesin dijalankan selama 15-20 menit. Uji

derajat freeness pada waktu 0 menit dilakukan dengan mesin dalam keadaan beroperasi.

Memberi beban 5500 g dan uji kembali derjat freeness pada waktu yang dikehendaki (sesuai

penelitian). Pengujian derajat freeness dilakukan secara duplo hingga pulp mencapai 200-300

derjat freeness. Setelah waktu giling dicapai, angkat beban dan ambil sampel untuk pengujian

derajat freeness dan untuk pembuatan lembaran.

Pengujian derajat freeness dilakukan dengan mengambil 200 mL suspensi pulp (setara

dengan 3 g pulp kering oven) masukkan ke dalam gelas ukur dan tambahkan air sampai 1000

mL. Memasukkan ke dalam alat uji canadian standar freeness dan uji derjat freness-nya. Uji

dilakukan secara duplo dengan menggunakan alat uji derajat freeness..

Gambar 7. Canadian Standar Freeness

H. Pembuatan Lembaran Pulp

Lembaran pulp dibentuk pada derajat kehalusan 200-300 derajat freeness. Suspensi

pulp sebanyak 1430 ML dimasukkan ke dalam stock chest (pengaduk), ditambahkan air

sampai 10 L untuk10 lembaran pulp. Bentuk lembaran dengan setiap pengambilan suspensi
http://1.bp.blogspot.com/_BVwQ0HrA7zs/TGH1gWYENjI/AAAAAAAAAC0/6RLNsOFGAYQ/s1600/canadian+standar+2.jpg


21/23

dari stock chest. Bentuk lembaran sampai suspensi dalam stock chest habis, yaitu 10 lembar

pulp.

I. Pembuatan Lembaran Kertas

Proses membuat lembaran kertas dimulai saat pulp mulai masuk ke mesin kertas atau

paper machine sampai dengan lembaran kertas tergulung rapi dalam gelondongan atau roll.

Pemasakan

Suhu (80 100 120) Waktu (80, 90, 120

menit

100 gr daun nanas

Dimasukan ke dalam

autodiave

Dirajang

DiBlender

Dicuci

100 gr daun nanas yang

sudah dihaluskan

Dimasukan ke dalam plastik

Air 500 ml

Air 500 ml, CaO

Air 2000 ml

Pencucian dan penyaringan

Pendinginan 25 C

Limbah Cairan

Pulp+PengotorAir + 2 L

Pengeringan 60 C selama 4

am

Pencetakan pada screen 15 X

20 cm

Pelepasan dari screen

Pulp

Kertas


22/23

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Akhirnya, dengan beberapa kelebihan properties yang dimiliki oleh serat daun nanas,

disamping pemanfaatan utama untuk industri tekstil, misal pembuatan kain vertical blind

(tirai penutup jendela) ataupun digunakan sebagai wall paper (kain pelapis dinding), serat

dari daun nenas dapat juga dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, misal sebagai bahan baku

kertas (pulp), dikembangkan sebagai bahan composite sebagai reinforced plastics ataupun

roofing (eternit). Sebagai bahan baku pembuat kertas yang cocok untuk tissue, filter rokok

dan pembersih lensa, kertas dari serat daun nenas memiliki kualitas yang baik dengan

permukaan yang halus.

Syarat bahan baku yang dapat dijadikan pulp dan kertas adalah bahan baku yang

mempunyai serat yang panjang, luas dengan kadar hemiselulosa tinggi dan berdasarkan

penelitian tentang dimensi serat, bagase yang dipakai untuk bahan baku pulp dan kertas oleh

PT Kertas Leces, Probolinggo, rata-rata memiliki panjang serat 1,43 mm, diameter 10,33 nm,

tebal dinding serat 0,68 nm, diameter lumen 8,51 nm, dan nisbah serat dengan diameter serat

138,43. Oleh karena itu Daun nanas memenuhi syarat tersebut untuk menjadi alternatif

sebagai bahan baku pembuatan pulp dan kertas.

3.2SaranPerlu dilakukan uji aktivitas lain untuk mengetahui hasil pulp dan kertas dari ampas

tebudaun nanas dengan menggunakan proses yang lain


23/23

DAFTAR PUSTAKA

Ayunda,Vivien.,Syahrul Humaidi,dan Diana A Barus. 2012. Pembuatan Dan Karakterisasi

Kertas Dar i Daun Nanas Dan Eceng Gondok.MEDAN:Universitas Sumatera Utara,

Zulfikar M. T., Sri Kumalaningsih, dan Susinggih Wijana. 2010.Teknologi Produksi Pulp

Dar i Serat Daun Nenas (Kaj ian Vari asi Pelaru t Cao, Suhu Dan Waktu Pemasakan).Malang: Universitas Muhammadiyah Malang

MAKALAH TUGAS KERTAS

Documents

Transcript of MAKALAH TUGAS KERTAS