REVIEW PRODUK DERIVAT KELAPA SAWIT
(PULP PAPER)
KELOMPOK 2 THP B:
1. Ferintis Iguh Y (111710101004)
2. Dyah Riska A (111710101034)
3. Isnairil Akbariwati (111710101056)
4. Nur Sayidah (111710101070)
5. Diah Novita (111710101090)
Teknologi Hasil Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Universitas Jember
2013
BAB 1 PENDAHULUAN
Industri karton skala kecil saat ini mengalami kesulitan mendapatkan bahan baku berupa pulp dan kertas bekas dalam jumlah yang cukup besar dan harga dapat diterima oleh industri tersebut. Salah satu upaya yang dilakukannya untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan cara mengolah karton menggunakan sludge dari limbah industri pulp dan kertas sebagai bahan baku utama dan kertas bekas sebagai pencampur.
Kualitas karton yang dihasilkan oleh industri skala kecil yang menggunakan bahan baku campuran sludge dan kertas bekas ternyata rendah. Ini disebabkan pada sludge terdapat bahan buka serat dan serat sludge berkualitas rendah serta higroskopis, sehingga karton yang dihasilkan mengandung air cukup besar dan tidak kaku (Anonim, 1994). Akibatnya produk tersebut tidak dapat memenuhi permintaan kualitas karton yang dipersyaratkan oleh beberapa produsen produk akhir seperti buku pelajaran, sepatu, tas, pakaian jadi, pemintalbenang, dan tekstil.
Bahan berserat yang diharapkan dapat mendukung upaya tersebut adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang merupakan limbah dari industri pengolahan minyak kelapa sawit. Direktorat Jenderal Perkebunan menyatakan bahwa pabrik pengolahan minyak kelapa sawit yang berkapasitas 30 ton minyak kelapa sawit ( crude palm oil atau CPO) menghasilkan 35 ton TKKS (Anonim, 1998a dan 1998b). Data terakhir menunjukkan bahwa produksi CPOIndonesia pada tahun 2007 mencapai 17,3 juta ton (Anonim, 2008), yang berarti menghasilkan TKKS sebanyak 17,3-20,1 juta ton. TKKS saat ini hanya digunakan sebagai bahan bakar ketel pabrik minyak kelapa sawit, kompos, dan pupuk kalium. Namun pemanfaatan tersebut belum memberikan nilai tambah yang optimal.
Selanjutnya untuk mempertinggi kegunaan dan memberi nilai tambah karton, perlu dipertimbangkan produksi karton dengan tekstur, corak, dan warna tertentu serta kekuatan memadai, untuk penggunaan khusus yang berprospek baik diantaranya karton seni. Saat ini karton seni banyak digunakan untuk kertas undangan, sampul majalah atau buku, karton hiasan, karton kemasan, dan bahan untuk karya seni. Atas dasar itu, perlu adanya bahan berserat lain yang mampu memberi nilai seni tersebut antara lain serat batang pisang. Salahsatu jenis tanaman pisang adalah pisang ambon ( Musa sapientum L.) yang berpotensi tinggi menghasilkan batang pisang setelah mencapai usia tidak produktif (Suhadi, et al., 2004).
Pada tahun 2003, produksi pisang Indonesia mencapai 2.374.841 ton dengan luas sekitar 56.728 ha. Selanjutnya pada tahun 2004, produksi dan luas tersebut meningkatmenjadi 2.758.708 ton dan 65.897 ton. Atas dasar itu, maka potensi batang pisang pada tahun 2002-2003 mencapai sekitar 79.603.169-92.469.504 ton (Sumarjono, 2004; Anonim, 2005/2006). Batang pisang (termasuk juga jenis pisang ambon) diharapkan baikdipergunakan sebagai bahan baku pulp untuk kertas dan karton, karena berkadar lignin rendah (5%), selulosa (63-64%) dan hemiselulola (20%) tinggi, sedangkan seratnya relatif panjang sekitar 4,29mm(Lisnawati, 2000). Terkait dengan hal tersebut, P3KKPHH (Bogor) telah melakukan percobaan skala industri kecil atau skala usaha rumah tangga pembuatan karton seni dari campuran pulp TKKS, sludge industri kertas, dan pulp batang pisang ambon, dimana rincian hasilnya diuraikan berikut ini.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kertas
Kertas adalah kemasan yang pertama ditemukan sebelum plastik dan
logam. Saat ini kemasan kertas masih banyak digunakan dan mampu
bersaing dengan kemasan lain seperti plastik dan logam karena harganya
yang murah, mudah diperoleh dan penggunaannya yang luas. Selain
sebagai kemasan, kertas juga berfungsi sebagai media komunikator dan
media cetak. Kelemahan kemasan kertas untuk mengemas bahan pangan
adalah sifatnya yang sensitif terhadap air dan mudah dipengaruhi oleh
kelembaman udara lingkungan. Sifat-sifat kemasan kertas sangat
tergantung pada proses pembuatan dan perlakuan tambahan pada proses
pembuatannya. Kemasan kertas dapat berupa kemasan fleksibel atau
kemasan kaku. Jenis kemasan ketas yang dapat digunakan sebagai
kemasan fleksibel adalah kertas kraft dan kertas tahan lemak (grease proof).
Glassin dan kertas lilin (waxed paper) atau kertas yang dibuat dari modifikasi
kemasan kertas fleklsibel. Kemasan kertas yang kaku terdapat dalam
bentuk karton, kotak, drum, cawan - cawan yang tahan air, yang dapat
dibuat dari paper board, kertas laminasi, corrugated board dan berbagai jenis
board dari kertas khusus. Wadah kertas biasanya dibungkus lagi dengan
bahan - bahan kemasan lain seperti plastik dan foil logam yang lebih
bersifat protektif.
2.2 Klasifikasi Kelapa Sawit
Tanaman kelapa sawit diklasifikasikan sebagai berikut:
Divisi : Spermatophyta
Subdivisi : Angiospermae
Kelas : Monocotyledonae
Ordo : Palmales
Famili : Palmaceae
Genus : Elaeis
Spesies : Elaeis guineensis
Elaeis odora (tidak ditanam di Indonesia)
Elaeis melanococca (Elaeis oleivera)
Varietas : Elaeis gueneensis dura
Elaeis gueneensis tenera
Elaeis gueneensis pisifera
(Sastrosayono, 2003)
Sentra utama produksi sawit Indonesia antara lain Sumatera Utara, Riau, Jambi,
Sumatera Selatan, dan Kalimantan Barat. Kontribusi produksinya mencapai 80% dari
produksi nasional. Perkembangan perkebunan di daerah sentra utama produksi tersebut masih
memungkinkan dilakukan. Potensi areal perkebunan Indonesia masih terbuka luas untuk
tanaman kelapa sawit. Pengembangan perkebunan tidak hanya diarahkan pada sentra-sentra
produksi seperti Sumatera dan Kalimantan, tetapi daerah potensi pengembangan seperti
Sulawesi, Jawa, Papua juga terus dilakukan (Yan, 2012).
2.3 Tandan kosong kelapa sawit (TKKS)
Limbah industri kelapa sawit adalah limbah yang dihasilkan pada saat proses
pengolahan kelapa sawit. Salah satu limbah padat industri kelapa sawit adalah TKKS. TKKS
merupakan limbah terbesar yang dihasilkan oleh perkebunan kelapa sawit. Jumlah TKKS
mencapai 30-35% dari berat TBS setiap pemanenan. Namun hingga saat ini, pemanfaatan
limbah TKKS belum dilakukan secara optimal (Hambali, 2008). Limbah padat TKKS
jumlahnya cukup besar yaitu sebesar 6 juta ton yang tercatat pada tahun 2004. Limbah
tersebut selama ini dibakar dan sebagian ditebarkan di lapangan sebagai mulsa. TKKS
terutama terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin dan bahan yang penting sebagai
sumber selulosa (Nuryanto, 2000).
Komposisi kimiawi Tandan kosong kelapa sawit (Yan, 2012)
Komposisi Kadar (%)
Abu 15
Selulosa 40
Lignin 21
Hemiselulos 24
a
Sebagai limbah lignoselulosa, TKKS merupakan salah satu alternatif bahan baku
pembuatan pulp dan kertas karena kandungan selulosanya yang cukup tinggi (Guritno, 1995).
Kebutuhan pulp kertas di Indonesia pada saat ini masih dipenuhi dari impor. Padahal potensi
untuk memenuhi pulp di dalam negeri cukup besar. Salah satu alternatif itu adalah dengan
memanfaatkan TKKS untuk digunakan sebagai bahan pulp kertas dan papan serat. Di
Indonesia sudah mulai banyak industri kertas memanfaatkan limbah kelapa sawit tersebut
sebagai alternatif bahan baku. Proses pembuatan pulp dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu
proses dengan NaOH dan proses dengan sulfat (Yan, 2012).
Bagian pangkal TKKS mengandung serat dengan panjang serat rata-rata 1,2 mm
sedangkan serat bagian ujungnya (malai) lebih pendek 0,76 mm. Bila dikelompokkan ke
dalam panjang serat menurut klasifikasi Klemm, serat TKKS termasuk serat pendek sampai
sedang, yaitu antara 1,0-2,0 mm, sedangkan diameter seratnya, yaitu serat bagian pangkal dan
bagian malai termasuk kelompok diameter kecil sampai sedang (2-2,5 μm). Kadar serat
bagian pangkal TKKS sekitar 72,67%, lebih tinggi bila dibandingkan dengan bagian
ujungnya (62,47%). Semakin tinggi kadar serat, semakin tinggi pula rendemen pulp yang
akan diperoleh (Darnoko, 1995).
Penggunaan TKKS untuk bahan baku pulp dan kertas akan memberikan beberapa
keuntungan:
1. Memberikan tambahan keuntungan pabrik kelapa sawit yaitu dengan menjual TKKS.
2. Menurunkan ongkos produksi pabrik pulp karena harga TKKS akan lebih murah
dibandingkan dengan bahan baku lainnya.
3. Menjaga kelestarian hutan tropis karena akan lebih sedikit ketergantungan padanya
(Guritno, 1995)
2.4 Selulosa
Selulosa (C6H10O5)n adalah polisakarida yang merupakan pembentuk sel-sel kayu
hampir 50%. Kertas saring dan kapas hampir merupakan selulosa yang murni. Berat molekul
selulosa kira-kira 300.000 (Sastrohamidjojo, 2009). Polisakarida ini adalah polimer alam
yang paling banyak terdapat dan paling tersebar di alam. Jutaan ton selulosa digunakan setiap
tahun untuk membuat perabot kayu, tekstil, dan kertas (Cowd, 1991). Selulosa disusun oleh
satuan D-glukosa dengan ikatan β-1,4 tanpa percabangan.
Gugus hidroksi dari kedua selulosa memberikan perbedaan sifat. C-1 mempunyai sifat
reduksi sedangkan glukosa dengan golongan hidroksi C-4 mempunyai sifat nonreduksi
(Klemm, 1998). Selulosa merupakan elemen struktural utama dari tumbuhan, yang
memberikan kekuatan struktural agar tanaman dapat berdiri tegak. Kayu terdiri dari sekitar
setengah selulosa dan polimer heterogen setengah noncarbohydrate disebut lignin
(Waser,1980). Meskipun merupakan karbohidrat, selulosa bukanlah merupakan sumber
makanan bagi manusia dan hewan. Pada selulosa, unit-unit anhidrat glukosa dihubungkan
dengan ikatan kimia tipe β; komponen-komponen karbohidrat seperti pati diikat dengan
hubungan tipe α (Haygreen, 1982).
2.5 Lignin
Lignin adalah suatu polimer yang kompleks dengan berat molekul tinggi, tersusun atas
unit-unit fenilpropan. Meskipun tersusun atas karbon, hidrogen dan oksigen, lignin bukanlah
suatu karbohidrat. Lignin sangat stabil dan sukar dipisahkan dan mempunyai bentuk yang
bermacam-macam karena suatu lignin yang pasti di dalam kayu tidak menentu.
Lignin terdapat di antara sel-sel dan di dalam dinding sel. Di antara sel-sel, lignin
berfungsi sebagai perekat untuk mengikat sel-sel bersama-sama. Dalam dinding sel, lignin
sangat erat hubungannya dengan selulosa dan berfungsi untuk memberikan ketegaran pada
sel. Lignin juga berpengaruh dalam memperkecil perubahan dimensi sehubungan dengan
perubahan kandungan air kayu dan juga dikatakan bahwa lignin mempertinggi sifat racun
kayu yang membuat kayu tahan terhadap serangan cendawan dan serangga. Ketegaran yang
diberikan oleh lignin merupakan faktor penentu sifat-sifat kayu.
Lignin merupakan bahan yang tidak berwarna. Apabila lignin bersentuhan dengan
udara, terutama dengan adanya sinar matahari, maka (bersama-sama dengan karbohidrat-
karbohidrat tertentu) lama kelamaan lignin cenderung menjadi kuning. Karenanya kertas
koran yang terbuat dari serat-serat yang diperoleh secara mekanis dengan lignin yang belum
dipisahkan, tidak berumur panjang karena kecenderungannya untuk menjadi kuning. Kertas
koran juga kasar, massanya besar dan kekuatannya rendah karena serat-seratnya yang kaku
memiliki ikatan antar serat yang lemah.
Lignin bersifat termoplastik-artinya lignin akan menjadi lunak dan dapat dibentuk pada
suhu yang lebih tinggi dan keras kembali apabila menjadi dingin. Sifat termoplastik lignin
menjadi dasar pembuatan papan keras (hardbord) dan lain-lain produk kayu yang
dimampatkan (Haygreen, 1996). Lignin dapat diisolasi dari kayu bebas ekstraktif sebagai sisa
yang tidak larut setelah penghilangan polisakarida dengan hidrolisis (Sjostrom, 1995).
2.6 Hemiselulosa
Hemiselulosa semula diduga merupakan senyawa antara dalam biosintesis selulosa.
Namun saat ini diketahui bahwa hemiselulosa termasuk dalam kelompok polisakarida
heterogen yang terbentuk melalui jalan biosintesis yang berbeda dari selulosa. Berbeda
dengan selulosa yang merupakan homopolisakarida, hemiselulosa merupakan
heteropolisakarida. Seperti halnya selulosa kebanyakan hemiselulosa berfungsi sebagai bahan
pendukung dalam dinding-dinding sel.
Hemiselulosa relatif mudah dihidrolisis oleh asam menjadi komponen-komponen
monomernya yang terdiri dari D-glukosa, D-manosa, D-galaktosa, D-xilosa, L-arabinosa, dan
sejumlah kecil L-ramnosa di samping menjadi asam D-glukoronat, asam 4-O—metil-D-
glukuronat, dan asam D-galakturonat (Sjostrom, 1995). Sebagian terbesar hemiselulosa
merupakan polimer-polimer dengan rantai bercabang, berbeda dengan selulosa yang berantai
lurus, dan umumnya tersusun atas 150 anhidrid gula sederhana atau kurang (artinya derajat
polmerisasinya umumnya kurang dari 150) (Haygreen,1982).
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Bahan
1. TKKS (tandan kosong kelapa sawit)2. Batang pisang ambon3. Sludge industri kertas4. Barium khlorida (BaCl2)5. Asam khlorida (HCl)6. Indikator PP7. Kalium permangat (KmnO4)8. Asam sulfat (H2SO4)9. Kalium (KI)10. Natrium tiosulfat (Na2S2O3)11. Indikator kanji12. Soda api (NaOH)13. Pengisi kaolin14. Bahan retensi alum sulfat15. Bahan perekat tapoka16. Bahan sizing rosin soap
3.1.2 Alat
1. Ketel pemasak2. Bak pencuci3. Hollander beater4. Stone refiner
3.2 Skema Kerja3.2.1 Penyiapan serpih TKKS dan Serpih batang pisang
3.2.2 Pemasakan serpih TKKS dan serpih batang pisang menjadi pulp
Pemisahan/pencucian
TKKS
Pencucian air
Penjemuran Pemotongan
Batang pisang
Pencucian air
Pemotongan
Serpih TKKS
Serpih TKKS
Pemasakan NaOH 10%
Pemisahan/pencucian Larutan pemasakan
Serpih TKKS
Air
Defiberasi
Sentrifugasi
Pulp
3.2.3 Pembentukan lembaran karton seni pada industri karton skala kecil
Pulp TKKS Pulp batang pisang Sludge industri kertas
Pencampuran
Perendaman
Air, kaolin, perekat tapioka, rosin soap,
tawas (alum sulfat) zat warna
Penggilingan
Pembentukan kertas
Penjemuran
Pemotongan
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Sifat Dasar Bahan Baku
Dimensi serat, nilai turunan dimensi serat, dan komposisi kimia TKKS
merupakan salah satu parameter untuk menilai kualitas TKKS sebagai bahan baku untuk
kertas (termasuk karton). Panjang serat TKKSberkisar 0,27-1,60mm (rata-rata 0,77 mm).
Meskipun termasuk serat pendek, bilangan Runkel serat TKKS mencapai 0,94 (<1).
Berdasarkan klasifikasi Runkel, serat TKKS termasuk golongan I (Silitonga,et al .,
1972). Ini mengindikasikan bahwa seratTKKS memiliki lumen lebar dan dinding tipis.
Dengan demikian serat TKKS akan menggepeng dan mudah menipis selama
penggilingan, sehingga diharapkan menghasilkan lembaran pulp untuk kertas/karton
dengan kualitas baik.
4.2 Sifat Pengolahan Pulp TKKS
4.3 Sifat Kekuatan Fisik Lembaran Pulp TKKS untuk Karton