Gambar 2.3 Susunan mikrofibril dan makrofibril Sungai, 2009. Fibril-fibril tersusun secara teratur di sekitar dinding sekunder terdapat
polisakarida tanpa kristal hemiselulosa dan poliferol amorfus lignin. Lapisan dalam melapisi dinding sekunder. Lapisan ini kaya dengan bahan berpoliferol seperti
lignin dan ML. Lapisan dalam ini kaya akan lignin sebanding dengan dinding sekunder Sjostrom,1993.
a. Lamela Tengah
Lapisan lamela tengah terletak di antara dinding sel-sel berfungsi mengikat sel-sel secara bersama sama. Pada peringkat permulaan pertumbuhan, sel-sel pada
keseluruhan terdiri dari bahan peltik tetapi akhirnya menjadi lignin. Lapisan ini dipenuhi dengan lignin dan mengandung sedikit polisakarida pektin tanpa selulosa,
serta kaya dengan sisa asam uronik.
b. Dinding Primer
Lapisan dinding primer merupakan lapisan tipis setebal 0,1 – 0,2 µm kecuali pada sudut yang terdiri dari selulosa, hemiselulosa, pektik dan protein. Mikrofibril selulosa
membentuk satu rangkaian tidak teratur di bahagian luar dinding primer tetapi di dalam dinding primer tersusun secara teratur. Sjostrom, 1993.
Universitas Sumatera Utara
c. Dinding Sekunder
Lapisan dinding sekunder terdiri dari tiga lapisan yaitu lapisan luar, lapisan dalam yang tipis dan lapisan tengah yang tebal. Lapisan – lapisan ini dibentuk oleh lamela
yang terbentuk dari mikrofibril - mikrofibril tersebut terdapat lignin dan hemiselulosa. Lapisan dinding sekunder adalah lebih tebal dibandingkan lapisan lain
Lapisan paling luar S1 adalah setebal 0,3 - 0,4 µm, mengandung 3 sampai 4 lamela. Lapisan dinding sekunder mengandungi di antara 30 – 150 lamela yang membentuk
sebahagian dari jumlah dinding sel. Oleh sebab itu, sifat fibrilnya menentukan banyak
sifat mekanik dalam pembuatan kertas. Sjostrom, 1993.
2.11 KOMPOSISI KIMIA SERAT SELULOSA 2.11.1 Selulosa
Selulosa merupakan senyawa polisakarida yang terdapat banayak di alam. Bobot molekulnya tinggi, strukturnya teratur berupa polimer yang linear terdiri dari unit
ulangan β -D-Glukopiranosa. Karakteristik selulosa antara lain muncul karena
adanya struktur kristalin dan amorf serta pembentukan mikro fibril dan fibril yang pada akhirnya menjadi serat selulosa. Sifat selulosa sebagai polimer tercermin dari
bobot molekul rata – rata, polidispersitas dan konfigurasi rantainya. Sebagai sumber serat, batang pisang cukup potensial untuk dikembangkan menjadi pulp karena
memiliki kandungan selulosa cukup tinggi Anonim,2002, seperti pada Tabel 2.4.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.4. Komposisi Kimia Serat Alam Nama Selulosa Hemi
Selulosa Lignin Keterangan
Abaka 60-65 6-8 5-10
Pisang Coir 43 1 45
Sabut Kelapa
Kapas 90 6
- Bungkus, Biji
Flax 70-72 14 4-5
- Jute 61-63 13 3-13
- Mesta 60 15 10
- Palmirah 40-50
15 42-45
- Nenas 80
- 12 Daunnya
Rami 80-85 3-4 0,5-1 K.Batang Sisal 60-67 10-15 8-12 Daun
Straw 40 28 18 -
Sumber : http:buletinlitbang. Dephan.go.id. Tahun 2007
Sebagai sumber serat, batang pisang cukup potensial untuk dikembangkan menjadi pulp karena memiliki kandungan selulosa yang cukup tinggi Anonim,2002, struktur
molekul selulosa dapat dilihat seperti pada Gambar 2.4
Gambar 2.4. Struktur Molekul Selulosa Sungai, 2009
Universitas Sumatera Utara
2.11.2 Hemiselulosa
Hemiselulosa merupakan suatu polisakarida lain yang terdapat dalam tanaman dan tergolong senyawa organik. Casey, 1960 menyatakan bahwa hemiselulosa bersifat
non-kristalin dan tidak bersifat serat, mudah mengembang karena itu hemiselulosa sangat berpengaruh terhadap bentuknya jalinan antara serat pada saat pembentukan
lembaran, lebih mudah dihidrolisis dengan asam. Perbedaan hemiselulosa dengan selulosa yaitu hemiselulosa mudah larut dalam alkali tapi sukar larut dalam asam,
sedang selulosa adalah sebaliknya. Hemiselulosa juga bukan merupakan serat – serat panjang seperti selulosa. Hasil hidrolisis selulosa akan menghasilkan D-glukosa,
sedangkan hasil hidrolisis hemiselulosa akan menghasilkan D-xilosa dan monosakarida lainnya. Hemiselulosa tersusun dari gabungan gula – gula sederhana
dengan lima atau enam karbon. Degradasi hemiselulosa dalam asam lebih tinggi dibandingkan dengan delignifikasi, dan hidrolisis dalam suasana basa tidak semudah
dalam suasana asam menyatakan bahwa adanya hemiselulosa mengurangi waktu dan tenaga yang diperlukan untuk melunakkan serat dalam proses mekanis dalam air.
Hemiselulosa berfungsi sebagai pendukung dinding sel dan berlaku sebagai perekat antar sel tungal yang terdapat didalam batang pisang dan tanaman lainnya.
Hemiselulosa memiliki sifat non-kristalin dan bukan serat, mudah mengembang, larut dalam air, sangat hidrofolik, serta mudah larut dalam alkali. Kandungan hemiselulosa
yang tinggi memberikan kontribusi pada ikatan antar serat, karena semiselulsa bertindak sebagai perekat dalam setiap serat tunggal. Pada saat proses pemasakan
berlangsung, hemiselulosa akan melunak, dan pada saat hemiselulosa melunak, serat yang sudah terpisah akan lebih mudah menjadi berserabut Sungai,2009.
Strukrur molekul hemiselulosa dapat dilihat seperti Gambar 2.5.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.5. Struktur molekul hemiselulosa Sungai, 2009
2.11.3 Lignin
Lignin adalah suatu polimer komplek dengan berat molekul tinggi terdiri dari satuan fenil propana sifat senyawa ini sangat stabil dan sulit untuk dipisahkan serta
mempunyai bermacam – macam. Lignin bersama hemiselulosa membentuk lem alami yang menjadi perekat yang membuat kokoh sifat mekanik kayu tersebut. Jumlah
lignin yang terdapat dalam tumbuhan yang berbeda sangat bervariasi. Di dalam daun jarum dan daun lebar dikatakan tidak tentu, terkadang tinggi atau rendah,
kemungkinan tergantung pada keadaan perkembangannya. Wardrop, 1971. Lignin terdapat dalam lamela tengah dan dinding sel yang berfungsi sebagai perekat antar
serat.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6. Struktur molekul lignin Sungai, 2009
Pada pembuatan pulp, lignin dapat dilarutkan oleh hidrolisa asam pada proses sulfit, alkali panas pada proses soda dan sulfat, serta oleh klorida dalam proses
pemutihan. Pulp akan mempunyai sifat fisik yang baik apabila mengandung sedikit lignin. Hal ini disebabkan lignin bersifat hidrophobik dan kaku sehingga menyulitkan
dalam proses pemasakan. Banyaknya lignin akan mempengaruhi konsumsi bahan kimia pemasak dan pemutihan.
2.11.4 Ekstraktif
Istilah ekstraktif kayu meliputi sejumlah besar senyawa yang berbeda yang dapat diekstraksi dari kayu dengan menggunakan pelarut polar maupun non polar. Pada
umumnya kadar ekstraktif yang terkandung dalam bahan baku bukan kayu non wood lebih tinggi dari pada kayu hard wood dan kayu jarum soft wood. Zat
ekstraktif terdiri dari senyawa yang mudah menguap seperti terpentin, resin, asam lemak, karbohidrat dengan berat molekul rendah dan pektin.
Komposisi ekstraktif berubah selama pengeringan kayu terutama senyawa – senyawa tak jenuh, lemak dan asam lemak terdegradasi. Ekstraktif dapat juga
Universitas Sumatera Utara
mempengaruhi kekuatan pulp, perekatan dan pengerjaan akhir kayu maupun sifat – sifat pengeringan Sungai,2009.
2.11.5 Mineral
Mineral senyawa anorganik di dalam kayu mempunyai kadar kurang dari 1. Di dalam pulp senyawa ini kadang – kadang masih terkandung yang berasal dari bahan
baku, bahan kimia, air dan peralatan yang digunakan Sungai,2009 .
2.12 SERAT DAUN NANAS
Serat daun nanas telah dikenal sebagai bahan tali-temali, tekstil dan kertas di beberapa tempat di dunia Collins,1960. Pada tahun enam puluhan, petani - petani di
Filipina sengaja memelihara tanaman nenas terutama untuk diambil daunnya sebagai bahan baku serat kualitas tinggi. Tetapi penggunaan serat daun nanas akhirnya
berkurang, akibat munculnya serat - serat sintetik yang segera menguasai pasar.
Tanaman nanas banyak terdapat di Indonesia misalnya di Sumatera Utara luas panen 6983 Ha, Riau 2449 Ha, Sumatera Selatan 1174 Ha, Kalimantan
Barat 1153 Ha, Kalimantan Timur 680 Ha, Jawa Barat 891 Ha, Jawa Tengah 859 Ha, dan Jawa Timur 29762 Ha, dan luas panen total Indonesia 49025 Ha
Data Statistik,1983. Mengingat potensi tanaman nenas di Indonesia cukup banyak, pendayagunaan serat nenas sebagai bahan baku pulp kertas mungkin dapat memberi
nilai tambah kepada perkebunan maupun para petani. Tinggi tanaman nanas dapat mencapai 90 - 100 cm atau lebih, daun membentang sepanjang 100 - 150 cm dan
kadang - kadang berduri untuk jenis tertentu. Jumlah daun setiap pohon dewasa dapat mencapai 60 - 80 lembar atau 3 - 5 kg dengan kadar air kira - kira 85. Pada
umumnya limbah tanaman nanas terdiri dari 90 daun, 9 tunas batang dan 1 batang. Daun berbentuk roset dan makin panjang ke arah atas permukaan tanah. Daun
yang rimbun ini melekat pada batang yang pendek. Permukaan atas daun nenas halus,
Universitas Sumatera Utara
sedangkan permukaan bawahnya mempunyai banyak alur sepanjang daun. Daun nanas dapat berwarna hijau tua atau coklat kemerah-merahan dan mengkilapCollins,
1960 Sebenarnya dalam beberapa hal, sifat serat daun nanas lebih banyak daripada serat kayu. Sel serat daun nanas mempunyai perbandingan panjang terhadap lebar
sangat besar, sehingga sifat kertas yang terbentuk juga sangat baik, misalnya : tipis, permukaan halus dan mudah dilipat Collins, 1960. Bahkan, kertasnya dapat diremas
sampai kusut dan kemudian dihaluskan kembali tanpa meningglkan bekas.
Pulp daun nanas sesuai untuk dibuat jenis kertas khusus, misalnya : kertas filter, sigaret, tissue, dan lain - lain. Pemasakan daun nanas dapat dilakukan dengan
berbagai proses misalnya proses soda bertekanan dan proses sulfit netral dengan 4 - 12 natrium sulfit FAO, 1983. Ada pula penelitian yang menggunakan proses soda
sulfit dengan kondisi 15 natrium sulfit, 2 natrium hidroksida dan suhu pemasakan 120 ºC Kurita, 1980. Sedangkan bibit dari tunas tangkai daun dari
mahkota dapat dipanen masing - masing sekitar 18 dan 24 bulan. biasanya tanaman jenis Cayenne dibongkar setelah panen tiga kali, agar produktivitasnya terjaga
Collins, 1960. Morfologi serat nanas jenis cayenne : panjang serat rata 3,40 mm, diameter serat bagian luar 6,99 mikrometer dan tebal dinding 2,33
mikrometer.Wawan K, 2006.
2.13 SERAT PELEPAH BATANG PISANG
