Analisis Kandungan Kimia Sludge dari Industri Pulp PT. Toba Pulp Lestari Tbk

ANALISIS KANDUNGAN KIMIA SLUDGE
DARI INDUSTRI PULP
PT. TOBA PULP LESTARI Tbk.

SKRIPSI
Oleh
SIMSON FUAD HASAN PURBA
041203003/TEKNOLOGI HASIL HUTAN

DEPARTEMEN KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2010

Universitas Sumatera Utara

ANALISIS KANDUNGAN KIMIA SLUDGE
DARI INDUSTRI PULP
PT. TOBA PULP LESTARI Tbk.

SKRIPSI

Oleh :
SIMSON FUAD HASAN PURBA
041203003/TEKNOLOGI HASIL HUTAN

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana
Di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara

DEPARTEMEN KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2010

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
SIMSON F.H. PURBA : Analisis Kandungan Kimia Sludge dari Industri Pulp PT.
Toba
Pulp
Lestari
Tbk,

dibimbing
oleh
LUTHFI
HAKIM
dan EVALINA HERAWATI
Sludge adalah limbah dari industri pulp dan kertas. Saat ini, limbah dari
industri pulp dan kertas kurang dimanfaatkan secara optimum. Penelitian ini
bertujuan untuk mengetahui komponen kimia sludge yang terdiri dari : selulosa
(α, β, γ), hemiselulosa, bilangan kappa, kandungan abu, kadar ekstraktif terlarut.
Penelitian bertujuan memberikan informasi komponen kimia sludge untuk
pemanfaatan yang optimal nilai kadar kimia dari hasil pengujian sludge adalah
sebagai berikut kadar air, kadar abu , kelarutan dalam NaOH 1%, kelarutan
sludge pada dichlorometana (ekstraktif), kelarutan sludge pada air (air dingin, air
panas ), bilangan kappa, kadar α selulosa, % β Selulosa, % selulosa : 76,338 %,
24,657 %, 13,31 %, 27,505 %, 11,44 %, 8,088 %, 29,16, 93,803 %, 17,573 % ,
10,665 %. Berdasarkan hasil pengujian tersebut, sludge memenuhi persyaratan
untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku serat.
Kata kunci : Sludge, pulp, komponen kimia sludge

i

Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT
SIMSON F.H. PURBA : Chemicals Content Analysis of Sludge from Pulp Mill PT.
Toba
Pulp
Lestari
Tbk,
supervised
by
LUTHFI
HAKIM
dan EVALINA HERAWATI
Sludge is a waste of pulp and paper mill. Currently, waste from pulp and
paper mill less optimally utilized. This study aims to determine the chemical
components of sludge consisting of: cellulose (α, β, γ), Hemicellulose, kappa
number, ash content, soluble extractive content.
This research, assist in providing information chemical components of
sludge for optimal utilization. The value of the chemical content of the test results
are as follows sludge water content, ash content, solubility in 1% NaOH, the

solubility of sludge on dichlorometana (extractive), the solubility of sludge in the
water (cold water, hot water), kappa number, levels of α cellulose, % β
Cellulose,% cellulose: 76.338%, 24.657%, 13.31%, 27.505%, 11.44%, 8.088%,
29.16, 93.803%, 17.573%, 10.665%. Based on these test results, sludge can still
be used as a fiber raw material.
Keywords: Sludge, pulp, chemical components of sludge

ii
Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP
Simson Fuad Hasan Purba dilahirkan di Doloksanggul, Humbang
Hasundutan, Sumatera Utara tanggal 6 Agustus 1986, anak ketiga dari tujuh
bersaudara. Anak dari pasangan Drs. Sabam Purba dan Siti Nurbaya Manullang
S.Pd.
Penulis memulai pendidikan pada tahun 1992 di SD Negeri 175781
Doloksanggul, lulus tahun 1998. Kemudian melanjutkan di SLTP Negeri
Saitnihuta, dan lulus tahun 2001, melanjutkan sekolah di SMU Negeri 5 Medan
hingga tamat tahun 2004. Pada tahun yang sama penulis diterima di Universitas
Sumatera Utara melalui Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) pada

Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Departemen Kehutanan, Fakultas
Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
Selama perkuliahan penulis pernah ikut organisasi Paduan Suara
Consolatio.

Penulis melaksanakan Praktek Umum Kehutanan tahun 2006 di

Mandailing Natal (Natal dan Sopotinjak). Praktek Kerja Lapangan pada tahun
2008 di KPH Purworejo, Jawa Tengah dan tahun 2009 penulis melakukan
penelitian dengan judul “Analisis Kandungan Kimia Sludge Dari Industri Pulp
dan Kertas”.

iii
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Skripsi
ini disusun sebagai syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Kehutanan pada
Departemen Kehutanan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, dengan

judul “Analisis Kandungan Kimia Sludge Dari Industri Pulp dan Kertas”.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kandungan kimia yang
terkandung pada sludge yang dihasilkan dari PT. Toba Pulp Lestari Tbk.
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Induk PT. Toba Pulp Lestari Tbk.
menguji sludge sebagai limbah. Pengujian kimia yang dilakukan pada sludge
meliputi : selulosa (α, β, γ), hemiselulosa, lignin, kandungan abu dan kadar
ekstraktif. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat besar terhadap
penggunaan kembali sludge (limbah) yang dihasilkan oleh PT. Toba Pulp Lestari
Tbk.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak
Luthfi Hakim, S.Hut, M.Si dan Ibu Evalina Herawati, S.Hut, M.Si selaku komisi
pembimbing, yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam
penyusunan skripsi. Penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada
orang tua penulis Drs. S. Purba dan Sn. Manullang S.Pd. yang telah membesarkan
penulis dan memenuhi segala kebutuhan penulis dalam segala hal. Penulis juga
mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Industri PT. Toba Pulp
Lestari Tbk. yang telah memberikan banyak bantuan sebagai tempat
melaksanakan penelitian.

iv

Universitas Sumatera Utara

Penulis sadar bahwa tiada sesuatu yang dapat dikerjakan dengan hasil
yang sempurna. Selanjutnya penulis mengharapkan saran serta kritikan yang
membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, penulis berharap semoga
nantinya tulisan ini dapat bermanfaat bagi kita. Amin.
Medan, Maret 2010
Penulis

v
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ........................................................................................................i
ABSTRACT ........................................................................................................ii
RIWAYAT HIDUP ...........................................................................................iii
KATA PENGANTAR ......................................................................................iv
DAFTAR TABEL .......................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................... viii

DAFTAR LAMPIRAN......................................................................................ix
PENDAHULUAN
Latar Belakang............................................................................................. 1
Tujuan Penelitian ........................................................................................ 3
Manfaat Penelitian ....................................................................................... 3
TINJAUAN PUSTAKA
Sludge ......................................................................................................... 4
Komponen Penyusun Kimia Kayu .............................................................. 5
Selulosa ................................................................................................. 5
Poliosa (Hemiselulosa) .......................................................................... 6
Lignin ................................................................................................... 7
Ekstraktif Kayu ...................................................................................... 8
Pembuatan Pulp Kertas ................................................................................10
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian.......................................................................12
Bahan dan Alat Penelitian ............................................................................12
Bahan.....................................................................................................12
Alat .......................................................................................................12
Metode Penelitian .......................................................................................12
Analisis Kadar Air (TAPPI 264 om-88) .................................................12

Analisis Kadar Abu (TAPPI 211 om-93) ................................................13
Analisis Kelarutan dalam NaOH 1% (TAPPI 212 om-93).......................13
Analisis Kelarutan dalam Dichlorometana (TAPPI 204 om-97) .............15
Analisis Kelarutan Sludge dalam Air (TAPPI 207 om-93) .....................16
Penentuan Bilangan Permanganat (TAPPI 241 so 71).............................18
Analisis Kadar α-selulosa (TAPPI 203 cm-99) ......................................19
Analisis Kadar β-γ selulosa (TAPPI 203 cm-99) ...................................21

vi
Universitas Sumatera Utara

HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Air dan Kadar Abu ...........................................................................23
Kelarutan sludge pada NaOH 1%, Dichlorometana, air ...............................24
Penentuan Bilangan Permanganat ...............................................................27
Kadar α, β, γ Selulosa .................................................................................27
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan.................................................................................................30
Saran...........................................................................................................30
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................31

LAMPIRAN .....................................................................................................33

vii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

No.

Halaman

1.

Nilai kadar air dan kadar abu sludge.......................................................23

2.

Nilai kelarutan sludge pada : NaOH 1%,Dichlorometan,air ...................24

3.

Persen α,β,γ selulosa yang terdapat pada sludge .....................................28

viii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

No.

Halaman

1.

Diagram proses analisis kelarutan sludge pada NaOH 1% ......................14

2.

Diagram proses kelarutan sludge pada dhiclorometana ...........................15

3.

Diagram proses kelarutan sludge pada air dingin ....................................16

4.

Diagram proses kelarutan sludge pada air panas .....................................17

5.

Diagram proses penentuan bilangan kappa sludge ..................................18

6.

Diagram proses penentuan kadar α-selulosa ...........................................20

7.

Diagram proses penentuan kadar β-selulosa............................................22

8.

A (Sludge dalam kondisi basah), B ( Desikator)......................................36

9.

A (sludge dalam kondisi kering), B (preses pengabuan sludge)...............36

10. Proses dispersi sludge.............................................................................36
11. Proses melarutkan sludge pada air dingin ...............................................36

ix
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
No.

Halaman

1. Pengujian Kadar Air ................................................................................33
2. Kadar abu ................................................................................................33
3. Kelarutan dalam NaOH 1% .....................................................................33
4. Sludge pada dichlorometana(C2CL2).........................................................33
5. Pengujian Kadar Air ................................................................................34
6. Bilangan Pemangat (bilangan kappa) .......................................................34
7. α selulosa ................................................................................................35
8. β dan γ-selulosa .......................................................................................35
9. Sludge yang sedang di oven .....................................................................37
10. Proses penentuan bilangan kappa sludge..................................................37
11. Proses titrasi penentuan α-selulosa...........................................................37

x
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
SIMSON F.H. PURBA : Analisis Kandungan Kimia Sludge dari Industri Pulp PT.
Toba
Pulp
Lestari
Tbk,
dibimbing
oleh
LUTHFI
HAKIM
dan EVALINA HERAWATI
Sludge adalah limbah dari industri pulp dan kertas. Saat ini, limbah dari
industri pulp dan kertas kurang dimanfaatkan secara optimum. Penelitian ini
bertujuan untuk mengetahui komponen kimia sludge yang terdiri dari : selulosa
(α, β, γ), hemiselulosa, bilangan kappa, kandungan abu, kadar ekstraktif terlarut.
Penelitian bertujuan memberikan informasi komponen kimia sludge untuk
pemanfaatan yang optimal nilai kadar kimia dari hasil pengujian sludge adalah
sebagai berikut kadar air, kadar abu , kelarutan dalam NaOH 1%, kelarutan
sludge pada dichlorometana (ekstraktif), kelarutan sludge pada air (air dingin, air
panas ), bilangan kappa, kadar α selulosa, % β Selulosa, % selulosa : 76,338 %,
24,657 %, 13,31 %, 27,505 %, 11,44 %, 8,088 %, 29,16, 93,803 %, 17,573 % ,
10,665 %. Berdasarkan hasil pengujian tersebut, sludge memenuhi persyaratan
untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku serat.
Kata kunci : Sludge, pulp, komponen kimia sludge

i
Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT
SIMSON F.H. PURBA : Chemicals Content Analysis of Sludge from Pulp Mill PT.
Toba
Pulp
Lestari
Tbk,
supervised
by
LUTHFI
HAKIM
dan EVALINA HERAWATI
Sludge is a waste of pulp and paper mill. Currently, waste from pulp and
paper mill less optimally utilized. This study aims to determine the chemical
components of sludge consisting of: cellulose (α, β, γ), Hemicellulose, kappa
number, ash content, soluble extractive content.
This research, assist in providing information chemical components of
sludge for optimal utilization. The value of the chemical content of the test results
are as follows sludge water content, ash content, solubility in 1% NaOH, the
solubility of sludge on dichlorometana (extractive), the solubility of sludge in the
water (cold water, hot water), kappa number, levels of α cellulose, % β
Cellulose,% cellulose: 76.338%, 24.657%, 13.31%, 27.505%, 11.44%, 8.088%,
29.16, 93.803%, 17.573%, 10.665%. Based on these test results, sludge can still
be used as a fiber raw material.
Keywords: Sludge, pulp, chemical components of sludge

ii
Universitas Sumatera Utara

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Sludge dari industri pulp dan kertas terdiri atas 3 sumber. Sumber pertama
yang biasa disebut sludge primer berasal dari klarifier utama, dimana partikelpartikel kasar akan dipisahkan dari air limbah dan dibuang. Sludge ini menyerupai
kertas basah dan kandungan seratnya cukup tinggi dan mudah terlarut dalam air.
Sumber kedua berasal dari pengelolaan air sekunder dimana pada bagian ini
mengalami proses biologis. Jenis limbah ini biasa disebut dengan istilah biosludge
dan memiliki konsentrasi yang lebih rendah. Jenis limbah ketiga berasal dari
deinking, yaitu bagian proses pemisahan kertas dari tinta dari limbah kertas daur
ulang. Setiap industri pulp dan kertas memiliki perbedaan didalam proses
pengelolaan limbahnya, sehingga ada perbedaan kualitas limbahnya (Latva dan
Jouko, 1998).
Saat ini, pengelolaan limbah industri pulp dan kertas mengalami
peningkatan karena dua alasan. Alasan pertama yaitu untuk mengurangi
pencemaran pada air dan alasan kedua adalah perkembangan pabrik kertas daur
ulang yang makin meningkat (Latva dan Jouko, 1998).
Menurut Haroen (2007) limbah padat industri kertas dibedakan atas
limbah serat dan non serat, berasal dari beberapa unit proses umummnya
merupakan hasil akhir proses dan tidak berguna yang berbentuk lumpur (sludge).
Karakteristik limbah padat industri kertas sangat bervariasi tergantung pada bahan
baku, produk yang dihasilkan, serta tingkat pengolahan pendahuluan yang telah
dilakukan. Pengelompokan jenis limbah padat harus memberikan gambaran

Universitas Sumatera Utara

2

tentang karakteristiknya, seperti jenis limbah, jumlah limbah per ton produk,
kandungan organik, kadar air, kadar abu, nilai kalor, unsur mikro, logam berat dan
elemen spesifik lainnya. Limbah padat berserat industri kertas dihasilkan dari
pemisahan serat yang lolos pada pembungan limbah cair mesin kertas. Limbah
padat ini jumlah dan karakteristiknya sangat bervariasi tergantung dari bahan
baku, proses pembuatan dan produk yang dihasilkan.
Sludge yang dihasilkan industri banyak dijadikan bahan bakar dengan 2
alasan, yaitu sebagai sumber energi/bahan bakar dan untuk mengurangi volume
jumlah penumpukan limbah dan pembuangan ke sungai dimana saat ini sudah
banyak perbaikan-perbaikan lingkungan khususnya sungai (Latva dan Jouko,
1998). Namun hal ini tentunya akan berdampak lain, yaitu adanya penambahan
tingkat polusi udara yang tinggi.
Sludge yang berasal dari berbagai industri pulp di Indonesia di dalam
pemanfaatannya masih sangat kurang. Sludge hasil buangan industri tersebut
biasanya dijadikan bahan bakar dan yang selebihnya dialirkan ke sungai atau ke
tempat pembuangan akhir setelah melalui proses penetralan. Sesuai dengah hal
tersebut perlu sebuah usaha dalam pengolahan sludge agar lebih bermanfaat.
Selain mengurangi pengaruh negatif terhadap lingkungan sekitarnya, tentunya
akan meningkatkan nilai guna sludge bagi industri tersebut. Intinya perlu
dilakukan sebuah penelitian kandungan sludge sehingga dapat diolah kembali
sebagai bahan baku serat.
Seiring dengan makin berkembangnya ilmu pengetahuan tentang sludge,
menunjukkan bahwa sludge hasil buangan industri pulp dan kertas masih perlu
untuk di teliti lagi. Selain untuk mengurangi tingkat pencemaran lingkungan,

Universitas Sumatera Utara

3

dengan pemanfaatan sludge tentunya akan makin membantu di dalam
memaksimalkan penggunaan kayu sebagai bahan baku utama untuk pulping.

Tujuan Penelitian
Penelitian bertujuan mengetahui kandungan kimia sludge yang meliputi :
selulosa (α,β,γ), hemiselulosa, lignin, kandungan abu dan kadar ekstraktif.

Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberi manfaat di dalam pengolahan
sludge yang dihasilkan dari proses industri pulp dan kertas sebagai bahan baku
serat.

Universitas Sumatera Utara

4

TINJAUAN PUSTAKA

Proses pulping menghasilkan limbah yang disebut dengan istilah sludge.
Sludge biasanya dibuang. Sumber polusi dapat berasal dari berbagai langkahlangkah proses yang meliputi kayu persiapan, pembuatan bubur, cucian bubur
kayu, penyaringan, cucian, pengelantang. Limbah yang berasal dari proses-proses
ini, ada yang tidak terlarut dan ada bahan yang dapat terlarut. Campurancampuran (lignin, karbohidrat dan ekstraktif) inilah yang sulit untuk
dibiodegradasi dan dihanyutkan dari serabut-serabut selama pencucian,

dan

proses penyaringan (Katja dan Mika, 2007).

Sludge
Menurut Hammer (1977) dalam Hastutik dkk (2006), sludge merupakan
limbah padat pabrik kertas yang terdiri atas padatan 90% dan air 10% yang
didapat dari proses pengendapan pada tempat penimbunan limbah dan
mengandung bahan organik. Selain itu limbah padat kertas juga menghasilkan
biosludge yang merupakan hasil sampingan, tersusun dari bahan baku pulp,
mengandung mikroorganisme dan limbah padat kertas juga menghasilkan serat
yang berupa bahan dari proses depething plant yaitu pemisahan secara mekanik
bahan baku pulp yaitu bahan serat dan bahan bukan serat.
Menurut Haroen (2007), umumnya sumber limbah padat yang dihasilkan
dari industri pulp dan kertas berasal dari reject proses penyediaan stok, unit
pemulihan serat dan hasil akhir instalansi pengolahan limbah cair berupa sludge
yang keluar dari belt press. Komponen dari limbah padat terdiri atas serat pendek

Universitas Sumatera Utara

5

serta bahan pengisi, plastik, logam, wax dan pengotor lainnya. Limbah padat
berserat yang berasal dari keluaran belt press umumnya masih mengandung 60%
serat pendek, sedangkan sisanya berupa bahan pengisi. Limbah padat ini biasanya
dibuang sebagai tanah urugan, masih mengandung air sekitar 60%-80%.
Komposisi kimia limbah padat banyak dipengaruhi oleh komponen kimia
yang tergantung dari sumber limbah tersebut berasal. Limbah padat berserat yang
dihasilkan dari produk kertas mempunyai kandungan senyawa organik dengan
komponen utamanya adalah serat selulosa sebanyak + 60% dan sisanya senyawa
anorganik. Pemanfaatan limbah padat ini menjadi bahan untuk pembuatan papan
serat ditentukan oleh jumlah dan kualitas serat yang terkandung didalamnya. Bila
fraksi serat masih cukup tinggi maka mutu papan serat sebagai salah satu
komponen bahan bangunan akan terpenuhi (Haroen, 2007).

Komponen Penyusun Kimia Kayu
Selulosa
Selulosa merupakan bagian penyusun utama jaringan tanaman berkayu.
Bahan tersebut utamanya terdapat pada tanaman kertas, namun demikian pada
dasarnya selulosa terdapat pada setiap jenis tanaman, termasuk tanaman semusim,
tanaman perdu dan tanaman rambat bahkan tumbuhan paling sederhana sekalipun
seperti: jamur, ganggang dan lumut. Berdasarkan derajat polimerisasi (DP) dan
kelarutan dalam senyawa natrium hidroksida (NaOH) 17,5%, selulosa dapat
dibedakan atas tiga jenis yakni selulosa adalah selulosa berantai panjang, tidak
larut dalam larutan NaOH 17,5% atau larutan basa kuat dengan DP 600-1500
(Tarmansyah, 2005).

Universitas Sumatera Utara

6

Selulosa  dipakai sebagai penduga atau penentu tingkat kemurnian
selulosa. β-selulosa adalah selulosa berantai pendek, larut dalam larutan NaOH
17,5% atau basa kuat dengan DP 15-90, dapat mengendap bila dinetralkan. µSelulosa adalah sama dengan selulosa β, tetapi DP nya kurang dari 15. Selulosa α
merupakan kualitas selulosa yang paling tinggi (murni). Selulosa α > 92%
memenuhi syarat untuk digunakan sebagai bahan baku utama pembuatan propelan
dan atau bahan peledak. Selulosa kualitas dibawahnya digunakan sebagai bahan
baku pada industri kertas dan industri sandang/kain (serat rayon). Selulosa dapat
disenyawakan (esterifikasi) dengan asam anorganik seperti asam nitrat, asam
sulfat dan asam fosfat. Ketiga unsur tersebut, asam nitrat memiliki nilai ekonomis
yang strategis daripada asam sulfat dan asam fosfat karena dapat digunakan
sebagai sumber bahan baku propelan/bahan peledak pada industri pembuatan
amunisi/mesin dan atau bahan peledak (Tarmansyah, 2005).

Poliosa (Hemiselulosa)
Hemiselulosa adalah polisakarida yang bukan selulosa, jika dihidrolisis
akan menghasilkan D-manova, D-galaktosa, D-Xylosa, L-arabinosa dan asam
uranat. Hemiselulosa dapat diisolasi dari kayu, holoselulosa, atau pulp dengan
ektraksi. Diantara sedikit pelarut-netral yang efektif, dimetilsulfoksida digunakan
terutama untuk mengekstraksi xilan dari holoselulosa. Meskipun hanya sebagian
xilan yang dapat ekstraksi, keuntungannya adalah bahwa tidak terjadi perubahan
kimia. Penambahan natrium borat pada alkali mempermudah pelarutan
galaktoglukomanan dan glukomanan. Namun ekstraksi alkali mempunyai
kerugian yaitu deasetilasi hemiselulosa yang hampir sempurna (Sjostrom, 1995).

Universitas Sumatera Utara

7

Menurut distribusinya dalam sel, susunan hemiselulosa trakeida atau serat
tidak sama dengan dalam sel jari–jari. Xilan tertinggi dalam sel jari–jari. Sel–sel
kayu tarik mengandung kompleks galaktan. Sel muda mengandung xilan lebih
banyak dibandingkan dengan sel dewasa, tetapi kadar selulosa dan glukomanan
lebih kecil. Kayu awal memiliki lebih banyak xilan dan lebih sedikit glukomanan
dibandingkan dengan kayu akhir. Ikatan kimia antara selulosa dan hemiselulosa
mungkin tidak ada, yang ada ialah ikatan hidrogen dan gaya Van Der Waals.
Ikatan kimia ada di antara hemiselulosa dengan lignin (Achmadi, 1990).

Lignin
Lignin merupakan komponen kimia dan morfologi yang karakteristik dari
jaringan tumbuhan tinggi seperti Pteridofita dan Spermatofita (gymnosperm dan
angiosperm), dimana ia terdapat dalam jaringan vaskuler yang khusus untuk
pengangkutan cairan dan kekuatan mekanik. Jumlah lignin yang terdapat dalam
kayu yang berbeda sangat bervariasi. Meskipun dalam spesies kayu kandungan
lignin antara 20%-40%, angiosperm akuatik dan herba maupun banyak monokotil
kurang mengandung lignin. Disamping itu distirbusi lignin di dalam dinding sel
dan kandungan lignin bagian pohon yang berbeda tidak sama. Sebagai contoh
kandungan lignin yang tinggi adalah khas untuk bagian batang untuk bagian
batang yang paling rendah, paling tinggi dan paling dalam, untuk cabang kayu
lunak, kulit. Lignin adalah suatu polimer yang kompleks yang berat molekul
tinggi, tersusun atas unit-unit fenilpropana. Meskipun tersusun atas karbon,
hidrogen dan oksigen, lignin bukanlah suatu karbohidrat dan bahkan tidak ada
hubungannya dengan golongan senyawat tersebut. Sebaliknya, lignin pada

Universitas Sumatera Utara

8

dasarnya adalah suatu fenol. Lignin sangat stabil dan sukar dipisahkan dan
mempunyai bentuk yang bermacam-macam karena susunan lignin yang pasti di
dalam kayu tetap tidak menentu (Haygreen dan Bowyer, 1996).
Meskipun lignin kelihatan merupakan komponen kayu yang paling stabil
secara termal, berbagai perubahan terjadi bahkan pada suhu di bawah 2000C.
Penentuan kandungan lignin dalam kayu yang diperlakukan secara termal ternyata
menyebabkan kenaikan dalam residu yang tak dapat dihidrolisis dengan kenaikan
suhu hingga 2000C (Fengel dan Wegener, 1995).

Ekstraktif Kayu
Istilah ekstraktif kayu meliputi sejumlah besar senyawa yang berbeda
yang dapat diekstraksi dari kayu dengan menggunakan pelarut polar dan non
polar. Dalam arti yang sempit ekstraktif merupakan senyawa–senyawa yang larut
dalam pelarut organik, dan dalam pengertian ini nama ekstraktif digunakan dalam
analisis kayu. Tetapi senyawa-senyawa karbohidrat dan anorganik yang larut
dalam air juga termasuk dalam senyawa yang dapat diekstraksi. Kandungan dan
komposisi ekstraktif berubah-ubah diantara spesies kayu. Tetapi juga terdapat
variasi yang bergantung pada tapak geografi dan musim. Ekstraktif terkonsentrasi
dalam saluran resin dan sel-sel parenkim jari-jari; jumlah yang rendah juga
terdapat dalam lamela tengah, interseluler dan dinding sel trakeid dan serabut
libriform (Fengel dan Wegener, 1995).
Ekstraktif dapat dibagi menjadi fraksi lipofilik dan fraksi hidrofilik
walaupun batasnya kurang jelas. Yang termasuk fraksi lipofilik ialah lemak, lilin,
terpena, terpenoid, dan alkhohol alifatik tinggi. Cara pemisahannya ialah diekstrak

Universitas Sumatera Utara

9

dengan pelarut nonpolar seperti etil eter, atau diklorometana. Fraksi hidrofilik
meliputi senyawa fenolik (tanin, lignin, stilbena), karbohidrat terlarut, protein,
vitamin, garam organik. Keistimewaan terdapat pada jenis-jenis tertentu. Secara
kimiawi, zat ekstraktif dibagi menjadi 3 sub golongan yaitu alifatik (terutama
lemak dan lilin), terpena dan terpenoid, senyawa fenolik (Achmadi, 1990).
Lemak dan lilin merupakan konstituen utama dari bahan lipofil yang
terdapatnya dalam sel–sel parenkim. Komposisi kimia resin parenkim berbeda
dari oleoresin. Dalam kayu keras resin parenkim merupakan satu–satunya tipe
resin. Di samping lemak, lilin merupakan konstituen resin besar. Penghilangan
resin dari kayu keras selama pembuatan pulp juga tergantung ukuran pori dan
bergantung pada stabilitas mekanik dari sel-sel parenkim. Terdapatnya perbedaan
yang besar di antara spesies-spesies kayu keras dalam hal ini. Lilin merupakan
ester-ester dari alkhohol lemak tinggi (C18-C24), alkhohol-alkhohol terpena, atau
sterol. Komponen-komponen lilin lain adalah alkohol-alkohol lunak bebas,
diantaranya yang paling dominan adlaah arakhinol (C20), behenol (C22), dan
lignoserol (C24). Lemak-lemak dari lilin (ester-ester) terhidrolisis selama
pembuatan pulp kraft. Asam–asam lemak, yang dibebaskan, dapat diperoleh
kembali bersama-sama dengan asam resin sebagai buih dari lindi hitam (Sjostrom,
1995).
Selama pembuatan pulp kraft ester asam lemak terhidrolisasi hampir
sempurna meskipun lilin jauh lebih stabil daripada lemak. Asam-asam lemak larut
bersama dengan asam-asam resin sebagai garam-garam natrium dalam lindi
pemasak. Karena kayu keras tidak mengandung asam-asam resin, maka sabun tall
biasanya ditambahkan pada pemasakan untuk mengurangi kandungan ekstraktif

Universitas Sumatera Utara

10

dalam pulp akhir sampai tingkat yang cukup rendah sehingga “persoalan
pengkerakan” dapat dicegah. Beberapa asam lemak tak jenuh dan asam-asam
resin terisomerisasi sebagian pada kondisi-kondisi pembuatan pulp kraft. Asamasam linoleat dan pinoleat, yang merupakan tipe-tipe asam lemak dienoat dan
trienoat, diubah menjadi isomer-isomernya masing-masing dengan ikatan-iktan
rangkap dua terkonjugasi pada kedudukan kedudukan 9, 11, 10, 12 yang
terkonfigurasi terutama cis, trans (Sjostrom, 1995).
Dalam hal asam-asam resin umum, perubahan dasar adalah isomerisasi
sebagian asam levopimarat menjadi asam abietat. Anggota-anggota lain dari
asam-asam resin umum pada dasarnya stabil pada kondisi-kondisi pembuatan
pulp kraft. Dalam Pengelantangan pulp, ekstraktif-ekstraktif yang tertinggal dalam
pulp, terutama jika terklorinasi, merusak kualitas pulp. Maka dari itu penting
melakukan pengelantangan dalam kondisi-kondisi yang menghasilkan kandungan
ekstraktif serendah mungkin. Juga sama pentingnya mencegah reaksi–reaksi yang
menghasilkan produk–produk beracun atau resin berbahaya lain, yang dibawa ke
lindi setelah pengelantangan (Sjostrom, 1995).

Pembuatan Pulp Kertas
Pulp adalah produk utama kayu, terutama digunakan untuk pembuatan
kertas. Tujuan utama pembutan pulp kayu adalah untuk melepaskan serat-serat
yang dapat dikerjakan secara kimia atau secara mekanik atau dengan kombinasi
dua tipe perlakuan tersebut. Pulp-pulp perdagangan yang umum dapat
dikelompokkan menjadi tipe-tipe kimia, semikimia, kimia mekanik, dan mekanik.
Pembuatan pulp secara kimia adalah proses dimana lignin dihilangkan sama sekali

Universitas Sumatera Utara

11

hingga serat-serat kayu mudah dilepaskan pada pembongkaran dari bejana
pemasak (digester) atau paling tidak setelah perlakuan mekanik lunak. Hampir
semua produksi pulp kimia di dunia saat ini masih didasarkan pada proses–proses
sulfit dan sulfat (kraft), yang terakhir yang paling banyak (Sjostrom, 1995).

Universitas Sumatera Utara

12

BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada tanggal 16 Februari hingga 21 Maret 2009 di
Laboratorium Induk Industri PT. Toba Pulp Lestari Tbk, Desa Sosorladang
Kecamatan Porsea, Toba Samosir, Sumatera Utara, Indonesia.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah (sludge)
yang diambil dari Industri PT. Toba Pulp Lestari, Tbk.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah oven, desikator,
timbangan analitis, cawan porselin, beaker glass, water bath, kertas saring,
soxhlet, kertas timbel, erlenmeyer, corong bucher, pompa vakum, labu isap, kertas
lakmus.
Metode Penelitian
Analisis Kadar Air (TAPPI 264 om-88)
Analisis kadar air bertujuan mengetahui jumlah air yang terkandung atau
yang masih tertinggal dalam sludge. Analisis ini berdasarkan standar
menggunakan alat-alat antara lain oven, desikator, dan timbangan analitis. Bahan
yang digunakan adalah sampel sludge yang dihasilkan sebanyak 2 gram. Langkah
pertama dalam analisis adalah dengan menimbang sludge basah sebanyak 2 gram
(A) kemudian masukkan dalam oven pada suhu 110 OC selama 2 jam.

Universitas Sumatera Utara

13

Sampel didinginkan dalam desikator dan timbang sampel sampai berat
konstan (B). Perhitungan kadar air menggunakan rumus sebagai berikut :
Kadar air =

AB
x100%
B

Analisis Kadar Abu (TAPPI T 211 om-93)
Kadar abu adalah bahan yang masih tersisa, dihitung berdasarkan berat
kering setelah sampel (sludge) dibakar pada suhu tertentu. Suhu yang ditetapkan
adalah 525 OC. Sebelum dilakukan pembakaran dibersihkan cawan porselin dan
dipanaskan dalam tanur pada suhu 525 + 25 OC selama 30-60 menit. Cawan
porselin yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 2A yang telah berisi sludge
dengan kondisi BKO
Setelah pemanasan dinginkan sampel dalam desikator dan timbang sampai
berat konstan. Sampel diambil sebanyak 2 gram (B) bebas kadar air, dimasukkan
dalam cawan porselin dan panaskan pada suhu 525+25

O

C sampai sampel

terbakar. Cawan dikeluarkan dari tanur dan didinginkan cawan dalam desikator.
Berat abu ditimbang sampai dengan berat konstan (A).

Kadar abu dihitung

berdasarkan rumus :
Kadar abu =

A
x100%
B

Analisis Kelarutan dalam NaOH 1 % (TAPPI T 212 om-93)
Kelarutan sludge dalam NaOH 1 % (natrium hidroksida) mengindikasikan
tingkat degradasi selulosa selama proses pulping dan bleaching (pemutihan) yang
berhubungan dengan kekuatan dan sifat-sifat sludge yang lain. Prosedur
menggunakan sampel sludge seberat 10 gram (A) dalam kondisi berat kering oven

Universitas Sumatera Utara

14

(BKO). Langkah pertama yang dilakukan adalah sampel dimasukkan sludge
dalam beaker glass yang telah berisi 75 ml NaOH 1%, diaduk sampai terjadi
dispersi dan serat terpisah secara individu, dibilas dengan 25 ml NaOH 1%,
kemudian ditambahkan 100 ml NaOH 1 % kedalam beaker glass. Beaker glass
dipanaskan tertutup diatas water bath (penangas air) pada suhu 97–100 OC selama
60 menit, diaduk setiap 5, 10, 15 dan 25 menit setelah diletakkan diatas water
bath. Setelah 60 menit disaring sludge dengan kertas saring dan dibilas dengan air
panas sebanyak 100 ml.
Pencucian diulangi dengan 25 ml asam asetat 10% dan terakhir dicuci
dengan air panas sampai dengan bebas asam. Sampel dimasukkan kedalam oven
pada suhu 105 + 3 OC selama 60 menit dan ditimbang sampai dengan berat
konstan (B). Kadar kelarutan NaOH 1 % dihitung dengan rumus :
S=

A  B x100%
A

Proses analisis kelarutan sludge pada NaOH 1% secara sederhana ditunjukkan
pada Gambar 1.

Sludge BKO
Beaker Glass
75 ml NaOH 1 %

Aduk hingga terjadi dispersi

Bilas dengan 25 ml NaOH 1 %
100 ml NaOH 1%
Panaskan pada water bath
Aduk setiap 5 (60 menit)

Tambahkan CH3COOH 10% ,25 ml
Saring dan bilas
Oven
Timbang
Hitung

Gambar 1. Diagram proses analisis kelarutan sludge pada NaOH 1%

Universitas Sumatera Utara

15

Analisis Kelarutan dalam Dichlorometana (TAPPI T 204 om-97)
Bahan-bahan ektraktif

dalam sludge yang cukup penting untuk

dipertimbangan antara lain resin, asam lemak, dan ester-ester lain, lilin, dan
komponen tidak tersabunkan. Bahan-bahan ini dapat larut dalam pelarut organik,
namun tidak ada pelarut tunggal yang dapat melarutkan semua komponen
tersebut. Dalam standard, sampel yang digunakan sebanyak 10 gram (Wp) berat
kering oven (BKO). Labu ekstraksi soxhlet dibersihkan dan dikeringkan dan
sampel dimasukkan dalam kertas timbel yang sudah diketahui beratnya ke dalam
labu ekstraksi. Labu ekstraksi diisi dengan 150 ml pelarut (ethanol-benzene)
sampai dengan sampel terendam pelarut. Labu ekstraksi dihubungkan dengan
peralatan ekstraksi lainnya, dialirkan air sebagai pendingin (kondensor).
Gambar 2 merupakan proses yang dilakukan untuk mengetahui kelarutan
sludge pada dicloromethana (CH2CL2) :
Sludge BKO
Timbang
Kertas Timbel
CH2CL2
Labu Ekstraksi
Alirkan air sebagai
kondensor

Ekstraksi 6x putran
dalam 1 jam

Hubungkan dengan
ekstraksi lainnya

Keluarkan dari labu
ekstraksi

Dicuci dengan Ethanol
20-25 ml

Timbang

Hitung

Gambar 2. Diagram proses kelarutan sludge pada dhiclorometana

Universitas Sumatera Utara

16

Ekstraksi dilakukan selama 6 kali putaran dalam 1 jam. Ekstraksi sampel
tidak kurang dari 24 ekstraksi selama 4-5 jam, kemudian dioven pada suhu 105 +
3 OC selama 1 jam dan ditimbang sampel sampai dengan berat konstan (Wb).
Kelarutan dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
Kelarutan =

W

p

 Wb

Wp

 x100%

Analisis Kelarutan Sludge dalam Air (TAPPI T 207 om-93)
Ada 2 kelarutan dalam air yang dapat diujikan pada sludge yaitu kelarutan
dalam air panas dan kelarutan dalam air dingin. Sampel yang digunakan dalam
pengujian ini adalah sebanyak 2 gram (A) dalam kondisi berat kering oven
(BKO). Proses kelarutan dalam air dingin sebagai berikut. Sampel dimasukkan ke
dalam gelas piala ukuran 400 ml kemudian ditambahkan aquades sebanyak 300
ml, diaduk pada suhu 23 + 2 OC selama 48 jam.
Proses perhitungan kelarutan sludge pada air dingin ditunjukkan pada
Gambar 3.
Sludge BKO

Gelas Piala

Aquades

Aduk, suhu 23+20 C,48 jam

Saring dengan air dingin

Oven

Timbang

Hitung

Gambar 3. Diagram proses melarutkan sludge pada air dingin

Universitas Sumatera Utara

17

Sampel disaring dengan air dingin sebanyak 200 ml, penyaringan
dilakukan dua kali. Kemudian dioven pada suhu 105 + 3 OC selama 1 jam. Sampel
ditimbang sampai berat konstan (B). Kelarutan air dingin dihitung berdasarkan
rumus :
Kelarutan =

A  B x100%
A

Proses kelarutan dalam air panas, dimasukkan sampal sebanyak 2 gram
(A) dalam kondisi berat kering oven (BKO) ke dalam erlenmeyer 250 ml dan
ditambahkan 100 ml air aquades panas dan dipanaskan dipenangas air (water
bath) selama 3 jam.

Sampel disaring dengan air panas sebanyak 200 ml,

kemudian dioven pada suhu 105+3 OC.
Sampel ditimbang sampai berat konstan (B).
Proses sederhana untuk mengetahui tingkat kelarutan sludge pada air
panas.

Sludge BKO

Erlenmeyer

Aquades

Panaskan pada water bath, 3 jam

Saring dengan air
dingin

Oven

Timbang

Hitung

Gambar 4. Diagram proses kelarutan sludge pada air panas

Universitas Sumatera Utara

18

Kelarutan air panas dihitung berdasarkan rumus :
Kelarutan =

A  B x100%
A

Penentuan Bilangan Permanganat (Bilangan Kappa)
Analisis ini adalah untuk menentukan kadar lignin yang masih tertinggal
dalam sludge.

Sebanyak 1 gram sludge kering oven dimasukkan ke dalam

erlenmeyer 1000 ml dan ditambahkan aquades 500 ml. Dikocok dengan stirrer
sampai homogen. Kemudian ditambahkan 25 ml KMnO4 0,1 N dan 25 ml H2SO4
4 N serta 200 ml aquades. Selama 5 menit dibiarkan, kemudian ditambahkan 15
ml KI 10 %. Kemudian dititrasi dengan Thiosulfat 0,1 N dengan indikator kanji.
Indikator ditambahkan setelah larutan berwarna kuning, dilakukan juga penitraan
blangko.
Gambar 5 merupakan diagram proses sederhana dalam menghitung
bilangan permanganat pada sludge.
Sludge BKO

Erlenmeyer

Aquades

Kocok menggunakan stirrer

25 ml KMnO4 0,1 N + 25 ml H2SO4 4 N + 200 ml aquades, dibiarkan 5 menit lalu ditambah 15 ml KI 10
%

Titrasi, gunakan Thiosulfat 0,1 sbg indikator

Hitung

Gambar 5. Diagram proses penentuan bilangan kappa sludge

Bilangan permanganat dihitung berdasarkan rumus :
Bilangan Permanganat =

b  a xN .Thio
0,1

Universitas Sumatera Utara

19

Analisis Kadar α-selulosa (TAPPI 203 cm-99)
Analisis kadar α-selulosa dimaksudkan untuk mengetahui kandungan
selulosa murni yang terdapat dalam sludge. Prosedur pengujian untuk menentukan
kadar alfa-selulosa, pertama sampel sludge (BKO) dimasukkan ke dalam beaker
glass ukuran 300 ml sebanyak 1,5. Kemudian dimasukkan 75 ml NaOH 17,5 %,
di stirrer pada suhu 250C ± 0,20 C selama 30 menit. Setelah sludge terdispersi,
stirrer dicuci dengan 25 ml 17 % NaOH, kemudian dimasukkan ke beaker glass.
Setelah 30 menit pertama dimasukkan NaOH, ditambah 100 ml air destilat pada
suhu 250C ± 0,20 C pada sludge yang di stirrer, dibiarkan selama 30 menit dengan
total ekstraksi 60 menit. Setelah selesai, pisahkan 10-20 ml filtrat, kemudian
dibersihkan beaker glas dengan 100 ml air filtrat.
25 ml filtrat dipipet dan ditambahkan 100 ml potassium dichromate 0,5 ke
dalam Erlenmeyer. Kemudian dimasukkan secara perlahan ke dalam tabung
Erlenmeyer 50 ml konsentrat asam sulfat H2S04. Selama 15 menit dibiarkan,
kemudian ditambahkan 50 ml air dan didinginkan di ruang dingin (kulkas). 2-4
tetes feroin indicator dimasukkan dan dititrasi dengan larutan ferrous ammonium
sulfat 0,1 N sampai warna coklat merah.
Untuk mendapatkan blank titrasi dilakukan kembali pengujian tanpa
menggunakan filtrat dengan cara yang sama. Rumus yang digunakan untuk
menghitung % kadar α-selulosa :
% Kadar  Selulosa

 100 

6,85(V2  V1 ) xNx 20
AxW

Universitas Sumatera Utara

20

Proses penentuan kadar α-selulosa ditunjukkan pada gambar berikut ini :

Sludge BKO

Beaker Glass

Tambahkan 75 ml NaOH 17,5 %

Stirer pada suhu 250 ± 0,20 C, 30 menit
Pindahkan ke beaker
glass

30 menit kemudian tambahkanNaOH

Tambahkan 100 ml air

Biarkan 30 menit

Pipet 25 ml

Masukkan ke Erlenmeyer

Tambahkan 10 ml Potasium Dichromate 0,5

Tambahkan H2SO4, dibiarkan 15 menit

Tambahkan 50 ml aquades, didingkan

Tambahkan 2-4 tetes Feroin Indikator, Titrasi

Hitung

Gambar 6. Diagram proses penentuan kadar α-selulosa

Universitas Sumatera Utara

21

Analisis Kadar β-γ-selulosa
β-γ-selulosa atau biasa disebut sebagai hemiselulosa dapat dihitung
kadarnya dari sludge yang dihasilkan dengan menggunakan prosedur dibawah ini.
Pipet 50 ml filtrat sludge ke dalam Erlenmeyer 100 ml, tambahkan 50 ml H2SO4
3N. Panaskan pada suhu 70-900 C untuk beberapa menit hingga terjadi
pengendapan. Pipet 50 ml ke dalam Erlenmeyer yang telah didinginkan terlebih
dahulu. Usahakan agar endapan tidak terikut. Kemudian masukkan 10 ml K2Cr2O7
(Potasium dikcomat) 0,5 N ke dalam tabung dan tambahkan secara perlahan
H2SO4 pekat 90 ml. Biarkan selama 15 menit. Kemudian titrasi. Gunakan Ferroin
indicator 0,1 N (Ferrous ammonium sulfat), dibuat blank. Perhitungan kadar β-γselulosa menggunakan rumus sebagai berikut :
% Kadar  Selulosa



6,85(V4  V3 ) xNx20
25 xW 

% β Selulosa = 100 – (% α Selulosa – %γ Selulosa)

Universitas Sumatera Utara

22

Proses sederhana untuk mengetahui kadar β-γ-selulosa yang terdapat pada
sludge ditunjukkan pada Gambar 7.

Sludge BKO

Beaker Glass

Tambahkan 75 ml NaOH 17,5 %

Stirer pada suhu 250 ± 0,20 C, 30 menit
Pindahkan ke
beaker glass

30 menit kemudian ditambahkanNaOH

Tambahkan 100 ml air

Biarkan 30 menit

Pipet 50 ml

Masukkan ke Erlenmeyer

Panaskan pada suhu 70-90 0C, hingga terjadi pengendapan

Setelah dingin, pipet 50 ml

Tambahkan 10 ml K2CrO7 0,5 N dan H2SO4 90 ml

Tambahkan 2-4 tetes Feroin Indikator, Titrasi

Hitung

Gambar 7. Diagram proses penentuan kadar β –selulosa

Universitas Sumatera Utara

23

HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Air dan Kadar Abu
Kadar air sludge adalah banyaknya air yang terdapat di dalam sludge atau
produk berbentuk serbuk biasanya dinyatakan secara kuantitatif dalam persen (%)
terhadap berat sludge bebas air atau berat kering tanur (BKT), namun dapat juga
dipakai satuan terhadap berat basahnya. Kondisi sludge basah merupakan hasil
proses akhir penyaringan limbah yang disebut juga limbah padat sedangkan
kondisi kering setelah dioven pada suhu 103 + 2 0 C. Berat kering tanur dijadikan
sebagai dasar untuk perhitungan kadar air karena berat kering tanur merupakan
indikasi dari jumlah substansi/bahan solid yang ada.
Tabel 1 adalah hasil perhitungan persen kadar air dan persen kadar abu
menggunakan 3 sampel ulangan.
Tabel 1. Nilai kadar air dan kadar abu sludge.
Sampel

Kadar Air (%)

Kadar Abu (%)

1

76,780

24,751

2

75,895

24,660

3

76,340

24,560

Rata-rata

76,338

24,657

Berdasarkan hasil analisis kadar air sludge yang diperoleh, dari tiga
sampel uji coba yang dilakukan diperoleh kadar air rata-rata 76,338 %. Hal ini
menunjukkan tingkat kadar air pada sludge tinggi. Tingkat kadar air berpengaruh
pada proses pemanfaatan sludge sebagai bahan baku serat.

Sludge biasanya

hampir mirip dengan bubur pulp namun warnanya coklat hingga abu-abu. Sludge
merupakan hasil penyaringan limbah akhir berbentuk padatan yang mudah

Universitas Sumatera Utara

24

menyerap air. Hal inilah yang membuat tingkat kadar air sludge tinggi dimana
daya ikat partikel-partikel yang terkandung pada sludge terhadap air tinggi (Latva
dan Jouko, 1998). Untuk itu, sebelum penggunaan sludge perlu dilakukan
pengeringan dengan tujuan untuk mengurangi tingkat kadar air.
Berdasarkan analisis, kadar abu diperoleh 24,657 %. Jika dibandingkan
dengan persen jumlah kadar abu pada pulp dan kayu sesuai dengan TAPPI T 1206
“Precision Statement for Test Methods”, persen kadar abu sludge lebih tinggi.
Berdasarkan TAPPI T 1206, persen kadar abu yang memenuhi standar adalah
pada pulp 5,0 % dan kayu 6,6 %. Adanya perbedaan yang jauh persen kadar abu
sludge dengan pulp dan kayu tersebut dikarenakan naiknya konsentrasi kandungan
logam (Ca, Mg, Ka, Se, dll) yang melekat pada sludge saat proses pemasakan
(proses kimia) (Katja and Mika, 1998).
Tingkat kelarutan sludge pada : NaOH 1%, Dichlorometana, Air
Berdasarkan hasil perhitungan tingkat kelarutan sludge pada NaOH 1%,
Dichlorometana, air (panas dan dingin) diperoleh hasil.
Tabel 2. Persen kelarutan sludge pada NaOH 1%, Dichlorometana, air (panas dan
dingin)
% Kelarutan pada

% kelarutan pada

% Kelarutan Pada Air

NaOH

dichlorometana

Panas

Dingin

1

13,188

27,668

8,045

11,765

2

13,475

27,459

8,16

11,315

3

13,277

27,387

8,06

11,245

Rata-rata

13,31

27,505

8,088

11,44

Sampel

NaOH 1% digunakan untuk mendegradasi lignin yang terdapat pada
sampel uji (sludge) untuk memperoleh serat terbaik. Namun penggunaan NaOH

Universitas Sumatera Utara

25

dapat mempengaruhi kondisi selulosa yakni pengembangan serat (Sutikno dkk,
2009). Pada analisis kelarutan sludge pada NaOH 1% yang telah dilakukan
diperoleh 13,31 %. Berdasarkan TAPPI T 212 om-93 “Precision Statement for
Test Methods”, pada pulp kadar kelarutan pada NaOH 1 % adalah 2,6-7,6%
sedangkan untuk kayu 11,2-17,0 %. Nilai ini menunjukkan tingginya kandungan
lignin yang terdapat pada sludge. Data ini menunjukkan penggunaan kembali
sludge menjadi bahan baku pulp tidak memenuhi syarat (Wei dan Wu, 2002).
Kadar ekstraktif yang terkandung pada sludge lebih tinggi dibandingkan
dengan kayu atau pulp. Berdasarkan analisis dari

sampel pengujian sludge

diperoleh kadar ektraktif 27,505 %. Berdasarkan standar TAPPI T 204 om-97,
kadar ekstraktif yang diizinkan adalah pada pulp 0,44% dan kayu 21%. Tingginya
kadar ekstraktif pada sludge dikarenakan pada saat proses pulping, bahan-bahan
ekstraktif terlarut menyatu bersama kandungan kimia lainnya dan dipisahkan yang
disebut sebagai limbah. Kandungan ekstraktif (alifatik terutama lemak dan lilin,
terpena/terpenoid, senyawa fenolik) tidak diperlukan melainkan diusahakan untuk
diminimalkan untuk memperoleh pulp yang baik yaitu dengan proses ekstraksi.
Alasan kenapa kandungan ekstraktif diminimalkan karena akan mengurangi
kualitas pulp yang dihasilkan, tingkat kecerahan pulp yang dihasilkan rendah,
mudahnya terserang rayap, serat sulit menyatu, tingkat kepadatan serat saat
pencetakan pulp lebih rendah (Wei dan Wu, 2002).
Pada kelarutan air ada dua bagian, yaitu kelarutan dalam air dingin dan
kelarutan dalam air panas. Tujuan pengujian kelarutan pada air untuk mengetahui
tingkat kelarutan pada air. Semakin tinggi tinggi kelarutan pada air menunjukkan

Universitas Sumatera Utara

26

sampel yang diujikan akan semakin baik untuk digunkan sebagai bahan baku pulp
dan sebaliknya.
Kelarutan pada air dingin :
Pada pengujian sampel untuk mengetahui tingkat kelarutan sludge pada
air dingin diperoleh hasil 11,44 %. Nilai kelarutan pulp pada air dingin
berdasarkan TAPPI T 207 om-93 adalah 9,4 %. Berdasarkan data hasil pengujian,
jika dibandingkan dengan standar yang ditetapkan maka tingkat kelarutan sludge
pada air dingin lebih rendah. Hal ini terjadi karena perbedaan jumlah nilai
komponen kimia sludge dengan pulp dimana, sludge lebih tinggi kandungan
kimianya seperti lignin, ekstraktif dan zat lain yang sulit terlarut pada air.
Kelarutan pada air panas :
Selain kelarutan pada air dingin, sludge juga diuji pada air panas. Adapun
hasil pengujian sampel pada tingkat kelarutan air panas adalah 8,088 %. Jika
dibandingkan dengan hasil pengujian pada kelarutan pada air dingin, tingkat
kelarutan sludge pada air panas lebih tinggi. Hal ini terjadi karena perbedaan
suhu. Dimana makin tinggi suhu maka kandungan kimia khususnya yang ada pada
sludge akan lebih banyak yang terlarut. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sanjaya
(2000) yang mengatakan bahwa temperatur merupakan parameter yang sangat
penting dikarenakan efeknya yang terlihat jelas terhadap rekasi kimia, laju reaksi,
kehidupan organisme air dan penggunaan air untuk berbagai aktivitas sehari-hari.

Penentuan Bilangan Permanganat (Bilangan Kappa)

Universitas Sumatera Utara

27

Pengujian bilangan permanganat bertujuan mengetahui kadar lignin.
Semakin tinggi kadar lignin yang diperoleh artinya sampel kurang baik untuk
digunakan sebagai bahan baku pulp dan sebaliknya. Berdasarkan pengujian
sampel, bilangan kappa sludge adalah 29,16. Pada standar TAPPI 241 SO-71
untuk pulp bilangan kappanya 5-20. Sedangkan untuk pengujian selain pulp,
bilangan kappanya 20-190. Hal ini berarti sludge kurang baik untuk digunakan
sebagai bahan baku pulp.
Tinggi rendahnya bilangan kappa ditentukan oleh tingkat kandungan
lignin yang terkandung di dalamnya, artinya pada sludge, kandungan ligninnya
tinggi. Penyebab tingginya bilangan kappa pada sludge karena pada saat proses
pulping, lignin dipisahkan untuk meningkatkan kualitas pulp dan terkonsentrasi
bersama zat ekstraktif lainnya pada saat pemisahan yang disebut dengan
delignification (Sipon dkk, 2005). Lignin adalah suatu polimer yang kompleks
yang berat molekul tinggi, tersusun atas unit-unit fenilpropana. Meskipun tersusun
atas karbon, hydrogen dan oksigen, lignin bukanlah suatu karbohidrat dan bahkan
tidak ada hubungannya dengan golongan senyawa tersebut. Sebaliknya, lignin
pada dasarnya adalah suatu fenol. Lignin sangat stabil dan sukar dipisahkan dan
mempunyai bentuk yang bermacam-macam karena susunan lignin yang pasti di
dalam kayu tetap tidak menentu (Hygreen dan Bowyer, 1996).

Kadar α, β, γ Selulosa
Proses pulping bertujuan memperoleh selulosa murni. Makin tinggi kadar
selulosa yang diperoleh, maka kualitas sludge akan makin baik.

Universitas Sumatera Utara

28

Hasil dari 3 sampel yang