Pemanfaatan Limbah Padat Pulp (Sludge) Dengan Serat Pelepah Batang Pisang Menjadi Tatakan Telur

Ferdinan Sinuhaji

JURNAL PENELITIAN MIPA
Volume 1, Nomor 2 .... 2008

PEMANFAATAN LIMBAH PADAT PULP (SLUDGE) DENGAN SERAT PELEPAH BATANG PISANG MENJADI TATAKAN TELUR

Ferdinan Sinuhaji Staf Pengajar FMIPA USU Medan

Abstract

Currently, small scale packaging finds a difficulty in the continous supply of raw material (especially pulp and paper). Sludge (the solid wate of pulp industry) and Banana-stem as fiber materials with ligno cellulose are abundant. However these materials have not been used widely for packaging by industry.
Samples were made into chips, processed to become pulp through the semichemical process of closed cautic soda with the boiling condition of : concentration NaOH 10% ; the ratio of Samples and water 1:6 ; and boiling time of 2 hours at the temperature of 170°C with the pressure of 4-5 atm. The obtained average rendemen of the, Banana-stems was 65%. The pulp sheets were formed by varying the composition from 0-100%, tapioca 5%, caolin 5%. The maximum value of Tensile Index and Tearing Index, Bursting Index occurred at the composition of 70% sludge and 30% fibers of ,Banana-stems. The Grammature of Packaging ranges from 430 - 454.5 gr/m2 with density of 4.53 - 4.54.103 kg/m3.
Keywords: Sludge, bananas stem, mixing pulp, egg trays

PENDAHULUAN
Industri pulp dan kertas merupakan salah satu industri yang memberikan devisa yang cukup besar bagi negara yaitu sekitar US $2.580,676 juta pada tahun 2004 BPS 2005), dengan menggunakan bahan baku kayu (Acacia, Ecaliptus, dan sebagainya). Dalam proses produksinya akan menghasilkan produk berupa bubur kayu (pulp) dan kertas (paper) dan tidak kalah pentingnya adalah limbah yang dihasilkan berupa lignin, sulfida, sludge, lime mud, boiler ash, lime dreg, pulp knots (Balai Besar Pulp dan Kertas, 2004). Jumlah limbah padat terutama sludge dari pabrik pulp dan kertas lebih kurang 1/3 (sepertiga) dari jumlah seluruh limbah yang ada (BBPK, 2004).
Limbah padat sludge merupakan campuran dari endapan limbah cair proses primer dan sekunder yang kandungan utamanya adalah serat selulosa dan bakteri mati dan memiliki serat pendek (BPS 2005).
Industri tatakan telur skala kecil pada saat ini umumnya mengalami kesulitan mendapatkan bahan baku berupa pulp dan kertas bekas dalam jumlah yang cukup dan harga yang dapat diterima oleh industri tersebut. Salah satu upaya yang dilakukan oleh industri untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan cara memperoleh tatakan telur yang menggunakan sludge dari limbah industri pulp dan kertas sebagai bahan baku utama dan kertas bekas sebagai pencampur. Ternyata kualitas tatakan

telur yang diproduksi masih rendah, karena serat kertas bekas dan sludge sangat hidroskopis, sehingga tatakan telur yang diproduksi mengandung air cukup besar dan tidak kaku (Anonim, 1994). Salah satu upaya untuk mendapatkan bahan berserat lignoselulosa yang dapat dijadikan bahan baku tatakan telur, berpotensi cukup besar dan tidak kaku (Anonym,1994). Salah satu upaya untuk mendapatkan bahan berserat lignoselulosa yang dapat dijadikan bahan baku tatakan telur, berpotensi cukup besar dan belum banyak dimanfaatkan secara komersial.

Bahan berserat lignoselulosa yang diharapkan dapat mendukung upaya tersebut adalah pelepah batang pisang (PBP) yang merupakan limbah pertanian Adanya limbah PBP yang berpotensi sangat tinggi dan pemafaatannya belum memberikan nilai tambah yang optimal dan demikian pula sludge dari industri tatakan telur. Sludge yang memiliki serat pemdek bila dicampurkan dengan serat PBP (serat panjang) dan direkat dengan tapioka akan diperoleh materi komposit kemasan tatakan telur. Untuk mengetahui kandungan unsur yang terdapat dalam limbah sludge. Untuk mengetahui panjang serat bahan sludge dan serat Pelepah Batang Pisang. Untuk mengetahui komposisi campuran antara sludge dengan serat PBP, dengan tapioka, dalam membentuk tatakan telur. Untuk mengetahui sifatsifat tatakan telur yang diperoleh seperti sifat fisik,

25

Ferdinan Sinuhaji

JURNAL PENELITIAN MIPA
Volume 2, Nomor 1 Juni 2008

mekanik dan kimia. Untuk menanggulangi limbah industri pulp dan kertas dan limbah pertanian yang dapat dimanfaatkan menjadi komoditi baru seperti : tatakan telur.
METODOLOGI PENELITIAN

Serat yang terlalu panjang melebihi 5 mm akan menyebabkan kekuatan kertas menurun karena ia cenderung membentuk gumpalan dan akan menghasilkan pembuatan kertas yang tidak baik.
Kuat tarik sampel yang diperoleh dalam penelitian ini ditunjukkan seperti gambar di bawah ini:

Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di laboratorium Bio-
sumber, kertas dan pelapisan Pusat Pengajian Teknologi Industri Universitas Sains Malaysia (TIUSM), Pulau Penang.
Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah: sludge, Pelepah Batang, Pisang dan tapioka. Peralatan yang digunakan meliputi : neraca analitik, paper tensile strength tester, Bursting tester, tearing tester, moisture analyzer.
Penentuan Kandungan Lembapan Serpihan Batang Pisang

Batang pisang (Musa paradisiacal) yang diperoleh dipotong dengan ukuran 2cmx2cm. Batang pisang yang telah dipotong dan sludge dijemur secara kering udara. Proses pengeringan dilakukan selama dua minggu bagi memastikan batang pisang benar-benar kering. Setelah itu, kandungan lembapan batang pisang dan sludge ditentukan menggunakan alat moisture analyzer.
Proses Pulping Soda Timbang serpihan PBP sebanyak 300 gr
(kering udara). NaOH digunakan sebagai alkali aktif dalam pulping adalah berdasarkan berat kering udara PBP. Berat NaOH dihitung, ditimbang dan seterusnya dimasukkan ke dalam bekerglass 500 ml. Perbandingan berat bahan mentah terhadap pelarut (W : P) bagi batang pisang yaitu 1:6. Berat pelarut yang perlu disediakan dihitung berdasarkan perbandingan berat ini..Waktu pemanasan dari suhu kamar ke suhu pulping 60 menit Suhu pulping = 170ºC Waktu suhu pulping sehingga tamat = 60 menit. CSF dan pulp campuran Sludge - Serat pelepah batang pisang adalah 0,3%. Gramatur adalah 376-454,5 gr/m2.
Kuat Tarik Jumlah dan kualitas ikatan serat sangat
penting karena ia mempengaruhi kekuatan tarik. Peningkatan ikatan serat yang disebabkan oleh penghalusan atau peningkatan kekuatan tarik (Cassey 1981).

Indeks tarik (Nm/gr)

Hubungan antara Indeks tarik rata- rata (Nm/gr) dengan komposisi (% )
6 5 4 3 Series1 2 1 0
0 20 40 60 80 100 120 Komposisi (%)
Gambar 1. Hubungan Indeks Tarik Rata-Rata (Nm/gr) dengan Komposisi (%) Serat Pisang-Sludge
Indeks tarik adalah kuat tarik kertas per gramatur kertas tersebut. Di bawah ini ditampilkan pada Gambar 2 hubungan antara indeks tarik (Nm/gr) terhadap komposisi (%) untuk pulp serat pelepah batang pisang - sludge.
Ketahanan Koyak Ketahanan kotak ditentukan oleh gramatur
dan kefleksibelan kertas. Kertas yang memiliki gramatur besar akan memiliki ketahanan koyak tinggi. Dalam penelitian ini ditampilkan hubungan antara indeks koyak karton tatakan telur terhadap komposisi.

Hubungan antara Indeks koyak (mN.m2/gr) versus komposisi (% )

Indeks Koyak (mN.m2/gr)


3 2.5
2 1.5
1 0.5
0 0

20 40 60 80 100 120 Komposisi (%)

Gambar 2. Hubungan Indeks Koyak Rata-Rata (mN.m²/gr) Versus Komposisi (%) Serat Pisang-Sludge

Analisis Panjang Serat Pulp dari stok dengan konsitensi 0,3%
diambil sebagian dan ditambah dengan air sebanyak 1000 ml lalu di disintegrator selama 0,5 jam dengan 3000 putaran. Serat diambil sebagian dimasukkan ke

26

Ferdinan Sinuhaji

JURNAL PENELITIAN MIPA
Volume 2, Nomor 1 Juni 2008

dalam bekerglass berukuran 500 ml lalu ditambahkan air suling senbanyak 300 ml. Serat diaduk dengan air. Dengan menggunakan alat Fibre Analyzer, model Sherwood inst Fas 3000.

Panjang serat diperiksa sehingga diperoleh panjang serat rata-rata dari serat pelepah batang pisang adalah 0,95 mm dan panjang serat rata-rata sludge adalah mm.

Analisis Kandungan Unsur Sludge Sludge yang sudah benar-benar kering
diambil sebanyak 20 gr dan di Ball Mill selama 4 jam sehingga ukuran partikel maksimal 75 µm. Sampel slugde tersebut dipress/dipadatkan ke dalam sampel holder dari alat sinar x flourescence (XRF). Dari data print out XRF dapat dianalisis unsur kandungan sludge yang diperoleh dari PT.Toba Pulp Lestari Porsea memilki unsur-unsur seperti pada tabel 4.1 berikut ini.

Tabel 1. Unsur-Unsur yang terdapat dalam Sludge Prioritas

No

Unsur

Hasil (wt %)

1 CaO

47,93

2C

47,02


3 SiO2

3,814

4 MgO

2,757

5 AL2O3

1,806

6 F2O3

0,978

7 SO3

0,839


8 P2O5

0,276

9 MnO

0,232

10 Na2O

0,206

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan
bahwa: Kebebasan stok (CSF) dari campuran pulp semakin menurun apabila semakin banyak penambahan sludge untuk masing-masing sampel. Keadaan ini disebabkan bahwa sludge memiliki serat pendek sehingga menyebabkan peningkatan ikatan antar serat sehingga menyebabkan kadar pengaliran air menjadi rendah. Densitas tatakan telur semakin besar bila terjadi penambahan sludge yang menyebabkan porositas rendah serta gramatur bertambah. Kuat tarik dan kuat koyak tatakan telur terjadi kenaikan pada komposisi campuran antara 50%-70% hal ini disebabkan porositas diisi oleh

sludge sehingga menghasilkan ikatan antara serat pendek dengan serat panjang semakin banyak. Indeks pecah dan indeks koyak optimal terjadi pada komposisi campuran 70% sludge dengan 30% serat pelepah batang pisang.
Saran Sebagai saran sifat fisik yang tidak
memenuhi syarat tersebut (indeks tarik dan indeks tarik) diharapkan dapat diatasi dengan lebih banyak pemakaian perekat tapioka dalam pembuatan tatakan telur.

DAFTAR PUSTAKA
Abdul Khalil Shawkataly dan Rozman Din (2004): Gentian dan Komposit Lignoselulosik, Penerbit Universiti Sains Malaysia p 3,p,2846
Anonim. 2004. Pengkajian Pemanfaatan Bahan Sisa Untuk Land Application di Areal Lahan Hutan Tanaman Industri (HTI) PT. RAPP. Kerja sama PT.RAPP dengan Balai Besar Pulp dan Kertas (BBPK)
BPS. (2005). Buletin Statistik Perdagangan Luar Negeri 2004. Jakarta: Badan Pusat Statistik. Http: www.hghuanyan.com (Guang Zhouhghy Pulp Molding Packing Co.ltd) Page 2, China. 2000
Casey,J.P (1980): Pulp and Paper : Chemistry and Chemical Technology Vol 1 dan 2,3 rd Ed. John Wiley & Son, New York
Danu Setyo. (2006). Minimal Limbah, Terranet Elisa Julianti, Mimi Nurmiah. (2007). Teknologi
Pengemasan. Fakultas Pertanian USU Medan Erlisa dan Sutedja. (1987). Penghantar Pengemasan Laboratorium Pengemasan. Jurusan TIP, IPB, Bogor Mimi, Nurmiah. (2002). Penelitian Sifat Berbagai Bahan Kemasan Plastik dan Kertas serta Pengaruhnya Terhadap Bahan Yang Dikemas. Fakultas Pertanian USU Medan Smooke G. A (1992): Handbook of Pulp and Peper Technology 2 nd ed, Angus Wilde Publication, Vancouver Winarno, F.G. (1987). Mutu, Daya Simpan Transportasi dan Penanganan Buah – Buahan dan Sayuran, Konferensi Pengolahan Bahan Pangan dalam Swasembada Eksport Departemen Pertanian. Jakarta

27