BAB III
METODELOGI PERCOBAAN
3.1 TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di :
1. Balai Riset dan Standarisasi Perindustrian Sumatera Utara Medan 2. Balai Besar Pulp dan Kertas Bandung
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
a. Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ; 1.
Jambul Nanas 2.
Jerami Padi 3.
NaOH 4.
Kaporit
b. Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian adalah : 1.
Drum kapasitas 20 liter sebagai wadah memasak daun nanas dan jerami padi. 2.
Ember plastik tempat penampungan pulp daun nanas dan pulp jerami padi. 3.
Blender sebagai alat menghaluskan pulp. 4.
Neraca analitik untuk menimbang kertas 5.
Mistar untuk mengukur luas kertas
Universitas Sumatera Utara
6. Mikrometer Sekrup untuk mengukur ketebalan kertas
7. Gunting sebagai pemotong kertas
8. Tearing Strength Test untuk alat uji sobek kertas
9. Tensile Strength Test untuk alat uji tarik kertas
3.3 PROSEDUR PENELITIAN
3.3.1 Proses pulping Daun Nanas
1. Dilarutkan 225 gram NaOH yaitu konsentrasi 1,5ke dalam drum dengan
kapasitas 20 liter diisi air sebanyak 15 liter. 2.
Dimasukkan 5 kg daun mahkota nanas kering ke dalam drum yang sudah berisi larutan soda. Proses pemasakan dilakukan pada suhu air mendidih
selama 2 jam dan selama mendidih larutan dipastikan tidak melimpah dari drum dan suhunya dalam keadaan stabil.
3. Setelah menjadi bubur, dilakukan pendinginan selama 24 jam
4. Hasil pemasakannya dicuci dengan air hingga bersih, agar tidak meninggalkan
bau pada pulpnya. 5.
Direndam pulp yang telah dicuci bersih dengan air kaporit selama 24 jam untuk memutihkan pulp tersebut.
6. Setelah diputihkan, pulp tersebut dicuci dengan air hingga bersih, agar tidak
meninggalkan bau kaporit pada pulpnya. 7.
Dilakukan pengilingan pada pulp. 8.
Dicetak pulp tersebut dan kemudian dikeringkan di bawah sinar matahari
Agar tidak menimbulkan pencemaran, sisa larutan pemasak dapat digunakan kembali dalam proses pemasakan selanjutnya.
3.3.2 Proses pulping Jerami Padi
1. Dimasukkan 5 kg daun jerami padi kering ke dalam drum yang sudah berisi
larutan soda. Proses pemasakan dilakukan pada suhu air mendidih selama 2
Universitas Sumatera Utara
jam dan selama mendidih larutan dipastikan tidak melimpah dari drum dan suhunya dalam keadaan stabil.
2. Setelah menjadi bubur, dilakukan pendinginan selama 24 jam.
3. Hasil pemasakannya dicuci dengan air hingga bersih, agar tidak meninggalkan
bau pada pulpnya. 4.
Direndam pulp yang telah dicuci bersih dengan air kaporit selama 24 jam untuk memutihkan pulp tersebut.
5. Setelah diputihkan, pulp tersebut dicuci dengan air hingga bersih, agar tidak
meninggalkan bau kaporit pada pulpnya. 6.
Dilakukan pengilingan pada pulp. 7.
Dicetak pulp tersebut dan kemudian dikeringkan di bawah sinar matahari
3.3.3 Proses Pembuatan Kertas
1. Digunting pulp daun nanas yang telah kering dan ditimbang 3,15 gram
100, 2,52 gram 80, 1,90 gram 60, 1,26 gram 40, 0,63 gram 20.
2. Digunting pulp jerami padi yang telah kering dan ditimbang 3,15 gram
100, 2,52 gram 80, 1,90 gram 60, 1,26 gram 40, 0,63 gram 20.
3. Dilakukan pencampuran pulp daun nanas dan pulp daun jerami sesuai dengan
perbandingan yang telah ditentukan untuk daun nanas dan jerami padi 100:0, 80:20, 60:40, 40:60, 20:80 dan 0:100.
4. Pulp yang telah dicampur sesuai dengan perbandingan yang telah ditentukan
direndam dalam air selama 3 x 24 jam. 5.
Dilakukan penghalusan dengan menggunakan blender. 6.
Dicetak pulp yang telah bercampur tersebut dan kemudian dikeringkan.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.1 Komposisi bahan No.
Sampel Komposisi bahan dengan total campuran 100
Pulp Daun Nanas Pulp Jerami Padi
A 100
B 80
20 C
60 40
D 40
60 E
20 80
F 100
3.3.4 Pengeringan Kertas
Proses pengeringan dilakukan dengan memanfaatkan sinar matahari. Dalam keadaan matahari terik, selama 1 jam kertas sudah dalam keadaan kering. Apabila
kodisi mendung, dapat juga dilakukan pengeringan dalam ruangan dengan diangin- anginkan.
Lebar 15 cm
Panjang 30 cm Gambar 3.1 Ukuran Sampel
Universitas Sumatera Utara
3.4 DIAGRAM ALIR 3.4.1 Diagram alir proses pembuatan pulp jambul nanas
Diagram alir proses pembuatan pulp jambul nanas adalah seperti dibawah ini :
Pengeringan Matahari
Ditimbang
Pemasakan
Pendinginan
Pencucian
Bleaching
Pencucian 24 jam
Jambul Nanas
Larutan NaOH 1,5
Air Bersih Dibuang
Penghalusan Blend
Pencetakan Air Kaporit
Air Bersih Dibuang
Pengeringan Pulp Jambul Nanas
Kering
Gambar 3.2 Diagram Alir Proses Pembuatan Pulp Jambul Nanas
Universitas Sumatera Utara
3.4.2 Diagram alir proses pembuatan pulp Jerami Padi
Diagram alir proses pembuatan pulp jerami padi adalah seperti dibawah ini :
Pengeringan Matahari
Ditimbang
Pemasakan
Pendinginan
Pencucian
Bleaching
Pencucian 24 jam
Jerami Padi
Larutan NaOH 1,5
Air Bersih Dibuang
Penghalusan Blend
Pencetakan Air Kaporit
Air Bersih Dibuang
Pengeringan
Pulp Jerami Padi Kering
Gambar 3.3 Diagram Alir Proses Pembuatan Pulp Jerami Padi
Universitas Sumatera Utara
3.4.3 Diagram Alir Proses Pembuatan Kertas
Diagram alir proses pembuatan kertas pencampuran pulp jambul nanas dan pulp jerami padi adalah seperti dibawah ini :
Penimbangan Pulp Jerami Padi
Pulp Jambul Nanas
Penghalusan Blend
Pencetakan Penimbangan
Direndam Dalam Air 3x24 jam
Direndam Dalam Air 3x24 jam
Pengeringan
Contoh Kertas
Pengujian
Tebal Kertas Kuat Tarik
Kuat Sobek Gramatur
Data
Hasil
Kesimpulan
Gambar 3.4 Diagram Alir Proses Pembuatan Kertas Contoh
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1 Pengujian Fisis Kertas
4.1.1.1 Gramatur Kertas
Gramatur adalah massa lembaran kertas dibagi dengan satuan luasnya dalam meter persegi. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :
Gramatur gm
2
=
�
2
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Gramatur dari variasi komposisi sampel di uji dengan menggunakan metode SNI
14-0439-1989 yang diklasifikasikan sebagai kertas kraft. Hasil uji gramatur dari semua sampel yang di uji diperlihatkan pada tabel di bawah ini :
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Gramatur Kertas
Kode Sampel
Komposisi JN : JP
Massa g
Luas m
2
Gramatur gm
2
A 100 : 0
0,6124 ± 0,0101 10
-2
± 0,0001 61,24 ± 1,61
B 80 : 20
0,5647 ± 0,0101 10
-2
± 0,0001 56,47 ± 1,56
C 60 : 40
0,6013 ± 0,0101 10
-2
± 0,0001 60,13 ± 1,60
D 40 : 60
0,5016 ± 0,0101 10
-2
± 0,0001 50,16 ± 1,50
E 20 : 80
0,6106 ± 0,0101 10
-2
± 0,0001 61,06 ± 1,61
F 0 : 100
0,5820 ± 0,0101 10
-2
± 0,0001 58,20 ± 1,58
Universitas Sumatera Utara
4.1.1.2 Tebal Kertas
Tebal kertas adalah jarak tegak lurus antara kedua permukaan kertas yang diukur pada kondisi standar.Metode pengujian tebal kertas pada sampel ini adalah menggunakan
metode SNI 14-0435-1998. Berikut adalah tabel hasil pengujian tebal kertas :
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Tebal Kertas
Kode Sampel
Komposisi JN : JP
Luas m
2
Tebal mm
A 100 : 0
10
-2
± 0,0001 0,19127
B 80 : 20
10
-2
± 0,0001 0,30457
C 60 : 40
10
-2
± 0,0001 0,29507
D 40 : 60
10
-2
± 0,0001 0,21237
E 20 : 80
10
-2
± 0,0001 0,22627
F 0 : 100
10
-2
± 0,0001 0,21467
4.1.1.3 Indeks Tarik Kertas
Indeks tarik adalah ketahanan tarik kertas dibagi dengan gramatur kertas tersebut. Ketahanan tarik adalah daya tahan lembaran kertas terhadap gaya tarik yang bekerja
pada kedua ujung kertas tersebut yang diukur dalam kondisi standar.Indeks tarik kertas dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 4.2 dibawah ini :
Indeks tarik Nmg =
�� ℎ �
�
� 2
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2
Pengujian ketahanan tarik dilakukan pada setiap variasi sampel yang ada.Semua variasi sampel diuji dalam keadaan standar dengan menggunakan metoda SNI 14-
4737-1998. Semakin tinggi indeks tarik kertas, maka semakin baiklah kualitas kertas yang dihasilkan tersebut.
Universitas Sumatera Utara
Dari persamaan diatas maka dapat dihitung dan diperoleh indeks tarik dari masing- masing komposisi bahan ditunjukkan pada tabel di bawah ini :
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Kuat Tarik
Kode Sampel
Komposisi JN : JP
Gramatur gm
2
Kuat tarik 10
3
Nm Indeks Tarik
Nmg A
100 : 0 61,24 ± 1,61
1,03 16,819
B 80 : 20
56,47 ± 1,56 0,89
12,218 C
60 : 40 60,13 ± 1,60
0,88 14,634
D 40 : 60
50,16 ± 1,50 0,85
16,945 E
20 : 80 61,06 ± 1,61
0,82 13,429
F 0 : 100
58,20 ± 1,58 0,80
13,745
4.1.1.4 Indeks Sobek Kertas
Indeks sobek adalah ketahanan sobek kertas dalam milinewton dibagi dengan gramatur kertas tersebut. Ketahanan sobek adalah gaya dalam gramforce yang
diperlukan untuk menyobekkan lembaran kertas yang diukur dalam kondisi standar. Gramatur adalah massa lembaran kertas dibagi dengan satuan luasnya dalam meter
persegi.Indeks sobek kertas dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 4.3 dibawah ini :
Indeks sobek Nm
2
g =
�� ℎ �
�
� 2
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4
Pengujian ketahanan sobek dilakukan pada setiap variasi sampel yang ada. Semua variasi sampel diuji dalam keadaan standar dengan menggunakan metoda SNI 0436 :
1998. Semakin tinggi indeks sobek kertas, maka semakin baiklah kualitas kertas yang dihasilkan tersebut, karena indeks sobek dipengaruhi oleh panjang serat, ikatan serat,
dan flexibilitas kertas.
Universitas Sumatera Utara
Dari persamaan diatas maka dapat dihitung dan diperoleh indeks sobek dari masing- masing komposisi bahan ditunjukkan pada tabel di bawah ini :
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kuat Sobek
Kode Sampel
Komposisi JN : JP
Gramatur gm
2
Kuat Sobek 10
-3
N Indeks Sobek
10
-3
Nm
2
g A
100 : 0 61,24 ± 1,61
186,5743 3,046
B 80 : 20
56,47 ± 1,56 186,5743
3,303 C
60 : 40 60,13 ± 1,60
249,3319 4,146
D 40 : 60
50,16 ± 1,50 186,5743
3,719 E
20 : 80 61,06 ± 1,61
207,169 3,393
F 0 : 100
58,20 ± 1,58 207,169
3,559
Universitas Sumatera Utara
4.2 Pembahasan
4.2.1 Pengujian Fisis Kertas
4.2.1.1 Pengujian Gramatur Kertas
Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan sebagaimana yang ditunjukkan pada tabel 4.1 dapat dilihat bahwa gramatur tertinggi ditunjukkan pada komposisi 100
: 0 dan nilai gramatur terendah adalah pada perbandingan 40 : 60. Berikut adalah grafik hubungan antara gramatur kertas dan variasi komposisi :
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara gramatur dan komposisi jambul nanas
Dari grafik diatas terlihat bahwa komposisi 40 jambul nanas memiliki gramatur terkecil, hal ini dikarenakan densitas campuran ini adalah yang terkecil, ini
juga bias disebabkan oleh campuran komposisi ini tidak homogen yang menyebabkan
bervariasinya gramaturini.
Keanekaragaman gramatur ini dimiliki oleh setiap komposisi masing-masing sampel berbeda, karena cetakan yang digunakan adalah cetakan manual, sehingga ratanya
kertas tidak bisa di buat dengan seragam.
10 20
30 40
50 60
70
20 40
60 80
100 120
Gr am
atu r
gr m
²
Komposisi Jambul Nanas
Universitas Sumatera Utara
4.2.1.2 Pengujian Tebal Kertas
Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan sebagaimana yang ditunjukkan pada tabel 4.2 dapat dilihat bahwa tebal tertinggi ditunjukkan pada komposisi 80 : 20
dan tebal terendah adalah pada perbandingan 100 : 0. Berikut adalah grafik hubungan antara tebal kertas kertas dan variasi komposisi :
Gambar 4.2 Grafik hubungan antara tebal kertas dan komposisi jambul nanas
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa komposisi 100 jambul nanas memiliki tebal yang paling kecil hal ini disebabkan karena bahannya adalah 100 jambul
nanas, karena jambul nanas kekakuannya yang tinggi dibandingkan dengan jerami, sehingga menyebabkan banyaknya kekosongan antar serat-seratnya yang tersusun
menjadi kertas tersebut. Selain itu juga karena cetakan yang digunakan adalah cetakan manual, sehingga tebal kertas yang dihasilkan beragam dan hal ini juga disebabkan
oleh tidak meratanya pulp pada saat dicetak.
0.05 0.1
0.15 0.2
0.25 0.3
0.35
20 40
60 80
100 120
Teb al
m m
Komposisi Jambul Nanas
Universitas Sumatera Utara
4.2.1.3 Hasil Pengujian Indeks Tarik Kertas
Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan sebagaimana yang ditunjukkan pada tabel 4.3 dapat dilihat
Berikut adalah grafik hubungan antara tebal kertas kertas dan variasi komposisi :
Gambar 4.3 Grafik hubungan antara indeks tarik kertas dan komposisi jambul nanas
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa indeks tarik terendah ditunjukkan pada komposisi 80 jambul nanas dan indeks tarik tertinggi adalah pada 40 jambul
nanas. Besar atau kecilnya indeks tarik di pengaruhi oleh panjang serat dan kuatnya ikatan serat, karena proporsi pencampuran bahan tidak homogen sehingga
menyebabkan indeks tarik yang beragam.
2 4
6 8
10 12
14 16
18
20 40
60 80
100 120
In d
e ks
Tar ik
N m
g
Komposisi Jambul Nanas
Universitas Sumatera Utara
4.2.1.4 Hasil Pengujian Indeks Sobek Kertas
Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan sebagaimana yang ditunjukkan pada tabel 4.4 dapat dilihat bahwa indeks sobek terendah ditunjukkan pada komposisi
F 100 JN : 0 JP dan indeks sobek tertinggi adalah pada perbandingan C 60 JN : 40 JP.
Berikut adalah grafik hubungan antara indeks sobek kertas kertas dan variasi komposisi :
Gambar 4.4 Grafik hubungan antara indeks sobek kertas dan komposisi jambul nanas
Indeks sobek terendah di dapat pada komposisi 100 jambul nanas, hal ini disebabkan oleh serat jambul nanas merupakan serat panjang yang fleksibilitasnya
rendah sehingga indeks sobeknya juga rendah. Bentuk grafik yang tidak linear menunjukkan bahwa masing-masing
komposisi memiliki indeks sobek yang berbeda ketika variasinya berbeda. Pengaruh proporsi bahan penyusun dan kehomogenan dari campuran bahan juga menjadi alasan
hasil indeks sobek yang dihasilkan.
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5 4
4.5
20 40
60 80
100 120
In d
e ks
S o
b e
k 10¯
³ N
m g
r
Komposisi Jambul Nanas
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan mengenai pemanfaatan serat daun nanas dan serat jerami dalam pembuatan kertas, maka dapat diambil
kesimpulan, yaitu :
1. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka diperoleh bahwa
campuran jambul nanas dan jerami padi dapat dijadikan sebagai bahan baku pembuat kertas.
2. Dari penelitian yang dilakukan dan pengujian-pengujian yang
dilakukan terhadap kertas campuran jambul nanas dan jerami padi, dapat disimpulkan bahwa jambul nanas memberikan kuat tarik yang
tinggi dan jerami padi memberikan indeks sobek yang tinggi karena sifatnya yang memberikan fleksibilitas yang diberikannya pada kertas
tersebut. 3.
Berdasarkan penelitian maka disimpulkan bahwa perbandingan optimum untuk pembuatan kertas berbahan serat non wood ini yakni
pada komposisi perbandingan jambul nanas dan jerami padi 40 : 60 dengan indeks tariknya adalah 16,945 Nmgr, indeks sobeknya 3,719 x
10
-3
Nm
2
gr yang diuji pada gramatur 50,16 gm
2
. Kertas yang diperoleh ini dapat di aplikasikan sebagai kertas kraft yang sesuai
dengan SNI 14-1308-1998.
Universitas Sumatera Utara
5.2 Saran
Kategori