Pembuatan Dan Karakterisasi Kertas Pembungkus Yang Dibuat Dari Kantong Semen Bekas Dengan Pulp Jerami

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KERTAS

PEMBUNGKUS YANG DIBUAT DARI KANTONG

SEMEN BEKAS DENGAN PULP JERAMI

T E S I S

Oleh

DORMIAN SARAGI

067026006/FIS

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2008

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KERTAS

PEMBUNGKUS YANG DIBUAT DARI KANTONG

SEMEN BEKAS DENGAN PULP JERAMI

T E S I S

Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains

Dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika

Pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

DORMIAN SARAGI

067026006/FIS

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2008

Judul Tesis : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KERTAS PEMBUNGKUS YANG DIBUAT DARI KANTONG SEMEN BEKAS DENGAN PULP JERAMI

Nama Mahasiswa : Dormian Saragi

Nomor Pokok : 067026006

Program Studi : Fisika

Menyetujui Komisi Pembimbing

( Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc ) ( Drs. Ferdinan Sinuhaji, MS )

Ketua Anggota

Ketua Program Studi Direktur

( Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc ) ( Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa, B, M.Sc )

Telah diuji pada

Tanggal : 4 Agustus 2008

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc. Anggota : 1. Drs. Ferdinan Sinuhaji, MS.

2. Dr. Marhaposan Situmorang. 3. Drs. H. Oloan Harahap, M.Sc. 4. Drs. Tenang Ginting, MS.

ABSTRAK

Penelitian tentang pembuatan dan karakterisasi kertas yang dibuat dari campuran pulp jerami dan pulp kantong semen bekas telah dilakukan. Penelitian yang dilaksanakan dengan metode proses soda, bertujuan untuk memperoleh alternatif bahan baku kertas campuran, dari pulp jerami dan kantong semen bekas. untuk campuran 0 % pulp jerami dan 100 % pulp kantong semen bekas, diperoleh contoh kertas yang mempunyai gramatur rata-rata 108,13 gr/m2, kerapatan massa rata-rata 720,89 kg/m3, kuat tarik rata-rata 123,28 x 105 N/m3, kekuatan sobek rata-rata 1548,71 x 10-3 N . Untuk campuran 100 % pulp jerami dan 0 % pulp kantong semen bekas, diperoleh contoh kertas yang mempunyai gramatur rata-rata 100,07 gr/m2, kerapatan massa rata-rata 833,89 kg/m3, kuat tarik rata-rata 153,09 x 105 N/m3, kekuatan sobek rata-rata 2026,93 x 10-3 N.

Untuk gramatur yang yang optimum yaitu campuran 90 % pulp jerami dan 10 % pulp kantong semen bekas, diperoleh contoh kertas yang mempunyai gramatur rata-rata 114,10 gr/m2, kerapatan massa rata-rata 796,05 kg/m3, kuat tarik rata-rata 150,47 x 105 N/m3, kekuatan sobek rata-rata 2000,24 x 10 -3 N.

ABSTRACT

The Research of forming and characteristic of paper which is made of mixture of straw pulp and cemen`t bag trace pulp has been conducted. Research with caustic process method, aim to obtain; mixture paper raw material alternates mix of straw and cemen`t bag trace. For mixture 0 % straw pulp and 100 % pulp of cemen`t bag trace, is got the example of paper which has the gramatur of 108,13 gr/m2, the average of density is 720,89 kg/m3, the evarage of tensile strength is 123,28 x 105 N/m2, the average of strength tear is 1548,71 x 10-3 N. For mixture 100 % straw pulp and 0 % pulp of cemen`t bag trace, is got the average of gramatur is 100.07 gr/m2, the average of density is 833,89 kg/m3, the average of tensile strength is 153,09 x 105 N/m2, the average of strength tear mean is 2026,93 x 10-3 N.

For the optimum of gramatur is the mixture 90 % straw pulp and 10 % pulp of cemen`t bag trace, is got the example of paper which is has the average gramatur is 114,10 gr/m2, the average of density is 796,05 kg/m3, the average of tensile strength is 150,47 x 105 N, the average of the strength tear is 2000,24 x 10-3 N.

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, hanya dengan kasih dan karunia yang diberikan-Nya kepada penulis sehingga tesis ini terselesaikan.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :

1. Prof. Chairuddin P. Lubis, DTM&H, Sp.A(K) selaku Rektor Universitas

Sumatera Utara Medan.

2. Prof. Dr. Ir. Chairun Nisa, M.Sc selaku Direktur sekolah Pascasarjana

Universitas Sumatera Utara Medan.

3. Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc selaku Koordinator Program Studi Magister

Ilmu fisika Universitas Sumatera Utara Medan.

4. Drs. Nasir Saleh, M.Eng.Sc selaku Sekretaris Program Studi Magister Ilmu

Fisika Universitas Sumatera Utara Medan

5. Prof. Dr. Timbangen Sembiring, M.Sc selaku Ketua Komisi Pembimbing.

6. Drs Ferdinan Sinuhaji, M.S selaku Anggota Komisi Pembimbing.

7. Seluruh Staf Pengajar pada Sekolah Pascasarjana Program Studi Magister Ilmu fisika USU, yang telah mencurahkan ilmunya selama masa perkuliahan.

8. Seluruh Staf Administrasi Sekolah Pascasarjana dan Bapak Mulkan yang dengan penuh kesabaran memberikan pelayanan terbaik di Sekolah Pascasarjana Program Studi Magister Ilmu fisika.

Ucapan terima kasih yang sedalam-dalamnya penulis sampaikan kepada orang tua penulis Ayahanda Drs. R.H. Saragi (alm), Ibunda M. Br. Silalahi (alm) beserta suami tercinta Drs. M. Siregar, M.Pd dan kedua ananda, Kakak Paramita Sondang Oktaviani Siregar dan Bang Putra Pratama Mandiri Siregar, beserta seluruh Keluarga Maju Siregar, SH, MM, Keluarga P. Turnip, SE, Keluarga Drs. B. Turnip, Keluarga Ir. M. Turnip, Keluarga Kaston Sijabat, M.Si dan adinda Ebenezer Silitonga, M.Si yang tetap memberi semangat kepada penulis selama dalam pendidikan dan dalam menyelesaikan tulisan ini

Terima kasih atas doa dan dorongan kalian semua. Semoga kebanggaan ini, juga menjadi kebanggaan kalian semua. Sekali lagi terima kasih.

Semoga kita diberikan taufik dan hidayahNya dalam memanfaatkan segala ciptaanNya bagi kesejahteraan umat manusia. Amin.

Medan, Agustus 2008

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama : Dormian Saragi.

Tempat/Tanggal Lahir : Medan, 28 Mei 1961.

Pekerjaan : Guru (PNS).

Agama : Katolik.

Orang Tua

Ayah : Alm. Drs. R.H. Saragi Turnip. Ibu : Alm. M. Br. Silalahi.

Alamat rumah : Jl. T. Amir Hamzah Komp. Ruko Griya Riatur Blok A No. 82 Kapten Muslim – Medan.

HP : 085262317681.

e-mail : dormian_saragi@yahoo.co.id

DATA PENDIDIKAN

SD : SD Negeri No. 67 Teladan Medan Tamat : 1973

SMP : SMP Negeri 4 Medan Tamat : 1976

SMA : SMA Negeri 5 Medan Tamat : 1980

D3 – Fisika : IKIP Negeri Medan Tamat : 1984

S1- Fisika : IKIP Negeri Medan Tamat : 1997

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

RIWAYAT HIDUP ... iv

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... vii

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR LAMPIRAN ... x

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Permasalahan ... 3

1.3 Tujuan Penelitian ... 3

1.4 Batasan Masalah ... 3

1.5 Perumusan Masalah ... 3

1.6 Lokasi Penelitian ... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Pengertian Kertas ... 6

2.2 Pembuatan Pulp... 7

2.2.1 Proses Pembuatan Pulp ... 7

2.2.2 Dimensi Serat ... 9

2.2.3 Panjang Serat ... 9

2.2.4 Kekasaran Serat (Diameter Serat) ... 10

2.3 Proses Pembuatan Kertas ... 11

2.4 Pulp Jerami (Oriza sativa Pulp) ... 13

2.5 Kertas Kantong Semen ... 16

2.6 Pulp Campuran (Pulp Jerami – Pulp Kantong Semen Bekas) ... 17

2.7 Kuat Tarik Kertas (Tensile Strength) ... 18

2.8 Kuat Sobek (Tearing Strength) ... 19

2.9 Scanning Electron Microscope (SEM) ... 19

2.10 Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) ... 21

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 28

3.1 Pembuatan Pulp Jerami ... 28

3.2 Pembuatan Pulp Kantong Semen Bekas ... 30

3.3 Pembuatan Pulp Campuran (Jerami – Kantong Semen Bekas) ... 32

3.4 Rancangan Penelitian ... 34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 47

4.1 Rendemen Kertas ... 47

4.2 Ketebalan Kertas ... 48

4.3 Gramatur Kertas ... 50

4.4 Rapat Massa Kertas ... 52

4.5 Uji Tarik Kertas ... 54

4.6 Uji Sobek Kertas ... 55

4.7 Penampilan Kertas Hasil Percobaan ... 57

4.8 Hubungan antara Tebal Kertas dan Gramatur Kertas ... 58

4.9 Pengaruh Komposisi Serat terhadap Kerapatan Massa Kertas ... 59

4.10 Pengaruh Komposisi Serat Jerami dan Serat Kantong Semen Bekas terhadap Kekuatan Tarik . ... 59

4.11 Pengaruh Komposisi Serat Jerami dan Serat Kantong Semen Bekas terhadap Kekuatan Sobek ... 60

4.12 Analisa Permukaan Kertas ... 60

4.13 Analisa Kandungan Logam ... 64

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 67

5.1 Kesimpulan ... 67

5.2 Saran ... 67

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

2.1. Kadar Serat Daun Panjang Serat Tanaman Padi ... 14 2.2. Komponen Kimia dari Tanaman Padi ... 14 2.3. Karakteristik Lembaran Pulp Jerami ... 15 4.1. Hasil Pengukuran Tebal Kertas Campuran Pulp Jerami dan Kantong

Semen Bekas . ... 48 4.2. Hasil Perhitungan gramatur Kertas Campuran Pulp Jerami dan

Kantong Semen Bekas ... 50 4.3. Hasil Perhitungan Rapat Massa Kertas Campuran Pulp Jerami dan

Kantong Semen Bekas ... 52 4.4. Hasil Pengukuran Kekuatan Tarik Kertas Campuran Pulp Jerami

dan Kantong Semen Bekas ... 54 4.5. Hasil Pengukuran Kekuatan Sobek Kertas Campuran Pulp Jerami

dan Kantong Semen Bekas ... 56 4.6. Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Logam Timbal,

Tembaga dan Seng dengan Spektrofotometer Serapan Atom ... 65 4.7. Data Cemaran Logam Timbal, Tembaga dan Seng ... 66

DAFTAR GAMBAR

Nomor J u d u l Halaman

2.1 Serat Jerami (Oryza sativa Fibre) ... 15

2.2 Peralatan Scanning Electron Microscope (SEM) ... 20

2.3 Instrumen Spektrofotometer Serapan Atom ... 25

3.1 Diagram Alir Proses Pembuatan Pulp Jerami ... 29

3.2 Diagram Alir Proses Pembuatan Pulp Kantong Semen Bekas ... 31

3.3 Diagram Alir Proses Pembuatan Pulp Campuran (Pulp Jerami–Kantong Semen Bekas) ... 33

3.4 Neraca Analitik ... 38

3.5 Alat Uji Tarik ... 40

3.6 Alat Uji Sobek ... 42

3.7 Alat SEM (Scanning Electron Microscope) type ASM – 5X ... 43

3.8 Penangas Api (water bad) ... 44

3.9 Alat Uji SSA ... 45

4.1 Grafik antara Komposisi Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas dengan Tebal Kertas Rata-rata ... 49

4.2 Grafik antara Komposisi Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas dengan Gramatur Rata-rata ... 51

4.3 Grafik antara Komposisi Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas dengan Rapat Massa Rata-rata ... 53

4.4 Grafik antara Komposisi Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas dengan Kuat Tarik Rata-rata ... 55

4.5 Grafik antara Komposisi Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas dengan Kuat Sobek Rata-rata ... 57 4.6 Foto SEM Permukaan Mikrostruktur Kertas Pulp Kantong Semen

Bekas dengan Perbesaran 300 Kali ... 61 4.7 Foto SEM Permukaan Mikrostruktur Kertas Pulp Jerami dengan

Perbesaran 300 Kali ... 62 4.8 Foto SEM Permukaan Mikrostruktur Kertas Pulp Campuran (Pulp

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor J u d u l Halaman

1 Pengukuran Tebal Kertas Campuran Pulp Jerami dan Kantong

Semen Bekas ... 70 2 Pengukuran Gramatur Kertas Campuran Pulp Jerami dan

Kantong Semen Bekas ... 71 3 Pengukuran Rapat Massa Kertas Campuran Pulp Jerami dan

Kantong Semen Bekas ... 72 4 Pengukuran Uji Kuat Tarik Kertas Campuran Pulp Jerami dan

Kantong Semen Bekas ... 73 5 Pengukuran Kekuaan Sobek Kertas Pulp Jerami dan Kantong

Semen Bekas ... 74 6 Kadar Logam Timbal (Pb) dalam Campuran Pulp Jerami dan

Kantong Semen Bekas dengan Mengunakan Spektrofotometri

Serapan Atom (SSA) ... 75 7 Kadar Logam Tembaga (Cu) dalam Campuran Pulp Jerami dan

Kantong Semen Bekas dengan Mengunakan Spektrofotometri

Serapan Atom (SSA) ... 76 8 Kadar Logam Seng (Zn) dalam Campuran Pulp Jerami dan

Kantong Semen Bekas dengan Mengunakan Spektrofotometri

Serapan Atom (SSA) ... 77 9 Daftar Standar Nasional Indonesia (SNI) ... 78

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dengan meningkatnya penggunaan serat organik sebagai bahan untuk memperkuat komposit yang semakin luas, hal ini sangat menguntungkan karena serat organik mudah diperoleh dan beberapa diantaranya merupakan produk limbah yang belum dimanfaatkan. Bila dibandingkan dengan serat anorganik atau buatan, maka serat organik tidak membutuhkan biaya yang begitu besar. Teknologi yang semakin maju memungkinkan penggunaan serat organik sebagai bahan yang memperkuat komposit sehingga lebih sempurna (Zainal Abidin Nasution, 2000).

Komposit adalah gabungan dari dua unsur yang berbeda satu sama lain sehingga menghasilkan bahan baku dimana unsur-unsur pembentuk bahan tersebut tidak dapat larut satu sama lain. Sifat yang dihasilkan harus lebih unggul dibandingkan dengan komponen tunggalnya. Komposit ini mempunyai beberapa keunggulan antara lain : mudah dibentuk, berkekuatan tinggi, ringan, kokoh tanpa berubah bentuk, isolator listrik yang baik, anti karat, kekerasannya tinggi dan lain-lain.

Salah satu sumber serat yang diperoleh merupakan pemanfaatan limbah tumbuhan. Indonesia merupakan Negara kepulauan beriklim tropis yang banyak ditumbuhi berbagai macam tanaman. Tumbuhan berkayu (wood) atau bukan kayu

(non wood) sebagai sumber bahan baku pembuatan pulp. Dengan upaya-upaya untuk

mendapatkan sumber bahan baku lainnya, yang belum termanfaatkan ataupun dimanfaatkan. Dari sekian banyak tanaman bukan kayu yang dapat diandalkan sebagai sumber serat antara lain adalah tanaman padi (Oriza sativa), rumput alang-alang, tifa. batang pisang dan lain-lain (Tjahjono Yudi, 1998).

Jerami padi merupakan limbah pertanian yang cukup besar jumlahnya dan belum banyak dimanfaatkan. Setelah panen selesai sebagian besar jerami di Indonesia dibakar saja menjadi abu dan sebagiannya lagi untuk makanan ternak.

Selama ini kantong semen bekas banyak dibuat untuk kertas kantong beras ukuran 5 kg, 10 kg, 15 kg dan 20 kg ataupun untuk kantong barang-barang lainnya. Berdasarkan observasi lapangan di Kodya Medan kantong semen dengan bahan kertas adalah semen Andalas Type PPC ukuran berat 40 kg dan semen Padang Type PPC ukuran 40 kg. Umumnya setiap pembangunan perumahan atau ruko dan lainnya menggunakan merek semen dan type seperti yang tersebut di atas.

Oleh karena kertas kantong semen memiliki kekuatan yang tinggi, maka dalam penelitian ini dilakukan percobaan dengan menggunakan serat jerami untuk menurunkan kekuatan kertasnya dan memperbaiki karakternya.

Dalam hal ini peneliti tertarik untuk memanfaatkan limbah serat jerami untuk dimanfaatkan sebagai pulp dengan mencampurkan limbah kantong semen bekas (kertas kraft), dengan variasi persen campuran untuk dikarakterisasi menjadi kertas jenis baru.

1.2 Permasalahan

1. Batang jerami memiliki serat pendek dan bila dicampurkan serat panjang dan serat kantong semen bekas akan diperoleh kertas yang berkualitas. 2. Limbah jerami akan menambah pendapatan para petani dan juga limbah dari

kantong semen juga dapat dimanfaatkan untuk menanggulangi limbah menuju zero waste.

1.3 Tujuan Penelitian

1. Untuk memahami proses teknologi pembuatan pulp dan kertas.

2. Memanfaatkan limbah jerami dan limbah kantong semen bekas menjadi komoditi baru seperti kertas pembungkus.

1.4 Batasan Masalah

1. Dalam proses pembuatan pulp dilakukan dalam suasana alkali (basa) dengan NaOH sebagai bahan kimia pemasak.

2. Kertas campuran tidak ditambahan zat penolong seperti perekat, pewarna dan lain-lain.

1. 5 Perumusan Masalah

Masalah yang akan diselesaikan pada penelitian ini dirumuskan sebagai berikut :

1. Menentukan sifat mekanis kertas campuran pulp jerami dan pulp kertas kantong semen bekas antara lain :

a. Rendemen (%),

b. Tebal kertas, yaitu jarak antara kedua permukaan kertas diukur pada kondisi standar (SNI 14 – 4977 – 1999).

c. Gramatur, yaitu massa lembaran kertas dalam gram dibagi dengan satuan luasnya dalam meter persegi, diukur pada kondisi standar (SNI 14 – 0439 – 1989).

d. Rapat massa (density), yaitu besaran yang menyatakan perbandingan antara massa dengan volume serpih berbentuk tumpukan, dinyatakan

dalam 3

m kg

, diukur pada kondisi standar (SNI 14 – 0702 – 1989).

e. Kuat tarik, yaitu daya tahan maksimum jalur pulp, kertas terhadap gaya tarik yang bekerja pada kedua ujung jalur tersebut sampai putus, diukur pada kondisi standar (SNI 14 – 4737 – 1998).

f. Ketahanan sobek adalah gaya dalam gram gaya (gf) atau mili Newton (mN) yang diperlukan untuk menyobek kertas pada kondisi standar. (SNI 14 – 0436 – 1989).

g. Spektrofotometri Serapan Atom adalah penyerapan energi radiasi oleh atom-atom netral pada keadaan dasar, dengan panjang gelombang tertentu yang menyebabkan tereksitasinya dalam berbagai tingkatan energi (ppm).

2. Menentukan komposisi yang paling baik antara pulp jerami dan limbah kertas kantong semen bekas untuk memperoleh kualitas kertas yang baik.

1.6 Lokasi Penelitian

1. Laboratorium Spektroskopi Univertas Sumatera Utara Medan. 2. Laboratorium Balai Riset dan Standarisasi Industri Medan. 3. PT. DMI (PEPETE RIES de MAUDUIT) Medan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Kertas

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, kertas merupakan barang lembaran dibuat dari bubur rumput, jerami, kayu dan sebagainya yang biasa ditulisi atau untuk kertas pembungkus dan sebagainya. Natural paper atau kertas seni dapat dibuat dari serat-serat tanaman, selain kayu, seperti jerami, ijuk, eceng gondok, dan sebagainya.

Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang dihasilkan dengan kompresi serat yang berasal dari pulp yang telah mengalami pengerjaan penggilingan, ditambah beberapa bahan tambahan yang saling menempel dan jalin-menjalin. Serat yang digunakan biasanya adalah alami, dan mengandung selulosa dan hemiselulosa.

Kertas dikenal sebagai media utama untuk menulis, mencetak serta melukis dan banyak kegunaan lain yang dapat dilakukan dengan kertas, misalnya kertas pembersih (tissue) yang digunakan untuk menghidang, kebersihan atau toilet.

2.2 Pembuatan Pulp

2.2.1 Proses Pembuatan Pulp

Pulp adalah kumpulan serat-serat yang diambil dari bagian-bagian tumbuh-tumbuhan yang mengandung serat antara lain dari bagian kayu, kulit, akar, daun, dan buah. Pulp yang berasal dari bagian kayu disebut pulp kayu (wood pulp) sedangkan pulp yang berasal dari bagian bukan kayu dinamai pulp bukan kayu (non wood pulp).

Menurut proses pembuatannya, pulp dapat dibagi menjadi tiga bagian yaitu (Tjahjono Yudi, 1998) :

1. Pulp yang dibuat secara mekanis, dinamai pulp mekanis.

2. Pulp yang dibuat secara semi kimia atau semi mekanis, dinamai pulp semi mekanis atau mekanis kimia.

3. Pulp yang dibuat secara kimia penuh dinamai pulp kimia. Contoh : dissolving pulp, pulp sulfat, pulp soda dan lain-lain.

Jika dilihat dari rendemen (hasil akhir) pulp dibagi dua macam, pulp rendemen tinggi dan pulp rendemen rendah. Dari kedua rendemen ini mempunyai sifat-sifat fisika dan kimia yang berbeda-beda. Sifat fisik dari pulp mekanis biasanya lebih buruk dari pada sifat fisik dari pulp kimia. Keuntungan dari pulp dengan proses mekanis ini adalah rendemen yang tinggi.

Pulp mekanis ini biasanya dibuat untuk kertas yang bermutu rendah dan murah, misalnya kertas koran, sedangkan pulp kimia dipakai untuk membuat kertas yang berkualitas baik, misalnya kertas tulis, kertas cetak. Pulp mekanis sifat kimianya masih sama dengan sifat kimia kayu, sedangkan pada pulp kimia sifat kimianya sudah sangat jauh berbeda dengan sifat kimianya dari kayu asalnya. Antara pulp yang belum diputihkan dan pulp yang sudah diputihkan baik sifat fisik maupun sifat kimia juga berbeda.

Untuk mencari perbedaan sifat-sifat, baik sifat fisik maupun sifat kimia, perlu dilakukan pengujian baik pengujian sifat fisik maupun sifat kimia. Sifat-sifat fisik pulp itu adalah : Gramatur, Tebal, Bulky, Ketahanan sobek, retak, tarik dan lipat, Derajat putih, Opasitas. Sedangkan sifat-sifat kimia adalah : kadar alpa selulosa, kadar abu, kadar lignin, kadar pentosan, dan lain-lain

Pengujian pulp harus dilakukan pada ruang kondisi karena suhu dan kelembaban ruangan sangat berpengaruh pada hasil pengujian sifat-sifat pulp. Kondisi ruang dan pengkondisian lembaran pulp, untuk pengujian dilakukan berdasarkan Standar Internasional ISO 187 : 1997 (E), Paper, board dan pulps –

standard atmosphere for conditioning and testing procedure for monitoring the atmosphere and conditioning of samples dan standar ASTM D 685 – 93, Standard practice for conditioning paper and paper products for testing. Sampel yang akan

diuji sifat-sifat fisiknya sebelumnya harus ditempatkan dalam ruang kondisi yang sudah distandartkan selama waktu sekitar 24 jam. (SNI 14 – 0402 – 1999).

2.2.2 Dimensi Serat

Kertas, terutama terdiri dari serat selulosa yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Serat mempunyai panjang, lebar dan dinding yang bervariasi, tergantung pada jenis dan posisinya dalam suatu pohon serta lokasi tumbuhnya. Pembuatan kertas merupakan proses penyusunan serat ke dalam bentuk lembaran. Selama proses tersebut, air dikeluarkan dari jaringan serat, sehingga terjadi ikatan antar serat yang semakin rapat dan disertai perubahan bentuk serat menjadi pipih. Kekuatan ikatan serat merupakan fungsi dari luas dan intensitas ikatannya. Luas ikatan dipengaruhi oleh morfologi, sedangkan intensitas oleh susunan molekul selulosa.

Peranan dimensi serat sebagai bahan baku kertas mempunyai hubungan satu sama lain yang kompleks dan mempunyai pengaruh yang mendasar terhadap sifat fisik pulp kertas seperti densitas, kekuatan, fleksibilitas, kelicinan, porositas. Diameter serat tergantung dari letak sel. Ukuran sel terpendek dan berdingding tebal terdapat pada bagian akhir dari kayu awal.

2.2.3 Panjang Serat

Menurut penelitian-penelitian yang dilakukan, dinyatakan bahwa panjang serat merupakan sifat yang sangat menentukan kekuatan kertas dan sangat mempengaruhi kekuatan sobek serta pembentukan formasi. Serat yang panjang memberi kekuatan kertas lebih baik dari serat pendek, tetapi serat pendek memberi formasi yang lebih baik dari serat panjang. Serat yang terdapat dalam satu jenis kayu panjangnya bervariasi, maka distribusi frekuensi panjang serat turut berperan juga dalam

menentukan kekuatan kertas. Jumlah persentase serat yang tinggi akan menurunkan kekuatan serat. Klasifikasi panjang serat menurut Klemm adalah sebagai berikut:

a. Serat panjang : 2,0 – 3,0 mm b. Serat Sedang : 1,0 – 2,0 mm c. Serat Pendek : 0,1 – 1,0 mm

Serat yang panjangnya lebih dari 5 mm sukar untuk dikerjakan dengan mesin kertas biasa, maka perlu pemotongan sampai mendapat kekuatan kertas yang diinginkan.

2.2.4 Kekasaran Serat (Diameter Serat)

Sifat kekasaran serat pada bahan baku maupun pulpnya banyak dipengaruhi oleh factor dimensi penampang melintang serat (diameter dan dinding serat). Bentuk penampang melintang serat berupa ellips dan tidak beraturan. Untuk mendekati diameter serat yang sebenarnya diadakan koreksi dan hasilnya disebut perimeter.

Klasifikasi diameter/perimeter serat, menurut Klemm adalah sebagai berikut: a. Serat Lebar : 0,025 – 0,040 mm

b. Serat Sedang : 0,010 – 0,025 mm c. Serat Sempit/kurus : 0,002 – 0,010 mm

2. 3 Proses Pembuatan Kertas

Proses pembuatan kertas dapat dilakukan dengan mengubah bahan baku serat menjadi pulp, dan kertas. Urutan proses pembuatannya adalah persiapan bahan baku, pembuatan pulp (secara kimia, semi-kimia, mekanik atau limbah kertas), pemutihan, pengambilan kembali bahan kimia, pengeringan pulp dan pembuatan kertas. Proses yang membutuhkan energi paling tinggi adalah proses pembuatan pulp dan proses pengeringan kertas (Britt Kenneth, 1970).

Tahapan utama dan proses sederhana dalam pembuatan pulp dan kertas adalah sebagai berikut :

a. Pembuatan pulp pada Pulper:

Dalam tanki pencampur, pulp dicampur dengan air menjadi slurry. Slurry kemudian dibersihkan lebih lanjut dan dikirimkan ke mesin kertas. Bahan baku dimasukkan kedalam PULPER untuk defiberization dan mempercepat beating serta fibrillation dikarenakan pemekaran serat.

b. Cleaner:

Proses pemutihan untuk tipe pulp Kraft dilakukan dalam beberapa menara dimana pulp dicampur dengan berbagai bahan kimia, kemudian bahan kimia diambil kembali dan pulp dicuci.

c. Pemurnian

Pulp dilewatkan plat yang berputar pada alat pemurnian bentuk disk. Pada proses mekanis ini terjadi penguraian serat pada dinding selnya, sehingga serat menjadi lebih lentur. Tingkat pemurnian pada proses ini mempengaruhi kualitas kertas yang dihasilkan.

d. Pembentukan

Selanjutnya, proses dilanjutkan dengan proses sizing dan pewarnaan untuk menghasilkan spesifikasi kertas yang diinginkan. Sizing dilakukan untuk meningkatkan kehalusan permukaan kertas; pada saat pewarnaan ditambahkan pigmen, pewarna dan bahan pengisi. Proses dilanjutkan dengan pembentukan lembaran kertas yang dimulai pada headbox, dimana serat basah ditebarkan pada saringan berjalan.

e. Pengepresan

Lembaran kertas kering dihasilkan dengan cara mengepres lembaran diantara silinder pada calendar stack.

f. Pengeringan

Sebagian besar air yang terkandung didalam lembaran kertas dikeringkan dengan melewatkan lembaran pada silinder yang berpemanas uap air.

g. Calender Stack

Tahap akhir dari proses pembuatan kertas dilakukan pada calendarStack, yang terdiri dari beberapa pasangan silinder dengan jarak tertentu untuk mengkontrol ketebalan dan kehalusan hasil akhir kertas.

h. Pope Reel

Bagian ini merupakan tahap akhir dari proses pembuatan kertas yaitu pemotongan kertas dari gulungannya. Pada bagian ini, kertas yang digulung dalam gulungan besar, dibelah pada ketebalan yang diinginkan, dipotong menjadi lembaran, dirapikan kemudian dikemas.

2.4 Pulp Jerami (Oriza sativa Pulp)

Jerami padi dapat diklasifikasikan sebagai limbah pertanian yang berasal dari sisa panenan padi dan sering menimbulkan percemaran lingkungan karena volumenya (sangat besar jumlahnya) dan sukar mengalami pelapukan (degradasi).

Limbah jerami merupakan bahan yang kaya dengan unsur-unsur hara seperti : K, N, Pb2O5 dan SO2. Namun dari hasil penelitian bahwa per 10 ton jerami

mengandung 150 kg K2O, 30 kg N, 5 kg Pb2O5 dan 2,5 kg SO2, yang ternyata relatif

sangat sedikit, sehingga dari aspek ekonomis, sampai saat ini belum lagi menguntungkan. Untuk pengelolaan jerami lainnya, seperti atap gubuk, pakan ternak dan lain sebagainya relatif kebutuhannya sangat sedikit, sehingga apabila massa tanam 3 kali per tahun, maka upaya pengolahan jerami tersebut tidak akan menyelesaikan masalah. Padahal disatu sisi patut diketahui bahwa jerami padi kaya akan serat pendek, untuk pembuatan kertas bahwa pemakaian serat panjang dan serat pendek adalah berbanding sekitar 30 % dan 70 %, tergantung dari penggunaan kertas tersebut. Umumnya tumbuh-tumbuhan bukan kayu (non wood) yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pulp adalah monokotil (Nasution, 2006).

Jerami yang dimaksud disini adalah batang padi yang telah dirontokkan bulir padinya. Pada batang padi tempat bulir-bulir padi melekat disebut malai. Daun padi terdiri atas upih daun yang membalut batang dan helai daun yang diantaranya terdapat sambungan berupa sendi. Serat-serat pada batang padi berfungsi sebagai penguat dan penegak batang, kelompok menjadi berkas serat dikelilingi oleh jaringan perenkim.

Tabel 2.1 Kadar Serat Daun Panjang Serat Tanaman Padi

No Bagian % berat serat

rata-rata

Panjang serat rata-rata (mm) 1 2 3 4 Batang Malai Upih daun Helai daun 72,83 60,27 63,78 39,64 0,98 1,03 1,55 1,10 Sumber : Buletin Litbang Industri No. 1 Vol. 20 Tahun 2000

Tabel 2.2 Komponen Kimia dari Tanaman Padi

No Parameter Persentase ( % )

1 2 3 4 5 6 7 Abu Silikat Holoselulosa Selulosa Alfa Sari Pentosan

Kelarutan dalam NaOH, 1 %

16,23 14,65 57,87 39,48 6,50 28,82 21,23

Berdasarkan identifikasi beberapa spesies serat tanaman bukan kayu dalam pulp, kertas dan karton diperoleh bahwa serat jerami memiliki bentuk trikoma tegak dan tidak begitu nyata, sel dermal tampak pipih, sel epidermis disertai dengan sel tetangga yang bentuknya tidak teratur; panjang serat antara 0,7 – 3,5 mm, diameter serat 5,1, - 13,6 µm (SNI 14 – 1836 – 1990).

Serat , 150x Epidermis, 600x

Gambar 2.1. Serat Jerami (Oryza Sativa Fibre)

Tabel 2.3 Karakteristik Lembaran Pulp Jerami

No Parameter Nilai

1 2 3 4

Derajat putih Kuat retak Kuat tarik Kuat sobek

76 GE 1,5 (kg/cm2) 98 x 105 N/m2 150 x 10-3 N Sumber : Buletin Litbang Industri No. 1 Vol. 20 Tahun 2000

2.5 Kertas Kantong Semen

Masalah ancaman lingkungan berupa banyaknya sampah dari limbah bangunan sangat mengganggu seperti kertas kantong semen bekas dimana kertas kantong semen bekas ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan komposit pada pembuatan kertas dengan cara mendaur ulang, sehingga dapat digunakan untuk pembuatan kertas guna keperluan khusus.

Kertas sack kraft atau dikenal dengan nama lain adalah kertas kantong semen, yang terbuat dari bahan baku kayu pinus. Kertas sack kraft mempunyai ciri-ciri berwarna kecoklatan, kertasnya dibuat berdasarkan proses sulfat dan lain sebagainya. Proses pembuatan kertas kraft disebut juga proses kraft pertama sekali ditemukan oleh C.F. Dahl, Seorang bangsa Jerman yang kemudian dipatenkan pada tahun 1884.

Proses Kraft ditemukan, yaitu ketika beliau menambahkan Sodium Sulfat (Na2SO4) ke dalam ketel pemasak pulp dengan proses soda (NaOH), yang mana pada

proses pemasakan pulp tersebut akan menghasilkan pulp dengan ikatan antar serat yang lebih kuat bila dibandingkan dengan proses pemasakan pulp jenis lainnya (proses sulfat ataupun proses soda).

2.6 Pulp Campuran (Pulp Jerami – Pulp Kantong Semen Bekas)

Kertas adalah suatu lembaran yang terbuat dari serat yang telah mengalami pengerjaan penggilingan. Umumnya tumbuh-tumbuhan non wood yang dapat digunakan sebagai bahan pulp adalah tanaman monokotil. Bagian monokotil yang penting untuk pulp adalah berkas-berkas fibro vascular, yang terutama terdiri dari serat-serat dan sel-sel yang berdinding tipis.

Pulp merupakan hasil pemisahan serat dari tanaman kayu (wood) maupun bukan kayu (non wood), melalui bermacam-macam proses pengolahan. Proses pembuatan pulp dibedakan atas proses mekanis, semi kimia (kombinasi kimia dan mekanis) dan kimia. Umumnya proses kimia banyak dilakukan untuk pembuatan pulp. Proses pembuatan pulp secara kimia adalah melarutkan lignin yang mengikat serat satu dengan lainnya. Proses pembuatan pulp yang menggunakan bahan baku tanaman bukan kayu (non wood) dapat dilaksanakan secara alkali dengan NaOH sebagai bahan kimia pemasak (Nasution, 2006).

Pembuatan pulp dari jerami berbeda dengan pembuatan pulp kertas kantong semen bekas. Struktur serat jerami dengan struktur batang pisang fisiknya adalah berbeda. Jerami atau batang padi dengan struktur serat kayu pinus adalah berbeda yang terdiri dari serat pendek dan serat panjang. Pemasakan batang jerami dengan soda (NaOH), akan melarutkan ligninnya, yang mana pada akhirnya serat-serat tadi akan tercerai berai menjadi pulp, dan proses pemasakan ini dapat terjadi pada tekanan atmosfer ataupun di udara terbuka, yaitu pada suhu air mendidih sedangkan kertas kantong semen bekas hanya direndam selama 1 minggu.

2.7 Kuat Tarik Kertas (Tensile Strength)

Kekuatan tarik didefenisikan sebagai ketahanan suatu bahan terhadap deformasi plastis atau ketahanan suatu bahan sampai terjadi deformasi plastis. Ini berbeda dengan keuletan, dimana keuletan merupakan ketahanan suatu bahan terhadap menahan deformasi plastis sampai terjadi patahan.

Untuk pengujian tarik, pengukuran dilaksanakan berdasarkan tegangan yang diperlukan untuk menarik benda uji standar dengan penambahan tegangan konstan. Regangan dari benda uji diukur dengan ekstensometer. Hasil pengukuran dari pengujian kekuatan tarik berasal dari tegangan yang mengakibatkan regangan. Kuat tarik maksimum dapat dihitung dengan menggunakan rumus dibawah ini:

0 A F =

j m

(2.1)

Dimana : j = kuat tarik maksimum B (N/m2) Fm = gaya maksimum (N)

A0 = luas penampang bahan mula-mula (m2)

Ukuran bahan sampel yang diuji adalah ukuran bahan yang sesuai dengan standar pengujian, dalam hal ini yang dipakai adalah standar pengujian SNI 14 – 4737 – 1998.

2.8 Kuat Sobek (Tearing Strength)

Ketahanan sobek adalah gaya dalam gram (gr) atau (mil) yang diperlukan untuk menyobekkan kertas pada keadaan standar. Faktor sobek adalah jumlah desimeter persegi lembaran kertas yang beratnya dapat menyobekkan kertas tersebut. Faktor sobek dapat dihitung dari ketahanan sobek dalam gram gaya dibagi dalam gramatur dikalikan seratus. Indeks sobek adalah ketahanan sobek kertas dalam milli Newton dibagi dengan gramatur kertas.

2.9 Scanning Electron Microscope (SEM)

SEM merupakan peralatan standar untuk menentukan struktur mikro dan analisis kimia. SEM memberikan resolusi serta kedalaman medan (depth of field) yang lebih baik dibandingkan dengan mikropkop optik Energi eksitasi pada SEM melibatkan emisi sinar-X maka dimungkinkan proses analisa komposisi unsur serta analisis distribusi unsur (pemetaan). SEM mempunyai perbesaran 200.000 kali untuk

mengamati ketebalan dari 200 sampai 0,5 µm. Prinsip pemeriksaan sampel dengan SEM diperlihatkan pada Gambar 2.2 .

o

Gambar 2.2 Peralatan Scanning Electron Microscope (SEM)

Berkas elektron yang dihasilkan dari pemanasan filament pada Wehnelt bagian atas SEM, yang kemudian dipercepat dengan tegangan tinggi. Selanjutnya berkas elektron difokuskan serta diarahkan secara elektromagnetis menuju sampel.

Saat berkas elektron mengenai sampel, maka akan dipancarkan kembali elektron jenis yang terhambur balik (back scaterred electron, BSE) ataupun jenis elektron sekunder (Secondary Elektron, SE). Secondary elektron memberikan informasi tentang fotografisampel sedangkan back scaterred elektron memperlihatkan variasi nomor atom. Detektor mengumpulkan elektron, mengubah menjadi sinyal serta mengirim ke layar sebagai suatu citra tiga dimensi. Besar kecilnya efek tiga dimensi tergantung pada besar kecilnya perbesaran (magnifikasi). Makin kecil magnifikasi makin besar efek tiga dimensinya.

2.10 Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)

Beberapa cara analisis logam telah banyak dilakukan baik untuk secara kualitatif maupun secara kuantitatif. Sistem kualitatif dilakukan jika hanya ingin mengetahui jenis logam yang ada tetapi tidak jumlahnya. Sedangkan sistem kuantitatif dilakukan untuk mengetahui secara detail berapa ppm logam tersebut.

Destruksi merupakan suatu cara perlakuan pemecahan senyawa menjadi unsur-unsurnya sehingga dapat dianalisa, dengan kata lain perombakan bentuk organik dari logam menjadi bentuk logam-logam anorganik. Pada dasarnya ada dua jenis destruksi yang dikenal yaitu : destruksi kering dan destruksi basah (Darmono, 1995). a. Destruksi kering

Destruksi kering adalah perombakan sampel organik dengan jalan pengabuan dalam tanur pada suhu 400 – 500 , hal ini tergantung pada sampelnya. Metode destruksi kering merupakan perombakan logam yang tidak mudah menguap yang akan membentuk oksidasi logamnya. Oksidasi ini kemudian dilarutkan kedalam pelarut asam, setelah itu dianalisa dengan menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA).

C o

b. Destruksi basah

Destruksi basah adalah perombakan sampel organik dengan asam-asam kuat baik tunggal maupun campuran. Metode destruksi basah digunakan untuk merombak logam-logam yang mudah menguap. Asam-asam yang digunakan adalah asam

Nitrat (HNO3), asam sulfat (H2SO4) asam perklorat (HClO4), asam klorida (HCl)

dan dapat digunakan secara tunggal maupun campuran.

Peristiwa serapan atom pertama kali diamati oleh Fraunhofer, ketika menelaah garis-garis hitam pada spektrum matahari, sedangkan yang memanfaatkan prinsip serapan atom pada bidang analisis adalah seorang Australia bernama Alan Walsh di tahun 1955. Sebelumnya ahli kimia banyak bergantung pada cara-cara spektrofotometrik atau metode analisis spektrografik. Beberapa cara ini yang sulit dan memakan waktu, kemudian segera digantikan dengan Spektroskopi Serapan Atom (SSA). Metode ini sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah. Teknik ini mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan metode spektroskopi emisi konvensional.

Pada metode konvensional, emisi tergantung pada sumber eksitasi. Bila eksitasi dilakukan secara termal, maka ia bergantung pada sumber eksitasi. Bila eksitasi dilakukan secara termal, maka ia bergatung pada temperatur sumber. Selain itu eksitasi termal tidak selalu spesifik, dan eksitasi secara serentak pada berbagai spesies dalam suatu campuran dapat saja terjadi, sedangkan dengan nyala, eksitasi unsur-unsur dengan tingkat energi eksitasi yang rendah dapat dimungkinkan. Tentu saja perbandingan banyaknya atom yang tereksitasi terhadap atom yang berada pada tingkat dasar harus cukup besar, karena metode serapan atom hanya tergantung pada perbandingan ini dan tidak bergantung pada temperatur. Metode serapan sangatlah spesifik, logam-logam yang membentuk campuran kompleks dapat dianalisis dan selain itu tidak selalu diperlukan sumber energi yang besar (Khopkar, S.M, 1990).

A. Prinsip Dasar Analisa Spektrofotometri Serapan Atom

Prinsip penentuan metode ini didasarkan pada penyerapan energi radiasi oleh atom-atom netral pada keadaan dasar, dengan panjang gelombang tertentu yang menyebabkan tereksitasinya dalam berbagai tingkatan energi. Keadaan eksitasi ini tidak stabil dan kembali ke tingkat dasar dengan melepaskan sebagian atau seluruh energi eksitasinya dalam bentuk radiasi. Sumber radiasi tersebut dikenal sebagai lampu katoda berongga (Hallow Lamp). Proses-proses yang terjadi dari saat pemasukan larutan dari unsur yang dianalisa sampai pencatatan adalah atomisasi. Interaksi atom-atom dengan berbagai bentuk energi dan pengukuran intensitas frekwensi radiasi oleh pencatat. Unsur yang diperiksa harus dalam keadaan atom yang tidak tereksitasi, proses untuk menghasilkan atom tersebut disebut atomisasi (Khopkar, S.M, 1990).

B. Spektrofotometri Serapan Atom Graphite Furnace

Mesin AAS model ini sangat sensitif untuk mendeteksi logam dalam konsentrasi yang sangat kecil dalam sampel (ppm). Biasanya larutan yang diperlukan hanya 1 – 100 ml dan dengan temperatur pembakaran dapat mencapai 3000 (pembakaran secara elektrik). Proses atomisasi dengan temperatur yang tinggi tersebut dapat menyempurnakan proses pengatoman dari suatu larutan sampel. Logam yang dapat di deteksi dengan mesin ini ialah Cd, Cu, Co, Zn, Pb, Mn dan sebagainya yang jumlahnya relatif sedikit dalam jaringan biologik.

C o

Sistem kerja dari mesin ini melalui tiga tahap, yaitu pengeringan, pengabuan dan pembakaran dari cairan sampel, yang masing-masing dengan temperatur 500, 700 dan 3000 , tetapi temperatur dari tiga proses tahapan tersebut dapat diatur dan disesuaikan dengan logam yang diukur secara komputerisasi. Semua proses tahapan tersebut berjalan secara elektrik dan otomatik yang dikontrol dengan komputer (Darmono, 1995).

C o

C. Sumber Sinar

Telah diketahui bahwa untuk pengukuran absorbans atau serapan atom diperlukan sumber sinar yang memberikan spektrum pancaran yang terdiri dari puncak-puncak atau garis-garis pancaran yang sempit. Hal ini perlu oleh karena spektrum serapan atom didalam nyala juga terdiri dari puncak-puncak serapan dengan lebar pita yang sempit, kira-kira 0,02 – 0,05 . Lebar pita panjang gelombang sinar dari sumber yang akan diserap harus lebih sempit dari pada lebar pita puncak serapan. Sumber sinar yang memenuhi persyaratan tersebut dan lazim digunakan dalam alat SSA adalah Lampu Katoda Berongga, Hallow Cathode Tubes (Khopkar, S.M, 1990).

D. Lampu Katoda Berongga (Hallow Cathode Tubes)

Lampu katoda berongga itu terdiri dari tabung kaca tertutup yang mengandung suatu katoda dan suatu anoda. Katoda tersebut berbentuk silinder berongga yang terbuat dari atau yang permukaannya dilapisi dengan unsur yang sama dengan unsur

yang akan dianalisa. Tabung lampu itu diisi dengan gas mulia neon atau argon, intensitas pancaran lampu yang lebih tinggi.

Penguat arus

Sumber

cahaya Nyala Monikromator Detektor Pencatat

Gambar 2.3 Instrumen Spektrofotometer Serapan Atom

E. Nyala

Bagian yang terpenting dari suatu nyala adalah alas nyala (base), kerucut dalam (inner cone), daerah reaksi (reaction zone) dan lapisan luar (outer mantle).

a. Alas Nyala

Larutan cuplikan masuk kedalam nyala melalui alas nyala, berupa tetesan-tetesan yang sangat halus. Pada alas nyala ini sudah mulai terjadi penguapan air dari tetesan tersebut, jadi sebagian dari larutan cuplikan akan memasuki bagian nyala yang disebut kerucut dalam (inner cone) sebagai butir-butir halus yang padat. b. Kerucut Dalam

Bagian nyala ini terjadi penguapan pelarut (desolvasi) lebih lanjut dan penguraian cuplikan menjadi atom-atom (atomisasi) dan pada bagian ini pula terjadi proses penyerapan sinar oleh atom-atom dan proses eksitasi.

c. Daerah Reaksi

Sesudah melalui daerah kerucut dalam, maka atom-atom akan memasuki bagian nyala yang disebut daerah reaksi (reaction zone). Di dalam daerah reaksi ini, atom-atom tersebut bereaksi dengan oksigen menjadi oksida-oksida.

d. Lapisan Luar (Outer Mantle)

Oksida yang terjadi dalam daerah reaksi itu kemudian akan memasuki lapisan luar nyala dan seterusnya keluar meninggalkan nyala.

F. Monokromator

Tujuan monokromator adalah untuk memilih garis pancaran tertentu dan memencilkannya dari garis-garis lain dan kadang-kadang dari pancaran pita molekul. Dalam spektroskopi absorpsi atom fungsi monokromator adalah untuk memencilkan garis resonansi dari semua garis yang tidak diserap yang dipancarkan oleh sumber radiasi. Dalam kebanyakan instrumen komersial digunakan kisi difraksi karena sebaran yang dilakukan oleh kisi lebih seragam daripada yang dilakukan oleh prisma dan akibatnya instrumen kisi dapat memelihara daya pisah yang lebih tinggi sepanjang jangka panjang gelombang yang lebih lebar (Vogel, A.I, 1961).

G. Detektor

Dalam spektrofotometer absorpsi atom, mengingat kepekaan spektral yang lebih baik yang diperlukan, digunakan pengganda foton. Keluaran dari detektor diumpankan ke suatu sistem peragaan yang sesuai, dan dalam hubungan ini radiasi

yang diterima oleh detektor berasal tidak hanya dari garis resonansi yang telah diseleksi tetapi dapat juga timbul dari emisi dalam nyala. Emisi ini dapat disebabkan oleh emisi atom yang timbul dari atom-atom yang sedang diselidiki dan dapat juga dari emisi pita molekul. Jadi sebagai ganti intensitas isyarat dengan intensitas IA,

detektor dapat menerima isyarat dengan intensitas (IA + S) dengan S ialah intensitas

radiasi yang dipancarkan. Karena hanya diperlukan pengukuran yang timbul dari garis resonansi itu, dan pengganda detektor itu kemudian distel pada frekuensi ini, dengan cara ini, isyarat-isyarat yang timbul dari nyala, pada hekekatnya berkarakter arus searah, secara efektif disingkatkan (Vogel, A.I, 1961).

H. Sistem Pencatat

Sistem pencatat yang digunakan pada instrumen SSA berfungsi untuk mengubah sinyal yang diterima melalui bentuk digital, berarti sistem pencatat mencegah atau mengurangi kesalahan dalam pembacaan skala secara paralaks, kesalahan interpolasi diantara pembagian skala dan sebagainya, serta menyeragamkan tampilnya data (yaitu dalam satuan absorbansi). Sistem pencatat untuk instrumen SSA sekarang ini dilengkapi dengan suatu mikroprosesor (komputer) sehingga memungkinkan pembacaan langsung konsentrasi daripada analitik di dalam sampel yang dianalisis (Haswell, S.J, 1991).

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Proses pembuatan pulp jerami dan pulp kertas kantong semen bekas serta pulp campuran antara pulp jerami dengan pulp kertas kantong semen bekas adalah seperti berikut :

3.1 Pembuatan Pulp Jerami

Pembuatan pulp jerami dilaksanakan sebagai berikut:

1. Dipersiapkan pemasakan pulp, yaitu jerami diambil dari sawah, jerami setelah mengalami pengeringan (ditresher). Pekerjaan berikutnya adalah penjemuran jerami di bawah sinar matahari, sampai jerami mengalami kering udara. Untuk basis jerami sekitar 1.5 kg dan dilarutkan 3.75 liter NaOH (soda emping) per 15 liter air. Kemudian ke dalam drum yang sudah berisi larutan soda dimasukkan jerami. Setelah dimasak sekitar 30 menit, maka larutan akan mendidih dan permukaan larutan akan naik.

2. Persiapan pendapatan untuk memasak pulp jerami, yaitu : drum bekas oil kapasitas 200 liter, wadah-wadah plastik, gayung plastik, saringan dan lain-lain.

Diagram alir proses pembuatan pulp jerami dapat dilihat seperti Gambar 3.1 berikut ini:

Dikeringkan

Ditimbang

Pemasakan (100 0C)

Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Pembuatan Pulp Jerami Pencucian

Larutan Soda 1,5 %

Air

Pemucatan (Bleaching)

Pencucian Air

Penghalusan (Blender)

Penyaringan ( 200 Mesh)

Pulp Jerami

Air Kaporit

Dikeringkan Jerami

3.2 Pembuatan Pulp Kantong Semen Bekas

Pembuatan Pulp kantong bekas semen dilaksanakan sebagai berikut : kantong semen bekas terlebih dahulu dibersihkan, kemudian direndam dalam air selama 1 minggu. Kemudian setelah direndam, maka kantong semen bekas diblender dan disaring. Setelah proses penyaringan maka pulp kantong semen bekas dikeringkan di udara selama 1 minggu.

Diagram alir proses pembuatan pulp kantong semen bekas dapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut ini:

Dibersihkan Kantong Semen

Bekas

Penghalusan (Blender) Direndam 1 Minggu

Penyaringan ( 200 Mesh)

Dikeringkan _{S E M}

Pulp Kantong Semen Bekas

3.3 Pembuatan Pulp Campuran (Jerami – Kantong Semen Bekas)

Pulp jerami dan pulp kantong semen bekas ditambahkan air, untuk membuat larutan stok, kemudian diaduk ataupun diblender untuk mendapatkan serat yang halus dan homogen. Setelah itu ditambahkan air untuk mengencerkan larutan stok, sehingga konsistensinya menjadi rendah dan tidak menjadi gumpalan-gumpalan di dalam larutan stok, kemudian larutan stok dituangkan ke atas cetakan dengan alas kasa plastik. Air akan keluar dan pulp akan tertahan di atas kasa plastik. Kemudian pulp dikeringkan di bawah sinar matahari sekitar 1 minggu, kemudian kertas yang masih lembab, tetapi sudah mempunyai ketetapan yang baik digiling/roll, sehingga rongga-rongga yang ditingggalkan oleh air akan menjadi padat. Kemudian setelah kertas mengalami kering udara, kertas kembali digiling sehingga terlihat licin dan mengkilap.

Diagram alir proses pembuatan pulp campuran (jerami – kantong semen bekas) dapat dilihat pada Gambar 3.3 berikut ini :

Pulp Kantong Semen Bekas

Pulp Jerami Ditimbang

Pulp Campuran

(Larutan Stok) Air Secukupnya

Penghalusan (Blender) Dicetak Dikeringkan (Udara) SEM Digiling (Rol) Kertas Uji Gramatur Uji Tebal Uji Rapat Massa Uji Tarik Uji Sobek Uji SSA Data Analisis Data Kesimpulan

Gambar 3.3 Diagram Alir Proses Pembuatan Pulp Campuran (Pulp Jerami – Kantong Semen Bekas)

3.4 Rancangan Penelitian

Rancangan penelitian dalam penelitian ini adalah :

1. Untuk komposisi 100 % pulp jerami dan 0 % pulp kantong semen bekas maka akan dilakukan pengujian fisik berupa: tebal rata-rata (mm), gramatur (gr/m2),

rapat massa (kg/m3), kekuatan tarik (N/m2), kekuatan sobek (N) dan analisa

permukaan pulp jerami (SEM).

2. Untuk komposisi 90 % pulp jerami dan 10 % pulp kantong semen bekas maka akan dilakukan pengujian fisik berupa: tebal rata-rata (mm), gramatur (gr/m2),

rapat massa (kg/m3), kekuatan tarik (N/m2), kekuatan sobek (N).

3. Untuk komposisi 80 % pulp jerami dan 20 % pulp kantong semen bekas maka akan dilakukan pengujian fisik berupa: tebal rata-rata (mm), gramatur (gr/m2),

rapat massa (kg/m3), kekuatan tarik (N/m2), kekuatan sobek (N).

4. Untuk komposisi 70 % pulp jerami dan 30 % pulp kantong semen bekas maka akan dilakukan pengujian fisik berupa: tebal rata-rata (mm), gramatur (gr/m2),

rapat massa (kg/m3), kekuatan tarik (N/m2), kekuatan sobek (N).

5. Untuk komposisi 60 % pulp jerami dan 40 % pulp kantong semen bekas maka akan dilakukan pengujian fisik berupa: tebal rata-rata (mm), gramatur (gr/m2),

rapat massa (kg/m3), kekuatan tarik (N/m2), kekuatan sobek (N).

6. Untuk komposisi 50 % pulp jerami dan 50 % pulp kantong semen bekas maka akan dilakukan pengujian fisik berupa: tebal rata-rata (mm), gramatur (gr/m2),

permukaan pulp campuran jerami dan kantong bekas semen (SEM) dan uji analisa serapan atom (ppm)

7. Untuk komposisi 40 % pulp jerami dan 60 % pulp kantong semen bekas maka akan dilakukan pengujian fisik berupa: tebal rata-rata (mm), gramatur (gr/m2),

rapat massa (kg/m3), kekuatan tarik (N/m2), kekuatan sobek (N).

8. Untuk komposisi 30 % pulp jerami dan 70 % pulp kantong semen bekas maka akan dilakukan pengujian fisik berupa: tebal rata-rata (mm), gramatur (gr/m2),

rapat massa (kg/m3), kekuatan tarik (N/m2), kekuatan sobek (N).

9. Untuk komposisi 20 % pulp jerami dan 80 % pulp kantong semen bekas maka akan dilakukan pengujian fisik berupa: tebal rata-rata (mm), gramatur (gr/m2),

rapat massa (kg/m3), kekuatan tarik (N/m2), kekuatan sobek (N).

10.Untuk komposisi 10 % pulp jerami dan 90 % pulp kantong semen bekas maka akan dilakukan pengujian fisik berupa: tebal rata-rata (mm), gramatur (gr/m2),

rapat massa (kg/m3), kekuatan tarik (N/m2), kekuatan sobek (N).

11.Untuk komposisi 0 % pulp jerami dan 100 % pulp kantong semen bekas maka akan dilakukan pengujian fisik berupa: tebal rata-rata (mm), gramatur (gr/m2),

rapat massa (kg/m3), kekuatan tarik (N/m2), kekuatan sobek (N) dan analisa

3.5 Pengujian Sampel Penelitian

Dalam penelitian ini, sifat-sifat kertas yang akan diteliti adalah : 1. Tebal kertas (SNI 14 – 4977 - 1999)

Tebal kertas adalah jarak tegak lurus antara kedua permukaan kertas, diukur pada kondisi standar. Peralatan yang digunakan dalam pengukuran tebal kertas adalah sebagai berikut:

a. Mikrometer terdiri dari Kaki penekan dan landasan berbentuk lingkaran dengan luas permukaan kontak 10 cm2 ± 0,2 cm2. Kaki penekan dapat

digerakkan secara tegak lurus terhadap landasan dengan tekanan tetap 20 kPa ± 0,5 kPa.

b. Alat penunjuk nilai tebal dengan ketelitian sampai dengan 0,01 mm. c. Alat pemotong contoh.

d. Mistar ukur.

Untuk menjamin ketelitian hasil uji yang diperoleh maka contoh lebih dahulu disimpan dalam ruangan sesuai dengan SNI 14 – 0402 – 1989, kondisi ruang

pengujian untuk lembaran Pulp, kertas dan karton selama 24 jam. Prosedur

pengukuran tebal kertas adalah sebagai berikut :

1. Pastikan alat penunjuk nilai tebal pada posisi nol.

2. Tempatkan contoh uji dengan luas 500 cm2 (200 mm x 250 mm) secara

horizontal diantara kaki penekan dan landasan. Pengukuran dilakukan pada daerah minimal 50 mm dari tepi contoh uji.

3. Turunkan kaki penekan perlahan-lahan (2-3 mm/detik) sampai menyentuh permukaan contoh uji.

4. Baca dan catat nilai tebal contoh uji pada skala mikrometer.

5. Naikkan kaki penekan dan lakukan pengukuran tebal untuk contoh uji yang sama pada daerah pengukuran lainnya.

2. Gramatur atau berat dasar kertas (SNI 14 – 0439 – 1989)

Gramatur adalah massa lembaran kertas dalam gram dibagi dengan satuan luasnya dalam meter persegi, diukur pada kondisi standar. Cara pengambilan sampel : Sampel dipersiapkan sesuai dengan SNI 14 – 1764 - 1990 mengenai cara

pengambilan contoh kertas dan karton. Untuk menjamin ketelitian hasil uji yang

diperoleh maka contoh lebih dahulu disimpan dalam ruangan sesuai dengan SNI 14 – 0402 – 1989, kondisi ruang pengujian untuk lembaran Pulp, kertas dan karton selama 24 jam.

Peralatan yang dipergunakan dalam menghitung gramatur kertas campuran

adalah sebagai berikut:

1. Neraca analitik dengan kepekaan 0,25 %.

2. Plat logam berbentuk persegi panjang atau bujur sangkar dengan ukuran tertentu.

Gambar 3.4 Neraca Analitik

Prosedur percobaan untuk menghitung gramatur kertas campuran adalah sebagai berikut:

1. Potong sampel dengan ukuran 10 cm x 10 cm 2. Mengukur luas potongan sampel.

3. Menimbang massa potongan sampel.

4. Mengulangi pengujian sampel sampai beberapa kali.

Perhitungan gramatur kertas campuran digunakan rumus sebagai berikut :

a A =

G (3.1)

Keterangan : G = Gramatur lembaran (gr/m2)

A = Massa lembaran yang diuji (gr) a = Luas lembaran yang diuji (m2)

3. Rapat massa kertas atau density (SNI 14 – 0702 – 1989)

Rapat massa atau densitas adalah besaran yang menyatakan perbandingan antara massa kertas dibagi dengan volume kertas, diukur pada kondisi standar. Peralatan yang dipergunakan dalam menentukan rapat massa kertas adalah sebagai berikut:

1. Neraca analitik dengan kepekaan 0,25 %. 2. Pisau atau gunting.

3. Mikrometer

Prosedur percobaan untuk menghitung rapat massa kertas campuran adalah sebagai berikut:

1. Potong sampel dengan ukuran 10 cm x 10 cm.

2. Catat luas, dan tebal kertas yang akan ditimbang (volume kertas). 3. Timbang dan catat hasilnya.

4. Ulangi pengujian sampel sampai beberapa kali

Perhitungan Rapat massa atau density kertas dapat dihitung dengan menggunakan :

Rapat massa =

( )

( )

3 m Kertas Volume

gr Kertas Massa

4. Ketahanan tarik kertas (SNI 14 – 4737 - 1998)

Ketahanan tarik adalah daya tahan lembaran kertas atau karton terhadap gaya tarik yang bekerja pada kedua ujung kertas tersebut diukur pada kondisi standar. Daya regangan adalah regangan maksimum yang dapat dicapai oleh jalur kertas tersebut diukur pada kondisi standar. Panjang putus adalah jalur kertas atau karton dengan lebar sama yang beratnya dapat memutuskan jalur tersebut apabila digantung satu ujungnya. Indek tarik adalah ketahanan tarik dibagi dengan gramatur kertas tersebut.

Peralatan yang dipergunakan dalam mengukur kekuatan tarik kertas campuran adalah sebagai berikut:

1. Dua buah alat penjepit untuk ujung-ujung kertasnya. 2. Bandulan kertas

3. Skala pembaca untuk ketahanan tarik.

4. Motor untuk mengayunkan bandul dengan kecepatan ayun tetap.

Prosedur Alat distel sedemikian rupa sehingga posisi diam, jarak antara kedua klem 180 mm, hindarkan sentuhan pada jalur yang ada diantara dua penjepit. Pasang ujung jalur pada bagian atas kemudian satunya lagi dipasang pada bagian bawah. Keraskan pada penjepit kedua ujung jalur dan dijaga agar jalur tersebut dipasang merata dan melintir. Longgarkan pengatur untuk menentukan daya renggang. Jalankan motor untuk mengayunkan bandul, ayunan akan berhenti pada saat jalur kertas putus. Catat penunjukan skala ketahanan tarik dan daya regang.

Ketahanan tarik dapat dinyatakan sebagai panjang putus dengan mempergunakan perhitungan :

Panjang putus (m) = Ketahanan tarik x

jalur Berat ) m ( jalur Panjang (3.3)

Indeks tarik Nm_gr =

( )

m gr Gramatur tarik Ketahanan m N 2 (3.4)

5. Ketahanan Sobek Kertas (SII C435 81)

Prosedur yang dipergunakan dalam mengukur ketahanan sobek kertas campuran adalah sebagai berikut:

1. Siapkan sektor bandulan pada kedudukan awal dan jarum penunjuk pada titik nol.

2. Pasang beberapa alat penjepit dengan posisi vertical searah lebar contoh uji. 3. Lakukan penyobekan awal dengan mempergunakan pisau yang tersedia pada

4. Tahan bandul setelah sobekan menyeluruh dan kembalikan pada kedudukan awal pada kedudukan jarum penunjuk.

5. Hasil pengujian dicatat sesuai dengan angka pada skala yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk. Dari hasil ini dapat diperkirakan contoh uji yang dipasang pada pengujian sebenarnya. Apabila satu lembaran sudah dapat menghasilkan angka ketahanan sobek lebih dari 60, bandulan perlu dipasang beban.

Gambar 3.6 Alat Uji Sobek

Perhitungan yang dipergunakan dalam mengukur ketahanan sobek kertas campuran adalah sebagai berikut

Ketahanan sobek rata-rata =

B A × 4

(3.5)

Dimana : A = Pembacaan skala rata-rata (N)

Faktor sobek =

m gr Gramatur

Sobek Ketahanan

×

2

100 _(3.6)

Indeks sobek =

m gr Gramatur

) mH ( Sobek Ketahanan

2

(3.7)

6. Scanning Electron Microsope (SEM)

Analisa struktur miko dari suatu bahan dapat dilakukan dengan menggunakan

Scanning Electron Microsope (SEM). Prosedur preparasi sampel dan pemotretannya adalah dengan melapisi permukaan sampel dengan bahan emas dan selanjutnya difoto bagian- bagian yang diinginkan dengan pembesaran tertentu.

7. Analisa Spektrofotometri Serapan Atom

Analisis logam dilakukan baik untuk secara kualitatif maupun secara kuantitatif. Sistem kualitatif dilakukan jika hanya ingin mengetahui jenis logam yang ada tetapi tidak jumlahnya, sedangkan sistem kuantitatif dilakukan untuk mengetahui secara detail berapa ppm logam tersebut. Destruksi merupakan suatu cara perlakuan pemecahan senyawa menjadi unsur-unsurnya sehingga dapat dianalisa, dengan kata lain perombakan bentuk organik dari logam menjadi bentuk logam-logam anorganik

Gambar 3.9 Alat Uji SSA

Prosedur yang dipergunakan dalam menganalisa kandungan logam dalam kertas campuran adalah sampel dipreparasi dengan cara :

a. Memotong sampel sampai kecil-kecil. b. Menimbang sampel ± 2 gram

c. Mengabukan sampel dalam tanur (furnace) pada suhu 550 0C .

d. Mendinginkan sampel dan kemudian menambahkan beberapa tetes air suling (aquades).

e. Menambahkan 5 ml asam sulfat nitrat (HNO3) pekat PA (Pro Analysis).

f. Menguapkan diatas penangas api (water bad) selama ± 2 jam.

g. Mengeringkan sampel dan membakar di furnise sampai suhu 550 0C .

h. Kemudian sampel didinginkan dan menambahkan 2 ml HNO3 pekat PA dan

i. Memasukkan larutan dalam labu ukur 100 ml kemudian mendinginkan. j. Melakukan pembacaan pada AAS

Perhitungan yang dipergunakan dalam menganalisa kandungan logam dalam

kertas campuran adalah = x %

gr

AAS Pembacaan

100

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil penelitian tentang pembuatan dan karakterisasi kertas pembungkus yang dibuat dari kantong semen bekas dengan pulp jerami yang telah dilaksanakan adalah sebagai berikut :

4.1 Rendemen Kertas

Untuk basis 8 kg jerami kering udara, setelah dilakukan pemasakan dengan mengggunakan larutan NaOH 1,5 % diperoleh pulp jerami sebesar 3,2 - 4 kg Rendemen pemasakan pulp jerami diperoleh 50 % sampai dengan 60 %. Untuk basis 8 kg kantong semen bekas, setelah direndam selama 1 minggu dalam air diperoleh pulp kantong semen bekas sebesar 8 kg.

Pulp campuran antara pulp jerami dan kantong semen bekas yang disebut dengan larutan stok diaduk kembali dengan blender, kemudian dicetak dan dikeringkan di udara serta dirol akan diperoleh lembaran kertas.

4.2 Ketebalan Kertas

Hasil pengukuran tebal rata-rata kertas campuran pulp jerami dan kantong semen bekas dapat dilihat pada Tabel 4.1 di bawah ini.

Tabel 4.1 Hasil Pengukuan Tebal Kertas Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas

Komposisi Campuran (%) No

Pulp Jerami Pulp Kantong Semen Bekas

Tebal Kertas Rata-rata

(mm)

1 100 0 _0.15

2 90 _{10 0.13}

3 80 _{20 0.12}

4 70 _{30 0.15}

5 60 _{40 0.13}

6 50 _{50 0.15}

7 40 _{60 0.15}

8 30 _{70 0.14}

9 20 _{80 0.15}

10 10 90 _0.14

11 0 _{100 0.12}

Dari data pengukuran tebal kertas rata-rata yang ditunjukkan dalam data Tabel 4.1 diperoleh tebal kertas rata-rata terbesar adalah untuk komposisi 20 % pulp jerami dan 80 % pulp kantong semen bekas. Untuk tebal kertas rata-rata terkecil adalah untuk komposisi 80 % pulp jerami dan 20 % pulp kantong semen bekas.

49

Dari hasil perhitungan uji tebal kertas campuran dapat dibuat hubungan antara campuran pulp jerami dan kantong semen bekas versus tebal rata-rata seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1 berikut ini:

100 Komposisi Pulp Jerami ( % ) 0

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0 0

0 Komposisi Kant10 20 30 40ong Se5 men Bekas ( % )60 70 80 90 100

T eb al K er tas (mm)

Gambar 4.1 Grafik antara Komposisi Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas dengan Tebal Kertas Rata-rata

Dari gambar 4.1 di atas tebal rata-rata kertas yang paling tebal adalah pada campuran 20 % pulp jerami dan 80 % pulp kantong semen bekas yang besarnya adalah 0,1533 mm dan pada campuran 80 % pulp jerami dan 20 % pulp kantong semen bekas adalah 0,1167 mm . Dari Grafik 4.1 di atas diperoleh hubungan campuran pulp jerami dan kantong semen bekas versus tebal rata-rata tidak terdistribusi merata, ini disebabkan mungkin karena campuran pulp jerami dan kantong semen bekas kurang merata secara total. Dari hasil pengukuran tebal kertas rata-rata di atas, maka kertas campuran tersebut dapat digolongkan jenis kertas pembungkus makanan memiliki tebal maksimal 0,1 mm.

4.3 Gramatur Kertas

Hasil penghitungan gramatur rata-rata kertas campuran pulp jerami dan kantong semen bekas dapat dilihat pada Tabel 4.2 di bawah ini.

Tabel 4.2 Hasil Penghitungan Gramatur Kertas Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas

Komposisi Campuran (%) No

Pulp Jerami Pulp Kantong Semen Bekas

Gramatur Rata-rata (gr/m2)

1 100 0 108.13

2 90 10 103.77

3 80 20 96.53

4 70 30 106.77

5 60 40 102.07

6 50 50 96.60

7 40 60 100.30

8 30 70 96.57

9 20 80 104.03

10 10 90 114.10

11 0 100 100.07

Dari Tabel 4.2 di atas diperoleh bahwa pada komposisi 10 % pulp jerami dan 90 % pulp kantong semen bekas memiliki gramatur yang paling besar sedangkan pada komposisi 80 % pulp jerami dan 20 % pulp kantong semen bekas memiliki gramatur yang paling kecil.

51

Dari hasil perhitungan uji gramatur untuk kertas campuran dapat dibuat hubungan antara campuran pulp jerami dan kantong semen bekas versus gramatur rata-rata seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.2 berikut ini:

100 Komposisi Pulp Jerami (%) 0 90 95 105 110 115 120

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

100

Komposisi Kantong Semen Bekas ( % )

(gr /m 2 ) amatur Rata -rata G r

Gambar 4.2 Grafik antara Komposisi Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas dengan Gramatur Rata-rata

Dari gambar 4.2 di atas, gramatur paling besar adalah pada campuran 10 % pulp jerami dan 90 % pulp kantong semen bekas adalah 114.10 gr/m2 dan pada

campuran 80 % pulp jerami dan 20 % pulp kantong semen bekas besarnya adalah 96.53 gr/m2. Juga diperoleh hubungan campuran pulp jerami dan kantong semen

bekas versus gramatur rata-rata tidak terdistribusi merata, ini disebabkan mungkin karena campuran pulp jerami dan kantong semen bekas kurang merata secara total. Dari hasil perhitungan gramatur di atas, maka kertas campuran tersebut dapat digolongkan jenis kertas pembungkus makanan yang memiliki gramatur 120 gr/m2

4.4 Rapat Massa Kertas

Perhitungan rapat massa rata-rata kertas campuran pulp jerami dan kantong semen bekas dapat dilihat dalam Tabel 4.3 dibawah ini:

Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Rapat Massa Kertas Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas

Komposisi Campuran (%) No

Pulp Jerami Pulp Kantong Semen Bekas

Rapat Massa Rata-rata

(kg/m3)

1 100 _{0 720.89}

2 90 _{10 819.21}

3 80 _{20 827.43}

4 70 _{30 727.95}

5 60 _{40 765.50}

6 50 _{50 644.00}

7 40 _{60 668.67}

8 30 _{70 673.72}

9 20 _{80 678.48}

10 10 _{90 796.05}

11 0 _{100 833.89}

Dari Tabel 4.3 di atas diperoleh bahwa pada komposisi 0 % pulp jerami dan 100 % pulp kantong semen bekas memiliki rapat massa yang paling besar sedangkan pada komposisi 50 % pulp jerami dan 50 % pulp kantong semen bekas memiliki rapat massa yang paling kecil.

53

100 Komposisi Pulp Jerami ( % ) 0

Dari hasil perhitungan uji rapat massa untuk kertas campuran dapat dibuat hubungan antara campuran pulp jerami dan kantong semen bekas versus rapat massa rata-rata seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.3 berikut ini:

0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

100 200 300 500 600 700 800 900 Rap a Massa ( k g /m 3 ) 400 t

Komposisi Kantong Semen Bekas ( % )

Gambar 4.3 Grafik antara Komposisi Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas dengan Rapat Massa Rata-rata

Dari Gambar 4.3 di atas rapat massa paling besar adalah pada campuran 100 % pulp jerami dan 0 % pulp kantong semen bekas besarnya adalah 833.89 kg/m3 dan

pada campuran 50 % pulp jerami dan 50 % pulp kantong semen bekas besarnya adalah 644.00 kg/m3. Dari Grafik 4.3 di atas diperoleh hubungan campuran pulp

jerami dan kantong semen bekas versus rapat massa rata-rata tidak terdistribusi merata, ini disebabkan mungkin karena campuran pulp jerami dan kantong semen bekas kurang merata secara total. Dari hasil perhitungan rapat massa rata-rata kertas campuran di atas, maka kertas campuran tersebut dapat digolongkan jenis kertas pembungkus makanan yang memiliki rapat massa 700 kg/m3 (SNI 14 – 0123 –

4.5 Uji Tarik Kertas

Hasil pengukuran uji tarik rata-rata kertas campuran pulp jerami dan kantong semen bekas dapat dilihat pada Tabel 4.4 di bawah ini.

Tabel 4.4 Hasil Pengukuan Kekuatan Tarik Kertas Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas

Komposisi Campuran (%) No

Pulp Jerami Pulp Kantong Semen Bekas

Kuat Tarik Rata-rata ( x 105 N/m2)

1 100 _{0 123.28}

2 90 _{10 133.89}

3 80 _{20 134.47}

4 70 _{30 131.80}

5 60 _{40 137.40}

6 50 _{50 140.01}

7 40 _{60 142.63}

8 30 _{70 145.24}

9 20 _{80 147.86}

10 10 _{90 150.47}

11 0 _{100 153.09}

Dari Tabel 4.4 di atas diperoleh bahwa pada komposisi 0 % pulp jerami dan 100 % pulp kantong semen bekas memiliki kuat tarik yang paling besar sedangkan pada komposisi 100 % pulp jerami dan 0 % pulp kantong semen bekas memiliki kuat tarik yang paling kecil.

55

Dari hasil perhitungan kuat tarik untuk kertas campuran dapat dibuat hubungan antara campuran pulp jerami dan kantong semen bekas versus kuat tarik rata-rata seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.4 berikut ini:

100 Komposisi Pulp Jerami ( % ) 0 0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

20 40 60 100 120 140 160 180 Ku at T x 1 0 5 N/m 2 ) 80 a rik (

Komposisi Kantong Semen Bekas ( % )

Gambar 4.4 Grafik antara Komposisi Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas dengan Kuat Tarik Rata-rata

Dari hasil pengukuran kuat tarik rata-rata kertas campuran di atas, maka kertas campuran tersebut dapat digolongkan jenis kertas pembungkus makanan yang memiliki kuat tarik 165.00 x 105 N/m2 .

4.6 Uji Sobek Kertas

Hasil pengukuran uji sobek rata-rata kertas campuran pulp jerami dan kantong semen bekas dapat dilihat pada Tabel 4.5 berikut ini.

Tabel 4.5 Hasil Pengukuan Kekuatan Sobek Kertas Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas

Komposisi Campuran (%) No

Pulp Jerami Pulp Kantong Semen Bekas

Kekuatan Sobek Rata-rata (x 10-3 N)

1 100 0 _1548.71

2 90 _{10 1633.25}

3 80 _{20 1729.45}

4 70 _{30 1526.54}

5 60 _{40 1623.49}

6 50 _{50 1833.18}

7 40 _{60 1969.87}

8 30 _{70 1862.65}

9 20 _{80 1994.26}

10 10 _{90 2000.24}

11 0 _{100 2026.93}

Dari Tabel 4.5 di atas diperoleh bahwa pada komposisi 0 % pulp jerami dan 100 % pulp kantong semen bekas memiliki kekuatan sobek yang paling besar yaitu sebesar 2026.93 x 10-3 N, sedangkan pada komposisi 70 % pulp jerami dan 30 %

pulp kantong semen bekas memiliki kekuatan sobek yang paling kecil sebesar 1526.54 x 10-3 N.

Dari hasil perhitungan kekuatam sobek untuk kertas campuran dapat dibuat hubungan antara campuran pulp jerami dan kantong semen bekas versus kuat sobek rata-rata seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.5 berikut ini:

57

100 Komposisi Pulp Jerami ( % ) 0 500 1500 2000 2500 Ku at ek ( x 10 -3 N) 1000 So b 0

0 Komposisi Kantong Semen Bekas ( % )10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Gambar 4.5 Grafik antara Komposisi Campuran Pulp Jerami dan Kantong Semen Bekas dengan Kuat Sobek Rata-rata

Dari hasil pengukuran kekuatan sobek rata-rata kertas campuran di atas, maka kertas campuran tersebut dapat digolongkan jenis kertas pembungkus makanan yang memiliki kuat sobek 2200 x 10-3 N.

4.7 Penampilan Kertas Hasil Percobaan

Panjang ataupun pendeknya serat sangat mempengaruhi kekuatan kertas dan pembentukan formasi serat pada kertas. Komposisi serat panjang dan serat pendek yang sesuai di dalam lembaran kertas akan memberikan formasi serat yang baik, yaitu ditandai dengan bila diterawang, maka pada formasi kertas kelihatan tidak berawan. Sehingga akan memberikan pengaruh yang sangat baik terhadap kekuatan retak (bursthing strength), sesuai dengan karakter sifat-sifat fisik kertas. Dari percobaan-percobaan yang telah dilaksanakan dapat diketahui, bahwa serat jerami mempunyai pembentukan formasi serat yang baik, yaitu ditandai dengan tidak terjadinya penyusutan dimensi kertas di atas cetakan, yaitu tetap melekat pada cetakan setelah

kering, sedangkan serat kantong semen bekas mempunyai pembentukan formasi serat yang kurang baik, yaitu ditandai dengan pulp melepaskan diri dari saringan kasa plastik sebagai cetakan setelah kering. artinya setelah kering terjadi penyusutan pada kertas di atas cetakan. Pencampuran serat jerami dan serat kantong semen bekas akan menghasilkan jalinan serat yang baik, yaitu serat jerami sebagai serat pendek akan mengisi celah-celah diantara serat kantong semen bekas.

4.8 Hubungan Antara Tebal Kertas dan Gramatur Kertas

Dari hasil percobaan pembuatan kertas dengan komposisi 100 % pulp jerami dan 0 % pulp kantong semen bekas mempunyai ketebalan rata-rata 0,15 mm dengan gramatur 108.13 gr/m2 dan komposisi 0 % pulp jerami dan 100 % pulp kantong

semen bekas mempunyai tebal rata-rata 0,12 mm dengan gramatur 100.07 gr/m2.

Ketebalan kertas pulp kantong semen bekas diikuti dengan semakin besarnya gramatur kertas pulp kantong semen bekas dibandingkan dengan pulp jerami..

Dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa tebal kertas dengan tebal rata-rata terbesar 0,14 mm untuk rancangan gramatur 114, 10 gr/m2, adalah pada kondisi 10 %

pulp jerami dan 90 % kantong semen bekas . Tebal rata-rata terkecil adalah ada kondisi 80 % pulp jerami dan 20 % pulp kantong semen bekas adalah 0,12 mm dengan gramatur 96,53 gr/m2. Dengan demikian dapat diketahui bahwa peranan serat

jerami lebih dominan untuk menguruskan/menipiskan ukuran ketebalan kertas dibandingkan dengan pulp kantong semen bekas.

4.9 Pengaruh Komposisi Serat terhadap Kerapatan Massa Kertas

Dari hasil percobaan dapat dilihat bahwa komposisi serat akan memberikan rapat massa yang meningkat, untuk kondiasi kertas 100 % pulp jerami dan 0 % pulp kantong semen bekas adalah merupakan rapat massa yang rendah yaitu 720,89 kg/m3.

Hal ini disebabkan karena serat jerami merupakan serat pendek yang tidak dapat mengikat partikel-partikel gips didalam air. Semakin besar deretan komposisi serat kantong semen bekas, memberikan pengaruh terhadap rapat massa. Jalinan serat jerami dan kantong semen bekas terhadap kemampuannya mengikat partikel-partikel gips didalam air adalah optimal pada kondisi 0 % serat jerami dan 100 % serat kantong semen bekas yaitu 833,89 kg/m3.

4.10 Pengaruh Komposisi Serat Jerami dan Serat Kantong Semen Bekas terhadap Kekuatan Tarik

Dari hasil pengujian kuat tarik dapat dilihat kuat tarik rata-rata terbesar adalah pada kondisi 0 % pulp jerami dan 100 % pulp kantong semen bekas adalah 153 x 105

N/m2. Kuat tarik terkecil adalah pada kondisi 100 % pulp jerami dan 0 % pulp

kantong semen bekas 123 x 105 N/m2.

Dari percobaan uji tarik, terlihat adanya korelasi antara komposisi serat terhadap kekuatan tariknya. Artinya pada komposisi pulp kantong semen bekas meningkat mengakibatkan kuat tarik kertas campuran meningkat dan sebaliknya pada komposisi pulp jerami menurun mengakibatkan kuat tarik kertas campuran menurun.

4.11 Pengaruh Komposisi Serat Jerami dan Serat Kantong Semen Bekas terhadap Kekuatan Sobek

Dari hasil pengujian kuat sobek dapat dilihat kuat sobek rata-rata terbesar adalah pada kondisi 0 % pulp jerami dan 100 % pulp kantong semen bekas adalah 2026,930 x 10-3 N. Kuat sobek terkecil adalah pada kondisi 100 % pulp jerami dan 0

% pulp kantong semen bekas 1548,71 x 10-3 N.

Dari percobaan uji sobek, terlihat adanya korelasi antara komposisi serat terhadap kekuatan sobeknya. Artinya pada komposisi pulp kantong semen bekas meningkat mengakibatkan kuat sobek kertas campuran meningkat dan sebaliknya pada komposisi pulp jerami menurun mengakibatkan kuat sobek kertas campuran menurun.

4.12 Analisa Permukaan Kertas

Dengan menggunakan SEM (Scanning Electron Microscope), foto mikro struktur permukaan kertas pulp kantong semen bekas, kertas pulp jerami serta kertas campuran pulp jerami dan kantong semen bekas didapat dari alat foto SEM.

Analisis permukaan kertas pulp jerami, pulp kantong semen bekas serta kertas pulp campuran jerami dan kantong semen bekas dapat ditentukan panjang serat dari masing-masing serat secara visual ditunjukkan seperti Gambar 4.6, Gambar 4.7 dan Gambar 4.8 berikut ini.

a. Foto Mikrostruktur dari Kertas Pulp Kantong Semen Bekas

Hasil foto mikrostruktur SEM dari kertas pulp kantong semen bekas ditunjukkan Gambar 4.6 berikut ini:

Gambar 4.6 Foto SEM Permukaan Mikrostruktur Kertas Pulp Kantong Semen Bekas dengan Perbesaran 300 Kali

Pengamatan terhadap foto mikrostruktur kertas pulp kantong semen bekas adalah campuran serat panjang dan serat panjang tersebut membentuk posisi saling menyilang sehingga memberi kekuatan yang lebih baik.

b. Foto Mikrostruktur dari Kertas Pulp Jerami

Hasil foto SEM kertas dari pulp jerami kering ditunjukkan seperti Gambar 4.7 berikut ini :

Gambar 4.7 Foto SEM Permukaan Mikrostruktur Kertas dari Pulp Jerami dengan Perbesaran 300 Kali

Pengamatan terhadap foto mikrostruktur dari kertas pulp jerami di atas menunjukkan bahwa serat dari jerami halus pendek dan pembentukan serat pendek yang lain menunjukkan suatu kumpulan serat yang lebih besar dan masing-masing serat pendek dari bahan jerami berikatan satu sama lain dengan tanpa diberi bahan tambahan sebagai pengikat, karena dapat dilihat secara visual bahwa terjadi keseragaman pada ikatan masing-masing serat.

c. Foto Mikrostruktur dari Kertas Pulp Campuran Kering

Hasil foto SEM dari kertas pulp campuran kering ditunjukkan seperti Gambar 4.8 berikut ini:

Gambar 4.8 Foto SEM Permukaan Mikrostruktur Kertas Pulp Campuran (Pulp Jerami Dan Kantong Semen Bekas) dengan Perbesaran 300 Kali

Pengamatan terhadap mikrostruktur dari kertas pulp campuran (pulp jerami dan kantong semen bekas) dapat dianalisis secara visual bahwa serat panjang dari kantong semen bekas saling terikat/bercampur dengan serat pendek dari jerami sehingga dari hasil paduan serat panjang dan serat pendek tercampur merata tanpa bahan tambahan sebagai pengikat, diharapkan disini diperoleh kertas pulp campuran memiliki kualitas yang lebih baik dibandingkan dengan kualitas kertas sebelum dicampur, juga dapat dibandingkan dengan hasil-hasil pengujian gramatur lebih besar dibandingkan dengan gramatur masing-masing kertas sebelum dicampur, demikian juga sifat fisis yang lain seperti kuat sobek dan kuat tarik dari masing-masing kertas.

4.13 Analisa Kandungan Logam

Pada penelitian ini yang dibahas hanya kandungan logam timbal, tembaga dan seng yang terdapat dalam pulp campuran jerami dan kantong semen bekas. Kadar logam timbal, tembaga, dan seng sangat perlu untuk diperhatikan. Jika logam-logam tersebut keberadaannya sampai melewati ambang batas maka dapat mengakibatkan keracunan. Adapun sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah komposisi pulp campuran 50 % pulp jerami dan 50 % pulp kantong semen bekas yang telah mengalami proses pemekatan pada evaporator. Sampel kemudian didestruksi dengan menggunakan HNO3 (PA) kemudian hasilnya di analisis dengan SSA.

Analisa logam Timbal, Tembaga dan Seng dilakukan dengan menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom Graphite Furnace. Logam-logam yang terdapat pada pulp campuran pulp jerami dan kantong semen bekas berasal dari berbagai sumber seperti bahan baku pembuatan pulp campuran, bahan pemasak dan juga kemungkinan berasal dari peralatan yang digunakan

Untuk menentukan logam timbal digunakan Spektrofotometri Serapan Atom dengan kondisi alat sebagai berikut :

Panjang gelombang = 283,30 nm Lebar celah = 1,00 nm Lampu katode = 5,00 nm Type nyala = Argon

Untuk menentukan logam timbal digunakan Spektrofotometri Serapan Atom dengan kondisi alat sebagai berikut :

Panjang gelombang = 248,30 nm Lebar celah = 0,20 nm Lampu katode = 7,00 nm Type nyala = Argon

Untuk menentukan logam Seng digunakan Spektrofotometri Serapan Atom dengan kondisi alat sebagai berikut :

Panjang gelombang = 213,90 nm Lebar celah = 0,50 nm Lampu katode = 5,0 nm Type nyala = Argon

Dari hasil pengukuran unsur timbal (Pb), tembaga (Cu) dan seng (Zn) yang diperoleh, dapat dilihat pada Tabel 4.6 sebagai berikut :

Tabel 4.6 Data Hasil Pengukuran Absorbansi Larutan Standar Logam Timbal, Tembaga dan Seng dengan Spektrofotometer Serapan Atom

No Logam Kadar (ppm)

1 Timbal (Pb) 240.47

2 Tembaga (Cu) 68.34

Lampiran 4. Pengukuran Uji Kuat Tarik Kertas Campuran Pulp Jerami dan

Kantong Semen Bekas

Komposisi Campuran (%)

Pengukuran Kuat Tarik (x 105N/m2)

No

Pulp Jerami Pulp Kantong

Semen Bekas 1 2 3

Kuat Tarik Rata-rata (x 105 N/m2)

1 _{100 0 120.98 125.25 123.61 123.28}

2 _{90 10 140.58 140.89 120.21 133.89}

3 _{80 20 135.21 125.60 142.60 134.47}

4 _{70 30 124.58 135.21 135.62 131.80}

5 _{60 40 131.70 135.39 145.12 137.40}

6 _{50 50 132.24 136.84 150.96 140.01}

7 _{40 60 132.78 138.30 156.80 142.63}

8 _{30 70 133.32 139.76 162.64 145.24}

9 _{20 80 133.87 141.22 168.48 147.86}

10 _{10 90 134.41 142.68 174.33 150.47}

11 _{0 100 134.95 144.14 180.17 153.09}

Untuk sampel No.1. untuk komposisi 100 % pulp jerami dan 0 % kantong semen bekas diperoleh pengukuran kuat tarik rata-rata kertas :

Kekuatan tarik =

3 61 123 25 125 98

120_{, + , + ,}

= 123,28 x 105 N/m2

Dengan cara yang sama diperoleh kekuatan tarik rata-rata kertas untuk komposisi pulp jerami dan pulp kantong semen bekas yang berbeda.

Lampiran 5. Pengukuran Kekuatan Sobek Kertas Campuran Pulp Jerami dan

Kantong Semen Bekas

Komposisi Campuran (%)

Pengukuran Kekuatan Sobek (mN)

No

Pulp Jerami

Pulp Kantong

Semen Bekas 1 2 3

Kekuatan Sobek Rata-rata

(mN)

1 _{100 0} 1572.99 1586.78 1486.35 _1548.71

2 _{90 10} 1678.21 1642.87 1578.68 _1633.25

3 _{80 20} 1725.31 1784.67 1678.36 _1729.45

4 _{70 30} 1564.22 1547.82 1467.58 _1526.54

5 _{60 40} 1643.52 1678.57 1548.37 _1623.49

6 _{50 50} 1835.47 1785.61 1878.46 _1833.18

7 _{40 60} 1988.34 1964.64 1956.62 _1969.87

8 _{30 70} 1863.54 1879.66 1844.75 _1862.65

9 _{20 80} 1997.43 1963.68 2021.66 _1994.26

10 _{10 90} 2013.75 1998.64 1988.33 _2000.24

11 _{0 100} 2014.35 2077.66 1988.78 _2026.93

Untuk sampel No.1. untuk komposisi 100 % pulp jerami dan 0 % kantong semen bekas diperoleh pengukuran kekuatan sobek kertas :

Kekuatan sobek rata-rata =

3 35 1486 78 1586 99

1572_{, + , + ,}

= 1548,71 mN = 1,54871 N

Dengan cara yang sama diperoleh kekuatan sobek kertas untuk komposisi pulp jerami dan kantong semen bekas yang berbeda.

Dormian Saragi: Pembuatan Dan Karakterisasi Kertas Pembungkus Yang Dibuat Dari Kantong Semen Bekas Dengan Pulp Jerami, 2008.

Lampiran 6. Kadar Logam Timbal (Pb) dalam Campuran Pulp Jerami dan Kantong

Semen Bekas dengan Menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)

Lampiran 7. Kadar Logam Tembaga (Cu) dalam Campuran Pulp Jerami dan

Kantong Semen Bekas dengan Menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)

Dormian Saragi: Pembuatan Dan Karakterisasi Kertas Pembungkus Yang Dibuat Dari Kantong Semen Bekas Dengan Pulp Jerami, 2008.

Lampiran 8. Kadar Logam Seng (Zn) dalam Campuran Pulp Jerami dan Kantong

Semen Bekas dengan Menggunakan Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)

Lampiran 9. Daftar Standar Nasional Indonesia (SNI)

SNI 14 – 4977 – 1999 : Cara Uji Tebal Kertas dan Karton Gelombang. SNI 14 – 0439 – 1989 : Cara Uji Gramatur Kertas dan Karton.

SNI 14 – 0702 – 1989 : Cara Uji Kerapatan Massa Tumpukan Serpih Kayu

SNI 14 – 4737 – 1998 : Cara Uji Ketahanan Tarik Lembaran Pulp, Kertas dan Karton

SNI 14 – 0436 – 1989 : Cara Uji Ketahanan Sobek

SNI 14 – 1836 – 1990 : Identifikasi beberapa spesies serat tanaman bukan kayu dalam pulp, kertas dan karton.

SNI 14 – 0402 – 1999 : Kondisi ruang dan pengkondisian lembaran pulp, kertas dan karton untuk pengujian.

SNI 14 – 0498 – 1999 : Kertas Kraft untuk Kantong Semen SNI 01 – 2973 – 1992 : Biskuit

Dormian Saragi: Pembuatan Dan Karakterisasi Kertas Pembungkus Yang Dibuat Dari Kantong Semen Bekas Dengan Pulp Jerami, 2008.