Prosiding ISBN : 978-979-95271-9-6
63
Seminar Teknologi Pulp dan Kertas Savoy Homann Bidakara Hotel, Bandung 12 Juli 2011
Balai Besar Pulp dan Kertas Bandung
4. Pembuatan Pulp dari Serat Daun Nenas
Serat daun nenas yang sudah kering udara, dijadikan serpih ukuran panjang 4-5 cm,
lalu dimasak menjadi pulp juga dalam ketel pemasak hasil rekayasa P3KKPHH dengan
proses semi-kimia soda panas terbuka, dengan konsentrasi NaOH 6, selama 1 jam pada
suhu 100°C tekanan udara 1 atm, dan rasio serpih daun nenas : larutan pemasak adalah 1:7.
Selesai pemasakan, serpih daun nenas lunak dipisahkan dari larutan pemasak, dicuci bersih,
lalu dilakukan penyempurnaan pemisahan serat menjadi pulp dalam Hollander beater dan stone
reiner hingga mencapai derajat kehalusan 250- 300 ml CSF 40-45
o
SR pula.
5. Pembuatan Karton
Pembentukan lembaran karton dilakukukan di industri karton rakyat skala usaha kecil
menengah, Kebumen Jawa Tengah. Pulp TKS dengan derajat kehalusan 300-350 ml CSF
dimasukkan ke dalam Hollander beater milik industri karton rakyat, lalu ditambahkan sludge
industri pulp, dengan proporsi campuran pulp TKS : sludge = 50:50 kemudian diencerkan
dengan air hingga konsistensi 4-5. Campuran tersebut diaduk, disirkulasi, sehingga tercerai
berai dan menjadi homogen. Lalu, campuran tersebut diberi bahan aditif kaolin 5, retensi
alumtawas 2, perekat tapioka 4, dan rosin-sizing 2, sambil terus disirkulasi agar
tetap homogen. Campuran bahan serat pulp TKS dan sludge dan aditif, selanjutnya siap
dibentuk menjadi lembaran karton pada mesin kertas Fourdrinier. Lembaran basah yang
terbentuk dipotong tegak lurus terhadap arah pergerakan lembaran machine directionMD
setiap mencapai panjang 100 cm, lalu dijemur dengan sinar matahari hingga kadar air turun
menjadi
±10. Setelah kering, lembaran karton dicalendering, dipress, dan dikemas. Target
gramatur karton adalah 350-400 gramm
2
. Di samping itu juga dibentuk lembaran
karton dari pulp TKS murni 100 dengan perlakuan seperti di atas. Untuk pembanding
kontrol terhadap karton hasil percobaan tersebut, digunalan kertas karton hasil
produksi pabrik karton rakyat tersebut, yang menggunakan campuran kertas bekas 50 +
sludge 50, tanpa bahan aditif.
6. Pembuatan Karton Seni
Pembentukan lembaran karton seni juga dilakukan di industri karton rakyat, Kebumen
Jawa Tengah. Pembentukan lembaran karton seni tersebut terdiri dari campuran pulp TKS,
pulp batang pisang, dan sludge industri, dengan komposisi campuran:
a. 42,5 pulp TKS dan 42,5 sludge industri
kertas, dan 15 pulp batang pisang campuran tersebut berdasar berat kering oven masing-
masing bahan serat; b. Campuran 35 pulp TKS dan 35 sludge
industri kertas, dan 30 pulp batang pisang; c. Campuran 50 pulp TKS dan 50 sludge
industri kertas, tanpa pulp batang pisang digunakan sebagai pembanding.
Selanjutnya, 3 tiga macam campuran bahan tersebut masing-masing dimasukkan ke
Hollander beater, ditambahkan air, diberi bahan aditif, yaitu pengisi kaolin 5, perekat tapioka
4, rosin soap 1, tawas alum sulfat 2, dan zat warna 5 dari total kering bahan serat yang
digunakan. Campuran tersebut ditambahkan air sehingga konsistensi mencapai 3-4, lalu
digiling pada Hollander Beater hingga diperoleh campuran homogen. Lalu, campuran tersebut
dialirkan ke machine chest, sambil tetap diaduk dialirkan ke
low box pada mesin pembentuk lembaran tipe Fourdrinier, sehingga dihasilkan
lembaran karton seni dengan target gramatur 300- 350 gramm
2
. Lembaran karton yang masih basah dipotong pada setiap panjang 1 meter secara
manual tegak lurus arah mesinMD. Potongan kertas seni yang masih basah dijemur di bawah
sinar matahari hingga mencapai kadar air 7-8. Lalu, lembaran kertas karton kering dikempa pada
mesin calendering dan selanjutnya dipotong- potong untuk mendapatkan ukuran panjang 90
cm dan lebar 80 cm. Lembaran karton yang telah dipotong tersebut ditimbang untuk menentukan
rendemen karton kering, dan selanjutnya diuji
sifat isik dan kekuatannya.
7. Pembuatan Kertas Bungkus
Komposisi pembentukan lembaran pulp menggunakan campuran pulp kayu jenis
tumbuhan pionir, pulp limbah pembalakan HTI HR, sludge industri pulpkertas, dan pulp daun
nenas dapat dilihat pada Tabel 9.
Prosiding ISBN : 978-979-95271-9-6
64
Seminar Teknologi Pulp dan Kertas Savoy Homann Bidakara Hotel, Bandung 12 Juli 2011
Balai Besar Pulp dan Kertas Bandung
Sebelum dibentuk lembaran, masing-masing komposisi campuran pulpsludge tersebut diberi
bahan aditif yaitu kaolin 5, tapioka 4, alum sulfat 2, emulsi lilin 2-3, dan rosin soap
2-3 dari berat campuran bahan serat kering oven. Sebelum dibentuk lembaran, campuran
tersebut diberi air lalu diaduk selama beberapa waktu hingga homogen. Pembentukan lembaran
menggunakan alat hand-sheet former. Target gramatur lembaran pulp tersebut adalah 65 gm
2
. Lembaran pulp basah yang terbentuk dikeringkan,
dikempa dingin dengan alat calender, lalu dikondisikan pada suhu dan ruangan tertentu
± 24 jam, lalu diuji sifat isik dan kekuatannya.
HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Karakteristik Pulp
Tabel 1. Sifat Pulp TKS Sifat Pengolahan
1
Nilai Sb
-Rendemen pulp, 60,17
2,819 -Bilangan Kappa
38,17 2,044
-Konsumsi alkali, 9,81
0,187 -Waktu giling, menit
2
125,49 0,2944
Keterangan:
1
Rata-rata dari 3 ulangan; Sb = simpangan baku standard deviation;
2
Rataan total waktu menggiling pulp pada Hollander beater, kemudian dilanjutkan di stone reiner untuk
mencapai derajat kehalusan 300-350 ml CSF
Rata-rata rendemen pulp TKS adalah 60,17 dimana masih terletak dalam selang
rendemen pulp semikimia yaitu 60-75 Casey, 1980. Rata-rata bilangan kappa 38,17 juga
merupakan nilai yang umum dari pengolahan pulp semikimia. Bilangan kappa pulp TKS yang
relatif besar 35 menunjukkan sisa kadar lignin masih tinggi didalamnya kadar lignin tinggi
perlu untuk mempertinggi kekakuan karton. Konsumsi alkali selama pemasakan TKS sebesar
9,81 dimana relatif besar dibandingkan dengan konsentrasi alkali untuk awal pemasakan TKS
10. Kemungkinannya adalah alkali selain dikonsumsi untuk melunakkan lignin, juga
ikut dalam reaksi penyabunan dengan sisa-sisa lemakminyak dalam TKS. Selanjutnya, rata-
rata waktu giling pulp TKS = 125,49 menit dapat sebagai indikasi pertimbangan konsumsi energi
khususnya pemakaian listrik atau bahan bakar dalam menggerakkan Hollander beater dan stone
reiner. Rendemen pulp semikimia batang pisang tersebut 42-43 jauh di bawah rendemen pulp
semikimia TKS yaitu 60,17 Tabel 1, meskipun menggunakan konsentrasi alkali lebih tinggidan
kondisi pemasakan TKS lebih keras Indikasi bahwa pada batang pisang terdapat banyak bahan
bukan serat jaringan parenkim dibandingkan pada TKS. Rendemen pulp batang pisang pada
konsentrasi alkali 4 dan 6 nampaknya tak saling berbeda. Akan tetapi, pada konsentrasi alkali 4,
konsumsi alkali lebih rendah bilangan kappa lebih tinggi dibandingkan pada konsentrasi 6. Atas
dasar itu, pulp batang pisang pada konsentrasi 4 berindikasi lebih layak direkomendasikan sebagai
bahan campuran dengan pulp TKS dan sludge industri kertas untuk pembuatan karton seni.
Tabel 2. Sifat Pulp Batang Pisang
No. Konsentrasi
Sifat pengolahan
1
alkali NaOH, Rendemen pulp
Konsumsi alkali Bilangan kappa
1 4
42,453 ±3,036
2,1 ±0,2
45,16 ±0,13
2 6
42,971 ± 2,449
3,0 ± 0,2
42,67 ± 0,55
Keterangan :
1
Rata-rata 3 ulangan; angka dalam kurung = simpangan baku
Prosiding ISBN : 978-979-95271-9-6
65
Seminar Teknologi Pulp dan Kertas Savoy Homann Bidakara Hotel, Bandung 12 Juli 2011
Balai Besar Pulp dan Kertas Bandung
Untuk Kayu atau bahan serat berligno- selulosa lain dengan berat jenis rendah, kondisi
pemasakan untuk pengolahan diharapkan tidak terlalu keras, dan hal ini mengurangi degradasi
karbohidrat pada bahan kayubahan berserat ligno-selulosa tersebut, di samping juga
mengurangi pemakaian energi; dan sebaliknya untuk kayu dengan berat jenis tinggi. Mengenai
dimensi serat panjang, tebal dinding, diameter seratlumen, serat yang semakin panjang,
berdinding tipis, dan diameter serat besar, dalam pembentukan lembaran pulpkertas akan terjadi
daya anyamanjalin-menjalin serat lebih intensif dan bahan serat lebih mudah menggepeng. Hal
tersebut berpengaruh positif pada sifat kekuatan hasil pulpkertas; dan sebaliknya. Nilai turunan
dimensi serat a.l. semakin tinggi daya tenun, koeisien leksibilitas; dan semakin rendah
bilangan Runkel, koeisien kekakuan, bilangan Muhlstep, maka bahan serat mudah pipih, serat
lebih leksibel tidak kaku, dan daya anyaman lebih baik, sehingga berpengaruh positif pula
pada sifat kekuatan pulpkertas; dan sebaliknya. Berdasarkan total skor TS penilaian berat
jenis, dimensi serat, dan nilai turunannya. TS tertinggi adalah pada kayu sengon dan jabon,
diikuti oleh kayu terentang, hingga serat daun nenas skor terendah. Dengan demikian
berdasarkan sifat bahan baku tersebut, bahan serat dengan skor tertinggi paling berprospek
sebagai bahan baku pulpkertas termasuk untuk kertas bungkus.
Tabel 3. Sifat Pulp Kayu Jabon, Terentang, Sengon, dan Daun Nenas
Aspek Rata-rata,
Hasil Anova BNJTukey
Macam Bahan Serat Berat jenis, Dimensi Serat dan Nilai
Turunannya Fiber Dimensions and their Derived Values
Kayu Jabon
Kayu Terentang
Kayu Sengon
Serat Daun
Nenas Berat Jenis
Speciic gravity M
0,492 0,528
0,234 0,545
G B
B C
A S
3 3
4 2
Panjang serat Fiber length, L mm M
1778,41 1344,45
1330,26 6120,19
G B
C C
A S
3 2
2 4
Diameter serat Fiber diameter, d mm
M 44,38
35,82 36,72
23,00 G
A B
B C
S 4
3 3
2 Diameter lumen Lumen diameter,
l mm M
38,77 30,93
32,34 13,90
G A
B B
C S
4 4
3 2
Tebal dinding serat Fiber wall thickness, w
mm M
2,81 2,45
2,19 3,50
G B
B C
A S
3 3
4 2
Daya tenun Felting power, Ld M
40,77 37,54
37,43 266,10
G B
B B
A S
3 3
3 4
Bilangan Runkel Runkel ratio, 2wl M
0,15 0,16
0,14 0,50
G B
B B
A S
4 4
4 3
Koef. leksibilitas Flexibility coeff., ld
M 0,87
0,86 0,88
0,60 G
A A
A B
S 4
4 4
3 Koef. kekakuan Rigidity coeff., wd
M 0,06
0,07 0,06
0,15 G
B B
B A
S 4
4 4
3 Bilangan Muhlstep
Muhlstep coeff., 100[d
2
-l
2
d
2
] M
280,80 244,80
219,20 103,48
G A
B B
C S
2 3
3 4
TS 34
33 34
29
Keterangan : Rata-rata dari 3 ulangan; Angka dalam kolom M yang diikuti secara horizontal oleh huruf kolom G dan skor kolom S yang sama tak berbeda nyata A B C D; TS = Total skor Total score: S1 + S2 + S3 + …… + Sn à
semakin tinggi skor à maka semakin baik berprospek sebagai bahan baku pulpkertas
Prosiding ISBN : 978-979-95271-9-6
66
Seminar Teknologi Pulp dan Kertas Savoy Homann Bidakara Hotel, Bandung 12 Juli 2011
Balai Besar Pulp dan Kertas Bandung
Rendemen total dan rendemen tersaring pulp serat daun nenas ternyata tertinggi. Hal ini
mungkin terkait dengan serat daun nenas yang relatif panjang, sehingga lebih sedikit fraksi yang
lolos saringan, dan juga kondisi pemasakan serat daun nenas pada suhutekanan udara terbuka, di
mana degradasi fraksi karbohidrat lebih sedikit sehingga penyempurnaan serat daun nenas
menjadi lebih baik. Hal ini berakibat porsi rejects- nya juga paling rendah. Ini sebagai indikasi
output produk rendemen pulp tinggi.
Konsumsi alkali pemasakan daun nenas juga paling rendah. Ddiduga karena konsentrasi awal
NaOH juga rendah 6, dan kondisi pemasakan pada suhutekanan udara terbuka tidak terlalu
keras. Ini merupakan indikasi biaya pemakaian bahan kimia pemasak NaOH paling rendah.
Bilangan kappa serat daun nenas paling rendah, hal ini indikasi kadar lignin pada serat
daun nenas rendah, karena pada daun nenas banyak terdapat jaringan bukan serat bersifat
parenkim. Oleh karena itu jika pulp serat daun nenas hendak diputihkan maka pemakaian bahan
kimia pemutih rendah. Pulp dengan bilangan kappa tinggi 35, a.l. pulp kayu jabon, pulp
kayu terentang, pulp kayu sengon, jika dibentuk lembaran agak kaku akibat sisa lignin masih
tinggi, maka pulp tersebut lebih sesuai untuk kertas bungkus yang relatif tebal.
Waktu giling pulp serat daun nenas mencapai 250-300 ml CSF juga paling rendah, sebagai
indikasi kandungan karbohidrat tipe hemiselulosa dan pektin yang tinggi pada serat daun nenas
hal yang umum untuk jenis monokotil. Ini merupakan indikasi konsumsi energi rendah
waktu proses lebih singkat. Secara keseluruhan berdasarkan TS seluruh
sifat pengolahan pulp, maka yang paling berprospek diolah menjadi pulpkertas termasuk
kertas bungkus adalah serat daun nenas, diikuti berturut-turut oleh kayu jabon, kayu sengon,
hingga kayu terentang berprospek paling rendah
2. Karakteristik Karton
