26 dari ekstrak etanol akar wangi mempunyai aktivitas biolarvasida terhadap
Anopheles sundaicus , Aedes aegypti and Culex sp. Lailatul et al. 2010.
Dari hasil analisis diketahui bahwa kadar lignin dan abu dalam akar wangi 39,53 lebih tinggi dari pelepah sawit 20,76 . Bagian tumbuhan yang
dianalisis dalam penelitian ini adalah akar tumbuhan akar wangi dan pelepah daun tumbuhan sawit. Kadar lignin dalam tumbuhan dipengaruhi oleh tempat tumbuh
dan umur dari tumbuhan. Berbagai studi telah melaporkan hubungan antara pembentukan lignin lignifikasi dengan komposisi kimia tanah tempat tumbuhan
tersebut tumbuh Mandre et al. 2011. Selain itu lignifikasi merupakan karakter penting untuk mengetahui tingkat diferensiasi sel dalam jaringan tumbuhan.
Diferensiasi sel pada korteks akar dapat menentukan perpindahan komponen ke dalam atau ke luar akar dan juga ke bagian lain tumbuhan Soukup et al. 2004.
4.1.3 Sifat mekanik serat pelepah sawit dan ampas akar wangi
Persentase komponen amorf dan kristalin dalam serat alam merupakan faktor yang mempengaruhi karakteristik mekanik serat alam Sreekala et al. 2001.
Di antara ketiga komponen dinding sel; yaitu selulosa, hemiselulosa dan lignin; selulosa yang paling mempengaruhi sifat mekanik serat. Selulosa merupakan
polimer yang tersusun dari unit D-anhidroglukosa C
6
H
11
O
5
, dimana setiap unit molekul selulosa mengandung 3 gugus hidroksil. Gugus hidroksil tersebut dan
kemampuannya untuk membentuk ikatan hidrogen berperan penting dalam pembentukan kristalin selulosa dan juga mempengaruhi sifat fisik selulosa.
Selulosa membentuk struktur mikrokristalin dalam susunan yang teratur, disebut kristalin, sedangkan bagian dengan susunan tidak teratur disebut amorf John dan
Thomas 2008. Sifat mekanik serat pelepah sawit dan akar wangi disajikan pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Sifat mekanik serat pelepah sawit dan akar wangi
Serat Pelepah Sawit
Serat Akar Wangi Sebelum distilasi
Ampas Regangan maksimum
Keteguhan tarik Nmm
2
Modulus tarik GPa 0,64
76,17 19,18
± ±
± 0,16
6,31 4,48
5,62 45,92
4,47 ±
± ±
2,85 13,79
1,94 3,12
30,12 4,88
± ±
± 2,49
13,80 3,09
Diameter rata-rata serat pelepah sawit adalah 0,66 ± 0,12 mm sedangkan diameter serat akar wangi dan ampas akar wangi berturut-turut adalah 0,83 ± 0,14
mm dan 0,90 ± 0,21 mm dari pengukuran diameter terhadap 30 helai serat. Serat dengan diameter lebih kecil menunjukkan keteguhan tarik yang lebih besar
dibandingkan serat dengan diamater lebih besar, ketika mengalami pembebanan yang sama. Uji mekanis terhadap serat pelepah sawit, akar wangi dan ampas akar
wangi dilakukan terhadap 30 helai serat Lampiran 4, 5, 6. Serat pelepah sawit menunjukkan keteguhan tarik yang lebih besar 76,17 MPa dibandingkan serat
akar wangi. Modulus tarik serat pelepah sawit 19,18 GPa juga lebih besar dari serat akar wangi. Namun regangan maksimum serat pelepah sawit 0,64 lebih
rendah dari serat akar wangi. Data tersebut menunjukkan bahwa serat pelepah sawit lebih kuat dan lebih kaku namun lebih getas dibandingkan dengan serat akar
wangi.
27 Modulus tarik serat akar wangi lebih rendah dibandingkan ampas akar
wangi. Hal tersebut menunjukkan bahwa serat akar wangi lebih elastis dibandingkan dengan ampas akar wangi. Selain itu nilai maksimum strain dan
kekuatan tarik serat akar wangi lebih tinggi dari ampas akar wangi. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa serat ampas akar wangi bersifat lemah dan
getas. Kurva stress-strain dari karakteristik mekanis serat pelepah sawit, serat dan ampas akar wangi ditunjukkan pada Gambar 4.9.
Suhu dan tekanan tinggi selama proses penyulingan minyak atsiri akar wangi mempengaruhi sifat mekanik serat akar wangi. Selama proses penyulingan,
terjadi degradasi komponen kimia akibat reaksi hidrolisis. Komponen kimia yang terdegradasi adalah ekstraktif dan hemiselulosa.
Laju degradasi hemiselulosa oleh panas pada suhu 150
o
C, lebih cepat 4 empat kali lipat dibandingkan laju degradasi selulosa. Sedangkan laju degradasi
lignin lebih lambat dibandingkan laju degradasi selulosa pada suhu yang sama. Laju degradasi bahkan berlangsung lebih cepat pada kondisi pengukusan dengan
adanya uap air dan udara, dibandingkan perlakuan panas pada kondisi kering dan tanpa udara Stamm 1956.
Seperti telah disebutkan sebelumnya, kandungan selulosa dalam ampas akar wangi sebesar 30,33, tidak berbeda dengan kandungan selulosa dalam pelepah
sawit. Sifat mekanik serat selain dipengaruhi oleh diameter serat juga dipengaruhi oleh karakteristik selulosa di dalam serat tersebut. Karena itu diperlukan
penelaahan lebih lanjut mengenai karakteristik selulosa dalam pelepah sawit dan ampas akar wangi, sebelum memanfaatkan selulosa dari pelepah sawit dan ampas
akar wangi sebagai penguat dalam produk komposit polimer.
4.2 Optimasi Kondisi Proses Pulping Soda Serat Pelepah Sawit OPF
dan Ampas Akar Wangi dVR
Optimasi proses pulping soda terhadap serat pelepah sawit dan ampas akar wangi dilakukan menggunakan analisis permukaan respon dengan desain
komposit terpusat. Analisis terhadap pulp soda meliputi perhitungan kadar zat ekstraktif, kadar hemiselulosa, kadar selulosa, kadar lignin dan kristalinitas dari
pulp soda OPF dan dVR setelah proses pulping soda dengan variasi suhu T, Gambar 4.9 Kurva stress-strain dari serat pelepah sawit, serat dan ampas
akar wangi
80
8 16
24 32
40 48
56 64
72
S tr
e s
s N
m m
2
6 0.5
1 1.5
2 2.5
3 3.5
4 4.5
5 5.5
Stroke Strain
Ampas akarwangi Akarwangi
Pelepah sawit
28 waktu t dan alkali aktif A. Alkali aktif alkali charge adalah berat alkali
dibandingkan dengan berat kering serat dan dinyatakan sebagai persentase. Untuk analisis permukaan respon, karakteristik pulp yang digunakan adalah kadar
selulosa, kadar lignin dan kristalinitas. Data yang didapatkan dari penentuan komponen kimia dalam pulp soda, digunakan untuk membentuk model dugaan
atau persamaan regresi setiap respon. Koefisien dari persamaan regresi setiap respon disajikan pada Tabel 4.4. Kadar selulosa, kadar lignin, kristalinitas, kadar
zat ekstraktif dan kadar hemiselulosa dari pulp soda OPF dan dVR dari pulp soda yang dihasilkan pada berbagai variasi perlakuan disajikan pada Tabel 4.5.
Tabel 4.4 Koefisien persamaan regresi kadar selulosa, kadar lignin, kristalinitas selulosa dari pulp soda OPF dan dVR
Selulosa Lignin
Kristalinitas OPF
dVR OPF
dVR OPF
dVR
Konstanta Suhu
Waktu Alkali
SuhuSuhu WaktuWaktu
AlkaliAlkali SuhuWaktu
SuhuAlkali WaktuAlkali
R
2
69,497 1,134
1,296 12,801
-5,441 -4,660
-9,095 0,494
-0,050 3,095
93,12 79,786
5,969 3,910
16,838 -8,983
-2,003 -15,358
-8,181 5,190
-6,336 93,32
22,962 -2,324
-1,757 -10,265
-9,168 -5,393
-0,430 -3,597
-0,918 -4,016
94,23 7,789
-2,522 -4,760
-15,353 4,993
3,548 14,578
5,957 -4,091
3,560 92,45
45,552 2,535
3,324 7,033
0,678 -0,007
-2,472 2,065
5,317 0,035
94,57 48,232
3,437 5,149
7,236 -3,578
0,897 -3,033
1,453 -3,794
-7,145 83,02
Keterangan: Parameter yang tidak nyata pada tingkat kepercayaan 95, disajikan dalam
Tabel 4.5 Komponen kimia dan kristalinitas pulp soda OPF dan dVR
4.2.1 Pendugaan model optimasi kadar selulosa pulp soda OPF
Berdasarkan parameter regresi yang terdapat pada Tabel 4.4, model dugaan yang menjelaskan hubungan antara kadar selulosa dalam pulp soda OPF dan
faktor perlakuan suhu T, waktu t, alkali aktif A disajikan dengan persamaan berikut:
Kadar Selulosa = 69,497 +12,801 A – 9,095 A
2
4.1
No Suhu C
Waktu min
Alkali Selulosa
Lignin Kristalinitas
Hemiselulosa Zat Ekstraktif OPF
dVR OPF
dVR OPF
dVR OPF
dVR OPF
dVR 1
2 3
4 5
6 7
8 9
10 11
12 13
14 15
16 17
160 180
160 180
160 180
160 180
153 187
170 170
170 170
170 170
170 60
60 180
180 60
60 180
180 120
120 19
221 120
120 120
120 120
20 20
20 20
40 40
40 40
30 30
30 30
13 47
30 30
30 53,22
54,31 53,70
54,65 70,03
70,21 74,05
75,77 61,74
64,87 64,05
64,12 50,80
68,50 70,05
67,89 70,81
52,87 61,44
72,18 61,35
75,70 84,68
79,12 82,56
58,33 81,11
73,36 80,04
44,76 81,93
81,82 78,56
79,35 21,50
20,89 26,56
22,27 13,34
12,83 14,13
7,13 16,18
12,34 22,73
13,34 34,76
11,24 21,41
23,51 23,81
32,05 27,56
13,81 25,54
11,73
9,25 6,32
4,47 19,20
5,29 13,24
8,36 38,92
4,74 5,96
8,71 8,88
39,99 37,48
40,88 43,52
43,01 50,25
46,18 54,11
45,35 48,49
42,36 50,11
36,21 51,33
46,17 47,12
43,13 32,58
34,83 44,17
53,04 47,55
49,00 53,60
52,54 40,20
49,95 48,83
50,27 39,47
51,77 51,82
46,09 46,64
20,17 23,33
19,79 21,28
14,15 22,62
15,24 16,07
19,55 22,48
19,82 22,52
18,57 20,94
18,10 19,82
18,14 8,47
7,23 9,10
8,05 10,01
9,08 11,44
9,33 18,52
10,57 10,68
9,34 6,73
9,89 8,97
10,57 10,12
0,42 0,82
0,50 0,84
0,38 0,43
0,46 0,16
0,48 0,41
0,65 0,30
1,06 0,44
0,38 0,56
0,43 1,93
1,96 2,01
1,96 1,48
1,94 1,72
1,96 1,66
2,20 1,48
1,79 2,81
1,87 2,44
1,50 1,62
