TAP.COM - PENGARUH KONSENTRASI LARUTAN, TEMPERATUR DAN WAKTU PEMASAKAN ... 116 340 1 PB
PENGARUH KONSENTRASI LARUTAN, TEMPERATUR
DAN WAKTU PEMASAKAN PADA PEMBUATAN PULP
BERBAHAN BAKU SABUT KELAPA MUDA (DEGAN)
DENGAN PROSES SODA
H.Abdullah Saleh, , Meilina M. D. Pakpahan, Nowra Angelina
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Unsri
Abstrak
Telah diteliti pembuatan pulp berbahan baku sabut kelapa muda (degan) dengan proses soda
menggunakan larutan pemasak NaOH. Sabut kelapa muda (degan) memiliki kadar selulosa tinggi yang
menunjukkan potensi untuk dijadikan bahan baku pulp. Penelitian ini mengamati pengaruh variabel
konsentrasi larutan, temperatur, dan pemasakan terhadap pulp yang dihasilkan. Proses untuk mendapatkan
pulp diawali dengan perendaman dengan larutan asam (natrium nitrat) dan diakhiri dengan pemasakan
menggunakan larutan basa (natrium hidroksida). Hasil pemasakan berupa raw pulp dan black liquor. Proses
perendaman dilakukan pada konsentrasi 5% dengan pelarut asam nitrat untuk memtuskan selulosa menjadi
selulosa yang lebih stabil. Pemasakan dilakukan dengan tujuan untuk mendegradasi struktur selulosa dan
memecah struktur lignin. Variabel yang digunakan pada penelitian ini adalah konsentrasi pelarut 5 %, 10 %,
15 % NaOH, temperatur pemasakan 80oC, 100oC, 120oC, dan lamanya waktu pemasakan 60 menit, 90 menit,
120 menit. Hasil pulp dianalisa secara gravimetri untuk mendapatkan data selulosa, rendemen,lignin, dan
kandungan abu. Diperoleh hasil pulp terbaik secara kualitas pada konsentrasi pemasakan 10 % NaOH,
temperatur pemasakan 80oC dan waktu pemasakan 90 menit.
Kata kunci: pulp, sabut kelapa muda, proses soda
I.
1.1.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penggunaan kayu (biomass) sebagai
bahan baku untuk pembuatan pulp dari sumber
daya alam hutan telah dimanfaatkan secara
optimal untuk menunjang pemasukan devisa
negara. Peningkatan di bidang ekonomi dan
industri menyebabkan kebutuhan akan pulp dari
tahun ke tahun semakin meningkat. Pemakaian
bahan baku kayu yang umum sering digunakan
pada industri pulp tidak akan mampu bertahan
lama untuk seluruh kebutuhan yang menyebabkan
terjadinya krisis bahan baku. Peremajaan hutan
untuk mengantisipasi kekurangan bahan baku
kayu membutuhkan waktu yang cukup lama
sehingga diperlukan adanya bahan baku alternatif
yang murah dan tidak memberikan dampak yang
buruk terhadap lingkungan. Sangat sedikit sekali
penelitian tentang bahan baku untuk industri pulp
44
dan kertas yang dapat mengatasi keterbatasan
persediaan kayu.
Indonesia merupakan negara agraris yang
kaya akan hasil pertanian dan perkebunan, salah
satunya adalah kelapa muda (degan). Degan
memiliki kandungan serat selulosa yang cukup
besar. Karena belum ada penelitian mengenai
pembuatan pulp dari bahan baku degan ini, maka
peneliti mencoba untuk melakukan penelitian
dengan menggunakan bahan baku degan sebagai
bahan baku alternatif untuk pembuatan pulp.
Mengingat potensi sabut kelapa muda
(degan) yang besar untuk dijadikan pulp dan
belum adanya penelitian pembuatan pulp
berbahan baku sabut kelapa muda (degan) dengan
proses soda, maka dari itu, diteliti kemungkinan
pemanfaatan sabut kelapa muda ini sebagai bahan
baku pembuatan pulp dengan proses soda yang
ramah lingkungan.
Jurnal Teknik Kimia, No. 3, Vol. 17, Agsutus 2010
1.2.
Perumusan Masalah
Tidak diketahui proses pembuatan pulp
berbahan baku sabut kelapa muda dengan proses
soda.
1.3.
Tujuan Penelitian
Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi
larutan pemasak, temperatur dan waktu
pemasakan terhadap kualitas dan kuantitas pulp
pada pembuatan pulp dari sabut kelapa muda
dengan proses soda.
1.4.
1)
2)
3)
Hipotesa
Semakin tinggi konsentrasi larutan, maka
makin tinggi kandungan selulosa, dan
makin tinggi rendemen pulp.
Makin tinggi temperatur, maka semakin
sedikit kandungan selulosa dan rendemen
semakin sedikit.
Waktu pemasakan yang semakin lama
menyebabkan kandungan selulosa tinggi
dan rendemen pulp makin tinggi.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini dilakukan menggunakan
larutan pemasak NaOH. Ruang lingkup penelitian
ini meliputi :
1)
Bahan baku yang digunakan adalah sabut
kelapa muda (degan) yang diambil pada
bulan Juli 2008, jenis kelapa hibrida yang
berwarna hijau muda, yang diperoleh dari
penjual kelapa muda di daerah Kenten
Palembang.
2)
Jangkauan variabel pada penelitian ini
adalah konsentrasi pelarut: 5 %, 10 %, 15
%, temperatur pemasakan: 80oC, 100oC,
120oC, dan lamanya waktu pemasakan: 60
menit, 90 menit, 120 menit.
3)
Rasio berat larutan pemasak dan bahan
baku adalah 20 : 1. Sebelum pemasakan
dilakukan perendaman dengan larutan
natrium nitrat dengan konsentrasi tetap
yaitu 5%.
II.
2.1. Bahan yang Digunakan
a. Bahan baku : Serabut Kelapa Muda
b. Bahan pendukung :
NaOH
Asam Nitrat (HNO3) 5 %
Aquadest
Asam asetat (CH3COOH) 2N
Asam sulfat (H2SO4) 72%
2.2.
1.5.
1.6.
1)
2)
Manfaat Penelitian
Memberikan alternatif pemanfaatan sabut
kelapa
muda
(degan)
dengan
menjadikannya sebagai bahan baku pulp
dengan menggunakan proses soda.
Memberikan informasi bagi pembaca
mengenai pengaruh konsentrasi larutan
pemasak, temperatur dan waktu pemasakan
pada pembuatan pulp dengan proses soda.
Jurnal Teknik Kimia, No. 3, Vol. 17, Agsutus 2010
METODOLOGI PENELITIAN
Alat yang Digunakan
Neraca Analitis
Stopwatch
Oven / Pemanas Listrik
Pipet tetes
Hot Plate
Masker
Beker gelas
Sarung Tangan
Gelas Ukur
Saringan
Erlenmeyer
Cetakan Pulp
Waterbath
Spatula
Autoklaf
Corong
Magnetic Stirrer
Termometer
Eksikator
Blender
2.3.
Prosedur Penelitian
Prosedur Preparasi Bahan Baku
1) Serat sabut kelapa dipotong kecil-kecil
dengan alat pemotong 1 -2 cm.
2) serat sabut kelapa tersebut dicuci dengan air
sampai bersih dan dikeringkan dengan sinar
matahari.
3) Serat yang telah kering kemudian dihaluskan.
Serat sabut kelapa ditimbang sebanyak 20 gr
kemudian ditambahkan larutan HNO3 5 %
200 ml dan didiamkan selama 30 menit.
Setelah 30 menit, larutan disaring dan serat
yang tertinggal dicuci dengan air sampai
bebas asam.
Prosedur Penelitian
1) Sampel yang telah disaring dan bebas
asam dimasak dengan larutan pemasak
NaOH. Konsentrasi larutan pemasak (NaOH)
yang digunakan yaitu 5 %, 10 % dan 15%.
45
2)
3)
4)
5)
6)
Disiapkan larutan pemasak dengan
konsentrasi
yang
telah
ditentukan.
Perbandingan larutan pemasak dengan
bahan baku yang digunakan adalah 15 :1.
Erlemeyer ditutup dengan gabus lalu
dimasukkan ke dalam Autoclave. Kondisi
Autoclave diatur sesuai dengan temperatur
dan waktu pemasakan yang ditentukan
dengan variasi temperatur pemasakan 80oC,
100oC dan 120oC dengan lama pemasakan
60 menit, 90 menit dan120 menit.
Setelah proses pemasakan selesai, uap air
dikeluarkan dari Autoclave melalui katup
pengeluaran.
Kemudian
erlenmeyer
dikeluarkan dan didinginkan dalam air
hingga temperatur kamar.
Padatan (pulp) dipisahkan dari larutan
pemasak dengan saringan. Padatan dibilas
dengan aquadest sampai filtrat kelihatan
jernih.
Kemudian padatan dicetak dan dikeringkan
pada suhu ruangan sampai terbentuk pulp
kering. Selanjutnya padatan pulp ini siap
untuk dianalisa kualitasnya.
2.3.1. Analisa Kadar Air
1) Sampel ditimbang sebanyak 5 gram
2) Sampel kemudian dipanaskan dalam
oven pada suhu 105o C selama 1 jam.
3) Setelah itu dimasukkan ke dalam
eksikator dan ditimbang sampai
bobotnya tetap.
2.3.2. Analisa Kadar Abu
1) Sampel ditimbang sebanyak 5 gram
dalam cawan yang telah dipanaskan
sebelumnya pada suhu 25o C dan telah
diketahui berat keringnya.
2) Sampel dalam cawan dimasukkan
dalam furnace dan dipanaskan sampai
suhu 575o C selama 3-4 jam.
3) Kemudian dinginkan dalam eksikator
dan ditimbang sampai bobotnya tetap.
2.3.3. Analisa Kadar Selulosa
1) Kertas saring dipanaskan dalam oven
dengan temperatur 105o C, kemudian
ditimbang hingga beratnya tetap.
2) Pulp kering ditimbang seberat 3 gram
dan dipindahkan ke beker gelas 250
ml.
3) Pulp dibasahkan dengan 15 ml NaOH
17,5 % dan maserasi dengan pengaduk
selama 1 menit lalu ditambahkan 10 ml
46
4)
5)
6)
7)
8)
NaOH 17,5 % dan diaduk 15 detik dan
dibiarkan selama 3 menit.
Kemudian ditambahkan kembali 3x10
ml NaOH 17,5 % setiap 2,5 : 5 dan 7,5
menit dan dibiarkan pada 30 menit.
Setelah itu ditambah 100 ml aquadest
dan dibiarkan selama 30 menit.
Campuran dituangkan ke dalam corong
yang dilengkapi dengan kertas saring.
Endapan dicuci dengan 5x50 ml air
suling.
Kertas saring yang berisi endapan
dipindahkan ke beker gelas yang lain
dan endapan dicuci lagi dengan 400 ml
aquadest, ditambahkan asam asetat 2N
dan diaduk selama 5 menit.
Endapan dikeringkan dengan oven
105o C, kemudian didinginkan dalam
eksikator dan ditimbang hingga berat
tetap.
2.3.4. Analisa Kadar Lignin
1) Contoh pulp kering diimbang sebanyak
2 gram
2) Pulp kering dimasukkan ke dalam
beker gelas dan ditambahkan sedikit
demi sedikit dengan 40 ml asam sulfat
72 % sambil diaduk sampai semua
contoh terendam dan terdispersi.
3) Setelah terdispersi, beker gelas ditutup
dan temperatur dijaga pada 20o C
selama 2 jam kemudian ditambahkan
400 ml air ke dalam beker gelas.
4) Larutan dididihkan selama 4 jam
dalam beker.
5) Kemudian didiamkan sampai endapan
lignin mengendap kemudian disaring
untuk mendapatkan lignin.
6) Lignin dicuci dengan air panas lalu
dikeringkan di dalam oven pada 105o
C, tiap 15 menit didinginkan di dalam
eksikator dan ditimbang sampai berat
lignin tetap.
III.
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1
Analisa Bahan Baku
Untuk mengetahui apakah sabut kelapa
muda dapat dijadikan pulp atau tidak, maka sabut
kelapa tersebut perlu dianalisa terlebih dahulu
untuk mengetahui komposisi kimia atau
kandungan yang terdapat di dalam sabut kelapa
tersebut. Kayu sebagai bahan baku umum yang
Jurnal Teknik Kimia, No. 3, Vol. 17, Agsutus 2010
Dari hasil yang diperoleh diatas, bahan baku
sabut kelapa muda dapat diperhitungkan sebagai
bahan baku alternatif pembuatan pulp dari jenis
non kayu.
3.2 Pengaruh Konsentrasi Larutan
Dari data hasil analisa selulosa yang
dilakukan terhadap pulp menunjukkan bahwa
pada konsentrasi NaOH 5%-10% menghasilkan
kadar selulosa yang semakin menurun sejalan
dengan penambahan waktu. Sedangkan pada
konsentrasi NaOH yang paling tinggi yaitu 15%
dengan
waktu
pemasakan
yang
tinggi
menghasilkan kadar selulosa yang cenderung
menurun. Hal ini disebabkan oleh adanya
perlakuan awal yaitu hidrolisis bahan baku dengan
menggunkan asam nitrat (HNO3 5%) yang
menyebabkan terjadinya pemutusan selulosa
menjadi selulosa yang lebih stabil. Dengan adanya
penambahan konsentrasi menyebabkan ikatanikatan inti aromatik pada selulosa yang stabil
tersebut
terputus sehingga kadar selulosa
menurun. Konsentrasi Larutan terbaik diperoleh
pada konsentrasi larutan 10%. Pada konsentrasi
ini diperoleh pulp dengan kandungan selulosa
tertinggi (lihat Grafik 4.1) dan kandungan
ligninnya
menurun
seiiring
pertambahan
konsentrasi larutan (lihat Grafik 4.3).
K a n d u n g a n S e lu lo s a ( % )
Tabel 3.1 Hasil Analisa Bahan Baku
Jenis Analisa
Persentase (%)
Selulosa (%)
45 – 88
Abu (%)
3 - 14
Lignin (%)
11 – 19
didapat pada konsentrasi larutan 10% yaitu
sebesar 87,5%.
120
100
80
60
40
0
Pengaruh
Konsentrasi
Larutan
Terhadap Kandungan Selulosa
Dari grafik di bawah, terlihat bahwa
kandungan selulosa pulp akan meningkat seiring
dengan peningkatan konsentrasi NaOH sebagai
larutan pemasak. Terjadinya hal ini dikarenakan
jika semakin besar konsentrasi larutan maka
semakin banyak juga lignin yang terlarut. Dengan
semakin besarnya konsentrasi NaOH juga akan
mengontrol degradasi agar lebih mengarah ke
lignin. Namun, pada jangkauan konsentrasi
larutan pemasak 10-15 terlihat penurunan
kandungan selulosa pada pulp. Hal ini disebabkan
karena pada jangkauan konsentrasi ini selulosa
ikut terdegradasi Kandungan selulosa tertinggi
Jurnal Teknik Kimia, No. 3, Vol. 17, Agsutus 2010
10
15
20
Gambar 3.1. Pengaruh Konsentrasi
Larutan Terhadap Kandungan Selulosa
Pulp (20 gram bahan baku, 300 ml Larutan
Pemasak, Lama Pemasakan 90 Menit dan
Temperatur Pemasakan 100oC).
3.2.2
Pengaruh
Konsentrasi
Larutan
Terhadap Kandungan Lignin
Dari grafik di bawah dapat dilihat bahwa
dengan bertambahnya konsentrasi larutan
pemasak maka kandungan lignin yang terdapat
pada pulp akan berkurang. Hal ini terjadi karena
dengan bertambahnya konsentrasi larutan maka
kekuatan delignifikasi pada larutan pemasak akan
bertambah kuat. Dari grafik diperoleh kandungan
lignin terendah pada konsentrasi 15 % yaitu
sebesar 11.96%.
25
20
15
10
5
0
0
3.2.1.
5
Konsentrasi Larutan (%)
K a n d u n g a n L ig n in ( % )
dijadikan sebagai bahan baku pulp dapat dijadikan
tolak ukur. Berikut perbandingan komposisi kimia
kayu dan sabut kelapa muda.
5
10
15
20
Konsentrasi Larutan (%)
Gambar 3.2.
Pengaruh Konsentrasi
Larutan Terhadap Kandungan Lignin Pulp
(20 gram bahan baku, 300 ml Larutan
Pemasak, Lama Pemasakan 90 Menit dan
Temperatur Pemasakan 100oC).
3.3 Pengaruh Temperatur Pemasakan
Pada penelitian ini diperoleh waktu
pemasakan terbaik pada temperatur 100oC.
Diperoleh pulp dengan kandungan selulosa
tertinggi yaitu 87,50%. Terjadi penurunan
kandungan abu dan lignin yang disebabkan karena
terjadinya pemecahan makromolekul yang terlarut
dalam larutan pemasak.
47
Pengaruh Temperatur Pemasakan
Terhadap Kandungan Selulosa
90
88
86
84
3.4.1
82
80
70
80
90
100
110
120
130
Temperatur Pemasakan (oC)
Gambar 3.3.
Pengaruh Temperatur
Pemasakan Terhadap Kandungan Selulosa
Pulp (20 gram bahan baku, 300 ml Larutan
Pemasak, Lama Pemasakan 90 Menit dan
Konsentrasi Larutan 10%).
Pada grafik di atas terlihat bahwa pada
jangkauan temperatur 80 – 100oC kandungan
selulosa dari pulp yang dihasilkan meningkat.
Dapat dikatakan bahwa pada jangkauan
temperatur tersebut selulosa tidak terdegradasi
ataupun hanya sedikit terdegradasi. Pada
jangkauan temperatur 100 - 120oC, terlihat
penurunan kandungan selulosa pada pulp. Hal ini
disebabkan karena pada jangkauan temperatur ini
selulosa ikut terdegradasi.
3.3.2
Pengaruh Temperatur Pemasakan
Terhadap Kandungan Lignin
Dari grafik di bawah, diketahui bahwa
kandungan lignin pada pulp akan semakin
berkurang jika temperatur pemasakan dinaikkan.
Kenaikan temperatur menaikkan kemampuan
delignifikasi dari larutan pemasak sehingga lignin
yang terlarut ke dalam larutan pemasak semakin
banyak. Kandungan lignin terendah didapat pada
pulp dengan temperatur pemasakan 100oC yaitu
sebesar 11.96 %.
K a n d u n g a n L ig n in ( % )
3.4 Pengaruh Waktu Pemasakan
Pada penelitian ini diperoleh waktu
pemasakan terbaik yaitu 90 menit. Dihasilkan
pulp dengan kandungan selulosa tertinggi pada
kondisi ini yaitu sebesar 87,50%.
Pengaruh
Waktu
Pemasakan
Terhadap Kandungan Selulosa
Pada grafik di bawah terlihat bahwa
kandungan selulosa pada pulp meningkat pada
rentang waktu 60-90 menit. Hal ini disebabkan
oleh semakin banyaknya kandungan bahan baku
non selulosa yang larut dengan meningkatnya
waktu pemasakan. Namun, pada rentang waktu
pemasakan 90-120 menit terjadi penurunan
kandungan selulosa. Hal ini disebabkan karena
pada rentang ini semakin banyak bahan yang
terlarut dengan meningkatnya waktu pemasakan.
Kandungan selulosa tertinggi didapat pada lama
pemasakan 90 menit yaitu 87,50 %, sedangkan
kandungan selulosa terendah pada lama
pemasakan 30 menit yaitu 58,71%.
K a n d u n g a n S e lu lo s a ( % )
K a n d u n g a n S e lu lo s a ( % )
3.3.1
120
100
80
60
40
30
60
90
120
150
Waktu Pemasakan (menit)
Gambar 3.5. Pengaruh Waktu Pemasakan
Terhadap Kandungan Selulosa Pulp (20 gram
bahan baku, 300 ml Larutan Pemasak,
Konsentrasi Larutan 10% dan Temperatur
Pemasakan 100oC).
25
20
15
10
5
70
80
90
100
110
120
130
Temperatur Pemasakan (oC)
Gambar 3.4.
Pengaruh Temperatur
Pemasakan Terhadap Kandungan Lignin
Pulp (20 gram bahan baku, 300 ml Larutan
Pemasak, Lama Pemasakan 90 Menit dan
Konsentrasi Larutan 10%).
48
Jurnal Teknik Kimia, No. 3, Vol. 17, Agsutus 2010
K a n d u n g a n L ig n in ( % )
3.4.2
Pengaruh
Waktu
Pemasakan
Terhadap Kandungan Lignin
25
20
15
10
5
30
60
90
120
150
Waktu Pemasakan (menit)
Gambar 3.6.
Pengaruh Waktu Pemasakan
Terhadap Kandungan Lignin Pulp (20 gram
bahan baku, 300 ml Larutan Pemasak,
Konsentrasi Larutan 10% dan Temperatur
Pemasakan 100oC).
Dari grafik di bawah, diketahui bahwa
kandungan lignin pada pulp akan semakin
berkurang jika waktu pemasakan dinaikkan.
Waktu pemasakan yang tinggi akan menaikkan
kemampuan delignifikasi dari larutan pemasak
sehingga lignin yang terlarut ke dalam larutan
pemasak semakin banyak. Kandungan lignin
terendah didapat pada pulp dengan temperatur
pemasakan 120oC yaitu 15.01%.
V. DAFTAR PUSTAKA
Clark, J. 1978. Pulp and Paper Technology.
McGraw Hill Book Company. New
York.
Elyani. 1999. Pengetahuan Bahan Baku Kertas.
Balai Besar Selulosa Bandung.
Bandung.
Joedodibroto, R. 1981. Pemanfaatan Alang-alang
untuk Kertas. Balai Besar Selulosa.
Bandung
Ketaren, S, S dan B. Djatmiko. 1978. Daya Guna
Hasil Kelapa. Departemen Teknologi
Hasil Kelapa. Fatemena, IPB. Bogor .
Suhardiyono. 1998. Tanaman Kelapa Budidaya
dan Pemanfaatannya. Kanisius.
Sutrian, Y. 1992. Pengantar Anatomi Tumbuhtumbuhan. Rineka Cipta. Jakarta.
Jurnal Teknik Kimia, No. 3, Vol. 17, Agsutus 2010
49
DAN WAKTU PEMASAKAN PADA PEMBUATAN PULP
BERBAHAN BAKU SABUT KELAPA MUDA (DEGAN)
DENGAN PROSES SODA
H.Abdullah Saleh, , Meilina M. D. Pakpahan, Nowra Angelina
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Unsri
Abstrak
Telah diteliti pembuatan pulp berbahan baku sabut kelapa muda (degan) dengan proses soda
menggunakan larutan pemasak NaOH. Sabut kelapa muda (degan) memiliki kadar selulosa tinggi yang
menunjukkan potensi untuk dijadikan bahan baku pulp. Penelitian ini mengamati pengaruh variabel
konsentrasi larutan, temperatur, dan pemasakan terhadap pulp yang dihasilkan. Proses untuk mendapatkan
pulp diawali dengan perendaman dengan larutan asam (natrium nitrat) dan diakhiri dengan pemasakan
menggunakan larutan basa (natrium hidroksida). Hasil pemasakan berupa raw pulp dan black liquor. Proses
perendaman dilakukan pada konsentrasi 5% dengan pelarut asam nitrat untuk memtuskan selulosa menjadi
selulosa yang lebih stabil. Pemasakan dilakukan dengan tujuan untuk mendegradasi struktur selulosa dan
memecah struktur lignin. Variabel yang digunakan pada penelitian ini adalah konsentrasi pelarut 5 %, 10 %,
15 % NaOH, temperatur pemasakan 80oC, 100oC, 120oC, dan lamanya waktu pemasakan 60 menit, 90 menit,
120 menit. Hasil pulp dianalisa secara gravimetri untuk mendapatkan data selulosa, rendemen,lignin, dan
kandungan abu. Diperoleh hasil pulp terbaik secara kualitas pada konsentrasi pemasakan 10 % NaOH,
temperatur pemasakan 80oC dan waktu pemasakan 90 menit.
Kata kunci: pulp, sabut kelapa muda, proses soda
I.
1.1.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penggunaan kayu (biomass) sebagai
bahan baku untuk pembuatan pulp dari sumber
daya alam hutan telah dimanfaatkan secara
optimal untuk menunjang pemasukan devisa
negara. Peningkatan di bidang ekonomi dan
industri menyebabkan kebutuhan akan pulp dari
tahun ke tahun semakin meningkat. Pemakaian
bahan baku kayu yang umum sering digunakan
pada industri pulp tidak akan mampu bertahan
lama untuk seluruh kebutuhan yang menyebabkan
terjadinya krisis bahan baku. Peremajaan hutan
untuk mengantisipasi kekurangan bahan baku
kayu membutuhkan waktu yang cukup lama
sehingga diperlukan adanya bahan baku alternatif
yang murah dan tidak memberikan dampak yang
buruk terhadap lingkungan. Sangat sedikit sekali
penelitian tentang bahan baku untuk industri pulp
44
dan kertas yang dapat mengatasi keterbatasan
persediaan kayu.
Indonesia merupakan negara agraris yang
kaya akan hasil pertanian dan perkebunan, salah
satunya adalah kelapa muda (degan). Degan
memiliki kandungan serat selulosa yang cukup
besar. Karena belum ada penelitian mengenai
pembuatan pulp dari bahan baku degan ini, maka
peneliti mencoba untuk melakukan penelitian
dengan menggunakan bahan baku degan sebagai
bahan baku alternatif untuk pembuatan pulp.
Mengingat potensi sabut kelapa muda
(degan) yang besar untuk dijadikan pulp dan
belum adanya penelitian pembuatan pulp
berbahan baku sabut kelapa muda (degan) dengan
proses soda, maka dari itu, diteliti kemungkinan
pemanfaatan sabut kelapa muda ini sebagai bahan
baku pembuatan pulp dengan proses soda yang
ramah lingkungan.
Jurnal Teknik Kimia, No. 3, Vol. 17, Agsutus 2010
1.2.
Perumusan Masalah
Tidak diketahui proses pembuatan pulp
berbahan baku sabut kelapa muda dengan proses
soda.
1.3.
Tujuan Penelitian
Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi
larutan pemasak, temperatur dan waktu
pemasakan terhadap kualitas dan kuantitas pulp
pada pembuatan pulp dari sabut kelapa muda
dengan proses soda.
1.4.
1)
2)
3)
Hipotesa
Semakin tinggi konsentrasi larutan, maka
makin tinggi kandungan selulosa, dan
makin tinggi rendemen pulp.
Makin tinggi temperatur, maka semakin
sedikit kandungan selulosa dan rendemen
semakin sedikit.
Waktu pemasakan yang semakin lama
menyebabkan kandungan selulosa tinggi
dan rendemen pulp makin tinggi.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini dilakukan menggunakan
larutan pemasak NaOH. Ruang lingkup penelitian
ini meliputi :
1)
Bahan baku yang digunakan adalah sabut
kelapa muda (degan) yang diambil pada
bulan Juli 2008, jenis kelapa hibrida yang
berwarna hijau muda, yang diperoleh dari
penjual kelapa muda di daerah Kenten
Palembang.
2)
Jangkauan variabel pada penelitian ini
adalah konsentrasi pelarut: 5 %, 10 %, 15
%, temperatur pemasakan: 80oC, 100oC,
120oC, dan lamanya waktu pemasakan: 60
menit, 90 menit, 120 menit.
3)
Rasio berat larutan pemasak dan bahan
baku adalah 20 : 1. Sebelum pemasakan
dilakukan perendaman dengan larutan
natrium nitrat dengan konsentrasi tetap
yaitu 5%.
II.
2.1. Bahan yang Digunakan
a. Bahan baku : Serabut Kelapa Muda
b. Bahan pendukung :
NaOH
Asam Nitrat (HNO3) 5 %
Aquadest
Asam asetat (CH3COOH) 2N
Asam sulfat (H2SO4) 72%
2.2.
1.5.
1.6.
1)
2)
Manfaat Penelitian
Memberikan alternatif pemanfaatan sabut
kelapa
muda
(degan)
dengan
menjadikannya sebagai bahan baku pulp
dengan menggunakan proses soda.
Memberikan informasi bagi pembaca
mengenai pengaruh konsentrasi larutan
pemasak, temperatur dan waktu pemasakan
pada pembuatan pulp dengan proses soda.
Jurnal Teknik Kimia, No. 3, Vol. 17, Agsutus 2010
METODOLOGI PENELITIAN
Alat yang Digunakan
Neraca Analitis
Stopwatch
Oven / Pemanas Listrik
Pipet tetes
Hot Plate
Masker
Beker gelas
Sarung Tangan
Gelas Ukur
Saringan
Erlenmeyer
Cetakan Pulp
Waterbath
Spatula
Autoklaf
Corong
Magnetic Stirrer
Termometer
Eksikator
Blender
2.3.
Prosedur Penelitian
Prosedur Preparasi Bahan Baku
1) Serat sabut kelapa dipotong kecil-kecil
dengan alat pemotong 1 -2 cm.
2) serat sabut kelapa tersebut dicuci dengan air
sampai bersih dan dikeringkan dengan sinar
matahari.
3) Serat yang telah kering kemudian dihaluskan.
Serat sabut kelapa ditimbang sebanyak 20 gr
kemudian ditambahkan larutan HNO3 5 %
200 ml dan didiamkan selama 30 menit.
Setelah 30 menit, larutan disaring dan serat
yang tertinggal dicuci dengan air sampai
bebas asam.
Prosedur Penelitian
1) Sampel yang telah disaring dan bebas
asam dimasak dengan larutan pemasak
NaOH. Konsentrasi larutan pemasak (NaOH)
yang digunakan yaitu 5 %, 10 % dan 15%.
45
2)
3)
4)
5)
6)
Disiapkan larutan pemasak dengan
konsentrasi
yang
telah
ditentukan.
Perbandingan larutan pemasak dengan
bahan baku yang digunakan adalah 15 :1.
Erlemeyer ditutup dengan gabus lalu
dimasukkan ke dalam Autoclave. Kondisi
Autoclave diatur sesuai dengan temperatur
dan waktu pemasakan yang ditentukan
dengan variasi temperatur pemasakan 80oC,
100oC dan 120oC dengan lama pemasakan
60 menit, 90 menit dan120 menit.
Setelah proses pemasakan selesai, uap air
dikeluarkan dari Autoclave melalui katup
pengeluaran.
Kemudian
erlenmeyer
dikeluarkan dan didinginkan dalam air
hingga temperatur kamar.
Padatan (pulp) dipisahkan dari larutan
pemasak dengan saringan. Padatan dibilas
dengan aquadest sampai filtrat kelihatan
jernih.
Kemudian padatan dicetak dan dikeringkan
pada suhu ruangan sampai terbentuk pulp
kering. Selanjutnya padatan pulp ini siap
untuk dianalisa kualitasnya.
2.3.1. Analisa Kadar Air
1) Sampel ditimbang sebanyak 5 gram
2) Sampel kemudian dipanaskan dalam
oven pada suhu 105o C selama 1 jam.
3) Setelah itu dimasukkan ke dalam
eksikator dan ditimbang sampai
bobotnya tetap.
2.3.2. Analisa Kadar Abu
1) Sampel ditimbang sebanyak 5 gram
dalam cawan yang telah dipanaskan
sebelumnya pada suhu 25o C dan telah
diketahui berat keringnya.
2) Sampel dalam cawan dimasukkan
dalam furnace dan dipanaskan sampai
suhu 575o C selama 3-4 jam.
3) Kemudian dinginkan dalam eksikator
dan ditimbang sampai bobotnya tetap.
2.3.3. Analisa Kadar Selulosa
1) Kertas saring dipanaskan dalam oven
dengan temperatur 105o C, kemudian
ditimbang hingga beratnya tetap.
2) Pulp kering ditimbang seberat 3 gram
dan dipindahkan ke beker gelas 250
ml.
3) Pulp dibasahkan dengan 15 ml NaOH
17,5 % dan maserasi dengan pengaduk
selama 1 menit lalu ditambahkan 10 ml
46
4)
5)
6)
7)
8)
NaOH 17,5 % dan diaduk 15 detik dan
dibiarkan selama 3 menit.
Kemudian ditambahkan kembali 3x10
ml NaOH 17,5 % setiap 2,5 : 5 dan 7,5
menit dan dibiarkan pada 30 menit.
Setelah itu ditambah 100 ml aquadest
dan dibiarkan selama 30 menit.
Campuran dituangkan ke dalam corong
yang dilengkapi dengan kertas saring.
Endapan dicuci dengan 5x50 ml air
suling.
Kertas saring yang berisi endapan
dipindahkan ke beker gelas yang lain
dan endapan dicuci lagi dengan 400 ml
aquadest, ditambahkan asam asetat 2N
dan diaduk selama 5 menit.
Endapan dikeringkan dengan oven
105o C, kemudian didinginkan dalam
eksikator dan ditimbang hingga berat
tetap.
2.3.4. Analisa Kadar Lignin
1) Contoh pulp kering diimbang sebanyak
2 gram
2) Pulp kering dimasukkan ke dalam
beker gelas dan ditambahkan sedikit
demi sedikit dengan 40 ml asam sulfat
72 % sambil diaduk sampai semua
contoh terendam dan terdispersi.
3) Setelah terdispersi, beker gelas ditutup
dan temperatur dijaga pada 20o C
selama 2 jam kemudian ditambahkan
400 ml air ke dalam beker gelas.
4) Larutan dididihkan selama 4 jam
dalam beker.
5) Kemudian didiamkan sampai endapan
lignin mengendap kemudian disaring
untuk mendapatkan lignin.
6) Lignin dicuci dengan air panas lalu
dikeringkan di dalam oven pada 105o
C, tiap 15 menit didinginkan di dalam
eksikator dan ditimbang sampai berat
lignin tetap.
III.
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1
Analisa Bahan Baku
Untuk mengetahui apakah sabut kelapa
muda dapat dijadikan pulp atau tidak, maka sabut
kelapa tersebut perlu dianalisa terlebih dahulu
untuk mengetahui komposisi kimia atau
kandungan yang terdapat di dalam sabut kelapa
tersebut. Kayu sebagai bahan baku umum yang
Jurnal Teknik Kimia, No. 3, Vol. 17, Agsutus 2010
Dari hasil yang diperoleh diatas, bahan baku
sabut kelapa muda dapat diperhitungkan sebagai
bahan baku alternatif pembuatan pulp dari jenis
non kayu.
3.2 Pengaruh Konsentrasi Larutan
Dari data hasil analisa selulosa yang
dilakukan terhadap pulp menunjukkan bahwa
pada konsentrasi NaOH 5%-10% menghasilkan
kadar selulosa yang semakin menurun sejalan
dengan penambahan waktu. Sedangkan pada
konsentrasi NaOH yang paling tinggi yaitu 15%
dengan
waktu
pemasakan
yang
tinggi
menghasilkan kadar selulosa yang cenderung
menurun. Hal ini disebabkan oleh adanya
perlakuan awal yaitu hidrolisis bahan baku dengan
menggunkan asam nitrat (HNO3 5%) yang
menyebabkan terjadinya pemutusan selulosa
menjadi selulosa yang lebih stabil. Dengan adanya
penambahan konsentrasi menyebabkan ikatanikatan inti aromatik pada selulosa yang stabil
tersebut
terputus sehingga kadar selulosa
menurun. Konsentrasi Larutan terbaik diperoleh
pada konsentrasi larutan 10%. Pada konsentrasi
ini diperoleh pulp dengan kandungan selulosa
tertinggi (lihat Grafik 4.1) dan kandungan
ligninnya
menurun
seiiring
pertambahan
konsentrasi larutan (lihat Grafik 4.3).
K a n d u n g a n S e lu lo s a ( % )
Tabel 3.1 Hasil Analisa Bahan Baku
Jenis Analisa
Persentase (%)
Selulosa (%)
45 – 88
Abu (%)
3 - 14
Lignin (%)
11 – 19
didapat pada konsentrasi larutan 10% yaitu
sebesar 87,5%.
120
100
80
60
40
0
Pengaruh
Konsentrasi
Larutan
Terhadap Kandungan Selulosa
Dari grafik di bawah, terlihat bahwa
kandungan selulosa pulp akan meningkat seiring
dengan peningkatan konsentrasi NaOH sebagai
larutan pemasak. Terjadinya hal ini dikarenakan
jika semakin besar konsentrasi larutan maka
semakin banyak juga lignin yang terlarut. Dengan
semakin besarnya konsentrasi NaOH juga akan
mengontrol degradasi agar lebih mengarah ke
lignin. Namun, pada jangkauan konsentrasi
larutan pemasak 10-15 terlihat penurunan
kandungan selulosa pada pulp. Hal ini disebabkan
karena pada jangkauan konsentrasi ini selulosa
ikut terdegradasi Kandungan selulosa tertinggi
Jurnal Teknik Kimia, No. 3, Vol. 17, Agsutus 2010
10
15
20
Gambar 3.1. Pengaruh Konsentrasi
Larutan Terhadap Kandungan Selulosa
Pulp (20 gram bahan baku, 300 ml Larutan
Pemasak, Lama Pemasakan 90 Menit dan
Temperatur Pemasakan 100oC).
3.2.2
Pengaruh
Konsentrasi
Larutan
Terhadap Kandungan Lignin
Dari grafik di bawah dapat dilihat bahwa
dengan bertambahnya konsentrasi larutan
pemasak maka kandungan lignin yang terdapat
pada pulp akan berkurang. Hal ini terjadi karena
dengan bertambahnya konsentrasi larutan maka
kekuatan delignifikasi pada larutan pemasak akan
bertambah kuat. Dari grafik diperoleh kandungan
lignin terendah pada konsentrasi 15 % yaitu
sebesar 11.96%.
25
20
15
10
5
0
0
3.2.1.
5
Konsentrasi Larutan (%)
K a n d u n g a n L ig n in ( % )
dijadikan sebagai bahan baku pulp dapat dijadikan
tolak ukur. Berikut perbandingan komposisi kimia
kayu dan sabut kelapa muda.
5
10
15
20
Konsentrasi Larutan (%)
Gambar 3.2.
Pengaruh Konsentrasi
Larutan Terhadap Kandungan Lignin Pulp
(20 gram bahan baku, 300 ml Larutan
Pemasak, Lama Pemasakan 90 Menit dan
Temperatur Pemasakan 100oC).
3.3 Pengaruh Temperatur Pemasakan
Pada penelitian ini diperoleh waktu
pemasakan terbaik pada temperatur 100oC.
Diperoleh pulp dengan kandungan selulosa
tertinggi yaitu 87,50%. Terjadi penurunan
kandungan abu dan lignin yang disebabkan karena
terjadinya pemecahan makromolekul yang terlarut
dalam larutan pemasak.
47
Pengaruh Temperatur Pemasakan
Terhadap Kandungan Selulosa
90
88
86
84
3.4.1
82
80
70
80
90
100
110
120
130
Temperatur Pemasakan (oC)
Gambar 3.3.
Pengaruh Temperatur
Pemasakan Terhadap Kandungan Selulosa
Pulp (20 gram bahan baku, 300 ml Larutan
Pemasak, Lama Pemasakan 90 Menit dan
Konsentrasi Larutan 10%).
Pada grafik di atas terlihat bahwa pada
jangkauan temperatur 80 – 100oC kandungan
selulosa dari pulp yang dihasilkan meningkat.
Dapat dikatakan bahwa pada jangkauan
temperatur tersebut selulosa tidak terdegradasi
ataupun hanya sedikit terdegradasi. Pada
jangkauan temperatur 100 - 120oC, terlihat
penurunan kandungan selulosa pada pulp. Hal ini
disebabkan karena pada jangkauan temperatur ini
selulosa ikut terdegradasi.
3.3.2
Pengaruh Temperatur Pemasakan
Terhadap Kandungan Lignin
Dari grafik di bawah, diketahui bahwa
kandungan lignin pada pulp akan semakin
berkurang jika temperatur pemasakan dinaikkan.
Kenaikan temperatur menaikkan kemampuan
delignifikasi dari larutan pemasak sehingga lignin
yang terlarut ke dalam larutan pemasak semakin
banyak. Kandungan lignin terendah didapat pada
pulp dengan temperatur pemasakan 100oC yaitu
sebesar 11.96 %.
K a n d u n g a n L ig n in ( % )
3.4 Pengaruh Waktu Pemasakan
Pada penelitian ini diperoleh waktu
pemasakan terbaik yaitu 90 menit. Dihasilkan
pulp dengan kandungan selulosa tertinggi pada
kondisi ini yaitu sebesar 87,50%.
Pengaruh
Waktu
Pemasakan
Terhadap Kandungan Selulosa
Pada grafik di bawah terlihat bahwa
kandungan selulosa pada pulp meningkat pada
rentang waktu 60-90 menit. Hal ini disebabkan
oleh semakin banyaknya kandungan bahan baku
non selulosa yang larut dengan meningkatnya
waktu pemasakan. Namun, pada rentang waktu
pemasakan 90-120 menit terjadi penurunan
kandungan selulosa. Hal ini disebabkan karena
pada rentang ini semakin banyak bahan yang
terlarut dengan meningkatnya waktu pemasakan.
Kandungan selulosa tertinggi didapat pada lama
pemasakan 90 menit yaitu 87,50 %, sedangkan
kandungan selulosa terendah pada lama
pemasakan 30 menit yaitu 58,71%.
K a n d u n g a n S e lu lo s a ( % )
K a n d u n g a n S e lu lo s a ( % )
3.3.1
120
100
80
60
40
30
60
90
120
150
Waktu Pemasakan (menit)
Gambar 3.5. Pengaruh Waktu Pemasakan
Terhadap Kandungan Selulosa Pulp (20 gram
bahan baku, 300 ml Larutan Pemasak,
Konsentrasi Larutan 10% dan Temperatur
Pemasakan 100oC).
25
20
15
10
5
70
80
90
100
110
120
130
Temperatur Pemasakan (oC)
Gambar 3.4.
Pengaruh Temperatur
Pemasakan Terhadap Kandungan Lignin
Pulp (20 gram bahan baku, 300 ml Larutan
Pemasak, Lama Pemasakan 90 Menit dan
Konsentrasi Larutan 10%).
48
Jurnal Teknik Kimia, No. 3, Vol. 17, Agsutus 2010
K a n d u n g a n L ig n in ( % )
3.4.2
Pengaruh
Waktu
Pemasakan
Terhadap Kandungan Lignin
25
20
15
10
5
30
60
90
120
150
Waktu Pemasakan (menit)
Gambar 3.6.
Pengaruh Waktu Pemasakan
Terhadap Kandungan Lignin Pulp (20 gram
bahan baku, 300 ml Larutan Pemasak,
Konsentrasi Larutan 10% dan Temperatur
Pemasakan 100oC).
Dari grafik di bawah, diketahui bahwa
kandungan lignin pada pulp akan semakin
berkurang jika waktu pemasakan dinaikkan.
Waktu pemasakan yang tinggi akan menaikkan
kemampuan delignifikasi dari larutan pemasak
sehingga lignin yang terlarut ke dalam larutan
pemasak semakin banyak. Kandungan lignin
terendah didapat pada pulp dengan temperatur
pemasakan 120oC yaitu 15.01%.
V. DAFTAR PUSTAKA
Clark, J. 1978. Pulp and Paper Technology.
McGraw Hill Book Company. New
York.
Elyani. 1999. Pengetahuan Bahan Baku Kertas.
Balai Besar Selulosa Bandung.
Bandung.
Joedodibroto, R. 1981. Pemanfaatan Alang-alang
untuk Kertas. Balai Besar Selulosa.
Bandung
Ketaren, S, S dan B. Djatmiko. 1978. Daya Guna
Hasil Kelapa. Departemen Teknologi
Hasil Kelapa. Fatemena, IPB. Bogor .
Suhardiyono. 1998. Tanaman Kelapa Budidaya
dan Pemanfaatannya. Kanisius.
Sutrian, Y. 1992. Pengantar Anatomi Tumbuhtumbuhan. Rineka Cipta. Jakarta.
Jurnal Teknik Kimia, No. 3, Vol. 17, Agsutus 2010
49