Uji Perbandingan Komposisi Kertas Daur Ulang Berbahan Dasar Sampah Organik dan Anorganik
5
TINJAUAN PUSTAKA
Limbah Organik dan Limbah Anorganik
Sampah adalah semua buangan yang dihasilkan oleh aktivitas manusia dan
hewan yang berbentuk padat, lumpur (sludge), cair maupun gas yang dibuang karena
tidak dibutuhkan atau tidak diinginkan lagi. Walaupun dianggap sudah tidak berguna
dan tidak dikehendaki, namun bahan tersebut kadang-kadang masih dapat
dimanfaatkan kembali dan dijadikan bahan baku (Damanhuri dan Padmi, 2010).
Sampah dapat didefinisikan pula sebagai limbah yang bersifat padat terdiri
atas zat organik dan zat anorganik yang dianggap tidak berguna lagi dan harus
dikelola
agar
tidak
membahayakan
lingkungan
dan
melindungi
investasi
pembangunan. Sampah umumnya dalam bentuk sisa makanan (sampah dapur), daundaunan, ranting pohon, kertas/karton, plastik, kain bekas, kaleng-kaleng, debu sisa
penyapuan, dsb (SNI, 2002).
Secara garis besar, sampah dibedakan menjadi dua kelompok yaitu sampah
organik dan anorganik.Sampah anorganik bisa didaur ulang menjadi biji plastik
sedangkan sampah organik dapat diolah menjadi kompos. Dengan cara seperti ini,
sampah tidak akan menjadi suatu permasalahan dan tentunya lingkungan pun dapat
menjadi bersih, nyaman dan sehat (Simamora dan Salundik, 2006).
1. Sampah Organik
Sampah organik merupakan sampah yangdihasilkan dari bahan-bahan hayati
yang dapat didegradasi oleh mikroba atau bersifat biodegradable. Sampah ini dengan
mudah dapat diuraikan melalui proses alami. Sampah rumah tangga sebagian besar
Universitas Sumatera Utara
6
merupakan sampah organik.Termasuk sampah organik, misalnya sampah dari dapur,
sisa-sisa makanan, pembukus (selain kertas, karet, dan plastik), tepung sayuran, kulit
buah, daun, dan ranting (Basriyanta, 2007).
1.1.Limbah Kertas
Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang diproduksi dengan
mengompresi serat. Serat yang digunakan biasanya adalah serat alami, dan
mengandung selulosa. Di negara maju kertas merupakan komponen sampah yang
paling banyak dijumpai. Bersama dengan wadah karton gelombang serta boxboard,
jumlahnya sekitar 25-40% berat. Beberapa jenis kertas yang dijumpai dalam sampah
yaitu: Kertas campuran adalah kertas beraneka ragam dengan kualitas yang
bervariasi, seperti majalah, buku, arsip kantor, karton, kertas pembungkus, karton
bergelombang, kertas kraft putih maupun berwarna yang belum dicetak, serta kertas
koran/surat kabar. Masing-masing mempunyai tingkat kualitas tertentu, tergantung
pada jenis serat, sumber, homogenitas, cetakan yang ada, karakteristik fisik, dan
kimia. Kertas berkualitas tinggi, seperti kertas komputer, kertas kantor, mempunyai
serat panjang dengan persentase tinggi. Persentase jenis kertas bekas yang biasa
dijumpai di Amerika Serikat adalah: kertas koran: 17,7%; buku dan majalah: 8,7%;
cetakan komersial: 6,4%; kertas kantor: 10,1%; paperboard lain: 10,1%; packaging
kertas: 7,8%; paper non-packaging lain: 10,6%; tissu dan pembersih: 5,9%; bahan
corrugated: 22,7% (Abraham, 2015; Hadi, 2008).
Universitas Sumatera Utara
7
1.2. Sawi (Brassica juncea L.)
Sawi (Brassica juncea L.) masih satu famili dengan kubis-krop, kubis bunga,
brokoli dan lobak atau rades, yakni famili cruciferae (brassicaceae) oleh karena itu
sifat morfologis tanamannya hampir sama, terutama pada sistem perakaran, struktur
batang, bunga, buah (polong) maupun bijinya.
Dalam kingdom Plantae, sawi memiliki kedudukan sebagai berikut:
Kingdom
: Plantae
Divisio
: Magnoliophyta
Kelas
: Magnoliophyta
Ordo
: Capparales
Familia
: Brassicaceae
Genus
: Brassica
Spesies
: Brassica juncea L.
(Rukmana, 2002).
Batang sawi pendek sekali dan beruas-ruas sehingga hampir tidak
kelihatan.Batang ini berfungsi sebagai alat pembentuk dan penopang daun
(Rukmana, 2002).Sawi berdaun lonjong, halus, tidak berbulu dan tidak berkrop.Pada
umumnya pola pertumbuhan daunnya berserak (roset) hingga sukar membentuk
krop (Sunarjono, 2013).
Universitas Sumatera Utara
8
Tabel 1. Kandungan gizi untuk setiap 100 gr sawi
No
Komposisi
1
Protein (g)
2
Lemak (g)
3
Karbohidrat (g)
4
Kalsium (mg)
5
Fosfor (mg)
6
Besi (mg)
7
Vitamin A (mg)
8
Vitamin B (mg)
9
Vitamin C (mg)
10
Energi (kal)
11
Serat (g)
12
Air (g)
13
Natrium (mg)
(Direktorat Gizi Departemen Kesehatan RI, 2012).
Jumlah
2,3
0,4
4,0
220,0
38,0
2,9
1940,0
0,1
102,0
22,0
0,7
92,2
20,0
1.3. Mangga (Mangifera indica L.)
Dalam taksonomi tanaman mangga diklasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom
: Plantae
Diviso
: Spermatophyta
Kelas
: Dicotyledoneae
Ordo
: Sapindales
Famili
: Anacardiaceae
Genus
: Mangifera
Spesies
: Mangifera indica L.
(Safitri, 2012).
Daun mangga terdiri atas dua bagian yaitu tangkai daun dan badan daun.
Badan daun bertulang tulang dan berurat-urat antara tulang daun dan urat tertutup
Universitas Sumatera Utara
9
daging daun. Daun mangga diselimuti oleh kulit tipis yang tidak mudah terlihat oleh
mata telanjang yang dinamakan kulit ari, di kulit ari ini terletak mulut daun atau
stomata (Rohmaningtyas, 2010).
Tabel 2. Komposisi kandungan pakan daun mangga
Komponen
Nilai
Bahan Kering
89,17 %
Protein Kasar
172,4 g/Kg
Serat Kasar
189,7 g/Kg
Ekstrak eter
38,9 g/Kg
Abu
171,4 g/Kg
Energi
8,75 MJ/Kg
Kelembaban
(Jegede dkk., 2006; Mdidea, 2015).
78,2%
1.4.Pisang (Musa paradisiaca L.)
Kedudukan tanaman pisang dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan adalah
sebagai berikut :
Divisi
: Spermatophyta
Sub Devisi
: Angiospermae
Kelas
: Monocotyledonae
Famili
: Musaceae
Genus
: Musa
Spesies
: Musa paradisiaca L.
(Tjitrosoepomo, 2000).
Tanaman pisang termasuk dalam golongan terna monokotil tahunan
berbentuk pohon yang tersusun atas batang semu. Batang semu ini merupakan
Universitas Sumatera Utara
10
tumpukan pelepah daun yang tersusun secara rapat teratur. Percabangan tanaman
bertipe simpodial dengan meristem ujung memanjang dan membentuk bunga lalu
buah. Bagian bawah batang pisang menggembung berupa umbi yang disebut
bonggol. Pucuk lateral (sucker) muncul dari kuncup pada bonggol yang selanjutnya
tumbuh menjadi tanaman pisang.Buah pisang umumnya tidak berbiji atau bersifat
partenokarpi.
Pisang mempunyai batang semu yang tersusun atas tumpukan pelepah daun
yang tumbuh dari batang bawah tanah sehingga mencapai ketebalan 20-50 cm. Daun
yang paling muda terbentuk dibagian tengah tanaman, keluarnya menggulung, dan
terus tumbuh memanjang, kemudian secara progresif membuka. Helaian daun
bentuknya lanset memanjang, mudah koyak, panjang 1,5-3 m, dan lebar 30-70 cm.
permukaan bawah berlilin, tulang tengah penopang jelas disertai tulang daun yang
nyata, tersusun sejajar dan menyirip, warnanya hijau (Pereira dkk., 2015).
Tanaman pisang tidak hanya menyediakan buah pisang tapi juga menawarkan
serat pisang. Semua varietas pisang diketahui banyak mengandung serat. Serat
pisang ditandai sebagai serat semut dan terkenal sebagai sumber serat yang baik di
negara-negara seperti Nepal, Jepang, Filipina, Paraguay dan India. Serat pisang
terdapat disemua bagian tanaman pisang: daun, pseudostem, biji, buah dan kulit buah
(Prabhu, 2014).
Universitas Sumatera Utara
11
Tabel 3. Komposisi serat daun pisang
Sisal
Density
(g/cm-3)
1.5
Cellulose Hemicellulose Lignin
(wt.%)
(wt.%)
(wt.%)
74-75
10-13.9
7.6-7.9
Ashes
(wt.%)
0.4
CI
(%)
72.2
Banana
1.5
60-65
6-8
5-10
1.2
39
Abaca
1.5
56-63
20-25
7.9
-
68.7
Raffia
-
44.6
13.5
2.7
-
64
Pineapple 0.8-1.6
83
-
12
-
38
Curauá
1.4
70.7
21.1
7.5
0.8
75.6
Piassava
28,6
31.6
-
48.4
-
-
Fiber type
Leaf
(Pereira dkk, 2015).
2. Sampah Anorganik
Sampah anorganik merupakan sampah yang dihasilkan dari bahan-bahan
non-hayati, baik berupa produk sintetik maupun hasil proses teknologi pengolahan
bahan tambang. Sampah anorganik dibedakan menjadi: sampah logam dan produkproduk olahannya, sampah plastik, sampah kaca dan keramik, serta sampah detergen.
Sebagian besar sampah organik tidak dapat diurai oleh alam atau mikroorganisme
secara keseluruhan (unbiodegradable). Sementara, sebagian lainnya hanya dapat
diuraikan dalam waktu yang lama (Basriyanta, 2007).
2.1.Sampah Plastik
Plastik adalah salah satu jenis makromolekul yang dibentuk dengan proses
polimerisasi. Polimerisasi adalah proses penggabungan beberapa molekul sederhana
(monomer) melalui proses kimia menjadi molekul besar (makromolekul atau
polimer). Plastik merupakan senyawa polimer yang unsur penyusun utamanya adalah
Universitas Sumatera Utara
12
Karbon dan Hidrogen. Untuk membuat plastik, salah satu bahan baku yang sering
digunakan adalah Naphta, yaitu bahan yang dihasilkan dari penyulingan minyak
bumi atau gas alam. Sebagai gambaran, untuk membuat 1 kg plastik memerlukan
1,75 kg minyak bumi, untuk memenuhi kebutuhan bahan bakunya maupun
kebutuhan energi prosesnya (Surono, 2014).
Pulp
Secara umum prinsip pembuatan pulp merupakan proses pemisahan selulosa
dari senyawa-senyawa yang terkandung di dalam kayu, salah satunya lignin.
Menurut Ningsih (2012), proses pembuatan pulp dapat menggunakan bahan baku
non kayu, salah satunya yaitu limbah pertanian kulit jagung. Sanastri (2014),
menyatakan bahwa kertas seni (art paper) berbeda dengan kertas pada umumnya.
Kertas seni agak kasar dan seratnya terlihat sehingga menghasilkan tekstur yang
tidak merata hal tersebut menjadikan kertas menjadi lebih menarik untuk dibuat
hiasan dengan berbagai bentuk.
1. Kertas Daur Ulang
Pengecilan ukuran adalah proses penghancuran atau pemotongan suatu
bentuk padatan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil oleh gaya mekanik. Ada
empat yang sering digunakan pada mesin-mesin pengecilan ukuran, cara itu adalah
kompresi, pukulan, atrisi, dan pemotongan. Pada umumnya, kompresi digunakan
pada pengecilan ukuran padatan yang keras, pukulan digunakan untuk bahan padatan
yang kasar, setengah kasar, dan halus. Atrisi digunakan untuk memperoleh
produk-produk yang sangat halus, sedangkan pemotongan untuk menghasilkan
Universitas Sumatera Utara
13
produk dengan bentuk dan ukuran tertentu, halus atau kasar. Tujuan pengecilan
ukuran produk adalah :
1. Mempermudah ekstraksi unsur tertentu dan struktur komposisi.
2. Penyesuaian dengan kebutuhan spesifikasi produk atau mendapatkan bentuk
tertentu.
3. Untuk menambah luas permukaan padatan.
4. Mempermudah pencampuran bahan secara merata.
(Listiarsi, 2013).
Salah satu kendala dalam proses daur ulang kertas yang sangat berpengaruh
adalah tingkat kecepatan putaran pada campuran kertas dan air menjadi bubur kertas
(pulp) yang akan dicetak menjadi kertas. Bila bubur kertas (pulp) memiliki tingkat
pencampuran kertas dan air yang rendah, maka kertas yang dihasilkan pada proses
daur ulang kertas ini tidak dapat dipergunakan sehingga menyebabkan kualitas hasil
produksi yang kurang optimal. Oleh karena itu diperlukan suatu alat pengendali
kecepatan mixing pada plant daur ulang kertas berbasis microcontroller ATMEL –
ATmega 8535 untuk menjaga mixing kertas dan air agar menjadi bubur kertas (pulp)
dan memiliki tingkat pengadukan yang halus sehingga menghasilkan kertas yang
dapat dipergunakan kembali (Anthony, 2014).
Pembuatan kertas seni memiliki nilai potensial yang cukup tinggi, hal ini
didukung oleh beranekaragamnya tanaman yang dapat dijadikan bahan baku
pembuatan kertas seni. Bahan tambahan yang digunakan untuk membuat kertas seni
yaitu larutan pemasak (NaOH), perekat (lem PVAc). Sucipto (2009), menjelaskan
Universitas Sumatera Utara
14
bahwa pada pembuatan kertas seni penambahan larutan NaOH berfungsi untuk
melarutkan lignin saat proses pembuburan (pulping) sehingga mempercepat proses
pemisahan dan pemutusan serat. Menurut Fajriani (2010), pada pembuatan kertas
seni untuk mengikat komponen antar serat pada proses pembentukan lembaran
diperlukan penambahan bahan perekat sehingga serat dapat membentuk lembaran
kertas yang kuat. Pada penelitian ini bahan perekat yang digunakan adalah perekat
PVAc (Polyvinyl acetate).
Pengujian Kertas
Ada beberapa kriteria yang harus dimiliki kertas, agar kertas dapat
dipublikasikan sesuai standar. Dan untuk mengetahui apakah kertas tersebut baik
atau tidak maka, dilakukan pengujian kertas. Pada penelitian ini, acuan standar kertas
yang diambil ialah Standar Nasional Indonesia (SNI). Standar Nasional Indonesia
(SNI) mutu kertas dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Standar mutu karton duplex
Pengujian
Nilai
Gramatur
225 g/m2 - 500 g/m2
Ketahanan Sobek
5 Nm2/kg
Indeks Sobek, min
4,40 Nm2/kg
Kekakuan
68gf.cm - 350 gf.cm
Ketahanan Tarik, min
2,0 kN/m
Indeks Tarik, min
20 Nm/g
Daya Serap Air, maks
20-40 g/m2
(BSNI, 2008).
Acuan
SNI 0123-2008
1. Gramatur
Gramatur kertas adalah besaran berat kertas persatuan luas dalam satuan
gram per meter persegi. Satuan metrik untuk gramatur kertas adalah gram per meter
persegi (bahasa Inggris “gram per square meter”) dengan simbol g/m2. Dalam
Universitas Sumatera Utara
15
industri kertas simbol satuan g/m2 ini biasa ditulis dengan simbol “gsm” yaitu
singkatan dari “gram per square meter”. Perlu diketahui bahwa gsm bukan simbol
satuan resmi, hanya digunakan dalam industri kertas dan industri tekstil.Untuk kertas
sejenis, semakin besar angka gramatur kertas semakin tebal kertas tersebut.
1. Gramatur 60 gsm, 70 gsm, 80 gsm, 100 gsm
Kertas gramatur 60 gsm, 70 gsm, 80 gsm, 100 gsm biasanya dari jenis HVS
dan HPL. Kertas HVS seringkali disebut kertas kantor atau kertas stasioneri (kertas
tulis) karena banyak digunakan untuk menulis, mencetak, atau mengkopi dokumen.
Kertas HVS dengan gramatur ini biasanya digunakan sebagai bahan isi buku,
amplop, kertas fotokopi, kertas cetakan komputer, dan lain sebagainya.
2. Gramatur 120 – 160 gsm
Kertas dengan gramatur 120 – 150 gsm biasanya dari jenis art paper (120
gsm, 150 gsm), matte paper (120, 150 gsm), condorde (120 gsm), coronado (118
gsm), dan briefcard (150 gsm, 160 gsm). Kertas gramatur ini umumnya digunakan
untuk majalah, brosur, bahan cetakan, dan lain sebagainya.
3. Gramatur 190 – 260 gsm
Kertas dengan gramatur 190 – 260 gsm biasanya dari jenis art carton (210
gsm, 230 gsm, 260 gsm), brief card (210 gsm), coronado (216 gsm), concorde (220
gsm), dan blues white (250 gsm). Kertas dengan gramatur ini sering digunakan untuk
bahan map, undangan, cover buku, sertifikat, kartu nama, poster, dan lain
sebagainya.
Universitas Sumatera Utara
16
4. Gramatur 270 – 310 gsm
Kertas dengan gramatur 270 – 310 gsm biasanya dari jenis coronado (270
gsm), dan art carton (310 gsm). Kertas dengan gramatur ini sering digunakan untuk
bahan map, undangan, kartu nama, poster, dan lain sebagainya (BSNI, 2006).
2. Kekuatan tarik (tensile strength, ultimate tensile strength)
Kekuatan tarik (tensile strength, ultimate tensile strength) adalah tegangan
maksimum yang bisa ditahan oleh sebuah bahan ketika diregangkan atau ditarik,
sebelum bahan tersebut patah. Kekuatan tarik adalah kebalikan dari kekuatan tekan,
dan nilainya bisa berbeda.
Beberapa bahan dapat patah begitu saja tanpa mengalami deformasi, yang
berarti benda tersebut bersifat rapuh atau getas (brittle). Bahan lainnya akan
meregang dan mengalami deformasi sebelum patah, yang disebut dengan benda
elastis (ductile).
Kekuatan tarik umumnya dapat dicari dengan melakukan uji tarik dan
mencatat perubahan regangan dan tegangan. Titik tertinggi dari kurva teganganregangan disebut dengan kekuatan tarik maksimum (ultimate tensile strength).
Nilainya tidak bergantung pada ukuran bahan, melainkan karena faktor jenis bahan.
Faktor yang dapat mempengaruhi seperti keberadaan zat pengotor dalam bahan,
temperatur dan kelembaban lingkungan pengujian, dan penyiapan spesimen.
Faktor lainnya yang dapat mempengaruhi kekuatan tarik antara lain jumlah
dan kualitas ikatan. Selain itu panjang serat juga memiliki peran penting dalam
meningkatkan kekuatan tarik. Karena kekuatan tarik sangat dibutuhkan untuk
Universitas Sumatera Utara
17
beberapa jenis kertas. Diantaranya adalah kertas pembungkus dan kertas kantong.
Ketahanan tarik merupakan cerminan dari struktur ikatan serat pada suatu lembaran.
Sedangkan jika kandungan fines yang tinggi cenderung menurunkan ketahanan tarik
lembaran, dikarenakan jalinan atau ikatan antar serat semakin berkurang
(Widiastono dan Zen, 2007).
Dimensi dari kekuatan tarik adalah gaya per satuan luas. Dalam satuan SI,
digunakan pascal (Pa) dan kelipatannya (seperti MPa, megapascal).Pascal ekuivalen
dengan Newton per meter persegi (N/m²).Satuan imperial diantaranya pound-gaya
per inci persegi (lbf/in² atau psi), atau kilo-pound per inci persegi (ksi, kpsi).
Kekuatan tarik umumnya digunakan dalam mendesain bagian dari suatu
struktur yang bersifat ductile dan brittle yang bersifat tidak statis, dalam arti selalu
menerima gaya dalam jumlah besar, meski benda tersebut tidak bergerak. Kekuatan
tarik juga digunakan dalam mengetahui jenis bahan yang belum diketahui, misal
dalam forensik dan paleontologi. Kekerasan bahan memiliki hubungan dengan
kekuatan tarik. Pengujian kekerasan bahan salah satunya adalah metode Rockwell
yang bersifat non-destruktif, yang dapat digunakan ketika uji kekuatan tarik tidak
dapat dilakukan karena bersifat destruktif. Pengujian kekuatan tarik ini sudah
dilakuan oleh Ika Atsari Dewi, Susinggih Wijana, Nur Lailatul Rahmah, Erwin
Sugiarto, dan Arie Febrianto Mulyadi dalam penelitian Ketahanan Tarik Kertas Seni
dari Serat Pelepah Nipah (Nypa
fruticans) (Kajian Proporsi Bahan Baku dan
Perekat).
Universitas Sumatera Utara
18
3. Uji Penyerapan Kertas Terhadap Air
Daya serap kertas adalah tingkat penyerapan cairan kertas dengan
menggunakan prinsip gravimetrik. Daya serap diukur dengan menurunkan volume
cairan yang ditetapkan ke permukaan sampel dan perhitungan waktu yang
dibutuhkan selamapenyerapan cairan dicatat dalam hitungan detik
(Mahale dan Goswami-Giri, 2015).
SNI 0499:2008 ini merupakan revisi SNI 14-0499-1989, menetapkan cara uji
daya serap air pada kertas dan karton menurut metode Cobb. Standar ini tidak
berlaku untuk kertas bergramatur dibawah 50 g/m2, kertas emboss, kertas porous
seperti koran atau kertas tanpa proses pendarihan (unsized) seperti kertas penyerap.
Standar ini tidak berlaku untuk mengevaluasi sifat kertas tulis (BSNI, 2008).
4. Ketahanan Sobek
Ketahanan sobek adalah gaya dalam satuan gram gaya (gf) atau miliNewton
(mN) yang diperlukan untuk menyobek kertas pada kondisi standar (SNI 14-00911998). Sedangkan Indeks sobek lembaran kertas merupakan hasil bagi dari ketahanan
sobek dengan gramatur. Kekuatan sobek lebih dipengaruhi oleh panjang serat.
Ketahanan sobek sangat dipengaruhi terutama oleh panjang serat, selain itu
dipengaruhi juga oleh ikatan antar serat, gramatur, dan fleksibilitas lembaran. Ikatan
antar serat hanya meningkatkan kekuatan sobek sampai tingkat tertentu. Peningkatan
kekuatan tarik dan retak akan diikuti oleh penurunan kekuatan sobek. Menurut SII
0830 – 83 standar kekuatan sobek sebesar 5 Nm2/kg untuk pulp kraft putih kayu
daun lebar (Sugiarto dkk., 2012).
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Limbah Organik dan Limbah Anorganik
Sampah adalah semua buangan yang dihasilkan oleh aktivitas manusia dan
hewan yang berbentuk padat, lumpur (sludge), cair maupun gas yang dibuang karena
tidak dibutuhkan atau tidak diinginkan lagi. Walaupun dianggap sudah tidak berguna
dan tidak dikehendaki, namun bahan tersebut kadang-kadang masih dapat
dimanfaatkan kembali dan dijadikan bahan baku (Damanhuri dan Padmi, 2010).
Sampah dapat didefinisikan pula sebagai limbah yang bersifat padat terdiri
atas zat organik dan zat anorganik yang dianggap tidak berguna lagi dan harus
dikelola
agar
tidak
membahayakan
lingkungan
dan
melindungi
investasi
pembangunan. Sampah umumnya dalam bentuk sisa makanan (sampah dapur), daundaunan, ranting pohon, kertas/karton, plastik, kain bekas, kaleng-kaleng, debu sisa
penyapuan, dsb (SNI, 2002).
Secara garis besar, sampah dibedakan menjadi dua kelompok yaitu sampah
organik dan anorganik.Sampah anorganik bisa didaur ulang menjadi biji plastik
sedangkan sampah organik dapat diolah menjadi kompos. Dengan cara seperti ini,
sampah tidak akan menjadi suatu permasalahan dan tentunya lingkungan pun dapat
menjadi bersih, nyaman dan sehat (Simamora dan Salundik, 2006).
1. Sampah Organik
Sampah organik merupakan sampah yangdihasilkan dari bahan-bahan hayati
yang dapat didegradasi oleh mikroba atau bersifat biodegradable. Sampah ini dengan
mudah dapat diuraikan melalui proses alami. Sampah rumah tangga sebagian besar
Universitas Sumatera Utara
6
merupakan sampah organik.Termasuk sampah organik, misalnya sampah dari dapur,
sisa-sisa makanan, pembukus (selain kertas, karet, dan plastik), tepung sayuran, kulit
buah, daun, dan ranting (Basriyanta, 2007).
1.1.Limbah Kertas
Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang diproduksi dengan
mengompresi serat. Serat yang digunakan biasanya adalah serat alami, dan
mengandung selulosa. Di negara maju kertas merupakan komponen sampah yang
paling banyak dijumpai. Bersama dengan wadah karton gelombang serta boxboard,
jumlahnya sekitar 25-40% berat. Beberapa jenis kertas yang dijumpai dalam sampah
yaitu: Kertas campuran adalah kertas beraneka ragam dengan kualitas yang
bervariasi, seperti majalah, buku, arsip kantor, karton, kertas pembungkus, karton
bergelombang, kertas kraft putih maupun berwarna yang belum dicetak, serta kertas
koran/surat kabar. Masing-masing mempunyai tingkat kualitas tertentu, tergantung
pada jenis serat, sumber, homogenitas, cetakan yang ada, karakteristik fisik, dan
kimia. Kertas berkualitas tinggi, seperti kertas komputer, kertas kantor, mempunyai
serat panjang dengan persentase tinggi. Persentase jenis kertas bekas yang biasa
dijumpai di Amerika Serikat adalah: kertas koran: 17,7%; buku dan majalah: 8,7%;
cetakan komersial: 6,4%; kertas kantor: 10,1%; paperboard lain: 10,1%; packaging
kertas: 7,8%; paper non-packaging lain: 10,6%; tissu dan pembersih: 5,9%; bahan
corrugated: 22,7% (Abraham, 2015; Hadi, 2008).
Universitas Sumatera Utara
7
1.2. Sawi (Brassica juncea L.)
Sawi (Brassica juncea L.) masih satu famili dengan kubis-krop, kubis bunga,
brokoli dan lobak atau rades, yakni famili cruciferae (brassicaceae) oleh karena itu
sifat morfologis tanamannya hampir sama, terutama pada sistem perakaran, struktur
batang, bunga, buah (polong) maupun bijinya.
Dalam kingdom Plantae, sawi memiliki kedudukan sebagai berikut:
Kingdom
: Plantae
Divisio
: Magnoliophyta
Kelas
: Magnoliophyta
Ordo
: Capparales
Familia
: Brassicaceae
Genus
: Brassica
Spesies
: Brassica juncea L.
(Rukmana, 2002).
Batang sawi pendek sekali dan beruas-ruas sehingga hampir tidak
kelihatan.Batang ini berfungsi sebagai alat pembentuk dan penopang daun
(Rukmana, 2002).Sawi berdaun lonjong, halus, tidak berbulu dan tidak berkrop.Pada
umumnya pola pertumbuhan daunnya berserak (roset) hingga sukar membentuk
krop (Sunarjono, 2013).
Universitas Sumatera Utara
8
Tabel 1. Kandungan gizi untuk setiap 100 gr sawi
No
Komposisi
1
Protein (g)
2
Lemak (g)
3
Karbohidrat (g)
4
Kalsium (mg)
5
Fosfor (mg)
6
Besi (mg)
7
Vitamin A (mg)
8
Vitamin B (mg)
9
Vitamin C (mg)
10
Energi (kal)
11
Serat (g)
12
Air (g)
13
Natrium (mg)
(Direktorat Gizi Departemen Kesehatan RI, 2012).
Jumlah
2,3
0,4
4,0
220,0
38,0
2,9
1940,0
0,1
102,0
22,0
0,7
92,2
20,0
1.3. Mangga (Mangifera indica L.)
Dalam taksonomi tanaman mangga diklasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom
: Plantae
Diviso
: Spermatophyta
Kelas
: Dicotyledoneae
Ordo
: Sapindales
Famili
: Anacardiaceae
Genus
: Mangifera
Spesies
: Mangifera indica L.
(Safitri, 2012).
Daun mangga terdiri atas dua bagian yaitu tangkai daun dan badan daun.
Badan daun bertulang tulang dan berurat-urat antara tulang daun dan urat tertutup
Universitas Sumatera Utara
9
daging daun. Daun mangga diselimuti oleh kulit tipis yang tidak mudah terlihat oleh
mata telanjang yang dinamakan kulit ari, di kulit ari ini terletak mulut daun atau
stomata (Rohmaningtyas, 2010).
Tabel 2. Komposisi kandungan pakan daun mangga
Komponen
Nilai
Bahan Kering
89,17 %
Protein Kasar
172,4 g/Kg
Serat Kasar
189,7 g/Kg
Ekstrak eter
38,9 g/Kg
Abu
171,4 g/Kg
Energi
8,75 MJ/Kg
Kelembaban
(Jegede dkk., 2006; Mdidea, 2015).
78,2%
1.4.Pisang (Musa paradisiaca L.)
Kedudukan tanaman pisang dalam sistematika (taksonomi) tumbuhan adalah
sebagai berikut :
Divisi
: Spermatophyta
Sub Devisi
: Angiospermae
Kelas
: Monocotyledonae
Famili
: Musaceae
Genus
: Musa
Spesies
: Musa paradisiaca L.
(Tjitrosoepomo, 2000).
Tanaman pisang termasuk dalam golongan terna monokotil tahunan
berbentuk pohon yang tersusun atas batang semu. Batang semu ini merupakan
Universitas Sumatera Utara
10
tumpukan pelepah daun yang tersusun secara rapat teratur. Percabangan tanaman
bertipe simpodial dengan meristem ujung memanjang dan membentuk bunga lalu
buah. Bagian bawah batang pisang menggembung berupa umbi yang disebut
bonggol. Pucuk lateral (sucker) muncul dari kuncup pada bonggol yang selanjutnya
tumbuh menjadi tanaman pisang.Buah pisang umumnya tidak berbiji atau bersifat
partenokarpi.
Pisang mempunyai batang semu yang tersusun atas tumpukan pelepah daun
yang tumbuh dari batang bawah tanah sehingga mencapai ketebalan 20-50 cm. Daun
yang paling muda terbentuk dibagian tengah tanaman, keluarnya menggulung, dan
terus tumbuh memanjang, kemudian secara progresif membuka. Helaian daun
bentuknya lanset memanjang, mudah koyak, panjang 1,5-3 m, dan lebar 30-70 cm.
permukaan bawah berlilin, tulang tengah penopang jelas disertai tulang daun yang
nyata, tersusun sejajar dan menyirip, warnanya hijau (Pereira dkk., 2015).
Tanaman pisang tidak hanya menyediakan buah pisang tapi juga menawarkan
serat pisang. Semua varietas pisang diketahui banyak mengandung serat. Serat
pisang ditandai sebagai serat semut dan terkenal sebagai sumber serat yang baik di
negara-negara seperti Nepal, Jepang, Filipina, Paraguay dan India. Serat pisang
terdapat disemua bagian tanaman pisang: daun, pseudostem, biji, buah dan kulit buah
(Prabhu, 2014).
Universitas Sumatera Utara
11
Tabel 3. Komposisi serat daun pisang
Sisal
Density
(g/cm-3)
1.5
Cellulose Hemicellulose Lignin
(wt.%)
(wt.%)
(wt.%)
74-75
10-13.9
7.6-7.9
Ashes
(wt.%)
0.4
CI
(%)
72.2
Banana
1.5
60-65
6-8
5-10
1.2
39
Abaca
1.5
56-63
20-25
7.9
-
68.7
Raffia
-
44.6
13.5
2.7
-
64
Pineapple 0.8-1.6
83
-
12
-
38
Curauá
1.4
70.7
21.1
7.5
0.8
75.6
Piassava
28,6
31.6
-
48.4
-
-
Fiber type
Leaf
(Pereira dkk, 2015).
2. Sampah Anorganik
Sampah anorganik merupakan sampah yang dihasilkan dari bahan-bahan
non-hayati, baik berupa produk sintetik maupun hasil proses teknologi pengolahan
bahan tambang. Sampah anorganik dibedakan menjadi: sampah logam dan produkproduk olahannya, sampah plastik, sampah kaca dan keramik, serta sampah detergen.
Sebagian besar sampah organik tidak dapat diurai oleh alam atau mikroorganisme
secara keseluruhan (unbiodegradable). Sementara, sebagian lainnya hanya dapat
diuraikan dalam waktu yang lama (Basriyanta, 2007).
2.1.Sampah Plastik
Plastik adalah salah satu jenis makromolekul yang dibentuk dengan proses
polimerisasi. Polimerisasi adalah proses penggabungan beberapa molekul sederhana
(monomer) melalui proses kimia menjadi molekul besar (makromolekul atau
polimer). Plastik merupakan senyawa polimer yang unsur penyusun utamanya adalah
Universitas Sumatera Utara
12
Karbon dan Hidrogen. Untuk membuat plastik, salah satu bahan baku yang sering
digunakan adalah Naphta, yaitu bahan yang dihasilkan dari penyulingan minyak
bumi atau gas alam. Sebagai gambaran, untuk membuat 1 kg plastik memerlukan
1,75 kg minyak bumi, untuk memenuhi kebutuhan bahan bakunya maupun
kebutuhan energi prosesnya (Surono, 2014).
Pulp
Secara umum prinsip pembuatan pulp merupakan proses pemisahan selulosa
dari senyawa-senyawa yang terkandung di dalam kayu, salah satunya lignin.
Menurut Ningsih (2012), proses pembuatan pulp dapat menggunakan bahan baku
non kayu, salah satunya yaitu limbah pertanian kulit jagung. Sanastri (2014),
menyatakan bahwa kertas seni (art paper) berbeda dengan kertas pada umumnya.
Kertas seni agak kasar dan seratnya terlihat sehingga menghasilkan tekstur yang
tidak merata hal tersebut menjadikan kertas menjadi lebih menarik untuk dibuat
hiasan dengan berbagai bentuk.
1. Kertas Daur Ulang
Pengecilan ukuran adalah proses penghancuran atau pemotongan suatu
bentuk padatan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil oleh gaya mekanik. Ada
empat yang sering digunakan pada mesin-mesin pengecilan ukuran, cara itu adalah
kompresi, pukulan, atrisi, dan pemotongan. Pada umumnya, kompresi digunakan
pada pengecilan ukuran padatan yang keras, pukulan digunakan untuk bahan padatan
yang kasar, setengah kasar, dan halus. Atrisi digunakan untuk memperoleh
produk-produk yang sangat halus, sedangkan pemotongan untuk menghasilkan
Universitas Sumatera Utara
13
produk dengan bentuk dan ukuran tertentu, halus atau kasar. Tujuan pengecilan
ukuran produk adalah :
1. Mempermudah ekstraksi unsur tertentu dan struktur komposisi.
2. Penyesuaian dengan kebutuhan spesifikasi produk atau mendapatkan bentuk
tertentu.
3. Untuk menambah luas permukaan padatan.
4. Mempermudah pencampuran bahan secara merata.
(Listiarsi, 2013).
Salah satu kendala dalam proses daur ulang kertas yang sangat berpengaruh
adalah tingkat kecepatan putaran pada campuran kertas dan air menjadi bubur kertas
(pulp) yang akan dicetak menjadi kertas. Bila bubur kertas (pulp) memiliki tingkat
pencampuran kertas dan air yang rendah, maka kertas yang dihasilkan pada proses
daur ulang kertas ini tidak dapat dipergunakan sehingga menyebabkan kualitas hasil
produksi yang kurang optimal. Oleh karena itu diperlukan suatu alat pengendali
kecepatan mixing pada plant daur ulang kertas berbasis microcontroller ATMEL –
ATmega 8535 untuk menjaga mixing kertas dan air agar menjadi bubur kertas (pulp)
dan memiliki tingkat pengadukan yang halus sehingga menghasilkan kertas yang
dapat dipergunakan kembali (Anthony, 2014).
Pembuatan kertas seni memiliki nilai potensial yang cukup tinggi, hal ini
didukung oleh beranekaragamnya tanaman yang dapat dijadikan bahan baku
pembuatan kertas seni. Bahan tambahan yang digunakan untuk membuat kertas seni
yaitu larutan pemasak (NaOH), perekat (lem PVAc). Sucipto (2009), menjelaskan
Universitas Sumatera Utara
14
bahwa pada pembuatan kertas seni penambahan larutan NaOH berfungsi untuk
melarutkan lignin saat proses pembuburan (pulping) sehingga mempercepat proses
pemisahan dan pemutusan serat. Menurut Fajriani (2010), pada pembuatan kertas
seni untuk mengikat komponen antar serat pada proses pembentukan lembaran
diperlukan penambahan bahan perekat sehingga serat dapat membentuk lembaran
kertas yang kuat. Pada penelitian ini bahan perekat yang digunakan adalah perekat
PVAc (Polyvinyl acetate).
Pengujian Kertas
Ada beberapa kriteria yang harus dimiliki kertas, agar kertas dapat
dipublikasikan sesuai standar. Dan untuk mengetahui apakah kertas tersebut baik
atau tidak maka, dilakukan pengujian kertas. Pada penelitian ini, acuan standar kertas
yang diambil ialah Standar Nasional Indonesia (SNI). Standar Nasional Indonesia
(SNI) mutu kertas dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Standar mutu karton duplex
Pengujian
Nilai
Gramatur
225 g/m2 - 500 g/m2
Ketahanan Sobek
5 Nm2/kg
Indeks Sobek, min
4,40 Nm2/kg
Kekakuan
68gf.cm - 350 gf.cm
Ketahanan Tarik, min
2,0 kN/m
Indeks Tarik, min
20 Nm/g
Daya Serap Air, maks
20-40 g/m2
(BSNI, 2008).
Acuan
SNI 0123-2008
1. Gramatur
Gramatur kertas adalah besaran berat kertas persatuan luas dalam satuan
gram per meter persegi. Satuan metrik untuk gramatur kertas adalah gram per meter
persegi (bahasa Inggris “gram per square meter”) dengan simbol g/m2. Dalam
Universitas Sumatera Utara
15
industri kertas simbol satuan g/m2 ini biasa ditulis dengan simbol “gsm” yaitu
singkatan dari “gram per square meter”. Perlu diketahui bahwa gsm bukan simbol
satuan resmi, hanya digunakan dalam industri kertas dan industri tekstil.Untuk kertas
sejenis, semakin besar angka gramatur kertas semakin tebal kertas tersebut.
1. Gramatur 60 gsm, 70 gsm, 80 gsm, 100 gsm
Kertas gramatur 60 gsm, 70 gsm, 80 gsm, 100 gsm biasanya dari jenis HVS
dan HPL. Kertas HVS seringkali disebut kertas kantor atau kertas stasioneri (kertas
tulis) karena banyak digunakan untuk menulis, mencetak, atau mengkopi dokumen.
Kertas HVS dengan gramatur ini biasanya digunakan sebagai bahan isi buku,
amplop, kertas fotokopi, kertas cetakan komputer, dan lain sebagainya.
2. Gramatur 120 – 160 gsm
Kertas dengan gramatur 120 – 150 gsm biasanya dari jenis art paper (120
gsm, 150 gsm), matte paper (120, 150 gsm), condorde (120 gsm), coronado (118
gsm), dan briefcard (150 gsm, 160 gsm). Kertas gramatur ini umumnya digunakan
untuk majalah, brosur, bahan cetakan, dan lain sebagainya.
3. Gramatur 190 – 260 gsm
Kertas dengan gramatur 190 – 260 gsm biasanya dari jenis art carton (210
gsm, 230 gsm, 260 gsm), brief card (210 gsm), coronado (216 gsm), concorde (220
gsm), dan blues white (250 gsm). Kertas dengan gramatur ini sering digunakan untuk
bahan map, undangan, cover buku, sertifikat, kartu nama, poster, dan lain
sebagainya.
Universitas Sumatera Utara
16
4. Gramatur 270 – 310 gsm
Kertas dengan gramatur 270 – 310 gsm biasanya dari jenis coronado (270
gsm), dan art carton (310 gsm). Kertas dengan gramatur ini sering digunakan untuk
bahan map, undangan, kartu nama, poster, dan lain sebagainya (BSNI, 2006).
2. Kekuatan tarik (tensile strength, ultimate tensile strength)
Kekuatan tarik (tensile strength, ultimate tensile strength) adalah tegangan
maksimum yang bisa ditahan oleh sebuah bahan ketika diregangkan atau ditarik,
sebelum bahan tersebut patah. Kekuatan tarik adalah kebalikan dari kekuatan tekan,
dan nilainya bisa berbeda.
Beberapa bahan dapat patah begitu saja tanpa mengalami deformasi, yang
berarti benda tersebut bersifat rapuh atau getas (brittle). Bahan lainnya akan
meregang dan mengalami deformasi sebelum patah, yang disebut dengan benda
elastis (ductile).
Kekuatan tarik umumnya dapat dicari dengan melakukan uji tarik dan
mencatat perubahan regangan dan tegangan. Titik tertinggi dari kurva teganganregangan disebut dengan kekuatan tarik maksimum (ultimate tensile strength).
Nilainya tidak bergantung pada ukuran bahan, melainkan karena faktor jenis bahan.
Faktor yang dapat mempengaruhi seperti keberadaan zat pengotor dalam bahan,
temperatur dan kelembaban lingkungan pengujian, dan penyiapan spesimen.
Faktor lainnya yang dapat mempengaruhi kekuatan tarik antara lain jumlah
dan kualitas ikatan. Selain itu panjang serat juga memiliki peran penting dalam
meningkatkan kekuatan tarik. Karena kekuatan tarik sangat dibutuhkan untuk
Universitas Sumatera Utara
17
beberapa jenis kertas. Diantaranya adalah kertas pembungkus dan kertas kantong.
Ketahanan tarik merupakan cerminan dari struktur ikatan serat pada suatu lembaran.
Sedangkan jika kandungan fines yang tinggi cenderung menurunkan ketahanan tarik
lembaran, dikarenakan jalinan atau ikatan antar serat semakin berkurang
(Widiastono dan Zen, 2007).
Dimensi dari kekuatan tarik adalah gaya per satuan luas. Dalam satuan SI,
digunakan pascal (Pa) dan kelipatannya (seperti MPa, megapascal).Pascal ekuivalen
dengan Newton per meter persegi (N/m²).Satuan imperial diantaranya pound-gaya
per inci persegi (lbf/in² atau psi), atau kilo-pound per inci persegi (ksi, kpsi).
Kekuatan tarik umumnya digunakan dalam mendesain bagian dari suatu
struktur yang bersifat ductile dan brittle yang bersifat tidak statis, dalam arti selalu
menerima gaya dalam jumlah besar, meski benda tersebut tidak bergerak. Kekuatan
tarik juga digunakan dalam mengetahui jenis bahan yang belum diketahui, misal
dalam forensik dan paleontologi. Kekerasan bahan memiliki hubungan dengan
kekuatan tarik. Pengujian kekerasan bahan salah satunya adalah metode Rockwell
yang bersifat non-destruktif, yang dapat digunakan ketika uji kekuatan tarik tidak
dapat dilakukan karena bersifat destruktif. Pengujian kekuatan tarik ini sudah
dilakuan oleh Ika Atsari Dewi, Susinggih Wijana, Nur Lailatul Rahmah, Erwin
Sugiarto, dan Arie Febrianto Mulyadi dalam penelitian Ketahanan Tarik Kertas Seni
dari Serat Pelepah Nipah (Nypa
fruticans) (Kajian Proporsi Bahan Baku dan
Perekat).
Universitas Sumatera Utara
18
3. Uji Penyerapan Kertas Terhadap Air
Daya serap kertas adalah tingkat penyerapan cairan kertas dengan
menggunakan prinsip gravimetrik. Daya serap diukur dengan menurunkan volume
cairan yang ditetapkan ke permukaan sampel dan perhitungan waktu yang
dibutuhkan selamapenyerapan cairan dicatat dalam hitungan detik
(Mahale dan Goswami-Giri, 2015).
SNI 0499:2008 ini merupakan revisi SNI 14-0499-1989, menetapkan cara uji
daya serap air pada kertas dan karton menurut metode Cobb. Standar ini tidak
berlaku untuk kertas bergramatur dibawah 50 g/m2, kertas emboss, kertas porous
seperti koran atau kertas tanpa proses pendarihan (unsized) seperti kertas penyerap.
Standar ini tidak berlaku untuk mengevaluasi sifat kertas tulis (BSNI, 2008).
4. Ketahanan Sobek
Ketahanan sobek adalah gaya dalam satuan gram gaya (gf) atau miliNewton
(mN) yang diperlukan untuk menyobek kertas pada kondisi standar (SNI 14-00911998). Sedangkan Indeks sobek lembaran kertas merupakan hasil bagi dari ketahanan
sobek dengan gramatur. Kekuatan sobek lebih dipengaruhi oleh panjang serat.
Ketahanan sobek sangat dipengaruhi terutama oleh panjang serat, selain itu
dipengaruhi juga oleh ikatan antar serat, gramatur, dan fleksibilitas lembaran. Ikatan
antar serat hanya meningkatkan kekuatan sobek sampai tingkat tertentu. Peningkatan
kekuatan tarik dan retak akan diikuti oleh penurunan kekuatan sobek. Menurut SII
0830 – 83 standar kekuatan sobek sebesar 5 Nm2/kg untuk pulp kraft putih kayu
daun lebar (Sugiarto dkk., 2012).
Universitas Sumatera Utara