Pengaruh Umur Kayu melina (Gmelina arborea Roxb.) dan Konsentrasi Natrium Sulfit (Na₂So₃) Pada Proses Kimia Panas Mekanis (CTM
PENGARUH UMUR KAYU GMELINA (Gmelilla arborea Roxb.)
DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na ZS03)
PADA PROSES KlMIA PANAS ME KANIS (CTMP) TERHADAP
SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN
Olel!
ANDREAS PARULIAN S.
F 30.1028
1998
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERT ANIAN BOGOR
BOGOR
Andreas Parulian S. (F 30.1028). Pengaruh Umur Kayu Gmelina (Gille/ilia
arborea Roxb.) dan Konsentrasi Natrium sulfit (Na2S03) Pada Proses Kimia
Panas Mekanis (CTi\IP) Terhadap Sifat Pulp Untuk Pembuatan Kertas Koran.
Dibawah bimbingan Khaswar Syamsu dan Rena M. Siagian.
RINGKASAN
Perkembangan indllstri pulp dan kertas di Indonesia terus mengalami
peningkatan sesuai dengan peningkatan keblltllhan kertas untllk berbagai keperluan
seperti kertas koran. Dalam perkembangannya indllstri pulp dan kertas merupakan
industri yang sangat besar dalam penggunaan kayu sebagai sumber bahan baku.
Gl1lelilla arborea Roxb. merupakan lanaman yang pertumbuhanllya l11udah dan cepat,
riap tUl11buh yang tinggi dan daur yang relatif pendek sehingga sangat potensial
digunakan untuk memenuhi kebutuhan industri pulp dan kertas.
Sebagian besar industri pulp dan kertas masih menggunakan proses
konvensional, terutama proses sulfatlkraft yang memiliki beberapa keunggulan
diantaranya mal11pu mengolah hal11pir semua jenis kayu, waktu pemasakan singkat,
kekuatan pulp yang tinggi serta l1111dah mendaur ulang larutan pemasakannya. Proses
ini juga mel11iliki beberapa kelemahan yaitu rendemen yang rendah serta pencemaran
yang ditimbulkannya pada air maupun udara yang berasal dari larutan pemasak
maupun dari proses pemutihan pUlpnya. Pulp hasil pengolahan proses kil11ia panas
l11ekanis (CTMP) mempunyai kekuatan yang relatif rendah dibandingkan pulp kimia
dan wama yang cepat berubah l11enjadi kuning. Rendemen pulp yang clihasilkan
relatif tinggi dibandingkan pulp kimia. Selain rendemen yang tinggi, pencemaran
Iingkungan oleh proses kimia panas l11ekanis lebih rendah dibandingkan proses kimia.
Proses pengolahan pulp secara mekanis umumnya cligunakan untuk pembuatan kertas
koran, katalogus, majalah, kelias toilet dan kertas dinding.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari llmur kayu gmelina
dan konsentrasi natrium sulfit (Na2S03) terhadap sifat dan kualitas pulp llnluk
pembuatan kertas koran clengan proses kimia panas mekanis (CIMP). Parameter
yang digunakan adalah renclemen pulp behllTI putih (pulp hasil pemasakan), bilangan
kappa, rendemen pulp putih, keteguhan retak, keteguhan sobek, opasitas cetak dan
derajat putih.
Penelitian ini mengamati empat tarafllmur kayu Gmelina arborea Roxb. yaitu
umllr 6, 8, 10 dan 12 lahun, iiga taraf konsentrasi natrium sulfit yaitu 0, 4 clan 8
persen w/w, berdasarkan berat kering oven serpih kayu yang dimasak.
Proses pemasakan serpih kayu menggunakan aspiund refiner clengan volume
pemasakan 500 gram kering oven serpih pada suhu 120°C dengan lama pellgukusan
(steaming) 15 menit dan penguraian serpih kayu (refining) selama 5 menit. Proses
pemutihan pulp dilakukall dengan clua tahap pemucatan PI dan P2 dengan
menggunakan bahan pellllltih peroksida (HzOz). Rancangan percobaan yang
digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan dua faktor dan clua kali
lliangan. Faktor pertama aclalah Ulllur kayu yang terdiri empat taraf dan faktor kedua
adalah konsentrasi natrium sulfit (Na2S03) yang terdiri clari tiga taraf.
Hasil anaiisa sldik ragam menunjukkan bahwa faktor umur kayu berpengaruh
nyata terhadap bilangan kappa pulp belum putih, derajat putih lembaran pulp dan
berbeda sangat nyata terhadap keteguhan sobek lembaran pulp. Faktor kOllsentrasi
natrium sulfit (Na2S03) berbeda nyata terhadap opasitas eetak. Interaksi keclua faktor
perlakuan seeara statistik tidak berpengaruh nyata terhadap semua parameter yang
cliukur. Rendemen pulp belum putih, ketegl1han retak lembaran pulp dan rendemen
pulp putih tidak berbeda nyata akibat kedua faktor perlakl1an. Nilai rata-rata bilangan
kappa dan keteguhan sobek lembaran pulp meningkat dengan beliambahnya umur
kayu sedangkan nilai rata-rata derajat putih menurun dengan bertambahnya umur
kayu. Nilai rata-rata opasitas eetak berfluktuasi terhadap konsentrasi natrium sulfit.
Nilai rata-rata rendemen pulp belum putih sebesar 81,124 persen, dengan nilai
rendemen tertinggi sebesar 86,525 persen J ang diperoleh pada kayu umur 12 tahun
dan konsentrasi natrium Sllifit 4 persen. Nilai rata-rata bilangan kappa sebesar 56,589
persen dengan nilai bilangan kappa terendah diperoleh pada kayu umur 12 tahun dan
konsentrasi natrium sulfit 8 persen. Nilai rata-rata rendemen pulp putih sebesar 66,72
persen dengan nilai rendemen tertinggi sebesar 78,86 persen yang diperoleh pada
kayu umur 8 tahun dan konsentrasi natrium sulfit sebesar 4 persen Nilai rata-rata
keteguhan sobek sebesar 15,934 mN dengan nilai tertinggi diperoleh pada kayu umur
12 tahun dan konsentrasi natrium sulfit persen yaitu sebesar 32,336 mN. Nilai ratarata keteguhan retak sebesar 7,899 KPa dengan nilai tertinggi sebesar 12,631 KPa
yang diperoleh pada kaYl1 umur 10 tahun dan konsentrasi natrium sui fit
persen.
Nilai rata-rata derajat putih sebesar 55,910 persen dengan nilai tertinggi sebesar
64,775 persen diperoleh pada kayu umur 6 tahun dan konsentrasi natrium sulfit
persen. Nilai rata-rata opasitas eetak sebesar 80,891 persen dengan nilai tertinggi
diperoleh pada kayu umur 1 tahun dan konsentrasi natrium sulfit 4 persen yaitu
sebesar 88,08 persen Nilai keteguhan lipat, keteguhan tarik dan nilai panjang putus
lembaran pulp tidak dapat dihitung.
Pengolahan kayu Gmelil1a arborea Roxb dengan penggunaan natrium sulfit
(Na2S03) dengan proses kimia panas l11ekanis (CTMP) pada penelitian ini
menghasilkan pulp dengan dengan nilai rendemen , bilangan kappa, opasitas eetak
dan derajat puith yang memenuhi stanclar (Standar Industri Indonesia) clan sesuai
clengan pustaka. Nilai sifat mekanis yaitu keteguhan sobek dan retak yang clihasilkan
tennasuk rendah bila dibandingkan dengan standar (SII 0658 - 82).
°
°
°
°
PENGARUH UMUR KAYU GMELINA (Gmelina arborea Roxb)
DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na2S03)
PADA PROSES KIMIA PANAS MEKANIS (CTMP) TERHADAP
SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN
Oleh
ANDREAS P ARULlAN S.
F.30.1028
SKRlPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Industri
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1998
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGARUH UMUR KAYU GMELINA (Glllelill{/ lll'bol'ea Roxb.)
DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na ZS03)
PADA PROSES KIMIA PANAS MEKANIS (CTMP) TERHADAP
SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN
SlooPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Industri
Fakultas Tcknologi Pcrtanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ANDREAS PARULIAN S.
F.30.1028
Tnnggal iLllus:
Agustus 1998
Disetujui,
Bogar, AgllstllS 1998
11'. Rena Iv!. Siagian, MS.
Doscn Pembimbing II
ｾ＠
Dr. Ir. Khaswar SvamslI. MSc.
Dosen Pembimbing [
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
menunjukkan kasih dan setiaNya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini.
Penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besamya kepada :
1.
Dr.
Ir.
Khaswar Syamsu, MSc dan Ir. Rena M. Siagian, MS, selaku dosen
pembimbing yang telah membimbing penulis selama penelitian dan penyusunan
skripsi ini.
2. Drs. Purwoko, selaku dosen penguji dari Jurusan Teknologi Industri Pertanian.
3. Ibunda tercinta S. Panggaribuan atas doa dan cinta kasihnya yang tulus.
4. Kakanda Martha, Clara, Monang, Robert, Tulang Ciluar dan seluruh keluarga di
Riau.
5. Aryoko, Ariel, Russand, Yusuf dan rekan-rekan yang telah membantu penulis serta
saudara-saudara di Perwira 43 atas kebersamaannya.
Kiranya Tuhan memberkati.
Akhimya penulis harapkan semoga tulisan
lUI
bermanfaat bagi
memerlukan.
Bogor,
Penulis
Agustus 1998
iii
yang
DAFTARISI
Halaman
KA TA PENGANTAR .................................................................... iii
DAFTAR ISl. .............................................................................. iv
DAFTAR TABEL ......................................................................... v
DAFTAR GALVlBAR ..................................................................... vi
DAFT AR LAMPIRAN ................................................................. , vii
I. PENDAHULUAN ..................................................................... I.
A. LATAR BELAKANG ............................................................. I
B. TUJUAN PENELITIAN ........................................................... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................. 4
A. PENGERTIAN PULP DAN KERTAS KORAN ............................. .4
B. PROSES KIMIAPANAS MEKANIS (CTMP) ................................ 5
c. KAYU GMELINA ......................................................................... 7
D. SIFATPULPKAYUGMELINA ................................................... 10
E. PERANAN DIMENSI SERAT DAN KOMPOSISI KIMIA KA YU
TERHADAP SIFAT PULP ......................................................... 1I
III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN ........................................ 14
A. BAHAN DAN ALAI ........................................................... 14
I. Bahan ........................................................................... 14
2. Ala!. ............................................................................ 14
B. MEIODE PENELITIAN ....................................................... IS
I. Pembuatan Serpih Kayu ..................................................... IS
2. Pembuatan Pulp Kimia Panas Mekanis .................................... 16
3. Pemutihan Pulp ..................................................................... 16
4. Pembuatan Lembaran Pulp ................................................. 17
5. Pengujian Sifat Fisik Lembaran Pulp ...................................... 17
6. Model Rancangan Percobaan ............................................... 18
lV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................... 20
A. RENDEMEN PULP BELUM PUTIH. ........................................ 20
B. BILANGAN KAPPA ......................................................... " 23
A. RENDEMEN PULP PUIIH ........................................................ 25
C. SIFAIFISIKDANMEKANIKKERTASLEMBARANPULP ........ 27
I. Keteguhan Sobek ............................................................. 27
2. Keteguhan Retak ............................................................. 31
3. Opasitas Cetak ................................................................ 33
4. Derajat Putih .................................................................. 35
5. Keteguhan Lipat, Ketegllhan Iarik dan Panjang PlItllS .................. 38
V. KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 39
A. KESIMPULAN ................................................................... 39
B. SARAN ............................................................................ 40
DAFTARPUSTAKA. ................................................................... 41
LAMPIRAN ............................................................................... 44
iv
DAFTAR TABEL
Halaman
Produksi dan Komsnmsi Kertas Koran Indonesia ................... .
I
Struktur Anotami dan Karakteristik Kayu Gmelina ......................... . 8
Dimensi Serat Kayu Gmelina .................................................. . 9
Sifat Kimia Kayu Gmelina ...................................................... . 9
Nilai Rendemen Pulp Belum Putih Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium sulfit ............................................... 20
Tabel6. Nilai Bilangan Kappa Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penan1bahan Natriu111 sulfit ............................................... 23
Tabel7. Nilai Rendemen Pulp Putih Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium sulfit ............................................... 25
Tabel 8. Nilai Keteguhan Sobek Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur KaYll
dan Penambahan Natrium sulfit ............................................... 28
Tabel9. Nilai Ketegllhan Retak Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium suI fit ............................................... 31
Tabel 10. Nilai Opasitas Cetak Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium suI fit. ........................................
33
Tabel 11. Nilai Derajat Putih Kertas Koran Pada Perlakuan Umur Kayu
36
dan Penambahan Natrium sulfit.........................................
Tabel 1.
Tabel2.
Tabel 3.
Tabel4.
Tabel 5.
v
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Graftk Hubungan Rendel11en Pulp Belum putih Terhadap Perlakuan
Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulftt. .............................. 21
Gambar 2. Graftk Hubungan Bilangan Kappa Pulp Terhadap Perlakuan
Umur Kayu dan Penal11bahan Natrium Sulfit ............................ 24
Gambar 3. Graftk Hubungan Rendemen Pulp Putih Terhadap Perlakuan
Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit ............................ 26
Gambar 4. Grafik Hubungan Keteguhan Sobek Lembaran Pulp Terhadap
Perlakuan UmUf Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit ................. 29
Gambar 5. Grafik Hubungan Keteguhan Retak Lembaran Pulp Terhadap
Perlakuan Umur I(ayu dan Penatnbahan Natrium Sulfit. ................. 32
Gambar 6. Grafik Hubungan Opasitas Cetak Lel11baran pulp Terhadap
Perlakuan UlTIUr Kayu dan Penambahan Natriu111 Sulfit.............. ... 34
Gambar 7. Grafik Hubungan Derajat Putih Lembaran Pulp Terhadap
Perlakuan Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit. ................. 36
Gambar 8. Pola Pengambilan Contoh Uji ................................................. 46
vi
DAFT AR LAMP IRAN
Lampiran 1.
Lampiran 2.
Lampiran 3.
Lampiran 4.
Lampiran 5.
Lampiran 6.
Halaman
Prosedur Analisa.. .. ................................................. ..... ... 44
Tabel Kondisi Pemucatan Pulp......................................... ... 50
Diagram Alir Proses Kimia Panas Mekanis (CTMP).............
51
Nilai Hasil Pengukuran Bobot Jenis dan Komponen Kimia
Serat Kayu Gmelina arborea Roxb dan Syarat Kertas Koran
Berdasarkan Standar Industri Indonesia (SII)........................... 53
Nilai Hasil Pengukuran Rendemen Pulp, Bilangan Kappa
dan Pengujian Sifat Fisik dan Mekanis Lembaran Pulp............... M
Hasil Analisa Sidik Ragam dan Uji Jarak Berganda Duncan
Terhadap Rendemen Pulp, Bilangan Kappa,
Sifat Fisik dan Mekanis Lembaran Pulp................................. ii5
vii
PENGARUH UMUR KAYU GMELINA (Gmelilla arborea Roxb.)
DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na ZS03)
PADA PROSES KlMIA PANAS ME KANIS (CTMP) TERHADAP
SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN
Olel!
ANDREAS PARULIAN S.
F 30.1028
1998
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERT ANIAN BOGOR
BOGOR
Andreas Parulian S. (F 30.1028). Pengaruh Umur Kayu Gmelina (Gille/ilia
arborea Roxb.) dan Konsentrasi Natrium sulfit (Na2S03) Pada Proses Kimia
Panas Mekanis (CTi\IP) Terhadap Sifat Pulp Untuk Pembuatan Kertas Koran.
Dibawah bimbingan Khaswar Syamsu dan Rena M. Siagian.
RINGKASAN
Perkembangan indllstri pulp dan kertas di Indonesia terus mengalami
peningkatan sesuai dengan peningkatan keblltllhan kertas untllk berbagai keperluan
seperti kertas koran. Dalam perkembangannya indllstri pulp dan kertas merupakan
industri yang sangat besar dalam penggunaan kayu sebagai sumber bahan baku.
Gl1lelilla arborea Roxb. merupakan lanaman yang pertumbuhanllya l11udah dan cepat,
riap tUl11buh yang tinggi dan daur yang relatif pendek sehingga sangat potensial
digunakan untuk memenuhi kebutuhan industri pulp dan kertas.
Sebagian besar industri pulp dan kertas masih menggunakan proses
konvensional, terutama proses sulfatlkraft yang memiliki beberapa keunggulan
diantaranya mal11pu mengolah hal11pir semua jenis kayu, waktu pemasakan singkat,
kekuatan pulp yang tinggi serta l1111dah mendaur ulang larutan pemasakannya. Proses
ini juga mel11iliki beberapa kelemahan yaitu rendemen yang rendah serta pencemaran
yang ditimbulkannya pada air maupun udara yang berasal dari larutan pemasak
maupun dari proses pemutihan pUlpnya. Pulp hasil pengolahan proses kil11ia panas
l11ekanis (CTMP) mempunyai kekuatan yang relatif rendah dibandingkan pulp kimia
dan wama yang cepat berubah l11enjadi kuning. Rendemen pulp yang clihasilkan
relatif tinggi dibandingkan pulp kimia. Selain rendemen yang tinggi, pencemaran
Iingkungan oleh proses kimia panas l11ekanis lebih rendah dibandingkan proses kimia.
Proses pengolahan pulp secara mekanis umumnya cligunakan untuk pembuatan kertas
koran, katalogus, majalah, kelias toilet dan kertas dinding.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari llmur kayu gmelina
dan konsentrasi natrium sulfit (Na2S03) terhadap sifat dan kualitas pulp llnluk
pembuatan kertas koran clengan proses kimia panas mekanis (CIMP). Parameter
yang digunakan adalah renclemen pulp behllTI putih (pulp hasil pemasakan), bilangan
kappa, rendemen pulp putih, keteguhan retak, keteguhan sobek, opasitas cetak dan
derajat putih.
Penelitian ini mengamati empat tarafllmur kayu Gmelina arborea Roxb. yaitu
umllr 6, 8, 10 dan 12 lahun, iiga taraf konsentrasi natrium sulfit yaitu 0, 4 clan 8
persen w/w, berdasarkan berat kering oven serpih kayu yang dimasak.
Proses pemasakan serpih kayu menggunakan aspiund refiner clengan volume
pemasakan 500 gram kering oven serpih pada suhu 120°C dengan lama pellgukusan
(steaming) 15 menit dan penguraian serpih kayu (refining) selama 5 menit. Proses
pemutihan pulp dilakukall dengan clua tahap pemucatan PI dan P2 dengan
menggunakan bahan pellllltih peroksida (HzOz). Rancangan percobaan yang
digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan dua faktor dan clua kali
lliangan. Faktor pertama aclalah Ulllur kayu yang terdiri empat taraf dan faktor kedua
adalah konsentrasi natrium sulfit (Na2S03) yang terdiri clari tiga taraf.
Hasil anaiisa sldik ragam menunjukkan bahwa faktor umur kayu berpengaruh
nyata terhadap bilangan kappa pulp belum putih, derajat putih lembaran pulp dan
berbeda sangat nyata terhadap keteguhan sobek lembaran pulp. Faktor kOllsentrasi
natrium sulfit (Na2S03) berbeda nyata terhadap opasitas eetak. Interaksi keclua faktor
perlakuan seeara statistik tidak berpengaruh nyata terhadap semua parameter yang
cliukur. Rendemen pulp belum putih, ketegl1han retak lembaran pulp dan rendemen
pulp putih tidak berbeda nyata akibat kedua faktor perlakl1an. Nilai rata-rata bilangan
kappa dan keteguhan sobek lembaran pulp meningkat dengan beliambahnya umur
kayu sedangkan nilai rata-rata derajat putih menurun dengan bertambahnya umur
kayu. Nilai rata-rata opasitas eetak berfluktuasi terhadap konsentrasi natrium sulfit.
Nilai rata-rata rendemen pulp belum putih sebesar 81,124 persen, dengan nilai
rendemen tertinggi sebesar 86,525 persen J ang diperoleh pada kayu umur 12 tahun
dan konsentrasi natrium Sllifit 4 persen. Nilai rata-rata bilangan kappa sebesar 56,589
persen dengan nilai bilangan kappa terendah diperoleh pada kayu umur 12 tahun dan
konsentrasi natrium sulfit 8 persen. Nilai rata-rata rendemen pulp putih sebesar 66,72
persen dengan nilai rendemen tertinggi sebesar 78,86 persen yang diperoleh pada
kayu umur 8 tahun dan konsentrasi natrium sulfit sebesar 4 persen Nilai rata-rata
keteguhan sobek sebesar 15,934 mN dengan nilai tertinggi diperoleh pada kayu umur
12 tahun dan konsentrasi natrium sulfit persen yaitu sebesar 32,336 mN. Nilai ratarata keteguhan retak sebesar 7,899 KPa dengan nilai tertinggi sebesar 12,631 KPa
yang diperoleh pada kaYl1 umur 10 tahun dan konsentrasi natrium sui fit
persen.
Nilai rata-rata derajat putih sebesar 55,910 persen dengan nilai tertinggi sebesar
64,775 persen diperoleh pada kayu umur 6 tahun dan konsentrasi natrium sulfit
persen. Nilai rata-rata opasitas eetak sebesar 80,891 persen dengan nilai tertinggi
diperoleh pada kayu umur 1 tahun dan konsentrasi natrium sulfit 4 persen yaitu
sebesar 88,08 persen Nilai keteguhan lipat, keteguhan tarik dan nilai panjang putus
lembaran pulp tidak dapat dihitung.
Pengolahan kayu Gmelil1a arborea Roxb dengan penggunaan natrium sulfit
(Na2S03) dengan proses kimia panas l11ekanis (CTMP) pada penelitian ini
menghasilkan pulp dengan dengan nilai rendemen , bilangan kappa, opasitas eetak
dan derajat puith yang memenuhi stanclar (Standar Industri Indonesia) clan sesuai
clengan pustaka. Nilai sifat mekanis yaitu keteguhan sobek dan retak yang clihasilkan
tennasuk rendah bila dibandingkan dengan standar (SII 0658 - 82).
°
°
°
°
PENGARUH UMUR KAYU GMELINA (Gmelina arborea Roxb)
DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na2S03)
PADA PROSES KIMIA PANAS MEKANIS (CTMP) TERHADAP
SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN
Oleh
ANDREAS P ARULlAN S.
F.30.1028
SKRlPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Industri
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1998
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGARUH UMUR KAYU GMELINA (Glllelill{/ lll'bol'ea Roxb.)
DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na ZS03)
PADA PROSES KIMIA PANAS MEKANIS (CTMP) TERHADAP
SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN
SlooPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Industri
Fakultas Tcknologi Pcrtanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ANDREAS PARULIAN S.
F.30.1028
Tnnggal iLllus:
Agustus 1998
Disetujui,
Bogar, AgllstllS 1998
11'. Rena Iv!. Siagian, MS.
Doscn Pembimbing II
ｾ＠
Dr. Ir. Khaswar SvamslI. MSc.
Dosen Pembimbing [
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
menunjukkan kasih dan setiaNya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini.
Penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besamya kepada :
1.
Dr.
Ir.
Khaswar Syamsu, MSc dan Ir. Rena M. Siagian, MS, selaku dosen
pembimbing yang telah membimbing penulis selama penelitian dan penyusunan
skripsi ini.
2. Drs. Purwoko, selaku dosen penguji dari Jurusan Teknologi Industri Pertanian.
3. Ibunda tercinta S. Panggaribuan atas doa dan cinta kasihnya yang tulus.
4. Kakanda Martha, Clara, Monang, Robert, Tulang Ciluar dan seluruh keluarga di
Riau.
5. Aryoko, Ariel, Russand, Yusuf dan rekan-rekan yang telah membantu penulis serta
saudara-saudara di Perwira 43 atas kebersamaannya.
Kiranya Tuhan memberkati.
Akhimya penulis harapkan semoga tulisan
lUI
bermanfaat bagi
memerlukan.
Bogor,
Penulis
Agustus 1998
iii
yang
DAFTARISI
Halaman
KA TA PENGANTAR .................................................................... iii
DAFTAR ISl. .............................................................................. iv
DAFTAR TABEL ......................................................................... v
DAFTAR GALVlBAR ..................................................................... vi
DAFT AR LAMPIRAN ................................................................. , vii
I. PENDAHULUAN ..................................................................... I.
A. LATAR BELAKANG ............................................................. I
B. TUJUAN PENELITIAN ........................................................... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................. 4
A. PENGERTIAN PULP DAN KERTAS KORAN ............................. .4
B. PROSES KIMIAPANAS MEKANIS (CTMP) ................................ 5
c. KAYU GMELINA ......................................................................... 7
D. SIFATPULPKAYUGMELINA ................................................... 10
E. PERANAN DIMENSI SERAT DAN KOMPOSISI KIMIA KA YU
TERHADAP SIFAT PULP ......................................................... 1I
III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN ........................................ 14
A. BAHAN DAN ALAI ........................................................... 14
I. Bahan ........................................................................... 14
2. Ala!. ............................................................................ 14
B. MEIODE PENELITIAN ....................................................... IS
I. Pembuatan Serpih Kayu ..................................................... IS
2. Pembuatan Pulp Kimia Panas Mekanis .................................... 16
3. Pemutihan Pulp ..................................................................... 16
4. Pembuatan Lembaran Pulp ................................................. 17
5. Pengujian Sifat Fisik Lembaran Pulp ...................................... 17
6. Model Rancangan Percobaan ............................................... 18
lV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................... 20
A. RENDEMEN PULP BELUM PUTIH. ........................................ 20
B. BILANGAN KAPPA ......................................................... " 23
A. RENDEMEN PULP PUIIH ........................................................ 25
C. SIFAIFISIKDANMEKANIKKERTASLEMBARANPULP ........ 27
I. Keteguhan Sobek ............................................................. 27
2. Keteguhan Retak ............................................................. 31
3. Opasitas Cetak ................................................................ 33
4. Derajat Putih .................................................................. 35
5. Keteguhan Lipat, Ketegllhan Iarik dan Panjang PlItllS .................. 38
V. KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 39
A. KESIMPULAN ................................................................... 39
B. SARAN ............................................................................ 40
DAFTARPUSTAKA. ................................................................... 41
LAMPIRAN ............................................................................... 44
iv
DAFTAR TABEL
Halaman
Produksi dan Komsnmsi Kertas Koran Indonesia ................... .
I
Struktur Anotami dan Karakteristik Kayu Gmelina ......................... . 8
Dimensi Serat Kayu Gmelina .................................................. . 9
Sifat Kimia Kayu Gmelina ...................................................... . 9
Nilai Rendemen Pulp Belum Putih Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium sulfit ............................................... 20
Tabel6. Nilai Bilangan Kappa Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penan1bahan Natriu111 sulfit ............................................... 23
Tabel7. Nilai Rendemen Pulp Putih Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium sulfit ............................................... 25
Tabel 8. Nilai Keteguhan Sobek Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur KaYll
dan Penambahan Natrium sulfit ............................................... 28
Tabel9. Nilai Ketegllhan Retak Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium suI fit ............................................... 31
Tabel 10. Nilai Opasitas Cetak Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium suI fit. ........................................
33
Tabel 11. Nilai Derajat Putih Kertas Koran Pada Perlakuan Umur Kayu
36
dan Penambahan Natrium sulfit.........................................
Tabel 1.
Tabel2.
Tabel 3.
Tabel4.
Tabel 5.
v
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Graftk Hubungan Rendel11en Pulp Belum putih Terhadap Perlakuan
Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulftt. .............................. 21
Gambar 2. Graftk Hubungan Bilangan Kappa Pulp Terhadap Perlakuan
Umur Kayu dan Penal11bahan Natrium Sulfit ............................ 24
Gambar 3. Graftk Hubungan Rendemen Pulp Putih Terhadap Perlakuan
Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit ............................ 26
Gambar 4. Grafik Hubungan Keteguhan Sobek Lembaran Pulp Terhadap
Perlakuan UmUf Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit ................. 29
Gambar 5. Grafik Hubungan Keteguhan Retak Lembaran Pulp Terhadap
Perlakuan Umur I(ayu dan Penatnbahan Natrium Sulfit. ................. 32
Gambar 6. Grafik Hubungan Opasitas Cetak Lel11baran pulp Terhadap
Perlakuan UlTIUr Kayu dan Penambahan Natriu111 Sulfit.............. ... 34
Gambar 7. Grafik Hubungan Derajat Putih Lembaran Pulp Terhadap
Perlakuan Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit. ................. 36
Gambar 8. Pola Pengambilan Contoh Uji ................................................. 46
vi
DAFT AR LAMP IRAN
Lampiran 1.
Lampiran 2.
Lampiran 3.
Lampiran 4.
Lampiran 5.
Lampiran 6.
Halaman
Prosedur Analisa.. .. ................................................. ..... ... 44
Tabel Kondisi Pemucatan Pulp......................................... ... 50
Diagram Alir Proses Kimia Panas Mekanis (CTMP).............
51
Nilai Hasil Pengukuran Bobot Jenis dan Komponen Kimia
Serat Kayu Gmelina arborea Roxb dan Syarat Kertas Koran
Berdasarkan Standar Industri Indonesia (SII)........................... 53
Nilai Hasil Pengukuran Rendemen Pulp, Bilangan Kappa
dan Pengujian Sifat Fisik dan Mekanis Lembaran Pulp............... M
Hasil Analisa Sidik Ragam dan Uji Jarak Berganda Duncan
Terhadap Rendemen Pulp, Bilangan Kappa,
Sifat Fisik dan Mekanis Lembaran Pulp................................. ii5
vii
DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na ZS03)
PADA PROSES KlMIA PANAS ME KANIS (CTMP) TERHADAP
SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN
Olel!
ANDREAS PARULIAN S.
F 30.1028
1998
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERT ANIAN BOGOR
BOGOR
Andreas Parulian S. (F 30.1028). Pengaruh Umur Kayu Gmelina (Gille/ilia
arborea Roxb.) dan Konsentrasi Natrium sulfit (Na2S03) Pada Proses Kimia
Panas Mekanis (CTi\IP) Terhadap Sifat Pulp Untuk Pembuatan Kertas Koran.
Dibawah bimbingan Khaswar Syamsu dan Rena M. Siagian.
RINGKASAN
Perkembangan indllstri pulp dan kertas di Indonesia terus mengalami
peningkatan sesuai dengan peningkatan keblltllhan kertas untllk berbagai keperluan
seperti kertas koran. Dalam perkembangannya indllstri pulp dan kertas merupakan
industri yang sangat besar dalam penggunaan kayu sebagai sumber bahan baku.
Gl1lelilla arborea Roxb. merupakan lanaman yang pertumbuhanllya l11udah dan cepat,
riap tUl11buh yang tinggi dan daur yang relatif pendek sehingga sangat potensial
digunakan untuk memenuhi kebutuhan industri pulp dan kertas.
Sebagian besar industri pulp dan kertas masih menggunakan proses
konvensional, terutama proses sulfatlkraft yang memiliki beberapa keunggulan
diantaranya mal11pu mengolah hal11pir semua jenis kayu, waktu pemasakan singkat,
kekuatan pulp yang tinggi serta l1111dah mendaur ulang larutan pemasakannya. Proses
ini juga mel11iliki beberapa kelemahan yaitu rendemen yang rendah serta pencemaran
yang ditimbulkannya pada air maupun udara yang berasal dari larutan pemasak
maupun dari proses pemutihan pUlpnya. Pulp hasil pengolahan proses kil11ia panas
l11ekanis (CTMP) mempunyai kekuatan yang relatif rendah dibandingkan pulp kimia
dan wama yang cepat berubah l11enjadi kuning. Rendemen pulp yang clihasilkan
relatif tinggi dibandingkan pulp kimia. Selain rendemen yang tinggi, pencemaran
Iingkungan oleh proses kimia panas l11ekanis lebih rendah dibandingkan proses kimia.
Proses pengolahan pulp secara mekanis umumnya cligunakan untuk pembuatan kertas
koran, katalogus, majalah, kelias toilet dan kertas dinding.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari llmur kayu gmelina
dan konsentrasi natrium sulfit (Na2S03) terhadap sifat dan kualitas pulp llnluk
pembuatan kertas koran clengan proses kimia panas mekanis (CIMP). Parameter
yang digunakan adalah renclemen pulp behllTI putih (pulp hasil pemasakan), bilangan
kappa, rendemen pulp putih, keteguhan retak, keteguhan sobek, opasitas cetak dan
derajat putih.
Penelitian ini mengamati empat tarafllmur kayu Gmelina arborea Roxb. yaitu
umllr 6, 8, 10 dan 12 lahun, iiga taraf konsentrasi natrium sulfit yaitu 0, 4 clan 8
persen w/w, berdasarkan berat kering oven serpih kayu yang dimasak.
Proses pemasakan serpih kayu menggunakan aspiund refiner clengan volume
pemasakan 500 gram kering oven serpih pada suhu 120°C dengan lama pellgukusan
(steaming) 15 menit dan penguraian serpih kayu (refining) selama 5 menit. Proses
pemutihan pulp dilakukall dengan clua tahap pemucatan PI dan P2 dengan
menggunakan bahan pellllltih peroksida (HzOz). Rancangan percobaan yang
digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan dua faktor dan clua kali
lliangan. Faktor pertama aclalah Ulllur kayu yang terdiri empat taraf dan faktor kedua
adalah konsentrasi natrium sulfit (Na2S03) yang terdiri clari tiga taraf.
Hasil anaiisa sldik ragam menunjukkan bahwa faktor umur kayu berpengaruh
nyata terhadap bilangan kappa pulp belum putih, derajat putih lembaran pulp dan
berbeda sangat nyata terhadap keteguhan sobek lembaran pulp. Faktor kOllsentrasi
natrium sulfit (Na2S03) berbeda nyata terhadap opasitas eetak. Interaksi keclua faktor
perlakuan seeara statistik tidak berpengaruh nyata terhadap semua parameter yang
cliukur. Rendemen pulp belum putih, ketegl1han retak lembaran pulp dan rendemen
pulp putih tidak berbeda nyata akibat kedua faktor perlakl1an. Nilai rata-rata bilangan
kappa dan keteguhan sobek lembaran pulp meningkat dengan beliambahnya umur
kayu sedangkan nilai rata-rata derajat putih menurun dengan bertambahnya umur
kayu. Nilai rata-rata opasitas eetak berfluktuasi terhadap konsentrasi natrium sulfit.
Nilai rata-rata rendemen pulp belum putih sebesar 81,124 persen, dengan nilai
rendemen tertinggi sebesar 86,525 persen J ang diperoleh pada kayu umur 12 tahun
dan konsentrasi natrium Sllifit 4 persen. Nilai rata-rata bilangan kappa sebesar 56,589
persen dengan nilai bilangan kappa terendah diperoleh pada kayu umur 12 tahun dan
konsentrasi natrium sulfit 8 persen. Nilai rata-rata rendemen pulp putih sebesar 66,72
persen dengan nilai rendemen tertinggi sebesar 78,86 persen yang diperoleh pada
kayu umur 8 tahun dan konsentrasi natrium sulfit sebesar 4 persen Nilai rata-rata
keteguhan sobek sebesar 15,934 mN dengan nilai tertinggi diperoleh pada kayu umur
12 tahun dan konsentrasi natrium sulfit persen yaitu sebesar 32,336 mN. Nilai ratarata keteguhan retak sebesar 7,899 KPa dengan nilai tertinggi sebesar 12,631 KPa
yang diperoleh pada kaYl1 umur 10 tahun dan konsentrasi natrium sui fit
persen.
Nilai rata-rata derajat putih sebesar 55,910 persen dengan nilai tertinggi sebesar
64,775 persen diperoleh pada kayu umur 6 tahun dan konsentrasi natrium sulfit
persen. Nilai rata-rata opasitas eetak sebesar 80,891 persen dengan nilai tertinggi
diperoleh pada kayu umur 1 tahun dan konsentrasi natrium sulfit 4 persen yaitu
sebesar 88,08 persen Nilai keteguhan lipat, keteguhan tarik dan nilai panjang putus
lembaran pulp tidak dapat dihitung.
Pengolahan kayu Gmelil1a arborea Roxb dengan penggunaan natrium sulfit
(Na2S03) dengan proses kimia panas l11ekanis (CTMP) pada penelitian ini
menghasilkan pulp dengan dengan nilai rendemen , bilangan kappa, opasitas eetak
dan derajat puith yang memenuhi stanclar (Standar Industri Indonesia) clan sesuai
clengan pustaka. Nilai sifat mekanis yaitu keteguhan sobek dan retak yang clihasilkan
tennasuk rendah bila dibandingkan dengan standar (SII 0658 - 82).
°
°
°
°
PENGARUH UMUR KAYU GMELINA (Gmelina arborea Roxb)
DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na2S03)
PADA PROSES KIMIA PANAS MEKANIS (CTMP) TERHADAP
SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN
Oleh
ANDREAS P ARULlAN S.
F.30.1028
SKRlPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Industri
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1998
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGARUH UMUR KAYU GMELINA (Glllelill{/ lll'bol'ea Roxb.)
DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na ZS03)
PADA PROSES KIMIA PANAS MEKANIS (CTMP) TERHADAP
SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN
SlooPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Industri
Fakultas Tcknologi Pcrtanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ANDREAS PARULIAN S.
F.30.1028
Tnnggal iLllus:
Agustus 1998
Disetujui,
Bogar, AgllstllS 1998
11'. Rena Iv!. Siagian, MS.
Doscn Pembimbing II
ｾ＠
Dr. Ir. Khaswar SvamslI. MSc.
Dosen Pembimbing [
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
menunjukkan kasih dan setiaNya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini.
Penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besamya kepada :
1.
Dr.
Ir.
Khaswar Syamsu, MSc dan Ir. Rena M. Siagian, MS, selaku dosen
pembimbing yang telah membimbing penulis selama penelitian dan penyusunan
skripsi ini.
2. Drs. Purwoko, selaku dosen penguji dari Jurusan Teknologi Industri Pertanian.
3. Ibunda tercinta S. Panggaribuan atas doa dan cinta kasihnya yang tulus.
4. Kakanda Martha, Clara, Monang, Robert, Tulang Ciluar dan seluruh keluarga di
Riau.
5. Aryoko, Ariel, Russand, Yusuf dan rekan-rekan yang telah membantu penulis serta
saudara-saudara di Perwira 43 atas kebersamaannya.
Kiranya Tuhan memberkati.
Akhimya penulis harapkan semoga tulisan
lUI
bermanfaat bagi
memerlukan.
Bogor,
Penulis
Agustus 1998
iii
yang
DAFTARISI
Halaman
KA TA PENGANTAR .................................................................... iii
DAFTAR ISl. .............................................................................. iv
DAFTAR TABEL ......................................................................... v
DAFTAR GALVlBAR ..................................................................... vi
DAFT AR LAMPIRAN ................................................................. , vii
I. PENDAHULUAN ..................................................................... I.
A. LATAR BELAKANG ............................................................. I
B. TUJUAN PENELITIAN ........................................................... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................. 4
A. PENGERTIAN PULP DAN KERTAS KORAN ............................. .4
B. PROSES KIMIAPANAS MEKANIS (CTMP) ................................ 5
c. KAYU GMELINA ......................................................................... 7
D. SIFATPULPKAYUGMELINA ................................................... 10
E. PERANAN DIMENSI SERAT DAN KOMPOSISI KIMIA KA YU
TERHADAP SIFAT PULP ......................................................... 1I
III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN ........................................ 14
A. BAHAN DAN ALAI ........................................................... 14
I. Bahan ........................................................................... 14
2. Ala!. ............................................................................ 14
B. MEIODE PENELITIAN ....................................................... IS
I. Pembuatan Serpih Kayu ..................................................... IS
2. Pembuatan Pulp Kimia Panas Mekanis .................................... 16
3. Pemutihan Pulp ..................................................................... 16
4. Pembuatan Lembaran Pulp ................................................. 17
5. Pengujian Sifat Fisik Lembaran Pulp ...................................... 17
6. Model Rancangan Percobaan ............................................... 18
lV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................... 20
A. RENDEMEN PULP BELUM PUTIH. ........................................ 20
B. BILANGAN KAPPA ......................................................... " 23
A. RENDEMEN PULP PUIIH ........................................................ 25
C. SIFAIFISIKDANMEKANIKKERTASLEMBARANPULP ........ 27
I. Keteguhan Sobek ............................................................. 27
2. Keteguhan Retak ............................................................. 31
3. Opasitas Cetak ................................................................ 33
4. Derajat Putih .................................................................. 35
5. Keteguhan Lipat, Ketegllhan Iarik dan Panjang PlItllS .................. 38
V. KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 39
A. KESIMPULAN ................................................................... 39
B. SARAN ............................................................................ 40
DAFTARPUSTAKA. ................................................................... 41
LAMPIRAN ............................................................................... 44
iv
DAFTAR TABEL
Halaman
Produksi dan Komsnmsi Kertas Koran Indonesia ................... .
I
Struktur Anotami dan Karakteristik Kayu Gmelina ......................... . 8
Dimensi Serat Kayu Gmelina .................................................. . 9
Sifat Kimia Kayu Gmelina ...................................................... . 9
Nilai Rendemen Pulp Belum Putih Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium sulfit ............................................... 20
Tabel6. Nilai Bilangan Kappa Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penan1bahan Natriu111 sulfit ............................................... 23
Tabel7. Nilai Rendemen Pulp Putih Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium sulfit ............................................... 25
Tabel 8. Nilai Keteguhan Sobek Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur KaYll
dan Penambahan Natrium sulfit ............................................... 28
Tabel9. Nilai Ketegllhan Retak Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium suI fit ............................................... 31
Tabel 10. Nilai Opasitas Cetak Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium suI fit. ........................................
33
Tabel 11. Nilai Derajat Putih Kertas Koran Pada Perlakuan Umur Kayu
36
dan Penambahan Natrium sulfit.........................................
Tabel 1.
Tabel2.
Tabel 3.
Tabel4.
Tabel 5.
v
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Graftk Hubungan Rendel11en Pulp Belum putih Terhadap Perlakuan
Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulftt. .............................. 21
Gambar 2. Graftk Hubungan Bilangan Kappa Pulp Terhadap Perlakuan
Umur Kayu dan Penal11bahan Natrium Sulfit ............................ 24
Gambar 3. Graftk Hubungan Rendemen Pulp Putih Terhadap Perlakuan
Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit ............................ 26
Gambar 4. Grafik Hubungan Keteguhan Sobek Lembaran Pulp Terhadap
Perlakuan UmUf Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit ................. 29
Gambar 5. Grafik Hubungan Keteguhan Retak Lembaran Pulp Terhadap
Perlakuan Umur I(ayu dan Penatnbahan Natrium Sulfit. ................. 32
Gambar 6. Grafik Hubungan Opasitas Cetak Lel11baran pulp Terhadap
Perlakuan UlTIUr Kayu dan Penambahan Natriu111 Sulfit.............. ... 34
Gambar 7. Grafik Hubungan Derajat Putih Lembaran Pulp Terhadap
Perlakuan Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit. ................. 36
Gambar 8. Pola Pengambilan Contoh Uji ................................................. 46
vi
DAFT AR LAMP IRAN
Lampiran 1.
Lampiran 2.
Lampiran 3.
Lampiran 4.
Lampiran 5.
Lampiran 6.
Halaman
Prosedur Analisa.. .. ................................................. ..... ... 44
Tabel Kondisi Pemucatan Pulp......................................... ... 50
Diagram Alir Proses Kimia Panas Mekanis (CTMP).............
51
Nilai Hasil Pengukuran Bobot Jenis dan Komponen Kimia
Serat Kayu Gmelina arborea Roxb dan Syarat Kertas Koran
Berdasarkan Standar Industri Indonesia (SII)........................... 53
Nilai Hasil Pengukuran Rendemen Pulp, Bilangan Kappa
dan Pengujian Sifat Fisik dan Mekanis Lembaran Pulp............... M
Hasil Analisa Sidik Ragam dan Uji Jarak Berganda Duncan
Terhadap Rendemen Pulp, Bilangan Kappa,
Sifat Fisik dan Mekanis Lembaran Pulp................................. ii5
vii
PENGARUH UMUR KAYU GMELINA (Gmelilla arborea Roxb.)
DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na ZS03)
PADA PROSES KlMIA PANAS ME KANIS (CTMP) TERHADAP
SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN
Olel!
ANDREAS PARULIAN S.
F 30.1028
1998
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERT ANIAN BOGOR
BOGOR
Andreas Parulian S. (F 30.1028). Pengaruh Umur Kayu Gmelina (Gille/ilia
arborea Roxb.) dan Konsentrasi Natrium sulfit (Na2S03) Pada Proses Kimia
Panas Mekanis (CTi\IP) Terhadap Sifat Pulp Untuk Pembuatan Kertas Koran.
Dibawah bimbingan Khaswar Syamsu dan Rena M. Siagian.
RINGKASAN
Perkembangan indllstri pulp dan kertas di Indonesia terus mengalami
peningkatan sesuai dengan peningkatan keblltllhan kertas untllk berbagai keperluan
seperti kertas koran. Dalam perkembangannya indllstri pulp dan kertas merupakan
industri yang sangat besar dalam penggunaan kayu sebagai sumber bahan baku.
Gl1lelilla arborea Roxb. merupakan lanaman yang pertumbuhanllya l11udah dan cepat,
riap tUl11buh yang tinggi dan daur yang relatif pendek sehingga sangat potensial
digunakan untuk memenuhi kebutuhan industri pulp dan kertas.
Sebagian besar industri pulp dan kertas masih menggunakan proses
konvensional, terutama proses sulfatlkraft yang memiliki beberapa keunggulan
diantaranya mal11pu mengolah hal11pir semua jenis kayu, waktu pemasakan singkat,
kekuatan pulp yang tinggi serta l1111dah mendaur ulang larutan pemasakannya. Proses
ini juga mel11iliki beberapa kelemahan yaitu rendemen yang rendah serta pencemaran
yang ditimbulkannya pada air maupun udara yang berasal dari larutan pemasak
maupun dari proses pemutihan pUlpnya. Pulp hasil pengolahan proses kil11ia panas
l11ekanis (CTMP) mempunyai kekuatan yang relatif rendah dibandingkan pulp kimia
dan wama yang cepat berubah l11enjadi kuning. Rendemen pulp yang clihasilkan
relatif tinggi dibandingkan pulp kimia. Selain rendemen yang tinggi, pencemaran
Iingkungan oleh proses kimia panas l11ekanis lebih rendah dibandingkan proses kimia.
Proses pengolahan pulp secara mekanis umumnya cligunakan untuk pembuatan kertas
koran, katalogus, majalah, kelias toilet dan kertas dinding.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari llmur kayu gmelina
dan konsentrasi natrium sulfit (Na2S03) terhadap sifat dan kualitas pulp llnluk
pembuatan kertas koran clengan proses kimia panas mekanis (CIMP). Parameter
yang digunakan adalah renclemen pulp behllTI putih (pulp hasil pemasakan), bilangan
kappa, rendemen pulp putih, keteguhan retak, keteguhan sobek, opasitas cetak dan
derajat putih.
Penelitian ini mengamati empat tarafllmur kayu Gmelina arborea Roxb. yaitu
umllr 6, 8, 10 dan 12 lahun, iiga taraf konsentrasi natrium sulfit yaitu 0, 4 clan 8
persen w/w, berdasarkan berat kering oven serpih kayu yang dimasak.
Proses pemasakan serpih kayu menggunakan aspiund refiner clengan volume
pemasakan 500 gram kering oven serpih pada suhu 120°C dengan lama pellgukusan
(steaming) 15 menit dan penguraian serpih kayu (refining) selama 5 menit. Proses
pemutihan pulp dilakukall dengan clua tahap pemucatan PI dan P2 dengan
menggunakan bahan pellllltih peroksida (HzOz). Rancangan percobaan yang
digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan dua faktor dan clua kali
lliangan. Faktor pertama aclalah Ulllur kayu yang terdiri empat taraf dan faktor kedua
adalah konsentrasi natrium sulfit (Na2S03) yang terdiri clari tiga taraf.
Hasil anaiisa sldik ragam menunjukkan bahwa faktor umur kayu berpengaruh
nyata terhadap bilangan kappa pulp belum putih, derajat putih lembaran pulp dan
berbeda sangat nyata terhadap keteguhan sobek lembaran pulp. Faktor kOllsentrasi
natrium sulfit (Na2S03) berbeda nyata terhadap opasitas eetak. Interaksi keclua faktor
perlakuan seeara statistik tidak berpengaruh nyata terhadap semua parameter yang
cliukur. Rendemen pulp belum putih, ketegl1han retak lembaran pulp dan rendemen
pulp putih tidak berbeda nyata akibat kedua faktor perlakl1an. Nilai rata-rata bilangan
kappa dan keteguhan sobek lembaran pulp meningkat dengan beliambahnya umur
kayu sedangkan nilai rata-rata derajat putih menurun dengan bertambahnya umur
kayu. Nilai rata-rata opasitas eetak berfluktuasi terhadap konsentrasi natrium sulfit.
Nilai rata-rata rendemen pulp belum putih sebesar 81,124 persen, dengan nilai
rendemen tertinggi sebesar 86,525 persen J ang diperoleh pada kayu umur 12 tahun
dan konsentrasi natrium Sllifit 4 persen. Nilai rata-rata bilangan kappa sebesar 56,589
persen dengan nilai bilangan kappa terendah diperoleh pada kayu umur 12 tahun dan
konsentrasi natrium sulfit 8 persen. Nilai rata-rata rendemen pulp putih sebesar 66,72
persen dengan nilai rendemen tertinggi sebesar 78,86 persen yang diperoleh pada
kayu umur 8 tahun dan konsentrasi natrium sulfit sebesar 4 persen Nilai rata-rata
keteguhan sobek sebesar 15,934 mN dengan nilai tertinggi diperoleh pada kayu umur
12 tahun dan konsentrasi natrium sulfit persen yaitu sebesar 32,336 mN. Nilai ratarata keteguhan retak sebesar 7,899 KPa dengan nilai tertinggi sebesar 12,631 KPa
yang diperoleh pada kaYl1 umur 10 tahun dan konsentrasi natrium sui fit
persen.
Nilai rata-rata derajat putih sebesar 55,910 persen dengan nilai tertinggi sebesar
64,775 persen diperoleh pada kayu umur 6 tahun dan konsentrasi natrium sulfit
persen. Nilai rata-rata opasitas eetak sebesar 80,891 persen dengan nilai tertinggi
diperoleh pada kayu umur 1 tahun dan konsentrasi natrium sulfit 4 persen yaitu
sebesar 88,08 persen Nilai keteguhan lipat, keteguhan tarik dan nilai panjang putus
lembaran pulp tidak dapat dihitung.
Pengolahan kayu Gmelil1a arborea Roxb dengan penggunaan natrium sulfit
(Na2S03) dengan proses kimia panas l11ekanis (CTMP) pada penelitian ini
menghasilkan pulp dengan dengan nilai rendemen , bilangan kappa, opasitas eetak
dan derajat puith yang memenuhi stanclar (Standar Industri Indonesia) clan sesuai
clengan pustaka. Nilai sifat mekanis yaitu keteguhan sobek dan retak yang clihasilkan
tennasuk rendah bila dibandingkan dengan standar (SII 0658 - 82).
°
°
°
°
PENGARUH UMUR KAYU GMELINA (Gmelina arborea Roxb)
DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na2S03)
PADA PROSES KIMIA PANAS MEKANIS (CTMP) TERHADAP
SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN
Oleh
ANDREAS P ARULlAN S.
F.30.1028
SKRlPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Industri
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
1998
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGARUH UMUR KAYU GMELINA (Glllelill{/ lll'bol'ea Roxb.)
DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na ZS03)
PADA PROSES KIMIA PANAS MEKANIS (CTMP) TERHADAP
SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN
SlooPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Industri
Fakultas Tcknologi Pcrtanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ANDREAS PARULIAN S.
F.30.1028
Tnnggal iLllus:
Agustus 1998
Disetujui,
Bogar, AgllstllS 1998
11'. Rena Iv!. Siagian, MS.
Doscn Pembimbing II
ｾ＠
Dr. Ir. Khaswar SvamslI. MSc.
Dosen Pembimbing [
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
menunjukkan kasih dan setiaNya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini.
Penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besamya kepada :
1.
Dr.
Ir.
Khaswar Syamsu, MSc dan Ir. Rena M. Siagian, MS, selaku dosen
pembimbing yang telah membimbing penulis selama penelitian dan penyusunan
skripsi ini.
2. Drs. Purwoko, selaku dosen penguji dari Jurusan Teknologi Industri Pertanian.
3. Ibunda tercinta S. Panggaribuan atas doa dan cinta kasihnya yang tulus.
4. Kakanda Martha, Clara, Monang, Robert, Tulang Ciluar dan seluruh keluarga di
Riau.
5. Aryoko, Ariel, Russand, Yusuf dan rekan-rekan yang telah membantu penulis serta
saudara-saudara di Perwira 43 atas kebersamaannya.
Kiranya Tuhan memberkati.
Akhimya penulis harapkan semoga tulisan
lUI
bermanfaat bagi
memerlukan.
Bogor,
Penulis
Agustus 1998
iii
yang
DAFTARISI
Halaman
KA TA PENGANTAR .................................................................... iii
DAFTAR ISl. .............................................................................. iv
DAFTAR TABEL ......................................................................... v
DAFTAR GALVlBAR ..................................................................... vi
DAFT AR LAMPIRAN ................................................................. , vii
I. PENDAHULUAN ..................................................................... I.
A. LATAR BELAKANG ............................................................. I
B. TUJUAN PENELITIAN ........................................................... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................. 4
A. PENGERTIAN PULP DAN KERTAS KORAN ............................. .4
B. PROSES KIMIAPANAS MEKANIS (CTMP) ................................ 5
c. KAYU GMELINA ......................................................................... 7
D. SIFATPULPKAYUGMELINA ................................................... 10
E. PERANAN DIMENSI SERAT DAN KOMPOSISI KIMIA KA YU
TERHADAP SIFAT PULP ......................................................... 1I
III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN ........................................ 14
A. BAHAN DAN ALAI ........................................................... 14
I. Bahan ........................................................................... 14
2. Ala!. ............................................................................ 14
B. MEIODE PENELITIAN ....................................................... IS
I. Pembuatan Serpih Kayu ..................................................... IS
2. Pembuatan Pulp Kimia Panas Mekanis .................................... 16
3. Pemutihan Pulp ..................................................................... 16
4. Pembuatan Lembaran Pulp ................................................. 17
5. Pengujian Sifat Fisik Lembaran Pulp ...................................... 17
6. Model Rancangan Percobaan ............................................... 18
lV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................... 20
A. RENDEMEN PULP BELUM PUTIH. ........................................ 20
B. BILANGAN KAPPA ......................................................... " 23
A. RENDEMEN PULP PUIIH ........................................................ 25
C. SIFAIFISIKDANMEKANIKKERTASLEMBARANPULP ........ 27
I. Keteguhan Sobek ............................................................. 27
2. Keteguhan Retak ............................................................. 31
3. Opasitas Cetak ................................................................ 33
4. Derajat Putih .................................................................. 35
5. Keteguhan Lipat, Ketegllhan Iarik dan Panjang PlItllS .................. 38
V. KESIMPULAN DAN SARAN ..................................................... 39
A. KESIMPULAN ................................................................... 39
B. SARAN ............................................................................ 40
DAFTARPUSTAKA. ................................................................... 41
LAMPIRAN ............................................................................... 44
iv
DAFTAR TABEL
Halaman
Produksi dan Komsnmsi Kertas Koran Indonesia ................... .
I
Struktur Anotami dan Karakteristik Kayu Gmelina ......................... . 8
Dimensi Serat Kayu Gmelina .................................................. . 9
Sifat Kimia Kayu Gmelina ...................................................... . 9
Nilai Rendemen Pulp Belum Putih Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium sulfit ............................................... 20
Tabel6. Nilai Bilangan Kappa Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penan1bahan Natriu111 sulfit ............................................... 23
Tabel7. Nilai Rendemen Pulp Putih Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium sulfit ............................................... 25
Tabel 8. Nilai Keteguhan Sobek Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur KaYll
dan Penambahan Natrium sulfit ............................................... 28
Tabel9. Nilai Ketegllhan Retak Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium suI fit ............................................... 31
Tabel 10. Nilai Opasitas Cetak Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu
dan Penambahan Natrium suI fit. ........................................
33
Tabel 11. Nilai Derajat Putih Kertas Koran Pada Perlakuan Umur Kayu
36
dan Penambahan Natrium sulfit.........................................
Tabel 1.
Tabel2.
Tabel 3.
Tabel4.
Tabel 5.
v
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Graftk Hubungan Rendel11en Pulp Belum putih Terhadap Perlakuan
Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulftt. .............................. 21
Gambar 2. Graftk Hubungan Bilangan Kappa Pulp Terhadap Perlakuan
Umur Kayu dan Penal11bahan Natrium Sulfit ............................ 24
Gambar 3. Graftk Hubungan Rendemen Pulp Putih Terhadap Perlakuan
Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit ............................ 26
Gambar 4. Grafik Hubungan Keteguhan Sobek Lembaran Pulp Terhadap
Perlakuan UmUf Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit ................. 29
Gambar 5. Grafik Hubungan Keteguhan Retak Lembaran Pulp Terhadap
Perlakuan Umur I(ayu dan Penatnbahan Natrium Sulfit. ................. 32
Gambar 6. Grafik Hubungan Opasitas Cetak Lel11baran pulp Terhadap
Perlakuan UlTIUr Kayu dan Penambahan Natriu111 Sulfit.............. ... 34
Gambar 7. Grafik Hubungan Derajat Putih Lembaran Pulp Terhadap
Perlakuan Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit. ................. 36
Gambar 8. Pola Pengambilan Contoh Uji ................................................. 46
vi
DAFT AR LAMP IRAN
Lampiran 1.
Lampiran 2.
Lampiran 3.
Lampiran 4.
Lampiran 5.
Lampiran 6.
Halaman
Prosedur Analisa.. .. ................................................. ..... ... 44
Tabel Kondisi Pemucatan Pulp......................................... ... 50
Diagram Alir Proses Kimia Panas Mekanis (CTMP).............
51
Nilai Hasil Pengukuran Bobot Jenis dan Komponen Kimia
Serat Kayu Gmelina arborea Roxb dan Syarat Kertas Koran
Berdasarkan Standar Industri Indonesia (SII)........................... 53
Nilai Hasil Pengukuran Rendemen Pulp, Bilangan Kappa
dan Pengujian Sifat Fisik dan Mekanis Lembaran Pulp............... M
Hasil Analisa Sidik Ragam dan Uji Jarak Berganda Duncan
Terhadap Rendemen Pulp, Bilangan Kappa,
Sifat Fisik dan Mekanis Lembaran Pulp................................. ii5
vii