PENGARUH KONSENTRASI PELARUT, TEMPERATUR DAN WAKTU PEMASAKAN PADA PEMBUATAN PULP DARI SABUT KELAPA MUDA

  

PENGARUH KONSENTRASI PELARUT, TEMPERATUR

DAN WAKTU PEMASAKAN PADA PEMBUATAN PULP

DARI SABUT KELAPA MUDA a Abdullah Saleh, Meilina M.D. Pakpahan, Nowra Angelin Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

  ABSTRAK Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan kondisi optimum dari proses pemasakan dengan menvariasikan konsentrasi NaOH, temperatur dan waktu pemasakan pada pembuatan pulp dari sabut kelapa muda serta mengetahui veriabel mana yang paling berperan terhadap kualitas pulp yang dihasilkan. Serat sabut kelapa muda termasuk golongan serat kasar. Industri-industri yang menggunakan bahan baku serat ini tersebar luas di negara-negara penghasil kelapa. Pemanfaatan lain serabut kelapa saat ini yaitu sebagai bahan baku alternatif pada pembuatan pulp.

  Pulp merupakan bahan baku pembuatan kertas dan senyawa-senyawa kimia turunan selulosa. Pulp dapat dibuat dari berbagai jenis kayu, bambu, dan rumput-rumputan Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat (kayu maupun non kayu) melalui berbagai proses pembuatan baik secara mekanis, semikimia, dan kimia. Penelitian menggunakan proses secara kimia menggunakan NaOH sebagai larutan pemasak. Variabel penelitian yang digunakan adalah konsentrasi NaOH 5%, 10%, 15%, temperatur o o o pemasakan 80

  C, 100

C, 120 C dan waktu pemasakan 60, 90, 120 menit. Hasil yang optimum didapatkan

  o pada konsentrasi NaOH 10%, temperatur 80

  C, waktu pemasakan 90 menit, dengan persen rendemen sebesar 39,72%..

  Kata kunci : Pulp, Sabut kelapa muda

I. PENDAHULUAN menyebabkan terjadinya krisis bahan baku.

1.1. Latar Belakang Peremajaan hutan untuk mengantisipasi

  Penggunaan kayu (biomass) sebagai bahan kekurangan bahan baku kayu membutuhkan baku untuk pembuatan pulp dari sumber daya waktu yang cukup lama sehingga diperlukan alam hutan telah dimanfaatkan secara optimal adanya bahan baku alternatif yang murah dan untuk menunjang pemasukan devisa negara. tidak memberikan dampak yang buruk terhadap Peningkatan di bidang ekonomi dan industri lingkungan. Sangat sedikit sekali penelitian menyebabkan kebutuhan akan pulp dari tahun ke tentang bahan baku untuk industri pulp dan kertas tahun semakin meningkat. Berbagai kebijakan dan yang dapat mengatasi keterbatasan persediaan aturan pemerintah telah ditetapkan tentang izin kayu. pemanfaatan dan penggunaan kayu dari lahan Indonesia merupakan negara agraris yang hutan tropis monokultur atau campuran yang kaya akan hasil pertanian dan perkebunan, salah digunakan sebagai sumber serat selulosa untuk satunya adalah kelapa. Bagian buah kelapa muda pembuatan pulp. Disisi lain, pemakaian jenis kayu yang dimanfaatkan hanya terbatas pada air dan dan umur kayu sangat bervariasi dan daging buahnya saja sedangkan bagian sabut menyebabkan kualitas pulp yang dihasilkan kelapa belum banyak pemanfaatannya secara beragam dan harga jual produk pulp menurun. efektif dan bernilai ekonomi. Pembuatan pulp dari Selain itu bahan baku kayu yang umum sering sabut kelapa muda ini sebagai bahan baku digunakan pada industri pulp tidak akan mampu alternatif didasarkan pada kandungan serat bertahan lama untuk seluruh kebutuhan yang selulosa yang terkandung didalamnya.

  Penelitian ini menggunakan NaOH sebagai industri pulp. Penggunaan larutan pemasak ini didasarkan karena alasan ekonomis. Untuk menstabilkan gugus selulosa pada serabut kelapa muda digunakan larutan asam (HNO

  Buah mencapai ukuran maksimal sesudah berumur 9-10 bulan dengan berat 3-4 kg dan bervolume sekitar 0,3-0,4 liter. Pada ukuran ini buah biasa disebut buah kelapa muda. Pada umur 12-14 bulan, buah cukup masak dan berat rata-rata 2 kg dan volumenya berkurang. Buah kelapa muda terbentuk melalui beberapa fase. Berikut tabel pertumbuhan buah kelapa pada beberapa fase:

  Kulit luar merupakan lapisan tipis (0,14 mm) yang mempunyai permukaan licin dan memiliki warna yang bervariasi.

  a. Kulit Luar (epicarp)

  Buah kelapa muda ini terdiri atas bagian-bagian sebagai berikut:

  Fase Ketiga Pada fase ini, putih lembaga atau endosperm sedang dalm penyusunan. Penyusunan dimulai dari pangkal buah berangsur-angsur menuju ke ujung. Pada bagian pangkal mulai tampak tembentuknya lembaga. Warna tempurung berubah menjadi coklat kehitaman dan bertambah keras

  Pada fase ini bagian tempurung berangsur-angsur tebal tetapi belum terlalu keras

  Fase Kedua Berlangsung selama 2-3 bulan.

  Pada fase ini bagian tempurung dan sabut hanya membesar dan masih lunak

  Fase Pertama Berlangsung selama 4-6 bulan.

  

Fase

Pertumbuhan

Perubahan

Tabel 2.2. Pertumbuhan Buah Kelapa Muda

   Buah Kelapa Muda

  3

  7,80 Maluku dan Papua 7,50 Sumber: Nogoseno 2003 2.2.

  Sumatra 32,90 Jawa 24,30 Sulawesi 19,30 Kepulauan Bali 8,20 Nusa Tenggara Barat dan NTT

Tabel 2.1. Luas Area Perkebunan Kelapa Daerah Luas Areal Perkebunan

  Luas areal perkebunan di kelapa di Indonesia sebagian besar diusahakan sebagai perkebunan rakyat yang tersebar di seluruh pelosok Nusantara dengan rincian sebagai berikut:

  Sejauh ini pemanfaatan kelapa muda di Sumatera masih sangat terbatas baik oleh penduduk maupun pemerintah daerah. Umumnya kelapa muda tersebut pemanfaatannya secara umum di Indonesia masih berkutat pada produk makanan dan minuman. Hal ini sebenarnya sangat disayangkan, karena kelapa muda memiliki potensi yang baik untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat dan memperluas lapangan pekerjaan. Berbagai produk komersial dari bioindustri kelapa sangat beranekaragam selain daripada produk makanan dan minuman. Pemanfaatan tersebut antara lain dengan membuat pulp dari serabut kelapa ini.

  Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan kondisi optimum dari proses pemasakan dengan menvariasikan konsentrasi NaOH, temperatur dan waktu pemasakan pada pembuatan pulp dari sabut kelapa muda serta mengetahui variabel mana yang paling berperan terhadap kualitas pulp yang dihasilkan.

  1.3. Tujuan Penelitian

  Masalah yang akan diteliti pada penelitian ini adalah bagaimana pengaruh dari konsentrasi NaOH, temperatur dan waktu pemasakan terhadap kualitas pulp yang dihasilkan dari bahan baku sabut kelapa muda.

  1.2. Perumusan Masalah

  ). Didalam penelitian ini variabel penelitian yang digunakan bervariasi yaitu pengaruh waktu (t), temperatur (T) serta konsentrasi (C) dari larutan pemasak.

II. FUNDAMENTAL 2.1. Luas dan Produksi Tanaman Kelapa Muda

  Serat atau serabut kelapa biasanya dibakar kebiasaan masyarakat. Dilain pihak limbah buah kelapa itu sesungguhnya berpotensi besar menjadi dollar. Kebanyakan orang, bila melihat sabut kelapa dan ditantang untuk memanfaatkannya pasti menyebut keset, yang cuma patut dijual di pasar tradisional dengan harga yang sangat rendah. Padahal, sekarang, sabut kelapa punya peluang yang lebih bergengsi daripada sekadar keset.

  Lignin adalah jaringan polimer fenolik tiga dimensi yang berfungsi merekatkan serat selulosa sehingga menjadi kaku. Pada proses pulping kimia dan proses pemutihan akan menghilangkan lignin tanpa mengurangi serat selusosa secara signifikan. Peran utama lignin adalah untuk membentuk middle lamela (lapisan tengah serat) yang menjadi pengikat antar serat. Lignin adalah salah satu komponen penyusun tanaman yang secara umum terbentuk dari selulosa,

  c. Lignin

  Hemiselulosa tersusun atas glukosa rantai pendek dan bercabang. Hemiselulosa lebih mudah larut dalam air dan biasanya dihilangkan dalam proses pulping.. Secara biokimiawi, hemiselulosa adalah semua polisakarida yang dapat diekstraksi adalah larutan basa. Monomer penyusun hemiselulosa biasanya adalah rantai D-glukosa, ditambah dengan berbagai bentuk monosakarida yang terikat pada rantai, baik sebagai cabang atau mata rantai. Hemiselulosa mudah terdegrasi dan larut dibandingkan dengan sellulosa sehingga persentasenya dalam pulp selalu lebih kecil.

  b. Hemiselulosa

  β yang membolehkan selulosa membentuk satu rantai yang sangat panjang. Selulosa ini tersusun atas molekul glukosa rantai lurus dan panjang yang merupakan komponen yang paling disukai dalam pembuatan kertas karena berbentuk serat panjang dan kuat. Selulosa memiliki peran penting dalam menentukan karakter serat.

  yang merupakan kandungan utama dalam serat tumbuhan dan berfungsi sebagai komponen struktur tumbuhan. Selulosa adalah satu polimer yang mengandung unit-unit glukosa jenis anomer

  n

  )

  5

  10 O

  6 H

  Bahan dasar dalam industri kertas harus mengandung beberapa komponen salah satunya adalah selulosa. Selulosa ialah senyawa organik yang tidak larut dalam air dengan formula (C

   Selulosa

  Di dalam sabut kelapa terdapat beberapa komponen dasar yang harus dimiliki untuk dapat dijadikan sebagai bahan baku pulp, yaitu: a.

2.3. Serat Sabut Kelapa Muda

  Serat kelapa yang terdapat pada sabut kelapa terdiri atas 3 jenis yaitu:

  b. Kulit tengah atau sabut (mesocarp) besar dari buah kelapa, yaitu 35 % dari berat keseluruhan buah dan tebalnya sekitar 3-5 cm. Sabut kelapa terdiri dari serat dan gabus yang menghubungkan satu serat dengan serat lainnya. Serat adalah bagian yang berharga dari sabut. Setiap butir kelapa mengandung serat 525 gram (75 % dari sabut), dan gabus 175 gram (25 % dari sabut).

  Sumber:L. Suhardiyono, 1998, Tanaman Kelapa: Budidaya dan Pemanfaatannya, Kanisius

  28 Air 25

  Sabut 35 Tempurung 12 Endosperm (daging buah)

Tabel 2.3. Proporsi Komponen Buah Kelapa Muda Komposisi Persentase (%)

  Pada saat buah kelapa masih muda biasa disebut dengan air degan. Air degan ini mengandung mineral 4 %, gula 2 % (glukosa, fruktosa, dan sukrosa) dan abu serta air. Tanaman kelapa memiliki komposisi tertentu, berikut adalah tabel proporsi komponen buah kelapa muda :

  f. Air Kelapa

  Putih lembaga merupakan daging kelapa berwarna putih dan lunak. Tebal endosperm sekitar 8-10 mm. Kandungan di dalamnya antara lain: air 52 %, minyak 34 %, zat gula 1,5 %, dan zat abu 1%.

  e. Putih Lembaga (endosperm)

  Kulit luar biji kelapa adalah semua bagian yang berada di sebelah dalam dari tempurung.

  d. Kulit luar biji yang melekat di sebelah dalam tempurung

  ) yang cukup tinggi kadarnya pada tempurung. Berat tempurung sekitar 15~19 % dari berat keseluruhan buah kelapa.

  2

  Dikenal dengan nama tempurung. Tempurung merupakan lapisan keras yang terdiri dari lignin, selulosa, metoksil dan berbagai mineral. Kandungan bahan-bahan tersebut beragam sesuai dengan jenis kelapanya. Struktur yang keras disebabkan oleh silikat (SiO

  c. Kulit dalam (endocarp)

• yam fibre yaitu serat-serat panjang & halus..
• bristel fibre yaitu serat yang kasar - matres fibre yaitu serat yang ukurannya p.

2.4. Pulp

  Kriteria bagi keberhasilan proses pembuatan pulp kimia adalah kualitas produk dan perolehan pulp tinggi, sedikit menggunakan air, dan tingkat daur ulang (recovery) bahan kimia tinggi. Dalam praktek, metode-metode pembuatan pulp kimia berhasil memisahkan sebagian besar lignin, tetapi juga melarutkan sejumlah tertentu hemiselulosa dan selulosa sehingga perolehan pulp relatif rendah dibandingkan dengan pembuatan pulp mekanik. Perolehan pulp kimia biasanya berada dalam rentang 40-50%. Adapun yang menjadi ciri-ciri proses ini adalah sebagai berikut, (Bakara, 1999) :

  Ada tiga macam proses pembuatan pulp secara kimia yaitu proses soda, proses sulfat atau kraft, dan proses sulfit, masing-masing menggunakan larutan pemasak yang berbeda. Proses sulfat dan proses soda keduanya disebut proses basa sedangkan proses sulfite disebut proses asam. Proses pembuatan pulp dengan proses dasar, dimana larutan dimasak yang digunakan untuk proses soda adalah NaOH, sedangkan untuk proses sulfat digunakan larutan pemasak NaOH, Na

  2 S, dan Na

  hemiselulosa, dan lignin. Komposisi bahan tanaman. Pada batang tanaman, lignin berfungsi sebagai bahan pengikat komponen penyusun lainnya, sehingga suatu pohon bisa bisa berdiri tegak Berbeda dengan selulosa yang terutama terbentuk dari gugus karbohidrat, lignin terbentuk dari gugus aromatik yang saling dihubungkan dengan rantai alifatik, yang terdiri dari 2-3 karbon.

  2 C0

  3

  . dan untuk proses sulfit (asam) digunakan larutan pemasak garam sulfite.

  Pembuatan pulp dengan bahan kimia dan penambahan panas, dengan sedikit atau tanpa perlakuan mekanik

  Proses Kimia

  Pembuatan pulp dengan kombinasi bahan kimia dan perlakuan mekanik

  Pembuatan pulp dengan energi mekanik, yaitu tanpa bahan kimia dan penambahan panas

Tabel 2.4. Klasifikasi Umum Proses Pembuatan Pulp Mekanik Semikimia Kimia

  Klasifikasi umum proses pembuatan pulp diberikan pada tabel berikut ini :

  Pemilihan proses pembuatan pulp disesuaikan dengan kualitas pulp yang diinginkan, karena masing-masing proses memiliki keunggulan dan kelemahan.

  Proses Pembuatan Pulp

  Pulp merupakan bahan baku pembuatan kertas dan senyawa-senyawa kimia turunan selulosa. Pulp dapat dibuat dari berbagai jenis kayu, bambu, dan rumput-rumputan Pulp adalah hasil pemisahan serat dari bahan baku berserat (kayu maupun non kayu) melalui berbagai proses pembuatan baik secara mekanis, semikimia, dan kimia. Pulp terdiri dari serat-serat (selulosa dan hemiselulosa) sebagai bahan baku kertas. Proses pembuatan pulp diantaranya dilakukan dengan proses mekanis, kimia, dan semikimia. Bahan dasar pembuatan pulp yang terutama adalah selulosa yang banyak dijumpai pada hampir semua jenis tumbuh-tumbuhan sebagai pembentuk dinding sel.

  Proses pembuatan pulp secara kimia adalah proses pembuatan pulp yang menggunakan bahan kimia sebagai bahan utama untuk melarutkan bagian-bagian kayu yang tidak diinginkan. Prinsip dari proses pembuatan pulp secara kimia yaitu mendegradasi dan melarutkan lignin sehingga serat-serat yang terdapat dalam bahan baku yang mudah dilepas.

• Rendemen rendah antara 40-55%
• Serat pulp utuh, panjang, murni, kuat dan stabil
• Mudah diputihkan
• Kekuatan pulp lebih tinggi
• Dapat dilakukan pada semua jenis bahan baku

  Agak sukar diputihkan Mudah diputihkan pulp secara kimia dengan menggunakan proses soda (NaOH) :

  Kualitas cetak buruk Sukar diputihkan

  Kualitas cetak baik Kualitas cetak kurang baik

  Sifat pulpnya tidak terlalu kuat

  Perolehan pulp rendah (40-50%) Serat pendek, cenderung lemah, dan tidak stabil

  Perolehan pulp sedang (55-90%)

  Perolehan pulp tinggi (90-95%)

  Proses Soda

  Sistem pemasakan alkali yang menggunakan tekanan tinggi dan menambahkan NaOH yang berfungsi sebagai larutan pemasak dengan perbandingan 4 : 1 dari kayu yang digunakan. Larutan yang dihasilkan dipekatkan dengan cara penguapan. Proses alkali jarang dipergunakan

  Serat panjang, kualitas serat kuat dan stabil

• Serat panjang : 2,0 – 3,0 mm
• Serat sedang : 1,0 – 2,0 mm
• Serat pendek : 0,1 – 1,0 mm
• Perbandingan bahan kimia terhadap bahan baku Perbandingan bahan kimia terhadap bahan baku dipengaruhi oleh densitas bahan baku. Karena bahan baku berdensitas tinggi biasanya kandungan ligninnya tinggi ehingga bahan kimia berdensitas tinggi lebih besar daripada kebutuhan bahan kimia berdensitas rendah.
• Konsentrasi dari cooking liquor

  Lignin merupakan produk massa tumbuh- tumbuhan yang secara biologis paling lambat dirusak. Dengan demikian, lignin merupakan sumber utarna bahan organik yang larnbat dirusak oleh asam-asam fuminat yang terdapat di dalam. tanah. Lignin. memiliki spektrum serapan absorpsi ultraviolet (UV) yang khas dan memberikan reaksi warna yang khas dengan banyak fenol dan amino aromatik (Fengel, D. and Wegener, G., 1995). Kadar kandungan lignin pada tumbuhan sangat bervariasi. Pada spesies kayu kandungan lignin berkisar antara. 20-40%. Apabila dipanaskan dengan Ca-bisulfit dalam NaOH dengan suatu. tekanan tinggi, maka lignin ini akan larut dan tertinggal hanya selulosanya saja.

  4. Kadar Lignin

  Adanya abu dalam pulp akan menyebabkan menurunnya kualitas pulp, sedangkan adanya silikat dalam abu yang tinggi akan mengakibatkan pergerakan di dalam digester. Kadar abu pada pulp diperkirakan sebesar 8 – 12 % untuk bahan baku non-kayu.

  3. Kadar Abu dan kadar Silika (SiO2)

  Selulosa merupakan komponen kayu yang terbesar, yang dalam kayu jumlahnya mencapai hampir setengahnya. Sellulosa merupakan polimer linier dengan berat molekul tinggi yang tersusun seluruhnya atas D glukosa sampai sebanyak 14.000 satuan yang terdapat sebagai berkas-berkas terpuntir mirip tali, yang terikat satu sama lain oleh ikatan hidrogen (Fessenden, 1986).

  2. Kadar Selulosa

• Suhu dan Pemasakan Kenaikan suhu dalam proses akan menurunkan hasil dan viskositas pulp. Dalam suhu yang tinggi degradasi terhadap karbohidrat sangat besar sehingga bila waktu pemasakan singkat maka suhu harus tinggi dan sebaliknya.

2.5. Faktor yang Mempengaruhi Mutu Pulp

  Mutu pulp dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :

  pada konsentrasi rendah dan diadakan penambahan alkali selama jangka waktu tertentu dalam pemasakan sehingga konsentrasi white liquor tetap terjaga.

  infection cooking yaitu pemasakan dimulai

  Proses pulp sebaiknya dilakukan pada konsentrasi cooking liquor yang rendah yang dipertahankan selama proses dengan metode

  2. Bahan baku yang dapat dipakai bermacam- macam Sedangkan variabel-variabel yang mempengaruhi proses soda adalah:

  1. Mudah merecovery atau mendapatkan kembali bahan kimia hasil pemasakan (recovery NaOH dari Liquor)

  dibandingkan dengan proses sulfit, karena proses larutan pemasak. Keuntungan proses soda adalah mudah mendapatkan kembali bahan kimia hasil pemasakan (recovery) NaOH dari lindi hitam dan bahan baku yang dipakai dapat bermacam-macam. Ciri-ciri dari proses ini adalah:

  Lignin menyebabkan pulp berwarna gelap. Pada proses pembuatan pulp, kadar lignin harus rendah. Apabila kadar lignin pada tanaman tinggi, maka zat pemutih yang ditambahkan pada proses bleaching akan cukup banyak. Pulp akan mempunyai sifat fisik yang baik apabila mengandung sedikit lignin. Hal ini dikarenakan lignin bersifat menolak air dan kaku, sehingga menyulitkan dalam proses penggilingan. Kadar lignin pulp pada bahan baku kayu 20-35%, sedangkan pada bahan baku non kayu kadamya lebih kecil lagi. Lignin merupakan zat organik polimer yang banyak dan penting dalam dunia tumbuhan selain selulosa. Adanya lignin dalam sel tumbuhan, dapat menyebabkan tumbuhan

1. Panjang Serat

  Panjang serat akan mempengaruhi kekuatan kertas, dimana kekuatan kertas tak begitu penting, misalnya untuk kertas tulis sehingga dapat terdiri dari sebagian besar serat pendek. Namun demikian perlu pencampurannya dengan serat panjang, hal ini penting agar lembaran yang terbentuk dapat lancar berjalan diatas mesin kertas tanpa terputus-putus. Klasifikasi panjang serat kokoh berdiri. sekecil mungkin, tergantung jenis kertas yang akan dibuat, karena akan memberikan pewarnaan pada pulp. Jika kadar ligninnya tinggi maka zat pemutih yang ditambahkan pada proses bleaching cukup banyak. Pulp akan mempunyai sifat fisik atau kekuatan yang baik apabila mengandung sedikit lignin. Hal ini karena lignin bersifat menolak air (hidrofobik) dan kuku sehingga menyulitkan dalam proses penggilingan. Kadar lignin pulp untuk bahan baku kayu 20 – 35 %, sedangkan untuk bahan non-kayu lebih kecil lagi.

  Bilangan kappa adalah jumlah mililiter kalium permanganat (KMnO

  3.1. Bahan yang Digunakan

  3 ) HNO

  3 Nilai

  Densitas 1522 kg/m

  3 Titik beku -42 o

  C Titik didih

  83

  o

  C

  III. METODOLOGI PENELITIAN

  a. Bahan baku : Serabut Kelapa Muda

  4

  b. Bahan pendukung :  NaOH  Asam Nitrat (HNO

  3

  ) 5 %  Aquadest  Asam asetat (CH

  3 COOH) 2N

   Asam sulfat (H

  2 SO

  4

  ) 72%

  3.2. Alat yang Digunakan

   Neraca Analitis  Stopwatch  Oven / Pemanas Listrik  Pipet tetes  Hot Plate  Masker  Beker gelas  Sarung Tangan  Gelas Ukur  Saringan  Erlenmeyer  Cetakan Pulp  Waterbath  Spatula  Autoklaf  Corong  Magnetic Stirrer  Termometer

Tabel 2.6. Sifat-Sifat Fisika Asam Nitrat (HNO

  ) dengan air. Menghasilkan asam nitrat yang sangat murni biasanya melibatkan distilasi dengan asam sulfat, karena asam nitrat membentuk sebuah azeotrop dengan air dengan komposisi 68% asam nitrat dan 32% air. Asam nitrat kualitas komersial biasanya memiliki konsentrasi antara 52% dan 68% asam nitrat. Berikut adalah beberapa propertis fisik dari asam nitrat :

  2

  liquid dan tidak berwarna. Asam nitrat dibuat dengan mencampur nitrogen dioksida (NO

  3 Asam nitrat murni secara fisik berupa

5. Bilangan Kappa

  ) 0,1 N yang terpakai oleh 1 gram pulp kering tenur sesuai kondisi standar. Bilangan kappa ditentukan untuk mengetahui kandungan lignin yang terdapat di dalam pulp. Pengukuran bilangan kappa ini dimaksudkan untuk mengetahui derajat delignifikasi yang dicapai selama proses pemasukan dan untuk mengetahui jumlah larutan pemutih yang dibutuhkan dalam proses bleaching.

2.6. Larutan

2.6.1. Natrium Hidroksida (NaOH)

  C, gr/100 gr air 299,6

  C) 2,130

  12,7

  C 0,13 kPa pH (1% larutan aqueous)

  o

  Natrium hidroksida padat berbentuk kristal berwarna putih. Ia bersifat sangat korosif terhadap kulit. Istilah yang paling sering digunakan dalam industri yaitu soda kaustik. Soda kaustik apabila dilarutkan dalam air akan menimbulkan reaksi eksotermis. Pada pembuatan pulp dan kertas, NaOH membantu pemisahan lignin dari serat selulosa sehingga terurai menjadi bubur. NaOH juga membantu proses pemutihan (bleaching) pada kertas. Berikut adalah beberapa propertis fisik dari soda kaustik :

Tabel 2.5. Sifat-Sifat Fisika Natrium Hidroksida(NaOH) NaOH Nilai

  Berat molekul 39,998 mol/gr Spesific gravity (25

  o

  Titik leleh 318

  o

  o

  C Titik didih 1390

  o

  Tekanan uap air @ 739

  14

  o

  C Kelarutan pada

  20

  C Titik beku

   Eksikator  Blender

  o

  o

  C dan telah diketahui berat keringnya. 2) Sampel dalam cawan dimasukkan dalam furnace dan dipanaskan sampai suhu 575

  o C selama 3-4 jam.

  3) Kemudian dinginkan dalam eksikator dan ditimbang sampai bobotnya tetap.

  3.3.3. Analisa Kadar Selulosa

  1) Kertas saring dipanaskan dalam oven dengan temperatur 105

  C, kemudian ditimbang hingga beratnya tetap. 2) Pulp kering ditimbang seberat 3 gram dan dipindahkan ke beker gelas 250 ml. 3) Pulp dibasahkan dengan 15 ml NaOH

  3.3.2. Analisa Kadar Abu

  17,5 % dan maserasi dengan pengaduk selama 1 menit lalu ditambahkan 10 ml NaOH 17,5 % dan diaduk 15 detik dan dibiarkan selama 3 menit. 4) Kemudian ditambahkan kembali 3x10 ml NaOH 17,5 % setiap 2,5 : 5 dan 7,5 menit dan dibiarkan pada 30 menit. Setelah itu ditambah 100 ml aquadest dan dibiarkan selama 30 menit. 5) Campuran dituangkan ke dalam corong yang dilengkapi dengan kertas saring. 6) Endapan dicuci dengan 5x50 ml air suling. 7) Kertas saring yang berisi endapan dipindahkan ke beker gelas yang lain dan endapan dicuci lagi dengan 400 ml aquadest, ditambahkan asam asetat 2N dan diaduk selama 5 menit. 8) Endapan dikeringkan dengan oven

  105

  o

  C, kemudian didinginkan dalam eksikator dan ditimbang hingga berat tetap.

  3.3.4. Analisa Kadar Lignin

  1) Contoh pulp kering diimbang sebanyak 2 gram 2) Pulp kering dimasukkan ke dalam beker gelas dan ditambahkan sedikit demi sedikit dengan 40 ml asam sulfat 72 % sambil diaduk sampai semua contoh terendam dan terdispersi.

  1) Sampel ditimbang sebanyak 5 gram dalam cawan yang telah dipanaskan sebelumnya pada suhu 25

  3) Setelah itu dimasukkan ke dalam bobotnya tetap.

3.3. Prosedur Penelitian

  1) Preparasi Bahan Baku Tahap ini merupakan proses awal yang dilakukan untuk mempersiapkan bahan baku sebelum dilakukan perendaman dengan larutan asam. Serat sabut kelapa dipotong kecil-kecil dengan alat pemotong. Setelah itu serat sabut kelapa tersebut dicuci dengan air sampai bersih dan dikeringkan dengan sinar matahari. Serat yang telah kering kemudian dihaluskan.

  o

  Serat sabut kelapa ditimbang sebanyak 20 gr kemudian ditambahkan larutan HNO

  3

  5 % 200 ml dan didiamkan selama 30 menit. Setelah 30 menit, larutan disaring dan serat yang tertinggal dicuci dengan air sampai bebas asam. 2) Pemasakan

  Sampel yang telah disaring dan bebas asam dimasak dengan larutan pemasak. Konsentrasi larutan pemasak (NaOH) yang digunakan yaitu 5 %, 10 % dan 15%. Setelah itu sampel yang telah diberi larutan pemasak dimasukkan ke dalam autoklaf dengan variasi temperatur pemasakan 80

  o

  C, 100

  C dan 120

  o C selama 1 jam.

  o

  C dengan lama pemasakan 60 menit, 90 menit dan120 menit. 3) Pencucian dan Penyaringan

  Hasil pemasakan disaring dan dicuci untuk memisahkan sisa hasil pemasakan yang berupa lindi hitam (black liquor) dan raw

  pulp . Penyaringan juga dilakukan untuk

  memisahkan kotoran pada pulp hasil pemasakan. Raw pulp yang diperoleh dihaluskan hingga berbentuk bubur dan disaring.

  4) Pengeringan dan Pembentukan Lembaran Pulp Tahap ini yaitu untuk mengolah pulp menjadi bentuk lembaran pulp dengan mengurangi kadar air dari pulp yang masih berbentuk bubur. Raw pulp dicetak pada cetakan dan dikeringkan pada suhu ruangan sampai terbentuk pulp kering.

3.3.1. Analisa Kadar Air

  1) Sampel ditimbang sebanyak 5 gram 2) Sampel kemudian dipanaskan dalam oven pada suhu 105

  3) Setelah terdispersi, beker gelas ditutup

  o

  Pada hasil analisa lignin yang diperoleh, konsentarsi NaOH yang tinggi menyebabkan kadar lignin yang dihasilkan semakin tinggi. Begitu pula dengan adanya perubahan temperatur yang semakin besar dan waktu pemasakan yang semakin lama. Hal ini disebabkan karena lignin yang tadinya sudah terpisah dari raw pulp dengan bantuan NaOH akan kembali larut dan menyatu dengan pulp akibat adanya pemasakan yang cukup

  4.1.3. Analisa Lignin

  5 ^{10 15} _{10 Ab 20 Konsentrasi NaOH} ^{u ( % ) 60 menit 90 menit} _{120 menit}

  C, kadar abu minimum diperoleh pada konsentrasi 5% dengan lama pemasakan 60 menit yaitu sebesar 3,66%. Namun, dengan bertambahnya konsentrasi NaOH, maka kadar abu semakin menigkat dan kemudian menurun kembali tetapi tidak mencapai kadar abu minimum. _{Grafik 4.4. Konsentrasi NaOH (%) VS Abu (%) pada Tem peratur 80 o C}

  o

  Pada analisa kadar abu, konsentrasi yang tinggi dapat menyebabkan penurunan kadar abu yang dihasilkan.Hal ini disebabkan karena molekul-molekul NaOH dapat memecah dan menguraikan kandungan-kandungan non selulosa sehingga kadar abu yang dihasilkan rendah. Begitu juga dengan waktu pemasakan yang lama menyebabkan degradasi kandungan non selulosa sehingga kadar abu yang dihasilkan semakin kecil. Kandungan abu pada pulp diharapkan rendah karena kandungan abu yang tinggi dapat mempengaruhi kualitas pulp. Pada temperatur 80

  4.1.2. Analisa Abu

  40 ^{60 80 100} _{10 20} Konsentrasi NaOH (%) S e lu lo sa ( % ) _{60 menit 90 menit 120 menit}

  Grafik 4.1. Konsentrasi NaOH (%) VS Selulosa (%) pada Tem peratur 80 ^o C

  C kadar selulosa optimum diperoleh pada konsentrasi 5% yaitu sebesar 87,05% dimana waktu pemasakan dilakukan selama 120 menit. Pada waktu pemasakan 60 menit semakin tinggi konsentrasi NaOH, maka kadar selulosa semakin tinggi dimana diperoleh selulosa sebesar 83,54%. Jadi pada variasi ini dapat disimpulkan bahwa apabila pemasakan dilakukan pada waktu yang lama (120 menit) dengan konsentrasi NaOH minimum (5%), maka selulosa yang diperoleh akan optimum. Tetapi dengan bertambahnya konsentrasi, perolehan selulosa akan cenderung menurun. Untuk pemasakan yang relatif singkat, kadar selulosa akan semakin meningkat dengan pertambahan konsentrasi NaOH, namun kadar selulosa belum mencapai titik optimum.

  o

  5%) yang menyebabkan terjadinya pemutusan selulosa menjadi selulosa yang lebih stabil. Dengan adanya penambahan konsentrasi menyebabkan ikatan- ikatan inti aromatik pada selulosa yang stabil tersebut terputus sehingga kadar selulosa menurun. Pada temperatur 80

  3

  Dari data hasil analisa selulosa yang dilakukan terhadap pulp menunjukkan bahwa pada konsentrasi NaOH 5%-10% menghasilkan kadar selulosa yang semakin menurun sejalan dengan penambahan waktu. Sedangkan pada konsentrasi NaOH yang paling tinggi yaitu 15% dengan waktu pemasakan yang tinggi menghasilkan kadar selulosa yang cenderung menurun. Hal ini disebabkan oleh adanya perlakuan awal yaitu hidrolisis bahan baku dengan menggunkan asam nitrat (HNO

  C, tiap 15 menit didinginkan di dalam eksikator dan ditimbang sampai berat lignin tetap.

  o

  selama 2 jam kemudian ditambahkan 400 ml air ke dalam beker gelas. 4) Larutan dididihkan selama 4 jam dalam beker. 5) Kemudian didiamkan sampai endapan lignin mengendap kemudian disaring untuk mendapatkan lignin. 6) Lignin dicuci dengan air panas lalu dikeringkan di dalam oven pada 105

IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Analisa

4.1.1. Analisa Selulosa

  lama dan temperatur yang tinggi. Kandungan mempengaruhi proses pemutihan pulp. Semakin tinggi lignin yang terkandung di dalam pulp, maka proses pemutihan pulp semakin sulit dan kualitas pulp yang dihasilkan kurang baik. Pada temperature 80

  C, konsentrasi NaOH 10% dan lama pemasakan 60 menit yaitu sebesar 7,01%.

  10 60 10.60 9,84 73,03 15,01 33.90 90 24.58 5,65 60,31 16,19 28.72 120 16.10 8,46 87,50 17,32 25.66

  5 60 10.93 11,06 69,18 14,80 27.55 90 26.38 6,91 70,19 12,84 25.69 120 21.26 4,66 81,10 18,89 28.61

  100

  15 60 20.90 9,20 83,54 13,13 26.07 90 18.84 10,47 81,02 15,20 35.99 120 15.67 6,69 65,43 17,28 31.18

  10 60 14.65 13,02 79,50 14,74 28.87 90 15.53 7,86 82,42 11,96 39.72 120 13.95 12,30 85,60 14,46 36.85

  5 60 11.88 3,66 78,46 14,71 36.52 90 17.15 11,43 81,66 13,17 27.89 120 12.21 5,29 87,05 12,10 29.49

  80

  ( o

Tabel 3.1. Hasil Pengujian Analisa Kadar Air, Selulosa, Lignin, Abu dan rendemen Suhu

  C, konsentrasi NaOH 10% dan waktu pemasakan 90 menit yaitu sebesar 39,72%

  o

  80

  Pada proses pemasakan, banyaknya rendemen mempengaruhi konversi pulp yang diperoleh. Semakin tinggi rendemen, maka konversi pulp akan semakin tinggi pula. Perolehan rendemen tertinggi diperoleh pada temperature

  O

  o

  Pada analisa kadar air, kadar air yang paling rendah terdapat pada variasi temperature 120

  pulp dan menyebabkan kualitas pulp menurun.

  Pada penelitian ini juga dilakukan analisa kadar air pada masing-masing sampel dan menentukan pada variasi mana rendemen maksimum diperoleh. Kadar air yang tinggi tidak baik untuk pulp, hal ini disebabkan karena kadar air yang tinggi dapat mempengaruhi viskositas

  4.1.4. Analisa Kadar Air dan Rendemen Pulp

  10 ^{12 14 16 18 20} _{10 20 Ko nsent r asi N aOH ( %)} ^{60 menit 90 menit 120 menit}

  Grafik 4.7. Konsentrasi NaOH (%) VS Lignin (%) pada Tem peratur 80 ^o C

  C dan waktu pemasakan selama 90 menit yaitu sebesar 11,96 %

  o

  C, maka kadar abu yang diperoleh semakin menigkat. Untuk temperatur maksimum ini, kadar lignin minimum juga diperoleh pada waktu pemasakan 90 menit dengan konsentrasi NaOH sebesar 5% yaitu sebesar 15,24%. Dari hasil penelitian, kadar lignin paling rendah diperoleh pada konsentrasi NaOH 10 %, temperatur 80

  o

  C, kadar lignin minimum juga terjadi pada waktu pemasakan 90 menit dengan kadar lignin sebesar 12,84%, namun kadar abu meningkat dengan adanya penambahan konsentrasi NaOH. Dengan adanya peningkatan temperatur semakin tinggi yaitu 120

  o

  C, kadar lignin minimum terjadi pada waktu pemasakan 90 menit pada konsentrasi minimum 10% yaitu sebesar 11,96%. Dengan adanya peningkatan konsentrasi, kadar lignin meningkat dan mencapai titik maksimum yaitu sebesar 17,28%. Pada kenaikan temperatur menjadi 100

C) Konsentrasi Waktu (Menit) Persentase (%) Kadar Air Abu Selulosa Lignin % Rendemen

  Persentase (%) Suhu Waktu Konsentrasi o Kadar Abu Selulosa Lignin (

  C) (Menit) % Rendemen Air

  60 16.45 10,04 45,75 17,61 26.58

  15 90 14.63 4,78 83,94 18,53 27.06 120 15.28 7,77 87,35 18,31 29.01 60 12.66 12,75 48,97 16,07 29.32

  5 90 15.99 11,80 66,08 15,24 26.07 120 13.54 5,56 75,35 17,53 29.28 60 7.01 6,29 76,95 17,25 27.00

  120

  10 90 12.71 4,69 82,98 16,02 27.05 120 14.98 3,28 77,43 18,25 26.50 60 15.56 8,14 86,09 17,99 27.87

  15 90 7.64 9,84 83,61 17.86 27.06 120 14.72 4,85 78,89 18,86 26.66

IV. KESIMPULAN

  V. DAFTAR PUSTAKA

  Dari hasil penelitian, maka dapat disimpulkan bahwa: 1) Pulp yang baik memiliki kadar selulosa yang Elyani. 1999. Pengetahuan Bahan Baku tinggi sedangkan kadar abu dan kadar ligninnya Kertas . Balai Besar Selulosa rendah.

  Bandung. Bandung 2) Pada konsentrasi NaOH yang tinggi dan waktu Fessenden. 1994. Kimia Organik Jilid II. pemasakan yang singkat, maka proses Erlangga. Jakarta pemasakan dilakukan pada temperatur yang James Clark. 1978. Pulp and Paper tinggi. Kadar selulosa tertinggi yaitu pada Technology . McGrow Hill Book

  o

  konsentrasi NaOH 10%, temperatur 100 C dan Company. New York waktu pemasakan 120 menit yaitu mencapai Ketaren, S, S dan B. Djatmiko. 1978. Daya 88,50 %.

  Guna Hasil Kelapa . Departemen

  3) Semakin tinggi konsentrasi NaOH dan semakin Teknologi Hasil Kelapa. Fatemena, lama waktu pemasakan, maka kadar abu yang

  IPB. Bogor dihasilkan akan semakin kecil. Kadar abu paling Mansyur Husein. 1998. Pembuatan Pulp dari rendah diperoleh pada konsentrasi NaOH 10%, Bahan Baku Non-Kayu . Laporan

  o

  temperatur 120 C dan waktu pemasakan selama Penelitian. Palembang 120 menit yaitu sebesar 3,28 %. Ponis Tarigan. 1983 Kimia Organik Bahan 4) Konsentrasi NaOH yang tinggi menyebabkan Makanan . Alumni. Bandung kadar lignin yang dihasilkan semakin besar. Rindengan, B. 2001. Potensi Kelapa Muda

  Kadar lignin paling rendah yaitu pada dan Peluangnya . Buletin Palma.

  o

  konsentrasi NaOH 10%, temperatur 80 C dan 27:25- 84 waktu pemasakan selama 90 menit yaitu sebesar Roehyati Joedodibroto. 1981. Pemanfaatan 11,96 %.

  Alang-alang untuk Kertas . Balai Besar

  Dimana hasila analisa tersebut memenuhi Selulosa. Bandung kriteria pulp yang baik untuk bahan baku non- Suhardiyono. 1998. Tanaman Kelapa kayu.

  Budidaya dan Pemanfaatannya .

  4. Kadar air yang tinggi menghasilkan rendemen Kanisius pulp yang semakin rendah. Kualitas pulp yang Sukatiningsih. 1985. Pemanfaatan Sabut baik diperoleh pada konsentrasi pemasakan 10 Kelapa Sebagai Bahan Pembuat Kertas .

  o %, temperatur pemasakan 80 C dan waktu Laporan Penelitian. Jember.

  pemasakan 90 menit dengan hasil rendemen Yayan Sutrian. 1992. Pengantar Anatomi tertinggi sebesar 39,72 %. Tumbuh-tumbuhan . Rineka Cipta. Jakarta.

  www. kompas.com