BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Teori Umum - Chapter II (461.1Kb)
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Umum
Komposisi kimia pulp adalah selulosa 45%, hemiselulosa 10%, lignin 35%, zat ekstraktif 10%. Selulosa adalah suatu polimer yang terdiri dari glukosa dalam bentuk piranosa yang berhubungan satu sama lain.
Komponen utama lain setelah selulosa didalam pulp adalah hemiselulosa. Hemiselulosa terdapat bersama-sama selulosa dalam jaringan tanaman. Hemiselulosa di dalam pulp peranan yang penting terutama dalam hal daya ikat.
Tujuan pembuatan pulp adalah untuk memisahkan serat-serat selulosa dari komponen-komponen yang lain yang terdapat dalam bahan berserat menjadi individu- individu serat.
Berdasarkan kandungan selulosanya kayu dibagi menjadi dua jenis yaitu: kayu keras dan kayu lunak.
Pada umumnya kayu lunak menghasilkan pulp yang lebih kuat dari pada kayu keras. Ini disebabkan serat kayu lunak lebih panjang dan fleksibel dibanding dengan serat kayu keras.
Pada kondisi reaksi yang sama, kayu lunak biasanya memberi tingkat kecerahan yang lebih rendah dibandingkan dengan kayu keras. Kertas dari kayu keras mempunyai kualitas cetak yang lebih baik membentuk permukaan kertas yang lebih halus karena seratnya lebih halus.
Kualitas pulp tergantung dari pada bahan baku dan proses pembuatannya. Salah satu proses yang terpenting dalam pembuatan pulp yaitu pencucian dengan menggunakan air. (Dumanaun. J. F. 1993)
2.2 Komposisi Kimia Dari Kayu
Kayu adalah suatu karbohidrat yang tersusun terutama atas karbon, hidrogen dan oksigen. Tambahan pula kayu mengandung senyawa anorganik yang tetap tinggal setelah terjadi pembakaran pada suhu tinggi pada kondisi oksigen yang melimpah, residu semacam ini dikenal sebagai abu. Abu dapat ditelusuri karena adanya senyawa yang tidak terbakar yang mengandung unsur-unsur seperti kalsium, kalium, magnesium, mangan dan silikon. Kandungan silika melebihi 0,5% secara relatif umum terdapat pada kayu-kayu keras tropika dan pada sejumlah spesies kandungan ini mungkin lebih dari 2% dari beratnya. (Haygreen. J. G. dan Bowyer. J. L. 2007)
Secara kimia, kayu terdiri dari empat komponen yaitu : selulosa, hemiselulosa, lignin dan zat ekstraktif. Keempat komponen ini sangat mempengaruhi kualitas pulp dan kertas yang dihasilkan. Berdasarkan perbedaan keempat komponen dan penyusun serta jenis kayu, kayu dapat digolongkan menjadi dua golongan yaitu : kayu keras (hard wood) dan kayu lunak (soft wood). (Sjostrom. Eeoro. 1995)
1. Selulosa
Selulosa adalah komponen utama dari kayu dan merupakan polisakarida linier dengan rantai yang cukup panjang yang terdiri dari glukosa-glukosa yang kemudian berhubungan satu sama lain. (Fegel. D. Dan Wegner. G. 1995)
Selulosa dibuat langsung dari unit-unit glukosa. Sebagai langkah pertama dalam proses tersebut, pohon mengangkut glukosa ke pusat-pusat pengolahan yang terletak pada pucuk-pucuk cabang dan akar (meristem ujung) dan ke lapisan kambium yang menyelubungi batang utama, cabang dan akar. Kemudian dalam suatu proses yang kompleks, glukosa mengalami modifikasi secara kimia dengan dipindahkannya satu molekul air dari setiap unit dan terbentuklah suatu anhidrid glukosa: C
6 H
12 O 6 (glukosa) –
H O = C H O (anhidrid glukosa). Unit-unit anhidrid glukosa kemudian saling
2
6
12
5
bersambungan ujung-ujungnya membentuk polimer berantai panjang yaitu selulosa (C
6 H
12 O 5 ) n (derajat polimerisasi) sama dengan 500-10000. (Haygreen. J. G. dan Bowyer.
J. L. 2007)
2. Hemiselulosa
Hemiselulosa dalah polimer yang baik dibentuk dari monosakarida berbeda dengan selulosa, dimana hemiselulosa mempunyai lima jenis polimer jenis yang berkadar monosakarida yaitu: glukosa, galaktosa, sitosa, dan arabinosa.
Jenis kayu yang berbeda mempunyai komposisi hemiselulosa yang berbeda. Kayu keras lebih banyak mengandung silosa, sedangkan kayu lunak lebih banyak mempunyai glukosa.
Rantai hemiselulosa lebih pendek dari pada rantai selulosa. Hemiselulosa adalah polimer bercabang atau tidak linier. Selama pembuatan pulp, hemiselulosa bereaksi lebih cepat dengan larutan pemasak dibandingkan dengan selulosa. Hemiselulosa bersifat hidrofil (mudah menyerap air) yang mengakibatkan strukturnya jadi kurang teratur. Kadar hemiselulosa dalam pulp jauh lebih kecil dibandingkan dengan serat asal, karena selama pemasakan hemiselulosa bereaksi dengan bahan pemasak dan lebih mudah terlarut daripada selulosa. (Sjostrom. Eeoro. 1995)
3. Lignin
Lignin adalah suatu polimer yang kompleks dengan berat molekul tinggi, tersusun atas unit-unit fenilpropan. Meskipun tersusun atas karbon, hidrogen dan oksigen, lignin bukanlah suatu karbohidrat dan bahkan tidak ada hubungannya dengan golongan senyawa tesebut. Lignin sangat stabil dan sukar dipisahkan dan mempunyai bentuk yang bermacam-macam karenanya susunan lignin yang pasti di dalam kayu tetap tidak menentu. (Haygreen. J. G. dan Bowyer. J. L. 2007)
Lignin merupakan polimer kompleks phenylpropana, amorf, bersifat aromatis 1,3 dengan indeks bias 1,6. Berat molekul 1500-2000 yang bervariasi dengan jenis kayu. Kadar lignin dalam kayu 20-30%. Struktur molekul lignin belum dapat diketahui karena metoda isolasi untuk lignin dapat mengakibatkan perubahan strukturnya. Lignin merupakan bagian yang tidak diinginkan dalam pulp, sehingga harus dihilangkan atau diputihkan sesuai dengan mutu pulp yang diinginkan. Hal ini disebabkan oleh lignin yang mempunyai sifat menolak air (hidrofobik) dan kaku sehingga kandungan lignin dalam
pulp akan menyulitkan penggilingan. Lignin dapat dijumpai pada tumbuh-tumbuhan
sebagai zat perekat yang berhubungan dengan kekuatan kayu. (Sjostrom. Eeoro. 1995)
4. Zat Ekstraktif
Kayu yang mengandung sejumlah kecil beberapa bahan lain yang disebut zat ekstraktif (getah kayu). Kebanyakan unsur-unsur ini dapat larut dalam air dan bahan pelarut organik alam lainnya. (Sjostrom. Eeoro. 1995)
Istilah ekstraktif kayu meliputi sejumlah besar senyawa yang berbeda yang dapat diekstrasi dari kayu dengan mengunakan pelarut poler dan non-poler. Dalam arti yang sempit ekstraktif merupakan senyawa-senyawa yang larut dalam pelarut organik dan dalam pengertian ini nama ekstraktif digunakan dalam analisis kayu. Tetapi senyawa- senyawa karbohidrat dan anorganik yang larut dalam air juga termasuk dalam senyawa yang dapat diekstraksi.
Bagian yang larut dalam pelarut organik jumlahnya hanya beberapa persen dalam kayu pohon yang berasal dari daerah sedang, tetapi konsentrasinya dapat menjadi jauh lebih tinggi dalam bagian tertentu, misal dalam pangkal batang, kayu teras, akar bagian luka. Jumlah ekstraktif yang relatif tinggi diperoleh dalam kayu tropika dan sub tropika tertentu.
Komposisi ekstrakti berubah selama pengeringan kayu; terutama senyawa – senyawa tak jenuh, lemak dam asam lemak terdegradasi (Donetzhuber, Swan 1965; Assarson 1966; Assarson, Akerlund 1966, 1967). Fakta ini penting untuk produksi pulp karena ekstraktif tertentu dalam kayu segar mungkin menyebabkan noda kuning (gangguan getah) atau penguningan pulp (Bergman 1965; Corn 1965; Tachibana, Sumimoto 1980). Ekstraktif dapat juga mempengaruhi kekuatan pulp, perekatan dan pengerjaan akhir kayu maupun sifat-sifat pengeringan (Saderman, Puth 1965, Gardner 1965; McMillin 1969a; Meyer, Barton 1971; Roffael, Rauch 1974; Popper 1975). (Fengel.
D. dan Wegener. G. 1995)
2.3 Struktur Kayu Lunak dan Struktur Kayu Keras
a. Struktur Kayu Lunak
Kayu lunak secara tradisional telah menjadi produk tetap industri-industri kayu di Amerika Utara, dan sampai kini pun kayu-kayu ini tetap merupakan kayu yang teramat penting. Kayu lunak yang homogen, berserat lurus dan ringan lebih disukai untuk dijadikan kayu-kayu konstruksi dan kayu lapis. Pokok-pokok batang kayu lunak yang tinggi dan lurus digunakan untuk tiang dan pancang- pancang. Karena secara khas kayu lunak tersusun atas serat-serat yang panjang, maka kayu lunak merupakan bahan baku kelas prima pada pembuatan kertas yang kuat. Pengetahuan mengenai sifat fisik xilem kayu lunak merupakan dasar yang penting untuk dapat memahami kayu dan produk-produk kayu. Ciri-ciri struktual kelompok kayu penting ini diuraikan dalam bab ini.
Xilem kayu lunak sangat sederhana. Kebanyakan spesies memiliki tidak lebih dari empat atau lima macam sel yang berbeda dan hanya satu atau dua tipe sel banyak terdapat. Karena kesederhanaan dan keseragaman struktur inilah, kayu lunak cenderung serupa dalam kenampakannya. (Haygreen. J. G. dan Bowyer. J. L. 2007)
b. Struktur Kayu Keras
Kayu yang dibentuk oleh jenis-jenis pohon kayu keras sangat berbeda dengan yang dibentuk oleh jenis-jenis pohon kayu lunak. Kayu lunak memiliki susunan yang seragam dengan sedikit tipe sel, dan karenanya sering gambaran kayunya tidak jelas. Kayu keras, dilain pihak, tersusun atas jenis-jenis sel yang sangat berbeda dengan variasi proporsi yang luas dan karenanya sering menjadi unik dan bahkan memiliki gambaran kayu yang sangat indah. Karena gambaran unik yang banyak dimiliki oleh spesies-spesies kayu keras, maka kayu-kayu tersebut banyak digunakan untuk perabot rumah tangga, panil, dan tujuan-tujuan dekoratif yang lain. (Haygreen. J. G. dan Bowyer. J. L. 2007)
2.4 Perbedaan Antara Xilem Kayu Lunak dan Kayu Keras
Telah disebutkan dalam pendahuluan bahwa kayu lunak mempunyai stuktur yang seragam sedangkan stuktur kayu keras adalah kompleks. Perbedaan ini dan perbedaan- perbedaan lainnya diikhtisarkan sebagai berikut:
1. Kayu lunak tersusun atas sedikit tipe sel yang penting kayu keras tersusun atas banyak tipe sel. Sembilan puluh sampai 95% volume xilem kayu lunak tersusun atas sel-sel yang panjang yang dikenal dengan nama trakeid longitudinal.
2. Hanya kayu keras yang memiliki pembuluh, suatu bangunan yang tersusun atas unsur-unsur pembuluh. Sel-sel angkutan yang dibentuk secara khusus. (Haygreen.
J. G. dan Bowyer. J. L. 2007)
2.5 Bahan Baku dan Penggunaan Kertas Board
Adapun bahan baku yang di gunakan dalam pembuatan kertas rokok adalah bahan harus bersertifikat food grade (aman untuk makanan) dan tidak mengandung bahan berbahaya (non hazardous material).
1. Bahan Baku Utama
Bahan baku utama adalah bahan utama yang digunakan dalam pembuatan produk pada proses produksi dan memiliki persentase yang sangat besar di bandingkan dengan bahan-bahan lainnya. Adapun bahan baku yang di gunakan adalah:
a. Pulp Serat Panjang (Needle Bleached Kraft Pulp)
Gunanya untuk kerangka dasar struktur dan menjaga kekuatan kertas sewaktu masih dalam keadaan basah (wet strenght) dan mempertahankan kekuatan kertas agar tidak mudah putus (runability) pada proses pembuatan maupun pada mesin pembuat kertas rokok. Serat NBKP masih panjang dan harus dihaluskan melalui proses penggilingan (refining).
b. Pulp Serat Pendek (Leaf Bleached Kraft Pulp)
Berfungsi sebagai pembentuk perata sususnan kertas dan pengisi ( sheet uniformity ) . Serat LBKP tidak perlu dihaluskan lagi agar tidak hancur.
c. )
3 Precipitated Calcium Carbonate (CaCO
CaCO
3 dengan struktur calcite dan partikel size-nya berukuran 1,0-0,2 µm
digunakan sebagai filler (bahan pengisi) kertas, pemerata pori-pori (porosity) dan memutihkan kertas (whiteness).
(repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/19332/4/Chapter II.pdf.4-4-2014)
2. Bahan Tambahan
Bahan tambahan adalah bahan yang ditambahkan kedalam proses pembuatan pembuatan produk yang mana komponennya tidak dapat dibedakan pada produk. Bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:
a. Cationic Retention Aid
Bahan dasar CRA (starch) dan gum arabicum, kanji kentang yang dibutuhkan untuk pengikat partikel buburan sehingga menghasilkan buburan pulp yang homogen dan menambah kekuatan kertas pada waktu maupun kering dan mengurangi lose pada wire.
b. Anti Foam (Deformer)
Polimer yang berdasarkan water base digunakan untuk mencegah buih-buih agar tidak masuk kedalam kertas.
c. Pencegah Bakteri (Biocide)
Digunakan sebagai pembunuh bakteri untuk mencegah penggumpalan bakteri (slime pot).
d. Citric Acid, Anhydrous C
6 H
8 O
7 Kering Citric acid atau asam sitrat yang dipakai sebagai zat pembakar dalam kertas yang harus dinetralkan dengan KOH.
e. Potassium Hydroxide KOH
Digunakan untuk menetralisir Citric Acid sebelum diaplikasikan ke mesin distribusi.
f. Bahan Penggumpal (Coagulant) Untuk pengolahan air sungai (water treatment).
g. Air Air didalam proses produksi digunakan sebagai media dan pelarut.
( repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/19332/4/Chapter II.pdf.4-4-2014) Tahap-tahap proses pembuatan kertas rokok diatas dapat dilihat pada lampiran 1.
3. Penggunaan Kertas dan Board
Pada umumnya kertas dapat dibagi dalam 3 golongan besar yaitu:
a. Cultural paper (kertas budaya), yang terdiri dari jenis kertas news print (kertas koran)
writing, printing dan business (kertas cetak, tulis dan keperluan bisnis) dan kertas khusus.
b. Industrial Paper (kertas industri) yang terdiri dari wrapping, packaging dan kraft, boards, cigarette dan kertas khusus.
c. Other Paper (kertas lainnya), yang terdiri dari Tissued, household dan kertas lainnya.
Berdasarkan penggolongan kertas tersebut diatas, maka dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa pada umumnya cultural paper adalah kertas yang digunkan untuk keperluan kebudayaan secara umum, misalnya surat kabar, buku-buku, dan lain-lain (sebagian besar digunakan oleh industri percetakan).
Jadi untuk dapat melihat berapa sebenarnya pengunaan cultural paper dapat dilihat bagaimana perkembangan dari industri-industri percetakan dan tingkat pendidikan,sedangkan konsumsi akan industrial paper bergantung terutama kepada berkembangnya industri-industri didalam negeri. (anonim. 1992)
2.6 Produksi Kertas dan Kertas Board
Perkembangan produksi kertas Indonesia terus mengalami peningkatan yang mengembirakan, jumlah maupun jenisnya terutama setelah tahun 1975. Pembahasan selanjutnya kurun waktu akan dibagi menjadi 3 periode yaitu, periode I (tahun 1970-1975) periode II (tahun 1976-1979) dan periode III (1980-1985).
a. Periode I (1974-1975)
Terlihat bahwa selama periode ini produksi hanya terbatas pada kertas cigarette, kertas cetak, tulis dan business. Pada tahun 1970 produksinya 18488 ton, meningkat menjadi 51.335 ton atau rata-rata meningkat 30% per tahun. Produksi kertas cetak dan tulis merupakan yang terbesar rata-rata 34.921 ton (99,2%) dan kertas cigarette 283 ton (0,8%).
b. Periode II (1976-1979)
Pada awal periode ini mulai nampak diproduksi berbagai jenis tambahan yaitu
wrapping, packaging dan board lainnya, hnaya kertas khusus specials/khusus belum
diproduksi. Selama waktu ini diproduksi meningkat rata-rata 51%, sedang peningkatan masing-masing jenis kertas adalah kertas cetak dan tulis 32,7%, wrapping, packaging 198%, boards 63,1%, cigarette 31,6% dan lainnya 13,9%. Atau peningkatan produksi cultural paper 32,7% dan industrial paper 123,4%.
c. Periode III (periode proyeksi 1980-1985)
Pada akhir periode III produksi rata-rata 760205 ton terdiri dari kertas koran 87,202 (11%), cetak dan tulis 214,502 ton (28%), kraft wrapping pack 267,988 ton (35%), board 141,798 (19%), cigarette 9000 ton (1%) dan lainnya 39713 ton (6%).
Peningkatan produksi kalau ditinjau volumenya memang sangat tinggi, akan tetapi kalau dibandingkan dengan kapasitas terpasang terlihat kurang menggembirakan. Kalau dirata-ratakan ternyata produksi nyata selama periode 1970-1979 baru mencapai 65%. Memang pada periode 1976-1979 terlihat perkembangan yang lebih pesat dibandingkan periode sebelumnya.(anonim. 1992)