Karakteristik Kertas Berbahan Baku Kulit Durian Dan Sampah Kertas Perkantoran

  Kertas, Serat, dan Pulp

  Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang dihasilkan dengan kompresi serat. Serat yang digunakan biasanya adalah serat alami, dan mengandung selulosa. Kertas merupakan bahan yang sering dipakai dan selalu berhubungan dengan manusia. Setidaknya sampai saat ini kertas masih dipercaya sebagai bahan yang paling efektif dan efisien sebagai media buku. Karena terbuat dari bahan organik (serat kayu), kertas sangat rawan busuk, basah, mudah terbakar, dan berjamur (Hadi, 2008).

  Bahan baku pembuatan kertas adalah selulosa yang diberi perlakuan kimia, dibilas, diuraikan, dipucatkan, dibentuk menjadi lembaran setelah pressing dan dikeringkan. Kayu terdiri dari 50% selulosa, 30% lignin dan bahan bersifat adhesif di lamela tengah, 20% karbohidrat berupa xylan, resin dan tanin. Jenis kayu dan lembaran akhir kertas yang di inginkan sangat menentukan cara pembuatan kertas. Pada pembuatan kertas dengan bahan baku berupa kayu terlebih dahulu dibuat menjadi pulp (Syafiisab, 2010)

  Properti kertas yang perlu diperhatikan terutama adalah kuat tarik dan daya serap air. Kekuatan kertas dipengaruhi oleh kekuatan individual serat dan panjang rata-rata serat, dimana hal ini ditentukan oleh bahan baku kertas itu sendiri. Sebagai contoh kertas yang terbuat dari bahan kayu (wood) mempunyai kekuatan lebih besar jika dibandingkan dengan kertas yang terbuat dari tanaman tahunan (annual plant). Kuat tarik merupakan gaya longitudinal terbesar yang diterima oleh selembar kertas hingga sobek. Tekanan ini dinyatakan sebagai gaya per satuan unit luas penampang dari spesimen uji. Daya serap air dinyatakan sebagai kuantitas air yang dapat diserap oleh kertas dalam waktu dan kondisi lingkungan (Paskawati, dkk., 2010).

  Serat secara umum terdiri dari dua jenis yaitu serat alam dan serat sintetis. Serat alam adalah serat yang dapat langsung diperoleh dari alam. Biasanya berupa serat yang dapat langsung diperoleh dari tumbuh-tumbuhan dan binatang. Serat ini telah banyak digunakan oleh manusia diantaranya adalah kapas, wol, sutera, pelepah pisang, sabut kelapa, ijuk, bambu, nanas dan knaf atau goni. Serat alam memiliki kelemahan yaitu ukuran serat yang tidak seragam, kekuatan serat sangat dipengaruhi oleh usia. Serat sintetis adalah serat yang dibuat dari bahan-bahan anorganik dengan komposisi kimia tertentu. Serat sintetis mempunyai beberapa kelebihan yaitu sifat dan ukurannya yang relatif seragam, kekuatan serat dapat diupayakan sama sepanjang serat. Serat sintetis yang telah banyak digunakan antara lain serat gelas, serat karbon, kevlar, nylon, dan lain-lain (Syafiisab, 2010).

  Semakin panjang serat kayu maka pulp yang dihasilkan memiliki kekuatan yang tinggi. Hal ini disebabkan serat panjang memberikan bidang persentuhan yang lebih luas dan anyaman lebih baik antara satu serat dengan lainnya, yang memungkinkan lebih banyak terjadi ikatan hidrogen antar serat-serat tersebut.

  Lebih lanjut, pulp serat panjang lebih sulit lolos saringan, sehingga lebih mudah dicuci. Panjang serat mempengaruhi sifat-sifat tertentu pulp dan kertas, termasuk ketahanan sobek, kekuatan tarik dan daya lipat (Aprianis, dkk., 2013).

  Tujuan utama pembuatan pulp kayu adalah untuk melepaskan serat-serat yang dapat dikerjakan secara kimia atau secara mekanik atau dengan kombinasi dua tipe perlakuan tersebut. Pulp-pulp perdagangan yang umum dapat dikelompokkan menjadi tipe-tipe kimia, semikimia, kimia mekanik, dan mekanik.

  Pembuatan pulp secara kimia adalah proses dimana lignin dihilangkan sama sekali hingga serat-serat kayu mudah dilepaskan pada pembongkaran dari bejana pemasak (digester) atau paling tidak setelah perlakuan mekanik lunak. Hampir semua produksi pulp kimia di dunia saat ini masih didasarkan pada proses-proses sulfit dan sulfat (kraft), yang terakhir yang paling banyak (Sjöström, 1995).

  Pengecilan ukuran adalah proses penghancuran atau pemotongan suatu bentuk padatan menjadi bagian – bagian yang lebih kecil oleh gaya mekanik. Ada empat yang sering digunakan pada mesin – mesin pengecilan ukuran, cara itu adalah kompresi, pukulan, atrisi, dan pemotongan. Pada umumnya, kompresi digunakan pada pengecilan ukuran padatan yang keras, pukulan digunakan untuk bahan padatan yang kasar, setengah kasar, dan halus. Atrisi digunakan untuk memperoleh produk – produk yang sangat halus, sedangkan pemotongan untuk menghasilkan produk dengan bentuk dan ukuran tertentu, halus atau kasar. Tujuan pengecilan ukuran produk adalah : 1.

  Mempermudah ekstraksi unsur tertentu dan struktur komposisi.

  2. Penyesuaian dengan kebutuhan spesifikasi produk atau mendapatkan bentuk tertentu.

  3. Untuk menambah luas permukaan padatan .

  4. Mempermudah pencampuran bahan secara merata. (Listiarsi, 2013).

  Komposisi Kulit Durian

  Kulit durian secara proporsional mengandung unsur selulose yang tinggi (50-60 %) dan kandungan lignin (5 %) serta kandungan pati yang rendah (5 %) sehingga dapat diindikasikan bahan tersebut bisa digunakan sebagai campuran bahan baku papan olahan serta produk lainnya yang dimampatkan. Selain itu, limbah kulit durian mengandung sel serabut dengan dimensi yang panjang serta dinding serabut yang cukup tebal sehingga akan mampu berikatan dengan baik apabila diberi bahan perekat sintetis atau bahan perekat mineral. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kalor kulit durian yang diperoleh menunjukkan angka sebesar 3786,95 kal/gram dengan kadar abu rendah sebesar 4 persen (Prabowo, 2009).

  Berdasarkan penelitian dari University Chulalongkom Thailand yang menyebutkan bahwa kulit durian memilki kandungan selulosa terbanyak sekitar 50%-60% carboxymethylcellulose dan lignin 5%. Penggunaan selulosa ini dapat diaplikasikan karena bahan ini dapat mengikat bahan logam. Selulosa pada kulit durian memiliki tiga gugus hidroksil yang reaktif dan memiliki unit berulang-ulang yang membentuk ikatan hidrogen intramolekul dan antar molekul.

  Ikatan ini memiliki pengaruh yang besar pada kereaktifan selulosa terhadap gugus-gugus lain. Polimer selulosa terdiri dari monomer Dglukosa yang dapat dimodifikasi oleh gugus fosfat (Aprianis, dkk., 2013).

  Pembuatan Kertas dan Penggunaan NaOH

  Proses pembuatan kertas adalah proses penyusunan serat yang telah dilepaskan dari kayu ke dalam bentuk lembaran. Dari lembaran tipis ataupun tebal yang dibuatnya dibutuhkan sifat-sifat tertentu untuk memenuhi kegunaan dari kertas-kertas tersebut. Proses pembuatan kertas dapat dilakukan dengan mengubah bahan baku serat menjadi pulp dan kertas. Urutan proses pembuatannya adalah: persiapan bahan baku, pembuatan pulp (secara kimia, semikimia, dan mekanik), pemutihan (bleaching), pengambilan kembali bahan kimia, pengeringan pulp dan pembuatan kertas. Proses yang membutuhkan energi paling tinggi adalah proses pembuatan pulp dan proses pengeringan kertas (Lumbanbatu, 2008).

  Secara sederhana, proses pembuatan kertas melibatkan: 1. pemecahan kayu menjadi serat penyusunnya (pulp), 2. pelarutan serat didalam air, 3. penggilingan atau penghalusan pulp, 4. pencampuran bahan-bahan tambahan (bahan pengisi, bahan pengelem, bahan pengikat kekuatan basa, dan sebagainya),

  5. pembentukan tikar serat, 6. pengurasan air, 7. pengeringan lembaran untuk banyak tipe kertas, pembentukan lembaran mungkin diikuti oleh perlakuan permukaan

  (Haygreen dan Bowyer, 1996).

  Pada pembuatan kertas seni, penambahan larutan NaOH berfungsi untuk melarutkan lignin saat proses pembuburan (pulping) sehingga mempercepat proses pemisahan dan pemutusan serat, pulp dapat dihasilkan dengan semikimia dengan larutan NaOH dan pembuatan serat dengan pengilingan. Untuk mengikat komponen antar serat pada proses pembentukan lembaran (forming) diperlukan penambahan bahan perekat sehingga serat dapat membentuk lembaran kertas yang kuat. Penambahan bahan perekat pada produksi kertas seni bertujuan untuk memperkuat ikatan antar serat, serta mengawetkan kertas sehingga diperoleh kertas yang berkualitas dengan ketahanan tarik dan ketahan sobek yang tinggi (Sucipto, dkk., 2009).

  Penggunaan NaOH sebagai larutan pemasak berfungsi untuk mendegradasi lignin sehingga memudahkan dalam pemisahan serat. Larutan NaOH bisa menyerap ke dalam struktur amorf dan kristalin dalam dinding serat, yang menyebabkan pengembangan (pembesaran) penampang melintang diameter serat dan lumen serta penipisan dinding serat, tetapi pada proses pelunakan lignin, sebagian hemiselulosa maupun selulosa ikut terlarut sehingga berpengaruh terhadap rendemen yang dihasilkan (Fatriasari, dkk., 2009).

  Lama pemasakan yang optimum pada proses delignifikasi adalah sekitar 60-120 menit dengan kandungan lignin tetap setelah rentang waktu tersebut.

  Semakin lama waktu pemasakan, maka kandungan lignin di dalam pulp tinggi, karena lignin yang tadi telah terpisah dari raw pulp dengan berkurangnya konsentrasi NaOH akan kembali menyatu dengan raw pulp dan sulit untuk memisahkannya lagi. Waktu perendaman yang divariasikan dalam pembentukan kertas berhubungan dengan pelunakan kertas bekas yang akan dibentuk menjadi pulp. Serat mempengaruhi terhadap ketahanan dari kertas yang akan dibuat (Dahlan, 2011).

  Tujuan dari pemasakan serpihan kayu adalah memisahkan serat dari

pengikatnya. Dalam kayu yang berperan sebagai serat adalah selulosa dan

hemiselulosa dan zat pengikatnya adalah lignin. Serat-serat yang telah dimasak

dipisahkan dari cairan pemasak. Cairan pemasak melarutkan senyawa-senyawa lain

selain selulosa. Sisa pemasakan dipisahkan dengan pencucian. Baik tidaknya pulp

yang dihasilkan tergantung kepada jumlah pemakaian alkali aktif. Jika pemakaian

alkali aktif terlalu banyak maka akan merusak pulp yang dihasilkan. (Fikri, 2012).

  Gramatur, Ketahanan Sobek, dan Kekuatan Tarik Kertas

  Gramatur adalah massa lembaran kertas dalam gram dibagi dengan satuan luas kertas dalam meter persegi, diukur pada kondisi standar. Spesifikasi

  2

  gramatur mengikuti ketentuan SNI 14-0440-1989 adalah 71 gr/m . Pengujian gramatur kertas dilakukan sesuai SNI 14-0439-1989 (BSN, 1987).

  Toleransi pada gramatur adalah batas penyimpangan minimal dan maksimal dari suatu nilai gramatur kertas dan karton, dinyatakan dalam persen.

  Nilai toleransi gramatur dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 1. Toleransi Gramatur

  1 Di bawah 28.00 ± 7

  2

  35.00 ± 6 3 45.00-55.00 ± 5

  4 Di atas 60.00 ± 4 (BSN, 2006).

  Nilai gramatur yang besar disebabkan alat yang digunakan masih menggunakan alat manual yaitu berupa screen sablon yang digunakan untuk mencetak kertas pada saat penelitian, proses penggerusan juga memberikan fungsinya untuk menghilangkan air tebalnya kertas menjadi tidak merata, serta tidak adanya proses penekanan atau pressing pada kertas (Suriani, 2013).

  Ketahanan sobek adalah suatu ukuran gaya atau kekuatan yang dibutuhkan untuk memulai sebuah sobekan. kekuatan yang dibutuhkan untuk memulai sebuah sobekan mungkin beberapa kali lebih besar dari pada kekuatan untuk melanjutkan sobekan tersebut ketika proses menyobek telah dimulai. Hal ini biasanya diketahui oleh orang yang pernah mengalami kesulitan untuk membuka kantung atau tas kertas kaca, namun ketika sudah tersobek sedikit maka akan mudah untuk membukanya. Kertas dan material - material lain yang mempunyai daya regang yang tinggi juga mempunyai kekuatan sobek yang tinggi. Daya regang yang tinggi menyebabkan sulitnya mengkonsentrasikan tekanan pada sebuah area yang kecil agar cukup untuk melakukan sobekan (Caulfield and Gunderson, 1988).

  Sifat ketahanan sobek dipengaruhi oleh jumlah selulosa yang terdapat pada lembaran yang tersobek. Bahan yang mengandung selulosa yang lebih banyak akan menghasilkan lembaran pulp yang ketahanan sobek yang lebih tinggi. Kertas seni terbuat dari limbah kertas maupun tanaman yang mengandung selulosa sehingga menghasilkan kertas yang bertekstur kasar. Pembuatan kertas seni merupakan salah satu alternatif pengolahan limbah dan mengurangi penggunaan serat kayu sebagai bahan baku kertas. Berbagai limbah hasil pertanian yang mengandung selulosa relatif besar dan dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku kertas seni antara lain batang pisang, jerami, mendong, batang jagung, batang tembakau dan enceng gondok (Sugiarto, dkk., 2012).

  Kekuatan tarik (tensile strength, ultimate tensile strength) adalah tegangan maksimum yang bisa ditahan oleh sebuah bahan ketika diregangkan atau ditarik, sebelum bahan tersebut patah. Kekuatan tarik adalah kebalikan dari kekuatan tekan, dan nilainya bisa berbeda. Beberapa bahan dapat patah begitu saja tanpa mengalami deformasi, yang berarti benda tersebut bersifat rapuh. Bahan lainnya akan meregang dan mengalami deformasi sebelum patah, yang disebut dengan benda elastis (ductile). Kekuatan tarik umumnya dapat dicari dengan melakukan uji tarik dan mencatat perubahan regangan dan tegangan. Titik tertinggi dari kurva tegangan-regangan disebut dengan kekuatan tarik penghabisan (ultimate tensile

  strength ). Nilainya tidak bergantung pada ukuran bahan, melainkan karena faktor

  jenis bahan. Faktor lainnya yang dapat mempengaruhi seperti keberadaan zat pengotor dalam bahan, temperatur dan kelembaban lingkungan pengujian, dan penyiapan spesimen. Dimensi dari kekuatan tarik adalah gaya per satuan luas. Dalam satuan SI, digunakan pascal (Pa) dan kelipatannya (seperti MPa, megapascal). Pascal ekuivalen dengan Newton per meter persegi (N/m²) (Warsito, 2010).

  Faktor yang mempengaruhi ketahanan tarik lembaran adalah ikatan atau jalinan antar serat, panjang serat dan kandungan fines. Peningkatan jumlah dan kualitas ikatan atau jalinan antar serat akan meningkatkan ketahanan tarik lembaran, begitu pula dengan panjang serat yang lebih tinggi akan menghasilkan ketahanan tarik yang lebih baik. Ketahanan tarik merupakan cerminan dari struktur ikatan serat pada suatu lembaran. Sedangkan jika kandungan fines yang tinggi cenderung menurunkan ketahanan tarik lembaran, dikarenakan jalinan atau ikatan antar serat semakin berkurang (Widiastono dan Zen, 2007).

  Hasil kekuatan tarik mencerminkan struktur ikatan kertas dan sifat dari serat itu sendiri. Dimensi dan kekuatan dari kertas tersebut, susunan serat, dan sejauh mana serat – serat tersebut berikatan satu sama lain adalah faktor penting dalam menentukan hasil pengujian. Kertas yang dibuat dari serat yang panjang biasanya mempunyai kekuatan tarik yang lebih tinggi dibandingkan dengan kertas yang mempunyai serat pendek. Namun, sejauh mana ikatan antar serat adalah faktor yang dianggap paling penting yang berkontribusi dalam menentukan sifat kekuatan tarik (Caulfield and Gunderson, 1988).

  Aplikasi Pengunaan Serat dan Kertas Bekas

  Berdasarkan penelitian Syafiisab (2010), campuran serat dan kertas bekas dapat digunakan sebagai panel dinding. Dalam pebelitian tersebut digunakan kertas bekas yang merupakan kertas HVS (HoutVrij Schrijfpapier) dengan campuran sabut kelapa dan sekam padi serta lem kanji dan PVAc (Polivinil Asetat) sebagai perekat. Oladele, dkk. (2009) meneliti komposit serat berpenguat semen untuk aplikasi plafon. Serat Acanthus montanus dipotong 35-40 mm, kemudian dicampur dengan limbah kertas, semen, dan air. Fraksi massa serat sebesar 0%, 2%, 4%, 6%, 8% dan 10%, sedangkan perbandingan semen dan limbah kertas sebesar 70:30.

  Kualitas kertas seni untuk dijadikan produk handycraft sangat penting dilihat dari ketahanan tarik dan ketahanan sobek. Semakin tinggi nilai ketahanan tarik dan ketahan sobek suatu kertas seni, maka kualitas kertas yang dihasilkan semakin baik (tidak mudah sobek) khususnya sebagai bahan baku produk seperti kap lampu, kotak hias dan bingkai foto (Sugiarto, dkk., 2012).

  Analisis Ekonomi

  Menurut Soeharno (2007), analisis ekonomi digunakan untuk menentukan besarnya biaya yang harus dikeluarkan saat produksi menggunakan alat ini.

  Dengan analisis ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat dapat diperhitungkan. Sedangkan menurut Nastiti et al. (2008), Untuk menilai kelayakan finansial, diperlukan semua data yang menyangkut aspek biaya dan penerimaan usaha tani. Data yang diperlukan untuk pengukuran kelayakan tersebut meliputi data tenaga kerja, sarana produksi, hasil produksi, harga, upah, dan suku bunga.

  Biaya Produksi

  Menurut Darun (2002), pengukuran biaya produksi dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).

• dimana :

  = � � ............................................................. (1)

  BT = total biaya tetap (Rp/Tahun) BTT = total biaya tidak tetap (Rp/Jam) x = total jam kerja per tahun (Jam/Tahun) C = kapasitas alat (Jam/Satuan Produksi).

  Biaya Tetap

  Menurut Jummy (2010), biaya tetap adalah biaya yang timbul akibat penggunaan sumber daya tetap dalam proses produksi. Sifat utama biaya tetap adalah jumlahnya tidak berubah walaupun jumlah produksi mengalami perubahan (naik atau turun). Keseluruhan biaya tetap disebut biaya total (total fixed cost, TFC). Contoh dari biaya tetap yaitu membeli mesin produksi dan mendirikan bangunan pabrik, biaya pemasaran, biaya administrasi, gaji direktur produksi, dan lain-lain.

  Biaya Tidak Tetap biaya variable atau sering disebut biaya variable

  Menurut Jummy (2010),

  

total (total variable cost, TVC) adalah jumlah biaya produksi yang berubah menurut

tinggi rendahnya jumlah output yang akan dihasilkan. Semakin besar output atau

barang yang akan dihasilkan, maka akan semakin besar pula biaya variable yang akan

dikeluarkan. Contoh dari biaya variabel yaitu penyediaan bahan baku untuk produksi

dan biaya tenaga kerja langsung.

  Break even point Break even point (analisis titik impas) umumnya berhubungan dengan

  proses penentuan tingkat produksi untuk menjamin agar kegiatan usaha yang dilakukan dapat membiayai sendiri (self financing). Dan selanjutnya dapat berkembang sendiri (self growing). Manfaat perhitungan titik impas (break even

  

point ) adalah untuk mengetahui batas produksi minimal yang harus dicapai dan

  dipasarkan agar usaha yang dikelola masih layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional tanpa adanya keuntungan.

  Manfaat perhitungan titik impas (break even point) adalah untuk mengetahui batas produksi minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha yang dikelola masih layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional tanpa adanya keuntungan. Analisis titik impas juga digunakan untuk : 1.

  Hitungan biaya dan pendapatan untuk setiap alternatif kegiatan usaha.

  2. Rencana pengembangan pemasaran untuk menetapkan tambahan investasi untuk peralatan produksi.

  3. Tingkat produksi dan penjualan yang menghasilkan ekuivalensi (kesamaan) dari dua alternatif usulan investasi.

  (Waldiyono, 2008) Untuk menentukan produksi titik impas (BEP) maka dapat digunakan rumus sebagai berikut:

  F

  .............................................................................................. (2)

  N =

  ( R −

  V )

  dimana: N = jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (Kg) F = biaya tetap per tahun (rupiah) R = penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (rupiah) V = biaya tidak tetap per unit produksi. VN = total biaya tidak tetap per tahun (rupiah/unit)

  (Darun, 2002).

  Net present value Net Present value (NPV) adalah selisih antara present value dari investasi

  nilai sekarang dari penerimaan kas bersih dimasa yang akan datang. Identifikasi masalah kelayakan financial dianalisis dengan menggunakan metode analisis finansial dengan kriteria investasi. Net Present Value adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan.

  Perhitungan Net Present Value merupakan Net benefit yang telah didiskon dengan Discount factor. Secara singkat dapat dirumuskan: CIF – COF

  ≥ 0 .......................................................................................... (3) dimana : CIF = cash inflow COF = cash outflow Sementera itu keuntungan yang diharapkan dari investasi yang dilakukan bertindak sebagai tingkat bungan modal dalam perhitungan: Penerimaan (CIF) = pendapatan x (P/A, i, n) + nilai akhir x (P/F, i, n) Pengeluaran (COF) = investasi + pembiayaan (P/A, i, n) Kriteria NPV yaitu:

  NPV > 0, berarti usaha yang telah dilaksanakan menguntungkan

• NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi usaha tidak menguntungkan
• NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang
• dikeluarkan.

  (Darun, 2002).