Pembuatan kertas dari selulosa nata berbahan baku tapioka AWAL
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
LAPORAN TUGAS AKHIR
PEMBUATAN KERTAS DARI SELULOSA NATA BERBAHAN
BAKU TAPIOKA
Disusun Oleh :
Adhitiyan Basuki
I8312001
Indra Damendra
I8312024
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
commit to user
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, sehingga kami dapat
menyelesaikan Tugas Akhir sampai dengan selesainya penyusunan Laporan Tugas Akhir
ini.
Penulisan Laporan Tugas Akhir ini tidak akan berjalan lancar tanpa dukungan
dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu kami ingin menyampaikan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Mujtahid Kaavessina, S.T.,M.T.,Ph.D. selaku Kepala Program Studi Diploma
III Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
2. Bapak Dr. Margono, S.T.,M.T. selaku dosen pembimbing tugas akhir yang senantiasa
memberikan pengarahan dalam pengerjaan maupun penyusunan laporan tugas akhir
ini.
3. Keluarga atas doa, dukungan moral dan materialnya.
4. Teman-teman angkatan 2012 Diploma III Teknik Kimia yang selalu memberi
dukungan dan semangat.
5. Seluruh pihak terkait yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah
membantu kami selama melakukan Tugas Akhir dan dalam penyusunan laporan ini.
Kami menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena
itu kami sangat mengharapkan saran dan kritik dari semua pihak untuk menyempurnakan
laporan ini. Kami berharap laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Surakarta, Juli 2015
Penyusun
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman Judul................................................................................................................ i
Lembar Pengesahan ...................................................................................................... ii
Lembar Konsultasi .......................................................................................................iii
Kata Pengantar .............................................................................................................. v
Daftar Isi ...................................................................................................................... vi
Daftar Tabel ..............................................................................................................viii
Daftar Gambar ............................................................................................................. ix
Intisari .......................................................................................................................... x
BAB I Pendahuluan ...................................................................................................... 1
I.1 Latar Belakang Masalah ............................................................................... 1
I.2 Perumusan Masalah ...................................................................................... 2
I.3 Tujuan ........................................................................................................... 2
I.4 Manfaat ......................................................................................................... 2
BAB II Landasan Teori................................................................................................. 3
II.1 Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 3
II.1.a Selulosa............................................................................................. 3
II.1.b Selulosa Kayu ................................................................................... 3
II.1.c Selulosa Nata .................................................................................... 4
II.1.d Karakteristik Selulosa Kayu dan Selulosa Nata ............................... 4
II.1.e Kertas ................................................................................................ 5
II.1.f Teknologi dan Zat Aditif Pembuatan Kertas..................................... 6
II.2 Kerangka Pemikiran ................................................................................... 7
II.2.a Pembuatan Nata de Cassava ............................................................ 7
II.2.b Pencucian Selulosa Nata .................................................................. 8
II.2.c Pembuatan Pulp Nata ....................................................................... 8
II.2.d Pembentukan Lembaran Kertas ....................................................... 9
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB III Metodologi.................................................................................................... 10
III.1 Bahan dan Alat ........................................................................................ 10
III.1.a BahanYang Digunakan
............................................................. 10
III.1.b Alat-alat Yang Digunakan............................................................. 10
III.2 Lokasi ...................................................................................................... 10
III.3 Cara Kerja ............................................................................................... 11
III.4 Karakteristik Kertas................................................................................. 13
BAB IV Hasil Dan Pembahasan ................................................................................. 15
IV.1 Kertas Nata.............................................................................................. 15
IV.2 Kualitas Kertas........................................................................................ 17
IV.2.a Kadar Air....................................................................................... 18
IV.2.b Gramatur ....................................................................................... 18
IV.2.b Ketahanan Tarik............................................................................ 18
IV.2.b Ketebalan ...................................................................................... 19
BAB V Penutup .......................................................................................................... 20
V.1 Kesimpulan .............................................................................................. 20
V.2 Saran......................................................................................................... 21
Daftar Pustaka ............................................................................................................. xi
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel IV.1 Data Hasil Pengukuran Sifat Fisik Kertas Nata de Cassava ...............17
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1 Struktur selulosa ..................................................................................3
Gambar III.1 Diagram alir blok pembuatan Nata de cassava................................11
Gambar III.2 Diagram alir blok pembuatan kertas ................................................12
Gambar IV.1 Pengaruh pencucian NaOH terhadap warna pulp(a) dengan
pencucian (b) tanpa pencucian..........................................................15
Gambar IV.2 Nata de cassava (a) basah (b) kering ..............................................16
Gambar IV.3 Pengaruh penambahan zat aditif (a) tanpa penambahan (b)
ditamabah tapioka 2,5% dan kaolin 5%............................................16
Gambar IV.4 Kertas dari selulosa nata de cassava dengan penambahan tapioka
2,5% dan kaolin 5% ..........................................................................17
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
INTISARI
Adhitiyan Basuki (I8312001), Indra Damendra (I8312024), 2015, Laporan
Tugas Akhir “Pembuatan Kertas dari Selulosa Nata Berbahan Baku
Tapioka”, Program Studi Diploma III Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Kertas adalah lembaran yang terdiri dari serat – serat selulosa yang saling
membentuk jalinan serat. Bahan dasar kertas adalah serat kayu. Untuk memenuhi
peningkatan kebutuhan kertas setiap tahunnya, diperlukan kayu yang juga
meningkat. Proses pembuatan kertas dari selulosa kayu membutuhkan energi yang
besar dan menghasilkan limbah kimia yang berbahaya. Oleh karena itu diperlukan
sumber alternatif bahan baku pengganti selulosa kayu dalam jumlah yang cukup
dan proses produksi yang digunakan ramah lingkungan. Berdasarkan kriteria
tersebut maka selulosa nata de cassava merupakan pilihan yang potensial. Tujuan
tugas akhir ini adalah membuat kertas dari selulosa nata de cassava berbahan
dasar tapioka, menguji sifat fisik kertas yang dihasilkan meliputi kadar air,
gramatur, ketahanan tarik dan ketebalan. Selain itu juga menentukan peran aerasi
dan penambahan umpan dalam proses pembuatan nata terhadap kualitas kertas
yang dihasilkan.
Nata de cassava sebagai bahan baku kertas, dibuat dengan media
fermentasi yang terdiri dari : tapioka 10 gram, gula 40 gram, ZA 3 gram dan asam
asetat 5 mL untuk 1 liter air. Media tersebut dimasak sampai mendidih lalu
didinginkan 1 malam. Setelah dingin ditambahkan starter Acetobacter xylinum
sebanyak 10% dari volume media. Variasi yang dilakukan adalah lama aerasi dan
penambahan umpan. Aerasi dilakukan sejak hari pertama, sedangkan penambahan
umpan dimulai pada hari ke-6. Fermentasi dilakukan selama 14 hari.
Proses pembuatan kertas dari selulosa nata de cassava diawali dengan
pencucian selulosa nata. nata dipotong kecil-kecil kemudian direbus dengan
larutan NaOH 1%(b/v) selama 20 menit dengan suhu 60°C. Setelah direbus,
dilakukan penetralan dengan asam asetat 5%(v/v). Hasil dari proses pencucian
kemudian dilakukan pembuatan pulp dengan cara memblender sampai halus dan
ditambahkan zat aditif berupa tapioka 2,5% dan kaolin 5%. Pulp yang sudah
terbentuk selanjutnya dicetak menggunakan screen sablon. Kemudian dilakukan
pengeringan dengan cara dijemur sampai kering.
Dari pengujian diperoleh sifat fisik kertas antara lain kadar air kertas
sampel I sebesar 3,33%, sampel II 3,23%, sampel III 3,67%, sampel IV 6,47%
dan sampel V 3,50%. Untuk gramatur sampel I sebesar 83,93 g/m2, sampel II
100,83 g/m2, sampel III 244,84 g/m2, sampel IV 304,76 g/m2, dan sampel V 140
g/m2. Untuk ketahanan tarik sampel I sebesar 3,11 kN/m, sampel II 3,23 kN/m,
sampel III 6,56 kN/m, sampel IV 6,92 kN/m, dan sampel V 5,32 kN/m. Untuk
ketebalan kertas sampel I sebesar 0,015 mm, sampel II 0,07 mm, sampel III 0,11
mm, sampel IV 0,12 mm dan sampel V sebesar 0,035 mm. Berdasarkan SNI
7274-2008, kertas yang telah memenuhi standar kertas cetak A adalah kertas dari
nata dengan aerasi 1 jam/hari dan penambahan umpan 1,5 L/hari.
commit to user
x
digilib.uns.ac.id
LAPORAN TUGAS AKHIR
PEMBUATAN KERTAS DARI SELULOSA NATA BERBAHAN
BAKU TAPIOKA
Disusun Oleh :
Adhitiyan Basuki
I8312001
Indra Damendra
I8312024
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
commit to user
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, sehingga kami dapat
menyelesaikan Tugas Akhir sampai dengan selesainya penyusunan Laporan Tugas Akhir
ini.
Penulisan Laporan Tugas Akhir ini tidak akan berjalan lancar tanpa dukungan
dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu kami ingin menyampaikan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Mujtahid Kaavessina, S.T.,M.T.,Ph.D. selaku Kepala Program Studi Diploma
III Teknik Kimia Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
2. Bapak Dr. Margono, S.T.,M.T. selaku dosen pembimbing tugas akhir yang senantiasa
memberikan pengarahan dalam pengerjaan maupun penyusunan laporan tugas akhir
ini.
3. Keluarga atas doa, dukungan moral dan materialnya.
4. Teman-teman angkatan 2012 Diploma III Teknik Kimia yang selalu memberi
dukungan dan semangat.
5. Seluruh pihak terkait yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu yang telah
membantu kami selama melakukan Tugas Akhir dan dalam penyusunan laporan ini.
Kami menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena
itu kami sangat mengharapkan saran dan kritik dari semua pihak untuk menyempurnakan
laporan ini. Kami berharap laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Surakarta, Juli 2015
Penyusun
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman Judul................................................................................................................ i
Lembar Pengesahan ...................................................................................................... ii
Lembar Konsultasi .......................................................................................................iii
Kata Pengantar .............................................................................................................. v
Daftar Isi ...................................................................................................................... vi
Daftar Tabel ..............................................................................................................viii
Daftar Gambar ............................................................................................................. ix
Intisari .......................................................................................................................... x
BAB I Pendahuluan ...................................................................................................... 1
I.1 Latar Belakang Masalah ............................................................................... 1
I.2 Perumusan Masalah ...................................................................................... 2
I.3 Tujuan ........................................................................................................... 2
I.4 Manfaat ......................................................................................................... 2
BAB II Landasan Teori................................................................................................. 3
II.1 Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 3
II.1.a Selulosa............................................................................................. 3
II.1.b Selulosa Kayu ................................................................................... 3
II.1.c Selulosa Nata .................................................................................... 4
II.1.d Karakteristik Selulosa Kayu dan Selulosa Nata ............................... 4
II.1.e Kertas ................................................................................................ 5
II.1.f Teknologi dan Zat Aditif Pembuatan Kertas..................................... 6
II.2 Kerangka Pemikiran ................................................................................... 7
II.2.a Pembuatan Nata de Cassava ............................................................ 7
II.2.b Pencucian Selulosa Nata .................................................................. 8
II.2.c Pembuatan Pulp Nata ....................................................................... 8
II.2.d Pembentukan Lembaran Kertas ....................................................... 9
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB III Metodologi.................................................................................................... 10
III.1 Bahan dan Alat ........................................................................................ 10
III.1.a BahanYang Digunakan
............................................................. 10
III.1.b Alat-alat Yang Digunakan............................................................. 10
III.2 Lokasi ...................................................................................................... 10
III.3 Cara Kerja ............................................................................................... 11
III.4 Karakteristik Kertas................................................................................. 13
BAB IV Hasil Dan Pembahasan ................................................................................. 15
IV.1 Kertas Nata.............................................................................................. 15
IV.2 Kualitas Kertas........................................................................................ 17
IV.2.a Kadar Air....................................................................................... 18
IV.2.b Gramatur ....................................................................................... 18
IV.2.b Ketahanan Tarik............................................................................ 18
IV.2.b Ketebalan ...................................................................................... 19
BAB V Penutup .......................................................................................................... 20
V.1 Kesimpulan .............................................................................................. 20
V.2 Saran......................................................................................................... 21
Daftar Pustaka ............................................................................................................. xi
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel IV.1 Data Hasil Pengukuran Sifat Fisik Kertas Nata de Cassava ...............17
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar II.1 Struktur selulosa ..................................................................................3
Gambar III.1 Diagram alir blok pembuatan Nata de cassava................................11
Gambar III.2 Diagram alir blok pembuatan kertas ................................................12
Gambar IV.1 Pengaruh pencucian NaOH terhadap warna pulp(a) dengan
pencucian (b) tanpa pencucian..........................................................15
Gambar IV.2 Nata de cassava (a) basah (b) kering ..............................................16
Gambar IV.3 Pengaruh penambahan zat aditif (a) tanpa penambahan (b)
ditamabah tapioka 2,5% dan kaolin 5%............................................16
Gambar IV.4 Kertas dari selulosa nata de cassava dengan penambahan tapioka
2,5% dan kaolin 5% ..........................................................................17
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
INTISARI
Adhitiyan Basuki (I8312001), Indra Damendra (I8312024), 2015, Laporan
Tugas Akhir “Pembuatan Kertas dari Selulosa Nata Berbahan Baku
Tapioka”, Program Studi Diploma III Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Kertas adalah lembaran yang terdiri dari serat – serat selulosa yang saling
membentuk jalinan serat. Bahan dasar kertas adalah serat kayu. Untuk memenuhi
peningkatan kebutuhan kertas setiap tahunnya, diperlukan kayu yang juga
meningkat. Proses pembuatan kertas dari selulosa kayu membutuhkan energi yang
besar dan menghasilkan limbah kimia yang berbahaya. Oleh karena itu diperlukan
sumber alternatif bahan baku pengganti selulosa kayu dalam jumlah yang cukup
dan proses produksi yang digunakan ramah lingkungan. Berdasarkan kriteria
tersebut maka selulosa nata de cassava merupakan pilihan yang potensial. Tujuan
tugas akhir ini adalah membuat kertas dari selulosa nata de cassava berbahan
dasar tapioka, menguji sifat fisik kertas yang dihasilkan meliputi kadar air,
gramatur, ketahanan tarik dan ketebalan. Selain itu juga menentukan peran aerasi
dan penambahan umpan dalam proses pembuatan nata terhadap kualitas kertas
yang dihasilkan.
Nata de cassava sebagai bahan baku kertas, dibuat dengan media
fermentasi yang terdiri dari : tapioka 10 gram, gula 40 gram, ZA 3 gram dan asam
asetat 5 mL untuk 1 liter air. Media tersebut dimasak sampai mendidih lalu
didinginkan 1 malam. Setelah dingin ditambahkan starter Acetobacter xylinum
sebanyak 10% dari volume media. Variasi yang dilakukan adalah lama aerasi dan
penambahan umpan. Aerasi dilakukan sejak hari pertama, sedangkan penambahan
umpan dimulai pada hari ke-6. Fermentasi dilakukan selama 14 hari.
Proses pembuatan kertas dari selulosa nata de cassava diawali dengan
pencucian selulosa nata. nata dipotong kecil-kecil kemudian direbus dengan
larutan NaOH 1%(b/v) selama 20 menit dengan suhu 60°C. Setelah direbus,
dilakukan penetralan dengan asam asetat 5%(v/v). Hasil dari proses pencucian
kemudian dilakukan pembuatan pulp dengan cara memblender sampai halus dan
ditambahkan zat aditif berupa tapioka 2,5% dan kaolin 5%. Pulp yang sudah
terbentuk selanjutnya dicetak menggunakan screen sablon. Kemudian dilakukan
pengeringan dengan cara dijemur sampai kering.
Dari pengujian diperoleh sifat fisik kertas antara lain kadar air kertas
sampel I sebesar 3,33%, sampel II 3,23%, sampel III 3,67%, sampel IV 6,47%
dan sampel V 3,50%. Untuk gramatur sampel I sebesar 83,93 g/m2, sampel II
100,83 g/m2, sampel III 244,84 g/m2, sampel IV 304,76 g/m2, dan sampel V 140
g/m2. Untuk ketahanan tarik sampel I sebesar 3,11 kN/m, sampel II 3,23 kN/m,
sampel III 6,56 kN/m, sampel IV 6,92 kN/m, dan sampel V 5,32 kN/m. Untuk
ketebalan kertas sampel I sebesar 0,015 mm, sampel II 0,07 mm, sampel III 0,11
mm, sampel IV 0,12 mm dan sampel V sebesar 0,035 mm. Berdasarkan SNI
7274-2008, kertas yang telah memenuhi standar kertas cetak A adalah kertas dari
nata dengan aerasi 1 jam/hari dan penambahan umpan 1,5 L/hari.
commit to user
x