PENGARUH WAKTU TERHADAP KESTABILAN INTENSITAS BERKAS CAHAYA PADA LATEKS

Transkripsi

1 Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik Ke-5 ISSN : PENGARUH WAKTU TERHADAP KESTABILAN INTENSITAS BERKAS CAHAYA PADA LATEKS Januar Arif Fatkhurrahman 1 dan Ikha Rasti Julia Sari 1 1 Balai Besar Teknologi Pencegahan Pencemaran Industri januarfa@kemenperin.go.id ABSTRAK Lateks merupakan bahan baku berbagai hasil karet alam. Lateks yang baru disadap dari kebun umumnya bersifat tidak stabil atau cepat mengalami penggumpalan. Lateks dikatakan stabil apabila sistem koloidnya stabil, yaitu tidak terjadi koagulasi atau penggumpalan. Dalam pengolahan karet sheet, lateks kebun ditambahkan zat antikoagulan yang berfungsi mencegah terjadinya prakoagulasi selama di perjalanan dari kebun ke pabrik. Zat antikoagulan (pengawet) yang sering dipakai adalah amonia dengan kadar 20%. Kadar Karet Kering (KKK) menjadi salah satu ukuran kualitas lateks karena KKK menggambarkan besar kandungan air dalam lateks. Penggunaan teknologi berbasis light scattering (hamburan cahaya) sebagai dasar penentuan kadar karet kering dalam lateks merupakan inovasi dalam pengembangan alat ukur KKK yang memanfaatkan gradasi berkas cahaya sebagai KKK. Sebagai langkah awal pemanfaatan teknologi tersebut, dilaksanakan penelitian pendahuluan untuk mengetahui performa gradasi berkas warna lateks yang ditangkap oleh kamera per satuan waktu, sehingga dapat ditentukan waktu kestabilan lateks uji, analisis menggunakan aplikasi Mathematica 9.0 dibandingkan dengan analisis KKK metode ISO 126:2005. Penelitian ini menggunakan analisa deskriptif kuantitatif. Variabel tetap adalah tegangan laser sebagai sumber cahaya, jenis kamera dan jarak antara sensor terhadap kamera. Variabel berubah adalah lateks dan waktu. Hasil analisis KKK pada metode ISO 126:2005 menunjukkan angka KKK relatif stabil selama 120 menit, sementara analisis KKK menggunakan light scattering menunjukkan bahwa gradasi berkas cahaya yang diamati menunjukkan kestabilan selama kurun waktu 40 menit, dan selanjutnya gradasi berkas cahaya menunjukkan pola kecerahan yang meningkat. Sehingga waktu pengukuran KKK yang ideal menggunakan teknologi berbasis light scattering dilakukan selama maksimal 40 menit sejak lateks ditempatkan pada kontainer lateks, baik pada perlakuan dengan penambahan amonia maupun tanpa penambahan amonia sebagai pengawet. Kata kunci: Lateks, Hamburan Cahaya, Satuan Waktu Pengaruh Waktu terhadap Kestabilan 225

2 ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik Ke-5 PENDAHULUAN Getah pohon karet atau biasa disebut dengan lateks merupakan bahan baku karet alam yang dipergunakan untuk pembuatan berbagai macam produk. Lateks terdiri atas partikel karet dan bahan bukan karet (nonrubber) yang terdispersi di dalam air (Balai Penelitian Perkebunan Sembawa, 1981). Susunan bahan lateks dapat dibagi menjadi dua komponen. Komponen pertama adalah bagian yang mendispersikan atau memancarkan bahan-bahan yang terkandung secara merata yang disebut serum. Bahan-bahan bukan karet yang terlarut dalam air, seperti protein, garam-garam mineral, enzim dan lainnya termasuk ke dalam serum. Komponen kedua adalah bagian yang didispersikan, terdiri dari butir-butir karet yang dikelilingi lapisan tipis protein. Bahan bukan karet yang jumlahnya relatif kecil ternyata mempunyai peran penting dalam mengendalikan kestabilan sifat lateks dan karetnya (Triwijoso dan Utami S, 1995). Lateks yang baru disadap dari kebun umumnya bersifat tidak stabil atau cepat mengalami penggumpalan. Lateks dikatakan stabil apabila sistem koloidnya stabil, yaitu tidak terjadi koagulasi atau penggumpalan. Prakoagulasi merupakan pembekuan pendahuluan tidak diinginkan yang menghasilkan lump atau gumpalan-gumpalan pada cairan getah sadapan. Prakoagulasi dapat terjadi karena kemantapan bagian koloidal yang terkandung di dalam lateks berkurang akibat aktivitas bakteri, guncangan serta suhu lingkungan yang terlalu tinggi. Bagian-bagian koloidal yang berupa partikel karet ini kemudian menggumpal menjadi satu dan membentuk komponen yang berukuran lebih besar dan membeku. Karet ribbed smoked sheet (RSS) merupakan karet alam yang dibuat langsung dari lateks yang diolah dan kemudian digumpalkan. Lateks sebagai bahan baku utama dipertahankan bentuknya berupa cairan dan dijaga kestabilannya sebelum diolah dengan mencegah terjadi prakoagulasi. Untuk mencegah prakoagulasi, pengawetan lateks kebun mutlak diperlukan, terlebih jika jarak antara kebun dengan pabrik pengolahan cukup jauh. Zat antikoagulan (pengawet) yang sering dipakai adalah amonia dengan kadar 20%. Kadar Karet Kering (KKK) menjadi salah satu ukuran kualitas lateks karena KKK menggambarkan besar kandungan karet di dalam lateks. Penurunan mutu biasanya disebabkan karena terjadinya prakoagulasi. Penentuan nilai KKK dalam lateks pada pengolahan karet RSS menjadi acuan dalam proses penggumpalan karet, karena akan menentukkan jumlah penggunaan air dalam pengenceran. Penentuan nilai KKK metode standar mengacu pada ISO 126 : 2005 tentang Penentuan Kadar Karet Kering pada lateks (Specifies A Method For The Determination Of The Dry Rubber Content Of Natural Rubber Latex Concentrate). Analisa metode standar ini memakan waktu mencapai jam dengan proses pengeringan menggunakan oven, sehingga tidak bisa dilakukan di industri. Industri karet sheet membutuhkan waktu yang cepat dalam mengukur nilai KKK pada proses produksinya, sehingga dikembangkan analisa sederhana tanpa pengeringan di oven akan tetapi hanya dikeringkan dengan diperas secara manual dan hasil nilai yang diperoleh dikalikan dengan faktor koreksi. Beberapa tahun terakhir terdapat penelitian penggunaan teknologi photoelectric maupun mikrokontroller sebagai inovasi penentuan KKK dalam lateks dengan hasil efektifitas dan keakuratan yang cukup tinggi (Julia Sari dan Fatkhurrahman, 2015). Teknologi berbasis hamburan cahaya (light scattering) bisa menjadi alternatif dalam pengukuran KKK yang memanfaatkan gradasi berkas cahaya yang dikorelasikan dengan nilai KKK. Sebagai langkah awal pemanfaatan teknologi tersebut, dilaksanakan penelitian pendahuluan untuk mengetahui performa gradasi berkas warna lateks yang ditangkap oleh kamera per satuan waktu. Hasil penelitian ini nantinya akan digunakan sebagai kriteria desain dalam pengembangan light scattering sebagai alat ukur KKK. 226 Pengaruh Waktu terhadap Kestabilan

3 Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik Ke-5 ISSN : METODE Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam kegiatan penelitian ini meliputi cairan lateks, ammonia 20%, etanol 95%, dan aquades. Sedangkan peralatan yang digunakan dalam kegiatan penelitian ini meliputi kamera, box hitam, kontainer lateks, laser, adaptor, dan stop watch. Prosedur Kerja Gambar 1. Konstruksi Peralatan 1. Peralatan uji KKK berbasis light scattering disusun sesuai gambar 1, sehingga posisi lateks sejajar dengan posisi laser sebagai sumber cahaya dan kamera sebagai penangkap berkas cahaya 2. Lateks uji yang diletakkan di dalam kontainer lateks dibuat dalam dua perlakuan, dengan penambahan ammonia 20% (dengan awetan), dan tanpa penambahan ammonia 20% (tanpa awetan) 3. Konstruksi peralatan dan pengukuran berkas cahaya pada contoh lateks yang diuji, ditempatkan dalam kotak hitam yang kedap cahaya 4. Pengambilan gradasi berkas cahaya terhadap waktu, untuk menentukan waktu optimal pengukuran KKK berbasis light scattering, dilakukan tiap 5 menit menggunakan kamera dengan ISO 100 dan shutter speed 1/3. 5. Gradasi berkas cahaya dianalisis menggunakan aplikasi Mathematica Sementara, setiap 30 menit, contoh lateks dengan dua perlakuan berbeda dianalisis menggunakan metode standar ISO 126:2005 Pengaruh Waktu terhadap Kestabilan 227

4 KKK ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik Ke-5 7. Baik pengukuran menggunakan light scattering maupun metode standar dilakukan selama rentang waktu 3 jam dari penyadapan lateks 8. Hasil analisis KKK pada kedua metode pengukuran tersebut dibandingkan untuk mengetahui waktu optimal pengukuran KKK berbasis light scattering HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Analisis KKK Menggunakan Metode Standar ISO 126:2005 Analisis KKK menggunakan metode ini, pada penentuan waktu optimal pengukuran KKK berbasis light scattering dilaksanakan pada lateks uji tiap 30 menit. Lateks yang digunakan merupakan lateks dari satu tanaman, sehingga lateks yang diuji merupakan campuran homogen. Hasil analisis KKK pada lateks dengan perlakuan penambahan ammonia 20% (dengan awetan) dan tanpa penambahan ammonia 20% (tanpa awetan), seperti terlihat pada grafik di bawah ini. 31,0 29,0 27,0 Analisis KKK Metode ISO 126: , Menit tanpa pengawet dengan pengawet Gambar 2. Analisis KKK Metode ISO 126:2005 Selama kurun waktu 120 menit sejak penyadapan lateks, baik lateks tanpa awetan maupun dengan awetan, hasil pengukuran KKK pada metode standar ISO 126:2005 menunjukkan nilai KKK yang relatif stabil. Hal ini disebabkan, pengukuran KKK menggunakan metode ini mengambil seluruh partikel lateks sebagai bobot kering dan dianalisis secara gravimetri (Kisan, Sangathan, Nehru, dan Pitroda, 2013). Hasil Analisis Berkas Cahaya Menggunakan Light Scattering Sebagai langkah awal untuk menentukan KKK berdasarkan sebaran berkas cahaya/ light scattering, dilakukan analisis berkas cahaya meggunakan aplikasi Mathematica 9.0 pada masing masing perlakuan lateks. Berkas cahaya ditangkap kamera pada ISO 100 dan shutter speed 1/3, baik lateks tanpa awetan dan lateks dengan awetan diambil gradasi berkas cahaya tiap 5 menit selama 120 menit. Analisis berkas cahaya dilakukan menggunakan Mathematica 9.0 merupakan analisis gradasi kecerahan warna merah sesuai sumber cahaya yang digunakan dari laser merah, seperti dianalogikan pada gambar 3 di bawah ini. 228 Pengaruh Waktu terhadap Kestabilan

5 KKK Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik Ke-5 ISSN : Gambar 3. Analogi Pengukuran Berkas Cahaya Lateks dengan kepekatan lebih rendah akan menunjukkan sebaran berkas cahaya yang lebih tipis (gambar 3 bagian atas) dan lateks dengan kepekatan lebih tinggi akan menunjukkan sebaran berkas cahaya yang lebih tebal (gambar 3 bagian bawah). Perbedaan gradasi berkas cahaya ini dinyatakan sebagai angka RGB dan kemudian dianalisis Full Width Half Maximum (FWHM) pada Mathematica 9.0 dan dikorelasikan sebagai KKK (Taylor, George, Peethan, dan Vijayan, 2013) selama periode waktu 120 menit, diperoleh angka FWHM dan korelasi KKK pada tiap perlakuan lateks seperti terlihat pada grafik di bawah ini; 30,0 25,0 20,0 Kecenderungan KKK Berbasis Light Scattering 15, Menit tanpa awetan awetan Gambar 4. Kecenderungan KKK pada Pengukuran Berbasis Light Scattering Hasil analisis kecenderungan KKK pada pengukuran KKK berbasis light scattering pada dua perlakuan yang berbeda menunjukkan pola yang relatif sama terhadap periode waktu pengukuran. Semakin lama waktu pengukuran, berkas cahaya yang dihasilkan semakin cerah, sehingga membuat berkas cahaya yang dihasilkan semakin tipis, dan membuat nilai FWHM semakin tinggi, sehingga KKK terbaca pada pengukuran berbasis light scattering semakin menurun selama periode 120 menit, seperti terlihat pada gambar 5. Pengaruh Waktu terhadap Kestabilan 229

6 ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik Ke-5 (a) (b) (c) (d) Gambar 5. Gradasi Berkas Cahaya pada Periode Pengukuran, (a) awal, menit ke-0, (b) akhir, menit ke-120 (tanpa awetan) (c) awal, menit ke-0, (d) akhir, menit ke-120 (dengan awetan) Secara visual, analisis berkas cahaya pada periode pengukuran awal dan akhir baik pada perlakuan lateks tanpa awetan dan dengan awetan menunjukkan tingkat kecerahan yang semakin naik. Meskipun jika dilakukan analisis menggunakan metode standar menunjukkan nilai KKK yang sama pada periode 120 menit, perbedaan ini disebabkan kecenderungan sifat partikel lateks yang mengendap di bagian bawah kontainer lateks, selama periode pengukuran, sebagai akibat ketidakstabilan koloid penyusun lateks pada rentang waktu yang lama (Anderson dan Daniels, 2003). KESIMPULAN Pengukuran KKK lateks dengan metode ISO 126:2005 menunjukkan hasil yang relatif sama selama periode waktu pengukuran sampai menit ke-120. Pengukuran KKK pada lateks dengan prinsip light scattering hanya dapat dilakukan pada rentang pengukuran yang cukup singkat, 0 40 menit setelah sampel lateks diletakkan dalam kontainer lateks. Pengukuran KKK pada lateks yang dilakukan pada kontainer lateks yang dilakukan pada periode lebih dari 40 menit setelah lateks ditempatkan pada kontainer lateks menunjukkan penurunan KKK secara semu akibat pengendapan partikel lateks. 230 Pengaruh Waktu terhadap Kestabilan

7 Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik Ke-5 ISSN : UCAPAN TERIMA KASIH Terimakasih diucapkan kepada PTPN IX Kebun Batujamus yang telah berkenan menyediakan sarana dan sampel lateks sebagai objek penelitian, dan BBTPPI yang telah memberikan dana dalam kegiatan penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA Anderson, C. D., & Daniels, E. S. (2003). Emulsion Polymerisation and Latex Applications. Rapra Review Reports 160, 14(3), Balai Penelitian Perkebunan Sembawa. (1981). Penyadapan Tanaman Karet. Seri Pedoman No.1. Badan Peneliti dan Pengembangan Pertanian, Palembang Ikha Rasti J.S., & Januar Arif. (2015). Seminar Nasional Kulit Karet dan Plastik ke-4. BBKKP. Yogyakarta Kisan, M., Sangathan, S., Nehru, J., & Pitroda, S. G. (2013). METHODS OF TEST FOR NATURAL RUBBER LATEX. Bureau of Indian Standards. New Delhi. Taylor, P., George, N. A., Peethan, A., & Vijayan, M. (2013). Nondestructive Testing and Evaluation A simple optical sensor for the measurement of dry rubber content in natural rubber latex, (April), Triwijoso, Sri Utami. (1995). Pengetahuan Umum Tentang Karet Hevea. Dalam Kumpulan Makalah : In House Training, Pengolahan Lateks Pekat dan Karet Mentah. No : 1. Balai Penelitian Teknologi Karet Bogor, Bogor Pengaruh Waktu terhadap Kestabilan 231

8 ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik Ke Pengaruh Waktu terhadap Kestabilan