PEMANFAATAN LIMBAH TANAMAN NANAS (Ananas cosmocus Merr) SEBAGAI KERTAS SENI BRILLIANT MEILYARISTIANI

Transkripsi

1 PEMANFAATAN LIMBAH TANAMAN NANAS (Ananas cosmocus Merr) SEBAGAI KERTAS SENI BRILLIANT MEILYARISTIANI DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

2

3 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pemanfaatan Limbah Tanaman Nanas (Ananas cosmocus Merr) sebagai Kertas Seni adalah benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Januari 2015 Brilliant Meilyaristiani NIM F

4 ABSTRAK BRILLIANT MEILYARISTIANI. Pemanfaatan Limbah Tanaman Nanas (Ananas cosmocus Merr) sebagai Kertas Seni. Dibimbing oleh NASTITI SISWI INDRASTI. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh konsentrasi pelarut serta waktu pemasakan pulp terhadap parameter rendemen, bilangan kappa, dan selektivitas delignifikasi, menentukan kondisi pemasakan terbaik berdasarkan bilangan kappa dan selektifitas delignifikasi, mengetahui pengaruh komposisi pulp serat daun nanas dan bubur kertas HVS terhadap parameter fisik dan mekanik kertas, dan menentukan komposisi terbaik berdasarkan parameter fisik dan mekanik. Pada penelitian ini, NaOH dan CaO digunakan sebagai pelarut dalam proses pembuatan pulp pada empat taraf konsentrasi (10%, 15%, 20%, dan 25%) dengan dua kondisi waktu pemasakan (1 jam dan 2 jam). Hasil uji ragam menunjukkan faktor konsentrasi berpengaruh nyata terhadap parameter sifat kimia pulp. Rendemen pulp, bilangan kappa, dan selektivitas delignifikasi yang dihasilkan dari perlakuan NaOH berturut-turut yaitu 63,26 73,14%; 13,243 21,982; dan 34,072 57,230 sedangkan rendemen pulp, bilangan kappa, dan selektivitas delignifikasi yang dihasilkan dari perlakuan CaO berturut-turut yaitu 75,22 88,88%; 18,123 20,902; dan 35,801 41,378. Berdasarkan hasil penelitian, bilangan kappa dan selektivitas delignifikasi yang terbaik diperoleh dari perlakuan NaOH 20% dan CaO 10% dengan lama pemasakan 1 jam. Pulp yang telah diperoleh kemudian dikombinasikan dengan bubur kertas HVS dengan komposisi 100:0, 75:25, dan 50:50. Gramatur, indeks tarik, dan indeks sobek yang diperoleh dari kertas perlakuan NaOH berturut-turut, yaitu 90, ,4 g/m 2 ; 1,899 4,172 Nm/g; dan 1,079 x ,941 x 10-3 Nm 2 /g sedangkan kertas perlakuan CaO memiliki gramatur, indeks tarik, dan indeks sobek berturut-turut, yaitu 55,64 64,4 g/m 2 ; 0,785 2,254 Nm/g; dan 1,077 x ,744 x 10-3 Nm 2 /g. Kertas dengan komposisi 100% perlakuan NaOH dan kertas dengan komposisi 50% perlakuan CaO memiliki sifat mekanik yang lebih baik dibandingkan dengan sifat mekanik komposisi lain. Kata kunci: kertas HVS, kertas seni, kombinasi, serat daun nanas ABSTRACT BRILLIANT MEILYARISTIANI. The Utilization of Pineapple Plant Waste (Ananas cosmocus Merr) as Art Paper. Supervised by NASTITI SISWI INDRASTI. The objectives of this research were to determine the effect of solvent concentration and cooking time to yield, kappa number, and delignification selictivity, to determine the best condition based on kappa number and delignification selectivity, to determine the effect of pineapple leaf fiber and HVS pulp composition to physical and mechanical properties, and to determine the best composition based on physical and mechanical properties. In this research, the

5 solvent used in the pulping are NaOH and CaO with four concentration level (10%, 15%, 20%, dan 25%) and two cooking time level (1 hour dan 2 hour). The result of Anova showed concentration factor significantly affect to chemical properties of pulp. The pulp yield, kappa number, and delignification selectivity obtained from NaOH consecutively, i.e 63,26 73,14%; 13,243 21,982; and 34,072 57,230 while the pulp yield, kappa number, and delignification selectivity obtained from CaO consecutively, i.e 75,22 88,88%; 18,123 20,902; and 35,801 41,378. The research result, the best of kappa number and delignification selectivity obtained from NaOH 20% cooking time 1 hour and CaO 10% cooking time 1 hour. Pulp that has been obtained is then combined with HVS pulp in 100:0, 75:25, and 50:50. Grammage, tensile index, and tear index from NaOH paper consecutively, i.e 90, ,4 g/m 2 ; 1,899 4,172 Nm/g; and 1,079 x ,941 x 10-3 Nm 2 /g while grammage, tensile index, and tear index from CaO paper consecutively, i.e 55,64 64,4 g/m 2 ; 0,785 2,254 Nm/g; dan 1,077 x ,744 x 10-3 Nm 2 /g. Paper with 100% pineapple leaf fiber from NaOH and paper with 50% pineapple leaf fiber from CaO had better mechanical properties than other combination. Kata kunci: art paper, combination, HVS paper, pineapple leaf fiber

6

7 PEMANFAATAN LIMBAH TANAMAN NANAS (Ananas cosmocus Merr) SEBAGAI KERTAS SENI BRILLIANT MEILYARISTIANI Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Teknologi Industri Pertanian DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

8

9 Judul Skripsi : Pemanfaatan Limbah Tanaman Nanas (Ananas cosmocus Merr) sebagai Kertas Seni Nama : Brilliant Meilyaristiani NIM : F Disetujui oleh Prof Dr Ir Nastiti Siswi Indrasti Pembimbing Diketahui oleh Prof Dr Ir Nastiti Siswi Indrasti Ketua Departemen Tanggal Lulus:

10 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta ala atas segala karunia-nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Judul penelitian yang dilaksakan sejak bulan Maret 2014 ini ialah Pemanfaatan Limbah Tanaman Nanas (Ananas cosmocus Merr) sebagai Kertas Seni. Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof Dr Ir Nastiti Siswi Indrasti selaku pembimbing yang telah memberikan ilmu dan arahan selama penelitian dan penyusunan skripsi, Ir Ade Iskandar, MSi dan Dr Andes Ismayana, STP, MT selaku penguji yang telah memberikan ilmu dan saran selama penyusunan skripsi, teknisi Laboratorium DIT dan Balai Besar Pulp dan Kertas, Bandung yang telah membantu selama proses penelitian serta rekan-rekan seperjuangan Departemen Teknologi Industri Pertanian angkatan 47 atas semangat dan bantuan yang diberikan kepada penulis selama ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Ayahanda Mulyono, Ibunda Sustiani, adik serta seluruh keluarga atas segala doa, dukungan, dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, Januari 2015 Brilliant Meilyaristiani

11 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL vi DAFTAR GAMBAR vi DAFTAR LAMPIRAN vi PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Perumusan Masalah 2 Tujuan Penelitian 2 Manfaat Penelitian 3 Ruang Lingkup Penelitian 3 METODE 3 Bahan 3 Alat 3 Pembuatan Pulp Serat Daun Nanas 3 Karakterisasi Pulp 5 Pembentukan Lembaran Kertas 6 Karakterisasi Kertas 6 Analisis Data 6 HASIL DAN PEMBAHASAN 7 Rendemen dan Bilangan kappa 7 Selektivitas Delignifikasi 9 Kondisi Perlakuan Terbaik 10 Karakteristik Fisik dan Mekanik Kertas Seni 10 Komposisi Kertas Terbaik 13 SIMPULAN DAN SARAN 13 Simpulan 13 Saran 14 DAFTAR PUSTAKA 14 LAMPIRAN 16 RIWAYAT HIDUP 32

12 DAFTAR TABEL 1 Komposisi kimia daun nanas 1 2 Faktor p koreksi perbedaan pemakaian persentase permanganat 16 DAFTAR GAMBAR 1 (a) Proses pemasakan serat daun nanas, (b) Proses fibrilasi serat lunak daun nanas 4 2 Diagram alir pembuatan kertas seni 5 3 Rendemen pulp pada berbagai konsentrasi pelarut NaOH dan CaO 8 4 Bilangan kappa pada berbagai konsentrasi pelarut NaOH dan CaO 8 5 Selektivitas delignifikasi pada berbagai konsentrasi pelarut NaOH dan CaO 10 6 Hubungan antara gramatur dengan komposisi kertas 11 7 Hubungan antara indeks tarik dengan komposisi kertas 12 8 Hubungan antara indeks sobek dengan komposisi kertas 13 9 Paper tensile strength tester Paper tearing tester 19 DAFTAR LAMPIRAN 1 Karakterisasi pulp 16 2 Karakterisasi kertas 17 3 Hasil pengujian rendemen pulp dengan perlakuan NaOH 19 4 Uji ANOVA rendemen pulp dengan perlakuan NaOH 19 5 Uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi NaOH terhadap rendemen pulp 20 6 Hasil pengujian rendemen pulp dengan perlakuan CaO 20 7 Uji ANOVA rendemen pulp dengan perlakuan CaO 20 8 Uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi CaO terhadap rendemen pulp 21 9 Hasil pengujian bilangan kappa dengan perlakuan NaOH Uji ANOVA bilangan kappa dengan perlakuan NaOH Uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi NaOH terhadap bilangan kappa Hasil pengujian bilangan kappa dengan perlakuan CaO Uji ANOVA bilangan kappa dengan perlakuan CaO Hasil pengujian selektivitas delignifikasi dengan perlakuan NaOH Uji ANOVA selektivitas delignifikasi dengan perlakuan NaOH Uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi NaOH terhadap selektivitas delignifikasi Hasil pengujian selektivitas delignifikasi dengan perlakuan CaO Uji ANOVA selektivitas delignifikasi dengan perlakuan CaO Hasil perhitungan lignin klason, lignin dalam pulp, karbohidrat dalam pulp, dan selektivitas delignifikasi Hasil pengujian gramatur dengan komposisi kertas perlakuan NaOH Uji ANOVA gramatur dengan komposisi kertas perlakuan NaOH Hasil pengujian gramatur dengan komposisi kertas perlakuan CaO 27

13 23 Uji ANOVA gramatur dengan komposisi kertas perlakuan CaO Hasil pengujian indeks tarik dengan komposisi kertas perlakuan NaOH Uji ANOVA indeks tarik dengan komposisi kertas perlakuan NaOH Uji lanjut Duncan pengaruh komposisi kertas terhadap indeks tarik perlakuan NaOH Hasil pengujian indeks tarik dengan komposisi kertas perlakuan CaO Uji ANOVA indeks tarik dengan komposisi kertas perlakuan CaO Hasil pengujian indeks sobek dengan komposisi kertas perlakuan NaOH Uji ANOVA indeks sobek dengan komposisi kertas perlakuan NaOH Uji lanjut Duncan pengaruh komposisi kertas terhadap indeks sobek perlakuan NaOH Hasil pengujian indeks sobek dengan komposisi kertas perlakuan CaO Uji ANOVA indeks sobek dengan komposisi kertas perlakuan CaO Hasil perhitungan ketahanan tarik dan ketahanan sobek 31

14

15 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perkembangan industri pulp dan kertas di Indonesia sangatlah cepat beberapa tahun terakhir ini. Hal tersebut menyebabkan konsumsi kertas dan permintaan pulp (bahan baku kertas) semakin meningkat. Saat ini, konsumsi kertas masyarakat Indonesia sekitar 32 kg/kapita/tahun (Huda 2013) dengan target produksi 13,3 juta ton pulp dan 8,1 juta ton kertas pada tahun Namun, peningkatan tersebut tidak diimbangi dengan ketersediaan kayu sebagai bahan baku pulp. Menurut CIFOR (2000), dalam memproduksi satu ton pulp setidaknya dibutuhkan 4,9 5,4 m 3 kayu bulat. Umur tanam kayu yang lama dan banyaknya industri yang menggunakan kayu sebagai bahan baku utama, menyebabkan ketersediaan kayu sebagai bahan baku pulp menipis. Oleh karena itu, diperlukan suatu usaha untuk mencari alternatif sumber serat selain kayu. Salah satu sumber serat bukan kayu yang memiliki potensi cukup besar untuk dikembangkan adalah lignoselulosa dari limbah pertanian seperti daun nanas. Tanaman nanas dapat tumbuh pada keadaan iklim basah maupun kering dengan suhu antara 23-32ºC. Umumnya, hampir semua jenis tanah dapat digunakan untuk menanam nanas dengan ph tanah antara 4,5-6,5 pada ketinggian m dpl. Indonesia merupakan salah satu negara yang memproduksi nanas dan budidaya tanamannya tersebar dibeberapa wilayah seperti Lampung, Subang, Blitar, dan Kalimantan. Produksi nanas di Indonesia pada tahun 2013 yaitu ton (BPS 2014). Buah nanas dapat dipanen setelah tanaman berumur bulan dengan tiga tahap pemanenan, yaitu 25% pada panen pertama, 50% pada panen kedua, dan 25% pada panen ketiga dari jumlah total tanaman yang ada. Tanaman yang sudah berumur 4-5 tahun harus diremajakan atau dibongkar karena sudah tidak produktif (Anonim 2010). Daun nanas merupakan limbah hasil pembongkaran dari tanaman nanas. Berat biomassa daun nanas yang dihasilkan per hektar sekitar ton dari ribu tanaman nanas. Umumnya, daun nanas tersebut digunakan sebagai pakan ternak atau diolah menjadi kompos. Daun nanas mengandung sekitar 3% serat sehingga dalam satu hektar setidaknya diperoleh sekitar 3-3,9 ton serat daun nanas. Berikut ini merupakan komponen penyusun daun nanas yang dijelaskan pada Tabel 1. Tabel 1 Komposisi kimia daun nanas Komposisi kimia Jumlah (%) Selulosa 66,2 Holoselulosa 85,7 Hemiselulosa 19,5 Lignin 4,28 Kelarutan dalam NaOH 1% 39,8 Abu 4,5 Kelembaban 81,6 Sumber : Zawawi et al. (2014)

16 2 Berdasarkan data Tabel 1, daun nanas memiliki kandungan selulosa yang tinggi dan memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai bahan baku kertas sehingga dapat memberi nilai tambah dan meningkatkan nilai ekonomi pada limbah daun nanas. Penelitian ini menggunakan proses pulping secara kimiawi dengan bahan soda alkali yaitu NaOH dan CaO. NaOH merupakan bahan kimia yang telah umum dan lama digunakan pada proses soda alkali ini, namun bahan ini memiliki dampak negatif terhadap lingkungan. Oleh karena itu, diperlukan alternatif bahan kimia lain yang lebih ramah lingkungan seperti CaO. CaO adalah bahan kimia yang sudah sering digunakan dalam proses pretreatment produksi bioetanol. Menurut Kaar dan Holtzapple (2000), CaO merupakan pereaksi yang efektif karena dapat merusak lignin, harganya murah, sedikit mendegradasi gula, dan dapat didaur ulang dengan CO 2. Beberapa penelitian mengenai penggunaan serat nanas sebagai pulp kertas telah menunjukkan bahwa kertas yang dihasilkan memiliki karakteristik yang cukup baik. Nayan et al. (2013) melakukan penelitian untuk melihat pengaruh maserasi dengan beberapa konsentrasi pelarut terhadap karakteristik kertas yang dihasilkan dari serat daun nanas dan Yusof et al. (2012) melakukan penelitian untuk melihat pengaruh komposisi serat daun nanas dan kertas koran daur ulang terhadap karakteristik mekanis kertas. Penelitian ini menitikberatkan pada karakteristik kertas campuran serat nanas dan kertas HVS yang dihasilkan seperti gramatur, ketahanan sobek, dan ketahanan tarik serta jenis pelarut pemasak yang efektif dalam proses pemasakan serat nanas. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat untuk meningkatkan pemanfaatan daun nanas dan serat nanas sebagai pulp atau campuran pulp kertas. Perumusan Masalah Masalah yang diteliti dalam penelitian ini adalah bagaimana pengaruh masing-masing perlakuan terhadap parameter kimia pulp dan bagaimana pengaruh masing-masing kombinasi terhadap parameter fisik kertas seni serta kombinasi seperti apa yang menghasilkan parameter fisik kertas seni yang baik. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah 1 Mengetahui pengaruh konsentrasi NaOH dan CaO serta waktu pemasakan pulp terhadap parameter rendemen, bilangan kappa, dan selektivitas delignifikasi 2 Menentukan kondisi pemasakan terbaik berdasarkan bilangan kappa dan selektivitas delignifikasi 3 Mengetahui pengaruh komposisi pulp serat daun nanas dan bubur kertas HVS terhadap parameter fisik dan mekanik kertas 4 Menentukan komposisi terbaik berdasarkan parameter fisik dan mekanik kertas.

17 3 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi baru mengenai teknologi pembuatan kertas dari bahan bukan kayu dengan perlakuan alkali terhadap pembaca. Bagi industri, hasil penelitian ini memberikan informasi dan dapat dijadikan referensi pengembangan industri kertas seni berbasis bahan bukan kayu. Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup penelitian ini, antara lain 1 Bahan baku yang digunakan untuk membuat kertas ini adalah serat daun nanas (Ananas cocmocus Merr) dan kertas HVS 2 Zat kimia yang digunakan antara lain : NaOH dan CaO konsentrasi 10%, 15%, 20%, dan 25% b/bko PVAc 5% b/bko sebagai perekat 3 Proses pulping dilakukan pada suhu 100 C dengan dua waktu pemasakan yang berbeda yaitu 1 jam dan 2 jam 4 Kertas HVS yang digunakan bergramatur 70 g/m 2 5 Proporsi pulp serat daun nanas dan bubur kertas HVS adalah 100:0, 75:25, dan 50:50. METODE Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam proses pulping antara lain serat daun nanas yang berasal dari Yogyakarta, NaOH teknis, CaO teknis, KMnO 4, H 2 SO 4, KI, amilum, aquades, air, dan Na 2 S 2 O 3 sedangkan bahan-bahan yang digunakan dalam proses pembuatan kertas seni antara lain pulp serat, bubur kertas, PVAc, dan air. Alat Alat-alat yang digunakan dalam proses pulping, antara lain erlenmeyer, gelas ukur, sudip, magnetic stirer, timbangan, pipet tetes, dan buret sedangkan alat yang digunakan dalam pembuatan kertas seni, antara lain blender dan mesin pembentuk lembaran kertas. Alat yang digunakan dalam pengujian sifat fisik kertas antara Paper tensile strength tester dan Elmendorf tearing tester. Pembuatan Pulp Serat Daun Nanas Secara umum terdapat tiga tahapan proses pembuatan pulp serat daun nanas, yaitu persiapan bahan, pemasakan, dan pengujian sifat pulp secara kimiawi.

18 4 Berikut ini tahapan-tahapan proses dalam membuat pulp serat daun nanas dan diagram alir pembuatan kertas seni yang dijelaskan pada Gambar 2. 1 Persiapan Bahan Bahan baku yang digunakan berupa serat daun nanas (Ananas cosmocus Merr) varietas Smooth Cayene yang telah dikeringkan. Serat daun nanas dipotong dengan ukuran 3-4 cm kemudian dikondisikan pada suhu ruang. Sampel serat ditimbang dan dihitung kadar airnya pada suhu 103 ± 2 C dalam oven hingga tercapai berat konstan. Perhitungan kadar air bahan mengikuti persamaan rumus. adar air ( ) obot basah obot kering obot basah Bahan serat daun nanas kemudian dimasukkan ke dalam plastik tertutup untuk mencegah terjadinya perubahan kadar air bahan. Setelah kadar air bahan ditentukan, bobot bahan yang akan dimasak dapat ditentukan dengan basis berat kering tanur (BKT) bahan. 2 Pemasakan Pembuatan pulp serat daun nanas dilakukan secara kimiawi dengan proses soda panas tertutup dalam alat refluk. Potongan serat daun nanas dimasukkan dalam erlenmeyer pemasak kemudian dipanaskan di atas penangas. Pemasakan dilakukan selama 1 jam dan 2 jam dengan menggunakan dua jenis pelarut alkali yaitu CaO atau NaOH pada konsentrasi 10%, 15%, 20%, dan 25% pada suhu 100 C (Gambar 1a). Perbandingan bahan serat daun nanas dengan larutan pemasak adalah 1:4 bko/v. Setelah pemasakan, serat lunak dipisahkan dari larutan pemasak (lindi) kemudian dicuci dengan air sampai netral (ph 6-7). Serat lunak kemudian difibrasi menggunakan alat blender sampai diperoleh bubur serat (pulp) yang diinginkan (Gambar 1b). (a) (b) Gambar 1 (a) Proses pemasakan serat daun nanas, (b) Proses fibrasi serat lunak daun nanas

19 5 Serat nanas Kertas HVS Pemotongan 3-4 cm Pemotongan 2-3 cm Air 1:4 bko/v Pulping 1 jam/2 jam, 100 C NaOH/CaO (10%, 15%, 20%, 25%) b/bko Perendaman 24 jam Air Pulp + pengotor Penggilingan Air Pencucian Penyaringan Air + pengotor Pulp Rendemen, bilangan kappa PVAc 5% b/bko Pencampuran (50:50, 75:25, 100:0) Bubur kertas Pembentukan lembaran Pengeringan Kertas seni Karakterisasi kertas seni Kadar air, ketahanan tarik, katahanan sobek, dan gramatur Gambar 2 Diagram alir pembuatan kertas seni Karakterisasi Pulp Pulp hasil pemasakan dicuci dengan air untuk memisahkan pulp dengan cairan pemasak (black liquor) dan menetralkan pulp dari bahan kimia. Pulp yang telah bersih ditentukan kadar air (SNI ), rendemen, bilangan kappa (SNI ), dan selektifitas delignifikasi. Metode uji yang dilakukan akan diuraikan pada Lampiran 1.

20 6 Pembentukan Lembaran Kertas Pulp serat yang telah diperoleh kemudian dicampur dengan bubur kertas HVS dengan berbagai variasi proporsi (100:0, 75:25, dan 50:50) dan perekat PVAc 5% b/bko bubur campuran serta air. Adonan kertas kemudian dicetak dengan mesin pembentuk lembaran kertas ukuran 29,5 x 25,5 cm. Lembaran kertas basah yang telah terbentuk kemudian dikeringkan di bawah sinar matahari. Karakterisasi Kertas Lembaran kertas yang telah terbentuk dikondisikan terlebih dahulu selama 24 jam pada kondisi ruang sebelum diuji karakterristik fisik dan mekanik. Karakteristik fisik kertas yang diuji, antara lain gramatur (SNI ) dan ketebalan (SNI ) sedangkan karakteristik mekanik yang diuji, antara lain ketahanan tarik (SNI ) dan ketahanan sobek (SNI ). Metode uji yang dilakukan akan diuraikan pada Lampiran 2. Analisis Data Terdapat dua metode rancangan percobaan yang digunakan, yaitu rancangan acak faktorial (RAF) dengan pola fakorial 4x2 dan rancangan acak lengkap dengan satu faktor (RAL). Rancangan acak faktorial digunakan untuk mengetahui pengaruh faktor konsentrasi NaOH atau CaO (10%, 15%, 20%, dan 25%) dan faktor lama pemasakan (1 jam dan 2 jam) serta interaksinya terhadap parameter sifat kimia pulp. Model rancangan yang digunakan adalah sebagai berikut. Dimana : (ij) i j ij ij (ij) = Nilai pengamatan akibat percobaan pada faktor konsentrasi NaOH atau CaO dan waktu pemasakan = Pengaruh rata-rata pengamatan i = Pengaruh konsentrasi NaOH atau CaO taraf ke-i j = Pengaruh lama pemasakan taraf ke-j ij = Pengaruh interaksi konsentrasi NaOH atau CaO taraf ke-i dan waktu pembuatan pulp taraf ke-j n ij = Pengaruh galat dari satuan percobaan ke-i yang memperoleh kombinasi ke-ij Parameter yang diamati meliputi rendemen, bilangan kappa, dan selektivitas delignifikasi. Rancangan acak lengkap (RAL) digunakan untuk mengetahui pengaruh proporsi komposisi pulp serat daun nanas dan bubur kertas HVS (100:0; 75:25; dan 50:50) pada jenis pelarut yang berbeda terhadap parameter fisik dan mekanik kertas dengan ulangan.

21 7 Dimana : (ij) i ij (ij) = Nilai pengamatan akibat percobaan pada faktor proporsi komposisi campuran serat ke-i = Pengaruh rata-rata pengamatan i = Pengaruh proporsi komposisi campuran serat taraf ke-i = Pengaruh galat dari satuan percobaan n ij Parameter yang diamati meliputi gramatur, ketahanan tarik, dan ketahanan sobek. Analisis data yang digunakan adalah analisis deskriptif menggunakan software SPSS 20.0 for windows. HASIL DAN PEMBAHASAN Rendemen dan Bilangan kappa Rendemen dan bilangan kappa menunjukkan tingkat kinerja bahan alkali yang digunakan sebagai bahan pendelignifikasi. Rendemen merupakan nilai yang dapat merepresentasikan kesesuaian serat untuk menghasilkan pulp bahan baku kertas. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi rendemen, antara lain kondisi bahan baku, waktu pemasakan, alkali aktif yang digunakan, perbandingan bahan baku dengan larutan kimia, suhu dan tekanan saat pemasakan, penyaringan, serta komponen yang dikandung oleh bahan tersebut. Hasil pengujian menunjukkan perlakuan CaO menghasilkan rendemen pulp yang lebih tinggi dibandingkan rendemen pulp perlakuan NaOH pada kedua waktu pemasakan (Gambar 3). Rendemen pulp perlakuan NaOH rata - rata berkisar 63,26 74,29% sedangkan rendemen pulp perlakuan CaO rata - rata berkisar 74,52 88,88%. Hasil uji ragam (Lampiran 4 dan 7) menunjukkan bahwa faktor konsentrasi NaOH dan CaO berpengaruh nyata pada parameter rendemen sedangkan faktor lama pemasakan dan interaksi kedua faktor tidak memiliki pengaruh nyata terhadap rendemen pulp pada selang kepercayaan 95%. Berdasarkan hasil uji lanjut duncan (Lampiran 5 dan 8), rendemen pulp dengan konsentrasi NaOH 10% dan CaO 10% berbeda signifikan dengan rendemen pulp pada konsentrasi lainnya. Hal tersebut disebabkan pada konsentrasi 10% jumlah lignin dan bahan ekstraktif lainnya yang terdegradasi sedikit sehingga rendemen yang dihasilkan cukup tinggi. Menurut Onggo dan Astuti (2005), penurunan rendemen serat dikarenakan terdegradasinya sebagian komponen dalam serat, seperti garam-garam organik dan anorganik, lemak, pigmen, dan sebagian lignin. Rendahnya rendemen yang diperoleh juga diakibatkan terjadinya pelarutan komponen polisakarida. Polisakarida akan bereaksi dengan alkali dalam beberapa cara, antara lain larut dalam lindi sebagai polisakarida, terdegradasi menjadi produk dengan bobot molekul rendah yang larut, dan tetap dalam serat baik dalam bentuk asli maupun produk terdegradasi yang tidak larut tetapi memiliki derajat polimerisasi yang rendah (Casey 1980).

22 8 Rendemen (%) Konsentrasi (%) 1 jam NaOH 2 jam NaOH 1 jam CaO 2 jam CaO Gambar 3 Rendemen pulp pada berbagai konsentrasi pelarut NaOH dan CaO Bilangan kappa menunjukkan kadar sisa lignin yang terkandung di dalam pulp dan dapat menunjukkan kualitas pulp yang dihasilkan. Bilangan kappa yang masih cukup tinggi mengindikasikan bahwa tingkat kematangan dan delignifikasi serat yang rendah sehingga kandungan sisa lignin dalam pulp masih cukup tinggi dan pulp yang dihasilkan memiliki kualitas yang kurang baik. Kandungan lignin yang masih cukup besar didalam pulp juga akan mempengaruhi karakteristik fisik pulp dan kertas yang dihasilkan Bilangan Kappa jam NaOH 2 jam NaOH 1 jam CaO 2 jam CaO Konsentrasi (%) Gambar 4 Bilangan kappa pada berbagai konsentrasi pelarut NaOH dan CaO Bilangan kappa yang diperoleh dari perlakuan NaOH rata-rata berkisar 13,24 21,98 sedangkan bilangan kappa dari perlakuan CaO berkisar dari 18,12 20,90. Hasil uji ragam (Lampiran 10 dan 13), faktor konsentrasi NaOH berpengaruh nyata terhadap bilangan kappa sedangkan faktor konsentrasi CaO tidak berpengaruh nyata pada nilai bilangan kappa. Hasil uji lanjut duncan

23 9 (Lampiran 11) menunjukkan konsentrasi NaOH 10% dan 15% berbeda signifikan satu sama lain dan keduanya berbeda signifikan dengan bilangan kappa konsentrasi NaOH 20% dan 25%. Bilangan kappa perlakuan CaO memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan bilangan kappa perlakuan NaOH (Gambar 4). Hal tersebut dikarenakan, CaO sulit larut di air pada suhu kamar sehingga penetrasi larutan CaO ke dalam serat tidak maksimal yang menyebabkan lignin yang larut sedikit. Menurut Chen (2009), NaOH lebih efektif dalam melepaskan lignin dalam jaringan lignoselulosa dibandingkan CaO. Penelitian yang dilakukan oleh Anggraini et.al (2011), dengan proses semikimia soda panas terbuka (NaOH 6%, 1 jam, 100ºC, dan rasio 1:7) menghasilkan rendemen dan bilangan kappa sebesar 77,26% dan 10,94 serta penelitian Zulfikar et.al (2009), pada konsentrasi CaO (5-15%), suhu (80º, 100º, dan 120ºC) dan waktu ( 60, 90, dan 120 menit) menghasilkan rendemen 61,58 89,65% dengan bilangan kappa sebesar 45,51 122,31. Bila dibandingkan dengan penelitian ini, konsentrasi CaO (10-25%) dengan lama pemasakan 1 dan 2 jam menghasilkan rendemen pulp yang lebih tinggi dan bilangan kappa yang lebih rendah. Selektivitas Delignifikasi Selektivitas delignifikasi menunjukkan rasio antara jumlah karbohidrat dengan jumlah sisa lignin dalam pulp. Selama proses delignifikasi berlangsung tidak hanya lignin yang terdegradasi namun sebagian komponen karbohidrat juga terdegradasi terutama hemiselulosa. Menurut Gullichsen dan Paulapuro (2000), kandungan polisakarida dalam pulp akan menurun seiring terjadinya proses delignifikasi. Sebagian besar karbohidrat akan terurai pada fase initial delignification sedangkan degradasi karbohidrat lainnya seperti hemiselulosa akan terjadi pada fase bulk delignification dan degradasi selulosa sebesar 10-15% akan terjadi pada fase residual delignification yang menyebabkan penurunan rendemen. Selektivitas yang tinggi artinya karbohidrat yang hilang selam proses pemasakan sedikit. Perlakuan NaOH memiliki nilai selektivitas delignifikasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan selektivitas delignifikasi perlakuan CaO (Gambar 5). Selektivitas delignifikasi hasil penelitian yang diperoleh pada perlakuan NaOH rata-rata berkisar 34,072 57,230 sedangkan perlakuan CaO nilai selektivitas delignifikasinya rata-rata berkisar 35,801 41,378. Hasil uji ragam (Lampiran 15 dan 18) menunjukkan bahwa hanya faktor konsentrasi NaOH berpengaruh nyata pada parameter selektivitas delignifikasi sedangkan faktor konsentrasi dan lama pemasakan serta interaksinya tidak berpengaruh nyata terhadap nilai selektivitas delignifikasi. Nilai selektivitas delignifikasi memiliki hubungan linier dengan jumlah karbohidrat dalam pulp. Semakin tinggi karbohidrat dalam pulp, semakin tinggi pula selektivitas delignifikasi dan semakin rendah pula kandungan lignin sisa dalam pulp.

24 10 Selektivitas Delignifikasi jam NaOH 2 jam NaOH 1 jam CaO 2 jam CaO Konsentrasi (%) Gambar 5 Selektivitas delignifikasi berbagai konsentrasi pelarut NaOH dan CaO Kondisi Perlakuan Terbaik Perlakuan yang diberikan kepada bahan baku bertujuan untuk memperoleh kualitas pulp yang baik dengan rendemen pulp yang tinggi dan sisa lignin yang rendah. Kondisi perlakuan yang baik menghasilkan pulp dengan bilangan kappa yang rendah dan selektivitas delignifikasi yang tinggi karena kadar selulosa dan lignin dalam pulp menjadi faktor penting dalam pembuatan kertas. Kondisi perlakuan terbaik ditentukan dari hasil bilangan kappa dan selektivitas delignifikasi kedua perlakuan secara statistik. Berdasarkan hasil tersebut, perlakuan yang menghasilkan kualitas pulp yang baik yaitu perlakuan konsentrasi NaOH 20% dengan lama pemasakan 1 jam dan perlakuan CaO 10% dengan lama pemasakan 1 jam. Kandungan sisa lignin pada pulp akan mempengaruhi kualitas kertas yang dihasilkan. Gramatur Karakteristik Fisik dan Mekanik Kertas Seni Gramatur merupakan rasio berat kertas (g) terhadap luas permukaan kertas (m 2 ). Gramatur kertas dipengaruhi oleh jumlah pulp dan luas media pencetak yang digunakan dalam pembentukan lembaran kertas sehingga gramatur kertas yang diperoleh cukup beragam. Nilai gramatur akan berpengaruh pada sifat fisik kertas yang lain. Menurut Casey (1980), gramatur kertas akan mempengaruhi semua sifat kertas. Pada penelitian ini, jumlah pulp yang digunakan sebesar 5 g bobot basah untuk kertas perlakuan NaOH dan perlakuan CaO. Hasil uji gramatur (Lampiran 20 dan 22), kertas perlakuan NaOH memiliki gramatur rata - rata berkisar 57,14 70,78 g/m 2 sedangkan gramatur kertas perlakuan CaO rata - rata berkisar 55,56 64,32 g/m 2. Penurunan komposisi pulp serat daun nanas pada kertas menyebabkan peningkatan gramatur. Semakin kecil

25 11 komposisi pulp serat daun nanas dan semakin besar komposisi bubur kertas HVS dalam kertas, nilai gramatur pun semakin meningkat (Gambar 6). Nilai gramatur tertinggi terdapat pada komposisi 50:50 pada masing-masing perlakuan, yaitu 70,78 g/m 2 dan 64,32 g/m 2. Gramatur (g/m2) ,07 106,97 70,78 64,32 57,14 56,11 59,48 55,56 NaOH CaO 0 Gambar 6 Hubungan antara gramatur dengan komposisi kertas Berdasarkan uji ANOVA (Lampiran 21 dan 23), faktor komposisi pulp serat daun nanas dan bubur kertas HVS tidak berpengaruh nyata terhadap gramatur kertas. Kertas yang berasal dari pulp perlakuan NaOH memiliki gramatur lebih besar daripada kertas yang berasal dari pulp perlakuan CaO. Hal tersebut dikarenakan, pulp NaOH memiliki tekstur serat yang lebih lunak sehingga lembaran pulp yang terbentuk memiliki gramatur yang tinggi. Pada penelitian ini digunakan kontrol yaitu kertas seni hasil penelitian Prasetyo (2014) dengan komposisi 60% pulp serat pisang abaka dan 40% pulp kertas HVS. Ketahanan Tarik Kontrol Komposisi Ketahanan tarik kertas atau karton menunjukkan kemampuan kertas atau karton dalam mempertahankan keadaaanya agar tidak putus bila dikenai renggangan. Menurut Monica et al.(2009), faktor-faktor yang mempengaruhi ketahanan tarik, antara lain kekuatan serat, ikatan antar serat, panjang serat, dan struktur permukaan kertas. Indeks tarik adalah ketahanan tarik per gramatur. Hasil uji indeks tarik (Lampiran 24 dan 27), kertas perlakuan NaOH memiliki indeks tarik rata-rata berkisar 6,65 3,04 Nm/g sedangkan indeks tarik kertas perlakuan CaO rata-rata berkisar 0,79 2,26 Nm/g. Berdasarkan hasil uji ragam (Lampiran 25 dan 28), faktor komposisi memiliki pengaruh yang nyata pada indeks tarik kertas dari pelarut NaOH sedangkan pada kertas CaO, faktor komposisi tidak berpengaruh nyata pada indeks tarik. Hasil uji Duncan (Lampiran 26), kertas dengan komposisi 100 memiliki nilai indeks tarik yang berbeda signifikasn terhadap komposisi 75 dan 50.

26 ,08475,55 Indeks tarik (Nm/g) ,65 3,82 3,04 2,26 1,53 0,79 Kontrol NaOH CaO 0,1 Komposisi Gambar 7 Hubungan antara indeks tarik dengan komposisi kertas Berdasarkan hasil penelitian (Gambar 7), semakin banyak komposisi serat daun nanas, indeks tarik semakin besar. Hal ini dikarenakan, serat daun nanas termasuk ke dalam kelompok serat panjang. Penelitian sebelumnya yang dilakukan Ayunda et al. (2013) berupa kertas campuran 100% pulp daun nanas dan 0% pulp enceng gondok memiliki indeks tarik berkisar 16,85 Nm/g. Kertas seni yang dihasilkan dari penelitian ini memiliki nilai indeks tarik yang lebih rendah dibandingkan dengan kontrol dan penelitian sebelumnya. Ketahanan Sobek Kekuatan sobek adalah daya tahan atau tenaga yang dibutuhkan untuk menyobek suatu kertas. Faktor-faktor yang mempengaruhi ketahanan sobek kertas atau karton, antara lain panjang serat, jumlah serat yang mengalami rupture kertas, dan jumlah ikatan antar serat. Kekuatan sobek kertas menunjukkan sifat kertas pada penggunaan akhir seperti kekakuan kertas dalam menahan beban. Indeks sobek adalah kekuatan sobek per satuan gramatur kertas. Hasil uji indeks sobek (Lampiran 29 dan 32), kertas dari pelarut NaOH memiliki indeks sobek rata-rata berkisar 3,09 x ,73 x 10-3 Nm 2 /g sedangkan indeks sobek kertas dari pelarut CaO rata-rata berkisar 1,08 x ,78 x 10-3 Nm 2 /g. Hasil uji ragam (Lampiran 30 dan 33), faktor komposisi hanya memiliki pengaruh signifikan terhadap indeks sobek kertas dari pelarut NaOH. Hasil uji lanjut Duncan (Lampiran 31), masing-masing komposisi berbeda signifikan pada indeks sobek kertas. Berdasarkan Gambar 8, semakin sedikit komposisi pulp serat daun nanas dalam kertas, semakin kecil nilai indeks sobek kertas. Hal tersebut karena, penambahan komposisi bubur kertas HVS dapat meningkatkan kepadatan kertas yang mengakibatkan fleksibilitas kertas menurun. Penelitian sebelumnya yang dilakukan Ayunda et al. (2013) berupa kertas campuran 100% pulp daun nanas dan 0% pulp enceng gondok memiliki indeks sobek berkisar 0,87 x 10-3 Nm 2 /g. Kertas seni yang dihasilkan pada penelitian ini memiliki indeks sobek yang lebih

27 13 baik dibandingkan dengan penelitian sebelumnya namun memiliki indeks sobek yang lebih rendah dibandingkan kontrol. Indeks sobek (Nm2/g) ,74 26,92 3,09 1,78 2,35 1,40 1,73 1,08 Kontrol Komposisi NaOH CaO Gambar 8 Hubungan antara indeks sobek dengan komposisi kertas Komposisi Kertas Terbaik Kertas dengan kualitas baik memiliki indeks tarik dan indeks sobek yang tinggi. Komposisi kertas terbaik ditentukan dari hasil indeks tarik dan indeks sobek secara statistik kemudian diurutkan dengan rangking dimana kertas yang memiliki indeks tarik dan indeks sobek yang tinggi memperoleh nilai rangking tinggi. Hasil uji fisik dan mekanik kertas dari pelakuan NaOH dan CaO, kertas perlakuan NaOH memiliki indeks tarik dan indeks sobek yang lebih tinggi dibandingkan dengan kertas perlakuan CaO. Berdasarkan hasil uji statistik, kertas yang memiliki indeks tarik dan indeks sobek yang tinggi, yaitu kertas dari perlakuan NaOH dengan komposisi 100% serat daun nanas (6,65 Nm/g dan 3,09 x 10-3 Nm 2 /g) dan kertas dari perlakuan CaO dengan komposisi 50% serat daun nanas (2,26 Nm/g dan 1,08 x 10-3 Nm 2 /g) walaupun indeks sobek yang diperoleh rendah. SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi pelarut sangat berpengaruh pada proses delignifikasi. Semakin tinggi konsentrasi pelarut yang digunakan semakin banyak lignin yang hilang dan semakin tinggi selektivitas delignifikasi pemasakan. Pulp terbaik diperoleh dari perlakuan konsentrasi NaOH 20% dengan lama pemasakan 1 jam dan perlakuan CaO 10% dengan lama pemasakan 1 jam dengan melihat parameter bilangan kappa dan selektifitas

28 14 delignifikasi. Karakteristik serat daun nanas yang panjang mempengaruhi sifat mekanik kertas. Kertas yang memiliki indeks tarik dan indeks sobek yang tinggi diperoleh dari kertas dengan komposisi 100% serat daun nanas pada perlakuan NaOH (6,65 Nm/g dan 3,09 x 10-3 Nm 2 /g) dan kertas dengan komposisi 50% pada perlakuan CaO (2,26 Nm/g dan 1,08 x 10-3 Nm 2 /g). Semakin besar komposisi bubur kertas dalam kertas, sifat mekanik kertas semakin menurun. Selain itu, panjang serat hasil pemasakan juga dapat mempengaruhi sifat mekanik kertas. Semakin panjang serat yang menyusun kertas, semakin baik sifat mekanik kertas. Saran Serat daun nanas memiliki potensi untuk dikembangkan menjadi kertas seni baik dari bahan serat itu sendiri maupun dikombinasikan dengan berbagai jenis kertas lain sehingga diperoleh kualitas kertas seni yang baik dari sisi artistik, teknis, dan finansial. Selain itu, dibutuhkan suatu standar yang berguna sebagai standarisasi mutu kertas seni. Penggunaan CaO sebagai pelarut belum efektif dalam mendegradasi lignin sehingga perlu dilakukan perbaikan pada kondisi perlakuan untuk mengasilkan pulp dengan sisa lignin yang kecil. DAFTAR PUSTAKA Anonim Nanas [Internet]. Kemenristek. [diunduh pada 2014 Jan 8]. Tersedia pada: http//warintek.ristek.go.id/pertanian/nanas. Anggraini D, Roliadi H, Tampubolon RM Pemanfaatan Bahan Alternatif Berserat Lignoselulosa Untuk Pembuatan Pulp dan Kertas Guna Menjaga Kelestarian Sumber daya Alam. Di dalam: Hidayat T, Karina M, Bahar N, Erwinsyah, Purwati S, Wikanaji D, editor. Seminar Teknologi Pulp dan Kertas 2011; 2011 Jul 12; Bandung, Indonesia. Bandung (ID): BPPK. hlm Ayunda V, Humaidi S, Barus DA Pembuatan dan Karakterisasi Kertas Dari Daun Nanas dan Enceng Gondok. Medan (ID): Universitas Sumatra Utara. [BPS] Badan Pusat Statistik Produksi Buah Nanas Tahun Jakarta (ID): BPS. Casey, JP Pulp and Paper Chemistry and Chemical Technology 3rd Edition. Volume 1A. New York (US): Willey Interscience Publisher. Chen M, Zhao J, Xia L Comparison of Four Different Chemical Pretreatments of Corn Stover for Enhancing Enzymatic Digestibility. Biomass and Bioenergy. 33: doi: /j.biombioe [CIFOR] Center of International Forestry Research Forestry Outlook and Review: Annual Report. Bogor [ID]. CIFOR. Gullichsen J, Paulapuro H Chemical Pulping. Atlanta (US): TAPPI Press Huda AN Industri Pulp dan Kertas Potensial [Internet]. Koran Sindo. [diunduh pada 2014 Agu 31]. Tersedia pada: http//koran-sindo.com. Kaar WE, Holtzapple MT Using Lime Pretreatment to Facilitate The Enzymatic Hydrolysis of Corn Stover. Biomass and Bioenergy. 18:

29 Monica Ek, Gellerstedt G, Henriksson G Pulp and Paper Chemistry and Technology Vol 4 Paper Product Physic & Technology. Berlin (DE): Walter de Gruyter GmbH & Co. Nayan NHM, Razak SIAbd, Rahman WAWA, Majid RAbd Effect of Mercerization on The Properties of Paper Produced from Malaysian Pineapple Leaf Fiber. IJET-IJENS. 13:1-6. Onggo H, Astuti JT The Effect of NaOH and H 2 O 2 on The Yield and Color of Pulp From Pineapple Leaf Fiber. Journal of Tropical Wood Science and Technology. 3(1): Prasetyo Yoga Pemanfaatan serat pisang abaka (Musa textilis Nee) dan kertas HVS sebagai kertas seni [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. [SNI] Standar Nasional Indonesia SNI tentang Cara Uji Gramatur Kertas dan Karton. Jakarta (ID): BSN. [SNI] Standar Nasional Indonesia SNI tentang Cara Uji Ketahanan Tarik Kertas dan Karton - Bagian 2: Metode Elongasi Tetap. Jakarta (ID): BSN. [SNI] Standar Nasional Indonesia SNI tentang Cara Uji Ketahanan Sobek Kertas dan Karton - Metode Elmendorf. Jakarta (ID): BSN. [SNI] Standar Nasional Indonesia SNI tentang Cara Uji Ketebalan Kertas dan Karton. Jakarta (ID): BSN. [SNI] Standar Nasional Indonesia SNI tentang Cara Uji Kadar Air Kertas dan Karton - Metode Kering Oven. Jakarta (ID): BSN. [SNI] Standar Nasional Indonesia SNI tentang Cara Uji Bilangan Kappa. Jakarta (ID): BSN. Yusof Y, Ahmad MR, Wahab MdS, Mustapa MS, Tahar MS Producing Paper Using Pineapple Leaf Fibre. Advanced Materials Research : doi: / Zawawi D, Zainuri M, Hatta M, Sari A, Kassim M, Awang H, Aripin AM Agro Waste as Alternative Fiber. Bioresources. 9(1): Zulfikar M, Kumalaningsih S, Wijana S Teknologi Produksi Pulp dari Serat Daun Nanas. Malang (ID): Universitas Brawijaya. 15

30 16 LAMPIRAN Lampiran 1 Karakterisasi pulp Rendemen pemasakan dan bilangan kappa Pulp hasil pemasakan dicuci dengan air untuk memisahkan pulp dengan cairan pemasak (black liquor) dan menetralkan pulp dari bahan kimia. Pulp yang telah bersih ditentukan kadar airnya dengan metode kadar air (SNI ). Setelah itu, rendemen pulp dapat ditentukan dengan rumus berikut. endemen a b Keterangan : % Rendemen = rendemen pemasakan (%) Wa = berat kering oven pulp hasil pemasakan (g) Wb = berat kering oven pulp sebelum dimasak (g) Setelah rendemen pulp ditentukan, kemudian dilakukan pengujian bilangan kappa pulp untuk mengetahui kadar sisa lignin dalam pulp (SNI 0494:2008). Bilangan kappa dapat ditentukan dengan rumus berikut. p f p (b a) Keterangan : K = nilai bilangan kappa f = faktor koreksi pada pemakaian 50% KMnO 4, tergantung pada harga p sesuai Tabel 2 w = berat contoh kering oven (g) p = larutan KMnO 4 yang terpakai oleh contoh pulp (ml) b = larutan Na 2 S 2 O 3 yang terpakai oleh blanko (ml) a = larutan Na 2 S 2 O 3 yang terpakai oleh contoh (ml) N = normalitas larutan Na 2 S 2 O 3 Tabel 2 Faktor p koreksi perbedaan pemakaian persentase permanganat p ,958 0,960 0,962 0,964 0,966 0,968 0,970 0,973 0,975 0, ,979 0, ,985 0,987 0,989 0,991 0,994 0,996 0, ,000 1,002 1,004 1,006 1,009 1,011 1,013 1,015 1,017 1, ,022 1,024 1,026 1,028 1,030 1,033 1,035 1,037 1,039 1, ,044

31 17 Selektifitas delignifikasi Perhitungan lignin klason, jumlah lignin dalam pulp, dan jumlah karbohidrat dalam pulp digunakan untuk menghitung selektifitas delignifikasi. Selektifitas delignifikasi ditentukan dengan tahapan-tahapan berikut. Berat kering oven bahan = A (g) Rendemen pemasakan = % rendemen x A = B (g) Lignin klason = bilangan kappa x 0,13 = C (%) Jumlah lignin dalam pulp = % C x B = D (g) Jumlah karbohidrat dalam pulp = B D = E (g) Selektifitas delignifikasi = g g Lampiran 2 Karakterisasi kertas Sifat Fisik Gramatur (SNI ) Gramatur adalah massa lembaran kertas atau karton (g) yang dibagi dengan satuan luasnya (m 2 ) dan diukur pada kondisi standar. Contoh uji dipotong dengan ukuran 10 x 10 cm sebelum dilakukan penimbangan. Pengambilan dan penimbangan contoh dilakukan dalam kondisi standar. Gramatur dihitung dengan persanaan berikut, Keterangan : m = massa contoh uji (g) A = luas contoh uji (m 2 ) Ketebalan (SNI ) ramatur m Ketebalan kertas adalah jarak tegak lurus antara kedua permukaan kertas atau karton dan dikur pada keadaan standar. Contoh uji dipotong dengan dimensi 10 x 10 cm, kemudian dilakukan pengukuran pada lima titik berbeda dengan mikrometer skrup. Hasil pengukuran kelima titik dicatat dan diambil nilai rataratanya Sifat Mekanik Ketahanan Tarik (SNI ) Ketahanan tarik menyatakan daya tahan lembaran kertas atau karton terhadap gaya tarik yang bekerja pada ujung kedua kertas atau karton dan diukur pada keadaan standar. Contoh uji dipotong dengan dimensi 20 x 1,5 cm kemudian dijepitkan ke kedua penjepit (klem). Tuas ditarik ke bawah sehingga alat Paper

32 18 tensile strength tester menarik klem penjepit bawah ke arah bawah dan contoh uji akan tegang lalu putus. Angka skala dalam kgf atau kn/m (1 kgf per 15 mm = 0,6538 kn/m atau kpa) yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk dicatat. ndeks tarik ( Keterangan : Y = ketahanan tarik (kn/m) T = nilai beban tarik (kgf) m g ) k m ramatur Ketahanan Sobek (SNI ) Gambar 9 Paper tensile strength tester Ketahanan sobek menggambarkan gaya (gf atau mn) yang diperlukan untuk menyobek kertas atau karton pada kondisi standar. Contoh uji dipotong dengan dimensi 76 x 63 mm dan disimpan pada kondisi standar. Contoh uji diletakkan pada penjepit sampel dan dilakukan penyobekan awal dengan menggunakan sampel yang telah tersedia pada alat uji yang telah dikalibrasi sebelumnya. Kemudian, tekan alat penahan sehingga pendulum mengayun dan menyobek kertas. Angka skala dalm gf atau mn (1 gf = 9,087 mn) yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk dicatat. Ketahanan sobek dihitung dengan rumus berikut, F p n ndeks sobek m g m ramatur Keterangan : X = ketahanan sobek (mn) F = pembacaan skala rata-rata (mn) n = jumlah lembar contoh uji p = faktor pendulum (biasanya 2, 4,8,16,32,64)

33 19 Gambar 10 Paper tearing tester Lampiran 3 Hasil pengujian rendemen pulp dengan perlakuan NaOH Konsentrasi Waktu Ulangan Rendemen Rata-rata 10% ,44 70, , ,40 74, ,18 15% ,56 66, , ,38 66, ,03 20% ,39 65, , ,53 66, ,76 25% ,50 63, , ,08 63, ,43 Lampiran 4 Uji ANOVA rendemen pulp dengan perlakuan NaOH Source Type III Sum of Squares Df Mean Square F Sig. Corrected Model 206,220 a 7 29,460 5,819,012 Intercept , , ,895,000 Konsentrasi 192, ,327 12,706,002 Waktu 6, ,669 1,317,284 Konsentrasi * Waktu 6, ,190,433,736 Error 40, ,063 Total , Corrected Total 246,723 15

34 20 Lampiran 5 Uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi NaOH terhadap rendemen pulp Konsentrasi N Subset , , , , , , , ,6200 Sig.,090 1,000 Lampiran 6 Hasil pengujian rendemen pulp dengan perlakuan CaO Konsentrasi Waktu Ulangan Rendemen Rata-rata 10% ,96 86, , ,43 88, ,33 15% ,35 77, , ,35 78, ,96 20% ,30 78, , ,81 74, ,22 25% ,44 75, , ,54 75, ,34 Lampiran 7 Uji ANOVA rendemen pulp dengan perlakuan CaO Source Type III Sum of Squares Df Mean Square F Sig. Corrected Model 394,047 a 7 56,292 20,738,000 Intercept , , ,824,000 Konsentrasi 370, ,651 45,552,000 Waktu,168 1,168,062,810 Konsentrasi * Waktu 22, ,642 2,815,107 Error 21, ,714 Total , Corrected Total 415,763 15

35 21 Lampiran 8 Uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi CaO terhadap rendemen pulp Konsentrasi N Subset , , , , , , , ,5650 Sig.,090 1,000 Lampiran 9 Hasil pengujian bilangan kappa dengan perlakuan NaOH Konsentrasi Waktu Ulangan Bilangan kappa Rata-rata 10% ,942 21, , ,768 20, ,014 15% ,902 17, , ,500 21, ,714 20% ,103 15, , ,017 14, ,849 25% ,902 13, , ,832 13, ,412 Lampiran 10 Uji ANOVA bilangan kappa dengan perlakuan NaOH Source Type III Sum of Squares df Mean Square F Sig. Corrected Model 156,509 a 7 22,358 12,116,001 Intercept 4 663, , ,323,000 Konsentrasi 151, ,659 27,453,000 Waktu,698 1,698,378,556 Konsentrasi * Waktu 3, ,278,692,582 Error 14, ,845 Total 4 834, Corrected Total 171,272 15

36 22 Lampiran 11 Uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi NaOH terhadap bilangan kappa Konsentrasi N Subset , , , , , , , ,4365 Sig.,128 1,000 1,000 Lampiran 12 Hasil pengujian bilangan kappa dengan perlakuan CaO Konsentrasi Waktu Ulangan Bilangan kappa Rata-rata 10% ,851 20, , ,680 20, ,818 15% ,998 20, , ,460 20, ,610 20% ,042 17, , ,112 21, ,209 25% ,493 18, , ,659 18, ,588 Lampiran 13 Uji ANOVA bilangan kappa dengan perlakuan CaO Source Type III Sum of Squares Df Mean Square F Sig. Corrected Model 14,877 a 7 2,125,255,956 Intercept 6 312, , ,857,000 Konsentrasi 9, ,086,370,777 Waktu 1, ,008,121,737 Konsentrasi * Waktu 4, ,537,184,904 Error 66, ,340 Total 6 393, Corrected Total 81,597 15

37 23 Lampiran 14 Hasil pengujian selektivitas delignifikasi dengan perlakuan NaOH Konsentrasi Waktu Ulangan Selektifitas delignifikasi Rata-rata 10% ,732 34, , ,038 35, ,606 15% ,651 42, , ,201 40, ,059 20% ,446 52, , ,223 47, ,002 25% ,334 57, , ,945 55, ,374 Lampiran 15 Uji ANOVA selektivitas delignifikasi dengan perlakuan NaOH Source Type III Sum of Squares df Mean Square F Sig. Corrected Model 1 128,152 a 7 161,165 11,873,001 Intercept , , ,290,000 Konsentrasi 1 089, ,090 26,750,000 Waktu 13, ,453,991,349 Konsentrasi * Waktu 25, ,477,624,619 Error 108, ,574 Total , Corrected Total 1 236, Lampiran 16 Uji lanjut Duncan pengaruh konsentrasi NaOH terhadap selektivitas delignifikasi Konsentrasi N Subset , , , , , , , ,4449 Sig. 1,000 1,000 1,000 1,000

38 24 Lampiran 17 Hasil pengujian selektivitas delignifikasi dengan perlakuan CaO Konsentrasi Waktu Ulangan Selektifitas delignifikasi Rata-rata 10% ,892 35, , ,481 37, ,878 15% ,772 37, , ,596 36, ,323 20% ,951 41, , ,581 36, ,045 25% ,462 41, , ,443 39, ,802 Lampiran 18 Uji ANOVA selektivitas delignifikasi dengan perlakuan CaO Source Type III Sum of Squares Df Mean Square F Sig. Corrected Model 68,284 a 7 9,755,288,941 Intercept , , ,856,000 Konsentrasi 39, ,234,391,763 Waktu 9, ,511,281,610 Konsentrasi * Waktu 19, ,357,188,902 Error 270, ,831 Total , Corrected Total 338,933 15

39 25 Lampiran 19 Hasil perhitungan lignin klason, lignin dalam pulp, karbohidrat dalam pulp, dan selektivitas delignifikasi Konsentrasi (%) Lama pemasakan (jam) Ulangan Bobot bahan (g) Rendemen (%) Rendemen pemasakan (g) Bilangan kappa Lignin klason (%) Lignin dlm pulp (g) Karbohidrat dlm pulp (g) Selektifitas delignifikasi NaOH ,44 10,72 20,851 2,722 0,292 10,42 35, ,46 10,57 20,954 2,993 0,316 10,25 32, ,40 11,31 21,680 2,700 0,305 11,01 36, ,18 10,98 18,818 2,732 0,300 10,68 35, ,56 16,39 24,998 2,587 0,424 15,97 37, ,94 16,73 16,635 2,087 0,349 16,38 46, ,38 16,60 20,460 2,551 0,423 16,17 38, ,03 16,76 20,610 2,322 0,389 16,37 42, ,39 8,37 16,042 1,871 0,157 8,21 52, ,16 8,47 19,867 1,835 0,155 8,32 53, ,53 9,83 23,112 1,952 0,192 9,64 50, ,76 10,01 19,209 2,174 0,218 9,80 45, ,50 9,08 19,493 1,807 0,164 8,91 54, ,01 9,90 16,983 1,636 0,162 9,74 60, ,08 9,13 19,659 1,668 0,152 8,98 58, ,43 9,96 16,588 1,874 0,187 9,78 52,374 CaO ,96 13,04 20,851 2,711 0,354 12,69 35, ,54 12,83 20,954 2,724 0,350 12,48 35, ,43 13,41 21,680 2,818 0,378 13,04 34, ,33 13,25 18,818 2,446 0,324 12,93 39, ,35 19,09 24,998 3,216 0,614 18,47 29, ,69 19,67 16,635 2,153 0,424 19,25 45, ,35 19,59 20,460 2,639 0,517 19,07 36, ,96 19,49 20,610 2,649 0,516 18,97 36,323 25