PADA PROSES KlMIA PANAS ME KANIS (CTMP) TERHADAP SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN

Transkripsi

1 PENGARUH UMUR KAYU GMELINA (Gmelilla arborea Roxb.) DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na Z S03) PADA PROSES KlMIA PANAS ME KANIS (CTMP) TERHADAP SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN Olel! ANDREAS PARULIAN S. F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERT ANIAN BOGOR BOGOR

2 Andreas Parulian S. (F ). Pengaruh Umur Kayu Gmelina (Gille/ilia arborea Roxb.) dan Konsentrasi Natrium sulfit (Na2S03) Pada Proses Kimia Panas Mekanis (CTi\IP) Terhadap Sifat Pulp Untuk Pembuatan Kertas Koran. Dibawah bimbingan Khaswar Syamsu dan Rena M. Siagian. RINGKASAN Perkembangan indllstri pulp dan kertas di Indonesia terus mengalami peningkatan sesuai dengan peningkatan keblltllhan kertas untllk berbagai keperluan seperti kertas koran. Dalam perkembangannya indllstri pulp dan kertas merupakan industri yang sangat besar dalam penggunaan kayu sebagai sumber bahan baku. Gl1lelilla arborea Roxb. merupakan lanaman yang pertumbuhanllya l11udah dan cepat, riap tul11buh yang tinggi dan daur yang relatif pendek sehingga sangat potensial digunakan untuk memenuhi kebutuhan industri pulp dan kertas. Sebagian besar industri pulp dan kertas masih menggunakan proses konvensional, terutama proses sulfatlkraft yang memiliki beberapa keunggulan diantaranya mal11pu mengolah hal11pir semua jenis kayu, waktu pemasakan singkat, kekuatan pulp yang tinggi serta l1111dah mendaur ulang larutan pemasakannya. Proses ini juga mel11iliki beberapa kelemahan yaitu rendemen yang rendah serta pencemaran yang ditimbulkannya pada air maupun udara yang berasal dari larutan pemasak maupun dari proses pemutihan pulpnya. Pulp hasil pengolahan proses kil11ia panas l11ekanis (CTMP) mempunyai kekuatan yang relatif rendah dibandingkan pulp kimia dan wama yang cepat berubah l11enjadi kuning. Rendemen pulp yang clihasilkan relatif tinggi dibandingkan pulp kimia. Selain rendemen yang tinggi, pencemaran Iingkungan oleh proses kimia panas l11ekanis lebih rendah dibandingkan proses kimia. Proses pengolahan pulp secara mekanis umumnya cligunakan untuk pembuatan kertas koran, katalogus, majalah, kelias toilet dan kertas dinding. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari llmur kayu gmelina dan konsentrasi natrium sulfit (Na2S03) terhadap sifat dan kualitas pulp llnluk pembuatan kertas koran clengan proses kimia panas mekanis (CIMP). Parameter yang digunakan adalah renclemen pulp behllti putih (pulp hasil pemasakan), bilangan kappa, rendemen pulp putih, keteguhan retak, keteguhan sobek, opasitas cetak dan derajat putih. Penelitian ini mengamati empat tarafllmur kayu Gmelina arborea Roxb. yaitu umllr 6, 8, 10 dan 12 lahun, iiga taraf konsentrasi natrium sulfit yaitu 0, 4 clan 8 persen w/w, berdasarkan berat kering oven serpih kayu yang dimasak. Proses pemasakan serpih kayu menggunakan aspiund refiner clengan volume pemasakan 500 gram kering oven serpih pada suhu 120 C dengan lama pellgukusan (steaming) 15 menit dan penguraian serpih kayu (refining) selama 5 menit. Proses pemutihan pulp dilakukall dengan clua tahap pemucatan PI dan P2 dengan menggunakan bahan pellllltih peroksida (HzOz). Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan dua faktor dan clua kali lliangan. Faktor pertama aclalah Ulllur kayu yang terdiri empat taraf dan faktor kedua adalah konsentrasi natrium sulfit (Na2S03) yang terdiri clari tiga taraf.

3 Hasil anaiisa sldik ragam menunjukkan bahwa faktor umur kayu berpengaruh nyata terhadap bilangan kappa pulp belum putih, derajat putih lembaran pulp dan berbeda sangat nyata terhadap keteguhan sobek lembaran pulp. Faktor kollsentrasi natrium sulfit (Na2S03) berbeda nyata terhadap opasitas eetak. Interaksi keclua faktor perlakuan seeara statistik tidak berpengaruh nyata terhadap semua parameter yang cliukur. Rendemen pulp belum putih, ketegl1han retak lembaran pulp dan rendemen pulp putih tidak berbeda nyata akibat kedua faktor perlakl1an. Nilai rata-rata bilangan kappa dan keteguhan sobek lembaran pulp meningkat dengan beliambahnya umur kayu sedangkan nilai rata-rata derajat putih menurun dengan bertambahnya umur kayu. Nilai rata-rata opasitas eetak berfluktuasi terhadap konsentrasi natrium sulfit. Nilai rata-rata rendemen pulp belum putih sebesar 81,124 persen, dengan nilai rendemen tertinggi sebesar 86,525 persen J ang diperoleh pada kayu umur 12 tahun dan konsentrasi natrium Sllifit 4 persen. Nilai rata-rata bilangan kappa sebesar 56,589 persen dengan nilai bilangan kappa terendah diperoleh pada kayu umur 12 tahun dan konsentrasi natrium sulfit 8 persen. Nilai rata-rata rendemen pulp putih sebesar 66,72 persen dengan nilai rendemen tertinggi sebesar 78,86 persen yang diperoleh pada kayu umur 8 tahun dan konsentrasi natrium sulfit sebesar 4 persen Nilai rata-rata keteguhan sobek sebesar 15,934 mn dengan nilai tertinggi diperoleh pada kayu umur 12 tahun dan konsentrasi natrium sulfit persen yaitu sebesar 32,336 mn. Nilai ratarata keteguhan retak sebesar 7,899 KPa dengan nilai tertinggi sebesar 12,631 KPa yang diperoleh pada kayl1 umur 10 tahun dan konsentrasi natrium sui fit persen. Nilai rata-rata derajat putih sebesar 55,910 persen dengan nilai tertinggi sebesar 64,775 persen diperoleh pada kayu umur 6 tahun dan konsentrasi natrium sulfit persen. Nilai rata-rata opasitas eetak sebesar 80,891 persen dengan nilai tertinggi diperoleh pada kayu umur 1 tahun dan konsentrasi natrium sulfit 4 persen yaitu sebesar 88,08 persen Nilai keteguhan lipat, keteguhan tarik dan nilai panjang putus lembaran pulp tidak dapat dihitung. Pengolahan kayu Gmelil1a arborea Roxb dengan penggunaan natrium sulfit (Na2S03) dengan proses kimia panas l11ekanis (CTMP) pada penelitian ini menghasilkan pulp dengan dengan nilai rendemen, bilangan kappa, opasitas eetak dan derajat puith yang memenuhi stanclar (Standar Industri Indonesia) clan sesuai clengan pustaka. Nilai sifat mekanis yaitu keteguhan sobek dan retak yang clihasilkan tennasuk rendah bila dibandingkan dengan standar (SII ).

4 PENGARUH UMUR KAYU GMELINA (Gmelina arborea Roxb) DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na2S03) PADA PROSES KIMIA PANAS MEKANIS (CTMP) TERHADAP SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN Oleh ANDREAS P ARULlAN S. F SKRlPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan Teknologi Industri Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor 1998 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

5 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKUL TAS TEKNOLOGI PERTANIAN PENGARUH UMUR KAYU GMELINA (Glllelill{/ lll'bol'ea Roxb.) DAN KONSENTRASI NATRIUM SULFIT (Na Z S03) PADA PROSES KIMIA PANAS MEKANIS (CTMP) TERHADAP SIFAT PULP UNTUK PEMBUATAN KERTAS KORAN SlooPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan Teknologi Industri Fakultas Tcknologi Pcrtanian Institut Pertanian Bogor Oleh ANDREAS PARULIAN S. F Tnnggal illlus: Agustus 1998 Disetujui, Bogar, AgllstllS '. Rena Iv!. Siagian, MS. Doscn Pembimbing II ~ Dr. Ir. Khaswar SvamslI. MSc. Dosen Pembimbing [

6 KATA PENGANTAR Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah menunjukkan kasih dan setianya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besamya kepada : 1. Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc dan Ir. Rena M. Siagian, MS, selaku dosen pembimbing yang telah membimbing penulis selama penelitian dan penyusunan skripsi ini. 2. Drs. Purwoko, selaku dosen penguji dari Jurusan Teknologi Industri Pertanian. 3. Ibunda tercinta S. Panggaribuan atas doa dan cinta kasihnya yang tulus. 4. Kakanda Martha, Clara, Monang, Robert, Tulang Ciluar dan seluruh keluarga di Riau. 5. Aryoko, Ariel, Russand, Yusuf dan rekan-rekan yang telah membantu penulis serta saudara-saudara di Perwira 43 atas kebersamaannya. Kiranya Tuhan memberkati. Akhimya penulis harapkan semoga tulisan lui bermanfaat bagi yang memerlukan. Bogor, Agustus 1998 Penulis iii

7 DAFTARISI Halaman KA TA PENGANTAR... iii DAFTAR ISl.... iv DAFTAR TABEL... v DAFTAR GALVlBAR... vi DAFT AR LAMPIRAN..., vii I. PENDAHULUAN... I. A. LATAR BELAKANG... I B. TUJUAN PENELITIAN... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA... 4 A. PENGERTIAN PULP DAN KERTAS KORAN....4 B. PROSES KIMIAPANAS MEKANIS (CTMP)... 5 c. KA YU GMELINA... 7 D. SIFATPULPKAYUGMELINA E. PERANAN DIMENSI SERAT DAN KOMPOSISI KIMIA KA YU TERHADAP SIFAT PULP... 1 I III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN A. BAHAN DAN ALAI I. Bahan Ala! B. MEIODE PENELITIAN... IS I. Pembuatan Serpih Kayu... IS 2. Pembuatan Pulp Kimia Panas Mekanis Pemutihan Pulp Pembuatan Lembaran Pulp Pengujian Sifat Fisik Lembaran Pulp Model Rancangan Percobaan lv. HASIL DAN PEMBAHASAN A. RENDEMEN PULP BELUM PUTIH B. BILANGAN KAPPA... " 23 A. RENDEMEN PULP PUIIH C. SIFAIFISIKDANMEKANIKKERTASLEMBARANPULP I. Keteguhan Sobek Keteguhan Retak Opasitas Cetak Derajat Putih Keteguhan Lipat, Ketegllhan Iarik dan Panjang PlItllS V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN B. SARAN DAFTARPUSTAKA LAMPIRAN iv

8 DAFTAR TABEL Halaman I Tabel 1. Produksi dan Komsnmsi Kertas Koran Indonesia... Tabel2. Struktur Anotami dan Karakteristik Kayu Gmelina... Tabel 3. Dimensi Serat Kayu Gmelina.... Tabel4. Sifat Kimia Kayu Gmelina... Tabel 5. Nilai Rendemen Pulp Belum Putih Pada Perlakuan Umur Kayu Tabel6. Tabel7. dan Penambahan Natrium sulfit Nilai Bilangan Kappa Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu dan Penan1bahan Natriu111 sulfit Nilai Rendemen Pulp Putih Pada Perlakuan Umur Kayu dan Penambahan Natrium sulfit Tabel 8. Nilai Keteguhan Sobek Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur KaYll dan Penambahan Natrium sulfit Tabel9. Nilai Ketegllhan Retak Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu dan Penambahan Natrium sui fit Tabel 10. Nilai Opasitas Cetak Lembaran Pulp Pada Perlakuan Umur Kayu dan Penambahan Natrium sui fit Tabel 11. Nilai Derajat Putih Kertas Koran Pada Perlakuan Umur Kayu dan Penambahan Natrium sulfit v

9 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Graftk Hubungan Rendel11en Pulp Belum putih Terhadap Perlakuan Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulftt Gambar 2. Graftk Hubungan Bilangan Kappa Pulp Terhadap Perlakuan Umur Kayu dan Penal11bahan Natrium Sulfit Gambar 3. Graftk Hubungan Rendemen Pulp Putih Terhadap Perlakuan Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit Gambar 4. Grafik Hubungan Keteguhan Sobek Lembaran Pulp Terhadap Perlakuan UmUf Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit Gambar 5. Grafik Hubungan Keteguhan Retak Lembaran Pulp Terhadap Perlakuan Umur I(ayu dan Penatnbahan Natrium Sulfit Gambar 6. Grafik Hubungan Opasitas Cetak Lel11baran pulp Terhadap Perlakuan UlTIUr Kayu dan Penambahan Natriu111 Sulfit Gambar 7. Grafik Hubungan Derajat Putih Lembaran Pulp Terhadap Perlakuan Umur Kayu dan Penambahan Natrium Sulfit Gambar 8. Pola Pengambilan Contoh Uji vi

10 DAFT AR LAMP IRAN Halaman Lampiran 1. Prosedur Analisa Lampiran 2. Tabel Kondisi Pemucatan Pulp Lampiran 3. Diagram Alir Proses Kimia Panas Mekanis (CTMP) Lampiran 4. Nilai Hasil Pengukuran Bobot Jenis dan Komponen Kimia Serat Kayu Gmelina arborea Roxb dan Syarat Kertas Koran Berdasarkan Standar Industri Indonesia (SII) Lampiran 5. Nilai Hasil Pengukuran Rendemen Pulp, Bilangan Kappa dan Pengujian Sifat Fisik dan Mekanis Lembaran Pulp... M Lampiran 6. Hasil Analisa Sidik Ragam dan Uji Jarak Berganda Duncan Terhadap Rendemen Pulp, Bilangan Kappa, Sifat Fisik dan Mekanis Lembaran Pulp... ii5 vii

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68