BAHAN SERAT. Arie Febrianto M Sakunda Anggarini. Departement of Agroindustry Brawijaya University 2014

Transkripsi

1 BAHAN SERAT Arie Febrianto M Sakunda Anggarini Departement of Agroindustry Brawijaya University 2014

2 Serat (fiber) suatu jenis bahan berupa potongan-potongan komponen yang membentuk jaringan memanjang yang utuh.

3 Sifat serat ditentukan oleh struktur makromolekul dan teknik produksinya. Sifat-sifat serat antara lain : Kehalusan dan panjang serat, Kekuatan, Keseragaman serat, Gesekan serat, Daya serap, dan Elastisitas atau kelenturan. Company Logo

4 KLASIFIKASI SERAT (berdasarkan asalnya) SERAT ALAMI Serat Tumbuhan Serat Hewan Serat Mineral SERAT BUATAN Serat Sintetis Serat Semi Sintetis Serat yg Diolah Kembali Company Logo

5 Company Logo

6 Serat Alami Serat alami meliputi serat yang diproduksi oleh tumbuh-tumbuhan, hewan, dan proses geologis. Serat jenis ini bersifat dapat mengalami pelapukan. Company Logo

7 Penggolongan Serat Alami a. Serat tumbuhan Biasanya tersusun atas selulosa, hemiselulosa, dan terkadang mengandung lignin. Serat tumbuhan digunakan sebagai bahan pembuat kertas dan tekstil. Serat tumbuhan juga penting bagi nutrisi manusia. Company Logo

8 b. Serat hewan, umumnya tersusun atas protein tertentu. Contoh dari serat hewan yang dimanfaatkan oleh manusia adalah serat ulat, serat laba-laba, bulu domba. c. Serat mineral, umumnya dibuat dari asbetos. Saat ini asbestos adalah satu-satunya mineral yang secara alami terdapat dalam bentuk serat panjang. Company Logo

9 Macam-macam serat tumbuhan Kapas Serat kapas adalah serat selulosa alam yang mempunyai kutikula, lumen dan dinding sel yang kuat sehingga mempunyai kekuatan yang tinggi Company Logo

10 Rayon Viskosa Serat rayon viskosa adalah serat regenerasi selulosa yang dibuat dari pulp kayu cemara dan sejenisnya yang melalui serangkaian proses dan pemintalan basah dapat terbentuk serat. Bahan dasarnya selulosa sehingga serat tersebut termasuk serat yang hidrofil. Mempunyai kekuatan yang lebih rendah dan kandungan air yang lebih tinggi, kurang lebih 12% (kandungan air kapas 8%). Company Logo

11 SERAT RAMI Tanaman rami (Boehmeria Nivea) merupakan tanaman tahunan yang mudah tumbuh dan berkembang biak di daerah tropis. Rami merupakan tanaman yang serba guna. Kandungan selulosa rami relatif tinggi (sekitar 50%), sedangkan kadar ligninnya rendah (sekitar 10%). Ditinjau dari sifat kimia tersebut rami mempunyai prospek yang baik untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku pulp kertas maupun pulp larut (dissolving pulp) yang lebih dikenal sebagai pulp rayon Company Logo

12 Pulp ini dapat digunakan sebagai substitusi serat panjang untuk membuat kertas tulis, kertas fotokopi, dan lain - lain. Dengan sifat seratnya yang panjang dan langsing, serat rami juga dapat dikembangkan untuk kertas khusus seperti kertas saring teh celup, kertas dasar stensil, kertas rokok, dan kertas yang memerlukan ketahanan security papers) daya simpan yang lama seperti kertas uang, kertas surat berharga, kertas dokumen, dan kertas peta Morfologi serat rami : panjang serat rata-rata 11,23 mm, diameter serat bagian luar 16,46 mikrometer, tebal dinding 8,44 mikrometer. Company Logo

13 Coir Coir merupakan serat alami yang berbahan serabut kelapa. Coir memiliki panjang cm. Serat coir memiliki dua warna warna kuning kecokelatan dan merah kecokelatan. Sebagai serat alami coir dapat diandalkan, karena ketahanannya terhadap kelapukan. Ketahanan tersebut merupakan akibat dari kandungan asam silicic dan lignin Company Logo

14 Cotton Cotton merupakan serat alami yang berasal dari tumbuhan. Komposisi cotton didominasi oleh selulosa (substansi karbohidrat tumbuhan) 88 96%. Tumbuhan cotton merupakan tanaman dengan genus Gossypium, yang merupakan famili Malvaceae Panjang seratnya bervariasi tergantung pada jenis dan kualitas cotton, panjangnya berkisar mm. diameter serat ¼ mm. Company Logo

15 SERAT DAUN NANAS Serat daun nanas telah dikenal sebagai bahan talitemali, tekstil dan kertas di beberapa tempat di dunia Sebenarnya dalam beberapa hal, sifat serat daun nanas lebih banyak daripada serat kayu. Sel serat daun nanas mempunyai perbandingan panjang terhadap lebar sangat besar, sehingga sifat kertas yang terbentuk juga sangat baik, misalnya : tipis, permukaan halus dan mudah dilipat Bahkan, kertasnya dapat diremas sampai kusut dan kemudian dihaluskan kembali tanpa meningglkan bekas. Company Logo

16 SERAT PELEPAH BATANG PISANG Pulp dan kertas dapat dipoduksi dari serat dalam psedostem pokok pisang, yang pada umumnya dianggap sebagai bahan buangan dalam industri pisang. Kertas yang dipoduksi dari serat pisang mempunyai kelebihan yang banyak dibandingkan dengan kertas dari pulp kayu, terutama dalam kekuatannya. Penelitian telah menunjukkan bahwa, kertas pisang adalah 300 kali lebih kuat dibandingkan dengan kertas pulp kayu biasa. Kekuatan ini timbul dari serat pokok pisang yang panjang Company Logo

17 Kelebihan lain kertas pisang adalah lebih tahan terhadap basah dan lebih berkualitas dan juga mempunyai ketahanan lebih terhadap api Melihat kertas pisang tidak mudah terbakar, sehingga baik sekali digunakan sebagai kertas pembungkus produk. Sifat mekanik serat pisang adalah mempunyai densitas 1,35 gr / cm³, kandungan selulosa diantara % dan kandungan lignin hanya 5 %. Diameter serat pisang adalah 120 ± 5,8 μm. Company Logo

18 Company Logo

19 Macam-macam serat dari hewan Silk Silk merupakan serat yang berasal dari serangga, yaitu ulat cocoon. Filament tunggal dari cocoon dapat mencapai panjang 1600 m. Serat silk terdiri atas tiga jenis, yaitu luster, drape dan strength. Ketiganya dibedakan atas tahapan dalam proses pembuatannya Company Logo

20 Wool Serat wool diperoleh dari bulu domba. Serat wool berbeda dengan serat lain, karena struktur kimianya. Struktur kimia mempengaruhi tekstur, elastisitas, serabut, dan formasi crimp. Serat wool merupakan serat protein, komposisi serat wool adalah lebih dari 20 jenis asam amino. Serat wool juga mengandung sedikit lemak, kalsium, dan sodium. Company Logo

21 Serat Sintetis Sejarah perkembangan serat sintetis dimulai dengan dibuatnya serat poliamida oleh Dupont pada tahun 1938 dengan nama nilon, dan oleh IG Farben pada tahun 1939 dengan nama perlon. Dengan ditemukannya beberapa macam serat sintetis, perkembangan selanjutnya diarahkan pada memperbaiki cara pembuatan dan pengubahan bahan serat untuk mendapatkan kualitas hasil akhir yang lebih baik. Company Logo

22 Supaya dapat dibuat menjadi serat, polimer harus memenuhi persyaratan sebagai berikut: 1. Polimer harus linier dan mempunyai berat molekul lebih dari , tetapi tidak boleh terlalu besar karena sukar untuk dilelehkan atau dilarutkan. 2. Molekul harus simetris dan dapat mempunyai gugus-gugus samping yang besar yang dapat mencegah terjadinya susunan yang rapat. Company Logo

23 3. Polimer harus memberi kemungkinan untuk mendapatkan derajat orientasi yang tinggi, yang dengan cara penarikan mempunyai kekuatan serat yang tinggi dan kurang elastik. 4. Polimer harus mempunyai gugus polar yang letaknya teratur untuk mendapatkan kohesi antar molekul yang kuat dan titik leleh yang tinggi. Company Logo

24 5. Mudah diberi zat warna, apabila serat diberi zat warna maka sifat fisika serat tidak boleh mengalami perubahan yang mencolok dan warna bahan makanan jadinya harus tetap tahan terhadap cahaya dan pencucian. Company Logo

25 Macam-macam serat sintetik Poliester Poliester adalah serat sintetik yang terbuat dari kopolimerisasi antara asam tereftalat dengan etilen-glikol membentuk polimer yang strukturnya sangat kristalin. Serat poliester sangat sedikit mengandung gugus hidrofil sehingga termasuk serat hidrofob dan pada kondisi normal mempunyai kandungan air (moisture regain) hanya 0,4%. Company Logo

26 Nilon Nilon adalah serat sintetik yang terbuat dari kopolimerisasi antara asam adipat dan heksametilendiamin membentuk polimer dengan struktur supermolekuler yang sangat kristalin. Serat nilon relatif sedikit mengandung gugus hidrofil dan mengandung gugus amina, sehingga sifatnya lebih hidrofil dibanding poliester. Pada kondisi normal serat nilon mempunyai kandungan air (moisture regain) sebesar 4%. Company Logo

27 Akrilik Serat akrilik termasuk serat sintetik yang merupakan polimer hidrokarbon linier yang mengandung banyak gugus akrilonitril (lebih dari 85%). Company Logo

28 Teknologi Pengolahan Serat

29 SERAT SABUT KELAPA (COCO FIBER) Serat sabut kelapa, atau dalam perdagangan dunia dikenal sebagai Coco Fiber, Coir fiber, coir yarn, coir mats, dan rugs, merupakan produk hasil pengolahan sabut kelapa. Secara tradisionil serat sabut kelapa hanya dimanfaatkan untuk bahan pembuat sapu, keset, tali dan alat-alat rumah tangga lain.

30 Perkembangan teknologi, sifat fisika-kimia serat, dan kesadaran konsumen untuk kembali ke bahan alami, membuat serat sabut kelapa dimanfaatkan menjadi bahan baku industri karpet, jok dan dashboard kendaraan, kasur, bantal, dan hardboard. Serat sabut kelapa juga dimanfaatkan untuk pengendalian erosi. Serat sabut kelapa diproses untuk dijadikan Coir Fiber Sheet yang digunakan untuk lapisan kursi mobil, Spring Bed dan lain-lain.

31 Hasil samping pengolahan serat sabut kelapa berupa butiran-butiran gabus sabut kelapa, dikenal dengan nama Coco Peat. Sifat fisika-kimianya yang dapat menahan kandungan air dan unsur kimia pupuk, serta dapat menetralkan keasaman tanah menjadikan hasil samping ini mempunyai nilai ekonomi. Coco Peat digunakan sebagai media pertumbuhan tanaman hortikultur dan media tanaman rumah kaca.

32 PROSES PRODUKSI 1. Persiapan Bahan Sabut kelapa yang utuh dipotong membujur menjadi sekitar lima bagian, kemudian bagian ujungnya yang keras dipotong. Sabut tersebut kemudian direndam selama sekitar 3 hari sehingga bagian gabusnya membusuk dan mudah terpisah dari seratnya, dan kemudian ditiriskan. 2. PelunakanSabut Pelunakan sabut dilakukan dengan menggunakan mesin pemukul yang disebut mesin double cruiser atau hammer mill.

33 3. Pemisahan Serat. Pada tahap ini, sabut kelapa dimasukkan ke dalam mesin pemisah serat untuk memisahkan bagian serat dengan gabus. Komponen utama mesin pemisah serat atau defifibring machine adalah silinder yang permukaannya dipenuhi dengan gigi-gigi dari besi yang berputar untuk memukul dan "menggaruk" sabut sehingga bagian serat terpisah. Pada tahap ini dihasilkan butiran-butiran gabus sebagai hasil samping.

34 4. Sortasi/Pengayakan Pada tahap ini bagian serat yang telah terpisah dari gabus dimasukkan ke dalam mesin sortasi untuk memisahkan bagian serat halus dan kasar. 5. Tahap pembersihan dilakukan untuk memisahkan bagian gabus yang masih menempel pada bagian serat halus yang telah terpisah dari bagian serat kasar. 6. Proses pengeringan dilakukan dengan cara penjemuran atau dengan menggunakan mesin pengering.

35 7. Serat sabut kelapa yang sudah bersih dan kering kemudian dipak dengan menggunakan alat press. Ukuran kemasan adalah sekitar 90 x 110 x 45 cm.menggunakan mesin press bobot setiap kemasan mencapai sekitar 100 Kg.

36 Coco Fiber

37

38

39 Pengolahan Serat Rami Pascapanen rami merupakan suatu rantai kegiatan yang cukup panjang. Serat rami merupakan bahan yang berasal dari kulit batang rami. Serat rami ini masih dalam bentuk bundelan, karena terikat oleh lapisan pektin yang biasa disebut gum, yaitu sejenis karbohidrat rantai panjang yang menyebabkan helaian serat terikat satu sama lain. Bahan ini harus dibuang karena sebelum serat rami terurai menjadi helaian serat; serat tidak dapat dipintal menjadi benang.

40 Tahapan Pengolahan 1. Dekortikasi memisahkan kulit rami dari batangnya 2. Degumming menghilangkan sisa-sisa gum dan pektin yang masih menempel pada serat, dapat dilakukan dengan cara kimia 3. Pemutihan serat dapat dengan bahan pemutih: biasanya menggunakan senyawa klorin (ca-hipoklorit atau na-hipoklorit) atau hidrogen peroksida (H202)

41 4. Pelurusan serat 5. Pemotongan serat memotong serat rami menjadi sepanjang serat kapas atau poliester lainnya. 6. Penguraian bundel serat diuraikan menjadi serat seperti serat kapas, pada tahap ini serat rami baru dapat dipintal atau dicampur dengan serat lainnya.

42 Pada umumnya cara pemisahan serat rami dari batangnya dilakukan secara mekanis dengan alat dekortikator. Hasilnya adalah serat rami kasar atau yang biasa disebut china grass. Dibanding serat kapas, serat rami mempunyai kekuatan lebih tinggi sehingga tidak mudah putus, sedangkan daya mulurnya rendah. Selain itu serat rami lebih kasar daripada serat kapas

43 Kemampuan menyerap air pada serat rami lebih tinggi dibanding serat kapas, sehingga serat rami lebih mudah menyerap keringat. Serat rami mengandung lignin. Terdapatnya lignin mengakibatkan serat menjadi berwarna kecokelatan bila diterpa sinar matahari dalam waktu yang lama, sehingga bila dipakai untuk bahan tekstil perlu diputihkan.

44 PROSES DEGUMMING PADA SERAT RAMI KASAR Tujuan proses degumming ialah untuk menghilangkan sebanyak mungkin senyawa gum yang masih ada di antara helaian serat rami. Pada serat rami kasar kandungan gumnya berkisar antara 25-30% Proses degumming biasanya dilakukan dengan cara memasak china grass dengan larutan alkali selama beberapa jam. Cara degumming ada beberapa macam, antara lain menggunakan NaOH 0,5%, Na 2 C0 3, Na-tripolifosfat 3% serta bahan pembasah (teepol) sebanyak 3%

45 Aplikasi Teknologi Degumming Secara Mikrobiologi. Proses degumming secara enzimatis/mikrobiologis dapat dijadikan alternatif bagi proses degumming selain proses degumming secara kimia. Enzim K2-157 dan K-64 dapat dijadikan alternatif degumming cara biologis ini. Digunakan beberapa strain jamur jenis Actinomycetes dan jamur Aspergillus niger

46 PEMUTIHAN PADA SERAT HASIL PROSES DEGUMMING Proses ini ditujukan untuk membuat serat setelah proses degumming masih berwarna kekuning-kuningan menjadi putih seperti kapas. Sampai saat ini, proses pemutihan dilaksanakan dengan cara merendam serat setelah proses degumming dengan senyawa klorin (Ca-hipoklorit atau Na-hipoklorit) atau hidrogen peroksida (H202). Perendaman ini diikuti

47 Serat yang dihasilkan berwarna putih seperti kapas dan mengkilat. Namun perlakuan pemutihan serat ini dapat berpengaruh pada kekuatan serat. Penggunaan bahan pemutih terlalu banyak dapat menurunkan kekuatan serat.

48 Mesin Pengolahan Serat Rami Silinder pemukul dan pemecah bagian kayu dari batang rami yang dilengkapi dengan pemukul berbentuk bilah (A) dan batang (B)

49 Mesin Decorticor dan chrusher

50 Periuk pemasak untuk proses degumming; tanpa tekanan (A) dan dengan tekanan (B)

51

52 Edit your company slogan

53