KARAKTERISTIK KERTAS BERBAHAN BAKU TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DAN SAMPAH KERTAS

Transkripsi

1 KARAKTERISTIK KERTAS BERBAHAN BAKU TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DAN SAMPAH KERTAS (Paper-Based Characteristics of Oil Palm Empty Fruit Bunch and Waste Paper) Endah Andarini 1, Ainun Rohanah 1 dan Saipul Bahri Daulay 1 1) Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian USU Jl. Prof. Dr. A. Sofyan No. 3 Kampus USU Medan Diterima 22 September 2014/ Disetujui 5 November 2013 ABSTRACT Every year the need for paper continue to rise while the raw material from wood have been harder to find, therefore and the alternative of raw materials would be of plant fibers or fibrous waste such as empty fruit bunches of oil palm and paper waste. This research was aimed to study the characteristics of paper made from empty fruit bunch pulp and paper waste pulp. Therefore, a research had been conducted in May-June The making of paper was done at Jl. Roso No. 8 Delitua and the testing of paper was done in PT PDM Indonesia Laboratory, Medan North Sumatera using factorial randomized block design with one factor i.e. waste paper composition (0%, 10%, 20%, 30%, 40% and 50%). Parameters observed were grammage, tensile and tearing strength. The results showed that the composition of the waste paper had highly significant effect on grammage and tensile strength. The resulting paper could be categorized as art paper with the best results obtained from the composition of 40% (120 g of oil palm empty fruit bunches and 80 g waste paper). Keywords: oil palm empty fruit bunches, waste paper, pulp composition, paper. PENDAHULUAN Bahan baku kertas yang masih umum digunakan industri-industri kertas adalah kulit kayu. Untuk membuat tiap 1 ton kertas akan membutuhkan hutan seluas 4 hektar yang dapat menghasilkan kayu sebanyak 20 m³ per hektar (PPLH, 2007). Kebutuhan kertas di dunia khususnya Indonesia dari tahun ke tahun terus meningkat. Perkembangan konsumsi kertas baik di negara maju maupun di negara berkembang dari tahun ke tahun menunjukkan kenaikan tetap ± 1-4 %, sedangkan penyediaan bahan baku tertutama kayu berdaun jarum sangat terbatas, bahkan dari tahun ke tahun menurun. Terutama untuk negara tropis seperti Indonesia, India, Mesir dan Amerika Tengah yang praktis tidak mempunyai potensi kayu berdaun jarum dan hutan berdaun lebar. Kalau ada, kecil sekali jumlahnya sehingga untuk memenuhi kebutuhan bahan baku industri pulp dalam negeri sementara ini dikembangkan dari bahan-bahan nonkayu seperti ampas tebu, jerami, bambu dan lain-lain (Biro Penelitian dan Pengembangan PT Kertas Leces dalam Soekartawi, 1988). Oleh karena itu, diperlukan bahan alternatif yang dapat digunakan untuk menggantikan peran kayu dalam pembuatan pulp kertas, seperti serat tumbuhan dan limbah yang mengandung serat. Kebutuhan pulp kertas di Indonesia sampai saat ini masih dipenuhi dari impor. Padahal potensi untuk menghasilkan pulp di dalam negeri cukup besar. Salah satu alternatif itu adalah dengan memanfaatkan batang dan tandan kosong kelapa sawit untuk bahan pulp kertas dan papan serat. Limbah kelapa sawit yang cukup berpotensi untuk digunakan sebagai bahan baku kertas adalah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) karena jumlahnya cukup banyak yaitu 1,9 juta ton berat kering atau setara dengan 4 juta ton berat basah per tahun (Fauzi, dkk, 2002). Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari karakteristik kertas yang dibuat dari pulp tandan kosong kelapa sawit dan pulp sampah kertas. METODOLOGI Bahan-bahan yang digunakan adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS), sampah kertas, NaOH, air dan gas. Alat-alat yang digunakan adalah pisau dan gunting untuk mencacah TKKS dan memotong sampah kertas, timbangan, ember sebagai wadah mencampur bahan, blender untuk menghancurkan serat TKKS dan sampah kertas, pengaduk, screen sablon untuk mencetak kertas, kain, kaca, penggerus, gelas ukur, masker, sarung 101

2 tangan, panci, kompor, komputer, kamera, serta alat uji kekuatan tarik, ketahanan sobek dan gramatur. Metode Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) non -faktoriall dengan 3 kali ulangan di setiap perlakuan: Komposisi Sampah Kertas (K) yang terdiri dari 6 taraf: K0 = 0% K3 = 30% K1 = 10% K4 = 40% K2 = 20% K5 = 50% Model rancangan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap (RAL) non -faktorial dengan perlakuan komposisi sampah kertas (K) dengan kode rancangan:... (1) dimana: Yij = Hasil pengamatan dari faktor K pada taraf ke-i pada ulangan ke-j µ = Nilai tengah sebenarnya αi = Efek faktor K pada taraf ke-i εij = Pengaruh galat (pengacakan) HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil penelitian yang dilakukan, diperoleh hasil bahwa perbandingan komposisi pulp sampah kertas dan pulp tandan kosong kelapa sawit memberikan pengaruh terhadap nilai gramatur, kekuatan tarik dan ketahanan sobek kertas. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 1. Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa nilai gramatur tertinggi diperoleh pada perlakuan K4 yaitu sebesar 269,03 g/m² dan terendah pada perlakuan K0 yaitu sebesar 11,97 gr/m². Nilai kekuatan tarik tertinggi diperoleh pada perlakuan K4 yaitu sebesar 4,25 kn/m dan terendah pada K0 yaitu sebesar 0,04 kn/m. Nilai ketahanan sobek tertinggi diperoleh pada perlakuan K4 yaitu sebesar 308,67 mn dan terendah pada K0 yaitu sebesar 186,67 mn. Tabel 1. Pengaruh komposisi TKKS dan sampah kertas terhadap parameter Perlakuan Gramatur (g/m²) Kekuatan tarik (kn/m) Ketahanan Sobek (mn) K0 11,97 0,04 186,67 K1 185,56 3,27 283,33 K2 236,78 3,79 235,00 K3 210,83 3,66 306,67 K4 269,03 4,25 308,67 K5 242,43 4,13 300,00 Gramatur Dari hasil analisis sidik ragam dapat dilihat bahwa komposisi sampah kertas memberikan pengaruh sangat nyata terhadap gramatur kertas. Hasil pengujian menggunakan DMRT ( Duncan Multiple Range Test) menunjukkan pengaruh komposisi sampah kertas terhadap gramatur kertas untuk tiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 2. Dari Tabel 2 dapat dilihat bahwa nilai gramatur terbesar diperoleh pada perlakuan K4 yaitu 269,03 gr/m² dan terkecil pada K0 yaitu 11,97 gr/m². Perlakuan K4, K5, K2, K3 memberikan pengaruh yang berbeda sangat nyata terhadap perlakuan K1 dan K0 pada taraf uji ketelitian 0,01. Hubungan antara perlakuan (komposisi sampah kertas) dan gramatur dapat dilihat pada Gambar 1. Tabel 2. Pengaruh komposisi sampah kertas terhadap gramatur kertas Jarak DMRT Notasi Perlakuan Rataan 0,05 0,01 0,05 0,01 - K0 11,97 a A 2 124,71 174,92 K1 185,56 b A 3 130,78 184,23 K3 210,83 b B 4 134,83 189,49 K2 236,78 b B 5 136,05 192,73 K5 242,43 b B 6 137,67 194,76 K4 269,03 b B Keterangan: notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perlakuan memberikanpengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5% dan sangat nyata pada taraf 1%. 102

3 Gambar 1. Hubungan antara komposisi sampah kertas dan gramatur Gambar 1 menunjukkan bahwa pada komposisi sampah kertas menghasilkan nilai gramatur kertas yang fluktuatif yaitu naik dari K0 ke K2 kemudian turun ke K3 yaitu pada komposisi sampah kertas 30% dan naik kembali pada K4 yaitu komposisi sampah kertas 40% dan turun pada K5 pada komposisi sampah kertas 50%. Pada komposisi sampah kertas 0% (K 1) kertas hanya berhasil pada ulangan pertama dan sangat tipis, sedangkan ulangan kedua dan ketiga tidak membentuk kertas. Hal ini disebabkan alat yang digunakan masih berupa manual dan tidak dilakukan rolling dan pressing pada proses pembuatan kertas. Kertas yang dihasilkan dari penelitian ini memiliki gramatur dengan nilai diatas 100 g/m² kecuali pada K0 ulangan 1, Sehingga kertas ini jika dibandingkan dengan syarat mutu gramatur kertas cetak A g/m² maka tidak memenuhi syarat untuk dijadikan kertas cetak, sedangkan jika dibandingkan dengan nilai gramatur karton duplex yang memiliki gramatur g/m² maka kertas yang dihasilkan ini masuk ke dalam kertas karton karena kertas cukup tebal. Kertas ini dikategorikan kertas seni untuk kemudian diolah lagi menjadi produk lain seperti paper bag, bahan pengemas, bingkai dan lain-lain. Nilai gramatur yang besar disebabkan alat yang digunakan masih menggunakan alat manual yaitu berupa screen sablon untuk mencetak kertas, proses penggerusan juga memberikan pengaruh terhadap gramatur kertas ini dimana ketika penggerusan (untuk menghilangkan air) tebalnya kertas menjadi tidak merata, serta tidak adanya proses penekanan atau pressing pada kertas sehingga membuat kertas ini memiliki gramatur yang besar. Kertas hasil penelitian ini dimaksudkan untuk diolah lagi menjadi barang lain maka nilai gramatur yang besar yang lebih baik karena semakin besar nilai gramatur maka semakin tebal dan luas kertas tersebut. Jadi perlakuan terbaik terdapat pada K4 yaitu 269,03 gr/m². Kekuatan Tarik Dari hasil sidik ragam dapat dilihat bahwa perlakuan komposisi kertas memberikan pengaruh berbeda sangat nyata terhadap kekuatan tarik kertas. Hasil pengujian menggunakan analisa DMRT menunjukkan pengaruh komposisi kertas untuk tiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 3. Dari Tabel 3 dapat dilihat bahwa kekuatan tarik terbesar diperoleh pada perlakuan K4 yaitu 4,25 kn/m dan terendah pada perlakuan K0 yaitu 0,04 kn/m. Perlakuan K4, K5, K2, K3 dan K1 memberikan pengaruh berbeda sangat nyata terhadap K0. Hubungan antara perlakuan dan kekuatan tarik dapat dilihat pada Gambar 2. Tabel 3. Pengaruh komposisi sampah kertas terhadap kekuatan tarik kertas Jarak DMRT Notasi Perlakuan Rataan 0,05 0,01 0,05 0,01 - K0 0,04 a A 2 2,02 2,85 K1 3,27 b B 3 2,12 3,00 K3 3,66 b B 4 2,18 3,09 K2 3,79 b B 5 2,20 3,14 K5 4,13 b B 6 2,23 3,17 K4 4,25 b B Keterangan: notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perlakuan memberikan pengaruh yang berbeda nyata pada taraf 5% dan sangat nyata pada taraf 1%. 103

4 Gambar 2. Hubungan antara komposisi sampah kertas dan kekuatan tarik. Gambar 2 menunjukkan bahwa komposisi sampah kertas memberikan pengaruh hasil yang fluktuatif, naik dari K0 ke K2 kemudian turun ke K3 yaitu pada komposisi sampah kertas 30% dan naik kembali pada K4 yaitu pada komposisi sampah kertas 40% kemudian turun pada K5 yaitu pada komposisi sampah kertas 50%. Nilai kekuatan tarik/ ketahanan tarik kertas ditentukan oleh keterikatan serat-serat ketika telah diolah menjadi kertas, semakin kuat ikatan serat maka nilai ketahanan tarik semakin besar. Jika dibandingkan nilai kekuatan tarik kertas kraft (seni) penelitian ini dengan nilai kekuatan tarik kertas cetak A, kertas ini memiliki kuat tarik lebih besar yaitu 3,27 sampai 4,25 kn/m dari kertas cetak A yang menetapkan kekuatan tarik min. 2 kn/m. Untuk nilai kekuatan tarik kertas semakin besar nilai kuat tarik kertas maka semakin baik kualitas kertas tersebut. Dari hasil penelitian kekuatan tarik terbaik diperoleh pada perlakuan K4 dengan nilai 4,25 kn/m. Ketahanan Sobek Hasil uji analisis sidik ragam ketahanan sobek menunjukkan bahwa setiap perlakuan komposisi kertas memberikan pengaruh tidak nyata sehingga pengujian DMRT tidak dilanjutkan. Ketahanan sobek kertas merupakan sifat atau karakteristik yang dimiliki kertas seberapa kuat kertas tersebut menahan sobekan. Nilai ketahanan sobek ini dinyatakan dalam mn (mili Newton). Pada data diperoleh rataan ketahanan sobek dari terkecil hingga terbesar adalah K0 186,67; K2 235; K1 283,33; K5 300; K3 306, 67 dan K4 308,67. Ketahanan sobek merupakan indikator panjang dan keseragaman serat dalam selembar kertas, berarti semakin besar nilai ketahanan sobek menunjukkan bahwa kertas tersebut memiliki panjang serat yang baik dan keseragaman serat yang baik pula. Namun nilai ketahanan sobek untuk berbagai kertas memiliki standar nilai yang berbeda disesuaikan dengan penggunaanya. Karena kertas seni pada penelitian ini digunakan untuk keperluan lain maka dibutuhkan ketahanan sobek yang besar, dan nilai terbaik diperoleh pada perlakuan K4 yaitu 308,67 mn. Karakteristik Kertas Karakteristik kertas hasil penelitian ini dinilai dari gramatur, kekuatan tarik dan ketahanan sobek dan hasil penampakan kertas yang dilihat secara visual. Kertas yang dihasilkan dari campuran tandan kosong dan sampah kertas ini memiliki penampakan yang indah karena masih banyaknya serat yang timbul di permukaan kertas. Sehingga kertas ini dapat dikategorikan kedalam kertas kraft yaitu jenis kertas seni yang kegunaannya disesuaikan dengan kebutuhan. Setelah kertas ini berhasil dicetak maka dapat dilanjutkan dengan membuat bahan seni lain dari kertas ini seperti paper bag, kotak kado, packing paper, dan bendabenda seni atau kebutuhan lainnya. Tabel 1 menunjukkan Nilai gramatur, kekuatan tarik dan ketahanan sobek terbesar pada perlakuan K4 (komposisi sampah kertas 40%) dan terendah pada perlakuan K0 (komposisi sampah kertas 0%) yaitu hanya tandan kosong saja yang dibentuk menjadi kertas. Hasilnya adalah kertas hanya bisa dibuat pada ulangan pertama dan menghasilkan kertas yang tipis dan bernilai rendah pada semua parameter yang ditentukan. Hal ini disebabkan tidak dilakukan proses penggilingan pada kertas karena keterbatasan alat. Menurut Nasution (2010) selama proses penggilingan, serat mengalami penyikatan, pengoyakan, pemukulan, penggosokan dan penekanan sehingga ikatan antar serat menjadi terbuka dan terjadi hidrasi fibril. kertas yang dibuat dari pulp yang sudah digiling akan diperoleh kertas dengan kekuatan tinggi, padat dan formasi terjalin baik. Tampilan kertas hasil penelitian ini berwarna sangat coklat pada perlakuan pertama (K 0) semakin banyak campuran sampah kertas berpengaruh pada warna kertas yang semakin memudar atau semakin mendekati warna putih. 104

5 Kertas ini sedikit bergelombang/ keriput sebelum disetrika karena tidak ada proses pressing atau penekanan pada kertas. Untuk tampilan lain yaitu tampak ada serat-serat tandan kosong yang belum hancur sempurna timbul pada kertas, namun serat yang timbul ini menambah keindahan atau nilai estetika pada kertas seni ini. Pasaribu dan Sahwalita (2007) menyatakan kertas seni dengan campuran serat alam memiliki penampilan yang lebih indah karena menampilkan serat-serat yang muncul di permukaan kertas. Penggunaan NaOH pada pembuatan kertas ini dimaksudkan untuk membuat serat tandan kosong lebih mudah lunak dan terurai. Menurut Heradewi (2007) menyatakan bahwa semakin tinggi kadar NaOH yang ditambahkan pada proses pembuatan kertas maka padatan total yang dihasilkan semakin banyak banyaknya padatan yang dihasilkan menunjukkan bahwa serat yang terurai atau terdegradasi semakin banyak. Menurut Harefa (2012) proses pembuatan kertas menggunakan proses soda (menggunakan NaOH) sangat cocok digunakan untuk bahan baku non-kayu karena proses ini lebih menguntungkan dari segi teknis dan ekonomis dan membuat limbah yang tidak terlalu berbahaya bagi lingkungan. Oleh sebab itu penulis menggunakan NaOH sebagai larutan pemasakan pada proses pembuatan kertas ini. Proses pemasakan pada pembuatan kertas ini dilakukan untuk melunakkan serat tandan kosong kelapa sawit. Lamanya waktu pemasakan yang digunakan yaitu 60 menit, hal ini dimaksudkan agar serat lunak dan tidak hancur. Menurut Wibisono, dkk (2011) waktu pemasakan memberikan pengaruh terhadap proses pembuatan pulp yaitu semakin lama waktu pemasakan serat maka akan meningkatkan reaksi hidrolisis lignin. Untuk waktu dibawah 1 jam pulp belum terbentuk, waktu diatas 5 jam selulosa akan terdegradasi. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Kertas yang dihasilkan dari penelitian ini berupa kertas kraft dikategorikan sebagai kertas seni yang dapat diolah lebih lanjut penggunaannya. 2. Gramatur kertas tertinggi diperoleh pada perlakuan K4 yaitu 269,03 gr/m² dan terkecil pada K0 yaitu 11,97 gr/m². 3. Kekuatan tarik kertas tertinggi diperoleh pada perlakuan K4 yaitu 4,25 kn/m dan terendah pada perlakuan K0 yaitu 0,04 kn/m 4. Ketahanan sobek tertinggi diperoleh pada perlakuan K4 yaitu 308,67 mn dan terendah pada K0 186,67 mn. 5. Perlakuan terbaik untuk nilai gramatur, kekuatan tarik dan ketahanan sobek adalah pada K4 pada komposisi sampah kertas 40% yaitu 120 gram pulp tandan kosong kelapa sawit 80 gram pulp sampah kertas. Saran Perlu dilakukan perancangan alat penguraii serat dan alat rolling atau pressing untuk hasil kertas yang lebih baik yaitu serat menjadi halus dan kertas tebal merata. DAFTAR PUSTAKA Fauzi, Y., Y.E., Widyastuti, I., Satyawibawa dan R., Hartono, Kelapa Sawit: Budidaya, Pemanfaatan Hasil dan Limbah, Analisis Usaha dan Pemasaran, Edisi Revisi. Penebar Swadaya, Jakarta. Harefa, A. S. W., Pembuatan Pulp dari Tandan Kosong Kelapa Sawit dengan Metode Organosolv. Universitas Negeri Medan. Heradewi, Isolasi Lignin dari Lindi Hitam Proses Pemasakan Organosolv Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit ( TKKS). [diakses pada 6 Maret 2013]. Nasution, Z. A., Pembuatan dan karakterisasi kertas dari limbah jerami padi untuk tatakan gelas cetak tangan. Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan. Berita Selulosa Vol. 45 No. 1. Pasaribu, G., dan Sahwalita, Pengolahan Eceng Gondok sebagai Bahan Baku Kertas Seni. Prosiding Ekspose Hasil-Hasil Penelitian. wan.pdfn [diakses pada 25 juni 2013]. PPLH, Kertas dalam Kehidupan Manusia, E-book PPLH. [diakses pada 3 Nopember 2012]. Soekartawi, Komoditi Serat Karung di Indonesia. UI Press, Jakarta. Wibisono, I., H., Leonardo, Antaresti dan Aylianawati, Pembuatan pulp dari alang-alang. Widya Teknik Vol. 10 No