KULIAH UMUM 2010 29 Desember 2010 PERANAN POLIMER SELULOSA SEBAGAI BAHAN BAKU DALAM PENGEMBANGAN PRODUK MANUFAKTUR MENUJU ERA GLOBALISASI Oleh: Ir. Yusup Setiawan, M.Eng. Balai Besar Pulp dan KertasBandung JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA 1 PENDAHULUAN Polimer merupakan ilmu pengetahuan yang sangat menarik, dinamis dan berkembang secara aplikatif. Produk Polimer : kertas, plastik, ban dll. Polimer merupakan molekul besar yang terbentuk dari unit unit berulang sederhana. 2
SUMBER SELULOSA 1) Kayu 2) Bukan Kayu : a) Serat buah/biji (Seed fibres) : Kapas, kapuk b) Serat kulit (Bast fibres) : Rami, kenaf, rosela dll c) Serat daun (Leaf Fibres) : nenas, pisang abaca dll d) Residu pertanian (Agricultural Residues) : bagas, jerami, merang, tandan kosong sawit (TKS), tongkol jagung. e) Bambu f) Nonvegetable : bacterial cellulose (BC) sebagai bahan akustik, kertas khusus. 9 1). KAYU Sumber utama serat/selulosa untuk pulp adalah kayu. Lebih dari 90% kebutuhan pulp dunia dipenuhi oleh pulp kayu, sedangkan sisanya berasal dari bahan nonkayu terutama ampas tebu (bagas), jerami dan bambu. Di Indonesia ada > 3.000 jenis kayu : jenis kayu jarum dan kayu daun Kayu jarum banyak digunakan sebagai serat panjang. 1.1. Kayu Jarum Kayu jarum berserat panjang, ratarata antara 3 4 mm, 90 95% sel serat dan 5 10% sel nonserat. Sumber serat panjang di Indonesia diwakili oleh Pinus Merkusii Kayu Pinus Merkusii merupakan jenis yang sangat penting bagi industri pulp dan kertas 10
1.2. Kayu Daun Kayu daun yaitu kayu pohon berdaun lebar dikenal sebagai kayu berserat pendek rata rata panjang serat antara 0,6 1,8 mm. Beberapa jenis kayu daun diantaranya ialah jenis Eucalyptus, Acacia dan Albizzia (sengon). Kadar nonserat dari kayu daun jauh lebih tinggi dibanding dengan kayu jarum. Eucalyptus Pelita 11 2. NonKayu 2.1. Kapas Selulosa = 88 96% Non selulosa = 4 12% Panjang serat = 25 34 mm Kebutuhan kapas Indonesia = 550.000 ton/tahun Produksi kapas Indonesia = 25.000 ton/tahun Kontribusi terhadap Industri Tekstil dan Produksi Tekstil (ITPT) < 0,5% 12
2.2. RAMI (Bohmeria nivea) Penggunaan serat sebagai bahan baku tekstil Serat rami/haramay merupakan bahan baku substitusi kapas bahan utama industri tekstil. Batang rami mengandung serat sebesar 3 6 % Serat rami hasil pemurnian mengandung sekitar 85% selulosa. Kandungan Serat = 3% Limbah (daun + batang) = 97% Hasil serat/th = 2.320 kg/th 13 2.3. KENAF (Hibiscus cannabis) Tanaman kenaf dapat tumbuh dilahan bonorowo dan tumpang sari dengan jagung Kandungan serat = 4 6% Panen = 4 5 bulan Hasil serat = 4.120 kg/ha Harga serat =Rp.2000/kg Penggunaan serat = karung goni, interior mobil Toyota Batang kenaf mempunyai potensi dibuat pulp. 14
2.4. Tandan Kosong Sawit (TKS) TKS merupakan limbah perkebunan dari pengolahan minyak sawit mentah atau CPO (Crude Palm Oil). Potensi sebagai bahan baku pulp cukup tinggi sebanyak ± 1,7 juta ton kering/ha. TKS memiliki panjang serat ratarata 0,74 mm dan termasuk serat pendek. 15 Tabel 1. Komposisi kimia kayu Kayu Jarum 42 ± 2% Selulosa rantai panjang tidak bercabang 27 ± 2% Hemiselulosa rantai pendek bercabang Kayu daun 45 ± 2% 30 ± 5% 28 ± 3% Lignin 20 ± 4% 5 ± 3% Zat Ekstraktif 3 ± 2% Bahan baku nonkayu umumnya mengandung lignin lebih rendah antara 12 16%, kadar hemiselulosa lebih tinggi antara 38 40%, dan kadar selulosa antara 36 38%. 16
Tabel 2. Analisa kimia beberapa bahan baku Parameter 1. SiO 2 (%) 2. Abu (%) 3. Lignin (%) 4. Holoselulosa 5. α Selulosa (%) 6. Sari (%) 7. Pentosan (%) 8. Kelarutan dalam : Air Dingin (%) Air panas(%) 1% NaOH (%) TKS (Nonkayu) 0,70 4,08 18,80 67,88 45,39 23,40 8,56 29,72 Ampas Tebu (Nonkayu) 3,01 3,82 22,09 37,66 1,81 27,97 0,96 3,32 37,07 Rami (nonkayu ) 7,87 7,97 23,45 65,85 41,90 2,51 12,29 7,39 7,55 35,85 Pinus Merkusii (Kayu Jarum) 0,47 27,90 42,59 5,00 11,94 1,25 3,08 13,93 Jerami (nonkayu) 21,26 23,75 12,94 37,66 1,81 19,79 8,68 12,82 34,66 17 INDUSTRI PULP DAN KERTAS Industri pulp dan kertas merupakan salah satu komoditi andalan ekspor yang sangat potensial dan terus berkembang Sistem pengelolaan lingkungan dengan menerapkan teknologi ramah lingkungan akan memberikan keuntungan besar bagi pengembangan industri. Pengintegrasian efisiensi ekonomi dan efisiensi ekologi : Memberikan jaminan kepada konsumen bahwa produk yang dihasilkan tidak menggunakan proses yang merusak lingkungan, Dapat meningkatkan citra perusahaan, Meningkatkan daya saing dalam perdagangan global. 18