17
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Bahan Baku Benang Karet 2.1.1 Lateks Lateks merupakan bahan baku utama yang digunakan dalam proses produksi benang karet. Lateks yang akan digunakan dalam pembuatan benang karet harus dipekatkan terlebih dahulu yang disebut dengan lateks pekat. Karet Havea brasiliensis, diperkenalkan di Indonesia pada tahun 1876 yang berasal dari lembah Amazon, Brasil. Hasil yang diambil dari tanaman karet adalah lateks yang diolah menjadi Sit, Lateks Pekat dan Karet Remah. Lateks dapat diperoleh dengan cara menyadap antara kambium dan kulit pohon yaitu merupakan cairan berwarna putih atau kekuning-kuningan. Tabel 2.1. Komposisi kimia lateks segar No. Nama Bahan
Kadar
1.
Karet
25,0 – 40,0%
2.
Karbohidrat
1,0 – 2,0%
3.
Protein dan senyawa nitrogen
1,0 – 1,5%
4.
Lipid dan terpen
1,0 – 1,5%
5.
Senyawa anorganik
0,1 – 0,5%
6.
Air
60 – 75%
7.
pH
6,8 – 7,0%
Universitas Sumatera Utara
18
Komposisi kimia lateks dipengaruhi jenis klon tanaman, sistem deres, musim dan keadaan lingkungan kebun. Lateks pada saat keluar dari pembuluh lateks adalah dalam keadaan steril, tetapi lateks mempunyai komposisi yang cocok dan baik sebagai media tumbuh mikroorganisme, sehingga dengan cepat mikroba dari lingkungan akan mencemari lateks.
( M.Ompusunggu BSc,1987)
2.1.2.Penanganan Latek kebun Prinsip penanganan bahan baku lateks dalam kaitan agar mutunya terjaga sebaiknya dapat dilakukan dengan cara : 1. Menjaga kebersihan areal kebun dan peralatan yang digunakan Areal kebun yang menghasilkan lateks harus bersih dari semak belukar,lalang dan gulma lainnya sehingga kelembaban lingkungan areal kebun tidak cocok untuk pertumbuhan mikroba. Peralatan yang digunakan, terutama yang berkontak langsung dengan lateks harus bersih dan kering seperti pisau deres, talang deres, mangkok sadap, ember tempat pengutipan, tangki pengumpulan hasil (TPH), tangki angkut, tangki penerimaan dan sarana pengolahan di pabrik. Tangki yang terbuat dari plat besi, bagian dalamnya harus dilapisi dengan lilin. 2. Membubuhkan bahan pengawetan sedini mungkin Bahan yang digunakan dalam pengawetan lateks adalah amonia, karena dianggap terbaik dan termurah harganya. Pembubuhan amonia dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu ; Pembubuhan bertahap : larutan amonia 20% dibubuhkan oleh setiap penderesan kedalam lateks diember pengutipan dengan dosis 3-3,5gram/liter
Universitas Sumatera Utara
19
lateks. Kemudian setelah lateks terkumpul di TPH ditambah lagi gas amoniak hingga dosis mencapai 6-7 gram/liter lateks. Pembubuhan sekaligus : amonia gas atau larutan 20% dibubuhkan sekaligus hingga dosis 6-7 gram/liter. Pembubuhan dilakukan setelah lateks terkumpul di TPH. Cara ini dapat dilakukan dengan syarat setiap 5 jam setelah penyadapan. 3. Segera mengangkut lateks dari TPH ke pabrik Pengangkutan lateks dari TPH ke pabrik harus dilakukan secepatnya, tanpa penundaan waktu lama. Mikroba dapat menyesuaikan diri dalam lingkungan lateks mengandung amonia, sehingga semakin lama, aktivitas mikroba dapat meningkat untuk merusak lateks dan akibatnya mutunya menjadi turun. Diharapkan 9-10 jam sejak penyadapan lateks kebun sudah tiba di pabrik pengolahan lateks pekat.
( M.Ompusunggu , 1987 )
Apabila lateks segar dipusingkan pada kecepatan 32.000 putaran permenit (rpm) selama 1 jam, akan terbentuk empat fraksi yaitu : 1. Fraksi karet terdiri dari partikel-pertikel karet yang berbentuk bulat dengan diameter 0,05-3 mikron. Partikel karet diselubungi oleh lapisan pelindung yang terdiri dari protein dan lipida dan berfungsi sebagai pemantap. 2. Fraksi Fey Weesling yang terdiri dari partikel-partikel Frey Wessling yang ditemukan FREY WESSLING.
Fraksi ini
berwarna kuning karena
mengandung karotenoid. 3. Fraksi serum, juga disebut fraksi c (Centrifuge serum) mengandung sebagian besar komponen bukan karet yaitu air, karbohidrat, protein dan ion-ion logam. 4. Fraksi bawah, terdiri dari partikel-partikel lotoid yang bersifat gelatin, mengandung senyawa nitrogen dan ion-ion calsium serta magnesium. ( M.Ompusunggu , 1987 )
Universitas Sumatera Utara
20
2.1.3. Manfaat Karet Alam Karet alam banyak digunakan dalam industri-industri barang. Umumnya alat-alat yang dubuat dari karet alam sangat berguna bagi kehidupan sehari-hari maupun dalam usaha industri seperti mesin-mesin penggerak. Barang yang dapat dibuat dari karet alam antara lain aneka ban kendaraan (dari ban sepeda, motor, mobil, traktor hingga pesawat terbang), sepatu karet, sabuk penggerak mesin besar dan mesin kecil, pipa karet, kabel, isolator dan bahan-bahan pembungkus logam. Bahan baku karet banyak digunakan untuk membuat perlengkapan seperti sekat atau tahanan alat-alat penghubung dan penahan getaran. Pemakaian lapisan karet pada pintu, kaca pintu, kaca mobil, dan pada alat-alat lain membuat pintu terpasang kuat dan tahan getaran serta tidak tembus air. Pemanfaatan karet juga banyak digunakan dalam bidang industri rumah tangga, dalam bidang pertambangan besar yang mengolah bijih besi dan batubara menggunakan alat yang terbuat dari karet, didalam bidang peternakan digunakan sebagai sebagai pencegah lecet dan rusaknya kulit dan kuku ternak karena lantai semen yang keras, maka alas lantai dibuat dari karet dan dan mudah dibersihkan serta cukup menyehatkan bagi ternak seperti sapi atau kerbau.
( Tim Penulis PS , 1993 )
2.1.4. Sifat-sifat Lateks Kandungan bukan karet lateks yang terdiri dari air dan senyawa-senyawa protein , lipida, karbohidrat serta ion-ion anoeganik mempengaruhi sifat karet.. Komponen senyawa-senyawa protein dan lipida selain berguna menyelubungi partikel karet ( kemantapan lateks ) , juga berfungsi sebagai antioksidan alamiah dan bahan percepat (accelerator) dalam proses pembuatan barang jadi karet. Oleh karena itu dalam penanganan baku olah (lateks kebun atau koagulum) dan pengolahan karet ekspor (
Universitas Sumatera Utara
21
Lateks Pekat, RSS atau SIR ) komponen non karet protein dan lipida harus dijaga sebaik mungkin. Hilangnya protein dan lipida dapat terjadi akibat pencucian yang terlalu berat atau akibat terjadinya pembusukkan yang terlalu lama, sehingga habis dimakan mikroba. Menjaga kandungan protein dan lipida dapat dilakukan dengan menjaga kebersihan peralatan dan pengawetan serta mencegah terjadinya proses pencucian yang terlalu berat sewaktu pengolahan. Karet yang telah habis kandungan protein dan lipidanya akan mudah dioksidasi oleh udara mengakibatkan sifat elastisitasnya menjadi rendah. Kandungan ion-ion anorganik ( Ca, Mg, Fe, Mn, Cu ) , semakin tinggi konsentrasi ion logam semakin tinggi kadar abu. Kadar abu karet diharapkan rendah, karena umumnya sifat logam dapat mempercepat terjadinya proses oksidasi karet. Dalam penanganan bahan olah karet kotoran dari luar seperti pasir, tanah dan lain-lain harus dihindarkan.
( M.Ompusunggu , 1987 )
Adapun sifat-sifat yang menunjukkan mutu dari lateks adalah : 1. Kekuatan Tarik dan Regangan Pada Pecahan Adapun yang dinamakan kekuatan tarik yaitu gaya yang perlu untuk meregang sepotong percobaan ( tekstil ) sampai patah. Yang dikatakan regangan pada patahan yaitu panjang yang dialami percobaan sampai terjadinya patahan atau pecahan pada lateks.Regangan disebut juga dengan persen dari suatu panjang yang bermula. 2. Kekeran Yang dimaksud dengan kekerasan yaitu kemampuan karet menahan sebuah peluru yang terletak pada timbangan atau tekanan pegas. Karena adanya proses vulkanisasi maka kekerasannya semakin bertambah.
Universitas Sumatera Utara
22
3. kekuatan Terhadap Susutan Adapun sifat kekuatan terhadap susutan terutama pada barang-barang yang mudah rusak seperti ban luar, ban pengangkutan, telapak dan tumit sepatu. Karet yang divulkanisasi umumnya tahan terhadap susutan.kekuatan ini ditentukan oleh suatu percobaan karet dalam jangka waktu yang tertentu pada permukaan yang kasar. ( G.de Boer , 1997 )
2.1.5. Faktor-faktor Yang mempengaruhi Kestabilan Lateks Kestabilan koloid lateks dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor antara lain : a. Pengaruh pH Perubahan pH dapat terjadi dengan penambahan asam atau basa dan karena penambahan elektrolit. Bila pH diturunkan terlalu rendah dan dengan cepat lateks akan tetap cair ( stabil ) karena lapisan pelindung seluruhnya bermuatan positif. Demikian juga pada pH 5,5 lateks akan stabil karena protein bermuatan negatif. b. Pengaruh Jasad Renik Setelah lateks keluar dari pohon, lateks itu akan segera tercemar oleh jasad renik yang berasal dari udara atau dari peralatan-peralatan yang digunakan. Jasad renik tersebut mula-mula akan menyerang karbohidrat terutama gula yang terdapat dalam serum dan menghasilkan asam-asam lemak yang mudah menguap. c. Pengaruh Mekanis Jika lateks sering tergoncang akan dapat mengganggu gerakan Brown dan sistem koloid lateks, sehingga partikel mungkin akan bertubrukan satu sama lain. Tubrukan-tubrukan tersebut dapat menyebabkan terpecahnya lapisan pelindung dan akan mengakibatkan penggumpalan.
( M.Tampubolon, 1986 )
Universitas Sumatera Utara
23
2.2. Lateks Pekat Lateks pekat adalah salah satu jenis ekspor karet alam Indonesia yang tergolong dalam harga paling tinggi dibanding jenis karet ekspor lainnya seperti RSS (Ribbed Smoked Sheet) dan TSR (Tecnically Specified Rubber). Lateks pekat dibuat dari olahan lateks kebun (DRC 25-40%) dengan proses pemekatan hingga kadar karet kering (DRC) menjadi lebih besar dari 60%. Tujuan dari pemekatan lateks antara lain adalah : 1. Untuk memperoleh kadar karet kering ( DRC ) ± 60%. 2.
Untuk mengurangi kenaikan biaya produksi.
3. Untuk mengetahui jumlah air yang ditambahkan pada pengenceran lateks sampai kadar yang diketahui. 4. Lateks yang pekat akan lebih seragam mutunya dan lebih sesuai untuk pengolahan barang dari karet yaitu benang karet. ( M.Ompusunggu , 1987 ) Sebelum lateks kebun diolah menjadi lateks pekat, terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan mutunya di laboratorium. Parameter mutu yang penting untuk diperiksaan adalah DRC, kadar NH 3 dan bilangan VFA. Persyaratan mutu lateks kebun setiba di pabrik untuk dapat diolah menjadi lateks pekat adalah : 1. Kadar Karet Kering (DRC)
: Minimum
28%
2. Kadar Amonia (NH 3 )
: Minimum
3,5 g/l
3. Bilangan VFA
: Maksimum 0,05 ( Dr. Tonel Barus , 1995 )
Ada empat cara yang digunakan untuk mendapatkan lateks pekat yaitu : 1. Cara pemusingan (Centrifuging)
Universitas Sumatera Utara
24
2. Proses pemekatan lateks kebun dipusingkan dengan menggunakan alat sentrifugasi pada kecepatan 5000-7000 rpm (putaran permenit) sehingga menimbulkan gaya centrifugasi partikel karet yang cukup besar sehingga lateks kebun terpisah menjadi dua bagian yaitu kecepatan gerak partikel keatas menjadi lebih besar yang disebut lateks pekat dengan KKK ± 60% sedangkan serum tertinggal dibagian bawah disebut skim dengan KKKnya ± ( 4-10%) 3. Pendadihan (Creaming) Cara pendadihan yaitu memekatkan lateks kebun dengan menggunakan bahan pendadih misalnya garam amonium algionat. Bahan pendadih dicampurkan kedalam lateks kebun dan diaduk sampai rata kemudian dibiarkan sampai beberapa hari. Maka akan terpisah menjadi dua bagian yaitu bagian atas adalah lateks yang disebut dengan lateks dadih dengan KKK antara (55-60%) dan bagian bawah serumnya yang mengandung beberapa persen berat saja (KKK ± 3%)
( Tim Penulis PS, 1993)
4. Penguapan (Evaporating) Maksud dari penguapan ini adalah untuk mengurangi kadar air dari lateks kebun dengan cara pemanasan. Lateks pekat yang diperoleh ini kadar karet keringnya antara 70-75% dan masih mengandung bahan bukan karet. 5. Dekantasi Listrik (Electrodecantation) Pada dekantasi listrik pemekatan lateks dilakukan dengan cara memasukkan dua logam elektroda yaitu positif dan negatif kedalam lateks kebun yang ditempatkan dalam suatu tabung. Karena butir-butir karet bermuatan negatif, maka butir-butir karet akan mengalir ke kutub positif dan menggumpal di sekelilingnya. Dengan cara tersebut maka terpisahlah lateks kebun menjadi
Universitas Sumatera Utara
25
dua bagian yaitu kutub positif terdapat lateks pekat sedangkan kutub negatif adalah serumnya. Dari keempat cara tersebut yanmg paling banyak digunakan dalam industri adalah pemusingan karena kapasitas produksi tinggi, viskositas lateks rendah (tidak kental) dan hasil lateksnya lebih murni (tidak tercampur endapan dan kotoran) mutu lateks pekat pusingan ditentukan berdasarkan pengujian yang ditetapkan oleh ASTM D.1076-1980 dan ISO 2004
Universitas Sumatera Utara
26
Tabel 2.2. Persyaratan Mutu Lateks Pekat Pusingan (Centrifuge NR Concentrated Specification) ASTM D. 1076-1980 dan ISO 2004 No
Parameter Mutu
.
ASTM D.1076-1980
ISO 2004
HA
LA
HA
LA
1.
Jumlah zat padat (TSC) min.%
61,5
61,5
61,5
61,5
2.
Kadar Karet Kering (DRC) 60,0
60,0
60,0
60,0
2,0
2,0
2,0
Min. 1,6
Maks.
min.% 3.
TSC-DRC, maks. %
4.
Kebasaan (NH 3 ), % didalam Min. 1,6
Maks.
air
1,0
Kemantapan mekanik (MST) 650
650
540
540
5.
2,0
1,0
min. detik 6.
Bilangan VFA, maks.
-
-
0,2
0,2
7.
Bilangan KOH,maks.
0,8
0,8
1,0
1,0
8.
Kadar Koagulum, maks. % 0,10
0,10
0,08
0,08
0,10
0,10
0,10
8
8
8
8
8
8
dari jumlah padatan 9.
Kadar Endapan, maks.% dari 0,10 jumlah padatan
10.
Kadar Tembaga (Cu),maks. 8 ppm
11.
Kadar
Mangan
(Mn),maks. 8
ppm 12.
Warna secara visual
Tidak berwarna biru atau abu-abu
13.
Bau setelah dinetralkan dengan Tidak berbau busuk asam borat
HA
: Lateks pekat jenis “ High Amonia”
LA
: Lateks pekat jenis “ Low Amonia” ( M Omposunggu , 1987 )
Universitas Sumatera Utara
27
2.3. Lateks Compound Dalam pengolahan lateks banyak sekali digunakan bahan-bahan kimia. Sesuai dengan proses yang dibantunya bahan itu ada yang berfungsi sebagai bahan pokok, yaitu sebagai bahan pembeku, vulkanisasi, pencepat rekasi, penggiat, antioksidan dan antiozon, pengisi, pelunak, pewarna. a. Bahan Pembeku Untuk proses pembekuan lateks ada beberapa macam bahan kimia yang bisa digunakan. Biasanya adalah jenis-jenis asam, seperti asam format atau asam semut dan asam asetat atau asam cuka. b. Bahan Vulkanisasi Bahan kimia ini diperlukan dalam proses vulkanisasi agar kompon karet cepat matang. Yang biasa digunakan untuk keperluan ini adalah belerang. Selain untuk vulakanisasi karet alam, belerang juga digunakan untuk vulkanisasi karet sintesis. Selain belerang bahan-bahan seperti damar fenolik, peroksida organik, radiasi sinar gamma, serta uretan juga dapat digunakan. c. Bahan Pencepat Reaksi Reaksi vulkanisasi biasanya berlangsung sangat lambat. Untuk mempercepat rekasi vulkanisasi maka dibutuhkan bahan pencepat reaksi. Contoh bahan pencepat rekasi adalah ZDCB. d. Bahan Penggiat Fungsi bahan penggiat adalah nenambah cepat kerja bahan pencepat reaksi. Jadi, meskipun bahan ini tidak termasuk vital, tetapi cukup menentukan dalam proses pengolahan karet. Seng oksida dan asam stearat adalah contoh bahan penggiat yang paling banyak dipakai.
Universitas Sumatera Utara
28
e. Bahan Antioksidan dan Antiozonan Fungsi bahan ini untuk melindungi karet dari karusakan karena pengaruh oksigen maupun ozon yang terdapat di udara. Bahan kimia ini biasanya juga tahan terhadap pengaruh ion-ion tembaga, mangan dan besi. Selain itu juga mampu melindungi terhadap suhu tinggi, retak-retak dan lentur. Contohnya adalah Sunproff dan Wingstay L. f. Bahan Pelunak Bahan pelunak berfungsi memudahkan pembuatan karet dan pemberian bentuk. Karet yang diberi bahan pelunak bisa menjadi empuk. Penambahan bahan pengisi yang cukup banyak perlu diimbangi dengan penambahan bahan ini. Bahan pelunak yang banyak digunakan antara lain minyak naftenik, minyak nabati, minyak aromatik. g. Bahan Pengisi Ada dua macam bahan pengisi dalam proses pengolahan karet. Pertama, bahan pengisi yang tidak aktif. Kedua, bahan pengsisi yang aktif atau bahan pengisi yang menguatkan. Yang pertama hanya menmbah kekerasan dan kekakuan pada karet yang dihasilkan, tetapi kekuatan dan sifat lainnya menurun, contonya tanah liat, kalsium karbonat. Bahan pengisi aktif atau penguat contohnya karbon hitam, silika, aluminium silikat dan magnesium silikat. Bahan ini mampu menambah kekerasan, ketahanan sobek, ketahanan kikisan, serta tegangan putus yang tinggi pada karet yang dihasilkan. h. Bahan Pewarna Jenis karet tertentu membutuhkan warna dalam pengolahannya. Untuk keperluan inilah bahan pewarna diberikan.
( Tim Penulis PS, 1993)
Universitas Sumatera Utara
29
2.4.Swelling Index Swelling indeks merupakan nilai yang menunjukkan perbandingan antara diameter pengembangan dengan diameter awal. Swelling indeks juga bisa dikatakan sebagai angka pemasakan kompon. Adapaun swelling test dari compound dilakukan pada titik akhir maturasi (pemasakan) karena lateks yang telah mengalami vulkanisasi akan mempunyai sifat yang tidak larut dalam suatu cairan organik, tetapi lateks akan mengalami pengembangan. Sebelum dilakukan proses pengolahan compound lebih lanjut perlu dilakukan pengujian sifat dari alteks compound tersebut untuk memastikan keadaannya sehingga tidak terjadi gangguan pada proses produksi. Didalam active compound tank (ACT) berlangsung proses maturasi, lamanya waktu maturasi tergantung dari banyaknya jumlah lateks yang akan diolah.tetapi biasanya standart waktu yang menjadi acuan maturasi compound adalah
+
8 jam.
Untuk mempercepat maturasi maka unit active compound dilengkapi dengan jacker yang berfungsi sebagai pelapis tangki active agar suhu dalam tangki dapat mencapai temperatur yang diharapkan sehingga waktu maturasi berlangsung dengan cepat. Adapun temperatur maturasi adalah
+
32 0 C.
Swelling test dilakukan sebanyak empat kali. Pengujian pertama dilakukan setelah maturasi compound berlangsung selama 2 jam. Demikianlah seterusnya sebanyak 4 kali dan range waktu setiap pengujian adalah 2 jam. Adapun tujuan dilakukan swelling test sebanyak 4 kali adalah untuk mengontrol jalannya proses maturasi dan mengetahui apakah swelling indeks sesuai dengan standat yang ditentukan selama proses maturasi berlangsung di active compound sehingga dapat
Universitas Sumatera Utara
30
diatasi bila swelling indeks diatas atau dibawah standart sehingga tidak mempengaruhi mutu pruduksi benang karet.
2.5. Tegangan Putus Tegangan putus merupakan salah satu yang sangat penting diperhatikan dalam pengujian hasil dari produksi benang karet yang telah siap sesuai dengan order. Pada tahun 1678 seorang ilmuan Inggris yang bernama Robert Hooke dalam percobaannya menyatakan bahwa apabila benda-benda yang diberikan gaya akan berubah bentuknya. Contohnya pada benang karet yang akan diuji tegangan putusnya, apabila pada pengujian tegangan putus ini diberikan beban yang berlebih, maka benang karet itu akan terputus. Tegangan putus pada suatu penampang tertentu, disebabkan oleh besar benda dibawah penampang tersebut. Tegangan putus secara umum dapat dirumuskan sebagai berikut : σ =
F A
Dimana :
σ = tegangang puutus
kg/cm2
F = gaya yang diberikan
kg
A = luas permukaan penampang
cm2
Dengan melakukan percobaan langsung terhadap batang prismatis (batang dengan bentuk-bentuk) dan bermacam-macam bahan disimpulkan bahwa dalam batas tertentu, perpanjangan batang itu sebanding dengan gaya tariknya. Hubungan linier antara tegangang dengan regangan disebut hukum Hooke Pada benang karet tegangan putus dikenal dengan istilah Resintace At break. Alat yang digunakan untuk mengetahui tegangan putus adalah dynamometer.
Universitas Sumatera Utara
31
Tegangan putus adalah perbandingan hasil pembacaan titik putus pada grafik dengan total section dan dapat dirumuskan sebagai berikut : Tegangan putus
=
hasilpembacaanskalatitikputus total sec tion
Hasil pembacaan skala titik putus
g
Total section
mm2
Pembacaan skala titik putus dibaca tiap skala adalah 3200 g, total section dapat dihitung dengan rumus : Total section = 2 x section x jumlah loops Dimana section adalah pemotongan benang karet yang sangat kecil dalam satuan g, jumlah loops merupakan standar pabrik sebesar 16mm2/g pada benang karet Count 42 NS 40.
( PT.Industri Karet Nusantara Medan )
Universitas Sumatera Utara
