BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1Pengertian Kertas
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, kertas merupakan barang lembaran dibuat dari bubur rumput, jerami, kayu dan sebagainya yang biasa ditulisi atau untuk kertas pembungkus dan sebagainya. Natural paper atau kertas seni dapat dibuat dari seratserat tanaman, selain kayu, seperti jerami, ijuk, eceng gondok, dan sebagainya.
Kertas adalah material yang berasal dari pulp yang menjalani proses penggilingan. Serat yang digunakan untuk membuat kertas biasanya adalah serat alami yang mengandung selulosa dan hemiselulosa.
Secara umum kertas dibedakan menjadi dua golongan, yaitu kertas budaya dan kertas industri. Yang termasuk kertas budaya adalah kertas - kertas cetak dan kertas tulis diantaranya adalah : kertas kitab (bible-paper), buku, Bristol (kertas kartu), cover, kertas duplicating, koran, kertas litho (kertas cetak), kertas amplop. Sedangkan yang termasuk kertas industri adalah : kertas kantong, kertas minyak (tracing paper), pembungkus buah-buahan (fruit wrapper), cigarette tissue, kertas bangunan dan karton, kertas pengemas makanan, kertas isolasi elektris, karton, pembungkus sayuran (water leaf paper).
2.2 Macam-macam tipe kertas:
Pada umumnya kertas dibedakan beberapa macam, yaitu sebagai berikut : 1. Kertas kraft, biasanya digunakan untuk tas, karton berombak, juga untuk kemasan makanan
Universitas Sumatera Utara
2. Kertas tergelantang, biasanya digunakan untuk dibuat tas kecil, amplop, kertas lilin, label, dan bahan laminating 3. Kertas Greaseproof , biasanya digunakan untuk fatty foods 4. Kertas Glassine merupakan kertas yang tahan minyak.Biasanya digunakan untuk tas, kotak dan kemasan makanan berminyak 5. Perkamen sayur Kertas ini tidak beracun dan memiliki kekuatan tahan basah dan minyak. Biasanya digunakan untuk kemasan makanan basah dan berminyak 6. Kertas tissue Kertas ini memiliki sifat lembut, dan semitransparan. (Rebri Atnam, 2012)
2.3 Pulp
Pulp merupakan bahan setengah jadi, apabila diolah lebih lanjut akan menghasilkan kertas, serat rayon dan lain - lain. Bahan baku utama untuk pembuatan pulp ini adalahselulosa. Selulosa dapat diperoleh dari tumbuh-tumbuhan berserat. Unsur utama tumbuhan berserat ada tiga, yaitu : - selulosa = 45,80 % - Pentosan = 25,90 % - lignin = 22,60 %
Menurut (Darusetyo.R, 2002), kayu sebagai bahan dasar dalam industri kertas mengandung beberapa komponen antara lain : a. Selulosa, tersusun atas molekul glukosa rantai lurus dan panjang yang merupakan komponen paling disukai dalampembuatan kertas karena panjang, dan kuat. b. Hemiselulosa,
tersusun
atas
glukosa
rantai
pendek
dan
bercabang.
Hemiselulosa lebih mudah larut dalam air dan biasanya dihilangkan dalam proses pulping. c. Lignin, adalah jaringan polimer fenolik tiga dimensi yang berfungsi merekatkan serat selulosa sehingga menjadikaku. Pulping kimia dan proses
Universitas Sumatera Utara
pemutihan akanmenghilangkan lignin tanpa mengurangi serat selusosa secara signifikan. d. Ekstraktif, meliputi hormon tumbuhan, resin, asam lemak dan unsur lain. Komponen ini sangat beracun bagikehidupan perairan dan mencapai jumlah toksik akut dalam effluent industri kertas.
Proses pembuatan pulp adalah contoh perlakuan fisik dan kimia yang mempunyai tujuan untuk memisahkan selulosa dari kandungan impuritiesnya. Pemisahan dilakukan pada kondisi yang optimum untuk mencegah terjadinya degradasi terhadap selulosa. Menurut (Fengel dan Wenger,1995), kesulitan yang dihadapi dalam proses pemisahan ini disebabkan oleh: a. Berat molekul tinggi. b. Kesamaan sifat antara komponen impuritis dengan selulosa itu sendiri. c. Kristalinitas yang tinggi. d. Ikatan fisika dan kimia yang kuat
2.4 Pembuatan Pulp 2.4.1 Proses Pembuatan Pulp
Pulp adalah hasil pemisahan serat dari tanaman kayu(wood) maupun bukan kayu (nonwood), melalui proses kimia banyak dilakukan untuk pembuatan pulp. Proses pembuatan pulp yang menggunakan bahan baku tanaman bukan kayu (nonwood) dapat bermacam – macam proses pengolahan. Proses pembuatan pulp dibedakan atas proses mekanis, semikimia (kombinasi kimia dan mekanis) dan kimia. Umumnya dilaksanakan secara alkali dengan NaOH sebagai bahan kimia pemasak. (Zainal Nasution,2006).
Proses pembuatan pulp diantaranya dilakukan dengan proses mekanisme, kimia, dan semikimia. Pulp yang dibuat secara mekanis dinamakan pulp mekanis. Pulp mekanis ini biasanya dibuat untuk kertas bermutu rendah dan murah, misalnya seperti kertas koran.
Universitas Sumatera Utara
Proses semikimia merupakan kombinasi antara mekanis dan kimia. Yang termasuk ke dalam proses ini diantaranya CTMP (Chemi Thermo Mechanical Pulping) dengan memanfaatkan suhu untuk mendegradasi lignin sehingga diperoleh pulp yang memiliki rendemen yang lebih rendah dengan kualitas yang lebih baik daripada pulp dengan proses mekanis.
Proses pembuatan pulp dengan proses kimia dikenal dengan sebutan proses kraft. Disebut kraft karena pulp yang dihasilkan dari proses ini memiliki kekuatan lebih tinggi daripada proses mekanis dan semikimia, akan tetapi rendemen yang dihasilkan lebih kecil diantara keduanya karena komponen yang terdegradasilebih banyak (lignin,ekstraktif , dan mineral).
Untuk mencari perbedaan sifat-sifat, baik sifat fisik maupun sifat kimia, perlu dilakukan pengujian baik pengujian fisik maupun pengujian kimia. Sifat-sifat fisik pulp yaitu adalah : gramatur, tebal (bulky), ketahanan sobek, ketahanan retak, ketahanan tarik dan ketahanan lipat, derajat putih dan opasitas (kerapatan serat). Sedangkan sifat kimia adalah : kadar alpa selulosa, kadar abu, kadar lignin, kadar pentosan dan sebagainya.
2.4.2 Dimensi Serat
Selulosa merupakan kandungan utama untuk membuat kertas, selulosa ini berasal dari tumbuhan kayu (wood) maupun tumbuhan bukan kayu (nonwood). Pembuatan kertas merupakan proses penyusunan serat dalam bentuk lembaran. Selama proses pembuatan kertas, air dikeluarkan dari jaringan serat, sehingga terjadi ikatan antar serat yang semakin rapat dan disertai perubahan bentuk serat menjadi pipih.
Dimensi serat mempunyai peranan yang penting dalam suatu sifat fisik kertas seperti densitas, kekuatan kertas, porositas kertas dan kuat sobek kertas.Diameter serat tergantung dari letak sel. Pada kertas tipis kekuatannya lebih banyak berhubungan dengan ketegaran serat, sedangkan pada kertas tebal ikatan serat
Universitas Sumatera Utara
merupakan faktor yang sangat penting. Daya ikat serat dalam suatu lembaran kertas ditentukan oleh besarnya ikatan dan banyaknya fibrilasi (Kasdim Lumbanbatu, 2008).
2.4.3 Panjang Serat
Menurut penelitian-penelitian yang telah dilakukan, panjang serat merupakan sifat yang sangat menentukan kekuatan kertas dan sangat mempengaruhi kekuatan sobek serta pembentukan formasi.Serat panjang memberikan kekuatan tarik kertas yang lebih baik dibandingkan dengan serat pendek, tetapi serat pendek memberikan formasi yang lebih baik dibandingkan dengan serat panjang.Serat yang terdapat pada pohon kayu memiliki panjang serat yang berbeda-beda, maka distribusi panjang serat turut berperan juga dalam menentukan kekuatan kertas. Jumlah persentase serat yang tinggi akan menurunkan kekuatan serat.
Serat yang panjang lebih dari 5 mm sukar untuk dikerjakan dengan mesin kertas biasa, maka perlu pemotongan sampai mendapat kekuatan kertas yang diinginkan.Panjang serat juga mempengaruhi sifat-sifat fisis dari suatu kertas yang dihasilkan oleh serat tersebut.Semakin panjang serat maka semakin besar pula kekuatan tarik yang dihasilkan oleh kertas yang berbahan serat panjang tersebut.
(Dormian Saragi,2008)
Universitas Sumatera Utara
2.5 Pulp Serat Jambul Nanas
2.5.1 Klasifikasi Serat Jambul Nanas
Klasifikasi nanas : Kingdom
: Plantae (tumbuh-tumbuhan)
Divisi
: Spermatophyta (tumbuhan berbiji)
Kelas
: Angiospermae (berbiji tertutup)
Ordo
: Farinosae (Bromeliales)
Famili
: Bromiliaceae
Genus
: Ananas
Species
: Ananas comosus (L) Merr.
Tanaman nanas berasal dari Amerika tropis, yaitu daerah Brazil, Argentina dan Peru.Saat ini nanas telah tersebar di seluruh dunia, terutama disekitas khatulistiwa antar 30o LU dan 30o LS.Indonesia merupakan wilayah tropis beriklim basah yang memungkinkan tumbuhnya berbagai macam buah-buahan seperti nanas. Di Indonesia, tanaman nanas sangat popular dan banyak ditanam di dataran rendah hingga dataran tinggi. Maka terdapat daerah penghasil nanas yang terkenal, yaitu Subang, Bogor, Riau, Palembang dan Blitar.
Tanaman nanas dapat tumbuh di daerah beriklim kering dan masih mampu berbuah, tetapi yang harus diperhatikan adalah kedalaman air tanah antara 50-150 cm. Hal ini dikarenakan nanas memiliki akar yang dangkal tetapi mampu menyimpan air. Buah
nanas
merupakan
buah
majemuk
yang
disebut
sinkarpik
atau
coenocarpium.Diatas buah tumbuh daun-daun pendek yang tersusun seperti pilin-pilin yang disebut mahkota. (AnneAhira.com)
Serat jambul nanas adalah salah satu jenis serat yang berasal dari tumbuhan (vegetable fibre) yang diperoleh dari daun-daun tanaman nanas. Tanaman nanas yang juga mempunyai nama lain, yaitu Ananas Cosmosus, (termasuk dalam family Bromeliaceae), pada umumnya termasuk jenis tanaman semusim. Terdapat lebih dari 50 varietas tanaman nanas didunia, beberapa varietas tanaman nanas yang telah
Universitas Sumatera Utara
dibudidayakan di Indonesia antara lain Cayenne, Spanish/Spanyol, Abacaxi dan Queen. Tabel 2.1 memperlihatkan sifat fisik beberapa jenis varietas lain tanaman nanas yang sudah banyak dikembangkan. (Doraiswarmy et al., 1993).
Tabel 2.1Karakteristik Fisik Serat Jambul Nanas Varietas Nanas
Karakteristik Fisik Panjang (cm)
Lebar (cm)
Tebal (cm)
Assam local
75
4.7
0.21
Cayenalisa
55
4.0
0.21
Kallara local
56
3.3
0.22
Kew
73
5.2
0.25
Mauritius
55
5.3
0.18
Pulimath local
68
3.4
0.27
SmoothCayenne
58
4.7
0.21
Valera Moranda
65
3.9
0.23
Sumber :Doraiswarmy et al., 1993
2.5.2 Komposisi Serat Jambul Nanas
Hampir semua jenis serat alam, khususnya yang berasal dari tumbuhan (vegetable fibres), abaca, rami dan daun nanas, komposisi kandungan serat secara kimia yang paling besar adalah cellulose, meskipun unsur atau zat-zat lain juga terdapat pada serat tersebut, hemicellulose, lignin, pektin dan colouring matter (pigmen) yang menyebabkan serat berwarna. Komposisi kandungan zat-zat tersebut pada umumnya sangat bervariasi tergantung dengan jenis atau varietas tanaman nanas yang berbeda. Zat-zat tersebut perlu dihilangkan atau dikurangi pada proses selanjutnya (degumming) agar proses bleaching ataupun dyeing lebih mudah dikerjakan.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 komposisi kimia yang terkandung pada jenis serat alam nanas
Komposisi Kimia
Serat Nanas (%)
Alpha Selulosa
69,5 – 71,5
Pentosan
17,0 – 17,8
Lignin
4,4 – 4,7
Pektin
1,0 – 1,2
Lemak
3,0 – 3,3
Abu
0,71 – 0,87
Zat – zat lain (protein, asam
4,5 – 5,3
organik, dll) Sumber : Pratikno Hidayat,2008
2.6 Pulp Serat Jerami Padi
2.6.1 Klasifikasi Serat Jerami
Kerajaan
: Plantae
Divisi
: Magnoliophyta
Ordo
: Poales
Famili
: Poaceae
Genus
: Oryza
Spesies
: Oryza Sativa
Jerami padi merupakan limbah pertanian yang cukup besar jumlahnya dan belum banyak dimanfaatkan karena dianggap tidak memiliki nilai ekonomis, karena dibuang begitu saja setelah panen dilakukan.
Jerami padi bagian dari batang padi tanpa akar yang tertinggal setelah diambil butir buahnya-merupakan limbah pertanian terbesar dengan jumlah sekitar 20 juta ton
Universitas Sumatera Utara
per tahun. Sebagian besar jerami padi tidak dimanfaatkan karena selalu dibakar setelah proses pemanenan.
Penggunaan jerami padi sebagai bahan baku pulp padapabrik pulp dan kertas merupakan salah satu cara untukmemanfaatkan limbah pertanian karena mempunyai kandungan selulosa yang besar, di samping untuk menggantikan kayu sebagai bahan baku utama.Selain itu ketersediaannya pun melimpah sebagai hasil limbah pertanian yang kurang dimanfaatkan selama ini.
Jerami padi sebagai limbah pertanian yangberlignoselulosa memiliki prospek yang baik untuk digunakansebagai bahan baku produk berbasis serat seperti pulp dan kertasl. Jenis kertas yang dapat diproduksi dari jeramipadi, antara lain kertas kraft, kertas cetak, dan kertas map denganmutu yang memenuhi standar.
2.6.2 Komposisi Serat Jerami
Jerami yang dimaksud di sini adalah adalah batang jerami.Pada batang padi terdapat bulir – bulir padi melekat yang disebut malai.Daun padi terdiri atas upih daun yang membalut batang dan helai daun yang diantaranya terdapat beberapa sambungan berupa sendi.Serat- serat pada batang padi berfungsi sebagai penguat dan penegak batang.
Tabel 2.3 Kadar Serat Daun Panjang Serat Tanaman Padi Berat serat
Panjang serat
rata – rata (%)
Rata – rata (mm)
Batang
72,83
0,98
2
Malai
60,27
1,03
3
Upih daun
63,78
1,55
4
Helai daun
39,64
1,10
No
Bagian
1
Sumber : Buletin Litbang Industri No.1 Vol.20 Tahun 2000
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.4 Komponen Kimia dari Tanaman Padi No
Parameter
Persentase %
1
Abu
16,23
2
Silikat
14,65
3
Holoselulosa
57,87
4
Selulosa Alfa
39,48
5
Sari
6,50
6
Pentosan
28,82
7
Kelarutan dalam NaOH,1% 21,23
Sumber :Buletin Litbang Industri No. 1 Vol. 20 Tahun 2000
2.7 Bahan Kimia NaOH NaOH (Natrium Hidroksida) berwarna putih atau praktis putih, massa melebur, berbentuk pellet, serpihan atau batang atau bentuk lain. Sangat basa, keras, rapuh dan menunjukkan pecahan hablur. Bila dibiarkan di udara akan cepat menyerap karbondioksida dan lembab. NaOH ini berfungsi sebagai pemisah antara lignin dan selulosa. Kelarutan mudah larut dalam air dan dalam etanol tetapi tidak larut dalam eter. Titik leleh 318°C serta titik didih 1390°C. Hidratnya mengandung 7; 5; 3,5; 3; 2 dan 1 molekul air (Daintith, 2005).
NaOH membentuk basa kuat bila dilarutkan dalam air, NaOH murni merupakan padatan berwarna putih, densitas NaOH adalah 2,1 . Senyawa ini sangat mudah terionisasi membentuk ion natrium dan hidroksida (Keenan dkk, 1989).
2.7.1Sifat Kimia
NaOH berwarna putih atau praktis putih, berbentuk pellet, serpihan atau batang atau bentuk lain. Sangat basa, keras, rapuh dan menunjukkan pecahan hablur. Bila dibiarkan di udara akan cepat menyerap karbondioksida dan lembab. mudah larut dalam air dan dalam etanol tetapi tidak larut dalam eter.
Universitas Sumatera Utara
NaOH membentuk basa kuat bila dilarutkan dalam air, NaOH murni merupakan padatan berwarna putih.Senyawa ini sangat mudah terionisasi membentuk ion natrium dan hidroksida.
2.8 Kalsium hipoklorit
Kalsium
hipoklorit
adalah
senyawa
kimia
yang
memiliki
rumus
kimia
Ca(ClO)2.Kalsium hipoklorit adalah padatan putih yang siap didekomposisi di dalam air untuk kemudian melepaskan oksigen dan klorin. Kalsium hipoklorit memiliki aroma klorin yang kuat.Senyawa ini tidak terdapat di lingkungan secara bebas.
Kalsium hipoklorit umumnya digunakan sebagai agen pemutih atau disinfektan.Senyawa ini adalah komponen yang digunakan dalam pemutih komersial, larutan pembersih, dan disinfektan untuk air minum, sistem pemurnian air, dan kolam renang. Penggunaan kalsium hipoklorit dalam level kecil ketika menggunakan disinfektan seperti pemutih rumah tangga.Biasa digunakan ketik berenang di kolam yang menggunakan bahan kimia ini untuk membunuh bakteri. Ketiga, meminum air dari suplai air minum publik yang menggunakan bahan kimia ini untuk membunuh. Selain itu, para pekerja yang dipekerjakan di pekerjaan dimana senyawa ini digunakan sebagai pemutih kertas dan tekstil dapat menjadi subyek penggunaan kalsium hipoklorit dalam level sedikit lebih tinggi.
Universitas Sumatera Utara
