PENGARUH KOMPOSISI BAHAN (30):25-30
PENGARUH KOMPOSISI BAHAN BAKU CAMPURAN BATANG TERHADAP KUALITAS PULP DAN KERTAS KAYU LEDA (Eucalyptus deglupta Blume) DENGAN PROSES KRAFT HENNI ARRYATI Program Studi Teknologi Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Universitas Lambung Mangkurat Jl. A. Yani KM 36 Banjarbaru ABSTRACT The Influence of Raw Material Composition Stem to Pulp and Paper Quality of Leda (Eucalyptus deglupta Blume )on Kraft pulping Process. The aim of research to find out optimalize to use raw material of composition stem leda (Eucalyptus deglupta Blume) The result of research shown Pulping proses of stem in optimal condition have screened yield, total yield, uncooked wood and Kappa number are 45.72 %, 0.31 % and 18.13 respectively. The properties of paper (30oSR) are breaking length 5104 m, burst strenght 456 kPa and tear strength 919 mN. According of physical properties of pulp, physical and mechanical properties of paper, kraft pulping process of several composition of stem are suitable as pulp and paper raw material the quality is second grade.
PENDAHULUAN Hutan merupakan sumberdaya alam yang dapat diperbaharui dan tumbuh tersebar diseluruh permukaan bumi, sebagian berada tumbuh di kepulauan Indonesia, baik yang tumbuh di hutan primer maupun sekunder. Hutan sekunder dan lahan yang ditumbuhi alang-alang cukup tersedia untuk digunakan sebagai Hutan Tanaman Industri yang merupakan sumer bahan baku bagi industri pulp dan kertas Program penanaman hutan yang dikenal dengan Hutan Tanaman Industri (HTI). Program penanaman ini diharapkan dalam waktu mendatang dapat mengganti sebagian hutan alam sebagai sumber penyedia bahan baku bagi industri pulp dan kertas berkelanjutan (Dep-Hut, 1987) Dalam pemakaian bahan baku untuk memproduksi pulp dan
kertas, perlu meningkatkan bahan baku berupa limbah yang sudah tidak terpakai lagi berupa batang dengan segala ukuran. Pemanfaatan batang yang diameter kecil dan bengkok sehingga tidak perlu dibuang, merupakan langkah efisiensi sebagai bahan baku tambahan sehingga menghemat penggunaan kayu tropis. Dilakukan dengan metode pemasakan yang cukup ideal adalah proses kraft atau sulfat maka diharapkan pada pemasakan ini delignifikasi berjalan dengan baik. Tujuan dari penelitian ini untuk mendapatkan informasi optimalisasi bahan baku dari batang berbagai ukuran diameter dengan proses kraft terhadap kualitas pulp dan kertas.
Jurnal Hutan Tropis Volume 11 No. 30, Edisi September 2010
25
PENGARUH KOMPOSISI BAHAN (30):25-30
METODE PENELITIAN Analisa kimia standart TAPPI dan
berdasar metode
pemasakan sesuai dengan proses kraft.
HASIL PENELITIAN Proses pulping Campuran Seluruh Batang Proses pulping campuran seluruh batang ini dimaksudkan agar di dalam skala industri semua bagian kayu baik diameter kecil sampai besar dapat dimanfaatkan
secara keseluruhan. Diameter yang digunakan dari 8 – 36 cm pada berbagai konsentrasi alkali aktif (12 – 20%), sulfiditas 25%, temperatur 170 – 180 oC waktu pemasakan 1 jam, perbandingan (rasio kayu dan bahan pemasakan ) 1 : 4.
Tabel 1. Hasil Pengujian Sifat Fisik Pulp Leda (Eucalyptus deglupta Blume) pada Seluruh Campuran Batang AA
T
Rendemen Sisa Tersaring Kayu o (%) C (%) (%) 12 170 41.34 13.17 14 170 47.57 3.48 16 170 46.93 0.86 18 170 46.95 0.30 20 170 45.82 0.19 12 175 46.17 4.88 14 175 46.52 2.14 16 175 45.72 0.31 18 175 45.21 0.10 20 175 44.08 0.08 12 180 44.24 4.09 14 180 45.81 2.09 16 180 44.51 0.56 18 180 43.63 0.27 20 180 43.50 0.07 Keterangan : S = 25%, T= 1 jam, Rasio 1 : 4 Sifat Fisik Pulp Sisa Kayu Dari data hasil penelitian konsentrasi alkali aktif 12 – 20%, Temperatur pemasakan 170 180oC dan waktu pemasakan 1 jam dan sulfiditas 25%, pada temperatur 170oC diperoleh sisa kayu yang tidak termasak berkisar 0,19 – 13,17%, temperatur 175oC berkisar0.08 – 4,88% dan temperatur 180oC
Rendemen Total (%) 54.51 51.05 47.79 47.25 46.01 51.05 48.66 46.03 45.31 44.16 48.33 47.89 45.07 43.90 43.57
Bilangan Kappa 46.44 31.30 22.15 18.24 15.93 37.26 23.24 18.13 15.56 12.75 36.28 21.81 17.10 13.75 11.45
berkisar 0,07 – 4,09%. Dari data yang dihasilkan tampak bahwa pada konsentrasi alkali aktif 12% dan temperatur 170 – 180oC proses pulping belum berjalan sempurna sehingga sisa kayu yang diperoleh masih sangat besar yaitu 13,17%. Hal ini karena konsentrasi alkali aktif masih rendah sehingga kayu tidak dapat termasak secara keseluruhan. sifat
Pada tabel 1. menunjukkan fisik pulp menurun seiring
Jurnal Hutan Tropis Volume 11 No. 30, Edisi September 2010
Sisa Lignin (%) 6.97 4.69 3.32 2.74 2.39 5.59 3.49 2.72 2.33 1.91 5.44 3.27 2.56 2.06 1.72
26
PENGARUH KOMPOSISI BAHAN (30):25-30
dengan peningkatan konsentrasi alkali aktif dan temperatur pemasak. Peningkatan konsentrasi alkali aktif dari 12% menjadi 20% akan menurunkan sisa kayu. Hasil penelitian proses pulping campuran seluruh batang ini terlihat bahwa nilai alkali aktif sangat berpengaruh terhadap sisa kayu yang dihasilkan, semakin tinggi alkali aktif semakin sedikit sisa kayunya. Peningkatan konsentrasi alkali aktif tersebut menyebabkan intensitas delignifikasi atau degradasi dari komponenkomponen kimia kayu akan semakin meningkat pula dan kerusakan selulosa dan hemiselulosa terjadi terutama daerah amourfus dan gugus akhir dari daerah kristalin selulosa (Kollmann dan Cote, 1968). Sutrisno (1976) menambahkan bahwa pada pemasakan proses soda, penambahan konsentrasi larutan pemasak akan mengakibatkan defiberasi, menurunkan rendemen pulp yang dihasilkan, sedangkan pada suatu konsentrasi tertentu dari larutan pemasak, penambahan temperatur akan mengakibatkan bertambahnya penetrasi larutan pemasak ke dalam serpih sehingga mempermudah terjadinya defiberasi tetapi rendemen ysng dihasilkan akan berkurang. Rendemen Total Nilai rendemen total yang dihasilkan merupakan penambahan rendemen tersaring dan sisa kayu yang tidak termasak. Dengan naiknya sisa kayu yang tidak termasak maka akan naik pula nilai rendemen totaak pulp. Berdasarkan data rendemen secara keseluruhan pada berbagai kondisi pemasakan kayu pada temperatur 170oC rendemen tersaring 41,34 -47,57%, rendemen total 46,01 -54,51%. Pada temperatur 175o rendemen tersaring
44,08 – 46,52%, rendemen total 44,15 - 51,05% dan temperatur 180oC rendemen tersaring 43,50 45,81%, rendemen total 43,57 48,33%. Peningkatan rendemen tersaring tidak menyebabkan rendemen total meningkat dikarenakan selama proses pulping berlangsung, peningkatan konsentrasi alkali aktif tidak hanya melarutkan lignin dan menurunkan sisa kayu, tapi juga terjadi degradasi selulosa. Terlihat pada konsentrasi alkali aktif 16 – 20% nilai rendemen tersaring berangsur-angsur turun, seiring dengan naiknya temperatur, demikian juga dengan rendemen total. Hal di atas didukung oleh Ott et al (1963) dalam Sutrisno (1976) menyebutkan bahwa rendemen tersaring yang dihasilkan tidak begitu terpemgaruh oleh penambahan konsentrasi pemasak bila dibandingkan dengan penambahan temperatur yang diberikan. Kenaikan temperatur dalam pemasakan akan menyebabkan delignifikasi. Disebutkan pula bahwa delignifikasi akan meningkat dua kali lipat pada setiap kenaikkan temperatur 10oC tetapi kenaikkan temperatur tersebut juga menyebabkan selulosa mengalami degradasi. Nilai Optimal Sifat Fisik dan mekanik Kertas Pengujian sifat fisik dan mekanik kertas yang dihitung pada nilai interpolasi derajat giling 20,30 dan 45 oSR. Nilai hasil pengujian ini diperoleh dari proses pulping pada kondisi pemasakan dengan konsentrasi alkali aktif 12 – 29%, sulfiditas 25%, temperatur pemasakan `70 -180oC dan waktu pemasakan 1 jam dapat dilihat pada Tabel 2.
Jurnal Hutan Tropis Volume 11 No. 30, Edisi September 2010
27
PENGARUH KOMPOSISI BAHAN (30):25-30
Tabel 2. Nilai Sifat Fisik dan Mekanik Kertas pada Nilai Optimal Leda (Eucalyptus deglupta Blume) No. 1.
2.
3.
4.
Sifat Kondisi pemnasakan a. Kondisi alkali aktif (%) b. Konsentrasi Sulfiditas (%) c. Temperatur Pemasakan (oC) d. Waktu Pemasakan (jam) e. Ratio Kayu : Larutan (%) Sifat Fisik Pulp a. Rendemen tersaring (%) b. Sisa Kayu tidak Termasak (%) c. Rendemen Total (%) d. Bilangan Kappa Sifat Fisik Dan Mekanik Kertas : Derajat Giling 20oSR a. Kerapatan Kertas(gr/cm3) b. Kekuatan Tarik (m) c. Kekuatan Retak/Jebol (Kpa) d. Kekuatan Sobek (mN) Derajat Giling 30oSR a. Kerapatan Kertas(gr/cm3) b. Kekuatan Tarik (m) c. Kekuatan Retak/Jebol (Kpa) d. Kekuatan Sobek (mN) Derajat Giling 45oSRs a. Kerapatan Kertas(gr/cm3) b. Kekuatan Tarik (m) c. Kekuatan Retak/Jebol (Kpa) d. Kekuatan Sobek (mN) Kualitas
Dari tabel diatas tampak bahwa campuran seluruh batang yang optimal adalah temperatur 175oC. Karena rendemen pulp tersaring dan sifat kekuatan kertasnya yang dihasilkan relatif tinggi, bilangan Kappa cukup rendah, sehingga lebih menguntungkan jika dibandingkan dengan temperatur 170oC dengan pertimbangan sisa kayu pada temperatur 170oC cukup tinggi. Sedangkan pada keadaan yang lebihtinggi (konsentrasi 16% dan temperatur 180oC) tersebut terjadi penurunan bailangan Kappa tetapi selain itu juga tingkat degradasi selulosa juga makin tinggi.
Proses pulping
Campuran Seluruh Batang 16 25 175 1 1:4 45,72 0,31 46,03 18,13
0,6659 2605 230 632 0,8090 5135 514 808 0,9001 4951 399 780 II
Selanjutnya dengan adanya peningkatan derajat giling pulp pada nilai optimal proses pulping kraft cenderung meningkatkan sifat fisik dan mekanik kertas. Secara umum peningkatan sifat fisik dan mekanik kertas terjadi dengan cepat pada saat nilai derajat giling mencapai 30oSR dan relatif stabil, sedangkan pada derajat giling 45oSR kekuatan kertasnya menurun. Keadaan ini diduga karena dipengaruhi oleh perlakuan penggilingan yang diberikan, mengingat kondisi serat apabila dilakukan penggilingan yang berlebihan akan menjadi rusaak atau terpotongnya serat mengakibatkan
Jurnal Hutan Tropis Volume 11 No. 30, Edisi September 2010
28
PENGARUH KOMPOSISI BAHAN (30):25-30
daya tenun/daya ikat antar serat menjadi rendah. Emerton (1957), mengemukakan bahwa kenaikan derajat giling sampai pada batas tertentu akan menaikkan ikatan antar seratnya, sehingga kekuatan
yang umumnya mempunyai endensi untuk menaikkan kekuatan sobek, retak dan tarik sampai pada batas tertentu kemudian kekuatan itu akan menurun pada derajat giling yang lebih tinggi.
Tabel 3. Penentuan Kelas Kualita Pulp dan Kertas dari Campuran Batang jenis Leda (Eucalyptus deglupta Blume) Sifat
Campuran Seluruh Batang Besaran Nilai Kualita 0,8090 0,1001 45,72 100/I 16 100/I 18,13 50/II 514 25/I 5135 12,5/II 387,5/II
Densitas (gr/cm3) Rendeman Pulp (%) Konsumsi Alkali (%) Bilangan Kappa Faktor Letup (kPa) Kekuatan Tarik (m) Jumlah Berdasakan data hasil penelitian nilai optimal proses pulping, menetapkan penggunaan campuran seluruh batang memenuhi syarat sebagai bahan baku pulp dan kertas ke dalam kelas kualita II, hal ini berdasarkan pada klasifikasi yang dilakukan terhadap sifat fisik pulp, sifat fisik dan mekanik kertas,
pemakaian alkali aktif dan parameter lainnya, sama halnya dengan kualita bahan baku dari kondisi optimalisasi kayu leda dari batang. Penggunaan campuran seluruh batang memenuhi syarat sebagai bahan baku pulp dan kertas ke dalam kelas kualita II.
KESIMPULAN
Nilai optimal proses pulping campuran seluruh batang pada konsentrasi alkali aktif16 %, sulfiditas 25 %, ratio (chip : larutan) = 1 : 4, waktu pemasakan 1 jam dengan temperatur pemasakan 175oC, didapat rendemen tersaring sebesar 45,72 %, rendemen total
46,03 %, sisa kayu 0,31 % dan bilangan Kappa 18,13. Sifat kekuatan kertas pada nilai derajat giling 30oSR kekuatan tariknya sebesar 5135 m, kekuatan retaknya sebesar 514 kPa serta kekuatan sobeknya 808 Mn.
DAFTAR PUSTAKA
Dep-Hut, 1987. Informasi Hukum dan Perundang-undangan. Dep-Hut Edisi I 1987/1988.
Biro Hukum dan Organisasi Sekjen DepHut. Jakarta.
Jurnal Hutan Tropis Volume 11 No. 30, Edisi September 2010
29
PENGARUH KOMPOSISI BAHAN (30):25-30
Emerton, 1957. Fondamentals of The Beating Process. Kenley The British Paper and Board Industry Research Association. London.
dan Kertas. Berita Selulosa No.1. Departemen Perindustrian Lembaga Penelitian Selulosa Bandung. Bandung
Hidayat, 1992. Diktat Dasar Pembuatan Kertas. Yayasan Pendidikan Bhakti Industri Sekolah Teknologi Pulp dan Kertas. Bandung
Muladi, S. 1994. Diktat Industri Kimia Hasil Hutan, Pulp dan Kertas. Fakultas Kehutanan Unmul. Samarinda.
Kollman and Cote, 1968. Principle of Wood Science and Technology, Volume I, Solid Wood Springer-Verlag. New York. Margono, S, 1972. Mangrove Sebagai Bahan Baku Pulp
Soetrisno, 1981. Penelitian Pembuatan Pulp dengan Bahan Baku Serbuk Penggergajian Kayu Albisia Proses Soda Antraqinon. Berita Seluloosa . Balai Penelitian Selulosa dan Polusi Balai Besar Selulosa. Bandung.
Jurnal Hutan Tropis Volume 11 No. 30, Edisi September 2010
30
