HUBUNGAN LAMANYA PENIMBUNAN KAYU Eucalyptus sp DILOGPOND DENGAN PERUBAHAN KANDUNGAN PENTOSAN PADA PT. TOBA PULP LESTARI TESIS

HUBUNGAN LAMANYA PENIMBUNAN KAYU Eucalyptus sp DILOGPOND DENGAN PERUBAHAN KANDUNGAN PENTOSAN PADA PT. TOBA PULP LESTARI

TESIS

Oleh ELIZAR NOVIANA 067006012/KM

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008 Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

HUBUNGAN LAMANYA PENIMBUNAN KAYU Eucalyptus sp DILOGPOND DENGAN PERUBAHAN KANDUNGAN PENTOSAN PADA PT. TOBA PULP LESTARI

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

ELIZAR NOVIANA 067006012/KM

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008 Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

Judul Tesis

Nama Mahasiswa Nomor Pokok Program Studi

: HUBUNGAN LAMANYA PENIMBUNAN KAYU Eucalyptus sp DILOGPOND DENGAN PERUBAHAN KANDUNGAN PENTOSAN PADA PT. TOBA PULP LESTARI : Elizar Noviana : 067006012 : Ilmu Kimia

Menyetujui : Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Ponten M. Naibaho) Ketua

Ketua Program Studi,

(Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D)

(Drs. Mimpin Ginting, MS) Anggota

Direktur,

(Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B., MSc)

Tanggal Lulus : 19 Juli 2008 Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

Telah Diuji pada Tanggal 19 Juli 2008

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua

:

Prof. Dr.Ponten M. Naibaho

Anggota

:

1. Drs. Mimpin Ginting, MS 2. Dr. Jamaran Kaban, MSc 3. Dr. Harry Agusnar, MSc, M.Phil 4. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D

Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

PERNYATAAN HUBUNGAN LAMANYA PENIMBUNAN KAYU Eucalyptus sp DILOGPOND DENGAN PERUBAHAN KANDUNGAN PENTOSAN PADA PT. TOBA PULP LESTARI Tesis Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang sepengatahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebut dalam daftar pustaka.

Medan,

Juli 2008

Penulis

Elizar Noviana


ABSTRAK Eucalyptus sp telah banyak digunakan sebagai bahan baku dalam industri pembuatan pulp. Penelitian ini ditujukan untuk mengetahui korelasi antara lama penyimpanan dan kandungan pentosan. Metode analisis sampel dilakukan berdasarkan metode TAPPI T223 cm – 84 untuk kayu yang disimpan dengan waktu 1 bulan, 2 bulan, 3 bulan dan 4 bulan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penurunan kandungan pentosan dengan lama waktu penyimpanan disebabkan reaksi hidrolisis pada polisakarida. Melalui uji statistik memperlihatkan korelasi yang signifikan antara kandungan pentosan dan lama penyimpanan. Kata Kunci : Pentosan, korelasi, lama penyimpanan, kandungan.


ABSTRACT Eucalyptus sp has been widely used as raw material in pulp manufacturing industry. This research is aimed to investigate the correlation between storage duration and content of pentosans. The sampling method analysis is conducted base on TAPPI T223 cm – 84 method for wood that is stored for 1 month, 2 months, 3 months and 4 months respectively. The result showed that reducing content of pentosans with storage duration due to hydrolysis reaction on polysaccharides. Through statistic test exhibited significantly correlation between content of pentosan and storage duration. Keywords : Pentosan, correlation, storage duration, content.


KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Allah SWT Yang Maha Pengasih dan Penyayang atas rahmat dan Karunia-Nya sehingga penulisan tesis ini dapat diselesaikan dengan baik. Dalam proses penulisan tesis ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan Beasiswa kepada penulis untuk melanjutkan studi di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. 2. Rektor Universitas Sumatera Utara, atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti Program Magister di Universitas Sumatera Utara. 3. Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B., MSc selaku Direktur Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas kepada penulis untuk mengikuti pendidikan Program Magister. 4. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D selaku Ketua Program Studi Ilmu Kimia sekaligus tim penguji yang telah memberi batuan dan masukan sehingga tesis ini dapat diselesaikan. 5. Prof. Dr.Ponten M. Naibaho, dan Drs. Mimpin Ginting, MS sebagai Pembimbing I dan Pembimbing II yang telah banyak memberikan arahan dan masukan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penulisan tesis ini. 6. Dr. Harry Agusnar, MSc, M.Phil, dan Dr. Jamaran Kaban, MSc, selaku tim penguji yang telah memberi bantuan dan masukan sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

7. Bapak Darul Aman, S.Pd selaku kepala sekolah SMA Negeri 13 Medan yang telah memberikan dorongan dan kesempatan buat penulis untuk melanjutkan studi di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. 8. Bapak pimpinan PT. Toba Pulp Lestari Porsea Sumatera Utara yang telah memberi izin penulis untuk melakukan penelitian hingga selesai tesis ini. 9. Ibu Sri Nurhayati Pasaribu sebagai Technical Departemen TPL. 10. Kepala Laboratorium PT. Toba Pulp Lestari Porsea Sumatera Utara Medan beserta staf dan asisten atas fasilitas dan sarana yang diberikan. 11. Seluruh dosen Program Studi Ilmu Kimia yang telah memberikan bekal bagi penulis melalui materi-materi kuliah yang penuh nilai dan makna dalam penyempurnaan penulisan tesis ini, juga kepada seluruh tenaga administrasi yang tulus ikhlas melayani keperluan penulis selama menjalani studi dan penulisan tesis. 12. Ir. Hamidah Harahap, MSc yang telah memberi bantuan dan masukan sehingga tesis ini dapat terselesaikan. 13. Rekan-rekan Guru di SMA Negeri 13 Medan yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu. 14. Rekan-rekan sesama Mahasiswa Magister Kimia Guru-guru angkatan 06, khususnya pak Marnaek Nainggolan, Osloria Sihite, Deliani, Faisal Amri dan Azhar Tarigan. 15. Seluruh pihak yang terlibat baik langsung ataupun tidak langsung yang tidak dapat penulis tuliskan satu persatu yang telah turut berperan sehingga selesainya tesis ini. Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

Akhirnya sembah sujud penulis dan terima kasih yang tak terhingga kepada Ayahanda (Alm) Abdul Djalil dan Ibunda (Almh) Naciar Pirous, Bapak (Alm) Amran Musa Lubis serta Ibu Mariati Siregar yang telah memberi doa dan semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan. Juga terima kasih kepada suami dan anakanak saya tercinta atas doa dan kesabarannya serta memberikan bantuan baik materi maupun moril, sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan. Semoga segala bantuan dan perhatian yang telah diberikan kepada penulis menjadi amal kebaikan dan mendapat pahala disisi Allah SWT, semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi yang memerlukan.

Medan, Juli 2008 Penulis,

Elizar Noviana


RIWAYAT HIDUP

Penulis lahir pada tanggal 29 November 1960 di Meulaboh, merupakan putri dari pasangan Abdul Djalil (Alm) dan Hj. Naciar Pirous (Almh). Penulis menjalani pendidikan dasar di SD Negeri No.4 Meulaboh, kemudian melanjutkan ke SMP Negeri Meulaboh dan SMA Negeri Meulaboh. Pada Tahun 1979 penulis diterima di Perguruan Tinggi Diploma Tiga Jurusan Kimia Unsyiah.Awal tahun 1983 penulis ditempatkan tugas mengajar di SMA Negeri 2 Meulaboh hingga tahun 1987. Pada Akhir tahun 1987 pindah tugas mengajar ke SMA Negeri 4 Banda Aceh hingga tahun 2004.Sementara aktif mengajar penulis melanjutkan pendidikan S-1 di FKIP Unsyiah Jurusan Kimia hingga mendapat gelar Sarjana Pendidikan ditahun 1998. Awal tahun 2004 penulis pindah tugas ke SMA Negeri 13 Medan hingga sekarang. Pada tahun 2006 penulis mengikuti program studi kimia pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara dan berhasil menyelesaikan Program Magister (S-2 Kimia) pada tahun 2008.


DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK ................................................................................................................ ...i ABSTRACT.............................................................................................................. ..ii KATA PENGANTAR .............................................................................................. .iii RIWAYAT HIDUP.....................................................................................................vi DAFTAR ISI............................................................................................................. vii DAFTAR TABEL..................................................................................................... .ix DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ ..x DAFTAR LAMPIRAN...............................................................................................xi BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ ..1 1.1 Latar Belakang ........................................................................................ ..1 1.2 Permasalahan .......................................................................................... ..5 1.3 Pembatasan Masalah ............................................................................... ..5 1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................... ..5 1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................. ..5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................................... ..6 2.1 Eucaliptus sp. .......................................................................................... ..6 2.2 Kayu ........................................................................................................ ..8 2.2.1 Sifat-sifat Kayu ................................................................................. 10 2.2.2 Dinding Sel Kayu.............................................................................. 12 2.2.3 Komponen Kimia Kayu .................................................................... 14 2.2.4 Ekstraktif ........................................................................................... 21 2.2.5 Analisa Pentosan ............................................................................... 22 2.3 Proses Pembuatan Pulp ........................................................................... 23 2.3.1 Proses Pembuatan Pulp Sulfat (Proses Kraft) ................................... 23


BAB III METODE PENELITIAN ........................................................................... 26 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................. 26 3.2 Bahan dan Alat yang digunakan ............................................................. 26 3.3 Cara Pengambilan Sampel di Lapangan ................................................. 26 3.4 Prosedur Kerja......................................................................................... 27 3.4.1 Penentuan Moisture Content (MC)…………………………….........28 3.4.2 Penentuan kandungan pentosan..........................................................28 3.4.3 Analisis data dilakukan secara statistik mengikuti persamaan garis regresi................................................................................................29 3.5 Bagan Penelitian.......................................................................................30 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 31 4.1 Hasil dan Pengolahan Data Penelitian .................................................... 31 4.1.1 Penentuan Kandungan Pentosan ....................................................... 32 4.2 Pembahasan............................................................................................. 34 4.2.1 Perhitungan Mencari Persamaan Garis Regresi................................ 36 4.2.2 Hubungan Lama Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan Pada Sektor Aek Nauli ...................................................................... 38 4.2.3 Hubungan Lama Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan Pada Sektor Habinsaran .................................................................... 38 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.................................................................... 42 5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 42 5.2 Saran........................................................................................................ 42 DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................43


DAFTAR TABEL

Nomor

Judul

Halaman

1.

Komposisi Kimia Kayu dari Amerika Selatan, Amerika Tengah Mexico dan Puerto Rico............................................................................... ...8

2.

Perbedaan Kayu Daun Lebar dan Kayu Daun Jarum................................... ...9

3.

Komposisi Unsur-Unsur Kimia Dalam Kayu .............................................. .12

4.

Komponen Kimia Kayu Menurut Golongan Kayu ...................................... .15

5. Analisa kimia 9 jenis kayu dari Indonesia bagian Timur..............................16 6.

Klasifikasi komponen kimia kayu Indonesia.................................................20

7.

Hasil Penentuan Kandungan Pentosan Kayu Eucaliptus sp dari Sektor HTI Aek Nauli .................................................................................. .31

8.

Hasil Penentuan Kandungan Pentosan Kayu Eucaliptus sp dari Sektor HTI Habinsaran ................................................................................ .32


DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul

Halaman

1.

Bagan Umum Komponen Kimia Kayu... ................................................ .10

2.

Struktur sel kayu ..................................................................................... .13

3.

Struktul Molekul Sellulosa...................................................................... .17

4.

Hasil Hidrolisis Hemiselulosa................................................................. .18

5.

Struktur Molekul Xylan ......................................................................... .18

6.

Struktur Lignin ........................................................................................ .19

7.

Molekul Struktur Furfural ...................................................................... .21

8.

Typical Cooking System With Top and Bottom Blow Lines ................. .25

9.

Kurva Hubungan Lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan Pada Sektor Aek Nauli............................................................. .36

10.

Kurva Hubungan Lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan Pada Sektor Habinsaran........................................................... .37


DAFTAR LAMPIRAN

Nomor

Judul

Halaman

1. Tabel Data Hasil Kandungan Pentosan ...................................................... 45 1.a. Kandungan Pentosan (KP) pada Sektor Aek Nauli dengan lama penyimpanan1bulandarilogA...............................................45 1.b. Kandungan Pentosan (KP) pada Sektor Aek Nauli dengan lama penyimpanan 2 bulan dari log B..........................................45 1.c Kandungan Pentosan (KP) pada Sektor Aek Nauli dengan lama penyimpanan 3 bulan dari log C..........................................46 1.d. Kandungan Pentosan (KP) pada Sektor Aek Nauli dengan lama penyimpanan 4 bulan dari log D.........................................46 1.e. Kandungan Pentosan (KP) pada Sektor Habinsaran dengan lama penyimpanan 1 bulan dari log A.........................................47 1.f. Kandungan Pentosan (KP) pada Sektor Habinsaran dengan lama penyimpanan 2 bulan dari log B..........................................47 1.g. Kandungan pentosan (KP) pada Sektor Habinsaran dengan lama penyimpanan 3 bulan dari log C.........................................48 1.h.Kandungan pentosan (KP) pada Sektor Habinsaran dengan lama penyimpanan 4 bulan dari log D..........................................48 2. Tabel Data Hasil Penurunan Persamaan Garis Regresi................................49 2.a. Hasil Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk kandungan pentosan Pada Sektor Aek Nauli………………..........................49 2.b. Hasil Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk kandungan pentosan Pada Sektor Habinsaran.................................................49 3. Gambar Kurva Hubungan lamanya Penyimpanan dengan Kandungan 3.a. Kurva Hubungan lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan pada log Kayu Atas pada Sektor Aek Nauli.................51 Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

3.b Kurva Hubungan lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan pada log Kayu Tengah pada Sektor Aek Nauli..............51 3.c. Kurva Hubungan lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan pada log Kayu Bawah pada Sektor Aek Nauli..............52 3.d. Kurva Hubungan lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan pada log Kayu Atas pada Sektor Habinsaran................52 3.e. Kurva Hubungan lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan pada log Kayu Tengah pada Sektor Habinsaran...........53 3.f. Kurva Hubungan lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosa pada log Kayu Bawah pada sektor Habinsaran................53 4. Gambar Alat Destilasi pada penentuan Kandungan Pentosan.....................54 5. Foto-foto penelitian......................................................................................55


BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Kayu merupakan salah satu produk alam yang sangat penting, dan banyak digunakan antara lain untuk keperluan perumahan, korek api, pensil, kertas, pulp dan rayon. Pulp merupakan material berserat yang bahan dasarnya berasal dari kayu atau material sellulosa yang dihasilkan melalui proses kimia, mekanik maupun dengan kombinasi kedua metode tersebut. Bahan material pulp dapat berasal dari kayu Eucalyptus, acasia, cemara, rami, kenaf dan lain-lain. Eucalyptus sp menempati kedudukan yang penting sebagai bahan baku dalam pembuatan pulp dan kertas dengan metode kraft selama 30 tahun lalu, oleh karena itu jenis kayu keras ini sangat cocok dipakai. Dalam proses bleaching Eucalyptus sp sangat baik, sehingga hasil penulisan dan percetakan kertas yang dihasilkan sangat khas (Oudia, 2006). P.T Toba Pulp Lestari Porsea Medan menggunakan kayu Ecucalyptus sp sebagai bahan baku dalam proses pembuatan pulp. Kayu Eucalyptus sp yang digunakan diperoleh dari Hutan Tanaman Industri (HTI) Aek Nauli, Habinsaran, Tarutung, Tele dan Simalungun. Proses sulfat atau kraft, satu-satunya proses pulp kimia yang diterapkan di Toba Pulp Lestari Porsea saat ini. Dalam proses ini Natrium hidroksida dan Natrium sulfida digunakan sebagai bahan kimia pemasak yang dioperasikan dalam suatu


bejana pemasak yang dinamakan dengan digester. Proses sulfat (kraft) menghasilkan sellulosa sampai 96%. Selain karena tingginya kualitas pulp yang dihasilkan, sifat pulpnya juga khas yaitu memiliki tingkat kecerahan yang tinggi dan distribusi bobot molekular yang seragam (Durbak, 1993). Kelebihan kraft pulping lain adalah bahan kimia yang digunakan dapat didaur ulang (recycle) dan digunakan kembali dalam proses berikutnya, juga menghasilkan serat yang kuat (Brahmana, 2005). Setelah kayu ditebang kandungan ekstraktif lipofil mulai berkurang dan komposisinya berubah. Sebelum pembuatan pulp, kayu biasanya disimpan dalam bentuk serpih-serpih dan gelondong. Penyimpanan kayu yang lama akan berpengaruh negatif, seperti penurunan hasil terpentin dan minyak tall yang diperoleh sebagai hasil samping pembuatan pulp (Sjostrom, 1995). Penyimpanan kayu yang lama juga akan menimbulkan proses pelapukan. Proses pelapukan ini sangat nyata menyusutkan serat-serat permukaan. Polisakaridapolisakarida yang diserang oleh mikroorganisme selama penyimpanan yang menumpuk akan menimbulkan asam organik yang menghasilkan senyawa furfural yang berakibatkan timbulnya bintik-bintik hitam (picth problem) pada pulp yang dihasilkan sehingga menurunkan mutu pulp (Siagian dan Purba, 1994). Kayu terdegradasi secara hayati karena organisme mengenal polimer polisakarida dalam dinding sel, dan memiliki enzim khusus yang mampu menghidrolisis polimer ini menjadi unit-unit yang dapat dicerna. Kekuatan kayu lenyap apabila polimer sellulosa terdegradasi, jenis reaksi yang sama berlangsung jika Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

ada asam atau basa. Kayu yang terhampar diluar juga mengalami degradasi fotokimia yang disebabkan oleh cahaya ultra violet. Degradasi terutama berlangsung dalam komponen lignin dan menyebabkan perubahan warna yang khas. Lignin bertindak sebagai perekat dalam kayu, memegangi serat-serat sellulosa menjadi satu. Karena itu, permukaan kayu menjadi lebih kaya akan sellulosa jika lignin terdegradasi. Dibandingkan lignin, sellulosa kurang rentan terhadap degradasi UV. Serat-serat yang tidak lagi terikat erat itu tercuci dan terlepas dari permukaan pada waktu hujan, lalu menanyangkan lignin baru untuk reaksi degradasi yang berikutnya (Achmadi, 1990). Pentosan adalah bagian dari hemisellulosa yang terdapat dalam dinding sel. Rendahnya kandungan pentosan menyebabkan serat lebih mudah dibentuk secara mekanik dan kontak antar serat dapat lebih sempurna karena salah satu sifatnya yang elastis dan dapat mengembangkan serat. Kandungan pentosan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan kerapuhan benang, rayon atau turunan sellulosa yang dihasilkan (Sjostrom, 1995). Suatu harga karakteristik terutama untuk pulp adalah apa yang disebut dengan kandungan pentosan yang memperkirakan jumlah total pentosan tanpa penentuan komponen gula individual, dasar metode adalah pengubahan pentosan menjadi furfural dengan menggunakan asam klorida atau asam bromida, furfural dapat ditentukan secara, gravimetrik, volumetrik, kalorimetrik atau metoda spektrofotometrik (Fengel dan Wegene, 1995). Putri (2007) telah melaporkan hasil penelitiannya tentang kandungan pentosan dan bilangan kappa dari hasil prahidrolisa pada pemasakan paper pulp dan dissolving


pulp yang bahan bakunya adalah kayu Eucalyptus sp. Rata - rata kandungan pentosan yang diperoleh untuk dissolving pulp adalah 2,5 % dan bilangan kappa rata – rata adalah 6,2 % sedangkan untuk paper pulp bilangan kappa yang diperoleh rata – rata adalah 11. (Martina, dkk., 2002), telah melaporkan hasil penelitian komposisi kimia pada serbuk kayu albasia (Paraserianthes falcataria), dengan kandungan holosellulosa 70,52%, sellulosa 40,99%, lignin 27,88%, pentosan 16,89%, abu 1.38% dan air 5,64%. Kualitas kayu yang akan dipakai sebagai bahan baku dalam pemasakan merupakan hal yang sangat penting untuk diperhatikan pada operasi keseluruhan pabrik pulp, karena akan berpengaruh terhadap banyaknya zat kimia yang digunakan pada proses pemasakan. Salah satu cara untuk mengatasi hal tersebut sebaiknya dilakukan analisis kandungan pentosan pada kayu, sebelum dilakukan proses prahidrolisis. Kandungan pentosan yang tinggi tidak diharapkan dalam dissolving pulp, oleh karena itu kayu chip terlabih dahulu dihancurkan melalui hidrolisis asam sebelum pulping secara kimia untuk menurunkan kandungan pentosan dan menghasilkan jumlah α-sellulosa yang tinggi. Kualitas pulp yang sesuai dengan kebutuhan pasar antara lain mengandung kandungan sellulosa yang tinggi, pentosan yang rendah, viskositas tinggi, kecerahan tinggi dan bilangan kappa rendah. Dari latar belakang masalah yang telah dikemukakan, peneliti sangat tertarik untuk mengetahui hubungan lamanya penimbunan kayu eucalyptus sp di logpond yang disimpan selama 1 bulan, 2 bulan, 3 bulan dan 4 bulan dengan perubahan kandungan pentosan. Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

1.2 Permasalahan Adapun yang menjadi permasalahan pada penelitian ini apakah ada pengaruh lamanya penyimpanan log kayu terhadap kandungan pentosan yang dapat digunakan pada proses pembuatan pulp. 1.3 Pembatasan Masalah 1. Sampel kayu Eucalyptus sp yang digunakan diambil dari dua area HTI. Aeknauli, dan Habinsaran dari log yg berbeda, yang disimpan dengan waktu 1 bulan, 2 bulan, 3 bulan, 4 bulan. 2. Metode analisis kandungan pentosan yang digunakan sesuai Tappi T 223 cm84, dan metode analisis data dilakukan melalui persamaan garis regresi. 1.4 Tujuan Penelitian Untuk mengetahui pengaruh lamanya penyimpanan kayu di log kayu terhadap kandungan pentosan yang digunakan pada proses pembuatan pulp. 1.5 Manfaat Penelitian 1. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang hubungan kandungan pentosan dengan lamanya penyimpanan kayu Eucalyptus sp pada log kayu. 2. Memberi informasi seberapa lama penimbunan kayu yang baik digunakan untuk dapat diolah menjadi bahan baku pulp.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Eucalyptus sp Nama pohon Eucalyptus sp. berasal dari bahasa Yunani, terdiri dari kata-kata eu-yang berati baik, dan kaluptos, yang berarti pelindung, jadi berarti “pelindung yang baik”, (dalam botani disebut “operculum”). Klasifikasi Eucalyptus sp sebagai berikut : Kingdom

: Plantae

Divisi

: Magnoliophyta

Kelas

: Magnoliopsida

Orde

: Myrtaceae

Famili

: Myrtaceae

Genus

: Eucalytus

Pada umumnya kayu dari jenis Eucalyptus sp dapat digunakan sebagai bahan bangunan, bantalan kereta api, kertas atau pulp (Sinambela, 2004). Eucalyptus sp dipilih sebagai bahan baku dalam pembuatan pulp karena berbagai faktor antara lain: 1. Bentuk lembaran dengan karakteristik percetakan dan kekuatan yang seragam 2. Memiliki derajat kompresibilitas yang tinggi 3. Sedikit kecenderungan untuk bergelombang 4. Perkembangan kekuatannya lebih cepat jika dibandingkan dengan kayu keras lainnya. Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

5. Kandungan pentosan yang tinggi. 6. Sifat tak tembus cahaya (opacity) tinggi 7. Penyebaran serat yang seragam 8. Memiliki porositas yang tinggi 9. Mudah dikeringkan 10. Penetrasi uap air sangat luar biasa melalui bahan material 11. Memiliki kecerahan yang tinggi ( Schreuder, 1988) Gustavsson (2006) melaporkan bahwa komposisi kimia relatif suatu komponen dari spesies yang berbeda, tergantung pada umur dan kondisi pertumbuhan suatu tanaman. Pada Tabel 1, menunjukkan komposisi kimia kayu Eucalyptus dari Amerika Selatan, Amerika Tengah, Meksiko dan Puerto Rico.


Tabel 1

Komposisi kimia kayu dari Amerika Selatan, Amerika Tengah, Mexico dan Puerto Rico Karbohidrat Kelarutan α Klason 1 % Air EtO Nama Umum H Pentosan Selulosa Lignin NaOH Panas Ben zoit - Eucalyptus Camaldulensis 50 17 29 11 2 2 Dehnh/ Red River gum Eucalyptus cloeziana F. 54 16 28 12 2 3 Muell/ Gympie messmate Eucalyptus Grandis W. 54 19 26 16 3 3 Hillex Maid/ Flooded gum Eucalyptus Kirtoniana F. 50 15 28 14 3 2 Muell/Eucalyptus Saligna Sm./ 50 15 27 14 3 1 Sydney blue gum. Eucalyptus tesselaris F. 50 21 24 14 3 1 Muell./Eucalyptus torelliana F. 53 23 22 17 3 2 Muell./ Cadaga Eucalyptus Ursophylla S.T. 53 19 24 17 2 2 Blake/ Timor White gum Sumber : Rowell (1994)

2.2 Kayu Kayu merupakan hasil hutan dari sumber kekayaan alam, merupakan bahan mentah yang mudah diproses untuk dijadikan barang sesuai kemajuan teknologi. Kayu memiliki beberapa sifat sekaligus, yang tidak dapat ditiru oleh bahan-bahan lain. Pengertian kayu di sini ialah sesuatu bahan, yang diperoleh dari hasil pemungutan pohon- pohon dihutan, yang merupakan bagian dari pohon tersebut. Dalam hal pengelolaannya lebih lanjut, perlu diperhitungkan secara cermat bagianbagian kayu manakah yang dapat

lebih banyak dapat dimanfaatkan untuk suatu

tujuan tertentu (Dumanauw, 2001). Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

Dalam kehidupan sehari-hari penggunaan kayu bermacam-macam sesuai kebutuhan, antara lain untuk bangunan (konstruksi), perkakas (mebel), bantalan kereta api, alat olah raga, alat musik, alat gambar, tong kayu (gentong), tiang listrik, patung, ukiran kayu, korek api, perkapalan, arang (bahan bakar) dan lain-lain. Secara umum kayu dapat digolongkan atas dua golongan besar, yaitu jenis kayu berdaun lebar (kayu keras) dan kayu berdaun jarum (kayu lunak). Perbedaan kayu daun lebar dan kayu daun jarum dipaparkan pada Tabel 2. Tabel 2 Perbedaan kayu daun lebar dengan kayu daun jarum Kayu daun lebar (Kayu keras)

Kayu daun jarum (kayu lunak)

a. ummnya bentuk daun lebar

a. umumnya bentuk daun seperti jarum

b. tajuk besar dan membundar

b. tajuk berbentuk kerucut

c. menggugurkan daun

c. umumnya tidak menggugurkan daun

d. pertumbuhan lambat, umumnya batang

d. pertumbuhan sangat cepat dan lurus

tidak lurus dan berbonggol

ke atas

Sumber : Dumanauw, (2001) Kayu daun lebar mempunyai struktur lebih lengkap daripada kayu daun jarum, yakni memiliki pori-pori (sel-sel pembuluh). Sedangkan kayu daun jarum tidak memiliki pori-pori melainkan sel trakeid, yaitu sel yang berbentuk panjang dengan ujung-ujung yang kecil sampai meruncing. Sel-sel itu merupakan jaringan dasar kayu daun jarum dan merupakan bagian yang terbesar dari volume kayu. Yang termasuk kayu daun jarum antara lain pinus atau tusam dan agathis (damar). Sedangkan jati, meranti dan mahoni termasuk kayu daun lebar yang potensinya cukup besar di Indonesia (Dumanauw, 2001). Bagan umum komponen kimia kayu dapat dilihat pada Gambar 1. Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

Kayu

Senyawa makro molekul

Senyawa berat molekul kecil

Bahan Organik

Bahan Anorganik

Ekstraktif

Abu

Polisakarida

Selulosa

Lignin

Hemiselulos a

Gambar 1. Bagan Umum Komponen Kimia Kayu

2.2.1 Sifat-sifat Kayu Kayu yang berasal dari berbagai jenis pohon memiliki sifat yang berbedabeda, bahkan kayu yang berasal dari satu pohon pun dapat memiliki sifat yang berbeda, jika dibandingkan bagian ujung dengan pangkalnya. Sifat-sifat kayu yang berbeda tersebut antara lain : sifat-sifat fisik kayu, sifat-sifat mekanik kayu dan sifatsifat kimianya. Dari sekian banyak sifat-sifat kayu yang berbeda satu sama lain, ada beberapa sifat yang umum terdapat pada semua jenis kayu. Sifat-sifat umum tersebut antara lain sebagai berikut: 1) Semua batang pohon mempunyai pengaturan vertikal dan simetri radial. 2) Kayu tersusun dari sel-sel yang memiliki bermacam-macam tipe, dan susunan dinding selnya terdiri dari senyawa-senyawa kimia berupa sellulosa dan hemisellulosa (unsur karbohidrat) serta berupa lignin (non karbohidrat). Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

3) Semua kayu bersifat anisotropik, yaitu memperlihatkan sifat-sifat yang berlainan jika diuji menurut tiga arah utamanya (longitudinal, tangensial dan radial). Hal ini disebabkan oleh struktur dan orientasi sellulosa dalam dinding sel, bentuk memanjang sel-sel kayu, dan pengaturan sel terhadap sumbu vertikal dan horizontal pada batang pohon. 4) Kayu merupakan suatu bahan yang bersifat higroskopis, yaitu dapat kehilangan atau bertambah kelembabannya akibat perubahan kelembaban dan suhu udara disekitarnya. 5) Kayu dapat diserang makhluk hidup perusak kayu, dapat terbakar, terutama jika kayu dalam keadaan kering. Dasar penilaian untuk menentukan suatu spesies kayu yang baik digunakan sebagai bahan baku pulp, di antaranya adalah

komponen kimia,

derajat keasaman (pH) dan berat jenis kayu . Kualitas kayu sebagai bahan baku dipengaruhi juga oleh faktor lain seperti tempat tumbuh, teknik silvikultur yang diterapkan, dan umur pohon. Dalam konteks pembangunan HTI untuk produksi kayu pulp diperlukan informasi yang tepat pada umur berapa seharusnya kayu ditebang untuk memperoleh kualitas kayu yang terbaik sebagai sumber bahan baku dan layak ditinjau dari segi produksi dan ekonomi (Siagian, dkk., 1999). Komponen kimia didalam kayu juga mempunyai arti yang penting, karena menentukan kegunaan semua jenis kayu. Dengan mengetahui susunan kimia kayu maka dapat digunakan sebagai pengenal ketahanan terhadap serangan makhluk perusak kayu, dan dapat pula menentukan pengerjaan dan pengolahan kayu sehingga Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

didapat hasil yang maksimal (Dumanauw, 2001). Komposisi komponen kimia dalam kayu dipaparkan pada Tabel 3. Tabel 3 Komposisi unsur-unsur kimia dalam kayu Komposisi Kimia

Kandungan

Karbon

50%

Hirogen

6%

Nitrogen

0,04-0,10%

Abu

0,20-0,5%

Oksigen

Sisanya

Sumber : Dumanauw ( 2001)

2.2.2. Dinding Sel Kayu Dinding sel kayu tersusun atas sejumlah lapisan, yaitu lamella tengah (M), dinding primer (P), lapisan luar dinding sekunder (S1), lapisan tengah dinding sekunder (S2), lapisan dalam dinding sekunder (S3) dan lapisan jerawat (W). Lapisanlapisan ini berbeda satu sama lain dalam hal struktur maupun komposisi kimia. Lapisan dinding sel kayu dapat dilihat pada Gambar 2.


Gambar 2 Stuktur sel kayu Keterangan Gambar : W

= Lapisan Jerawat

S3

= Lapisan – lapisan dalam

S2

= Lapisan – lapisan tengah

S1

= Lapisan – lapisan luar

P

= Dinding Primer

ML

= Lamela tengah Lamella tengah terdapat diantara sel-sel dan berfungsi sebagai pengikat sel-sel

menjadi satu. Pada tahap awal pertumbuhan ia terutama terdiri atas senyawa-senyawa pektin, tetapi akhirnya menjadi sangat berlignin. Dinding primer merupakan dinding tipis dengan ketebalan 0,1-0,2 µm yang terdiri atas sellulosa, hemiselulosa, pektin dan protein yang tertanam seluruhnya dalam lignin. Dinding sekunder terdiri atas tiga lapisan, yaitu lapisan tipis luar dan dalam dan lapisan tengah yang tebal. Lapisan ini tersusun atas lamella-lamella yang dibentuk oleh mikrofibril yang hampir parallel Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

yang diantaranya terdapat lignin dan hemisellulosa. Lapisan luar (S1) dengan tebal 0,2-0,3 µm dan mengadung 3-4 lamella dimana mikrofibril membentuk baik spiral Z atau spiral S. Lapisan tengah (S2) membentuk bagian utama. Lapisan dalam (S3) merupakan lapisan tipis (kira-kira 0,1 µm) terdiri atas beberapa lamella yang mengandung mikrofibril. Lapisan jerawat (W) merupakan selaput amorf tipis yang terdapat pada permukaan dalam dinding sel (Sjostrom, 1995).

2.2.3. Komponen Kimia Kayu Komponen kimia kayu sangatlah bervariasi, karena dipengaruhi oleh faktor tempat tumbuh, iklim dan letaknya di dalam batang atau cabang. Pada umunya komponen kimia kayu daun lebar (kayu keras) dan kayu daun jarum (kayu lunak) terdiri dari tiga macam unsur (Dumanauaw, 2001), yaitu : 1. Unsur karbohidrat yang terdiri dari sellulosa dan hemisellulosa, 2. Unsur non karbohidrat yang terdiri dari lignin, 3. Unsur yang diendapkan dalam kayu selama proses pertumbuhan yang sering disebut zat ekstraktif.


Pada Tabel 4 dipaparkan komponen kimia kayu menurut golongan kayu. Tabel 4 Komponen Kimia Kayu Menurut Golongan Kayu Golongan Kayu

Komponen Kimia

Kayu Keras (%)

Kayu Lunak (%)

Sellulosa

43 – 47

40 – 44

Hemisellulosa

25 – 35

25 – 29

Lignin

16 – 24

25 – 31

Ekstraktif

2–8

1–5

Sumber : Mimms (1999) Penelitian sifat dasar untuk berbagai jenis kayu dari seluruh indonesia yang dilakukan pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan.Salah satu penelitian sifat dasar tersebut adalah analisa komponen kimia 9 jenis kayu dipaparkan pada tabel 5.



51,40 45,19 44,36 45,59 50,18

69,22 71,85 67,68 70.01 73,09

shorea kordesil brandis

Draccontomelon sp

Heritiera sp

Elmellia sp

Hopea sp

5

6

7

8

9

Sumber : Gustan(1996 )

49.15

73,63

Calophyllum L

45,19

4

71,85

54,72

43,50

75 29

66,9

Sellulosa %

Holosellul osa %

Adinandra brasil Kobuski

Horsfiel sylversteria warrb

Perinari corymbosa Miq

Jenis kayu

3

2

1

No.

26,92

29,99

32,32

28,15

30,78

26,37

28,15

33,09

24,04

Ligni n %

12,88 16,22 19,93 26.65

4 90 3,18 11,86 10,32

16,45 18,50 17,20

12,34

5,98 14,34 18,82

16,80

12,88

13,83

17,98

NaOH ( %

4,79

4,90

2,42

AlkBen % 5,46

6,61

8,92

4,01

4,31

4,46

3,05

4,3

3,98

Air Panas % 6,45

6,61

8,42

3,68

3,87

4,02

2,89

13,87

3,67

Air Dingin % 3,91

0,12

1,50

0,59

0,41

1,91

0,14

0,14

0,26

0,31

Silika %

Kelarutan Dalam (Solubility In)

18,95

18,28

17,10

14,79

Peosa n %

Tabel 5 Analisa kimia 9 jenis kayu dari Indonesia Bagian Timur

0,47

1,55

1,42

1,16

2.13

0,51

1,61

0,60

0,38

Abu %

Distribusi komponen kimia dalam dinding sel kayu tidaklah merata. Kandungan sellulosa dan hemisellulosa banyak terdapat dalam dinding sekunder. Lignin banyak terdapat dalam dinding primer dan lamella tengah. Sedangkan zat ekstraktif terdapat diluar dinding sel kayu. Sellulosa membentuk kerangka yang dikelilingi oleh senyawa-senyawa lain yang berfungsi sebagai matriks (hemisellulosa) dan bahan-bahan yang melapisi dinding sel (lignin) (Dumanauw, 2001 dan Sjostrom, 1995). Sellulosa merupakan bagian utama yang membentuk dinding sel dari pada kayu, merupakan senyawa polimer yang sangat rumit dari gugus karbohidrat yang mempunyai persen komposisi yang mirip dengan starch yaitu glukosa yang terhidrolisis oleh asam.

Gambar 3 Struktur Molekul Sellulosa

Salah satu komponen kimia kayu adalah hemisellulosa yang fungsinya ialah sebagai bahan pendukung dalam dinding sel. Hemisellulosa mudah menyerap air bersifat plastis dan mempunyai permukaan kontak antar molekul yang lebih luas sehingga dapat memperbaiki ikatan antara serat kayu kekuatan tarik dan retak dalam lembaran pulp. (Siagian, dkk., 1999).


Hemisellulosa semula dianggap senyawa antara dalam biosintesis sellulosa. Namun saat ini diketahui bahwa hemisellulosa termasuk dalam kelompok polisakarida heterogen yang dibentuk melalui jalan biosintesa yang berbeda dari sellulosa. Hemi sellulosa berfungsi sebagai bahan pendukung dalam dinding sel. Hemi sellulosa relatif mudah dihidrolisis oleh asam komponen monomernya yang terdiri dari D-glukosa, D-manosa, D-galaktosa, D-sylosa, dan L-arabinosa (Sjostrom R, 1995).

Gambar 4 Hasil Hidrolisis Hemi Sellulosa (TAPPI, 1999) Hemiselulosa tidak dapat dicerna tapi dapat difermentasi oleh jamur dan bakteri. Polisakarida dari pentosa-pentosa dihidrolisis disebut pentosan. Xylan adalah salah satu contoh dari pentosan yang terdiri dari unit-unit D-Xylosa yang berikatan β 1,4 (www.scientificpsychic.com, 2008).

Gambar 5 Struktur Molekul Xylan Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

Lignin merupakan zat yang tidak berbentuk yang bersama-sama sellulosa membentuk dinding sel dari pohon kayu : Lignin berfungsi sebagai bahan perekat atau semen sel-sel sellulosa yang membuat kayu menjadi kuat (TPL, 2001). Lignin merupakan polimer tiga dimensi yang bercabang banyak. Molekul uatma pembentuk lignin adalah phenyl propana (Fengel dan Wegene, 1995).

Gambar 6 Struktur Lignin Pentosan (C5H8O4)n merupakan bagian dari Hemisellulosa yang terdapat dalam dinding sel, mempunyai sifat mudah menyerap air, plastis dan mempunyai permukaan kontak antar molekul yang lebih luas sehingga, dapat memperbaiki antar serat, kekuatan tarik dan retak dari lembaran pulp (Rhydom, 1976). Kandungan pentosan dalam pulp menunjukan tersimpannya hemisellulosa yang banyak atau sedikit selama proses pulping dan bleaching, dan sejak


pengkontribusian hemisellulosa untuk kekuatan pulp kertas, kandungan pentosan yang tinggi yang diinginkan. Pada dissolving pulp, kandungan

pentosan dapat

disimpan dalam kandungan rendah (Anonim, 1984). Kandungan pentosan yang terdapat dalam kayu Indonesia dipapar kan pada tabel 6. Tabel 6 Klasifikasi komponen kimia kayu Indonesia Kelas komponen (Component Class) Komponen Kimia Tinggi

Sedang

Rendah

(High)

(Moderate)

(Low)

Selulosa (Cellulose)

45

40 – 45

40

Lignin

33

18 – 33

18

Pentosan

24

21 – 24

21

Zat ekstraktif (Extractives)

4

2–4

2

Abu (Ash)

>6

0,2 – 6

<0,2

Sellulosa (Cellulose)

44

41 – 44

41

Lignin

32

28 – 32

28

Pentosan

13

8 – 13

8

Zat ekstraktif (Extractives)

7

5–7

5

>0,89

0,89

<0,89

(Chemical component) Kayu daun lebar (Hardwood)

Kayu daun jarum (Softwood)

Abu (Ash)

Sumber : Gustan (1996) Pentosan jika dihidrolisis akan menghasilkan pentosa dan bila dipanaskan dengan HCl 12 % akan berubah jadi furfural yang merupakan bahan baku pembuatan poliester, nilon, serat sintetis, dan lain-lain.


Fulfural (C5H4O2) atau sering disebut dengan 2-furankarboksaldehid, furaldehid, furanaldehid, 2-Furfuraldehid, merupakan senyawa organik turunan dari golongan furan. Senyawa ini berfasa cair berwarna kuning hingga kecoklatan dengan titik didih 161.7°C, densitas (20°C) adalah 1.16 g/cm3. Furfural merupakan senyawa yang kurang larut dalam air namun larut dalam alkohol, ester, dan benzena (Witono, 2002). Struktur molekul furfural dapat dilihat pada Gambar 7.

Gambar 7 Struktur Molekul furfural

2.2.4. Ekstraktif Kayu biasanya mengandung berbagai zat-zat dalam jumlah yang tidak banyak yang sering disebut istilah ekstraktif. Zat-zat ini dapat dipisahkan dari kayu dengan menggunakan pelarut air walaupun pelarut organik seperti eter atau alkohol. Asamasam lemak, asam-asam resin, lilin, terpentin dan gugus fenol adalah merupakan beberapa golongan senyawa yang juga merupakan ekstraktif. Kebanyakan ekstraktif itu dipisahkan dalam proses pembuatan pulp dengan cara kraft pulping. Minyak mentah terpentin dapat diperoleh dari digester pada waktu mengeluarkan gas, lemak, asam-asam lemak akan membentuk sabun (soap) pada proses kraft dan terlarut dalam larutan pemasak. Sabun ini selanjutnya akan dipisahkan dari black liquor dan didaur ulang sebagai tall oil (TPL, 2001). Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

Tipe-tipe ekstraktif diperlukan untuk mempertahankan fungsi biologi pohon yang bermacam-macam, sebagai contoh lemak merupakan sumber energi sel-sel kayu. Terpenoid-terpenoid rendah, asam-asam resin, dan senyawa fenol dapat melindungi kayu dari kerusakan secara mikrobiologi atau serangan serangga (Sjostrom, 1995). Terpenoid dan steroid adalah turunan dari unit-unit isoprena yang disebut isoprenoid, dan ditemukan dalam minyak terpentin yang terbentuk dari unit – unit isoprena (C5H8). Monoterpenoid yang mudah menguap termasuk minyak atsiri diperoleh pada hasil pembuatan kraft kayu lunak, sedangkan triterpena yang banyak macamnya terdapat dalam banyak kayu keras (Fengel dan Wegene, 1995)

2.2.5 Analisis Pentosan a. Analisis komponen kayu mangium pada beberapa macam umur asal Riau. Yang bertujuan untuk mengetahui kandungan sellulosa, lignin pentosan pada penggunaan kayu sebagai bahan baku pulp, kandungan sellulosa di dapat 47.26 – 50.06, kandungan lignin 20.99 – 27.06 dan kandungan pentosan 15.89 – 17.45. (Gustan Pari dan Saepuloh, 2000). b. Analisis kayu mangium (Acacia mangium willd) yang berumur 6, 7, 10, 12 tahun hasil rotasi pertama di Riau, kandungan pentosan dihitung berdasarkan metode gravimetrik, kandungan pentosan didapat 16.69% - 17.84%, kandungan sellulosa 52.12% - 50.53%, dan kandungan lignin 29.81% - 28.51%(Siagian, dkk, 1999). Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

2.3. Proses Pembuatan Pulp Proses pembuatan pulp menurut perlakuan yang diterapkan terhadap bahan baku dapat digolongkan menjadi beberapa golongan, yaitu : 1. Proses mekanis 2. Proses semi kimia 3. Proses kimia, yang terdiri dari : a. proses soda (alkali) b. Proses sulfit c. Proses sulfat (proses kraft)

2.3.1. Proses Pembuatan Pulp Sulfat (Poses Kraft) Proses pembuatan pulp yang paling banyak dipakai saat ini adalah proses sulfat atau disebut juga proses kraft. Proses sulfat merupakan pengembangan dari proses soda. Proses sulfat lebih baik daripada proses soda karena lebih fleksibel dalam bahan baku, waktu pemasakan lebih singkat, pulp dapat diputihkan sampai derajat kecerahan tinggi, kekuatan fisik pulp lebih tinggi dan sisa larutan pemasak mudah untuk didaur ulang (Casey, 1980). McDonald dan Franklin, menyatakan bahwa proses sulfat merupakan salah satu proses pembuatan pulp secara kimia yang menggunakan larutan pemasak Natrium Hidroksida (NaOH) dan Natrium Sulfida (Na2S) yang dikenal dengan alkali aktif. NaOH berfungsi untuk mendegradasi dan melarutkan lignin sehingga mudah dipisahkan dari sellulosa dan hemisellulosa, sedangkan Na2S selain berfungsi untuk Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

deliginifikasi juga memperlihatkan karbohidrat dari degradasi sehingga menghasilkan rendemen yang tinggi dan kekuatan fisik yang baik. Dalam proses dissolving pulp ada bagian yang harus dilalui yaitu tahap prahidolisis. Tujuannya untuk menguraikan serat-serat kayu agar mendapatkan serat α-sellulosa yang murni sehingga pada proses ini dicapai 95% diproduksi akhirnya. Prahidrolisis merupakan tahap awal dari proses pemasakan setelah pengisian chip. Pada proses ini kandungan yang bukan serat sellulosa dalam kayu seperti serat sellulosa yang terpotong-potong , hemiselulosa dan bahan ekstraktif terlebih dahulu dikeluarkan dari dalam kayu/chip dengan cara memanaskan chip hanya memakai steam (uap), sehingga diperoleh serat dengan kemurnian yang tinggi (TPL, 2005). Kandungan pentosan yang tinggi diharapkan dalam dissolving pulp, oleh karena itu kayu chip terlebih dahulu dihancurkan melalui hidrolisa asam sebelum pulping secara kimia untuk menurunkan kandungan kandungan pentosan dan menghasilkan jumlah α-sellulosa yang tinggi. Hal ini dilakukan dengan penguapan langsung, yang mengakibatkan terjadinya pemisahan asam organik kayu pada temperatur tinggi dan hidrolisis hemiselulosa menjadi gula yang larut. Hasil prahidrolisis kayu kering sekitar 5-7 % lebih rendah daripada kayu yang dimasak (Smook, 1992).


TO SEC HEAT RECOVERY KNOT CYCLONE

BLOW CYCLONE

FROM CHIP STORAGE TOP BLOW CHIPS

RELIEF PRESTEAMING

BLOW TANK

DIGESTER STEAM HEAT EXCHANGER

STEAM

CONDENSATE

COOKING LIQUOR

Gambar 8 Typical cooking system with top and bottom Blow lines


BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilakukan di PT. Toba Pulp Lestari Porsea Sumatera Utara, dilaksanakan pada Bulan Januari-April 2008.

3.2. Bahan dan Alat yang digunakan Bahan-bahan yang digunakan adalah kayu (tepung), Natrium klorida, Natrium tiosulfat, Asam klorida, Reagen Bromat Bromida, Kalium Iodida, Indikator Amilum. Alat-alat yang digunakan adalah corong Buchner, Corong ukur, Neraca Analitik. Labu takar, Pipet ukur, Gelas kimia (Beaker Glass), Gelas Ukur Biuret, Gelas Erlemeyer, seperangkat peralatan destilasi, Termometer Magnetik stirer, Hammer Mill.

3.3. Cara Pengambilan Sampel di Lapangan Pada penelitian ini sebagai populasinya adalah seluruh kayu Eucalyptus sp. yang diambil dari dua area HTI yaitu Aeknauli dan Habinsaran. Pengambilan sampel memakai teknik simple random sampling (pengambilan sampel secara acak sederhana). Pada metode ini anggota-anggota sampel dipilih langsung dari seluruh populasi dengan tidak membagi dahulu populasi menurut kelompok-kelompok karena Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

dianggap memiliki peluang yang sama untuk terpilih. Jadi dengan cara ini dianggap populasi tersebut sebagai satu kelompok besar dimana sampel tersebut diambil untuk mewakili populasinya ( Tika, 1997). Sampel kayu Eucalyptus sp yang diambil pada area HTI Aeknauli dan area HTI Habinsaran dari log A.B,C,dan D yang terdiri dari bagian atas,tengah,bawah yang disimpan selama 1, 2, 3 dan 4 bulan. Seluruh sampel yang diperoleh selanjutnya diolah menjadi tepung kayu dan diambil sebanyak 0,5 g untuk penentuan kandungan pentosan.

3.4. Prosedur kerja 1. Kedalam labu didih dimasukkan sample 0,5 g, 100 ml HCl 12%, 20 g NaCl, dan beberapa butir batu didih. 2. Labu didih tadi disambungkan pada peralatan destilasi, dan pada corong ukur dimasukkan HCl 12% sebanyak 250 ml.(Lampiran 4) 3. Dihidupkan pemanas dan didestilasi sekitar 2,5 ml / min, dan hasil destilasi dikumpulkan dalam Erlenmeyer 1000 ml yang direndam dalam es. 4. Dijaga agar volume labu didih tetap 100 ml dengan menambahkan HCl dari corong ukur. 5. Distilasi dilakukan selama 90 menit ± 5 menit hingga diperoleh destilat sebanyak 225 ml dan labu penampung ditutup dengan penyumbat karet sekaligus didinginkan dengan air es dalam bejana pendingin. 6. Setelah suhunya mencapai 0ºC kemudian ditambahkan 20 ml Reagen Bromat Bromida 0,2 N, didiamkan selama 5 menit. Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

7. Setelah 5 menit sumbat dibuka dan ditambahkan 10 ml larutan KI 10% menggunakan gelas ukur, lalu sumbat diganti dan digoncang sampai homogen. 8. Dititrasi dengan larutan standar Natrium tiosulfat 0,1 N menggunakan indikator amilum pada akhir titrasi. 9. Dilakukan pengerjaan tepung Eucalyptus sp yang disimpan selama 2 bulan, 3 bulan dan 4 bulan mengikuti prosedur yang sama. 10. Dilakukan pekerjaan blanko dengan cara yang sama, hasil destilatnya diganti dengan 250 ml HCl 12%.

3.4.1 Penentuan Moisture Content (MC)

MC =

Berat sampel basah ( g ) − berat sampel ker ing ( g ) x100% Berat sampel basah ( g )

% MC =100 − Cy Consistency (Cy ) =

Sampel ker ing ( g ) x 100% Sampel basah ( g )

3.4.2 Penentuan Kandungan Pentosan

Untuk menghitung kandungan pentosan dari hasil titrasi dengan metode TAPPI T223 cm-84. % Kandungan Pentosan = 7 , 58 ( V Keterangan :

2

− V1)N

W

N

= Normalitas larutan Standar Na2S2O3

W

= Berat Sampel kering oven (g)

− 1 ,1

(OD) Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

V1

= Volume hasil Titrasi Sampel (ml)

V2

= Volume hasil Titrasi Blanko (ml)

3.4.3 Analisis data dilakukan secara statistik mengikuti persamaan garis regresi

Y = a + bX dimana :

Y = menyatakan % kandungan pentosan X = lamanya penyimpanan a = tetapan regresi dan juga disebut intersep b = koefisien regresi (juga menyatakan slope = kemiringan)

∑ {(Xi − X )(Yi − Y ) } n

b=

i

∑ (Xi − X )

2

a = Y – bX Koefisien Korelasi

∑ {(Xi − X )(Yi − Y ) } n

r=

i

(

)

(

)

n 2 ⎞⎛ 2⎞ ⎛ ⎜ ∑ Xi − X ⎟ ⎜ ∑ Yi − Y ⎟ ⎝ i ⎠⎝ i ⎠ n

Harga r dapat mempunyai nilai anatara -1 ≤ r ≤ 1 , nilai r = -1 menggambarkan korelasi negatif sempurna yakni, semua titik percobaan terletak pada satu garis lurus yang kemiringannya (slopenya) negatif, demikian juga jika r = +1 menggambarkan korelasi positif sempurna, yakni semua titik percobaan terletak satu garis lurus yang kemiringannya positif. Sedangkan nilai r = 0 tidak ada kolerasi sama sekali antara x dan y (Rohman, 2007). Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

3.5. Bagan Penelitian Penentuan Kandungan Pentosan pada Kayu

Labu Didih dihubungkan dengan alat destilasi

0,5 gram kayu (tepung) 100 ml HCl 12% 20 gram NaCl Didestilasi , 90 menit Ditambahkan 250 ml HCl 12 %

225 ml destilat (dalam Gelas Erlenmeyer yang direndam es) Ditambahkan 20 ml Reagen Bromat Bromida 0.2 N, 5 menit (tutup) Ditambahkan 10 ml KI 10% diguncang homogen (tutup diganti) Dititrasi dengan Na2S2O3 0,1 N, indikator amilum Hasil Titrasi (kandungan pentosan) Ket: dilakukan pengerjaan blanko( tanpa sampel kayu ) Dilakukan pengerjaan yang sama untuk tepung kayu yang disimpan 2 bulan, 3 bulan dan 4 bulan.


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil dan pengolahan data penelitian

Hasil yang telah diperoleh pada penentuan

kandungan pentosan yang

disimpan selama 1 bulan, 2 bulan, 3 bulan dan 4 bulan dari sektor HTI Aek Nauli dan Habinsaran. Tabel 7 Hasil penentuan kandungan pentosan kayu Eucalyptus sp dari sektor HTI Aek Nauli Lama Rata-rata Nama Bagian log MC Pentosan No. penyimpanan Pentosan log kayu sampel (%) (%) ( Bulan ) (%) 19,46 42,87 atas 19,63 43,40 1. 1 A tengah 18,76 17,20 46,66 bawah 18,79 40,86 atas 18,98 41,95 2. 2 B tengah 18,19 16,81 45,50 bawah 18,33 39,21 atas 18,63 40,76 3. 3 C tengah 17,91 16,77 43,25 bawah 17,59 28,72 atas 18,07 37,99 4. 4 D tengah 17,25 16,09 40,11 bawah


31

Tabel 8 Hasil Penentuan Kandungan pentosan Eucalyptus sp pada sektor HTI Habinsaran Bagian Rata-rata Lama Nama MC Pentosan No. log Pentosan penyimpanan log kayu (%) (%) sampel (%) 18,80 41,80 atas 19,60 42,88 1. 1 A tengah 18,44 16,92 46,68 bawah 18,51 40,58 atas 18,89 42,81 2. 2 B tengah 18,20 17,21 43,79 bawah 18,15 38,26 atas 18,41 40,26 3. 3 C tengah 17,85 16,99 45,22 bawah 17,66 28,72 atas 18,16 37,98 tengah 4. 4 D 17,42 16,46 40,11 bawah

4.1.1 Penentuan Kandungan Pentosan

Perhitungan kandungan pentosan pada sektor HTI Aek Nauli pada log A bagian atas yang disimpan selama 1 bulan dimana di peroleh : Berat sampel basah (AD)

= 0,5 g

Berat sampel kering(OD)

= 0,2856 g

Consistency(Cy) =

0,2856 x 100% = 57,13% 0,5

Moisture Content (MC) =

0,5 − 0,2856 x 100% = 42,87% 0,5

Volume hasil titrasi sampel (V1)

= 33,54 ml

Volume hasil titrasi blanko (V2)

= 41,29 ml

Konsentrasi Na2S2O3

= 0,1 N

Maka kandungan pentosan yang dihasilkan: Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

Pentosan (%) =

7,58(41,29 − 33,54)0,1 − 1,1 0,2856

= 19 ,46 % Log A bagian Tengah

Berat sampel basah (AD)

= 0,5 g


= 0,2831 g

Consistency(Cy) =

0,2831 x 100% = 56,60% 0,5


0,5 − 0,2831 x 100% = 43,40% 0,5


= 33,55 ml


= 41,29 ml

Konsentrasi Na2S2O3

= 0,1 N

Maka kandungan pentosan yang dihasilkan Pentosan (%) =

7,58(41,29 − 33,55)0,1 − 1,1 0,2831

= 19 ,62 %

Log A bagian bawah

Berat sampel basah (AD)

= 0,5 g


= 0,2667 g

Consistency(Cy) =

0,2667 x 100% = 53,34% 0,5


0,5 − 0,2667 x 100% = 46,66% 0,5



= 34,80 ml


= 41,29 ml

Konsentrasi Na2S2O3

= 0,1 N

Maka kandungan pentosan yang dihasilkan Pentosan (%) =

7,58(41,29 − 34,80)0,1 − 1,1 0,2667

= 17,20 % Kandungan pentosan rata-rata dari log A bagian atas,bawah,tengah = 18,76% Untuk sampel yang lain penentuan kandungan pentosan dihitung dengan cara yang sama, yang hasilnya tercantum pada Lampiran 1. Dari hasil perhitungan yang dilakukan diatas, secara umum dapat diketahui bahwa lama penyimpanan memberi pengaruh terhadap kandungan pentosan dalam kayu Eucalyptus sp sebagai bahan baku pembuatan pulp pada P.T Toba Pulp Lestari Porsea Medan.

4.2 Pembahasan

Dalam analisis kandungan pentosan pada penelitian ini dilakukan analisis secara titrasi volumetri berdasarkan prinsip oksidasi reduksi secara Iodometri. Dalam hal ini digunakan oksidator KBr-KBrO3 dalam jumlah yang berlebihan dan terukur dalam lingkungan asam klorida (HCl), akan membebaskan Br2 yang dapat mengoksidasi furfural hasil dehidrasi pentosan menjadi asam karboksilat. Kelebihan Br2 akan direduksi oleh Kalium Iodida, diikuti titrasi terhadap I2 yang dibebaskan Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

menggunakan larutan standar Na2S2O3. Pada saat perlakuan destilasi dalam lingkungan HCl pentosan akan dihidrolisis menjadi senyawa pentosa (C5H10O5) dan dilanjutkan dehidrasi menjadi furfural (C5H4O2). Furfural yang terbentuk dioksidasi oleh Br2 dan kelebihan Brom direduksi oleh larutan KI untuk membebaskan I2. I2 yang dihasilkan dititrasi dengan larutan standar Na2S2O3, yang diikuti pemberian indikator amilum untuk mengetahui akhir titrasi. Reaksi-reaksi yang terjadi dalam hal ini digambarkan sebagai berikut: Hidrolisis pentosan menjadi pentosa H+ (C5H8O4)n + nH2O Pentosan

Pentosa

nC5H10O5

1. Dehidrasi pentosa menjadi furfural H+ C5H10O5

+ 3H2O

Panas

Pentosa

C5H4O2(Furfural)

2. Reaksi dalam titrasi BrO3- + 5Br- + 6H+

3Br2 + 3H2O + Br2 + H2O →

Br2 + 2KI

I2 + 2KBr

I2 + 2Na2S2O3

2NaI + Na2S4O6

+2Br- + 2H+


4.2.1 Perhitungan Mencari Persamaan Garis Regresi

Dari Tabel 7 diperoleh persamaan garis regresi linear melalui perhitungan yang terdapat pada Lampiran 2, dimana Y = -0,481x + 19,23 dimana Y= kandungan pentosan dan x = lama penyimpanan ,nilai koefisien korelasi (r2) = 9,9793 hasil ini menggambarkan korelasi negatif dimana kandungan pentosan berbanding terbalik degan lamanya waktu penyimpanan, dan bila dilihat dari faktor koefisien korelasi menunjukan adanya hubungan yang signifikan. Antara kandungan pentosan dengan lama nya penyimpanan.hal ini dapat terlihat pada gambar kurva kolerasi yang menyatakan

hubungan

antara

lama

penyimpanan

dengan

kandungan

pentosan.Gambar kurva ini dapat dilihat pada Gambar 9.

% R a ta -r a ta P e n to s a n

19 18.8 18.6 18.4 18.2 18 17.8 17.6 17.4 17.2 17

y = -0.481x + 19.23 r2 = 0.9793

0

1

2 3 Lama Penyimpanan (Bulan)

4

5

Gambar 9 Kurva Hubungan Lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan Pada Sektor Aek Nauli Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

Dari data hasil perhitungan pada Tabel 8 diperoleh persamaan garis regresi dimana Y = -0,341x + 18,33 dimana Y = kandungan pentosan dan x = lama penyimpanan, nilai koefisien korelasi (r2) = 0,9846 hasil ini menggambarkan korelasi negatif, dimana kandungan pentosan berbanding terbalik dengan lamanya waktu penyimpanan, dan bila dilihat dari faktor koefisien korelasi menunjukkan adanya hubungan

yang

signifikan

antara

kandungan

pentosan

dengan

lamanya

penyimpanan.hal ini dapat terlihat pada gambar kurva kolerasi yang menyatakan hubungan antara lama penyimpanan dengan kandungan pentosan.Gambar kurva ini dapat dilihat pada Gambar 10.

% R a ta -r a ta P e n to s a n

18.6 18.4

y = -0.341x + 18.83 r2 = 0.9846

18.2 18 17.8 17.6 17.4 17.2 0

0.5

1

1.5 2 2.5 3 Lama Penyimpanan (Bulan)

Gambar 10 Kurva Hubungan Lama Penyimpanan Pentosan Pada Sektor HTI Habinsaran

3.5

dengan

4

4.5

Kandungan


4.2.2 Hubungan Lama Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan Pada Sektor Aek Nauli

Kandungan pentosan rata-rata pada sektor Aek Nauli terendah pada penyimpanan 1,2,3 dan 4 bulan terdapat pada penyimpanan log kayu bagian bawah. Sedangkan bagian log atas lebih tinggi dari log bawah. Kandungan pentosan bagian log tengah lebih tinggi dari log atas. Hal ini Disebabkan karena bagian tengah terlindung dari sinar matahari dan jauh dari tanah. Pada penyimpanan 1 bulan kandungan pentosan rata-rata di dapat 18,76 %. Pada penyimpanan 2 bulan dimana terjadi penurunan kandungan pentosan menjadi 18,19 %. Pada penyimpanan 3 bulan terjadi penurunan kandungan pentosan menjadi 17,91 % dan pada penyimpanan 4 bulan terjadi penurunan kandungan pentosan menjadi 17,25 %. 4.2.3 Hubungan Lama Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan Pada Sektor Habinsaran

Kandungan pentosan rata-rata pada sektor Habinsaran terendah pada penyimpanan 1,2,3 dan 4 bulan terdapat pada penyimpanan log kayu bagian bawah. Sedangkan bagian log atas lebih tinggi dari log bawah. Kandungan pentosan bagian log tengah lebih tinggi dari log atas. Hal ini Disebabkan karena bagian tengah terlindung dari sinar matahari dan jauh dari tanah. Pada penyimpanan 1 bulan kandungan pentosan rata-rata di dapat 18,44 %. Pada penyimpanan 2 bulan dimana terjadi penurunan kandungan pentosan menjadi 18,20 %. Pada penyimpanan 3 bulan terjadi penurunan kandungan pentosan menjadi 17,85 % dan pada penyimpanan 4 bulan terjadi penurunan kandungan pentosan menjadi 17,42 %. Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

Dari Gambar 1.a. pada lampiran 2 terlihat perbedaan kandungan pentosan pada log kayu bagian atas. Kandungan pentosan bagian atas tertinggi didapat pada penyimpanan log kayu selama 1 bulan, yaitu 19.5% dan pentosan terendah terdapat pada bagian kayu yang disimpan selama 4 bulan. Melalui persamaan regresi diperoleh Y=-0.37X + 17.56 dan r² = 0.8902, dari harga koefisien reaksi terlihat ada hubungan yang signifikan. Dari Gambar 1.b. Lampiran 2 terlihat kandungan pentosan pada log kayu tengah semakin rendah jika disimpan lebih lama. Melalui persamaan regresi diperoleh Y= -0.5X + 20.075 dan r² = 0.9888, dari harga koefisien reaksi terlihat ada hubungan yang signifikan. Dari Gambar 1.c.Lampiran 2 terlihat kandungan pentosan pada log kayu bawah semakin rendah jika disimpan lebih lama. Melalui persamaan regresi diperoleh Y=-0.337X + 17.56 dan r² = 0.8902, dari harga koefisien reaksi terlihat ada hubungan yang signifikan. Dari Gambar 1.d. Lampiran 2 terlihat kandungan pentosan pada log kayu atas semakin rendah jika disimpan lebih lama. Melalui persamaan regresi diperoleh Y=-0.378X + 19.225 dan r² = 0.986, dari harga koefisien reaksi terlihat ada hubungan yang signifikan. Dari Gambar 1.e. Lampiran 2 terlihat kandungan pentosan pada log kayu tengah semakin rendah jika disimpan lebih lama. Melalui persamaan regresi diperoleh Y=-0.345X + 19.74 dan r² = 0.7327, dari harga koefisien reaksi terlihat ada hubungan yang signifikan. Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

Dari Gambar 1.f. Lampiran 2 terlihat kandungan pentosan pada log kayu tengah semakin rendah jika disimpan lebih lama. Melalui persamaan regresi diperoleh Y=-0.16X + 17.295 dan r² = 0.4294, dari harga koefisien reaksi terlihat ada hubungan yang signifikan. Kayu yang disimpan terlalu lama dapat diserang oleh parasit binatang seperti rayap,dan kayu juga dapat diserang oleh parasit tumbuh –tumbuhan contohnya jamur. Degradasi kayu oleh bakteri akan cepat terjadi pada penyimpan bagian bawah, karena bagian bawah kayu banyak mengandung air dan terjadi reaksi hidrolisis, proses ini menyebabkan sifat-sifat mekanik dari kayu lunak dan kayu keras turun cepat dalam tahap pertama pelapukan oleh jamur perusak kayu (Fengel dan Wegene, 1995). Semakin lama kayu disimpan semakin menurun kandungan pentosan. Hal ini disebabkan karena terjadinya reaksi hidrolisis polisakarida. Reaksi yang mungkin terjadi selama penyimpanan ialah reaksi enzimatik dan oksidasi oleh udara. Penyimpanan yang terlalu lama mengakibatkan ekstraktif lebih bersifat hidrofilik dan turunnya rendeman pulp yang dihasilkan. Kekuatan kayu lenyap apabila polimer selullosa terdegradasi melalui reaksi oksidasi, hidrolisis dan dehidrasi. Jenis reaksi yang sama juga berlangsung jika ada asam atau basah. Dimensi kayu berubah jika kandungan airnya berubah sebab polimer dinding sel mengandung gugus hidroksil dan gugus oksigen lainnya bersifat menarik air melalui ikatan hidrogen dan mengembangkan dinding sel dan kayu juga dapat menyusut jika melepaskan air dari dinding sel. Selama proses penyimpanan kayu akan mengalami degradasi foto kimia yang disebabkan oleh cahaya sinar ultra violet dan kayu juga terdegradasi oleh organisme perusak kayu .(Achmadi,1990). Elizar Noviana : Hubungan Lamanya Penimbunan Kayu Eucalyptus sp Dilogpond Dengan Perubahan..., 2008 USU e-Repository © 2008

Dari hasil penelitian kandungan pentosan pada kayu yang disimpan selama 1 bulan rata-rata kandungan pentosan didapat 18,14-18,76 %, dan kayu yang disimpan selama 2 bulan rata-rata kandungan pentosan didapat 18,19-18,20 %. Kandungan pentosan yang didapat pada penelitian mendekati angka minimum kandungan pentosan kayu keras kelas rendah, karena kadarnya kurang dari 21 % (Tabel 6).Dari nilai ini dapat disimpulkan bahwa kayu yang disimpan selama 1-2 bulan layak dijadikan bahan baku pulp. Polisikarida kayu biasanya dihidrolisis dengan asam pekat atau encer pada suhu 1400 C – 1600 C. Sejumlah besar selullosa tetap tidak terhidrolisis jika digunakan larutan asam encer, tetapi hemiselulosa hampir seluruhnya dikonversi menjadi monosakarida. Pentosan dari kayu yang dihasilkan melalui hidrolisis pada suhu yang lebih tinggi didehidrasi oleh asam menjadi fulfural. Sedangkan heksosa menjadi hidroksimetil furfural yang selanjutnya terdegradasi menjadi asam levulinat. Padatan residu kayu yang tersisa sesudah hidrolisis asam adalah berupa lignin yang terkondensasi karena suasana asam. Dalam proses kraft lignin terdegradrasi pada suhu 250 – 290 0 C (Sosjrom, 1995).


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian terhadap sampel kayu di sektor H T I Aek Nauli dan sektor H T I Habinsaran maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Lama penyimpanan mempengaruhi terhadap kandungan pentosan, dimana semakin lama disimpan kandungan pentosan semakin menurun, kandungan pentosan tertinggi diperoleh pada penyimpanan 1 bulan yaitu sebesar 18,76 %. Sedangkan kandungan pentosan paling rendah terdapat pada penyimpanan 4 bulan yaitu 17,25%. Kandungan pentosan paling tinggi pada sektor H T I Habinsaran terdapat pada penyimpanan 1 bulan yaitu 18,44 %, sedangkan kandungan pentosan paling rendah terdapat pada penyimpanan 4 bulan yaitu 17,42 %. 2. Berdasarkan kandungan pentosan maka kayu yang disimpan 1-2 bulan layak digunakan sebagai bahan baku pulp.

5.2 Saran

Perlu penelitian lebih lanjut tentang pengaruh penyimpanan terhadap perubahan sifat kimia dan fisika seperti kandungan

sellulosa, lignin maupun

visikositas.


DAFTAR PUSTAKA Achmadi, S.S., 1990. Kimia Kayu, Pusat Antar Universitas IPB Bogor. Anonim. 1984. Pentosan in Wood and Pulp. T233 cm-84.TAPPI.USA. Brahmana, H.R. 2005. Kimia Pulp. Universitas Sumatera Utara Medan. Tidak dipublikasikan. Casey, J.P. 1980. Pulp and Paper Chemistry and Chemical Technology. Third Edition, Vol. 1. A Willey-Interscience Publisher Inc., New York. Departemen Pertanian , 1976, Vandemecum Kehutanan Indonesia. Dumanauw, J.F., 2001. Mengenal Kayu, Penerbit Kamisius, Yogyakarta. Durbak, I. 1993. Dissolving Pulp Industry Market Trrends, Department of Agriclture, Washington. Fengel, D. dan Wegene, G. 1995. Kimia Kayu Ultrastruktur Reaksi-reaksi. Diterjemahkan ole Dr. Hardjono Sastrohamidjojo, Edisi Pertama. Gajah Mada Universiti Press. Yogyakarta. Pari, G. 1966. Analisis kimia Beberapa jenis Kayu dari Indonesia bagian Timur. Buletin Penelitian Hasil hutan. 14 (1) : 1-6. Pari, G dan Saepuloh. 2000. Analisis Komponen Kimia Kayu Mangium Pada Beberapa Macam Umur Asal Riau. Buletin Penelitian Hasil Hutan. 17(3): 140 – 148. Gustavsson, C. 2006. On The Interrelation Between Kraft Cooking Condition and Pulp Composition. Royal Institute of Technology. Stocholm. http://www.scientificpsychic.com/fitness/carbohydrates2.html. 2008. Martina, A., Yuli, N dan Sutisna, M. 2002. Optimasi Beberapa Faktor Terhadap Laju Degradasi Selulosa Kayu Albusia (Paraserianthes falcatara IL). Nielsen dan Karboksimetik Selulosa (CMC) Secara Enjimatik oleh Jamur. Jurnal Natur Indonesia. 2: 156 – 163. Mimms,A.1999.Kraft pulping: a compilation of Notes,TAPPI Press ,USA.


Oudia, A. 2006. Pyrolysis-GC-MS and TG/MS study of mediated laccase biodelignification of Eucalyptus globules kraft pulp, Journal Analytitic Applied Pyrolysis. Putri, S.K., 2007. Bilangan Kappa dan Kandungan Pentosan Hasil Prahidrolisa pada Pemasakan Paper Pulp dan Dissolving Pulp, Tesis Pascasarjana USU, Medan. Rhydom,S.A. 1976. pulping process.Interscience Pulb,New York. Rohman, A. 2007. Kimia Farmasi Analitis. Pustaka Pelajar. Yogyakarta. Schreuder.1988. Global Issues, TAPPI, USA. Siagian, R.M. dan K, Purba. 1994. Uji Coba Pembuatan Pulp dan Kertas Acasia mangium. Makalah Utama Diskusi Penelitian. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan, Bogor Siagian,R.M,S.Darmawan dan saepuloh.1999.Komposisi kimia kayu Acacia mangium willd.Dari beberapa tingkat umur hasil tanaman rotasi pertama. Buletin Penelitian Hasil Hutan 17(1):57-66. Sinambela, B. L., 2004. Tehnik dan Manajemen Persemaian Eucalyptus uropylla ST. Blake di Central Nursey PT. Toba Pulp lestari Kecamatan Porsea Sumatera Utara. Tidak dipublikasikan. Sjostrom, E. 1995. Kimia Kayu Dasar-dasar dan Penggunaan, diterjemahkan oleh Dr. Hardjono Sastrohamidjojo, edisi kedua, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Smook, G. A. 1992. Handbook for Pulp and Paper Technologies. TAPPI. USA. Tika, M. P. 1997. Metode Penelitian Geografi. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta. TPL. 2005. Dissolving Pulp. Training Center Education. Porsea. Medan. Witono, J.A. 2002. Produksi Furfural dan Turunannya : Alternatif peningkatan Nilai Tambah Ampas Tebu Indonesia ( Sebuah Wacana Bagi Pengembangan Industri Berbasis Limbah Pertanian). Program Studi Teknik Kimia Departemen Teknik Gas dan Petrokimia Universitas Indonesia.


Lampiran 1 Tabel Data Hasil Kandungan Pentosan Tabel 1.a. Kandungan Pentosan (KP) pada Sektor Aek Nauli dengan Lama Penyimpanan 1 bulan dari log A Cy(%)

V1(ml)

OD(g)

MC(%)

Kandungan pentosan (%)

56,89

33,41

0,2848

43,11

19,8515

57,17

33,56

0,2886

42,83

19,2026

3

57,33

33,65

0,2834

42,67

19,3344

1

56,50

33,43

0,2832

43,50

19,9377

56,26

33,56

0,2840

43,74

19,5315

3

57,04

33,66

0,2816

42,96

19,4318

1

53,89

34,82

0,2761

46,11

16,6626

52,77

34,77

0,2582

47,23

18,0408

53,36

34,97

0,2658

46,64

16,9231

Perlakuan

Bagian Log kayu

1 2

2

2

Atas

Tengah

Bawah

3

Pentosan Rata-rata (%)

KP Ratarata

19,46

19,63

18,76

17,20

Tabel 1.b. Kandungan Pentosan (KP) pada Sektor Aek Nauli dengan Lama Penyimpanan 2 bulan dari log B Cy(%)

V1(ml)

OD(g)

MC(%)


59,88

33,41

0,2954

40,12

19,1202

59,20

33,56

0,2961

40,80

18,6884

3

58,34

33,62

0,2956

41,66

18,5680

1

58,05

33,58

0,2903

41,95

19,0315

58,07

33,56

0,290

41,93

19,0977

3

58,03

33,66

0,2902

41,97

18,8295

1

54,38

34,82

0,2755

45,62

16,7013

54,46

34,80

0,2753

45,54

16,7693

54,39

34,96

0,2652

45,61

16,9925

Perlakuan

Bagian Log kayu

1 2

2

2 3

Atas

Tengah

Bawah


KP Ratarata (%)

18,792

18,986

16,818


18,19

Tabel 1.c. Kandungan Pentosan (KP) pada Sektor Aek Nauli dengan Lama Penyimpanan 3 bulan dari log C Bagian Log kayu

Cy(%)

V1(ml)

OD(g)

MC(%)


60,62

33,41

0,3067

39,38

18,3752

61,11

33,51

0,2994

38,89

18,5969

3

60,64

33,58

0,3056

39,36

18,0236

1

59,26

33,59

0,2963

49,74

18,5983

59,22

33,61

0,2965

40,78

18,5339

3

59,24

33,54

0,2958

40,76

18,7597

1

56,56

34,62

0,2843

43,44

16,6835

56,61

34,58

0,2835

43,39

16,8407

57,08

34,60

0,2833

42,92

16,7998

Perlakuan

1 2

2

Atas

Tengah

2

Bawah

3

Tabel 1.d.

V1(ml)

OD(g)

MC(%)


Bagian Log kayu

71,25

32,44

0,3567

28,75

17,7066

71,29

32,52

0,3562

28,71

17,5627

3

71,30

32,54

0,3563

28,70

17,5149

1

62,03

33,47

0,3094

37,97

18,0582

62,00

33,44

0,3110

38,00

18,0328

3

62,03

33,44

0,3092

37,97

18,1442

1

59,87

34,51

0,2992

40,13

16,0766

59,88

34,51

0,2994

40,12

16,0651

59,92

34,48

0,2996

40,08

16,1296

1 2

2

2 3

KP Ratarata (%)

18,33

18,63

17,91

16,77

Kandungan Pentosan (KP) pada Sektor Aek Nauli dengan Lama Penyimpanan 4 bulan dari log D Cy(%)

Perlakuan


Atas

Tengah

Bawah


KP Ratarata (%)

17,59

18,07

16,09


17,25

Tabel 1.e.

Kandungan Pentosan (KP) pada Sektor Habinsaran dengan Lama Penyimpanan 1 bulan dari log A Cy(%)

V1(ml)

OD(g)

MC(%)


58,09

32,81

0,2908

41,91

18,7884

58,17

32,82

0,2912

41,83

18,7350

3

58,34

32,77

0,2907

41,66

18,8995

1

57,14

33,03

0,2708

42,86

19,6414

57,18

33,06

0,2706

42,82

19,5727

3

57,04

33,06

0,2707

42,96

19,5651

1

53,30

34,13

0,2662

46,70

16,8676

53,32

34,09

0,2680

46,68

16,8601

53,34

34,08

0,2658

46,66

17,0372

Perlakuan

Bagian Log kayu

1 2

2

2

Atas

Tengah

Bawah

3


KP Ratarata (%)

18,807

19,593

18,44

16,921

Tabel 1.f. Kandungan Pentosan (KP) pada Sektor Habinsaran dengan Lama Penyimpanan 2 bulan dari log B Cy(%)

V1(ml)

OD(g)

MC(%)


59,39

32,78

0,2968

40,61

18,4629

59,44

32,75

0,2972

40,56

18,5131

3

59,43

32,72

0,2973

40,57

18,5830

1

57,20

32,88

0,2862

42,80

18,9226

57,19

32,92

0,2858

42,81

18,8446

3

57,18

32,90

0,2857

42,82

18,9046

1

56,24

33,69

0,2808

43,76

17,1212

56,20

33,62

0,2812

43,80

17,2839

56,19

33,64

0,2809

43,81

17,2496

Perlakuan

Bagian Log kayu

1 2

2

2 3

Atas

Tengah

Bawah


KP Ratarata (%)

18,51

19,89

17,21


18,20

Tabel 1.g.

Kandungan Pentosan (KP)pada Sektor Habinsaran dengan Lama Penyimpanan 3 Bulan dari log C Cy(%)

V1(ml)

OD(g)

MC(%)


61,72

32,60

0,3090

38,28

18,1321

61,77

32,58

0,3087

38,23

18,1999

3

61,73

32,62

0,3084

38,27

18,1204

1

59,76

32.,78

0,2984

40,24

18,3580

59,72

32,72

0,2989

40,28

18,4777

3

59,74

32,75

0,2988

40,26

18,4081

1

54,80

33,89

0,2740

45,20

17,0201

54,76

33,93

0,2738

45,24

16,9226

54,78

33,88

0,2739

45,22

17,0544

Perlakuan

Bagian Log kayu

1 2

2

2

Atas

Tengah

Bawah

3


KP Ratarata (%)

18,150

18,414

17,85

16,999

Tabel 1.h. Kandungan Pentosan (KP) pada Sektor Habinsaran dengan Lama Penyimpanan 4 bulan dari log D Cy(%)

V1(ml)

OD(g)

MC (%)


71,25

31,73

0,3528

28,75

17,6137

71,29

31,68

0,3533

28,71

17,6945

3

71,30

31,69

0,3532

28,70

17,6783

1

62,03

32,66

0,3054

37,97

18,2099

62,00

32,70

0,3056

38,00

18,0980

3

62,03

32,68

0,3052

37,97

18,1729

1

59,87

33,79

0,2891

40,13

16,3358

59,88

33,72

0,2884

40,12

16,5621

59,92

33,74

0,2886

40,08

16,4974

Perlakuan

Bagian Log kayu

1 2

2

2 3

Atas

Tengah

Bawah


KP Ratarata (%)

17,662

18,160

16,465


17,42

Lampiran 2 Tabel Data Hasil penurunan Persamaan Garis Regresi Tabel 2.a. Hasil Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Kandungan Pentosan Pada Sektor Aek Nauli No.

xi

yi

(xi - X)

(yi - Y)

(xi - X)2

(yi - Y)2

(xi - X)(yi - Y)

1

1

18.76

-1.5

0.7325

2.25

0.5365563

-1.09875

2

2

18.19

-0.5

0.1625

0.25

0.0264063

-0.08125

3

3

17.91

0.5

-0.1175

0.25

0.0138062

-0.05875

4

4

17.25

1.5

-0.7775

2.25

0.6045063

-1.16625

∑

10

72.11

0

0

5

1.181275

-2.405

Pers. Regresi

y = -0.481x + 19.23

Tabel 2.b. Hasil Penurunan Persamaan Garis Regresi untuk Kandungan Pentosan Pada Sektor Habinsaran No.

Xi

yi

(xi - X)

(yi - Y)

(xi - X)2

(yi - Y)2

(xi - X)(yi - Y)

1

1

18.44

-1.5

0.4625

2.25

0.213906

-0.69375

2

2

18.2

-0.5

0.2225

0.25

0.049506

-0.11125

3

3

17.85

0.5

-0.1275

0.25

0.016256

-0.06375

4

4

17.42

1.5

-0.5575

2.25

0.310806

-0.83625

∑

10

71.91

0

0

5

0.590475

-1.705


Pers. Regresi

y = -0.341x + 18.83


Lampiran 3 Hubungan Lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan.

SEKTOR HTI AEK NAULI % Pentosan Bagian Log Atas

20 19.5 19

y = -0.607x + 20.06 r2 = 0.9929

18.5 18 17.5 17 0

1


4

5

Gambar 3.a. Kurva Hubungan Lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan Pada Log Kayu Atas pada Sektor Aek Nauli.

% Pentosan Bagian Log Tengah

SEKTOR HTI AEK NAULI 19.8 19.6 19.4 19.2 19 18.8 18.6 18.4 18.2 18 17.8

y = -0.5x + 20.075 r2 = 0.9888

0

1


4

5

Gambar 3.b. Kurva Hubungan Lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan Pada Log Kayu Tengah pada Sektor Aek Nauli.


SEKTOR HTI AEK NAULI % Pentosan Bagian Log Bawah

17.4 17.2 17 y = -0.337x + 17.56 r2 = 0.8902

16.8 16.6 16.4 16.2 16 0

1


4

5

Gambar 3.c. Kurva Hubungan Lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan Pada Log Kayu Bawah pada Sektor Aek Nauli.

SEKTOR HTI HABINSARAN % Pentosan Bagian Log Atas

19 18.8 18.6 18.4 y = -0.378x + 19.225 r2 = 0.986

18.2 18 17.8 17.6 0

0.5

1


3.5

4

4.5

Gambar 3.d. Kurva Hubungan Lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan Pada Log Kayu Atas Habinsaran.


SEKTOR HTI HABINSARAN % Pentosan Bagian Log Tengah

19.8 19.6 19.4 19.2 19

y = -0.345x + 19.74 r2 = 0.7327

18.8 18.6 18.4 18.2 0

0.5

1


3.5

4

4.5

Gambar 3.e. Kurva Hubungan Lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan Pada Log Kayu Tengah Habinsaran.

% Pentosan Bagian Log Bawah

SEKTOR HTI HABINSARAN 17.3 17.2 17.1 17 16.9 16.8 16.7 16.6 16.5 16.4

y = -0.16x + 17.295 r2 = 0.4294

0

0.5

1


3.5

4

4.5

Gambar 3.f. Kurva Hubungan Lamanya Penyimpanan dengan Kandungan Pentosan Pada Log Kayu Bawah Habinsaran.


Lampiran 4 Gambar alat destilasi pada penentuan kandungan pentosan


Lampiran 5 Foto – foto penelitan


HUBUNGAN LAMANYA PENIMBUNAN KAYU Eucalyptus sp DILOGPOND DENGAN PERUBAHAN KANDUNGAN PENTOSAN PADA PT. TOBA PULP LESTARI TESIS

Recommend Documents