PEMANFAATAN SERAT LIDAH MERTUA (Agave Angustifolia Haw) DAN KULIT PISANG SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN KERTAS
SKRIPSI
ZULNIATI 100801017
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
i
PEMANFAATAN SERAT LIDAH MERTUA (Agave Angustifolia Haw) DAN KULIT PISANG SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN KERTAS
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
ZULNIATI 100801017
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
ii
PERSETUJUAN
Judul
: Pemanfaatan Serat Lidah Mertua (Agave Angustifolia Haw) dan Kulit Pisang Sebagai Bahan Baku Pembuatan Kertas
Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas
: : : : : :
Skripsi Zulniati 100801017 Sarjana (S1) Fisika Fisika Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, April 2015
Komisi Pembimbing : Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
Dr. Susilawati, M.Si NIP.197412072000122001
Drs. Manis Sembiring, MS NIP.195511291987032001
Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,
Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003
i
PERNYATAAN
PEMANFAATAN SERAT LIDAH MERTUA (Agave Angustifolia Haw) DAN KULIT PISANG SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN KERTAS
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan,
April 2015
ZULNIATI 100801017
ii
PENGHARGAAN
Alhamdulillah, segala puji bagi Allah Azza wa Jalla, Tuhan seluruh alam yang tiada pernah henti memberikan Nikmat, Rahmat dan Karunia_Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini dengan baik. Salawat yg tiada putusnya kepada sang Guru Abadi Baginda Muhammad Rasulullah SAW yang menjadi teladan dalam menjalani kehidupan ini. Pada paper sederhana ini izinkanlah penulis menyampaikan rasa hormat dan terimakasih serta penghargaan yang setinggi-tingginya kepada yang terhormat: 1. Ibu Drs. Manis Sembiring, MS selaku dosen pembimbing I dan Ibu Dr. Susilawati, M.Si selaku dosen pembimbing II yang telah membimbing dan membantu serta banyak meluangkan waktu untuk memberikan arahan, masukan dan membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Dr, Perdinan Sinuhaji, MS dan Bapak Dr. Kurnia Sembiring, MS selaku dosen pembanding yang telah memberikan kritikan, saran serta masukan yang membangun kepada penulis dalam penulisan skripsi ini. 3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika FMIPA Universitas Sumatera Utara, Bapak Drs. Syahrul Humaidi, MSc. selaku Sekertaris Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara, dan seluruh Staf Pengajar khususnya Bapak Dr. Kurnia Sembiring, MS selaku penasehat akademik, beserta Pegawai Administrasi di Departemen Fisika yang telah memberikan fasilitas kepada penulis selama perkuliahan. 4. Teman-teman fisika semuanya khususnya pada Tiara, Nisa, Bibah, Aini kecil, Widya, Bunda, Sanah, Aini Gede’, Amal, Ray, Elsa, dan juga Izal atas semua bantuan, semangat serta keluangan waktu yang telah diberikan kepada penulis selama berjalan difisika ini. Terimakasih juga untuk temen-temen asisten Laboratorium PIK Teknik Industri FT USU khususnya Ridho yang telah membantu dan memberikan fasilitas kepada penulis dalam melaksanakan penelitian untuk menyelesaikan skripsi ini. Terimaksih juga untuk Ibu dan bapak kost Bang Iqbal, Kak Endang, buat Kak Irda, Riska yang telah memberikan bantuan, semangatnya kepada penulis. Tak lupa penulis sampaikan Jazakumullah Khairan Katsiran kepada temen-temen di UKMI AlFalak dan UKMI Ad-Dakwah yang memberikan semangat, nasihat serta mengingatkan penulis makna hidup yang sesungguhnya sehingga penulis dapat menjadi orang yang senantiasa istiqomah, berusaha menebar kebaikan dan selalu mencoba memperbaiki diri kearah yang lebih baik lagi. 5. Akhir kata, ucapan Terimakasih yang Teristimewa dan Sebanyak-banyaknya penulis tujukan untuk kedua orang tua penulis yang sangat penulis cintai Bapak Hanafiah Usman dan Abang-abang Muzani, Marwan, Darmawi, Umriza, Al-Basir, Khalidin serta Kakak-kakak penulis Chalida dan Kak Ina yang telah memberikan do’a, kasih sayang, pengertian, dorongan, semangat, nasihat, bimbingan, bantuan moril dan materil yang tiada putus kepada penulis sehingga penulis sampai pada saat ini, terkhusus Ibu Tercinta Almh. Habsah Ali, karya ini penulis persembahkan untuknya. Semoga Allah menghapuskan segala dosa-dosanya yang telah lalu, menerima segala amal
iii
kebaikannya, melapangkan kuburnya dan me-Ridhoi Beliau dlm memasuki Syurga_Nya, aamiin. Harapan Penulis karya ini dapat memberi manfaat dan informasi kepada pengembangan ilmu pengetahuan agar dapat menjadi alternatif terkhusus dalam pengetahuan fisika material. Penulis juga menyadari bahwa karya ini masih jauh dari kesempurnaan disebabkan keterbatasan ilmu dan pengetahuan yang penulis miliki. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati, penulis menerima kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan karya atas hasil penelitian ini. Semoga bermanfaat bagi pembaca.
Medan, Penulis,
April 2015
Zulniati
iv
PEMANFAATAN SERAT LIDAH MERTUA (Agave Angustifolia Haw) DAN KULIT PISANG SEBAGAI BAHAN BAKU PEMBUATAN KERTAS
ABSTRAK
Penelitian tentang Pemanfaatan Serat Lidah Mertua (Agave Angustifolia Haw) dan Kulit Pisang Sebagai Bahan Baku untuk Pembuatan Kertas telah dilakukan. Pada proses pulping dilakukan dengan metode kimia basa, bertujuan untuk memperoleh alternatif bahan baku kertas dan mengetahui pengaruh variasi komposisi dari campuran pulp daun lidah mertua dan kulit pisang. Variasi dari campuran yaitu (0 : 100)%; (20 : 80)%; (40 : 60)%; (60 : 40)%; (80 : 20)%; (100 : 0)%. Pengujian sifat fisis dan mekanik yang dilakukan adalah mengukur tebal kertas dan massa kertas, menghitung gramatur dan densitas kertas, melakukan uji ketahanan tarik dan uji ketahanan sobek. Daun lidah mertua dan kulit pisang dimasak dengan mengunakan larutan NaOH 2,5% pada suhu 110oC, kemudian dilakukan proses pemutihan dengan menggunakan H2O2, lalu dikeringkan. Setelah itu pulp dicampurkan sesuai dengan komposisi campuran yang telah ditentukan. Komposisi terbaik dari campuran pulp daun lidah mertua dan kulit pisang yaitu pada 100% pulp daun lidah mertua dan 0% kulit pisang, dimana pada komposisi tersebut memiliki gramatur 92,0 gr/m2 dan ketahanan sobek 1331,16 mN yang sesuai dengan standart SNI 14-0115-1998 sebagai kertas kraft untuk pembungkus makanan dengan nilai gramatur 90 gr/m2 dan ketahanan sobek min 1123 mN.
Kata kunci : Serat lidah mertua, pati kulit pisang, pulp, kertas dan metode kimia basa.
v
AGAVE ANGUSTIFOLIA HAW FIBER UTILIZATION AND BANANA PELLS AS RAW MATERIAL FOR MAKING PAPER
ABSTRACT
Research on the use of Agave Angustifolia Haw Fiber and Banana Peels as Raw Material for Making Paper has been done. Pulping process was conducted with chemical alkali methods aiming to obtain an alternative raw material for paper and determine the influence of variations in the composition of a mixture of Agave Angustifolia Haw pulp and banana peels. Variations of the mixture, namely: (0 : 100)%; (20 : 80)%; (40 : 60)%; (60 : 40)%; (80 : 20)%; (100 : 0)%. Physical properties and mechanical testing is done is to measure the thickness of paper and paper mass, calculate grammage and density, to test the tensile resistance and tearing resistance test. Agave Angustifolia Haw fibers and cooked banana peels 2,5% NaOH at a temperature of 110oC, then performed using H2O2 bleaching process, and then dried. Once the pulp is mixed according to the composition of the mixture has been determined. The best composition of a mixture of Agave Angustifolia Haw pulp and banana peels that is at Agave Angustifolia Haw pulp 100% and 0% banana peels in which the composition has a grammage 92,0 gr/m 2 and tearing resistance 1331,16 mN in accordance with standart SNI 14-0115-1998 as kraft paper for food wrapping with grammage value of 90 gr/m 2 and min tearing resistance 1123 mN.
Keywords : Agave Angustifolia Haw fiber, starch banana peels, pulp, paper and chemical alkali methods.
vi
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran
i ii iii v vi vii ix x xi
BAB1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang 1.2. Rumusan Masalah 1.3. Tujuan Penelitian 1.4. Batasan Masalah 1.5. Manfaat Penelitian 1.6. Tempat Penelitian 1.7. Sistematika Penulisan
1 3 3 3 4 4
BAB 2. Tinjauan Pustaka 2.1. Kertas 2.1.1. Jenis-Jenis Kertas 2.1.2. Pembuatan Kertas 2.1.3. Proses Pembuatan Pulp Pada Kertas 2.1.4. Proses Pembentukan Kertas (Forming) 2.2. Pulping 2.4.1. Pengertian Pulping 2.4.2. Metode Pembuatan Pulp 2.3. Lidah Mertua 2.4. Pisang 2.5. Sifat Mekanik dan Fisis Kertas 2.5.1. Ketahanan Sobek (Tearing Strength) 2.5.2. Indeks Sobek Kertas 2.5.3. Ketahanan Tarik (Tensile Strength) 2.5.4. Indeks Tarik Kertas 2.5.5. Ketahanan Retak 2.5.6. Ketahanan Tekan Lingkar 2.5.7. Gramatur 2.5.8. Tebal Kertas 2.5.9. Densitas Kertas
6 7 10 11 12 13 13 14 15 18 20 20 21 22 23 23 24 24 24 24
vii
BAB 3. Metode Penelitian 3.1.Tempat dan Waktu Penelitian 3.2.Alat dan Bahan 3.2.1. Alat 3.2.2. Bahan 3.3.Diagram Alir 3.3.1. Pembuatan Pulp Daun Lidah Mertua 3.3.2. Pembuatan Pulp Kulit Pisang Kepok 3.3.2. Pembuatan Kertas Daun Lidah Mertua dan Kulit Pisang Kepok 3.4.Prosedur Penelitian 3.4.1. Persiapan Serpihan Daun Lidah Mertua dan Kulit Pisang 3.4.2. Pembuatan Pulp 3.4.3. Pencampuran Pulp 3.4.4. Pencetakan Lembaran Kertas BAB 4. Hasil dan Pembahasan 4.1.Hasil Penelitian 4.1.1. Hasil Pengujian Fisis 4.1.1.1. Gramatur Kertas 4.1.1.2. Ketebalan Kertas 4.1.1.3. Densitas Kertas 4.1.2. Hasil Pengujian Sifat Mekanik 4.1.2.1. Hasil Pengujian Kuat Tarik (Tensile Strength Tester) 4.1.2.2. Indeks Ketahanan Tarik 4.1.2.3. Hasil Pengujian Kuat Sobek (Tearing Strength Tester) 4.1.2.4. Indeks Ketahanan Sobek
25 25 25 26 26 26 27 28 29 29 29 30 30
32 32 32 34 36 37 37 39 41 43
BAB 5. Kesimpulan dan Saran 5.1.Kesimpulan 5.2.Saran
45 46
Daftar Pustaka
47
viii
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel
2.1 2.2 3.1 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7
Judul
Zat Pemutih dan Karakteristiknya Kandungan Senyawa dalam Kulit Pisang Komposisi Pulp Daun Lidah Mertua dan Kulit pisang Hasil Perhitungan dan Pengukuran Gramatur Kertas Daun Lidah Mertua dan Kulit Pisang Hasil Pengukuran Ketebalan Kertas Daun Lidah Mertua dan Kulit Pisang Hasil Perhitungan Densitas Kertas Daun Lidah Mertua dan Kulit Pisang Hasil Pengujian Kuat Tarik Kertas Daun Lidah Mertua dan Kulit Pisang Hasil Perhitungan Indeks Tarik Kertas Daun Lidah Mertua dan Kulit Pisang Hasil Pengujian Kuat Sobek Kertas Daun Lidah Mertua dan Kulit Pisang Hasil Perhitungan Indeks Sobek Kertas Daun Lidah Mertua dan Kulit Pisang
Halaman
13 20 30 33 34 36 38 40 41 43
ix
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar
2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7
Judul
Proses Pembentukan Kertas Tumbuhan Agave Angustifolia Haw Pisang Kepok (Musa Paradisiacal Linn) Diagram Proses Pembuatan Pulp Lidah Mertua Diagram Proses Pembuatan Pulp Kulit Pisang Kepok Diagram Proses Pembuatan Kertas Daun Lidah Mertua dan Kulit Pisang Kepok Hubungan Komposisi Pulp Daun Lidah Mertua dan Kulit pisang (%) dengan Gramatur Kertas (gr/m 2) Hubungan Komposisi Pulp Daun Lidah Mertua dan Kulit pisang (%) dengan Ketebalan Kertas (mm) Hubungan Komposisi Pulp Daun Lidah Mertua dan Kulit pisang (%) dengan Densitas (Kg/m3) Hubungan Komposisi Pulp Daun Lidah Mertua dan Kulit pisang (%) dengan Ketahanan Tarik (kN/m) Hubungan Komposisi Pulp Daun Lidah Mertua dan Kulit pisang (%) dengan Indeks Tarik (Nm/gr) Hubungan Komposisi Pulp Daun Lidah Mertua dan Kulit pisang (%) dengan Ketahanan Sobek (mN) Hubungan Komposisi Pulp Daun Lidah Mertua dan Kulit pisang (%) dengan Indeks Sobek (Nm2/gr)
Halaman
11 16 19 27 28 29 33 35 37 38 40 42 44
x
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Lampiran
Judul
Halaman
1
Alat dan Bahan yang Digunakan
50
2
Perhitungan
53
3
Laporan Hasil Uji (LHU) dan SNI
59
xi
