KULIAH UMUM 2010 29 Desember 2010
PERANAN POLIMER SELULOSA SEBAGAI BAHAN BAKU DALAM PENGEMBANGAN PRODUK MANUFAKTUR MENUJU ERA GLOBALISASI Oleh: Ir. Yusup Setiawan, M.Eng. Balai Besar Pulp dan Kertas-Bandung
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA 1
PENDAHULUAN • Polimer merupakan ilmu pengetahuan yang sangat menarik, dinamis dan berkembang secara aplikatif. • Produk Polimer : kertas, plastik, ban dll. • Polimer merupakan molekul besar yang terbentuk dari unit – unit berulang sederhana.
2
SUMBER SELULOSA 1) Kayu 2) Bukan Kayu : a) Serat buah/biji (Seed fibres) : Kapas, kapuk b) Serat kulit (Bast fibres) : Rami, kenaf, rosela dll c) Serat daun (Leaf Fibres) : nenas, pisang abaca dll d) Residu pertanian (Agricultural Residues) : bagas, jerami, merang, tandan kosong sawit (TKS), tongkol jagung. e) Bambu f) Non-vegetable : bacterial cellulose (BC) sebagai bahan akustik, kertas khusus. 9
1). KAYU • Sumber utama serat/selulosa untuk pulp adalah kayu. • Lebih dari 90% kebutuhan pulp dunia dipenuhi oleh pulp kayu, sedangkan sisanya berasal dari bahan non-kayu terutama ampas tebu (bagas), jerami dan bambu. • Di Indonesia ada > 3.000 jenis kayu : jenis kayu jarum dan kayu daun • Kayu jarum banyak digunakan sebagai serat panjang. 1.1. Kayu Jarum Kayu jarum berserat panjang, rata-rata antara 3 – 4 mm, 90 – 95% sel serat dan 5 – 10% sel non-serat. Sumber serat panjang di Indonesia diwakili oleh Pinus Merkusii Kayu Pinus Merkusii merupakan jenis yang sangat penting bagi industri pulp dan kertas
10
1.2. Kayu Daun - Kayu daun yaitu kayu pohon berdaun lebar dikenal sebagai kayu berserat pendek rata- rata panjang serat antara 0,6 – 1,8 mm. - Beberapa jenis kayu daun diantaranya ialah jenis Eucalyptus, Acacia dan Albizzia (sengon). - Kadar non-serat dari kayu daun jauh lebih tinggi dibanding dengan kayu jarum.
Eucalyptus Pelita 11
2. Non-Kayu 2.1. Kapas • • • •
Selulosa = 88 – 96% Non selulosa = 4 – 12% Panjang serat = 25 – 34 mm Kebutuhan kapas Indonesia = 550.000 ton/tahun • Produksi kapas Indonesia = 25.000 ton/tahun • Kontribusi terhadap Industri Tekstil dan Produksi Tekstil (ITPT) < 0,5%
12
2.2. RAMI (Bohmeria nivea) • Penggunaan serat sebagai bahan baku tekstil • Serat rami/haramay merupakan bahan baku substitusi kapas bahan utama industri tekstil. • Batang rami mengandung serat sebesar 3 - 6 % • Serat rami hasil pemurnian mengandung sekitar 85% selulosa. • Kandungan Serat = 3% • Limbah (daun + batang) = 97% • Hasil serat/th = 2.320 kg/th 13
2.3. KENAF (Hibiscus cannabis) • Tanaman kenaf dapat tumbuh dilahan bonorowo dan tumpang sari dengan jagung • Kandungan serat = 4 - 6% • Panen = 4 - 5 bulan • Hasil serat = 4.120 kg/Ha • Harga serat =Rp.2000/kg • Penggunaan serat = karung goni, interior mobil Toyota • Batang kenaf mempunyai potensi dibuat pulp. 14
2.4. Tandan Kosong Sawit (TKS) • TKS merupakan limbah perkebunan dari pengolahan minyak sawit mentah atau CPO (Crude Palm Oil). •
Potensi sebagai bahan baku pulp cukup tinggi sebanyak ± 1,7 juta ton kering/Ha.
• TKS memiliki panjang serat rata-rata 0,74 mm dan termasuk serat pendek.
15
Tabel 1. Komposisi kimia kayu Kayu Jarum
Kayu daun
42 ± 2%
Selulosa rantai panjang tidak bercabang
45 ± 2%
27 ± 2%
Hemiselulosa rantai pendek bercabang
30 ± 5%
28 ± 3%
Lignin
20 ± 4%
5 ± 3%
Zat Ekstraktif
3 ± 2%
• Bahan baku non-kayu umumnya mengandung lignin lebih rendah antara 12 – 16%, kadar hemiselulosa lebih tinggi antara 38 – 40%, dan kadar selulosa antara 36 – 38%. 16
Tabel 2. Analisa kimia beberapa bahan baku Parameter
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
SiO2 (%) Abu (%) Lignin (%) Holoselulosa α - Selulosa (%) Sari (%) Pentosan (%) Kelarutan dalam : – Air Dingin (%) – Air panas (%) – 1% NaOH (%)
TKS (Non-kayu)
Ampas Tebu (Non-kayu)
Rami (non-Kayu )
Pinus Merkusii (Kayu Jarum)
Jerami (non-kayu)
0,70 4,08 18,80 67,88 45,39 23,40
3,01 3,82 22,09 37,66 1,81 27,97
7,87 7,97 23,45 65,85 41,90 2,51 12,29
0,47 27,90 42,59 5,00 11,94
21,26 23,75 12,94 37,66 1,81 19,79
8,56 29,72
0,96 3,32 37,07
7,39 7,55 35,85
1,25 3,08 13,93
8,68 12,82 34,66
17
INDUSTRI PULP DAN KERTAS • Industri pulp dan kertas merupakan salah satu komoditi andalan ekspor yang sangat potensial dan terus berkembang • Sistem pengelolaan lingkungan dengan menerapkan teknologi ramah lingkungan akan memberikan keuntungan besar bagi pengembangan industri. • Pengintegrasian efisiensi ekonomi dan efisiensi ekologi : – Memberikan jaminan kepada konsumen bahwa produk yang dihasilkan tidak menggunakan proses yang merusak lingkungan, – Dapat meningkatkan citra perusahaan, – Meningkatkan daya saing dalam perdagangan global.
18
