BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Judul

Pemanfaatan Alang-Alang sebagai bahan baku pembuatan pulp dengan proses soda.

1.2 Latar Belakang

Indonesia merupakan negara yang memiliki daratan yang luas. Walaupun luas negara

Indonesia mencapai 1.904.569 km2, tidak seluruh dari luas wilayah tersebut dimanfaatkan

dengan ditanami dengan tanaman yang bermanfaat. Salah satu tumbuhan yang dirasa kurang

bermanfaat adalah rumput alang-alang. Kertas menjadi salah satu sarana komunikasi secara

nonverbal dalam berbagai sektor kehidupan. Indonesia yang penduduknya berjumlah

237.556.363 (sensus tahun 2010, Badan Pusat Statistik) menjadikan negara tersebut konsumtif

dalam pemakaian jumlah kertas. Sebagai negara berkembang kebutuhan informasi serta hiburan

berkembang pesat di Indonesia. Dalam segala usia, pemakaian kertas dipakai berdasarkan

kebutuhan yang berbeda-beda. Maka dari itu, seiring dengan meningkatnya kebutuhan akan

kertas, industri-industri pembuatan kertas di Indonesia mengalami peningkatan.

Dengan meningkatnya kebutuhan yang besar akan kertas, dan tuntutan masyarakat akan

teknologi yang ramah lingkungan semakin meningkat, menyebabkan perlunya pemasokan bahan

baku kertas yang besar pula pada sektor industri kertas. Maka tanaman alang-alang yang

mengandung selulosa dapat dijadikan sebagai bahan pembuat pulp, karena selain persediaannya

yang banyak di Indonesia, dan juga dapat menggantikan bahan baku kayu di hutan sebagai bahan

baku pembuatan pulp.

Tanaman alang-alang yang tidak diharapkan masyarakat dapat diolah dengan

menggunakan proses soda. (Wibisono et al., 2011)

1.3 Rumusan Masalah

Permasalahan yang akan dibahas dari proses pembuatan pulp dari Alang-alang ini adalah

bagaimana pengaruhtemperatur pemasakan dan lama pemasakan terhadap kualitas pulp yang di

hasilkan. Kebutuhan kertas saat ini semakin meningkat sehingga bahan bakunya juga

meningkat pula.

1.4 Tujuan Penelitian

1

Pada praktikum yang akan kami lakukan mempunyai tujuan sebagai berikut :

1. Untuk dapat membandingkan pulp hasil penelitian yang telah terlaksana dengan pulp hasil

praktikum yang akan kami lakukan dengansuhu dan waktu pemasakan dengan tujuan

mengetahui kondisi operasi optimum pada proses operasi pulping dan bleaching.

2. Dapat melakukan analisa bahan baku dan bahan jadi pada proses pulping.

3. Dapat membuat pulp dari bahan baku Alang-alang.

1.5 Manfaat

Melalui praktikum ini kita dapat mengetahui bahwa Alang-alang dapat di gunakan

sebagai bahan baku alternatif dalam pembuatan kertas.

BAB II

2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Alang-alang

2.1.1 Pengertian Alang-alang

Alang-alang atau ilalang adalah sejenis rumput berdaun tajam, yang

kerapmenjadi gulma di lahan pertanian. Nama ilmiahnya adalah Imperata cylindrica, dan

ditempatkan dalam anak suku Panicoideae. Dalam bahasa Inggris dikenal sebagaibladygrass,

cogongrass, speargrass, silver-spike atau secara umum disebut satintail, mengacu pada malai

bunganya yang berambut putih halus. Orang Belanda menamainya snijgras, karena sisi daunnya

yang tajam dapat melukai.Alang-alang menyebar secara alami mulai dari India hingga ke Asia

Timur, Asia Tenggara, Mikronesia, dan Australia. Kini alang-alang juga ditemukan di Asia

Utara, Eropa, Afrika, dan Amerika (Wikipedia, 2015).

Klasifikasi Alang-alang

2.1.2 Kandungan Alang-alang Kering

3

Kerajaan: Plantae

Divisi: Magnoliophyta

Kelas: Liliopsida

Ordo: Poales

Famili: Poaceae

Genus: Imperata

Spesies: I. cylindrica

Komposisi kimia Alang-alang (%)

Alpha Selulosa 41,7

Pentosan 28,58

Lignin 18,2

Abu 5,4

Silika 3,6

(Sumber :wibisono et al., 2011)

2.2 Manfaat Tanaman Alang-alang

Alang-alang atau sering juga disebut dengan nama ilalang adalah sejenis rumput berdaun

tajam, yang kerap menjadi gulma di lahan pertanian. Nama ilmiah alang-alang adalah Imperata

cylindrica. Meski sering dianggap sebagai tanaman pengganggu, namun ternyata mempunyai

banyak sekali manfaat dan khasiat untuk kesehatan khususnya untuk pengobatan tradisional.

Berbagai jenis gangguan kesehatan dan penyakit bisa diobati dengan memanfaatkan tanaman

alang-alang misalnya asma, diare, hipertensi akibat sakit ginjal, kencing batu, keputihan,

melancarkan air seni, mimisan, hepatitis, prostat dan radang paru-paru(Anonim,2015).

Bagian Alang-alang yang sering digunakan adalah bagian akarnya yang mengandung

kandungan glukosa, malic acid, citric acid. Akar alang-alang juga ada kandungan kimia coixol,

fermenol, arundoin, cylindrin, simiarenol dan kandungan anemonin(Saputra, 2014).

2.3 Selulosa

Selulosa adalah bagian utama dari dinding sel kayu. Selulosa adalah suatu polimer

karbohidrat yang kompleks yang memilki presentasi komposisi yang sama dengan tepung (kanji)

dimana nilai glukosa dapat ditentukan dengan hidrolisis menggunakan asam. Unit molekul

penyusunan selulosa adalah glukosa yang merupakan gula. Banyak molekul glukosa yang

bergabung bersama-sama membentuk rantai selulosa. Rumus kimia selulosa adalah (C6H10O5)n

dimana n adalah jumlah unit pengulangan glukosa, n juga disebut derajat polimerasi (DP).

Nilai dari n bevariasi tergantung sumber selulosa yang berbeda. Selama pengolahan pulp

dalam digester, derajat polimerisasi akan menurun beberapa derajat. Ini penting untuk tidak turun

terlalu banyak, karena rantai selulosa jauh lebih pendek pada akhirnya menghasilkan pulp yang

kurang bagus.

Selulosa dalam kayu mempunyai nilai derajat polimerisasi rata-rata 3500 dimana selulosa

dalam pulp mempunyai rata-rata derajat polimerasi dalam rentang 600-1500. Karena sifat – sifat

4

bahan yang mengandung selulosa berhubungan dengan derajat polimerisasi molekul selulosa.

Berkurangnya berat molekul di bawah tingkat tertentu akan menyebabkan berkurangnya

ketangguhan. Selulosa adalah polimer lurus tidak bercabang. Tersusun atas molekul glukosa

rantai lurus dan panjang merupakam komponen yang paling disukai dalam kesetimbangan

terbaik sifat – sifat pembuatan kertas karena panjang dan kuat selain ini hal ini terjadi ketika

kebanyakan lignin tersisih dari serat. Sifat penting pada selulosa yang penting untuk pembuatan

kertas, antara lain:

1. Gugus aktif alkohol (dapat mengalami oksidasi)

2. Derajat polimerasi (serat menjadi panjang)

Berdasarkan derajat polimerisasi (DP), maka selulosa dapat dibedakan atas tiga jenis yaitu

1. Selulosa α (Alpha Cellulose) adalah selulosa berantai panjang, tidak larut dalam larutan

NaOH 17,5% atau larutan basa kuat dengan DP (derajat polimerisasi) berkisar 600-1500.

Selulosa α dipakai sebagai penduga dan atau penentu tingkat kemurnian selulosa.

2. Selulosa β (Betha Cellulose) adalah selulosa berantai pendek, larut dalam larutan NaOH

17,5% atau basa kuat dengan

DP berkisar 15-90, dapat mengendap bila dinetralkan.

3. Selulosa γ (Gamma cellulose) adalah selulosa berantai pendek, larut dalam larutan NaOH

17,5% atau basa kuat dengan DP kurang daripada 15(Anonim, 2014).

2.4 Hemiselulosa

Hemiselulosa merupakan senyawa sejenis polisakarida yang terdapat pada semua jenis

serat, mudah larut dalam alkali, dan mudah terhidrolisis oleh asam mineral menjadi gula dan

senyawa lain. Hemiselulosa lebih mudah larut daripada selulosa, dan dapat diisolasi dari

kayu dengan ekstraksi.

Gambar:Struktur unit-unit penyusun hemiselulosa

2.5 Lignin

5

Lignin adalah zat yang bersama-sama dengan selulosa yang adalah salah satu sel yang

terdapat dalam kayu. Lignin berguna dalam kayu seperti lem atau semen yang mengikat sel-sel

lain dalam satu kesatuan, sehingga bisa menambah support dan kekuatan kayu (mechanical

strength) agar kokoh dan berdiri tegak.

Lignin memiliki struktur kimiawi yang bercabang-cabang dan berbentuk polimer tiga

dimensi. Molekul dasar lignin adalah fenil propan. Molekul lignin memiliki derajat polimerisasi

tinggi. Oleh karena ukuran dan strukturnya yang tiga dimensi bisa memungkinkan lignin

berfungsi sebagai semen atau lem bagi kayu yang dapat mengikat serat dan memberikan

kekerasan struktur serat. Bagian tengah lamela pada sel kayu, sebagian besar terdiri dari lignin,

berikatan dengan sel-sel lain dan menambah kekuatan struktur kayu. Dinding sel juga

mengandung lignin. Pada dinding sel, lignin bersama-sama dengan hemiselulosa membentuk

matriks (semen) yang mengikat serat-serat halus selulosa. Lignin di dalam kayu memiliki

persentase yang berbeda tergantung dari jenis kayu (Wibisono et al., 2011).

2.6 Proses Pembuatan Pulp

Pemisahan serat sellulosa dari bahan-bahan bukan serat kayu dan bukan kayu dapat

dilakukan dengan berbagai proses, yaitu proses mekanik, proses semi-kimia dan proses kimia.

1) Proses Mekanik

Kayu gelondongan dihancurkan dengan gilingan batu sambil menyemprotkan air ke permukaan

gilingan batu untuk mengeluarkan bahan yang sudah digiling.Metode ini hanya digunakan untuk

jenis kayu lunak yaitu jenis kayu yang berasal dari pohon berdaun jarum. Proses mekamik ini

tidak ada bagian kayu yang terbuang.

2) Proses Kimia

Pada metode ini serpihan kayu dimasukkan ke dalam bahan kimia untuk mengeluarkan lignin

dan karbohidrat. Ada 3 proses kimia yang digunakan yaitu :

a. Proses Soda

Sistem pemasakan alkali yang menggunakan tekanan tinggi dan menambahkan NaOH

yang berfungsi sebagai larutan pemasak dengan perbandingan 4 : 1 dari kayu yang digunakan.

Larutan yang dihasilkan dipekatkan dengan cara penguapan. Proses alkali jarang dipergunakan

dibandingkan dengan proses sulfit, karena proses alkali lebih sulit memperoleh zat kimia dari

larutan pemasak. Keuntungan proses soda adalah mudah mendapatkan kembali bahan kimia hasil

6

pemasakan (recovery) NaOH dari lindi hitam dan bahan baku yang dipakai dapat bermacam-

macam.

b.Proses Kraft

Proses kraft menggunakan natrium hidroksida yang ditambahkan natrium sulfat. Dalam

proses ini natrium sulfat yang ditambahkan, direduksi di dalam tungku pemulihan menjadi

natrium sulfida yang dibutuhkan untuk delignifikasi. Pada proses ini digunakan bahan pemutih

sehingga pulp yang dihasilkan mempunyai derajat putih yang berkualitas tinggi. Untuk proses ini

sering kali digunakan dalam proses pembuatan pulp dikarenakan pemulihan bahan kimia yang

lebih sederhana dan sifat-sifat pulpnya yang lebih baik. Walaupun proses ini sering digunakan

namun proses mempunyai kelemahan yang sukar diatasi seperti bau gas (SO2 dan Cl2) yang tidak

enak dan kebutuhan bahan kimia pemutih yang tinggi untuk pulp kraft dari kayu lunak.

Keuntungan proses kraft adalah proses ini lebih fleksibel karena dapat digunakan untuk berbagai

jenis kayu.

c.Proses sulfit

Dalam proses sulfit digunakan campuran asam sulfur (H2SO3) dan ion bisulfat (H2SO3)

untuk melarutkan lignin. Proses ini memisahkan lignin sebagai garam-garan asam lignosulfonat

dan sebagian besar struktur molekul lignin tetap utuh. Bahan kimia basa untuk bisulfit dapat

berupa ion kalsium, magnesium, sodium, atau ammonium. Pembuatan pulp sulfit berlangsung

dalam rentang pH yang lebar. Asam sulfit menunjukkan bahwa pembuatan pulp dibuat dengan

kelebihan asam sulfur (pH 1-2), sedangkan pemasakan bisulfit dibuat di bawah kondisi yang

kurang asam (pH 3-5). Pulp sulfit lebih cerah dan mudah diputihkan, tetapi lembaran kertasnya

lebih lemah dibandingkan pulp sulfat (kraft) (Surest dan Satriawan, 2010).

3) Organosolv

Pembuatan biomassa secara efisien dapat dilakukan dengan menerapkan konsep

”biomass refining ” yaitu pemrosesan dengan menggunakan pelarut organik ( organosolve

process ). Prinsipnya adalah melakukan fraksionasi biomassa menjadi komponen-komponen

utama penyusunnya (selulosa, hemiselulosa, dan lignin) tanpa banyak merusak ataupun

mengubahnya, serta dapat diolah lebih lanjut menjadi produk yang dapat dipasarkan. Fraksionasi

biomassa menggunakan pelarut organik yang telah menjadi suatu metode alternatif bagi proses-

proses konvensional dalam pembuatan pulp, yang lebih dikenal dengan organosolve pulping.

Kelebihan dari proses organosolv dibandingkan dengan proses  konvensional adalah:

7

1. Berdampak kecil bagi lingkungan, yaitu tidak menyebabkan timbulnya pencemaran seperti

gas-gas berbau yang disebabkan oleh belerang

2. Cairan pemasak (pelarut organik) bekas dapat digunakan kembali setelah dimurnikan terlebih

dahulu

3. Produk samping mempunyai daya jual seperti glukosa, pentosa, fulfural, adhesiv serta bahan-

bahan kimia (Masrianto, 2012).

a. Acetosolv

Penggunaan asam asetat sebagai pelarut organik disebut dengan proses asetosolv.

Kekuatan tarik pulp asetosolv setara dengan kekuatan tarik pulp kraft. Proses asetosolv dalam

pengolahan pulp memiliki beberapa keunggulan, antara lain: bebas senyawa sulfur, daur ulang

limbah dapat dilakukan hanya dengan metode penguapan dengan tingkat kemurnian yang cukup

tinggi, yaitu dengan distilasi saja daur ulang pemakaian asam asetat sebagai bahan pemasaknya,

dan nilai hasil daur ulangnya jauh lebih mahal dibanding dengan hasil daur ulang limbah kraft.

Keuntungan lain dari proses asetosolv adalah bahwa bahan pemasak yang digunakan dapat

diambil kembali tanpa adanya proses pembakaran bahan bekas pemasak. (Wibisono et al., 2011).

4) Proses Biologis

Menambahkan enzim lipase pada proses pre-treatment dalam pembuatan pulp. Enzim

lipase dimanfaatkan dalam proses penghilangan noda dan penghilangan tinta pada proses

pembuatan kertas daur ulang .

Pada saat ini telah dikembangkan pembuatan kemasan makanan dan minuman terbuat

dari bahan baku alam (lignoselulosa) karena bahan kemasan berasal dari lignoselulosa, maka

dapat terurai secara hayati (biodegradable) jika dibuang di alam dan dapat menggantikan bahan

dari styrofoam. Sifat ini tidak terdapat pada kemasan berbahan dasar plastik (styrofoam) yang

sulit atau tidak dapat mengalami biodegradasi. Selain itu sifat bahan baku biodegradable pada

serat TKS (Tandan Kosog Sawit) juga dapat dikembangkan sebagai media tanam kecambah

kelapa sawit. Salah satu kegiatan utama Pusat Penelitian Kelapa Sawit bergerak dalam produksi

kecambah dan pembibitan kelapa sawit. Media tanam ini diharapkan dapat menjadi alternatif

untuk meminimalisasi penggunaan tanah sebagai media tanam secara umum pada tahap

pembibitan. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan teknologi produksi pulp TKS yang

berkualitas tinggi sebagai bahan baku kertas cetak, moulding dan media tanam kecambah kelapa

sawit.

8

2.7 Proses Soda

Sistem pemasakan alkali yang menggunakan tekanan tinggi dan menambahkan

NaOH yang berfungsi sebagai larutan pemasak. Larutan yang dihasilkan dipekatkan

dengan cara penguapan. Proses alkali jarang dipergunakan dibandingkan dengan proses

sulfit karena proses alkali lebih sulit memperoleh zat kimia dari larutan pemasak.

Proses soda digunakan untuk pembuatan pulp dari kayu keras yaitu kayu yang

berasal dari pohon yang daunnya lebar, mempunyai panjang serat lebih kecil 0,25 cm.

Ciri – ciri dari proses ini adalah :

1. Mudah mendapatkan kembali bahan kimia hasil pemasakan (recovery) NaOH dari

lindi hitam (Black Liquor).

2. Bahan baku yang dipakai dapat bermacam – macam.

Sedangkan variabel-variabel yang mempengaruhi proses soda adalah:

a) Perbandingan bahan kimia terhadap bahan baku

Perbandingan bahan kimia terhadap bahan baku dipengaruhi oleh densitas

bahan baku. Karena bahan baku berdensitas tinggi biasanya kandungan ligninnya

tinggi sehingga bahan kimia berdensitas tinggi lebih besar daripada kebutuhan

bahan kimia berdensitas rendah.

b) Konsentrasi dari cooking liquor

Proses pulp sebaiknya dilakukan pada konsentrasi cooking liquor yang

rendah yang dipertahankan selama proses dengan metode infection cooking yaitu

pemasakan dimulai pada konsentrasi rendah dan diadakan penambahan alkali

selama jangka waktu tertentu dalam pemasakan sehingga konsentrasi white liquor

tetap terjaga.

c) Suhu dan Pemasakan

Kenaikan suhu dalam proses akan menurunkan hasil dan viskositas pulp.

Dalam suhu yang tinggi degradasi terhadap karbohidrat sangat besar sehingga bila

waktu pemasakan singkat maka suhu harus tinggi dan sebaliknya.

9

2.8 NaOH

2.8.1 Sifat Fisika NaOH

NaOH (Natrium Hidroksida) anhidrat berbentuk kristal berwarna putih NaOH bersifat sangat

korosif terhadap kulit. Istilah yang paling sering digunakan dalam industry yaitu soda kaustik.

Soda kaustik apabila dilarutkan dalam air akan menimbulkan reaksi eksotermis.

Tabel 2.4 Sifat Fisika NaOH

2.8.2 Sifat Kimia NaOH

Larutan NaOH sangat basa dan biasanya digunakan untuk reaksi dengan asam lemah,

dimana asam lemah seperti natrium karbonat tidak efektif. NaOH tidak bisa terbakar

meskipun reaksinya dengan metal amfoter seperti aluminium, timah, seng menghasilkan gas

nitrogen yang bisa menimbulkan ledakan NaOH biasanya digunakan untuk memproduksi

garam natrium. NaOH juga digunakan untuk mengendapkan logam – logam berat seperti

hidroksinya dan dalam mengontrol keasaman air.

2.9 Pemutihan (Bleaching)

Bleaching dilakukan dalam beberapa tahap dengan tujuan menghilangkan lignin tanpa merusak

selulosa. Dalam industri pulp terdapat beberapa tahap dalam proses pemutihan. Masing-masing

tahapan dijabarkan di bawah ini.

•C : tahap klorinasi, menggunakan Cl2 dalam media asam

•E : Extraksi Alkali, untuk melarutkan hasil degradasi lignin yang terbentuk pada tahap

sebelumnya dengan larutan NaOH.

•D : Klorin dioksida, mereaksikan ClO2 dengan pulp pada kondisi asam

•O : Oksigen, digunakan pada tekanan tinggi dan suasana basa

•H : Hipoklorit, mereaksikan NaClO dalam media basa

10

NaOH Nilai

Berat Molekul 39.998 gr/mol

Spesific Gravity 2.130

Titik Leleh 318C

Titik Didih 1390C

Kelarutan pada 20C

gr/100gr air299.6

•P : Peroksida, reaksi dengan hidrogen peroksida (H2O2) dalam kondisi basa

•Z : Ozon, menggunakan ozon (O3) dalam kondisi asam

•X : Xylanase, Biobleaching dengan enzim murni mikroba dalam kondisi netral (Nova, 2011).

Bleaching merupakan suatu proses kimia yang dilakukan untukmenghilangkansisa lignin

dari proses pulping. Untukmenghilangkansisa lignin dilakukan proses oksidasi yang

diikutidenganreaksipemutihan(bleaching). Proses bleaching dapat meningkatan derajat putih,

kemurnianselulosadankualitaskertas.Bahanpemutih yang banyak digunakandalamindustri pulp

adalahklorin(Cl2), klorindioksida (ClO2), oksigen (O2), hidrogenperoksida (H2O2),

natriumhipoklorit (NaOCl), asamhipokolit (HOCl), natriumhidroksida (NaOH), dan ozon (O3).

Bahan kimia yang digunakan dalam bleaching terbagi menjadi 2 macam yaitu:

1.      Oksidator

Oksidator berfungsi untuk mendegradasi dan menghilangkan lignin dari gugus kromofor.

Oksidator yang sering digunakan adalah Khlor (Cl), Oksigen (O2), Hipoklorit, Klordioksida,

Hydrogen Peroksida, Ozon dan Nitrogen dioksida.

2.      Alkali

Alkali berfungsi untuk mendegradasikan lignin dengan cara hidrolisis dan melarutkan gugus gula

sederhana yang masih bersatu dalam pulp. Biasanya menggunakan NaOH sebagai basa kuat

(Maruf, 2012).

2.10 Kaporit (Ca(ClO)2)

Kaporit atau Kalsium Hipoklorit adalah senyawa kimia yang memiliki rumus kimia

(Ca(ClO)2). Kaporit biasanya digunakan sebagai zat disinfektan air. Kalsium hipoklorit adalah

padatan putih yang siap didekomposisi di dalam air untuk kemudian melepaskan oksigen dan

klorin. Kalsim hipoklorit memiliki aroma klorin yang kuat. Senyawa ini tidak terdapat di

lingkungan secara bebas.

Interaksi kalsium hipoklorit terhadap lingkungan terutama di air dan tanah senyawa ini

berpisah menjadi ion kalsium (Ca2+) dan hipoklorit (ClO-). Ion ini dapat bereaksi dengan

substansi – substansi lain yang terdapat di air. Kalsium hipoklorit utamanya digunakan sebagai

agen pemutih atau desinfektan. Senyawa ini adalah komponen yang digunakan dalam pemutih

komersial yang biasanya digunakan sebagai pemutihan (bleaching) pada produk – produk kertas

dan tekstil. Yang keamanannya tergantung pada level kadar dari kalsium hipoklorit yang

digunakan (Wikipedia, 2015).

11

BAB III

METODOLOGI

3.1 Rancangan Percobaan

Penelitian dilakukan di laboratorium terdiri dari 3 tahap :

Tahap I : Analisa terhadap bahan dasar

Tahap II : Pemasakan dengan proses soda

Tahap III : Analisa pulp hasil pemasakan

3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan

3.2.1Alat yang Digunakan

Tabel 4: Alat yang Digunakan

No. Alat Ukuran Jumlah

1.

2.

3.

4.

5.

Ember

Neraca Digital

Digester

Oven

Desikator

-

-

-

-

-

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

1 buah

3.2.2. Gambar Rangkaian Alat Digester

Gambar: Alat Digester

3.2.3 Cara Kerja Alat Digester

a. Menghubungkan kabel alat dengan sumber arus listrik (PLN)

b. Memasukkan bahan-bahan pembuatan ke dalam tangki

12

c. Mengatur suhu sesuai dengan set point

d. Menyalakan alat pada control panel dengan dengan cara menekan tombol ON

e. Mengatur control valve pada pressure gauge agar tidak melampaui batas (<1kg/cm2)

f. Memasak bahan-bahan selama waktu yang ditentukan

g. Mematikan alat dengan cara menekan tombol OFF

3.2.4 Bahan yang Digunakan

a. Bahan – bahan pembuatan pulp :

1. Bahan baku berupa alang-alang kering

2. Larutan NaOH

b. Bahan – bahan untuk analisa :

1. Larutan NaOH 17,5%

2. Larutan CH3COOH (Asam Asetat) 2N

3. Kaporit (Ca(ClO)2)

4. Aquadest

5. KMnO4 0,1 N

6. Na2S2O3 0,1 N

7. Larutan KI 166 gr/liter

8. H2SO4 4 N

3.3 Variabel Percobaan

Variabel Tetap : Berat sampel = 50 gram

NaOH = 2,5 %,

Variabel Berubah : Temperatur pemasakan = 100 ± 10 C

Waktu pemasakan = 70 ± 10 menit

3.4 Rancangan percobaan

Dalam percobaan/penelitian proses pulping yang digunakan adalah proses soda, dengan

perhitungan :

a. Bahan baku fleksibel dan mudah didapat di Indonesia

b. Pemanfaatan hasil pertanian sehingga mengurangi limbah

c. Kekuatan pulp hasil pemasakan relatif tinggi

13

Tabel Rancangan pulping dengan metode acetosolve

Percobaan Variabel Berubah Kadar air Kadarα selulosaT ( 0C ) t ( menit )

I 90 60 a1 b1

II 110 80 a2 b2

III 90 80 a3 b3

IV 110 60 a4 b4

Tabel Rancangan Percobaan Praktikum Bleaching

Analisa Hasil

Kadar α sellulosa %

Hasil warna sebelum bleaching Warna

Hasil warna setelah bleaching Warna

Gambar: Diagram Blok Pembuatan Pulp

14

NaOH

Analisa kadar air dan α-selulosa

3.5 Metode Pendekatan

Percobaan yang akan dilakukan meliputi 3 tahap, yaitu :

1. Analisa terhadap bahan dasar

2. Pemasakan dengan proses soda

3. Proses pemutihan (bleaching)

Pada analisa bahan dasar alang-alang, akan dilakukan beberapa macam analisa yaitu :

1. Menentukan kadar air

1. Menentukan kadar abu

2. Menentukan kadar α-selulosa

Selanjutnya pada analisa hasil pulp pemasakan akan dilakukan beberapa macam analisa, yaitu:

1. Menentukan kadar Air

3. Menentukan kadar α-selulosa

3.6 Prosedur Kerja

3.6.1 Analisa Bahan Baku

a. Menentukan Kadar Air

Langkah – langkahnya :

1. 4 gram sampel ditimbang dalam cawan porselen

2. Dikeringkan dalam oven pada suhu 1000C selama 1 jam lalu didinginkan dalam desikator

kemudian ditimbang. Hal ini kita ulangi hingga memperoleh penimbangan dengan berat

konstan

3. Kadar air = (b-(c-a))/b x 100 %

Keterangan : a = Berat cawan porselen

b = Berat bahan

c = Berat cawan dan bahan setelah di oven

b. Menentukan Kadar Abu

Langkah – langkahnya :

1) Krus kosong dibakar dalam muffle furnace (oven yang suhunya lebih tinggi) pada suhu

1000C hingga memperoleh berat konstan. Misal a gram

15

2) Timbang 4 gram sample, masukkan dalam krus porselen tadi, kemudian pindahkan dalam

muffle furnace dan dibakar pada suhu 6000C selama 2 s/d 4 jam hingga seluruh karbon

terbakar.

3) Dinginkan dalam desikator

4) Ulangi percobaan hingga diperoleh berat konsatn

5) Kadar abu : x100%

Keterangan :

a = Berat krus porselen setelah dibakar dalam muffle furnace

b = Berat bahan dan berat krus porselen setelah dibakar di furnace

c. Menentukan Kadar α Sellulosa

Langkah – langkahnya :

1) Timbang 4 gram sampel kering dalam beaker glass, letakkan dalam cooler bath dan suhu

dijaga 200C.

2) Tambahkan 35 ml NaOH 17,5% diaduk selama 5 menit lalu tambahkan lagi 10 ml dan

aduk selama 10 menit. Tambahkan lagi masing-masing 10 ml pada menit ke 2,5;5;10

menit berikutnya.

3) Tutup beaker glass dengan kaca arloji dan biarkan selama 3 menit.

4) Tambahkan aquadest 100 ml aduk hingga homogen dan biarkan selama 30 menit.

5) Saring dengan saringan penghisap dan sisa sampel dalam beaker glass dikeluarkan

dengan bantuan penambahan 25 ml NaOH 8,5%.

6) Endapan dicuci dengan aquadest 5 50 ml.

7) Saring dengan saringan penghisap dan lanjutkan pencucian dengan aquadest 400 ml.

8) Tambahkan 40 ml asam asetat 2 N.

9) Biarkan endapan terendam dahulu baru cairan dibuang kemudian dicuci dengan aquadest

hingga larutan menjadi netral. Setiap kali pencucian diuji.

10) Setelah netral dikeringkan dalam oven pada suhu 1050C 300C.

11) Didinginkan dalam desikator dan timbang, ulangi hal tersebut hingga diperoleh berat

konstan, misal b gram.

12) Kadar selulosa : x100%

Keterangan :

16

b = berat beaker glass dan berat sampel yang telah kering di oven

3.6.2 Pemasakan (Pulping) dengan Proses Soda

1) Memotong alang-alang kering yang sudah disiapkan dengan menggunakan pisau atau

gunting

2) Menimbang alang-alang kering sebanyak 50 gram kemudian masukan dalam digester dan

tambahkan larutan pemasak NaOH 2,5%

3) Memasak selama 60menit dengan suhu 90oC untuk percobaan 1, 80 menit dengan suhu

110 oC untuk percobaan 2, 60 menit dengan suhu 110 oC untuk percobaan 3, 80 menit

dengan suhu 90 oC untuk percobaan 4

4) Menentukan kadar α sellulosa, hasil yang terbaik selanjutnya dilakukan proses bleaching

dengan menggunakan kaporit.

3.6.3 Analisa Pulp Hasil Pemasakan

1. Menentukan kadar Air

1. Menentukan kadar α sellulosa

Penjelasan :

a) Menentukan Kadar Air

Langkah-langkah pengerjaan :

1) Timbang 4 gram pulp hasil pemasakan dan masukkan dalam cawan

porselen.

2) Kemudian Pulp dioven hingga kering dan masukkan dalam desikator

kemudian timbang hingga konstan.

3) Menghitung kadar air dengan rumus :

Kadar Air = (b-(c-a))/b x 100 %

b) Menentukan Kadar α sellulosa

Langkah – langkah pengerjaan :

1) Timbang 4 gram sampel kering dalam beaker glass, letakkan dalam water

bath dan suhu dijaga ± 25C

2) Tambahkan 35 ml larutan NaOH 17,5 % diaduk selama 5 menit lalu

tambahkan lagi 10 ml dan aduk selama 10 menit. Tambahkan lagi masing

– masing 10 ml pada menit ke 2,5 ; 5 ; 10 berikutnya

3) Tutup beaker glass dengan kaca arloji dan biarkan selama 3 menit

17

4) Tambahkan aquadest 100 ml aduk hingga homogeny dan biarkan selama 3

menit

5) Saring dengan saringan penghisap dan sisa sampel dalam beaker glass,

keluarkan dengan bantuan penambahan 25 ml NaOH 8,5%.

6) Endapan dicuci dengan aquadest 5 x 50 ml.

7) Saring dengan saringan penghisap dan lanjutkan pencucian dengan

aquadest ± 400 ml.

8) Tambahkan 40 ml asam asetat 2 N.

9) Biarkan endapan direndam dahulu baru cairan dibuang kemudian dicuci

dengan aquadest hingga netral.

10) Keringkan dalam oven pada suhu 105 C ± 30 C.⁰ ⁰11) Dinginkan dalam desikator dan timbang hingga berat konstan (misal b

gram).

BAB IV

18

HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Tabel Hasil Percobaan

Tabel 4.1.1 Hasil analisa bahan baku

Analisa Persentase (%)

Kadar air 57,00 %

Kadar abu 20,75 %

Kadar selulosa 35,00 %

Tabel 4.1.2 Hasil pulping dengan proses soda

PercobaanVariabel berubah Kadar Air

(%)

Kadar α

selulosa (%)Suhu (oC) Waktu (menit)

I 90 60 6,75 % 40,67 %

II 110 80 10,00 % 36,33 %

III 90 80 27,50 % 33,66 %

IV 110 60 29,50 % 32,00 %

Tabel 4.1.3 Hasil analisa pulping dan bleaching

Pulp yang di bleaching adalah pulp dengan kondisi operasi:

Suhu(T) : 90oC , waktu(t) : 60 menit, karena menghasilkan α-selulosa paling tinggi

dan kadar air paling kecil.

Analisa Hasil

Hasil warna sebelum bleaching Kuning Cerah

Hasil warna setelah bleaching Putih Kekuningan

4.2 Pembahasan

4.2.1 Hasil Analisa Bahan Baku

Pada bahan baku kami menganalisa kadar air didapatkan nilai sebesar 57,00 % ,

lalu kadar abu yang kami dapatkan yaitu sebesar 20,75 % , kemudian pada analisa kadar

selulosanya kami dapatkan kadarnya sebesar 35,00% , dari hasil analisa tersebut

19

dengan kadar selulosa yang cukup tinggi maka bahan baku yang kami gunakan dapat

diolah menjadi pulp yang cukup baik.

4.2.2 Hasil Pulping dengan Proses Soda

Pada proses pemasakan dengan bahan Natrium hidroksida(NaOH) 2,5 % dan

Sodium karbonat (Na2CO3) 1,5% pada kondisi operasi yang berbeda-beda dari suhu

hingga waktu yang digunakan, maka berikut hasil analisa pulpnya : Variabel I dengan

suhu yang digunakan sebesar 90oC dan waktu operasi selama 60 menit didapatkan analisa

kadar air sebesar 6,75 % dengan kadar -selulosa sebesar 40,67% , Variabel II dengan

suhu 110oC dan waktu operasi selama 80 menit didapatkan analisa kadar air sebesar

10,00 % dengan kadar -selulosa sebesar 36,33 %, Variabel III dengan suhu 90oC dan

waktu operasi selama 80 menit didapat analisa kadar air sebesar 27,50% dengan kadar -

selulosa 33,66%, dan Variabel IV dengan suhu 110 oC dan waktu operasi selama 60 menit

didapat kadar air sebesar 29,50% dan kadar -selulosa 32,00%.

Dari empat percobaan diatas, didapatkan nilai -selulosa tertinggi dan kadar air

terendah pada kondisi operasi dengan suhu 90oC dan waktu 60 menit.

4.2.3 Hasil Pulp dengan Tahapan Bleaching

Hasil pulp yang telah kami uji analisanya didapatkan pulp terbaik dengan kondisi

operasi 90oC dan waktu 60 menit. Kemudian pulp dilakukan proses bleaching dengan

menggunakan kaporit[Ca(ClO)2]. Dari proses bleaching, didapatkan hasil dengan

perubahan warna dari kuning cerah menjadi putih kekuningan.

4.2.4 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Proses Pulping

a. Suhu

Suhu pemasakan sebaiknya tidak terlalu tinggi maupun terlalu rendah (sesuai

dengan proses pulping yang digunakan). Apabila suhu pemasakan terlalu tinggi maka

akan merusak selulosa yang terdapat di dalam bahan sehingga rendemen yang

dihasilkan terlalu kecil. Sedangkan apabila suhu pemasakan kurang panas maka

proses pemasakan belangsung tidak sempurna.

20

b. Konsentrasi

Konsentrasi larutan pemasak sangat berpengaruh pada penguraian serat selulosa.

Semakin tinggi konsentrasi larutan pemasak yang digunakan akan memperbesar

kadar -selulosa dari bahan. Konsentrasi larutan pemasak ini juga disesuaikan dengan

jenis proses pulping yang digunakan.

c. Waktu

Waktu pemasakan yang digunakan jangan terlalu lama atau terlalu cepat. Jika

terlalu lama waktu pemasakan, maka dapat merusak selulosa pada pulp, sedangkan

jika terlalu cepat waktu pemasakannya maka proses pemasakan tidak sempurna.

.

21

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Bahan baku yang digunakan pada praktikum kami adalah alang-alang yang merupakan

bahan baku alternatif yang dapat digunakan dalam pembuatan kertas karena memiliki

kadar sellulosa yang cukup tinggi.

2. Proses pulping yang digunakan adalah proses soda, dengan pertimbangan sebagai berikut:

5 Mudah mendapatkan kembali bahan kimia hasil pemasakan (recovery) NaOH dari

lindi hitam (Black Liquor).

6 Bahan baku yang dipakai dapat bermacam – macam.

7 Pulp yang dihasilkan berwarna kuning cerah

8 Dapat menghilangkan komponen yang tidak diinginkan pada bahan baku pulp serta

mengendapkan logam – logam berat.

3. Berdasarkan percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa pembuatan pulp yang

paling baik terdapat pada percobaan I, yaitu pada kondisi operasi dengan suhu 90oC dan

waktu pemasakan 60 menit didapatkan kadar air sebesar 6,75% dan kadar α-selulosa

sebesar 40,67%.

4. Pada proses pemutihan (bleaching), dilakukan dengan perendaman dalam larutan kaporit

(Ca(ClO)2) dan menghasilkan warna kuning keputih-putihan (lebih putih dari warna pulp

sebelum bleaching).

5.2 Saran

1. Alang-alang sebelum digunakan dalam praktikum perlu penanganan pendahuluan seperti

penjemuran dan pemotongan sehingga ukurannya lebih kecil dan lebih memudahkan

dalam pemasakan.

2. Dalam pulping, suhu harus dikontrol jangan sampai melebihi atau kurang dari suhu

pemasakan yang ditentukan agar hasil praktikum lebih akurat.

22

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2015. Manfaat Alang-alang untuk Pengobatan Tradisional. Diakses tanggal 14 September 2015.

Id.wikipedia.org/wiki/Alang-alang. Diakses tanggal 14 September 2015.

Id.wikipedia.org/wiki/Asam Asetat. Diakses tanggal 14 September 2015.

Id.wikipedia.org/wiki/Kaporit. Diakses tanggal 14 September 2015.

Maruf, A. 2012. Proses Bleaching dan Chelating pada Pembuatan Kertas. Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Masrianto, 2012. Prarancangan Pabrik Pulp dari Corn Stover (Jerami jagung) dengan Proses Organosolv. Diakses tanggal 14 September 2015.

Saputra, G.A. 2014. Mengenal Kandungan Alang-alang dan Manfaat Alang-alang. Diakses tanggal 14 September 2015.

Surest, A.H. dan D. Satriawan. 2010. Pembuatan Pulp dari Batang Rosella dengan Proses Soda. Jurnal Teknik Kimia, III(17).

Wibisono, I., H. Leonardo, Antaresti dan Aylianawati. 2011. Pembuatan Pulp dari Alang-alang. Widya Teknik,X(1): 11-20.

23