LAPORANPRAKTIKUM PROSES KIMIA

PEMBUATAN BIOPOLIMER SELLULOSA

Disusun oleh :

Nama : Dewi Ramandhanni Kusumawati NIM : 010800214Kelompok : VTeman Kerja : 1. Sri Nuryani

2. Taufik Juliade HermawanAsisten : Deni Swantomo, M.Eng

PROGRAM STUDI TEKNOKIMIAJURUSAN TEKNOKIMIA NUKLIR

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIRYOGYAKARTA

2011

PEMBUATAN BIOPOLIMER SELLULOSA PROSES BASA

I. TUJUAN

1. Mengetahui proses pulping.

2. Menguji kadar air pulp serbuk kayu dan membandingkannya terhadap kadar air

pulp jerami padi.

3. Menganalisis kandungan selulosa dan lignin dengan metode Chesson.

4. Mengetahui kualitas kertas yang dihasilkan dari bahan baku serbuk kayu dan

menggolongkannya ke dalam kelas layak pakai atau tidak.

II. DASAR TEORI

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, Kertas merupakan barang lembaran

dibuat dari bubur rumput, jerami, kayu, dan sebagainya yang biasa ditulisi atau untuk

kertas pembungkus dan sebagainya.

Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang dihasilkan dengan kompresi

serat yang berasal dari pulp. Serat yang digunakan biasanya adalah alami, dan

mengandung selulosa dan hemiselulosa.

Kertas dikenal sebagai media utama untuk menulis, mencetak serta melukis

dan banyak kegunaan lain yang dapat dilakukan dengan kertas misalnya kertas

pembersih (tissue) yang digunakan untuk hidangan, kebersihan ataupun toilet.

Pembuatan kertas dari bahan baku dapat dibagi menjadi dua tahap, yaitu:

1. Pembuatan pulp

2. Pembuatan kertas dari pulp

Pulp, di samping dapat digunakan untuk membuat kertas, dapat juga

digunakan untuk membuat rayon (rayon adalah selulosa dalam bentuk serat-serat).

Proses pulping atau pembuatan bubur kertas dapat diuraikan menjadi 9 bagian atau

tahapan, sebagai berikut:

1.      Woodyard

Dimana sebuah lapangan luas umumnya terbuka tempat menerima dan

menyimpan kayu gelondongan yang selanjutnya proses pengkulitan, pemotongan

kecil-kecil & penyaringan potongan kayu.

2.      Barker

Dalam proses penghilangan kulit kayu ini grlondongan kayu dimasukkan dalam

"debarking drums", gelondongan silinder berputar mengakibatkan gelondongan

kayu ikut berputar dan bergesekan satu dengan yang lain melucuti kulit kayunya.

3.      Chipper  

Mesin pemotong gelondongan kayu menjadi ukuran kecil yaitu kurang dari 2 cm

dan setipis 1/2 cm.  

4.      Screen

Diperlukan filter penyaring untuk memisahkan potongan kayu yang lebih besar

dari target ukuran diatas, dan menghilangkan debu mesin potong yang tidak perlu.

5.      Digester

Prinsipnya seperti panci masak didapur tempat ibu memasak. Potongan kayu yang

disebut chips dimasak dengan suhu dan tekanan yang tinggi dalam suatu larutan

kimia penghancur. Larutan dan proses masak ini akan melembutkan dan akhirnya

memisahkan serat kayu yang diinginkan dari "lignin" yaitu unsur kayu semacam

lem yang menahan serat kayu bersatu.

6.      Chemical Recovery and Regeneration

Proses sampingan kimia inorganik yang diolah ulang dari proses "memasak"

sebelumnya, untuk memasak kembali. Bahan kimia buangan dari proses memasak

sebelumnya masih dapat diproses ulang, tidak dibuang begitu saja.

7.      Blow Tank

Setelah selesai dimasak maka makanan disimpan dalam panci penyimpan untuk

disajikan kemudian sesuai selera masing-masing individu, apa mau sedikit asin,

manis, indah didekorasi dan lain sebagainya. Disini serat kayu sudah terpisah satu

sama lain, secara resmi mereka sudah disebut pulp atau bubur kertas.  

8.      Washing

"Mesin cuci" ini akan membersihkan sisa-sisa larutan kimia dan ligin yang masih

tertinggal, yang dikirim keproses nomor 6 yaitu chemical recovery process.

Ibaratnya saat anda masak nasi, maka beberapa kali anda mentiriskan air beras

yang anda cuci sebelum dimasak supaya kotoran hilang. Harap diingat disini anda

bukan bertujuan membuatnya menjadi putih bersih! Pada tahap ini bubur kertas

secara alami berwarna coklat dan umunya digunakan untuk membuat kertas

kantong dan corrugated box yang coklat.

9.      Bleaching

Proses pemutihan bubur kertas menggunakan kimia pemutih atau bleach, yang

tujuan utamanya khusus untuk membuat kertas cetak atau kertas budaya. Jadi

proses pemutihan sangat relatif tergantung pada jenis kertas yang akan dibuat.

Pembuatan Pulp

Ada 3 macam proses pembuatan pulp, yaitu:

1. Proses mekanis

Tidak digunakan bahan-bahan kimia. Bahan baku digiling dengan mesin sehingga

selulosa terpisah dari zat-zat lain.

2. Proses semi-kimia

Dilakukan seperti proses mekanis, tetapi dibantu dengan bahan kimia untuk lebih

melunakkan, sehingga serat-serat selulosa mudah terpisah dan tidak rusak.

3. Proses kimia

Bahan baku dimasak dengan bahan kimia tertentu untuk menghilangkan zat lain

yang tidak perlu dari serat-serat selulosa. Dengan proses ini, dapat diperoleh

selulosa yang murni dan tidak rusak.

Pada proses kimia

Ada 2 metoda pembuatan pulp dengan proses kimia, yaitu:

a. Metoda proses basa

Termasuk di sini adalah:

- proses soda

- proses sulfat

b.Metoda proses asam

Yang termasuk proses asam adalah proses sulfit

Proses Basa

Bahan baku yang telah dipotong kecil-kecil dengan mesin pemotong,

dimasukkan dalam sebuah bejana yang disebut "digester."

Dalam larutan tersebut dimasukkan larutan pemasak:

- NaOH 7%, untuk proses soda

- NaOH, Na2S dan Na2CO3 untuk proses sulfat

Pemasakan ini berguna untuk memisahkan selulosa dari zat-zat yang lain.

Reaksi sebenarnya rumit sekali, tetapi secara sederhana dapat ditulis:

                    Larutan pemasak

Kayu ———————————> pulp (selulosa) + senyawa-senyawa alkohol +

senyawa-senyawa asam + merkaptan + zat-zat pengotor lainnya.

Kemudian campuran yang selesai dimasak tersebut dimasukkan ke dalam

mesin pemisah pulp dan disaring. Pulp kasar dapat digunakan untuk membuat karton

dan pulp halus yang warnanya masih coklat harus dikelantang

(diputihkan/dipucatkan). Pemucatan dilakukan dengan menggunakan Kaporit atau

Natrium hipoklorit. Perlu diperhatikan bahwa, bahan-bahan kimia yang sudah

terpakai tidak dibuang, tetapi diolah kembali untuk dipakai lagi. Hal ini berarti

menghemat biaya dan mencegah pencemaran lingkungan

Reaksi kimia yang penting dalam pengolahan kembali sisa larutan tersebut adalah :

Na2SO4 + 2 C ———————————> Na2S + 2 CO2

Na2CO3 + Ca(OH)2 ———————————> 2 NaOH + CaCO3

Proses Asam

Secara garis besar, proses sulfit dilakukan melalui tahap-tahap yang sama

dengan proses basa. tetapi larutan yang digunakan adalah:

SO2, Ca(HSO3)2 dan Mg(HS03)2

Pembuatan Kertas

Pulp yang sudah siap, diolah dengan bahan-bahan penolong seperti perekat

damar, kaolin, talk, gips, kalsium karbonat, tawas aluminium, kertas bekas, zat warna

dan lain-lain, untuk kemudian diproses menjadi kertas, melalui mesin pembentuk

lembaran kertas, mesin pengeras dan mesin pengering.

Catatan:

1. Zat-zat tersebut di atas dipakai dalam jumlah kecil sekali, dan bila berlebihan

berbahaya bagi kesehatan.

2. Ada zat pemanis yang dapat menimbulkan kanker pada hewan-hewan percobaan,

sehingga di beberapa negara dilarang.

3. Umumnya zat-zat tersebut di atas adalah sintetis.

Biopolimer Selulosa

Biopolimer, dikenal sebagai polimer organik, ialah polimer alami. Selulosa

merupakan bagian penyusun utama jaringan tanaman berkayu. Jadi, biopolimer

selulosa merupakan polimer organik dari bagian penyusun utama jaringan tanaman

berkayu.

Bahan tersebut utamanya terdapat pada tanaman kertas, namun demikian pada

dasarya selulosa terdapat pada setiap jenis tanaman, termasuk tanaman semusim,

tanaman perdu dan tanaman rambat bahkan tumbuhan paling sederhana sekalipun.

Seperti: jamur, ganggang dan lumut.

Berdasarkan derajat polimerisasi (DP) dan kelarutan dalam senyawa natrium

hidroksida (NaOH) 17,5%, selulosa dapat dibedakan atas tiga jenis yaitu :

•   Selulosa (Alpha Cellulose) adalah selulosa berantai panjang, tidak larut dalam

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

- 1500. Selulosa a dipakai sebagai penduga dan atau penentu tingkat kemumian

selulosa.

•   Selulosa β (Betha Cellulose) adalah selulosa berantai pendek, larut dalam larutan

NaOH 17,5% atau basa kuat dengan DP 15 - 90, dapat mengendap bila

dinetralkan

•   Selulosa µ (Gamma cellulose) adalah sama dengan selulosa β, tetapi DP nya

kurang dari 15. Selain itu ada yang disebut Hemiselulosa dan Holoselulosa yaitu :

•    Hemiselulosa adalah polisakarida yang bukan selulosa, jika dihidrolisis akan

menghasilkan D-manova, D-galaktosa, D-Xylosa, L-arabinosa dan asam uranat.

•    Holosefulosa adalah bagian dari serat yang bebas dan sari dan lignin, terdiri dari

campuran semua selulosa dan hemiselulosa.

Selulosa α merupakan kualitas selulosa yang paling tinggi (mumi). Selulosa α

> 92% memenuhi syarat untuk digunakan sebagai bahan baku utama pembuatan

propelan dan atau bahan peledak. Sedangkan selulosa kualitas dibawahnya digunakan

sebagai bahan baku pada industri kertas dan industri sandang/kain (serat rayon).

Selulosa dan Pemanfaatannya

Secara kimia, selulosa merupakan senyawa polisakarida yang terdapat banyak

di alam. Bobot molekulnya tinggi, struktumya teratur berupa polimer yang linear

terdiri dari unit ulangan β-D-Glukopiranosa. Karakteristik selulosa antara lain muncul

karena adanya struktur kristalin dan amorf serta pembentukan micro fibril dan fibril

yang pada akhirnya menjadi serat selulosa. Sifat selulosa sebagai polimer tercermin

dari bobot molekul rata-rata, polidispersitas dan konfigurasi rantainya. Dalam praktek,

parameter yang banyak diukur adalah berupa derajat polimerisasi (DP) dan kekentalan

(viscositas) yang juga merupakan tolok ukur kualitas selulosa.

Pemisahan selulosa dari tumbuhan dapat dilakukan dengan cara hidrolisis

melalui prosedur HoloselulosaTappi Standard Tgm (Useful method 249, ASTM

Standard D 1104 dan Sll) atau penentuan selulosa Cross dan Sevan dan selulosa

Kursner. Bagian dari selulosa yang tahan dan tidak larut oleh larutan basa kuat disebut

selulosa α (α -cellulose). Bagian yang terlarut tetapi dapat mengendap apabila ekstrak

dinetralkan dikenal sebagai selulosa β (Betha Cellulosa)

Bagian yang tinggal dalam larutan walaupun sudah dinetralkan dikenal

sebagai selulosa γ. Kemumian selulosa sering dinyatakan melaui parameter selulosa

α. Biasanya semakin tinggi kadar selulosa α, maka semakin baik mutu bahannya.

Selulosa dapat diesterkan(esterifikasi) dengan asam anorganik seperti asam nitrat,

asam sulfat dan asam fosfat. Hasilnya berturut-turut adalah selulosa nitrat, selulosa

sulfat dan selulosa fosfat. Secara niaga selulosa nitrat/NC adalah yang terpenting yang

banyak digunakan untuk bahan dasar pembuatan bahan peledak atau propelan.

Selulosa nitrat tersebut dibuat berdasarkan reaksi alkohol dan asam nitrat dengan

katalis asam sulfat pekat terhadap selulosa yang sebelumnya dibuat menjadi selulosa

alkali.

Untuk mengetahui kualitas dari selulosa, antara lain dengan pemantauan

derajat polimerisasi (DP), maka kita dapat mengetahui kualitas dari selulosa yang ada

dan viscositas (kekentalan).  Di Indonesia jenis selulosa yang berkualitas baik untuk

serat panjang adalah tanaman keras seperti pinus, aghatis, bambu, kenaf, abaca, kapas

dan rami serta untuk serat pendek adalah albasia, acasia dan eucalyptus. Pengaruh

panjang serat, untuk kasus tertentu ada korelasi antara panjang serat dengan kadar

selulosa, sebagai contoh : serat kapas mempunyai kadar selulosa yang tinggi

dibanding selulosa kayu.

Adapun faktor yang membuat selulosa disenangi untuk produksi pulp dan kertas

adalah (Murugan, 1996) :

1. Jumlahnya berlimpah, dapat melengkapi, dan mudah dipanen dan dipindah-

pindahkan dan akibatnya bahan ini murah harganya.

2. Zat ini umumnya berbentuk serat, dan kekuatan tariknya benar-benar tinggi.

3. Zat ini bisa menarik air, yang mempermudah persiapan mekanik dari serat-serat

atau ikatan-ikatan serat ketika campuaran serat tadi dikeringkan

4. Zat ini tidak dapat larut dalam air dan pelarut-pelarut organik

5. Tahan terhadap sejumlah bahan kimia yang menyebabkan dapat diisolasi dan

dimurnikan dari kayu yang merupakan sumber utama selulosa.

Macam Pengujian

Macam-macam pengujian untuk memperoleh selulosa alfa adalah sebagai berikut:

* Uji Morfologi Serat. Uji morfologi serat dilaksanakan untuk menunjukkan panjang

serat dalam keadaan utuh, dalam hal ini panjang serat merupakan sifat utama untuk

menentukan kekuatan pulp dan kekuatan kertas.

* Uji Bilangan Kappa. Uji bilangan kappa dilaksanakan untuk menentukan jumlah

pemakaian bahan kimia yang digunakan dalam proses pemutihan (bleaching).

* Uji Kadar Selulosa dalam Pulp. Uji kadar selulosa dalam pulp dilaksanakan untuk

menentukan kadar selulosa α, γ dan β, yang ada dalam pulp putih maupun pulp yang

belum diputihkan.

* Uji Kadar Abu. Uji kadar abu dilaksanakan untuk menentukan kadar abu yang

terdapat dalam contoh yang akan diuji.

* Uji Kelarutan Kayu (dalam Air Dingin dan Air Panas). Uji kelarutan kayu dalam air

dingin dan air panas dilaksanakan untuk menentukan banyaknya komponen kayu

yang larut dalam air dingin maupun air panas , meliputi garam-garam organik, garam-

garam anorganik, gula, siklitol, pectin, galaktan, tannin, pigmen, polisakarida dan

komponen lain yang temidrolisa.

* Uji Lignin. Uji lignin dilaksanakan untuk mengetahui jumlah lignin yang terdapat

dalam kayu dan pulp. Lignin yaitu bagian yang terdapat dalam lamela tengah dan

dinding sel yang berfungsi sebagai perekat antar sel, merupakan senyawa aromatik

berbentuk amorf. Pulp akan mempunyai sifat fisik atau kekuatan yang baik apabila

mengandung sedikit lignin, karena lignin bersifat kaku dan rapuh.

* Uji KadarAir. Uji kadar air dilaksanakan untuk menentukan kebutuhan jumlah

cairan pemasak. Demikian pula kadar air pulp untuk menentukan jumlah kebutuhan

bahan pemutih.

* Uji Kadar San. Uji kadar sari (ekstrak alkohol-benzena) dilaksanakan untuk

mengetahui jumlah kandungannya yang terdapat dalam pulp. Sari (ekstrak) alkohol

benzena adalah zat dalam kayu atau pulp yang terekstrasi oleh alkohol benzena

sebagai pelarut, dilakukan pada titik didih pelarut dalam waktu tertentu.

* Uji dalam Larutan Natrium Hidroksida Satu Persen. Uji dalam larutan natrium

hidroksida satu persen dilaksanakan untuk menyatakan banyaknya komponen yang

larut, meliputi senyawa anorganik dan organik, antara lain karbohidrat, tanin, kinon,

zat wama dan sebagian lignin.

Hemiselulosa

Hemiselulosa juga polimer yang umumnya dibentuk oleh unit-unit gula.

Berbeda dengan selulosa, dimana selulosa hanya terdiri dari polimer glukosa,

hemiselulosa adalah polimer dengan 5 gula berbeda yaitu glukosa, manosa, galaktosa,

xylosa, dan arabinosa.

Rantai hemiselulosa jauh lebih pendek dibandingkan rantai selulosa karena

memiliki derajat polimerisasi lebih rendah. Sebuah molekul hemiselulosa

mengandung sampai 300 unit gula. Berbeda dengan selulosa, hemiselulosa bukan

polimer rantai lurus tetapi polimer bercabang dimana tidak membentuk unsur kristal

dan mikrofibril seperti selulosa. Dalam pengolahan pulp, hemiselulosa bereaksi lebih

cepat dari pada selulosa. Dalam kayu, hemiselulosa kebanyakan ditemukan di

sekeliling mikrofibril selulosa , dimana hemiselulosa membantu ikatan selulosa.

Dalam pembuatan kertas, hemiselulosa berperan untuk membuat kertas lebih kuat.

Lignin

Setelah Selulosa, lignin merupakan zat organik polimer yang banyak dan

penting dalam dunia tumbuhan. Lignin menaikkan sifat-sifat kekuatan mekanik

sedemikian rupa sehingga tumbuhan yang besar seperti pohon yang tingginya lebih

dari 100 m tetap dapat kokoh berdiri.

Lignin adalah partikel amorf yang bersama selulosa membentuk dinding sel

kayu dari pohon . Lignin mempererat material diantara sel dan menambah kekuatan

mekanis kayu. Lignin adalah polimer tiga dimensi yang sangat bercabang. Unit

penyusun molekul lignin adalah fenilpropan.

Suatu molekul lignin memiliki derajat polimerisasi yang tinggi karena ukuran

dan struktur tiga dimensinya. Lignin dalam kayu berfungsi sebagai perekat. Lamela

tengah dimana kebanyakan terdiri dari lignin mengikat sel bersama-sama dan

memberi bentuk pada kayu. Dinding sel juga mengandng lignin. Dalam dinding sel,

lignin bersama hemiselulosa membentuk matriks dimana mikrofibril selulosa disusun.

Tabel 1. Komposisi Kimia Beberapa Biomassa

III.ALAT DAN BAHAN

A. Alat yang digunakan

1. Labu leher tiga

2. Pendingin tegak

3. Selang

4. Hot Plate

5. Pemanas labu

6. Gelas beker

7. Batang pengaduk

8. Sendok sungu

9. Neraca analitik

10. Blender

11. Kertas saring

12. Krus (cawan pijar)

13. Corong kaca

14. Oven

B. Bahan yang digunakan

1. Jerami padi

2. Serbuk kayu

3. Larutan NaOH

4. Aquades

5. Larutan H2SO4

IV. CARA KERJA

1. Proses Pulping (pembuburan)

a. Disiapkan bahan baku jerami padi (yang telah diblender) seberat 26,4 gram

dan serbuk kayu seberat 33 gram.

b. Masing-masing dimasukkan ke dalam gelas beker berisi 0,5 L NaOH dengan

kadar 2%.

c. Dimasak selama 30 menit hingga menjadi bubur.

2. Pengujian Kadar Pulp

a. Diambil masing-masing 2 gram jerami padi dan serbuk kayu kering yang

telah dipulping kemudian dimasukkan ke dalam krus (cawan pijar).

b. Dioven pada suhu ±1000C hingga diperoleh berat konstan.

c. Dihitung kadar airnya.

3. Analisis Kandungan Selulosa dan Lignin Serbuk Kayu dengan metode

Chesson

a. Satu gram sampel kering (berat a) ditambahkan 150 ml H2O dan direfluk

pada suhu 1000C selama 30 menit.

b. Hasilnya disaring, residu dicuci dengan air panas 300 ml.

c. Residu dikeringkan dalam oven hingga diperoleh berat konstan kemudian

ditimbang (berat b).

d. Residu ditambah 150 ml H2SO4 1N kemudian direfluk selama 30 menit pada

suhu 1000C.

e. Hasil tadi disaring dan dicuci sampai netral. Residu dikeringkan hingga berat

konstan. Berat ditimbang (berat c).

f. Residu kering ditambahkan 10 ml H2SO4 pekat dan direndam pada suhu

kamar selama 15 menit.

g. Ditambahkan 150 ml H2SO4 1N dan direfluk pada suhu 1000C selama 1 jam.

h. Residu disaring dan dicuci dengan H2O sampai netral.

i. Selanjutnya residu dipanaskan dengan oven pada suhu 1050C hingga

beratnya konstan kemudian ditimbang (berat d).

j. Residu diabukan dan ditimbang (berat e).

V. DATA HASIL PERCOBAAN

a. Proses Pulping (pembuburan)

- Massa serbuk kayu : 33 gram

Konsentrasi NaOH : 10 gram dalam 500 ml aquades

- Massa jerami padi : 26,4 gram

Konsentrasi NaOH : 10 gram dalam 500 ml aquades

b. Pengujian Kadar Air (pulp)

- Serbuk Kayu

Massa awal : 2,0012 gram

Massa cawan : 72,6951 gram

Massa kering konstan+cawan : 74,6690 gram

- Jerami padi

Massa awal : 2,0068 gram

Massa cawan : 72,2756 gram

Massa kering konstan+cawan : 74,2234 gram

c. Analisis Kandungan Sellulosa dan Lignin pada Serbuk Kayu dengan

metode Chesson

- Massa cawan : 78,1039 gram

- Berat a : 1,018 gram

- Berat b

Massa serbuk kayu+cawan+kertas saring : 80,6540 gram

Massa kertas saring : 1,5124 gram

- Berat c

Massa serbuk kayu+cawan+kertas saring : 80,5610 gram

Massa kertas saring : 1,551 gram

- Berat d

Massa serbuk kayu+cawan+kertas saring : 80,7890 gram

Massa kertas saring : 2,2343 gram

- Berat e

Massa abu+cawan+kertas saring : 80,7740 gram

Massa kertas saring : 2,2343 gram

VI. PERHITUNGAN

a. Kadar Air (pulp)

- Serbuk Kayu

Massa awal : 2,0012 gram

Massa kering konstan : (74,6690-72,6951) gram = 1,9739 gram

%Kadar Air =

(Wawal−W ker ing )Wawal

×100 %

=(2 , 0012−1 , 9739 ) gr

2 , 0012 gr×100 %

= 1,36 %

- Jerami Padi

Massa awal : 2,0068 gram

Massa kering konstan : (74,2234-72,2756) gram = 1,9478 gram

%Kadar Air =

(Wawal−W ker ing )Wawal

×100 %

=(2 , 0068−1 ,9478 ) gr

2 , 0068 gr×100%

= 2,94 %

b. Kandungan Sellulosa dan Lignin pada Serbuk Kayu dengan metode Chesson

- Massa cawan : 78,1039 gram

- Berat a : 1,018 gram

- Berat b : (80,6540-78,1039-1,5124) gram

= 1,0377 gram

- Berat c : (80,5610-78,1039-1,551) gram

= 0,9061 gram

- Berat d : (80,7890-78,1039-2,2343) gram

= 0,4508 gram

- Berat e : (80,7740-78,1039-2,2343) gram

= 0,4358 gram

Kadar Selulosa =

(c−d )a

×100 %

=(0 , 9061−0 ,4508 ) gr

1 ,018 gr×100 %

= 44,72 %

Kadar Lignin =

(d−e )a

×100 %

=(0 , 4508−0 , 4358 ) gr

1 , 018 gr×100 %

= 1,47 %

VII. PEMBAHASAN

Bahan baku pembuatan kertas dapat berasal dari pulp (bubur) rumput, jerami,

kayu, dan sebagainya. Dalam percobaan ini bahan yang digunakan adalah jerami padi

dan kayu dimana sejatinya percobaan ini bertujuan untuk mengetahui proses pulping,

menguji kadar air pulp serbuk kayu dan membandingkannya terhadap kadar air pulp

jerami, menganalisis kandungan selulosa dan lignin dengan metode Chesson, serta

mengetahui kualitas kertas yang dihasilkan dari bahan baku serbuk kayu dan

menggolongkannya ke dalam kelas layak pakai atau tidak.

Percobaan ini merupakan simulasi pembuatan kertas pada tahap digester

melalui proses pulping dimana potongan jerami padi dan serbuk kayu dimasak pada

suhu dan tekanan tinggi dalam suatu larutan kimia penghancur. Proses pulping

merupakan proses pembuburan (pembuatan bubur) dimana dalam percobaan ini

dilakukan terhadap serbuk kayu dan jerami dengan proses kimia metode basa

menggunakan larutan Natrium Hidroksida 2%. Proses pembuatan pulp dengan proses

kimia ini dikenal dengan istilah proses kraft karena pulp yang dihasilkan dari proses

ini memiliki kekuatan lebih tinggi daripada proses mekanis dan semikimia, akan

tetapi rendemen yang dihasilkan lebih kecil diantara keduanya karena komponen yang

terdegradasi lebih banyak (lignin, ekstraktif , dan mineral)[1]. Dengan proses kimia ini,

diharapkan diperoleh selulosa murni dan tidak rusak. Larutan Natrium Hidroksida

(NaOH) yang digunakan disini berfungsi sebagai larutan pemasak yang bertujuan

untuk memisahkan selulosa dari zat-zat yang lain, misalnya lignin. Proses pulping

dilakukan dengan cara memasukkan jerami padi yang telah diblender dan serbuk kayu

masing-masing ke dalam labu leher tiga kemudian dimasak dengan NaOH 2% selama

30 menit. Reaksi yang terjadi di dalam reactor (labu leher tiga), yaitu:

                    Larutan pemasak (NaOH)

Kayu atau jerami ———————————> pulp (selulosa) + senyawa-senyawa

alkohol + senyawa-senyawa asam + merkaptan + zat-zat pengotor lainnya

Selanjutnya, bubur yang telah diperoleh dihitung kadar airnya dengan cara

mengoven masing-masing ± 2 gram pulp hingga diperoleh berat konstan. Perhitungan

untuk kadar air ini diperlukan untuk mengetahui banyaknya larutan pemasak yang

dibutuhkan. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, diperoleh kadar air pulp

kayu sebesar 1,36% dan untuk pulp jerami sebesar 2,94%. Berdasarkan perolehan

prosentase tersebut dapat dibandingkan bahwa kebutuhan banyaknya larutan pemasak

untuk jerami lebih besar daripada kayu sehingga kayu lebih efisien bila digunakan

sebagai bahan baku dalam pembuatan pulp dikarenakan jumlah larutan pemasak yang

digunakan tidak terlalu besar sehingga dapat mengurangi jumlah larutan NaOH yang

akan dipakai sebagai larutan pemasak.

Analisis yang terakhir adalah menghitung kadar selulosa dan kadar lignin pada

kayu menggunakan metode Chesson dimana diambil ±2 gram serbuk kayu kering

yang telah dipulping kemudian diproses sesuai dengan yang tertera pada langkah

kerja. Pada point langkah kerja 3.a fungsi refluks dengan H2O adalah untuk

melarutkan NaOH dalam serbuk pada proses pulping sehingga NaOH yang telah

melarutkan lignin dari selulosa dapat ikut larut bersama air yang nantinya akan

disaring sehingga nantinya diharapkan kadar lignin di dalamnya berkurang. Pada

refluks dengan H2SO4 yang pertama point langkah kerja 3.d berfungsi untuk

menetralkan sisa NaOH. Kemudian pada perendaman serbuk kering dengan H2SO4

(3.f) dan refluks ke dua dengan H2SO4 (3.g) dimaksudkan untuk mengetahui lignin

yang tersisa dikarenakan lignin tidak larut dalam larutan asam[2]. Lignin harus

dihilangkan dikarenakan bersifat kaku dan rapuh[3] sehingga hal ini akan merugikan

pada proses produksi kertas tulis. Selain itu adanya gugus kromofor lignin yang

tersisa dapat menyebabkan kertas menjadi berwarna gelap apabila tidak diproses lebih

lanjut melalui proses bleaching (pemutihan). Berdasarkan perhitungan diperoleh

kadar selulosa sebesar 44,72% sedangkan kadar lignin sebesar 1,47%. Berdasarkan

pada Tabel 1, untuk kayu keras (kayu dari tumbuhan yang menggugurkan daunnya

setiap tahun[4]) memiliki kadar selulosa sebesar 40-45% sedangkan untuk kadar lignin

sebesar 26-34%. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, proses pulping dengan

menggunakan larutan NaOH 2% saja sudah cukup mampu mengurangi kadar lignin

awal sebesar 26-34% (pada tabel 1) menjadi 1,47%. Selain itu, teori yang

menyebutkan bahwa dengan menggunakan proses kimia akan diperoleh selulosa

murni dan tidak merusak selulosa terbukti dari hasil yang diperoleh dimana kadar

selulosa kayu dalam percobaan sebesar 44,72% yang masih berada pada rentang awal

selulosa kayu sebelum pulping, yaitu 40-45% (pada tabel 1). Dengan tingginya kadar

selulosa dan kecilnya kadar lignin, maka apabila diproses lebih lanjut bahan tersebut

dapat digolongkan ke dalam kelas layak pakai (misalnya untuk kertas koran

dikarenakan belum mengalami proses bleaching).

VIII. KESIMPULAN

a. Bahwa proses pulping dalam percobaan ini merupakan proses pembuburan

yang dilakukan pada suhu tinggi dengan menggunakan larutan kimia

penghancur sebagai larutan pemasak, yaitu larutan NaOH.

b. Kadar air pulp serbuk kayu lebih kecil dibandingkan kadar air pulp jerami

padi, yaitu 1,36% untuk kadar air pulp kayu dan 2,94% untuk kadar air pulp

jerami padi.

c. Dengan menggunakan metode Chesson, diperoleh kadar selulosa kayu hasil

pulping sebesar 44,72% dan kadar ligninnya sebesar 1,47%.

d. Dengan mengetahui kadar selulosa yang tinggi dan kadar lignin yang kecil

maka dapat digolongkan ke dalam kelas layak pakai.

IX. DAFTAR PUSTAKA

Swantomo,Deni.2011.Pembuatan Biopolimer Selulosa.Yogyakarta: STTN-BATAN.

Murugan, B.1996 Proses Kraft Pulping. PT. Indah Kiat Pulp & Paper Tbk Perawang

Jalaludin dan Samsul Rizal.Pembuatan Pulp dari Jerami Padi dengan Menggunakan

Natrium Hidroksida.Jurusan Teknik Kimia Universitas Malikussaleh

Lhokseumawe.pdf[1]http://id.wikipedia.org/wiki/Pulp[2]http://aprysilverfox.blogspot.com/2010/08/makalah-pembuatan-pulp-dan-kertas-

dari.html[3]http://buletinlitbang.dephan.go.id/index.asp?vnomor=18&mnorutisi=3[4]http://www.blogster.com/ayyunie/identifikasi-bahaya-bahaya-zat-kimia-pada-

industri-pulp-kertas-240908095545

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/6137/1/08E00328.pdf

http://pisassakienah.wordpress.com/category/chemistry/

http://id.wikipedia.org/wiki/Kertas

http://www.crayonpedia.org/mw/Kategori:Kimia_Terapan_Dan_Terpakai_11.1_IPA

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/18671/3/Chapter%20II.pdf

http://www.ekodokcell.co.cc/2010/05/proses-pembuatan-pulp-dengan-proses.html

Yogyakarta, 19 Juni 2011

Asisten, Praktikan,

Deni Swantomo,M.Eng Dewi Ramandhanni Kusumawati

X. LAMPIRAN

Gb. Serbuk Kayu Gb. Jerami Hasil Blender

Gb.Serbuk Kayu Kering Gb.Jerami Padi Kering

Hasil Pulping Hasil Pulping

Gb.Proses Pulping Gb.Proses Refluks