Pembuatan Dan Karakteristik Kertas Eceng Gondok

 11  113  86  2017-01-18 05:19:22 Report infringing document

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KERTAS ECENG GONDOK TESIS Oleh KASDIM LUMBANBATU 067026012/FIS

  Pengujian sifat fisis yang dilakukan adalah menghitung rendemen pulp, mengukur tebal kertas, menghitung massa dan gramatur,mlakukan uji tarik dan kuat sobek, mikrostruktur permukaan dengan SEM dan kandungan logam dengan AAS. Berdasarkan pengujian sifat fisis yang dilakukan diperoleh rendemen pulp 2rata-rata 22 %, gramatur terbaik adalah 32 gr/m , kuat tarik terbesar adalah 122,58 diperoleh pada eceng gondok yang berasal dari rawa Martubung, Pb = 19 ppm, Cu = 15 ppm, dan Zn = 150 ppm.

2 N/m , kuat sobek terbesar adalah 43,530 mN. Kandungan logam terbanyak

  diperoleh pada eceng gondok yang berasal dari rawa Martubung, Pb = 19 ppm, Cu = 15 ppm, dan Zn = 150 ppm. Kata kunci : eceng gondok, proses soda, pulp dan kertas eceng gondok ABSTRACTA fabrication and characterization on papers made from hyacinth pulp have been performed using a chemical method.

KATA PENGANTAR

  Terpujilah Tuhan yang penuh hikmat karena segala anugerahNya sehingga tesis yang berjudul “ Pembuatan dan Karakterisasi Kertas Eceng Gondok” dapatdiselesaikan sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. AK atas kesempatan yang diberikankepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains.

B. M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

  Darwin Siregar yang memberi kesempatan dan dukungan kepada penulis untuk melanjutkan studi di SekolahPascasarjana USU Medan. Semoga kita diberi hikmat oleh Tuhan untuk mensyukuri, memelihara dan memanfaatkan karya ciptaanNya bagi keperluan umat manusia dan untukmemuliakanNya.

RIWAYAT HIDUP

  Sekolah Pembangunan No.7 MedanTelepon : (061)8456806 DATA PENDIDIKANSD : SD Negeri Tualang Tamat : 1982 SMP : SMP Negeri Bakal Julu Tamat : 1985SMA : SMA Negeri Sidikalang Tamat : 1988 Strata-1 : FMIPA IKIP Negeri Medan Tamat : 1994Strata-2 : Program Studi Magister Fisika Tamat : 2008 Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara DAFTAR ISIABSTRAK ............................................................................................................. Kadar Logam Timbal (Pb), Tembaga (Cu) dan Seng (Zn) pada Eceng Gondok dengan Menggunakan SpektrofotometerSerapan Atom.................................................................................

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG Bahan baku serat terdiri dari bahan kayu (wood) dan bukan kayu (non wood)

  Sebagai bahan uatama dalam pembuatan pulp kertas adalah selulosa dalam bentuk serat, sedangkan serat selulosa dapat diperoleh dari berbagai jenis tumbuhankayu (wood) atau tumbuhan non kayu (non wood) yang semuanya dapat dipergunakan untuk pembuatan pulp kertas. Untuk itu serat eceng gondokyang dipergunakan diukur ketebalan dan massa, dihitung gramatur dan densitas, dan duji kekuatan kertas dan mikrostruktur permukaan serta menganalisa kandunganlogamnya dengan memvariasikan waktu penghalusan dengan harapan diperoleh waktu penghalusan yang efisien untuk menghasilkan kertas yang berkualitas.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 KERTAS

  Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang dihasilkan dengan kompresi serat yang berasal dari pulp yang telah mengalami pengerjaan penggilingan, ditambahbeberapa bahan tambahan yang saling menempel dan jalin menjalin. Kertas dikenal sebagai media utama untuk menulis, mencetak serta melukis dan banyak kegunaan lain yang dapat dilakukan dengan kertas misalnya kertaspembersih (tissue) yang digunakan untuk hidangan, kebersihan ataupun toilet.

2.2 PROSES PEMBUATAN KERTAS

  Bubur kertas sambil diaduk ditambahkan bahan penolong yaitu kanji,rosin dan aluminium sulfat (kanji untuk daya rekat kertas sedangkan rosin dan aluminium sulfat untuk daya serap air supaya tidak blobor). Pembentukan lembaranBubur kertas hasil pencampuran dibuat lembaran menggunakan cetakan dari kasa 200 mesh dengan ukuran panjang dan lebar sesuai dengan ukuran yangdiinginkan.

2.2.1 PROSES PEMBUATAN PULP

  Pemilihan jenis proses pembuatan pulp tergantung kepada spesies kayu yang tersedia dan penggunaan akhir Proses pembuatan pulp kimia adalah melarutkan lignin yang mengikat serat selulosa satu sama lain dan untuk menghilangkan zat lain yang tidak perlu dari serat-serat selulosa. Proses pembuatan kertas yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah pembuatan kertas dari pulp dengan proses kimia menggunakan larutan soda (NaOH).

2.2.2 Dimensi Serat

  Selama proses pembuatan kertas, air dikeluarkan dari jaringan serat sehingga terjadi ikatan antar serat yangsemakin rapat dan disertai perubahan bentuk serat menjadi pipih Kekuatan kertas terpenting yang menentukan kualitas kertas berhubung dengan penggunaannya adalah : kekuatan sobek kertas (tearing strength), kekuatantarik kertas ( tensile strength), kekuatan jebol kertas ( bursting strength), kekuatan lipat kertas ( folding strength). Peranan dimensi serat sebagai bahan baku kertas mempunyai hubungan satu sama lain yang kompleks dan mempunyai pengaruh yang mendasar terhadap sifatfisik pulp kertas seperti density, kekuatan, fleksibilitas, kelicinan, porositas.

2.2.3 Panjang Serat

  Menurut penelitian-penelitian yang telah dilakukan, bahwa panjang serat merupakan sifat yang sangat menetukan kekuatan kertas dan sangat mempengaruhikekuatan sobek serta pembentukan formasi. Serat yang panjang memberi kekuatan kertas lebih baik dari serat pendek, tetapi serat pendek memberi formasi yang lebihbaik dari serat panjang.

2.2.4 Kekasaran Serat (Diameter Serat)

  Sifat kekasaran serat pada bahan baku maupun pulpnya banyak dipengaruhi oleh faktor dimensi penampang melintang serat (diameter dan dinding serat). Untuk mendekati diameter serat yang sebenarnya diadakan koreksi dan hasilnya disebut perimeter.

2.3 ECENG GONDOK

2.3.1 Klasifikasi eceng gondok

  Penelitian yang dilakukan di daerah Bogor dan Rawa Pening menunjukkan bahwa penambahan jumlah daun, pertambahan berat basah dan berat kering tanamanperhari masing-masing berkisar sekitar 7,5 – 12,5; 13,8 dan 17,4 % ( Santiago, 1973). Joedodibroto (1983) menyatakan, bahwa dari hasil analisa dimensi serat batang Eceng Gondok diketahui memiliki bentuk yang langsing dan memilikidiameter serat antara 11,15-11,63 m.

2.3.2 Manfaat dan Kerugian yang ditimbulkan eceng gondok

  Kemampuan perkembangbiakannya yang tinggi dan penyesuaian dirinya yang baik pada berbagai iklim membuat tanaman ini telah tersebar luas di dunia terutamadi negara-negara tropis dan sub tropis. Eceng gondok dapat juga dimanfaatkan untuk memperbaiki kualitas air yang tercemar , khususnya terhadap limbah domestik dan industri sebab eceng gondokmemiliki kemampuan menyerap zat pencemar yang lebih baik dibandingkan jenis tumbuhan lainnya.

2.4 KUAT TARIK KERTAS (TENSILE STRENGTH)

  Kuat tarik maksimum dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini : Fm Ketahanan tarik ( ………………………………………(1) j) = A o Dimana Fm = gaya maksimum (N) 2 A = luas permukaan (m )o 1gf = 9,807 mNUkuran bahan sampel yang akan diuji adalah ukuran bahan yang sesuai dengan standar pengujian, yang dipakai adalah standar pengujian SNI 14 – 4737 – 1998. Perhitungan yang dipergunakan dalam mengukur ketahanan sobek kertas terrsebut adalah sebagai berikut: 4 xA Ketahanan sobek rata-rata = ………………………………(2) B Dimana : A = Pembacaan skala rata-rata (N)B = Jumlah lembaran yang dipergunakan pada saat pengujian 2.6 SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM) SEM merupakan peralatan standar untuk menentukan struktur mikro dan analisis kimia.

2.7 SPEKTROFOTOMETRI SERAPAN ATOM (SSA)

  Sistem kerja mesin ini melalui tiga tahap, yaitu pengeringan, pengabuan, dan pembakaran dari cairan sampel, masing-masing dengan temperatur 500, 700, dan o 3000 C, temperatur dari tiga proses tahapan tersebut dapat diatur dan disesuaikan dengan logam yang diukur secara komputerissai. Katoda berbentuk silinder berongga yang permukaannyadilapisi dengan unsur yang sama dengan unsur yang akan dianalisa.

2.7.4 Nyala

  Dalam kebanyakan instrument komersial digunakan kisi difraksi karena sebaran yang dilakukan oleh kisi lebih seragam daripada yang dilakukan oleh prismadan akibatnya instrument kisi dapat memelihara daya pisah yang lebih tinggi sepanjang jangka panjang gelombang yang lebih lebar (Vogel, A.I, 1961). Keluaran dari detektordiumpankan ke suatu sistem peragaan yang sesuai, dan dalam hubungan ini radiasi yang diterima oleh detektor berasal tidak hanya dari garis resonansi yang telahdiseleksi tetapi dapat juga timbul dari emisi dalam nyala.

2.9.8 Sistem Pencatat

  Sistem pencatat yang digunakan pada instrument SSA berfungsi untuk mengubah sinyal yang diterima melalui bentuk digital, berarti sistem pencatatmencegah atau mengurangi kesalahan dalam pembacaan skala secara paralaks, kesalahan interpolasi di antara pembagian skala dan sebagainya, sertamenyeragamkan tampilan data (yaitu dalam suatu absorbansi). Sistem pencatat untuk instrument SSA sekarang ini dilengkapi dengan suatu mikroprosesor (komputer)sehingga memungkinkan pembacaan langsung konsentrasi dari pada analitik di dalam sampel yang dianalisis (Haswell, S.

BAB II I METODOLOGI PENELITIAN

  3.1 TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN Penelitian ini dilakukan di : 1. Laboratorium Kimia Industri Balai Riset dan Standarisasi Industri Medan.

a. Bahan

  Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan kertas eceng gondok adalah : 1. Tangkai eceng gondok kering.

b. Peralatan

  Peralatan yang digunakan dalam penelitian adalah : 1. Tearing Strength Test untuk alat uji sobek kertas.

3.3 DIAGRAM ALIR

3.3.1 Diagram alir proses pembuatan pulp eceng gondok

Eceng GondokDikeringkan DitimbangLarutan NaOH 2,5%Dimasak DicuciKaporit Bleaching DicetakDikeringkan Pulp EcengGondok Kering Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Pembuatan Pulp Eceng Gondok

3.3.2 Diagram Alir Proses Pembuatan Kertas Eceng Gondok

Pulp Kering Eceng GondokDitimbang DirendamPenghalusan 2 menit 10 menit 8 menit 6 menit 4 menitDicetak DikeringkanKertas Eceng GondokSEM Analisa DataKesimpulan Gambar 3.2 Diagaram Alir Proses Pembuatan Kertas Eceng Gondok

3.4 PROSEDUR PENELITIAN

3.4.1 Penyediaan Bahan Baku

  Bagian monokotil yang penting untuk pulpadalah berkas-berkas fibrovaskuler (bundle fibrovasculer) yang terutama terdiri dari serat-serat dan sel-sel pembuluh yang berdinding tipis. Penghalusan dilakukan dengan kecepatan yang paling rendah, dan dalam waktu yang singkat yaitu antara 2 sampai 10 menit.

3.4.4 Pengeringan Kertas

  Dengan menggunakan screen, kertas dicetak pada kasa plastik dengan ukuran 15 cm x 30 cm yang ditempatkan pada bidang yang kaku. Untuk skala yanglebih besar perlu dipikirkan untuk membuat alat pengering misalnya dengan membuat ruang pengering dari plat/kaca atau dengan mengkombinasikan dengan tungkupembakaran.

3.5 RANCANGAN PENELITIAN

  Pulp yang dikeringkan dan berbentuk lembaran dipotong dan ditimbang sebanyak sampel yang akan diuji dengan massa sama 1,50 gram dengan 2 rancangan gramatur 33 gr/m ,kemudian dilakukan pengujian fisik dan 2 kimia berupa : tebal rata-rata (mm), kekuatan tarik (N/m ), kekuatan sobek (mN) ,analisa permukaan pulp eceng gondok dan kadar kandunganlogam. Untuk sampel dari 3 lokasi yang berbeda dengan waktu penghalusan 10 menit dilakukan pengukuran tebal (mm), pengujian kekuatan tarik 2 (N/m ), kekuatan sobek (mN) dan analisa permukaan kertas eceng gondok.

3.6 PENGUJIAN SAMPEL PENELITIAN

Dalam penelitian ini sifat-sifat fisis dan kimia kertas yang akan diuji adalah:

3.6.1 Tebal kertas

  Untuk menjamin ketelitian hasil uji yang diperoleh maka contoh lebih dahulu disimpan dalam ruangan sesuai dengan SNI 14 – 0402 – 1989, kondisi ruangpengujian untuk lembaran pulp, kertas dan karton selama 24 jam. Naikkan kaki penekan dan lakukan pengukuran tebal untuk contoh uji yang sama pada daerah pengukuran lainnya.

3.6.2 Gramatur atau berat dasar kertas

  Gramatur adalah massa lembaran kertas dalam gram dibagi dengan satuan luasnya dalam meter persegi, diukur pada kondisi standar. Untuk menjamin ketelitian hasil uji yang diperoleh maka contoh disimpan dahulu dalam ruangan sesuai dengan SNI – 14 – 0402 – 1989, kondisi ruangpengujian untuk lembaran pulp, kertas dan karton selama 24 jam.

3.6.3 Densitas atau rapat massa kertas ( SNI 14 – 0702 – 1989)

  Rapat massa atau densitas adalah besaran yang menyatakan perbandingan antara massa kertas dibagi dengan volume kertas, diukur pada kondisi standar. Peralatan yang dipergunakan dalam menentukan rapat massa kertas adalah sebagai berikut : 1.

3.6.4 Ketahanan Tarik Kertas (SNI 14 – 0437 – 1998)

  Peralatan yang dipergunakan dalam mengukur kekuatan tarik kertas (tensile strength) adalah sebagai berikut: a. Gambar 3.4 Tensile Strength Test Prosedur alat distel sedemikian rupa sehingga posisi diam, jarak antara kedua klem 180 mm, hindarkan sentuhan pada jalur yang ada di antara kedua penjepit.

3.6.5 Ketahan Sobek Kertas ( SNI 14 – 0436 - 1989)

  Prosedur yang dipergunakan dalam mengukur ketahanan sobek kertas campuran adalah sebagai berikut: 1. Lakukan penyobekan awal dengan mempergunakan pisau yang tersedia pada alat tersebut, hingga jarak yang tersisa 43,0 mm.

3.6.6 Scanning Electron Microscope (SEM)

  Sampel yang akan dianalisa dengan SEM harus dipoles dengan diamond paste mulai dari ukuran yang paling kasar hingga 0,25 m, dimana permukaannya menjadi halus dan rata. Pelapisan permukaan sampel dengan bahan emas dan selanjutnya difoto bagian-bagian yang diinginkan dengan pembesaran tertentu.

3.6.7 Analisa Spektrofometri Serapan Atom (AAS)

  Spektrofotometri Serapan Atom (SSA) Prosedur yang dipergunakan dalam menganalisa kandungan logam dalam kertas campuran adalah sampel direparasi dengan cara :a. Kemudian sampel didinginkan dan menambahkan 2 ml HNO 3 pekat PA dan menambahkan air suling panas.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Panjang ataupun pendeknya serat sangat mempengaruhi kekuatan kertas dan

  Dimensi yang sesuai dalam lembaran kertas akan memberikan formasi serat yang baik, yaitu ditandai dengan bila diterawang,maka pada formasi kertas kelihatan tidak berawan. Dari percobaan-percobaan yang telah dilaksanakan dapat diketahui, bahwa serat eceng gondok mempunyai pembentukanformasi serat yang baik, yaitu ditandai dengan tidak terjadinya penyusutan dimensi kertas di atas cetakan, yaitu tetap melekat pada cetakan setelah kering.

4.1 RENDEMEN KERTAS

4.2 KETEBALAN KERTAS

  Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Tebal Kertas Serat Eceng Gondok Waktu Tebal Rata-rataNo Lokasi Sampel Penghalusan Kertas (menit) (mm)Danau Toba 1 2 0,050 2 4 0,045 3 6 0,045 4 8 0,043 5 10 0,041Simalingkar 6 2 0,055 7 4 0,051 8 6 0,045 9 8 0,042 10 10 0,040Martubung 11 2 0,050 12 4 0,050 13 6 0,046 14 8 0,040 15 10 0,039 Tabel 4.1 menunjukkan tebal kertas rata-rata terbesar adalah kertas yang berasal dari rawa Simalingkar sebesar 0,055 mm dengan waktu penghalusan 2 menit. Hasil perhitungan uji tebal kertas dapat dibuat hubungan antara waktu penghalusan serat eceng gondok versus tebal kertas rata-rata seperti yang ditunjukkanpada grafik berikut ini: 30 10 Danau TobaMartubung Simalingkar 8 6 4 2 60 20 Gambar 4.1 Grafik antara waktu penghalusan serat eceng gondok dengan tebal kertas rata-rata 10 40 50 10-3 mm ) Tebal Ra ta -r a ta ( Serat semakin halus dengan bertambahnya waktu penghalusan mengakibatkan ketebalan kertas berkurang.

4.3 GRAMATUR KERTAS

  Luas sampel kertas yang diukur adalah 10 x 10 cm dan dilakukan penimbangan sebanyak 3 kali. Gramatur kertas dapat dilihat Tabel 4.2 berikut ini: Tabel 4.2.

4.4 RAPAT MASSA KERTAS

  Hasil perhitungan densitas rata-rata untuk kertas eceng gondok dapat ditunjukkan pada grafik berikut ini: densitas (x 10 k g /m3 )100 200300 400500 600700 800900 2 4 6 8 10 Danau Toba MartubungSimalingkarwaktu Gambar 4.3 Grafik antara waktu penghalusan pulp dengan densitas rata-rata Terjadinya penyimpangan pada waktu 8 menit tidak berbeda dengan kejadian pada penyimpangan yang terjadi pada gramatur. Rapat massa adalah hasil bagi massadengan volume kertas yang ditentukan oleh tebal kertas atau dapat dikatakan densitas berbanding terbalik dengan tebal kertas.

4.5 UJI TARIK KERTAS

  Hasil pengukuran uji tarik rata-rata kertas eceng gondok dapat dilihat pada Tabel 4.4 di bawah ini. Ini berarti pada kondisi inilah kertas eceng gondokyang paling kuat untuk menahan beban.

60 Simalingkar

  t tarik 40kua 20 2 4 6 8 10waktu Gambar 4.4 Grafik hubungan waktu penghalusan pulp dengan kuat tarik kertas rata-rata Gambar 4.4 menunjukkan grafik pada waktu penghalusan 6 menit terjadi penyimpangan peningkatan kuat tarik. Setelah waktu penghalusan 8 dan 10 menit ikatan serat berkurang karena terjadi perubahan strukturserat, serat menipis dan fibrin pengikat antara sisi serat mengalami kerusakan.

4.6 UJI SOBEK KERTAS

  30 25) 201 mNDanau Toba 1 ( 15 Martubungbek So Simalingkarat u 10 K 5 2 4 6 8 10 Waktu (menit) Gambar 4.5 Grafik hubungan waktu penghalusan dengan kuat sobek kertas rata-rata Walaupun bertambah waktu penghalusan pada serat tetapi tidak terjadi pemotongan serat. Serat yang semakin menipis dengan diameter serat yang berkurang mempengaruhi kemampuan serat untuk menahanbeban, kuat sobek kertas akan sangat rendah, gaya adhesi antara serat semakin berkurang dengan terkikisnya fibrin yang mengikat antar serat, dan mengurangikualitas kertas.

4.7 ANALISIS PERMUKAAN KERTAS

  Sedangkan foto SEM untuk waktu penghalusan 2 menit serat tersebut lebih kasar dan tidak merata tetapi menunjukkanmikrostruktur yang halus. Pengamatan terhadap foto mikrostruktur kertas eceng gondok di atas dapat dianalisis bahwa panjang serat eceng gondok digolongkan ke serat pendek, denganmenganalisis panjang serat tersebut lebih kecil dari 1,0 mm dengan diameter yang sulit untuk dibaca karena dari jarak masing-masing serat tidak dapat diukur.

4.8 ANALISA KANDUNGAN LOGAM

  Kadar cemaran logam dari eceng gondok untuk tiga lokasi yang berbeda terlihat bahwa eceng gondok yang berasal dari rawa Martubung lebih tinggidibandingkan dengan eceng gondok yang berasal dari rawa Simalingkar dan DanauToba. Danau Toba luas dan dalam , airnya bertukar dengan adanya air yang masuk dan keluar sehingga logam yang diserap eceng gondok masihlebih rendah dibandingkan Martubung dan lebih tinggi dari rawa Simalingkar yang hanya pembuangan limbah rumah tangga.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  Gramatur kertas terbaik adalah pada waktu penghalusan 10 menit, namun kualitas kertas akan menurun jika waktu penghalusan lebih lama dari 6 menit. 5.2 SARAN Disarankan untuk melakukan penelitian lanjutan dengan menggunakan bahan tambahan untuk memperkuat ikatan serat sehingga diperoleh sifat-sifat kertas yanglebih baik dan lebih indah dengan perlakuan yang berbeda.

DAFTAR PUSTAKA

  3 )Densitas(kg/m 3 m VolumeKertas(10 )TebalKertasRata- rata(mm) 2 kg)LuasKertas(m MassaKertasRata-rata(10 WaktuPenghalusan(menit) No LokasiSampel Dengan cara yang sama diperoleh densitas rata-rata kertas untuk waktu penghalusan dan lokasi yang berbeda. ) 1 2 0,37 0,37 0,36 0,37 0,59 61,502 4 0,35 0,31 0,30 0,32 0,60 52,30 3 6 0,55 0,53 0,51 0,53 0,44 118,184 8 0,47 0,48 0,48 0,48 0,48 98,07 2 5 N/m )KuatTarikRata-rata(10 2 Permu (kgf)Luas TeganganRata-rata Tegangan(kgf) Pengha- lusan(menit) SampelWaktu NoLokasi 2 Dengan cara yang sama diperoleh kekuatan tarik rata-rata kertas untuk waktu penghalusan dan lokasi sumber sampel yang berbeda.

Dokumen baru
Aktifitas terbaru
Penulis
123dok avatar

Berpartisipasi : 2016-09-17

Dokumen yang terkait

Pembuatan Dan Karakteristik Kertas Eceng Gond..

Gratis

Feedback