SERAT ALAM

Oleh :

Susinggih Wijana & Ika Atsari Dewi

Jurusan Teknologi Industri Pertanian

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

22

/08

/201

6S

era

t/20

12

1

DEFINISI KAYU

22

/08

/201

6S

era

t/20

12

2

Serat adalah senyawa

selulosa, merupakan

senyawa polisakarida

dari monomer glukosa

yang berikatan

dengan

Kayu adalah untaian

serat yang direkatkan

oleh senyawa lignin

sehingga berbentuk

memanjang dan

kokoh.

Kayu adalah bagian batang atau cabang serta ranting tumbuhanyang mengeras karena mengalami lignifikasi (pengayuan).

Kayu digunakan untuk berbagai keperluan, mulai dari memasak, membuat perabot (meja, kursi), bahan bangunan (pintu, jendela, rangka atap), bahan kertas, dan banyak lagi. Kayu juga dapat dimanfaatkan sebagai hiasan-hiasan rumah tangga dan sebagainya.

Penyebab terbentuknya kayu adalah akibat akumulasi selulosa dan lignin pada dinding sel berbagai jaringan di batang.

Ilmu perkayuan (dendrologi) mempelajari berbagai aspek mengenai klasifikasi kayu serta sifat kimia, fisika, dan mekanika kayu dalam berbagai kondisi penanganan.

Batang pohon yang dipotong melintang akan memperlihatkan bagian-bagian kayu, yang kerap kali berbeda warna. Bagian terdalam adalah empulur yang lunak, lalu ke luar adalah kayu teras, kayu gubal, dan terakhir adalah pepagan (kulit kayu).

Bagian percabangan akan memperlihatkan pola khusus, yang biasa dianggap sebagai "mata".

22

/08

/201

6

3

Se

rat/2

012

DEFINISI SERAT

Serat adalah suatu jenis bahan berupa potongan-

potongan komponen yang membentuk jaringan

memanjang yang utuh. Contoh serat yang paling

sering dijumpai adalah serat pada kain.

Serat dapat digolongkan menjadi dua jenis yaitu serat

alami dan serat sintetis.

22

/08

/201

6

4

Se

rat/2

012

Sumber : http://nurilmaputri.blogspot.com/2010/04/

potensi-serat-alam.html

Sumber : http://aubree.blog.stisitelkom.ac.id/201

2/02/29/serat-tekstil-aubrietia-

21112006-ktm-2011-kelompok-3/

Sumber : http://fabricstockexchange.co

m/blog/fabric/apparel-

textiles/polyester-fabric-yay-

or-nay/

KLASIFIKASI SERAT ALAM

Tumbuhan (Selulosa) Hewan (Protein) Mineral

-Kapas - Biri-biri - Asbes

-Jute - Kelinci

-Kenaf - Ulat Sutera

-Rami

- Sabut kelapa

- Kayu

22

/08

/201

6

5

Se

rat/2

012

NILAI GUNA SERAT ALAM :

Menguntungkan dari sisi lingkungan

Syarat:

Nilai guna sama tetapi biaya produksi lebih rendah

Nilai guna lebih tinggi tetapi biaya sama

KELEMAHAN SERAT ALAM :

Kandungan air tinggi dapat dihilangkan dengan

biaya tambahan meningkatkan biaya total

produksi

Diameter dan panjang serat bervariasi

22

/08

/201

6

6

Se

rat/2

012

TEKNOLOGI KOMERSIAL

Penggunaan serat alam dalam bidang

otomotif (Daimler Chrysler.co )

PLA (poly lactic acid) produk turunan

jagung digunakan:

Dow Cargill biodegradable plastic

Ford Atap dan alas mobil

Toyota PLA + Kenaf untuk interior

22

/08

/201

6

7

Se

rat/2

012

COMERCIAL DEVELOPMENT

Microcrystalline keratin protein fiber (schmidt USA)

Keratin fiber nonwoven for erosion control (George USA)

Keratin fiber for nanofilrattion (Misra, USA)

Bamboo fiber reinforced Plastic (Yamaguci, JPN)

Regenerate Celulose Reinforced Plastic (Netravali, USA)

22

/08

/201

6

8

Se

rat/2

012

RECENT RESEARCH ADVANCE

Spider fiber by biomimicry (turner, Canada)

Engineering properties of spider fiber (Ko, USA)

Nanoparticel reinforced plastic (Fisher, NL)

Chitosan and albinate fibers for medical use (Struszczyk, Poland)

Chitosan biopolymer-silica hybrid aerogel (Risen, USA)

22

/08

/201

6

9

Se

rat/2

012

A. SERAT TUMBUHAN

Biasanya tersusun atas selulosa, hemiselulosa, dankadang-kadang mengandung pula lignin.

Selulosa merupakan isomer β-glukan dari pati, danbersifat tidak larut.

Hemiselulosa tersusun dari sejumlah polimer yangberbeda. Struktur utama hemiselulosa terdiri dariarabinosa, galaktosa, dan glukosa dengan rantai sisiterdiri dari arabinosa, galaktosa, dan asam glukoronat.

22

/08

/201

6

10

Se

rat/2

012

Serat tumbuhan digunakan sebagai bahan pembuatkertas dan tekstil.

Lignin adalah senyawa aromatik yang tersusun daripolimer fenil propan.

Contoh dari serat jenis ini yaitu katun dan kain ramie.

22

/08

/201

6

11

Se

rat/2

012

SELULOSA Selulosa merupakan serat-serat panjang yang bersama-

sama hemiselulosa, pektin, dan protein membentuk strukturjaringan yang memperkuat dinding sel tanaman.

22

/08

/201

6

12

Se

rat/2

012

22

/08

/201

6

13

Se

rat/2

012

1. SERAT KAPAS (GOSSYPIUM ARBOREUM)

Paling banyak digunakan sebagai bahan busana. Bahantekstil sejak 5000 tahun SM.

Kapas diperoleh dari tanaman semak dengan tinggi sekitar30-120 cm.

Penggolongan serat kapas : kapas serat panjang, medium,dan pendek.

Serat kapas rambut biji tanaman jenis Gossypium.

Spesies yang berkembang menjadi tanaman industri ialahkapas Gossypium Hirsutum (kapas Upland atau kapasAmerika) karena menghasilkan kapas dengan mutu tinggi .

Kapas Upland 87% dari produksi kapas dunia. Pemetikan : dengan tangan (lebih bersih tetapi

pengerjaannya lama) dan mesin (batang dan daun kapasikut terbawa).

Pasca panen kapas : dibersihkan (ginning)

22

/08

/201

6

14

Se

rat/2

012

Grade warna kapas berdasar United States

Standard Act :

1. Strict good middling (SGO)

2. Good middling (GM)

3. Strict middling (SM)

4. Middling (M)

5. Strict low middling

6. Low middling

7. Strict good ordinary

8. Good ordinary

Kotoran hasil panen kapas : daun, ranting, kulit batang,biji, pecahan biji, rumput, pasir, minyak dan debu.

22

/08

/201

6

15

Se

rat/2

012

Faktor penentu mutu : grade, panjang stapel dan

karakter.

Grade kapas : warna, kotoran dan persiapan persiapanserat kapas.

Pembagian grade dalam kelompok warna berdasarkanatas derajat warna cerah atau kusam, artinya grade yanglebih tinggi mempunyai warna yang lebih cerah darigrade yang lebih rendah.

22

/08

/201

6

16

Se

rat/2

012

2. SERAT KAPUK RANDU (CEIBA PERTANDRA) Sifat serat getas, tidak menyerap air, meng-embang,

tidak elastik dan kelentingannya (resiliency) tinggi.

22

/08

/201

6

17

Se

rat/2

012

3. SERAT JUTE (CORCORUS OLIOTIRUS) Diambil dari batang kecil, tinggi dan lurus. Dipakai

sebagai bahan kemasan untuk pembungkus atau karung.

22

/08

/201

6

18

Se

rat/2

012

4. SERAT KENAF (HIBISCUS CANNABINUS) Produk hanya untuk kemasan, karung, dan tali. Dapat

dijadikan bahan kertas. Batang kenaf menghasilkan dua jenis serat, yaitu bagian luar batang seratnya lebih kasar dibandingkan bagian dalam batang.

22

/08

/201

6

19

Se

rat/2

012

5. SERAT RAMI (BOEHMERIA NIVEA)

Putih, kuat, saat basah kekuatan akan bertambah,berkilau seperti sutera, kaku, kelentingan rendah, mudahkusut, keelastikan rendah, rapuh, merupakan seratbatang yang terpanjang.

Rami banyak dipakai untuk kain celana, baju, taplakmeja dan sapu tangan

Kekuatan 4X linen, 6X sutera dan 7X kapas.

22

/08

/201

6

20

Se

rat/2

012

22

/08

/201

6S

era

t/20

12

21

Tanaman Rami

SIFAT MEKANIS BEBERAPA SERAT ALAM

Serat Panjan

g (mm)

Diamete

r (mm)

Massa

jenis

(kg/m3)

Modulus

young

(Gpa)

Kekuata

n tarik

(Mpa)

Reganga

n

Bambu - 0,1-0,4 1500 27 575 3

Pisang - 0,8-2,5 1350 1,4 95 5,9

Sabut 50-350 0,1-0,4 1440 0,9 200 29

Flax 500 NA 1540 100 1000 2

Jute 1800-

3000

0,1-0,2 1500 32 350 1,7

Kenaf 30-700 0,04-0,09 - 22 295 -

Sisal - 0,5-2 1450 100 1100 -

22

/08

/201

6

22

Se

rat/2

012

KOMPOSISI KIMIA SERAT ALAM

22

/08

/201

6

23

Se

rat/2

012

B. SERAT HEWAN (PROTEIN) Serat hewan, umumnya tersusun atas protein tertentu.

Contoh dari serat hewan yang dimanfaatkan olehmanusia adalah serat laba-laba (sutra), beranekarambut, kulit, dan bulu domba (wol).

Domba, Kelinci, Kambing (keluarga caprinae)

Protein ini tersusun atas:

Karbon, Hidrogen, Oksigen. Nitrogen dan Sulfur

Dikombinasikan menjadi 19 asam amino polipeptida

22

/08

/201

6

24

Se

rat/2

012

22

/08

/201

6S

era

t/20

12

25

22

/08

/201

6S

era

t/20

12

26

1. SUTERA

Berasal dari sarang kepompong ulat sutera (Morusalba)

Bombyx mori (kualitas baik) dan ulat tussah (kurangbaik)

Sifat-sifat sutera sebagai berikut :

1. Jika diremas berbunyi gemerisik

2. Licin, halus dan berkilau

3. Sangat higroskopis

4. Sangat kuat dan akan berkurang kekuatannya

dalam keadaan basah

5. Terasa dingin kalau dipakai

22

/08

/201

6

27

Se

rat/2

012

6. Tidak tahan panas tinggi dan sinar matahari, dapatmerusak kain sutera dan menyebabkan warnakuning.

7. Tahan ngengat, tetapi tidak tahan obat

kelantang dan asam pekat.

22

/08

/201

6

28

Se

rat/2

012

2. WOL

Dari bulu domba keriting atau biri-biri (Ovis aries)

Terbaik : dari bagian bahu dan lambung.

Terburuk : dari bagian kaki dan kepala.

Sifat-sifat wol yaitu :

1. Sangat pegas atau kenyal (elastis) sehingga wol

tidak kusut

2. Mudah dibentuk dalam keadaan panas dan

lembab

3. Dapat menyerap air banyak tetapi perlahan-lahan

dan bila sudah basah, lama untuk kering.

22

/08

/201

6

29

Se

rat/2

012

4. Hangat, karena bulunya yang keriting

5. Tidak tahan ngengat dan chloor serta obat

kelantang

6. Jika dibakar seperti bau rambut terbakar,

ujungnya bundar dan rapuh

22

/08

/201

6

30

Se

rat/2

012

Domba Merino

• Kegunaan Textil

Melapisi permukaan pemukul piano

Menyerap bau dan suara dari mesin berat

Yunani kuno sebagai pelindung dada dan Helm

Popok wol + lanolin

Total produksi 1,3 juta ton

Australia : 25% produksi wol

Cina : 18%

Selandia baru : 11%

Jenis Domba:

Merino : menghasilkan jenis serat yang lebih halus

Lincoln & Romney : serat kasar untuk karpet

22

/08

/201

6

31

Se

rat/2

012

KARAKTERISTIK WOL

Sisik dan Kerutan

Sisik kemudahan di sambung

Kerutan ketebalan (Isolasi panas)

Daya pegas (serat wol 20.000, katun 3000 sutra 2000 kali)

Absorbansi

Wol higroskopis

Menyerap air sampai 30%

22

/08

/201

6

32

Se

rat/2

012

KUALITAS WOL

Dipengaruhi oleh:

Kehalusan serat

Panjang serat

Struktur

Warna

Kebersihan

Tingkat kerusakan

22

/08

/201

6

33

Se

rat/2

012

PANJANG SERAT

Merino

3-5 inci diameter 12-24 mikron

• Pedaging

1,5-6 inci

• Kerusakan:

Stress pada domba muncul titik padapertumbuhan bulu mudah patah

22

/08

/201

6

34

Se

rat/2

012

PENGGOLONGAN WOL (DIAMETER)

< 17,5 – 22,6 mikron merino

< 24,5 mikron fine

24,5 – 31,4 mikron medium

31,5 – 35,4 mikron fine crossbred

35,5 mikron coarse crossbred

Secara umum serat dengan diameter < 25 mikron

digunakan untuk garmen

22

/08

/201

6

35

Se

rat/2

012

KLASIFIKASI WOL

Jenis Perbedaan Woolens Worsteds

Proses Panjang serat yang digunakan 1-3 inci

Lebih dari 3 inci

Benang Lebih tebal, keeratan rendah, ketahanan tarik rendah

Benang lebih tipisKeeratan tingiKetahana tarik tinggi

Kenampakankain

Kain lebih lembutKain lebih berat

Kain lebih berserabutUkuran lebih tipis dan ringan

Kegunaan Sweater, karpet, jas wol Baju, gaun

22

/08

/201

6

36

Se

rat/2

012

TEKNOLOGI PROSES

Pencukuran

Dilakukan pada musim semi

Tempat pencukuran : Shearing shed

Pencukur cepat : gun shearer

Pencukuran non mekanik CSIRO Protein perusak serat + penahan

Pegelompokan

Panjang serat

Tingkat kekotoran (sisa makanan dan rumput)

diameter

22

/08

/201

6

37

Se

rat/2

012

Pencucian

Membersihkan minyak dan lemak

Minyak lanolin mentah byproduct

Tingkat kemurnian bulu domba dari 30%-70%

Pencampuran (blending)

Benang wol dapat dicampur denan serat alami / sintesis

ALMERA = wol + katun

Wol-polyester

Wol-nylon

Wol-rayon

Wol-sutra

22

/08

/201

6

38

Se

rat/2

012

Pewarnaan

Dyeing

Pencelupan

Stock dyeing = pewarnaan awal

Yarn dyed = pewarnaan setelah dibuat benang

22

/08

/201

6

39

Se

rat/2

012

C. SERAT MINERAL

Serat mineral, umumnya terbuat dari asbestos karenasaat ini asbestos adalah satu-satunya mineral yangsecara alami terdapat dalam bentuk serat.

Memiliki sifat karsinogenik sehingga dilarang daritekstil konsumen.

22

/08

/201

6

40

Se

rat/2

012

II. SERAT SINTETIK

Serat buatan yang bahan dasarnya tidak tersedia secaralangsung dari alam, salah satu bahan kain dari seratsintetis ialah Polyester.

Diameter serat sintetik ditentukan menurut keperluannya.Hal ini disebabkan karena ukuran seratnya dapat diaturdengan ukuran lubang spinneret pada pemintalan seratdan besarnya peregangan sewaktu atau setelah prosespemilinan.

Kehalusan serat atau benang sintetik dinyatakan dalamsatuan denier.

22

/08

/201

6

41

Se

rat/2

012

Serat sintetik sendiri ada yang dari bahan alam disebutserat setengah buatan (half synthetics) dan dari bahanhasil pengolahan residu minyak bumi disebut seratsepenuhnya buatan (full synthetics).

Pembentukan filamen dipengaruhi oleh viskosatas larutan, tegangan permukaan cairan dan waktu pengerjaan.

22

/08

/201

6

42

Se

rat/2

012

SERAT SINTETIS/BUATAN

Organik An-organik

Polimer alam Polimer buatan

Alginat Kimia/bahan tambang Gelas logam

silikat

Sellulosa

Ester Sellulosa : - Asetat (skunder)

- Triasetat

Sellulosa Regenerasi (Rayon) :- Kupramonium

- Asetat-sellulosa disabunkan

- Viskosa

Protein :- Casein

- Zein

22

/08

/201

6

43

Se

rat/2

012

1. RAYON

Rayon berasal dari bahan dasar selulosa kayu atauselulosa linters pendek.

Pada proses pembuatannya, dari selulosa kayuatau linters dicampur dengan bahan kimia, laludikembalikan menjadi selulosa dalam bentuk loisyaitu dalam bentuk benang.

Bila sudah menjadi kain maka permukaan rayon iniseperti sutera tetapi lebih berkilau.

22

/08

/201

6

44

Se

rat/2

012

Sifat-sifat rayon sebagai berikut :

1. Sangat licin dan berkilau tajam permukaannya.

2. Kurang kuat jika dibandingkan dengan serabutselulosa.

3. Dalam keadaan basah kekuatannya berkurang sekitar50%.

4. Tidak tahan asam, cendawan dan ngengat.

5. Lebih mudah dan banyak mengisap air.

6. Pengantar panas yang baik, jika diraba terasa dingin.

7. Kurang kenyal dan lekas kusut

8. Agak tahan setrika dan sinar matahari.

22

/08

/201

6

45

Se

rat/2

012

2. POLIESTER

Polimer yang diperoleh dari reaksi senyawa asam danalkohol.

Sifat –sifat nya :

1. Mudah penanganannya (easy care)

2. Dicuci langsung dipakai (wash and wear)

3. Tahan kusut dan awet

4. Kekuatan dan ketahanan terhadap gosokan

serat poliester tinggi

22

/08

/201

6

46

Se

rat/2

012

5. Tahan terhadap asam maupun basa yang

lemah

6. Tahan terhadap serangga, jamur dan bakteri

7. Serat poliester : memanjang seperti silinder danpenampang lintangnya bulat.

22

/08

/201

6

47

Se

rat/2

012

III. TEKSTIL

Tekstil adalah material lembaran yang fleksibel terbuat daribenang dari hasil pemintalan serat pendek (stapel) atau seratberkesinambungan (filamen) yang kemudian ditenun, dirajutatau dengan cara penyatuan serat berbentuk lembaranmenggunakan atau tanpa bahan perekat yang dipres (disebutnon-woven fabrics).

Dapat berasal dari serat alam dan sintetis. Ciri serat tekstil :

1. Ukuran panjang pada umumnya beberaparatus kali lebih besar dari pada ukurandiameternya.

2. Diameter kecil.3. Lembut dan liat.

Benang : monofil dan multifilamen

22

/08

/201

6

48

Se

rat/2

012

Penyimpanan 2-5 tahun : Warna kapas akan makin tua dandapat ditumbuhi jamur.

Sifat Kapas :

1. Mulur : berkisar antara 4-13% dengan rata-rata 7%.

2. Afinitas besar terhadap air.

3. Serat kapas kering : kasar, rapuh dan

kekuatannya rendah.

4. Moisture regain : bervariasi sesuai perubahan

kelembaban relatif, pada kondisi standar

antara 7-8,5%.

5. Berat jenis kapas 1,50 – 1,56.

22

/08

/201

6

49

Se

rat/2

012

22

/08

/201

6S

era

t/20

12

50