skripsi kajian penggunaan selulosa mikrobial sebagai bahan ...· akibat penggunaan zat – zat kimia

Download SKRIPSI KAJIAN PENGGUNAAN SELULOSA MIKROBIAL SEBAGAI BAHAN ...· akibat penggunaan zat – zat kimia

Post on 03-Mar-2019

216 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

SKRIPSI

KAJIAN PENGGUNAAN SELULOSA MIKROBIAL SEBAGAI BAHAN

BAKU PEMBUATAN KERTAS

Oleh :

SITI SARTIKA HARDIYANTI

F34060643

2010

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

KAJIAN PENGGUNAAN SELULOSA MIKROBIAL SEBAGAI BAHAN

BAKU PEMBUATAN KERTAS

SITI SARTIKA HARDIYANTI

F34060643

SKRIPSI

Sebagai satu syarat untuk mendapatkan gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Departemen Teknologi Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2010

Judul : Kajian Penggunaan Selulosa Mikrobial Sebagai Bahan Baku

Pembuatan kertas

Nama : Siti Sartika Hardiyanti

Nrp : F34060643

Departemen : Teknologi Industri Pertanian

Menyetujui,

Dosen Pembimbing I

Prof. Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc.

NIP. 19630817 198803 1 003

Dosen Pembimbing II

Dr. Ir. Han Roliadi, MSc.

NIP. 080028103

Mengetahui,

Ketua Departemen Teknologi Industri Pertanian

Prof. Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti

NIP. 19621009 198903 2001

Tanggal Lulus : .......................................................

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi dengan judul Kajian

Penggunaan Selulosa Mikrobial Sebagai Bahan Baku Pembuatan Kertas

adalah karya saya sendiri dibawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc.

dan Dr. Ir. Han Roliadi dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada

Perguruan Tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari

karya yang telah diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan

dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, September 2010

Siti Sartika Hardiyanti

F34060643

RIWAYAT HIDUP

Siti Sartika Hardiyanti, dilahirkan di Jakarta, 31 Maret 1989 sebagai anak

pertama dari 2 bersaudara pasangan Bapak Castro KH. Dan Ibu Widyaningrum.

Penulis memulai pendidikan di TK Al Abrar dan melanjutkan SD di SDN

Kebalen 01 kemudian melanjutkan SMP di SMPN 1 Babelan Bekasi dan

meneruskan SMA di SMUN 1 Babelan Bekasi.

Pada tahun 2003, penulis melanjutkan studi sebagai mahasiswi S1 Institut

Pertanian Bogor, Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi

Pertanian melalui jalur USMI. Penulis melakukan praktek lapan di PTPN X PG.

Pesantren Baru dengan judul Mempelajari Aspek Proses Pengolahan Limbah

Produksi Gula PG. Pesantren Baru pada tahun 2009. Akhirnya pada tahun 2010,

penulis dapat menyelesaikan pendidikan S1 dengan gelar Sarjana Teknologi

Pertanian.

SITI SARTIKA HARDIYANTI. F34060643. Kajian Penggunaan Selulosa

Mikrobial Sebagai Bahan Baku Pembuatan Kertas. Dibawah bimbingan Khaswar

Syamsu dan Han Roliadi.

RINGKASAN

Kertas merupakan bahan tipis yang dihasilkan melalui proses kompresi serat

yang berasal dari pulp. Kertas digunakan sebagai media tulis, media cetak, bahan

pengemas, serta banyak fungsi lainnya. Produksi kertas dunia rata-rata meningkat

3,05% per tahun, menuntut kebutuhan selulosa sebagai bahan utamanya.

Pada umumnya selulosa yang digunakan berasal dari kayu. Peningkatan

kebutuhan terhadap selulosa menyebabkan peningkatan kebutuhan kayu. Dengan

demikian, dapat meningkatkan angka deforestasi. Laju deforestasi ini semakin

meningkat seiring dengan meningkatnya permintaan terhadap kayu dan produk-

produk turunannya, termasuk pulp dan kertas. Kenaikan laju deforestasi

menimbulkan beberapa dampak terhadap lingkungan salah satunya efek global

warming. Pemanasan global akan berdampak pada perubahan iklim secara radikal

dan bencana alam (banjir, badai, dan angin topan).

Penggunaan kayu sebagai bahan baku selulosa memiliki beberapa

kelemahan antara lain konsumsi energi dan pencemaran lingkungan yang tinggi

akibat penggunaan zat zat kimia berbahaya untuk proses delignifikasi (pelarutan

lignin). Kelemahan lainnya ada pada produktifitas selulosa yang rendah

dibandingkan dengan masa tanam-tebang kayu yang membutuhkan waktu lama

serta isu isu yang terkait masalah lingkungan. Kelemahan ini menuntut sumber

selulosa alternatif yang diharapkan dapat menggantikan selulosa kayu menjadi

bahan baku pembuatan kertas.

Selulosa alternatif itu adalah selulosa mikrobial yang merupakan hasil

produksi dari beberapa jenis mikroorganisme (bakteri) antara lain spesies

Acetobacter. Selulosa bakteri memiliki kelebihan yaitu memiliki tingkat

kemurnian yang tinggi karena terbebas dari kandungan lignin dan hemiselulosa,

proses isolasi yang mudah, memiliki kristalinitas yang tinggi dan produktifitas

selulosa yang tinggi. Hal tersebut merupakan potensi yang sangat besar untuk

dimanfaatkan sebagai alternatif bahan baku dalam mengatasi kelemahan

penggunaan selulosa kayu untuk proses produksi kertas.

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pemanfaatan selulosa mikrobial

sebagai pengganti selulosa kayu dalam proses pembuatan kertas dan karakterisasi

kertas yang dihasilkan. Pada penelitian ini juga dilakukan analisis untuk

mengetahui seberapa besar peranan pemanfaatan selulosa mikrobial ini terhadap

penghematan hutan.

Proses pembuatan kertas selulosa mikrobial dilakukan dengan mengadaptasi

proses semi kimia pembuatan pulp kayu tanpa delignifikasi. Tahapan penelitian

ini adalah penyiapan bahan baku (pembuatan selulosa mikrobial), pembuatan

pulp, pembentukan lembaran kertas dan uji fisik kertas. Penelitian ini

menggunakan rancangan acak lengkap dua faktorial dan dua kali ulangan. Adapun

faktor tersebut adalah penambahan kaolin dan penambahan tapioka dengan

masing masing dua taraf yaitu 0 dan 5 % untuk kaolin dan 0 dan 2,5 % untuk

tapioka. Respon yang diamati adalah rendemen pulp dan sifat fisik kertas

(gramatur, indeks tarik, indeks sobek dan daya sera air).

Rendemen pulp yang dihasilkan dalam penelitian ini adalah 38,125 % (basis

kering). Hasil pengujian yang dilakukan diperoleh nilai gramatur kertas berkisar

antara 31,2 49,5 g/m2, nilai indeks tarik berkisar antara 19,84 53,98 Nm/g,

nilai indeks sobek berkisar antara 14,27 - 21,41 mNm2/g dan daya serap air kertas

sebesar 52,11 71,97 g/m2 untuk bagian atas dan untuk bagian bawah daya serap

air berkisar antara 55,08 85,48 g/m2. Gramatur kertas yang diperoleh sesuai

untuk jenis kertas tik, kertas kitab, kertas lito, dan kertas toilet. Indeks tarik dan

indeks sobek yang dihasilkan memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan kertas

Acacia mangium, jerami dan bagas. Nilai tersebut berada diatas standar kertas

koran dan kertas bungkus. Daya serap air kertas selulosa mikrobial lebih rendah

dibandingkan daya serap air kertas dari batang pisang ambon dan standart kertas

bungkus. Dengan demikian kertas tersebut memiliki retensi yang baik terhadap

air.

Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa penambahan zat aditif memiliki

pengaruh yang berbeda nyata terhadap gramatur dan indeks tarik kertas, tetapi

tidak menghasilkan perbedaan yang nyata pada indeks sobek dan daya serap air

kertas. Perlakuan yang menghasilkan gramatur yang paling baik adalah pada

perlakuan tapioka 2,5 % dan kaolin 5 %. Nilai indeks tarik yang paling baik

dihasilkan dari perlakuan tapioka 2,5 % dan kaolin 5 %. Bahan aditif yang

berpengaruh dalam memperbaiki kualitas kertas (kekuatan fisik) adalah tapioka

(2,5 %), sedangkan bahan aditif kaolin (5 %) memperbaiki penampakan kertas.

Hasil dari konversi biomassa menunjukan bahwa dengan pengembangan

produksi selulosa mikrobial seluas 100 ha dapat mengsubtitusi 1.973.116 batang

pohon/tahun atau setara dengan lahan hutan seluas 1.183,63 ha/tahun.

Penghematan ini dapat meningkatkan jumlah penyerapan CO2 sebesar 276.236,24

ton CO2/tahun. Dengan demikian penggunaan selulosa mikrobial sebagai bahan

baku pembuatan pulp dan kertas dapat menghemat pemakaian kayu dan

mengurangi tingkat kerusakan lingkungan yang diindikasikan oleh peningkatan

penyerapan CO2 di alam.

SITI SARTIKA HARDIYANTI. F34060643. Study on the possible use of

microbial cellulose as raw material for paper manufacturing process. Supervised

by Khaswar Syamsu dan Han Roliadi.

SUMMARY

Paper refers to thin mass of felted sheet separated from water suspension of

prevalently cellulose-based pulp fiber on a fine screen, followed by sheet forming,

compression, drying and finishing action. Paper and paper products are widely

used as printing and writing media, packaging material and other varieties of

functions. World consumption of paper steadily increases at 3,05 % per year,

while in Indonesia the yearly consumption in the last five years (i.e 2002 2006)

recorded an average increase at 2,8%. Consequently, this calls for intensive use of

cellulose-based materials.

In general, the raw material for pulp and paper comes from woods, due to

their mor