REVIEW PRODUK DERIVAT KELAPA SAWIT

(PULP PAPER)

KELOMPOK 2 THP B:

1. Ferintis Iguh Y (111710101004)

2. Dyah Riska A (111710101034)

3. Isnairil Akbariwati (111710101056)

4. Nur Sayidah (111710101070)

5. Diah Novita (111710101090)

Teknologi Hasil Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian

Universitas Jember

2013

BAB 1 PENDAHULUAN

Industri karton skala kecil saat ini mengalami kesulitan mendapatkan bahan baku berupa pulp dan kertas bekas dalam jumlah yang cukup besar dan harga dapat diterima oleh industri tersebut. Salah satu upaya yang dilakukannya untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan cara mengolah karton menggunakan sludge dari limbah industri pulp dan kertas sebagai bahan baku utama dan kertas bekas sebagai pencampur.

Kualitas karton yang dihasilkan oleh industri skala kecil yang menggunakan bahan baku campuran sludge dan kertas bekas ternyata rendah. Ini disebabkan pada sludge terdapat bahan buka serat dan serat sludge berkualitas rendah serta higroskopis, sehingga karton yang dihasilkan mengandung air cukup besar dan tidak kaku (Anonim, 1994). Akibatnya produk tersebut tidak dapat memenuhi permintaan kualitas karton yang dipersyaratkan oleh beberapa produsen produk akhir seperti buku pelajaran, sepatu, tas, pakaian jadi, pemintalbenang, dan tekstil.

Bahan berserat yang diharapkan dapat mendukung upaya tersebut adalah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang merupakan limbah dari industri pengolahan minyak kelapa sawit. Direktorat Jenderal Perkebunan menyatakan bahwa pabrik pengolahan minyak kelapa sawit yang berkapasitas 30 ton minyak kelapa sawit ( crude palm oil atau CPO) menghasilkan 35 ton TKKS (Anonim, 1998a dan 1998b). Data terakhir menunjukkan bahwa produksi CPOIndonesia pada tahun 2007 mencapai 17,3 juta ton (Anonim, 2008), yang berarti menghasilkan TKKS sebanyak 17,3-20,1 juta ton. TKKS saat ini hanya digunakan sebagai bahan bakar ketel pabrik minyak kelapa sawit, kompos, dan pupuk kalium. Namun pemanfaatan tersebut belum memberikan nilai tambah yang optimal.

Selanjutnya untuk mempertinggi kegunaan dan memberi nilai tambah karton, perlu dipertimbangkan produksi karton dengan tekstur, corak, dan warna tertentu serta kekuatan memadai, untuk penggunaan khusus yang berprospek baik diantaranya karton seni. Saat ini karton seni banyak digunakan untuk kertas undangan, sampul majalah atau buku, karton hiasan, karton kemasan, dan bahan untuk karya seni. Atas dasar itu, perlu adanya bahan berserat lain yang mampu memberi nilai seni tersebut antara lain serat batang pisang. Salahsatu jenis tanaman pisang adalah pisang ambon ( Musa sapientum L.) yang berpotensi tinggi menghasilkan batang pisang setelah mencapai usia tidak produktif (Suhadi, et al., 2004).

Pada tahun 2003, produksi pisang Indonesia mencapai 2.374.841 ton dengan luas sekitar 56.728 ha. Selanjutnya pada tahun 2004, produksi dan luas tersebut meningkatmenjadi 2.758.708 ton dan 65.897 ton. Atas dasar itu, maka potensi batang pisang pada tahun 2002-2003 mencapai sekitar 79.603.169-92.469.504 ton (Sumarjono, 2004; Anonim, 2005/2006). Batang pisang (termasuk juga jenis pisang ambon) diharapkan baikdipergunakan sebagai bahan baku pulp untuk kertas dan karton, karena berkadar lignin rendah (5%), selulosa (63-64%) dan hemiselulola (20%) tinggi, sedangkan seratnya relatif panjang sekitar 4,29mm(Lisnawati, 2000). Terkait dengan hal tersebut, P3KKPHH (Bogor) telah melakukan percobaan skala industri kecil atau skala usaha rumah tangga pembuatan karton seni dari campuran pulp TKKS, sludge industri kertas, dan pulp batang pisang ambon, dimana rincian hasilnya diuraikan berikut ini.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kertas

Kertas adalah kemasan yang pertama ditemukan sebelum plastik dan

logam. Saat ini kemasan kertas masih banyak digunakan dan mampu

bersaing dengan kemasan lain seperti plastik dan logam karena harganya

yang murah, mudah diperoleh dan penggunaannya yang luas. Selain

sebagai kemasan, kertas juga berfungsi sebagai media komunikator dan

media cetak. Kelemahan kemasan kertas untuk mengemas bahan pangan

adalah sifatnya yang sensitif terhadap air dan mudah dipengaruhi oleh

kelembaman udara lingkungan. Sifat-sifat kemasan kertas sangat

tergantung pada proses pembuatan dan perlakuan tambahan pada proses

pembuatannya. Kemasan kertas dapat berupa kemasan fleksibel atau

kemasan kaku. Jenis kemasan ketas yang dapat digunakan sebagai

kemasan fleksibel adalah kertas kraft dan kertas tahan lemak (grease proof).

Glassin dan kertas lilin (waxed paper) atau kertas yang dibuat dari modifikasi

kemasan kertas fleklsibel. Kemasan kertas yang kaku terdapat dalam

bentuk karton, kotak, drum, cawan - cawan yang tahan air, yang dapat

dibuat dari paper board, kertas laminasi, corrugated board dan berbagai jenis

board dari kertas khusus. Wadah kertas biasanya dibungkus lagi dengan

bahan - bahan kemasan lain seperti plastik dan foil logam yang lebih

bersifat protektif.

2.2 Klasifikasi Kelapa Sawit

Tanaman kelapa sawit diklasifikasikan sebagai berikut:

Divisi : Spermatophyta

Subdivisi : Angiospermae

Kelas : Monocotyledonae

Ordo : Palmales

Famili : Palmaceae

Genus : Elaeis

Spesies : Elaeis guineensis

Elaeis odora (tidak ditanam di Indonesia)

Elaeis melanococca (Elaeis oleivera)

Varietas : Elaeis gueneensis dura

Elaeis gueneensis tenera

Elaeis gueneensis pisifera

(Sastrosayono, 2003)

Sentra utama produksi sawit Indonesia antara lain Sumatera Utara, Riau, Jambi,

Sumatera Selatan, dan Kalimantan Barat. Kontribusi produksinya mencapai 80% dari

produksi nasional. Perkembangan perkebunan di daerah sentra utama produksi tersebut masih

memungkinkan dilakukan. Potensi areal perkebunan Indonesia masih terbuka luas untuk

tanaman kelapa sawit. Pengembangan perkebunan tidak hanya diarahkan pada sentra-sentra

produksi seperti Sumatera dan Kalimantan, tetapi daerah potensi pengembangan seperti

Sulawesi, Jawa, Papua juga terus dilakukan (Yan, 2012).

2.3 Tandan kosong kelapa sawit (TKKS)

Limbah industri kelapa sawit adalah limbah yang dihasilkan pada saat proses

pengolahan kelapa sawit. Salah satu limbah padat industri kelapa sawit adalah TKKS. TKKS

merupakan limbah terbesar yang dihasilkan oleh perkebunan kelapa sawit. Jumlah TKKS

mencapai 30-35% dari berat TBS setiap pemanenan. Namun hingga saat ini, pemanfaatan

limbah TKKS belum dilakukan secara optimal (Hambali, 2008). Limbah padat TKKS

jumlahnya cukup besar yaitu sebesar 6 juta ton yang tercatat pada tahun 2004. Limbah

tersebut selama ini dibakar dan sebagian ditebarkan di lapangan sebagai mulsa. TKKS

terutama terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan lignin dan bahan yang penting sebagai

sumber selulosa (Nuryanto, 2000).

Komposisi kimiawi Tandan kosong kelapa sawit (Yan, 2012)

Komposisi Kadar (%)

Abu 15

Selulosa 40

Lignin 21

Hemiselulos 24

a

Sebagai limbah lignoselulosa, TKKS merupakan salah satu alternatif bahan baku

pembuatan pulp dan kertas karena kandungan selulosanya yang cukup tinggi (Guritno, 1995).

Kebutuhan pulp kertas di Indonesia pada saat ini masih dipenuhi dari impor. Padahal potensi

untuk memenuhi pulp di dalam negeri cukup besar. Salah satu alternatif itu adalah dengan

memanfaatkan TKKS untuk digunakan sebagai bahan pulp kertas dan papan serat. Di

Indonesia sudah mulai banyak industri kertas memanfaatkan limbah kelapa sawit tersebut

sebagai alternatif bahan baku. Proses pembuatan pulp dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu

proses dengan NaOH dan proses dengan sulfat (Yan, 2012).

Bagian pangkal TKKS mengandung serat dengan panjang serat rata-rata 1,2 mm

sedangkan serat bagian ujungnya (malai) lebih pendek 0,76 mm. Bila dikelompokkan ke

dalam panjang serat menurut klasifikasi Klemm, serat TKKS termasuk serat pendek sampai

sedang, yaitu antara 1,0-2,0 mm, sedangkan diameter seratnya, yaitu serat bagian pangkal dan

bagian malai termasuk kelompok diameter kecil sampai sedang (2-2,5 μm). Kadar serat

bagian pangkal TKKS sekitar 72,67%, lebih tinggi bila dibandingkan dengan bagian

ujungnya (62,47%). Semakin tinggi kadar serat, semakin tinggi pula rendemen pulp yang

akan diperoleh (Darnoko, 1995).

Penggunaan TKKS untuk bahan baku pulp dan kertas akan memberikan beberapa

keuntungan:

1. Memberikan tambahan keuntungan pabrik kelapa sawit yaitu dengan menjual TKKS.

2. Menurunkan ongkos produksi pabrik pulp karena harga TKKS akan lebih murah

dibandingkan dengan bahan baku lainnya.

3. Menjaga kelestarian hutan tropis karena akan lebih sedikit ketergantungan padanya

(Guritno, 1995)

2.4 Selulosa

Selulosa (C6H10O5)n adalah polisakarida yang merupakan pembentuk sel-sel kayu

hampir 50%. Kertas saring dan kapas hampir merupakan selulosa yang murni. Berat molekul

selulosa kira-kira 300.000 (Sastrohamidjojo, 2009). Polisakarida ini adalah polimer alam

yang paling banyak terdapat dan paling tersebar di alam. Jutaan ton selulosa digunakan setiap

tahun untuk membuat perabot kayu, tekstil, dan kertas (Cowd, 1991). Selulosa disusun oleh

satuan D-glukosa dengan ikatan β-1,4 tanpa percabangan.

Gugus hidroksi dari kedua selulosa memberikan perbedaan sifat. C-1 mempunyai sifat

reduksi sedangkan glukosa dengan golongan hidroksi C-4 mempunyai sifat nonreduksi

(Klemm, 1998). Selulosa merupakan elemen struktural utama dari tumbuhan, yang

memberikan kekuatan struktural agar tanaman dapat berdiri tegak. Kayu terdiri dari sekitar

setengah selulosa dan polimer heterogen setengah noncarbohydrate disebut lignin

(Waser,1980). Meskipun merupakan karbohidrat, selulosa bukanlah merupakan sumber

makanan bagi manusia dan hewan. Pada selulosa, unit-unit anhidrat glukosa dihubungkan

dengan ikatan kimia tipe β; komponen-komponen karbohidrat seperti pati diikat dengan

hubungan tipe α (Haygreen, 1982).

2.5 Lignin

Lignin adalah suatu polimer yang kompleks dengan berat molekul tinggi, tersusun atas

unit-unit fenilpropan. Meskipun tersusun atas karbon, hidrogen dan oksigen, lignin bukanlah

suatu karbohidrat. Lignin sangat stabil dan sukar dipisahkan dan mempunyai bentuk yang

bermacam-macam karena suatu lignin yang pasti di dalam kayu tidak menentu.

Lignin terdapat di antara sel-sel dan di dalam dinding sel. Di antara sel-sel, lignin

berfungsi sebagai perekat untuk mengikat sel-sel bersama-sama. Dalam dinding sel, lignin

sangat erat hubungannya dengan selulosa dan berfungsi untuk memberikan ketegaran pada

sel. Lignin juga berpengaruh dalam memperkecil perubahan dimensi sehubungan dengan

perubahan kandungan air kayu dan juga dikatakan bahwa lignin mempertinggi sifat racun

kayu yang membuat kayu tahan terhadap serangan cendawan dan serangga. Ketegaran yang

diberikan oleh lignin merupakan faktor penentu sifat-sifat kayu.

Lignin merupakan bahan yang tidak berwarna. Apabila lignin bersentuhan dengan

udara, terutama dengan adanya sinar matahari, maka (bersama-sama dengan karbohidrat-

karbohidrat tertentu) lama kelamaan lignin cenderung menjadi kuning. Karenanya kertas

koran yang terbuat dari serat-serat yang diperoleh secara mekanis dengan lignin yang belum

dipisahkan, tidak berumur panjang karena kecenderungannya untuk menjadi kuning. Kertas

koran juga kasar, massanya besar dan kekuatannya rendah karena serat-seratnya yang kaku

memiliki ikatan antar serat yang lemah.

Lignin bersifat termoplastik-artinya lignin akan menjadi lunak dan dapat dibentuk pada

suhu yang lebih tinggi dan keras kembali apabila menjadi dingin. Sifat termoplastik lignin

menjadi dasar pembuatan papan keras (hardbord) dan lain-lain produk kayu yang

dimampatkan (Haygreen, 1996). Lignin dapat diisolasi dari kayu bebas ekstraktif sebagai sisa

yang tidak larut setelah penghilangan polisakarida dengan hidrolisis (Sjostrom, 1995).

2.6 Hemiselulosa

Hemiselulosa semula diduga merupakan senyawa antara dalam biosintesis selulosa.

Namun saat ini diketahui bahwa hemiselulosa termasuk dalam kelompok polisakarida

heterogen yang terbentuk melalui jalan biosintesis yang berbeda dari selulosa. Berbeda

dengan selulosa yang merupakan homopolisakarida, hemiselulosa merupakan

heteropolisakarida. Seperti halnya selulosa kebanyakan hemiselulosa berfungsi sebagai bahan

pendukung dalam dinding-dinding sel.

Hemiselulosa relatif mudah dihidrolisis oleh asam menjadi komponen-komponen

monomernya yang terdiri dari D-glukosa, D-manosa, D-galaktosa, D-xilosa, L-arabinosa, dan

sejumlah kecil L-ramnosa di samping menjadi asam D-glukoronat, asam 4-O—metil-D-

glukuronat, dan asam D-galakturonat (Sjostrom, 1995). Sebagian terbesar hemiselulosa

merupakan polimer-polimer dengan rantai bercabang, berbeda dengan selulosa yang berantai

lurus, dan umumnya tersusun atas 150 anhidrid gula sederhana atau kurang (artinya derajat

polmerisasinya umumnya kurang dari 150) (Haygreen,1982).

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Bahan

1. TKKS (tandan kosong kelapa sawit)2. Batang pisang ambon3. Sludge industri kertas4. Barium khlorida (BaCl2)5. Asam khlorida (HCl)6. Indikator PP7. Kalium permangat (KmnO4)8. Asam sulfat (H2SO4)9. Kalium (KI)10. Natrium tiosulfat (Na2S2O3)11. Indikator kanji12. Soda api (NaOH)13. Pengisi kaolin14. Bahan retensi alum sulfat15. Bahan perekat tapoka16. Bahan sizing rosin soap

3.1.2 Alat

1. Ketel pemasak2. Bak pencuci3. Hollander beater4. Stone refiner

3.2 Skema Kerja3.2.1 Penyiapan serpih TKKS dan Serpih batang pisang

3.2.2 Pemasakan serpih TKKS dan serpih batang pisang menjadi pulp

Pemisahan/pencucian

TKKS

Pencucian air

Penjemuran Pemotongan

Batang pisang

Pencucian air

Pemotongan

Serpih TKKS

Serpih TKKS

Pemasakan NaOH 10%

Pemisahan/pencucian Larutan pemasakan

Serpih TKKS

Air

Defiberasi

Sentrifugasi

Pulp

3.2.3 Pembentukan lembaran karton seni pada industri karton skala kecil

Pulp TKKS Pulp batang pisang Sludge industri kertas

Pencampuran

Perendaman

Air, kaolin, perekat tapioka, rosin soap,

tawas (alum sulfat) zat warna

Penggilingan

Pembentukan kertas

Penjemuran

Pemotongan

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Sifat Dasar Bahan Baku

Dimensi serat, nilai turunan dimensi serat, dan komposisi kimia TKKS

merupakan salah satu parameter untuk menilai kualitas TKKS sebagai bahan baku untuk

kertas (termasuk karton). Panjang serat TKKSberkisar 0,27-1,60mm (rata-rata 0,77 mm).

Meskipun termasuk serat pendek, bilangan Runkel serat TKKS mencapai 0,94 (<1).

Berdasarkan klasifikasi Runkel, serat TKKS termasuk golongan I (Silitonga,et al .,

1972). Ini mengindikasikan bahwa seratTKKS memiliki lumen lebar dan dinding tipis.

Dengan demikian serat TKKS akan menggepeng dan mudah menipis selama

penggilingan, sehingga diharapkan menghasilkan lembaran pulp untuk kertas/karton

dengan kualitas baik.

4.2 Sifat Pengolahan Pulp TKKS

4.3 Sifat Kekuatan Fisik Lembaran Pulp TKKS untuk Karton