Mama kapan aku WISUDA??!

W-I-S-U-D-A...heuh, kenapa kata itu selalu meninggalkan rasa yang berbeda saat di dengar. Rasa senang dan tak sabar, tapi juga perasaan kesal setengah mati. Mendengar seseorang akan wisuda rasanya iri, sampai-sampai aku merasa harusnya aku yang diwisuda, bukan dia! Padahal apa hakku coba? Skripsi aja belom kelar, sidang masih jauh, eh minta wisuda...

Jadi ga enak rasanya tiap kali wisuda dan ditodong buat datang, padahal aku sendiri pengennya datang ke wisuda pertama kali adalah wisuda ku sendiri...heuh... Dulu sih enak kalo pas wisuda bentrok sama jadwal kuliah bisa ngasih alasan, sekarang? Kuliah aja udah nggak, mau ngasih alasan apa lagi coba?

Hari ini adalah wisuda ketiga untuk angkatan 44 IPB, dan saya masih juga belum wisuda donk... kapan aku wisuda????

Dampak dari Sebuah Kemiskinan

"Kemiskinan" merupakan sebuah kosa kata yang telah melekat di telinga serta pikiran warga Indonesia, termasuk warga Bogor. Kemiskinan identik dengan keadaan serba tidak menyenangkan bagi manusia, karena hampir semua yang dianggap layak tidak dapat diakses oleh mereka secara optimal, yaitu kesehatan, pendidikan dan kesejahteraan. Rantai teruntai dengan kuat yaitu antara kemiskinan, buruknya kesehatan, rendahnya tingkat pendidikan dan kehidupan yang jauh dari sejahtera. Diperlukan sebuah alat yang bisa memutuskan rantai ini jika tidak ingin rantai ini nantinya kemudian semakin panjang dan mengikat kuat leher rakyat.

Dalam tulisan ini saya tidak akan membahas data-data ataupun fakta-fakta statistik lainnya mengenai kemiskinan di Bogor. Saya lebih tertarik melihat kemiskinan dari sisi dampaknya kepada psikologis masyarakat Bogor itu sendiri. Penyebab kemiskinan sendiri ada beberapa, yaitu kepadatan penduduk yang terus meningkat yang akhirnya akan meningkatkan persaingan dalam mencari lapangan kerja. Lapangan kerja yang memang sedikit di wilayah Bogor ini memperburuk keadaan. Jumlah penduduk miskin di Kabupaten Bogor mencapai 24,68% yaitu 1.105.156 jiwa sesuai dengan data BPS tahun 2008. Angka ini diperoleh dari pengelompokan warga miskin sesuai dengan standar yang ditentukan oleh BPS, yaitu mencakup 14 parameter utama. Parameter-parameter tersebut antara lain ; luas lantai bangunan tempat tinggal, jenis lantai bangunan tempat tinggal, jenis dinding bangunan tempat tinggal, sumber air minum, penggunaan fasilitas buang air besar, jenis bahan bakar untuk masak sehari-hari, sumber penerangan rumah tangga, kepemilikan aset minimal senilai Rp 500.000, frekuensi makan dalam sehari, pembelian pakaian baru dalam setahun, pembelian daging/ayam/susu dalam seminggu, kemampuan berobat ke puskesmas atau poliklinik, pendidikan tertinggi kepala rumah tangga, dan bidang pekerjaan utama kepala rumah tangga. Menurut BPS, suatu rumah tangga dapat dikatakan miskin jika memenuhi minimal sembilan dari 14 indikator yang ditetapkan. Kenyataan ini tentu sangat mengiris nurani kita, bayangkan saja bagaimana kondisi sebuah keluarga yang memenuhi 9 indikator kemiskinan tersebut.

Kemiskinan dapat dibedakan menjadi tiga pengertian: kemiskinan absolut, kemiskinan relatif dan kemiskinan kultural. Seseorang termasuk golongan miskin absolut apabila hasil pendapatannya berada di bawah pendapatan yang menjamin kebutuhan dasar, tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan hidup secara mendasar, pangan, sandang, kesehatan, papan, pendidikan. Seseorang yang tergolong miskin relatif sebenarnya telah hidup di atas garis kemiskinan namun masih berada di bawah kemampuan masyarakat sekitarnya. Sedang miskin kultural berkaitan erat dengan sikap seseorang atau sekelompok masyarakat yang tidak mau berusaha memperbaiki tingkat kehidupannya sekalipun ada usaha dari fihak lain yang membantunya (Sutyastie dan Prijono 2002).

Kemiskinan ini dirasakan lebih berat dan lebih meyulitkan bagi warga yang memang mengalaminya. Dampak dari kemiskinan sendiri begitu mengkhawatirkan, baik bagi individu, masyarakat serta negara. Dampak yang pertama adalah dampak masalah kependudukan, yaitu tidak meratanya kesejahteraan di suatu wilayah yang akhirnya akan menghambat proses pemenuhan sarana dan prasarana pemenuh kebutuhan. Terbatasnya lapangan pekerjaan pun ternyata bukan hanya penyebab dari kemiskinan, tapi juga dampak dari adanya kemiskinan. Maka dapat dilihat bahwa titik putus antara masalah kemiskinan dan pengangguran itu sangat sulit ditemukan, tapi bukan berarti tidak ada kan?

Dampak yang kedua adalah dalam hal masalah ekonomi. Jika masyarakat di suatu wilayah termasuk ke dalam kategori miskin, maka mereka akan sibuk mencari atau berupaya untuk memenuhi kebutuhan hariannya. Mereka tidak bisa secara optimal ikut dalam pembangunan daerah. Kebutuhan sehari-harinya saja tidak dapat dipenuhi secara optimal, bahkan terkadang dibawah standar kelayakan, misalnya akses kesehatan dan pendidikan serta asupan gizi harian. Rendahnya tingkat konsumsi merupakan salah satu indikatornya.

Dampak ketiga dari kemiskinan adalah dampak masalah pendidikan. Kemiskinan dekat dengan kebodohan dan keterbelakangan pengetahuan. Statement itu sudah sangat sering diucapkan oleh banyak orang. Sebenarnya ini sebuah generalisasi dari keadaan. Warga miskin memiliki keterbatasan akses terhadap pendidikan yang berkualitas baik. Hal ini karena di negara kita, pendidikan masih menjadi barang mahal yang harus dibeli dengan uang. Padahal, untuk membeli makan dan kebutuhan harian pun sangat sulit bagi mereka. Hal ini akhirnya membuat mereka memilih untuk menerapkan prinsip 'asal bisa baca', atau bahkan 'asal bisa makan ngga perlu pinter'. Menurut saya, ini adalah dampak terparah. Karena pendidikan adalah dasar yang diperlukan untuk mengubah nasib mereka. Lewat pendidikanlah mereka bisa mengerti standar hidup yang layak serta hal-hal lain yang menjadi modal hidupnya. Kemajuan pola pikir dan kemauan berusaha didapatkan dari sebuah pendidikan, baik formal maupun informal. Pendidikan di Kota Bogor, masih terbilang baik, berbeda dengan di Kabupaten Bogor yang jumlah minat belajarnya saja masih kurang. Masyarakat cenderung menyekolahkan anak-anaknya agar bisa membaca dan menulis, agar tidak mudah ditipu nantinya. Tapi akses terhadap pendidikan lanjutan, misalnya saja kejuruan yang nantinya bisa digunakan untuk keterampilan hidup masih kurang.

Dampak lainnya dari kemiskinan adalah rendahnya percaya diri. Kemiskinan biasanya menjadi warisan dari orang tua ke anaknya, terus begitu. Hal ini terjadi karena mental nrimo dan pasrah yang diyakini akan membuat hidup mereka tanpa masalah. Mereka enggan melangkahkan kakinya lebih lebar untuk keluar dari lingkaran kemiskinan ini. Mereka cenderung menjadikan kalimat "Ya..namanya juga orang miskin...bisa makan setiap hari saja sudah syukur..". Mental seperti ini pun diwariskan oleh orang tua mereka yang nantinya akan kembali diwariskan kepada generasi selanjutnya. Mereka berpendapat bahwa segala hal yang baik dan biasa dikonsumsi orang lain yang lebih mampu, tentu tidak cocok bila berada di tangan mereka. Hal ini membuat keinginan untuk maju begitu rendah. Biasanya, kalau pun ada usaha yang mereka lakukan, semuanya terbatas pada pemenuhan kebutuhan harian saja, yaitu makan dan pakaian. Apalgi budaya masyarakat Bogor (Sunda) yang biasanya menerima segalanya sesuai dengan takdir Tuhan, ini akan menjadi sebuah barrier yang sulit untuk ditembus baik dari pihak luar ataupun keinginannya sendiri.

Kemiskinan menjadi mimpi buruk bagi setiap orang. Mimpi buruk bagi warga miskin itu sendiri karena merasa serba tidak berdaya dan merasa selalu dipandang sebelah mata. Mimpi buruk bagi kalangan berada, karena orang miskin selalu saja hadir di tempat keramaian dan akhirnya mengganggu kenyamanan sosial. Contoh untuk hal ini adalah banyaknya pengemis dan anak jalanan. Kejahatan pun dekat dengan kemiskinan, karena tindakan pencurian atau perampokan, sering kali dilakukan oleh orang-orang yang tidak berpendidikan tinggi karena keterbatasan ekonomi. Semua hal ini tentu akan merusak tatanan sosial yang ada, dan jika terus dibiarkan akan menjadi bom waktu yang siap meledak.

Kita tengok negara-negara miskin di Afrika sana, hidupnya tergantung pada uluran tangan negara lain, padahal sumber daya alam mereka pun tak kalah potensinya. Jangan sampai negara kita akhirnya dijadikan boneka oleh negara adi daya hanya karena ketidak mampuan kita mengelola negara demi menyejahterakan rakyat. Karena itu, marilah kita bersama-sama, kembali berurun rembug menyelesaikan masalah ini. Jika tak bisa dengan tindakan atau materi, setidaknya dengan pemikiran dan doa.

Selalu berharap untuk Bogor dan Indonesia yang lebih baik.

Kajian Penggunaan Selulosa Mikrobial sebagai Pensubstitusi Selulosa Kayu dalam Pembuatan Kertas

USULAN MASALAH KHUSUS

KAJIAN PENGGUNAAN SELULOSA MIKROBIAL SEBAGAI PENSUBSTITUSI SELULOSA KAYU DALAM PEMBUATAN KERTAS

Oleh:

SINTA ERYTHRINA

F34070067

2011

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

KAJIAN PENGGUNAAN SELULOSA MIKROBIAL SEBAGAI PENSUBSTITUSI SELULOSA KAYU DALAM PEMBUATAN KERTAS

USULAN MASALAH KHUSUS

Sebagai salah satu syarat untuk melaksanakan penelitian

pada Departemen Teknologi Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Industri Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh:

SINTA ERYTHRINA

F34070067

Disetujui,

Bogor, 17 Maret 2011

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Prof. Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc. ST. Dr. Ir. Han Roliadi,MSc.

NIP. 19630817 198803 1 003 NIP. 080028103

I. JUDUL

KAJIAN PENGGUNAAN SELULOSA MIKROBIAL SEBAGAI PENSUBSTITUSI SELULOSA KAYU DALAM PEMBUATAN KERTAS

II. PERSONALIA

A. Pelaksana : Sinta Erythrina

Mahasiswa Tingkat IV Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor

B. Pembimbing I : Prof. Dr. Ir. Khaswar Syamsu, MSc. ST.

Staf Pengajar di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor

C. Pembimbing II : Dr. Ir. Han Roliadi, MSc.

Peneliti di Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil Hutan

III. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kertas memegang peranan penting dalam perkembangan budaya dunia khususnya dalam bidang pengetahuan dan dokumentasi ilmu-ilmu penting. Pada masa ini kertas masih memegang kunci utama dalam hal komunikasi di berbagai wilayah dan kehidupan sosial. Perkembangan teknologi saat ini menuntut industri kertas harus bisa mempertahankan daya saingnya agar tetap bertahan dalam kebudayaan manusia. Konsumen mulai meminta peran kertas yang lebih dari sekedar media tulis tapi telah meluas dalam hal pengemasan dan media promosi (Neimo dan Oy 1999).

Menurut Syafii (2000), kertas merupakan produk hasil dari pemanfaatan selulosa sebagai bahan bakunya. Kertas pada jaman dahulu dikenal sebagai lapisan tebal yang dibuat dari lembaran screen halus dan suspensi serat. Namun kertas di jaman sekarang tidak hanya terdiri dari serat saja, melainkan mengandung bahan-bahan tambahan lain (Smook 1994).

Perluasan penggunaan kertas ikut meningkatkan permintaan akan kertas. Hal ini berdampak pula pada pertumbuhan industri kertas dari tahun ke tahun. Menurut data State of the World’s Forests 2007 yang dikeluarkan the UN Food & Agriculture Organization’s (FAO), produksi kertas karton dunia rata-rata meningkat 3,05% per tahun dengan jumlah konsumsi 383.603.402 ton kertas dan karton pada tahun 2007. Hal ini mengakibatkan kebutuhan akan kayu bulat meningkat 1 sampai 2 juta hektar tiap tahunnya. Laju deforestasi hutan Indonesia pun ikut meningkat sebesar 2% per tahun dengan angka deforestasi 1,8 juta hektar per tahun pada tahun 2000-2005. Satu batang pohon dapat menyuplai oksigen untuk 3 orang. Dibutuhkan 3 ton kayu dan 98 ton bahan baku lainnya untuk memproduksi 1 ton kertas. Sedangkan untuk memproduksi 1 kg kertas dibutuhkan 324 liter air. Dalam produksi 1 ton kertas, dihasilkan gas karbondioksida (CO₂) sebanyak kurang lebih 2,6 ton atau sama dengan emisi gas buang yang dihasilkan oleh 6 buah mobil selama 6 bulan. Selain itu, limbah cair dari penggunaan bahan-bahan kimia selama memproduksi 1 ton kertas adalah 72.200 liter dan limbah padat berjumlah 1 ton. Bahan-bahan kimia ini diperlukan dalam proses penghilangan liginin ataupun proses pemutihan kertas (Anonim 2010).

Pada dasarnya, bahan baku untuk pembuatan pulp yang akhirnya akan diolah menjadi kertas bisa berasal dari berbagai selulosa, karena struktur selulosa tidak jauh berbeda walaupun sumbernya berbeda. Selulosa termasuk ke dalam golongan karbohidrat, yang berarti tersusun atas unsur karbon, hidrogen dan oksigen. Selulosa pun termasuk dalam golongan polisakarida, yang artinya selulosa juga mengandung gugus gula di dalamnya. Rumus kimia dari selulosa adalah (C₆H₁₀O₅)_n, dimana n adalah derajat polimerisasi dari selulosa. Derajat polimerisasi ini berbeda untuk setiap jenis selulosa sesuai dengan sumbernya. Selulosa yang biasa digunakan untuk bahan baku kertas berderajat polimerisasi 600-1500 (Smook 1994).

Sumber alternatif selulosa bagi pembuatan kertas bisa berasal dari kertas bekas (secondary fiber) dan selulosa mikrobial. Selulosa mikrobial adalah selulosa yang diperoleh dari fermentasi aerobik mikroba antara lain dari spesies Acetobacter. Beberapa spesies yang biasa digunakan dalam sintesa selulosa mikrobial adalah A. xylinum, A. aceti, A. cetianum dan A. pasteuranum. Dalam mensintesa selulosa mikrobial ini diperlukan sumber karbon bagi mikroba yaitu glukosa, fruktosa atau gugus gula sederhana lainnya. Sumber karbon ini bisa didapatkan dari air kelapa.

Selulosa mikrobial memiliki beberapa kelebihan yaitu tingkat kemurniannya yang tinggi karena tidak mengandung lignin dan derajat kristalinitas yang juga tinggi (Dermici 2009). Selain kelebihan dalam hal kemurnian, produktifitas dari selulosa mikrobial ini pun cukup tinggi. Penggunaan selulosa mikrobial pun telah cukup luas, diantaranya sebagai makanan berserat tinggi (Stephens et al. 1990), sebagai bahan pembalut luka dalam bidang farmasi dan obat-obatan (Czaja et al. 2006), bahan pembuatan elektronic paper display (J. Shah dan Brown 2005), serta penambah kekuatan fisik kertas dalam pembuatan kertas (Iguchi et al. 2000).

Berbagai kelebihan ini membuat selulosa mikrobial berpotensi untuk dikembangkan sebagai bahan baku pembuatan kertas. Selulosa mikrobial yang dapat dipanen setelah kultivasi selama 1 minggu lebih potensial dibandingkan dengan selulosa kayu yang baru bisa dipanen setelah 4-6 tahun (Hardiyanti 2010). Penggunaan selulosa mikrobial sebagai bahan baku pembuatan kertas telah diuji dan dibuktikan keberhasilannya dalam penelitian sebelumnya. Produk yang dihasilkan memang lebih bertujuan pada penggunaannya sebagai art paper dan dibuat dengan cara manual. Substtitusi selulosa kayu dengan selulosa mikrobial bertujuan untuk mengurangi dampak deforestasi yang terjadi, dan hal ini bisa tercapai jika diaplikasikan dalam skala industri. Ada beberapa hambatan penggunaan selulosa mikrobial murni pada mesin pembuat kertas, maka akan dilakukan sebuah kajian utnuk mengkombinasikan selulosa kayu dan selulosa mikrobial dalam pembuatan kertas. penggunaan teknik kombinasi ini pun diharapkan dapat meningkatkan mutu kertas dan menjadi solusi bagi deforestasi hutan Indonesia.

B. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji penggunaan kombinasi selulosa kayu dan selulosa mikrobial dalam aplikasi pembuatan kertas menggunakan mesin pembuat kertas. Selain itu, penelitian ini memiliki tujuan spesifik yaitu :

1. Mengetahui prosentase optimal untuk kombinasi selulosa mikrobial dan selulosa kayu pada mesin pembuat kertas sehingga dapat diaplikasikan pada industri kertas

2. Tujuan khusus lainnya dari peneitian ini adalah mengetahui besarnya peranan selulosa mikrobial dalam mengurangi penggunaan selulosa kayu.

C. Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup dari penelitian ini adalah :

a. Karakterisasi selulosa mikrobial dan selulosa kayu yang digunakan sebagai bahan baku

b. Pembuatan kertas menggunakan bahan baku berupa kombinasi antara selulosa kayu dan selulosa mikrobial

c. Pengujian karakteristik kertas yang dihasilkan.

IV. TINJAUAN PUSTAKA

A. Selulosa

Selulosa merupakan bagian karbohidrat terbesar pada tumbuhan, hampir 50% dari keseluruhan tumbuhan. Selulosa merupakan bagian terpenting dari dinidng sel tumbuhan. Dalam tanaman, selulosa ini ditemui dalam bentuk untaian yang berdiameter 2-20 nm dan panjang 100-40000 nm yang disebut dengan mikrofibril. Serat alami yang paling murni adalah serat kapas, yang terdiri atas 98% selulosa. Selulosa merupakan β-1,4 poli glukosa, dengan berat molekul yang sangat besar. Unit ulangan dari polimer berikatan dengan ikatan glikosida, inilah yang menyebabkan strukturnya linier. Struktur yang teratur ini membentuk ikatan hidrogen secara intra dan intermolekul (Nopianto 2009).

Derajat polimerisasi dari selulosa merupakan panjang dari rantai selulosa tersebut. Derajat polimerisasi ini dapat dihitung dengan cara membagi bobot molekul selulosa dengan bobot molekul glukosa sebagai monomernya (Fengel dan Wegerner 1984). Karakteristik selulosa terkait erat dengan derajat polimerisasinya. Penurunan bobot molekul dari selulosa secara signifikan akan mengurangi kekuatan serat tersebut (Smook 1994).

Gambar 1. Struktur Selulosa

(Wening 2009)

Terdapat dua struktur pada selulosa, yaitu struktur yang teratur yang biasa disebut dengan kristalin, dan struktur anorf yang idak teratur (Sjostrom 1981). Struktur kristalin dari selulosa sangat rapat dan sulit dipenetrasi oleh pelarut atau reaktan, sebaliknya pada struktur amorf penetrasi sangat mudah terjadi (Smook 1994).

B. Selulosa Mikrobial (Nata de Coco)

Menurut Suryani et al. (2000), selulosa mikrobial merupakan selulosa yang diproduksi oleh mikroorganisme terutama genus Acetobacter. Selulosa mikrobial memiliki tingkat kemurnian yang lebih unggul dibanding selulosa kayu, antara lain sifanyan yang sangat hidrofilik, sifat fisik mekanik yang tinggi baik dalam keadaan basah maupun kering, berbentuk anyaman halus yang unik dan kuat serta diproduksi dari berbagai macam substrat yang murah. Sifat-sifat unggul ini membuat selulosa mikrobial cocok digunakan sebagai diafragma speaker serta sebagai bahan baku pembuatan kertas.

Derajat polimerisasi selulosa mikrobial cenderung meningkat seiring pertumbuhan dari mikroorganisme tersebut, sedangkan pada selulosa kayu derajat polimerisasi cenderung konstan. Dalam hal visual, perbedaan antara selulosa mikrobial dan selulosa kayu adalah warnanya yang putih seta teksturnya yang lunak dan lentur. Sedangkan selulosa kayu berwarna sesuai dengan pigmen tumbuhan asalnya, serta bertekstur kaku dan kering (Figini 1982).

Mengacu pada Thiman dan Kenneth (1955), Acetobacter xylinum dapat mengubah 19% gula menjadi selulosa. Bentuk dari selulosa mikrobial ini seperti benang-benang berlendir ayng kemudian bergabung membentuk sebuah lapisan yang tebal atau pelikel.

Sintesis selulosa mikrobial ini merupakan pengaruh dari fungsi oksigen, bukan nitrogen. Sedangkan laju sintesis selulosa ini terkait erat dengan konsentrasi sel pada pertumbuhan kultur dalam zona permukaan yang diberi aerasi. Selama pertumbuhan, selulosa akan terangkat ke atas oleh gas CO₂ sebagai hasil metabolism mikroorganisme (Scramm dan Hestrin 1954). Substrat yang sering digunakan sebagai sumber gula adalah air kelapa. Pemanfaatan air kelapa sebagai substrat ini akan terpenuhi, mengingat Indonesia merupakan daerah yang memiliki banyak pohon kelapa.

C. Kertas

Kertas merupakan lembaran serbasama dari jalinan selulosa, dengan bantuan zat pengikat dibuat dalam berbagai bentuk dan dengan tujuan penggunaan yang banyak, misalnya kertas tulis, kertas cetak dam kertas bungkus (Achmadi et al. 1995). Menurut Lavigne (1991), kertas merupakan lembaran homogeny yang dibuat dari serat-serat selulosa ditambah dengan pengikat, sehingga salaing mengikat dan saling menjalin, kertas digunakan untuk berbagai macam kebutuhan misalnya menulis, industri rumah tangga, dan lain-lain.

Kertas biasanya dibuat dari selulosa kayu yang telah melewati tahap delignifikasi (penghilangan lignin), penambahan zat aditif serta pengeringan. Kertas yang dihasilkan akan memiliki karakteristik yang berbeda sesuai dengan perlakuan yang diterimanya (Neimo 1999).

Produk kertas yang berasal dari bahan non-kayu seperti nata de coco juga telah dikembangkan. Meski demikian, kertas tersebut lebih berorientasi sebagai kertas saring khusus atau lebih dikenal sebagai membran filtrasi (Prasetia, 2005). Berbeda halnya dengan kertas dari selulosa kayu, pembuatan kertas dari selulosa mikrobial tidak melalui tahap delignifikasi karena tidak mengandung lignin. Berdasarkan penelitian Prasetia (2005) dan Irawan (2005), pembuatan kertas berorientasi membran hanya melalui proses pemurnian dan pengeringan sebelum dihancurkan menjadi bubuk untuk diproses lebih lanjut.

Sifat penting dari kertas adalah sifat fisiknya yang mencakup ketahanan tarik, ketahanan sobek, daya serap air, maupun ketahanan gesek. Menurut Anderson dan Ketola (1999), sifat-sifat fisik ini bergantung pada formasi dan ikatan antar serat yang terdapat di dalam kertas tersebut. Selain kedua faktor tersebut kekuatan dari masing-masing serat penyusunnya, ikatan antar serat, jumlah ikatan tersebut, serta sebaran ikatan antar serat dalam material tersebut ikut mempengaruhi kekuatan aktual dari material kertas.

Departemen Perindustrian (1982) menggolongkan kertas menjadi tiga bagian, yaitu kertas budaya, kertas industri dan kertas lain. Kertas budaya terdiri atas kertas koran, kertas cetak, kertas tulis, dan kertas untuk keperluan bisnis. Sedangkan kertas industri, terdiri atas kertas pengemas, kertas kraft, kertas rokok, karton, dan kertas pembungkus. Kertas lain adalah kertas yang tidak termasuk ke dalam golongan tersebut, misalnya kertas tisu.

D. Mesin Pembuat Kertas

Pada industri kertas, mesin pembuat kertas merupakan rangkaian dari mesin-mesin yang bekerja secara simultan. Bagian-bagian mesin terdiri atas penyemprot aliran pulp, meja pencetak (pembuat lapisan kertas), pengempa, pengering, calender dan penggulung (Smook 1994).

Bagian penyemprot menerima aliran pulp kemudian menyemprotkannya ke permukaan meja pencetak. Setelah itu lapisan kertas akan masuk bagian pengempa untuk dikurangi kadar airnya. Agar kertas benar-benar kering, maka lapisan kertas tadi akan masuk ke dalam bagian pengering dan selanjutnya masuk ke bagian calendar untuk mengatur gramatur kertas. Setelah selesai lembaran kertas akan digulung pada bagian penggulung (Smook 1994). Pada saat ini, mesin-mesin pembuat kertas menjadi lebih rumit dan begitu panjang prosesnya. Industri terus menerus berusaha untuk meningkatkan efisiensi mesin dan produktivitasnya.

E. Teknologi Pembuatan Kertas dan Zat Aditif

Pada pembuatan kertas, terdapat beberapa proses utama yaitu pembuatan pulp, pengempaan dan pengeringan. Menurut Young (1980) dalam Casey (1980), proses pembuatan kertas meliputi pendisintegrasian pulp, pencampuran pulp dengan larutan untuk membentuk kekompakan serat, pembentukan lembaran, perlakuan couching, pemberian tekanan dan pengeringan.

Sifat kertas dapat diperbaiki dengan penambahan zat-zat lain seperti pigmen, pengikat, pengikat tambahan dan pewarna. Pigmen merupakan bahan utama dalam pembuatan lapisan warna, yaitu clay, kalsium karbonat (CaCO₃), titanium dioxide, calcine clay, satin white dan lain-lain. Pigmen ini berfungsi untuk mengisi pori-pori permukaan kertas sehingga permukaan menjadi rata. Sedangkan untuk pengikat digunakan lateks atau bio lateks, kemudian untuk pengikat tambahan yang digunakan adalah tapioka, pati termodifikasi, PVA dan CMC. Fungsi dari pengikat dan pengikat tambahan adalah mengikat semua partikel pigmen pada saat aplikasi coating pada base paper (Erythrina 2010).

Pada panelitian ini akan digunakan tiga zat tambahan yaitu tapioka, kaolin dan alum. Tapioka merupakan bahan pada tahap sizing, yaitu untuk menutup pori-pori kertas yang tidak terisi serat sehingga tidak mudah dipenetrasi oleh air. Sizing sendiri terbagi menjadi dua, yaitu internal sizing serta eksternal sizing. Pada internal sizing, tapioka langsung dicanpurkan ke dalam buburan pulp, sedangkan untuk eksternal sizing, tapioka bergabung bersama bahan pelapis dan pewarna. Selain untuk sizing, tapioka juga digunakan untuk menggabungkan lapisan-lapisan kertas dan manjamin ikatan antar lapisan kertas. Tapioka yang dilarutkan akan disemprotkan pada pertemuan antara setiap lapisan kertas, seperti prinsip penggunaan lam perekat (Erythrina 2010). Pemakaian tapioka pada pembuatan kertas berkisar antara 1-5% dari berat pulp kering oven, serta tergantung pada jenis dan prosentase bahan penolong lainnya. Pemakaian ekonomis tapioka berkisar antara 2-3% (Casey 1980).

Kaolin merupakan mineral alam yang terdiri atas SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, dan H₂O, warnanya putih serta bertekstur halus, licin dan liat. Tujuan penambhaan kaolin adalah meingkatkan opasitas cetak, meningkatkan derajat putih, memperbaiki kehalusan permukaan kertasdan memperbaiki sifat cetak. Namun penambahan kaolin ini dapat menurunkan kekuatan kertas karena ikatan antar serat ikut turun. Pemakaian kaolin pada kertas secara optimal adalah 4-15% (Casey 1980).

Bahan tambahan lain yang digunakan dalam pembuatan kertas adalah alum. Alum (K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O) merupakan retention aid yang paling sering digunakan dalam pembuatan kertas. Alum berfungsi untuk meningkatkan ikatan antara serat dan bahan tambahan lain dengan mengubah gaya tolak menolak diantara serat dan bahan tambahan menjadi tarik menarik. Dengan menggunakan alm, efisiensi penggunaan bahan tambahan pada kertas menjadi meningkat (Casey 1980).

F. Analisis Konversi Biomassa

Merujuk pada Setiawan (1999), analisis biomassa adalah suatu analisis yang dilakukan untuk mengetahui kebutuhan biomassa di suastu wilayah yang erat kaitannya dengan kelestarian hutan. Hasil hutan Indonesia telah dimanfaatkan untuk berbagai industri, misalnya saja industri kayu lapis, meubeul, dan industri kertas. Fungsi penting hutan bag lingkungan pun sangat besar, karena hutan adalah penyerap karbon dioksida dalam siklus fotosintesisnya. Berkurangnya jumlah poho yang ada di hutan-hutan dunia, menyebabkan kadar CO₂ di udara meningkat dan memberikan efek rumah kaca dan pemanasan global. Menurut Houghton (1990) ada beberapa upaya yang bisa mengurangi efek rumah kaca, yaitu menghentikan atau mengurangi pembukaan hutan, melakukan reboisasi serta mengurangi bahan bakar fosil dan kayu yang berasal dari hutan.

V. METODOLOGI

A. Bahan dan Alat

1. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah lembaran nata de coco, NaOH, tapioka, alum, kaolin, aquades dan selulosa kayu.

2. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah niagara beater, oven, gelas ukur, timbangan, mesin pencetak kertas, mistar ukur, kain saring, gunting, paper tensile strength tester, tearing tester, bursting tester dan COBB tester.

B. Metode Penelitian

1. Purifikasi Selulosa Mikrobial (Krystynowicz, Bieclecki, Turkiwiez, Kalinowska 2005)

Selulosa mikrobial diukur kadar airnya terlebih dahulu, setelah itu dimurnikan dengan pemasakan selama 20 menit menggunakan larutan NaOH 1% (b/v) pada 60⁰C.

2. Pembuatan Pulp Kombinasi Selulosa Mikrobial dan Selulosa Kayu (Modifikasi Casey 1980 dan Smook 1994)

Pembuatan pulp kombinasi antara selulosa mikrobial dan selulosa kayu pada prinsipnya adalah menguraikan serat-serat yanga ada. Selulosa mikrobial dan selulosa kayu kemudian dimasukkan ke dalam Niagara beater untuk dibuat pulp dalam keadaan terpisah, setelah itu masing-maisng pulp disaring dengan kain. Kemudian dihitung kadar airnya dan ditentukan rendemen serat yang diperoleh. Sejumlah bobot dari kedua pulp diambil sesuai dengan perlakuan dan dihomogenisasi dengan pengadukan.

3. Pembentukan Lembaran (Modifikasi Casey 1980)

Pembentukan lembaran diawali dengan penimbangan pulp, penguraian serat, penambahan alum 2%, kaolin 5%, dan tapioka 2,5% sesuai dengan perlakuan pada kombinasi pulp. Setelah itu buburan ini dicetak menggunakan mesin pencetak kertas dan dikeringkan.

Selulosa mikrobial

Purifikasi NaOH 1%, 600C, 20 menit

Penguraian serat

Perhitungan rendemen dan kadar air pulp

Pencampuran dengan serat selulosa mikrobial

Selulosa kayu (0%, 25%, 50%, 75%)

Tapioka dan kaolin

Pembentukan lembaran

Pengujian fisik kertas

Kertas

Pengeringan

Gambar 2. Diagram alir pembuatan kertas

4. Pengujian Karakteristik Sifat Kertas

Pengujian yang dilakukan terhadap kertas yang dihasilkan adalah :

a. Kadar Air (SNI 08-7070-2005)

Wadah yang digunakan dalam menghitung kadar air adalah cawan porselin. Cawan porselin dikeringkan di dlaam oven bersuhu 105⁰C selama 2 jam kemudian dikeringkan dalam desikator selama 30 menit dan ditimbang. Kemudian serpih bahan contoh diambil 2-3 gram, dikeringkan dalam oven bersuhu 105⁰C selama 2 jam dengan wadah cawan porselin tadi. Setelah itu ditimbang, didinginkan dalam desikator selama 15 menit, dipanaskan kembali dalam oven bersuhu 105⁰C selama 15 menit, didinginkan dalam desikator selama 15 menit dan ditimbang kembali sampai bobotnya tetap. Kadar air dihitung dengan rumus :

Keterangan : A = berat awal bahan contoh (g)

B = berat akhir bahan contoh (g)

KA = kadar air (%)

b. Rendemen Pulp selulosa mikrobial (Hardiyanti 2010)

Pulp yang telah diturunkan kadar airnya kemudian ditimbang (a gram) dan diambil sebanyak (b gram), kemudian dimasukkan ke dalam oven bersuhu 105⁰C hingga diperoleh berat yang konstan (c gram). Jika d gram adalah berat serpih kering oven maka rendemen hasil proses dihitung dengan persamaan berikut :

c. Gramatur (SNI 14-0439-1989)

Gramatur adalah nilai yang menunjukkan bobot kertas per satuan luas kertas (g/m²). Sebelum menimbang bobot kertas, terlebih dahulu disiapkan kertas dengan ukuran 10cm x 10cm. Pengambilan contoh dan penimbangan dilakukan pada kondisi standar. Setelah ditimbang menggunakan neraca analitik, dihitung gramaturnya dengan persamaan berikut :

d. Ketahanan Tarik (SNI 14-4737-1998)

Ketahanan tarik adalah daya tahan maksimum jalur pulp, kertas, atau karton terhadap gaya tarik yang bekerja pada kedua ujung jalur tersebut samai putus, diukur pada kondisi standar.

Contoh uji lembar kertas yang berukuran panjang 200 mm dan lebar 15 mm dengan tepi sejajar, masing-masing untuk arah silang mesin dan searah mesin dijepit pada kedua ujungnya dengan jarak 100 mm pada tensile tester yang dimulai dari ujung atas dan terpasang merata dan tidak mellintir. Pengunci batang penjepit dilepaskan sehigga lembaran kertas terrenggang bebas. Motor dijalankan untuk mengayunkan bandul hingga berhenti bersama putusnya lembaran contoh uji. Katehanan tarik dapat langsung dibaca pada alat dan dinyatakan dalam kgf atau kN/m (1 kgf per 15 mm = 0,6538 kN/m). Indeks tarik dapat dihitung dengan rumus:

Ketahanan tarik (kPa) = T x 0,6538

Indeks tarik = Ketahanan tarik

Gramatur

Keterangan : T = skala terbaca (kgf)

0,6538 = faktor konversi

e. Ketahanan Sobek (SNI 14-0436-1989)

Ketahanan sobek adalah gaya yang diperlukan untuk menyobek selembar kertas yang dinyatakan dalam gram gaya (gf) atau mili Newton (mN) dan diukur dalam kondisi standar.

Contoh uji yang panjangnya 76 ± 2 mm dan lebarnya 63 ± 0,15 mm dipasang diantara kedua penjepit teraring terster pada kondisi vertikal searah dengan lebar contoh uji. Penyobekan awal dilakukan dengan menggunakan pisau yang tersedia pada alat tersebut selebar 20 mm sehingga contoh uji yang belum tersobek 43 mm. Penahan bandul ditekan sehingga bandul mengayun bebas serta menyobek contoh uji. Bandul berhenti setelah contoh uji putus dan nilai ketahanan sobek dapat dibaca pada skala penguji. Indeks sobek dapat dihitung dengan rumus:

Ketahanan sobek (mN) = S x 9,087

Indeks sobek = Ketahanan sobek

Gramatur

Keterangan : S = skala terbaca (gf)

9,087 = faktor konversi

f. Daya Serap Air (Metode COBB- SNI 0499-2008)

Daya serap air (Cobb_x) adalah jumlah gram air yang diserap oleh satu meter persegi lembaran kertas atau karton dalam waktu penyerapan selama x detik, diukur pada kondisi standar.

Setiap lembar contoh uji ditimbang dengan ketelitian ± 0,001 g. Lembar contoh uji ditempatkan di atas bantalan karet yang kering pada pelat logam. Gelang logam (kering) ditempatkan di atas permukaan lembar contoh uji dan pasang penjepitnya (sekrup dan batangan logam). Sebanyak 100 mL ± 5 mL air 23 °C ± 1 °C air dituangkan ke dalam gelang dengan cepat atau setinggi 10 mm ± 1 mm. Bersamaan dengan itu dijalankan alat pencatat waktu. Pergunakan air yang baru untuk setiap pengujian. Lakukan pengujian dengan waktu tertentu misalnya 30 detik, 60 detik, dan seterusnya sesuai Tabel 1. Air dituangkan dari dalam gelang dengan cepat dan hati-hati setelah dicapai waktu kontak.

Tabel 1. Waktu pengujian Metode Cobb

Waktu pengujian (detik)	Simbol	Waktu kontak (detik)	Waktu penyerapan (detik)
30 60 120 300 1800	Cobb30 Cobb60 Cobb120 Cobb300 Cobb1800	20 ± 1 45 ± 1 105 ± 2 285 ± 2 1755 – 1815	30 ± 1 60 ± 2 120 ± 2 300 ± 2 15 ± 2 setelah waktu kontak

Alat penjepit (sekrup dan batangan logam) dilepaskan dengan cepat dan pada waktu melepas alat penjepit, gelang ditekan ke bawah dengan satu tangan. Gelang dilepaskan dengan cepat dan lembaran contoh uji ditempatkan pada lembaran kertas penyerap kering dengan permukaan yang basah di bagian atas. Pada akhir waktu penyerapan yang ditentukan, lembar kertas penyerap kedua diletakkan pada bagian atas contoh uji dan kelebihan air dihilangkan dengan menggerakkan logam penggiling dengan tangan ke depan dan ke belakang tanpa menambah tekanan pada logam penggiling. Lembaran contoh uji dilipat dengan permukaan yang basah di bagian dalam dan selanjutnya ditimbang. Daya serap air (Cobb_x) dihitung menurut persamaan sebagai berikut :

Cobb_x = (a – b) x F

C

Keterangan: a = massa tiap lembar contoh uji sesudah dibasahi (g);

b = massa tiap lembar contoh uji sebelum dibasahi (g);

c = luas daerah uji (cm²)

F = faktor konversi terhadap satuan luas daerah uji;

Cobb_x = daya serap air yang terjadi (g/m²).

5. Analisis Konversi Biomassa (Hardiyanti 2010)

Analisa konversi biomassa ini bertujuan untuk mengetahui seberapa besar peranan penggunaan selulosa mikrobial dalam penghematan hutan sebagai bahan baku kertas. Peranan ini dihubungkan dengan penyerapan CO₂ yang meningkat jika penghematan hutan bisa dicapai. Analisis ini diawali dengan menghitung jumlah serat selulosa mikrobial per ha. Prosentase serat yang diperoleh berdasarkan rendemen hasil penelitian ini. Kemudian dihitung banyaknya pulp yang dapat dihasilkan. Setelah itu dibandingkan pulp dari kayu yang umum digunakan dalam industri pulp di Indonesia yaitu Acacia mangium.

Jumlah kayu Acacia mangium yang dibutuhkan dapat dihitung dengan membagi jumlah pulp kayu dengan rendemen pulp kayu. Setelah jumlah kayu diketahui maka dapat diketahui luasan Acacia mangium yang dapat dihemat per tahun dengan terlebih dahulu mengetahui riap dan berat jenis kayu. Setelah dilakukan analisis biomassa maka dilanjutkan dengan analisis penyerapan CO₂. Analisis ini dilakukan dengan menghitung jumlah CO₂ dari perkiraan luas hutan yang dapat dihemat. Perhitungannya didsarkan pada jumlah pulp mikrobial yang digunakan untuk mensubstitusi pulp kayu. Meskipun dalam pembuatan kertas ini masih digunakan pulp kayu, namun jumlahnya tidak 100%, sehingga jumlah kayu yang dibutuhkan tetap dapat dihemat dengan penggunaan selulosa mikrobial.

6. Rancangan Percobaan

Rancangan Percobaan penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah rancangan acak lengkap tunggal satu faktor. Faktor tersebut adalah penambahan tapioka 2,5%, alum 2%, kaolin 5% (i) serta substitusi selulosa kayu (j) sebanyak 0%, 25%, 50% dan 75%. Model rancangan yang digunakan adalah sebagai berikut :

Y_ijk = µ + A_i + B_j + (AB)_ij + ε_ijk

Di mana :

Y_ijk = Hasil pengamatan akibat percobaan pada faktor A ke-i, faktor B ke-j dan ulangan ke-k

µ = Nilai rata-rata umum

A_i = Pengaruh metode penambahan tapioka, alum, kaolin dengan taraf i

B_j = Pengaruh penambahan selulosa kayu taraf ke-j

(AB)_ij = Pengaruh interaksi kedua faktor

ε_ijk = Pengaruh unit ke-k dalam kombinasi perlakuan (ij).

Tabel 2. Taraf dan kode perlakuan

Bahan Aditif (Alum 2%, tapioka 2,5%, kaolin 5%)	Ulangan	Selulosa Kayu
		0%	25%	50%	75%
	U1	A1	A2	A3	A4
	U2	B1	B2	B3	B4

VI. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN

A. Waktu Penelitian

Penelitian ini direncanakan akan dilakukan pada bulan Februari dan berakhir pada bulan April selama 2,5 bulan. Jadwal rencana kegiatan penelitian dapat dilihat pada Tabel 2.

B. Tempat Penelitian

Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Teknologi Serat, Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan di Jl. Veteran No.5, Gunug Batu, Bogor.

VII. ANGGARAN BIAYA PENELITIAN

Biaya penelitian diperkirakan meliputi biaya pemakaian laboratorium, alat penelitian dan analisis, bahan utama penelitian, bahan kimia penelitian, studi literatur, fotocopy, transportasi, dan biaya-biaya lain yang tidak terduga. Rincian perkiraan penggunaan dana adalah sebagai berikut :

DAFTAR PUSTAKA

Achmadi, Suminar S., et al. 1995. Kamus Kimia Terapan: Pulp dan Kertas. Jakarta : Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.

Andersson, Tuijia dan Hannu Ketola. 1999. Dry-strength Additives. Di dalam: Leo Neimo (ed). Paper Chemistry. Jyvaskyla: TAPPI Press.

Anonim. 2010. Kertas dan Penebangan Hutan. http://kaumbiasa.com/kertas-dan-penebangan-hutan.php [ 5Februari 2011].

Casey J.P. 1980. Pulp and Paper: Chemistry and Chemical Technology vol.1, 3^rd ed. New York: Interscience Publisher Inc.

Czaja W. Krstynowicz, S. Bielecki, R.M Brown Jr. 2006. Microbial cellulose-The natural power to heal wounds. Biomaterial 27 :145-151.

Dermici Ali, Jeff M. Catchmark, dan Kuan Chen Cheng. 2009. Enhanced production of bacterial cellulose by using a biofilm reactor and its material property analysis. Journal of Biological Engineering 3: 3-12.

Erythrina Sinta. 2010. Mempelajari Teknologi Proses Produksi di PT. Indah Kiat Pulp and Paper, Serang, Banten [laporan praktek lapang]. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Fengel D, Wgener G. 1984. Kayu: Kimia, Ultrastruktur, Reaksi-reaksi. Diterjemahkan oleh Gajah Mada University Press. Yogyakarta.

Figini, M.M. 1982. Cellulose and Other Natural Polymer System, pp. 243-271. New York: Plenum.

Hardiyanti Siti Sartika. 2010. Kajian Penggunaan Selulosa Mikrobial Sebagai Bahan Baku Pembuatan Kertas [skripsi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Iguchi M, S. Yamanaka dan A. Budhiono. 2000. Bacterial cellulose a masterpiece of nature arts. J Mater sci 35 : 261-270.

Irawan, Ferry. Kinetika Hidrolisis Selulosa Asetat Mikrobial [Skripsi]. Fakultas Teknologi Pertanian IPB.

J Shah, Brown Jr. 2005. Toward electronic paper displays made from microbial cellulose, Appl. Microbiol. Biotechnol 66 : 352-355.

Krystynowicz A, Bieclecki S, Turkiwiez M, Kalinowska H. 2005. Bacterial Cellulose. Polysaccharide and polyamides in the food industry (2005): 31-85.

Lavigne, J. R. 1991. Pulp and Paper Dictionary. A Pulp and Paper Book. California.

Neimo Leo, Oy Fapet. 1999. Papermaking Chemistry. Helsinki, Finlandia.

Nopianto Eko. 2009. Selulosa. http://eckonopianto.blogspot.com/2009/04/ selulosa.html [6 Februari 2011].

Prasetia, Winanda Yoga. 2005. Pembuatan Membran Selulosa Asetat Mikrobial dengan Variasi Konsentrasi Polimer dan Lama Penguapan Pelarut (Aseton) [Skripsi]. Fakultas Teknologi Pertanian IPB.

Setiawan I. 1999. Manajemen Hutan sebagai Upaya Pengurangan Gas Rumah Kaca [skripsi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Sjostrom E. 1995. Kimia Kayu. Dasar-dasar dan Penggunaan. Yogytakarta: Gajah Mada University Press.

SNI 0499-2008. Kertas dan Karton- Cara Uji Daya Serap Air- Metode Cobb. Badan Standarisasi Nasional.

SNI 08-7070-2005. Cara Uji Kadar Air. Badan Standarisasi Nasional.

SNI 14-0436-1989. Cara Uji Ketahanan Sobek Kertas dan Karton. Badan Standarisasi Nasional.

SNI 14-0439-1989. Cara Uji Gramatur dan Densitas Kertas dan Karton. Badan Standarisasi Nasional.

SNI 14-4737-1998. Cara Uji Ketahanan Tarik Kertas dan Karton. Badan Standarisasi Nasional.

Smook Gary A. 1994. Handbook for Pulp & Paper Technologists Second Ed. Kanada: Friesen Printers.

Stephens JA, Westland A.N. Neogi. 1990. Method using bacterial cellulose as a dietary fiber component. US Patent 4960763.

Suryani Ani, Darwis Aziz, Syamsu Khaswar, Yarni Desi. 2000. Proses Produksi dan Pemurnian Selulosa Mikrobial untuk Membran Mikrofiltrasi. IND Paten 0 000 619 S.

Syafii W. 2000. Sifat Pulp Daun Kayu Lebar dengan Proses Organosolv. Jurnal Teknologi Industri Pertanian 10 (2): 54-55.

Thiman and V Kenneth. 1955. The Live of Bacteria. Mac Milan Co. New York. Uzair dan Sugiharto. 1989. Pembuatan Pulp Rayon dari Kayu Acacia mangium. Berita Selulosa XXV (2): 31-35.

Wening Sukmawati. 2009. Polimer Alam. http://gurumuda.com/bse/polimer-alam [6 Februari 2011].

Young J.H. 1980. Fiber Preparation and Approach Flow. Vol. IV, 3^rd ed. New York: J. Willey and Sons Inc.