EFEKTIVITAS BERBAGAI INDlKATOR PENGGILINGANUNTUK MEMPREDIKSI KUALITAS KERTAS

Hana Rachmanasari a Taufan Hidayat a

a Balai Besar Pulp dan KertasJl. Raya Dayeuhkolot 132 Bandung 40258 Tip. (022) 5202980 Fax. (022) 5202871

e-mail: bbpk@bbpk.go.id

Finallow

Iappi

Diterima : 02 Maret 2011, Revisi Akhir: 21 November 2011

EFFECTIVENESS OF VARIOUS REFINING INDICATORSTO PREDICT PAPER QUALITY

ABSTRACT

The experiments of refining have been done using PPI mill and Beater, at 300 mL cSP offreenessasfixed parameters. Research was aims to determine the effective indicators of refining to predict thequality of the papa The raw material used were wood pulp, non wood pulp, chemical pulp, mechanicalpulp, Leaf Bleached Kraft Pulp (LBKP) and Needle Bleached Kraft Pulp (NBKP). The parameterswhich analyzed for each equipments were fibers classification, fib er morphology, dimensions of itsderivatives and as the value of the drainage rate. The strenght of handsheets formed from the fiberswere tested including tensile, bursting, and tearing strength. According to the results of correlationanalysis, the most effective and sensitive indicators of refining towards strength properties ofpaper;in the wo different refining methods, is the felting power slenderness with correlation values above 0.8.

Key words: refining, fib er classification, fib er morphology, the strength properties, correlation value

ABSTRAK

Telah dilakukan percobaan penggilingan menggunakan PP! mill dan Valley Beater, padaji-eeness300 mL CSF sebagai parameter tetap. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui beberapa indikatorpenggilingan yang efektif untuk memprediksi kualitas kertas. Bahan baku terdiri dari pulp kayu, pulpnon kayu, pulp kimia, pulp mekanis, pulp kayudaun dan pulp kayujarum. Parameter yang dianalisauntuk masing-masing hasil penggilingan adalah klasifikasi serat, morfologi serat dan dimensi turunannyaserta nilai laju drainase. Selanjutnya dilakukan uji sifat kekuatan yang meliputi ketahanan tarik, retakdan sobek. Berdasarkan hasil analisa korelasi terhadap data penelitian, indikator penggilingan yangpaling efektif dan sensitif terhadap sifat kekuatan kertas pada dua metode penggilingan berbeda adalahkelangsingan dengan nilai korelasi di atas 0,8.

--..Kata kunci : penggilingan, klasifikasi serat, morfologi serat, sifat kekuatan, nilai korelasi

PENDAHULUAN

Penggilingan atau refining adalahpemberian aksi mekanis terhadap serat untukmengembangkan sifat optimal serat yangdiinginkan pada pembuatan kertas berkenaandengan produk yang akan dibuat. Target utamarefining adalah untuk memperbaiki kemampuanikatan serat sehingga dapat membentuklembaran kertas yang kuat dan rata dengan sifatcetak yang baik. Kadang-kadang tujuannyaadalah memperpendek serat yang terlalu

panjang agar formasi lembaran baik, atau untukmengembangkan sifat pulp lainnya sepertiabsorbansi, porositas atau sifat optik khususuntuk grade kertas yang ditentukan. (Sixta H,2006)Selama ini parameter yang paling dianggap

representatif untuk proses penggilingan adalahfreeness yang merupakan ukuran seberapa cepatair mampu keluar dari serat. Namun seringkalisatu indikator tersebut tidak cukup mewakiliuntuk menentukan apakah proses penggilinganberjalan baik atau tidak. (Herbert Holik, 2006).

72

lurnaL SeluLDsa, VD!. 1, D. 2, Desembel' 2011 : 72 - 80

Oleh karena itu telah dikaji beberapa indikatorlain yang berhubungan dengan optimal tidaknyaproses penggilingan yaitu klasifikasi serat,yang merupakan proses pengelompokkan seratmenjadi fraksi-fraksi berdasarkan panjang seratrata-rata masing-rnasing fraksi, dan morfologiserat dimana keadaan serat setelah penggilingandapat dilihat dengan mikroskop. Morfologi seratini mengukur dimensi serat dan turunannya sertapengukuran kecepatan drainase dengan metodeDynamic Drainage Jar (DDJ) (www.britjarr,com, 2010)Pada percobaan ini dilakukan penggilingan

dengan dua alat yang berbeda yaitu PFl mill danValley Beater, Contoh yang digunakan adalahpulp putih kayudaun, pulp putih kayujarum,pulp kayu, pulp non kayu, pulp kimia danpulp mekanis. Penelitian ini bertujuan untukmengetahui beberapa indikator penggilinganyang efektif untuk memprediksi kual itas kertas,

TINJAUAN PUSTAKA

Penggilingan atau lazim disebut refiningmerupakan perlakuan mekanis terhadap seratdalam media air untuk mengubah sifat-sifatserat tanpa mengubah susunan kimia serat(Kocurek, 1992), Refining identik dengan prosespenggilingan yang kontinyu sedangkan padaproses batch lebih dikenal istilah beating, Prosespenggilingan berperan dalam mengkondisikanserat sedemikian rupa sehingga dihasilkanlembaran kertas dengan kualitas yang diinginkan.Pada proses penggilingan semua sifat-sifat seratakan mengalami perubahan secara serempak(simultan) dan tidak bisa kembali seperti semulakarena terjadi fibrilasi, hal ini dapat memperkuatikatan antar serat pada saat pembuatan lernbaran --.kertas (Casey, 1980),Pada proses refining terjadi dua peristiwa

penting akibat aksi mekanis yang dihasilkan,yaitu peristiwa primer dan sekunder, Peristiwaprimer adalah peristiwa yang terjadi akibatpenggilingan terhadap individu serat (serat-serattunggal), dan peristiwa ini meliputi pemecahandan penghilangan dinding serat primer,pembengkakan serat (swelling), peningkatankelenturan (fleksibi litas), fibrilasi, bertambahnyaluas permukaan spesifik, pemotongan serat(cutting) dan timbulnya serbuk-serbuk halus(fines), Sedangkan efek sekunder yaitu efekyang ditimbulkan refining membentuk sifat-sifatlembaran kertas yang dihasilkan (Casey, 1980),

73

Indikator Penggilingan

Freeness

Parameter proses refining adalah jumlahpulp yang dapat menahan air yang didispersikanke wire di paper machine, atau peralatan laindengan prinsip drainase yang sama. Hal tersebutberhubungan dengan seberapa cepat drainase saatproses pengeluaran air berlangsung untuk tujuanpengaturan kecepatan dan kapasitas produksi dimesin kertas. Metode pengukurannya disebutfreeness yaitu pengukuran jumlah air yanglolos dari jalinan serat di atas saringan wire.Prinsip pengukuran berdasarkan gay a gravitasi,Hasil ditunjukkan sebagai mL CSF (CanadianStandard Freeness). amun nilai ini hanyadapat mengkarakterisasi sebagian sifat-sifatyang sebenarnya dari stok. Sifat-sifat kertas yangdibuat dari stok yang sama tetapi dengan jenisyang berbeda, penggilingannya dapat bervariasidalam rentang yang lebar, meskipun nilai CSFatau °SR yang terukur sama. Hal yang samaberlaku untuk perilaku stok di mesin kertas.Perlu pengukuran tarnbahan seperti distribusiserat panjang, atau fleksibilitas dari serat untukmemperoleh gambaran yang lebih baik dari stokatau proses pengilingan (Herbert Holik, 2006).

Klasifikasi Serat

Parameter Ill! merupakan prosespengelompokan serat menjadi fraksi-fraksiberdasarkan panjang serat rata-rata masing-masing fraksi. Dari analisa ini akan diketahuijuga berapa banyak fines yang tebentuk akibatproses penggilingan, serta nilai coarseness ataukekasaran serat.

Morfologi Serat

Serat mempunyai panjang, lebar dandinding yang bervariasi tergantung pada jenisdan posisinya dalam suatu pohon serta lokasitumbuhya.(Pandit Y, dkk,1997). Pembuatanlembaran merupakan proses penyusunan seratke dalarn bentuk lembaran. Selama prosestersebut, air dikeluarkan dari jaringan seratsehingga terjadi ikatan antar serat yang semakinrapat dan disertai perubahan bentuk seratmenjadi pipih. Kekuatan ikatan serat merupakanfungsi dari luas dan intensitas ikatannya.Luas ikatan dipengaruhi oleh morfologi

sedangkan intensitas oleh susunan molekulselulosa (Sugesty S, 1998). Peranan dimensiserat sebagai bahan baku kertas mempunyaihubungan satu sama lain yang kompleks danmempunyai pengaruh yang mendasar terhadapsifat fisik pulp dan kertas seperti Bilanganrunkel (runkel ratio), Kelangsingan (FeltingPower Slenderness), Kekakuan (Coefficientof rigidity), Kelenturan (Flexibility ratio) danMuhlstep ratio (Nawawi, 1997)

Dynamic Drainage Jar (DDJ)

Dalam proses pembentukan selembar kertas,suspensi serat dan partikel lainnya disaringmelalui saringan untuk mendapatkan depositlembaran basah, yang pada saat ditekan dandikeringkan menjadi lembaran kertas. Suspensiawal mungkin berisi serat dengan panjang 3sampai 4 mm, bentuk dan ukuran serat yangbervariasi, dan partikel yang diameternyakurang dari 1 um. Oleh karena itu pembentukanlembaran kertas adalah proses fraksionasi, seratyang baik adalah hampir seluruhnya disimpanoleh jaringan dan membentuk lembaransedangkan partikel halus tetap dipertahankanpada tingkat yang lebih besar atau lebih keciltergantung pada berbagai kondisi. Zat padattersuspensi dalam filtrat melewati saringanhampir seluruhnya. Dengan metode DDJ inidapat ditentukan kecepatan drainase dari stokyang akan dibuat lembaran. (www.brittjar.com)

Sifat Kekuatan Kertas

Ketahanan Tarik

Ketahanan tarik kertas atau karton dapatdi definisikan sebagai kemampuan kertas ataukarton untuk mempertahankan keadaanya agartidak putus bila dikenakan regangan. Ketahanantarik penting dalam menentukan kemampuankertas karton agar dapat berfungsi dengan baikseperti kertas pembungkus dan kertas kantong.(Herbert Holik, 2006)Ketahanan tarik kertas cetak tergantung

pada ketahanan kertas terhadap pemutusanjaringan serat sewaktu proses pencetakan.Ketahanan tarik sangat diperlukan untuk kertascetakan dimana gaya tarik tinggi dapat ditahanoleh kertas terse but. Faktor-faktor yang dapatmempengaruhi ketahanan tarik (Monica dkk,2009) :

Efektivitas berbagai Indikator Penggilinganuntuk Memprediksi Kualitas ... : Hana Rachmanasari, dkk.

1. Kekuatan serat individu lemah makakekuatan tarik juga terpengaruh,

2. Panjang serat rata-rata terlalu panjang makaakan menghasilkan pembentukan kertas yangtidak baik yang dapat menurunkan kekuatantarik,

3. Kemampuan pengikatan permukaan seratbergantung kepada proses penekanan. Seratyang tidak di-press akan menghasilkanpengikatan yang lemah, dan

4. Struktur permukaan kertas, kekuatantarik akan terpengaruh apabila strukturpembentukan kertas tidak baik.

Ketahanan Retak

Ketahanan retak didefinisikan sebagai tekananmaksimum yang dihasilkan sistem hidrolikpada saat mendesak diafragma elastis melaluiarea lingkaran kertas ketika dikenakan tekanan.Pengujian ketahanan retak dilakukan untukmenentukan ketahanan kertas. Uj i retak dilakukandengan meletakkan contoh diantara clamp annulardimana tekanan dinaikkan bertahap terhadapdiafragma oleh tekanan hidrolik pada keadaantetap sehingga contoh retak. Faktor-faktor yangmempengaruhi ketahanan retak adalah panjangserat, semakin pendek serat maka semakinmenurun kekuatan retak dan ikatan antara serat.Proses penggilingan akan meningkatkan ikatanantara serat tetapi jika penggilingan terlalu lamamaka akan menghasilkan serat-serat yang lebihpendek akan mempengaruhi kekuatan retak.Selain itu, ketahanan retakjuga dipengaruhi olehproses pembentukan lembaran kertas, gramatur,dan kelembaban (Sahwalita, 2005)

Ketahanan Sobek

Ketahanan sobek kertas atau karton adalahrintangan suatu kertas atau karton yang mengalamisobek. Pengujian ketahanan sobek dilakukanuntuk mengukur tenaga yang diperlukan untukmenyobekan sehelai kertas atau karton. Ketahanansobek kertas atau karton sangat penting karenadapat untuk melancarkan kertas di atas mesin-mesin pencetak agar lembaran kertas tidak mudahsobek. Ketahanan sobek kertas atau karton jugasangat penting dalam penggunaan kertas sebagaipembungkus dimana lembaran kertas harus kuatuntuk menyerap hentakan atau daya luar danmemerlukan ketahanan sobek yang tinggi. Faktoryang mempengaruhi ketahanan sobek adalah

74

Turnal Selulosa, Vo!. 1. No. 2, Desember 2011 : 72 - 80

jumlah serat yang mengalami rupture kertas,panjang serat dan banyaknya ikatan antara serat.Jumlah serat juga akan mempengauhi densitas,gramatur dan kelenturan kertas. Kertas yangkaku akan memberikan tekanan ke atas seratpada daerah/tempat yang kecil, tetapi kertas yangsifatnya lentur akan meyebarkan tekanan di atasdaerah yang lebih luas. (Monica dkk, 2009)

Koefisien Korelasi

Koefesien korelasi ialah pengukuran statistikkovarian atau asosiasi antara dua variabel.Besamya koefesien korelasi berkisar antara +1s/d -1. Koefesien korelasi menunjukkan kekuatan(strength) hubungan linear dan arah hubungandua variabel acak. Jika koefesien korelasi positif,maka kedua variabel mempunyai hubungansearah. Artinya jika nilai variabel X tinggi, makanilai variabel Y akan tinggi pula. Sebaliknya,jika koefesien korelasi negatif, maka keduavariabel mempunyai hubungan terbalik. Artinyajika nilai variabel X tinggi, maka nilai variabelY akan menjadi rendah dan sebaliknya. Untukmemudahkan melakukan interpretasi mengenaikekuatan hubungan antara dua variabel penulismemberikan kriteria sebagai berikut (Sarwono,2006) :a. 0: Tidak ada korelasi antara dua variabelb. > °- 0,25: Korelasi sangat lemahc. > 0,25 - 0,5: Korelasi cukupd. > 0,5 - 0,75: Korelasi kuate. > 0,75 - 0,99: Korelasi sangat kuatf. 1: Korelasi sempuma

BAHAN DAN METODE

Bahan

Bahan-bahan yang digunakan akuades, pulpputih kayudaun, pulp putih kayujarum, pulpbelum putih Tandan kelapa sawit (TKS), pulpkayu, pulp kayu proses kimia, pulp kayu prosesmekanis, pewama (Safranin) dan alkohol teknis.

Metode

Masing-masing contoh yang telah digilingdengan parameter tetap 300 mL CSF dianalisaparameter penggilingannya kemudian dibuatlembaran dan dianalisa sifat kekuatan lembaran.Data yang didapat dievaluasi kemudiandikorelasikan antara parameter dan sifat kekuatan

75

sehingga didapat parameter yang paling efektifsebagai indikator penggilingan.

Uji : Morfologi SeratKlasifikasi SeratDD]

Pembuatan Lembaran 70 gsm

Uji Sifat Fisik :I . Kekuatan Sobek2. Kekuatan Retak3. Kekuatan Tarik

Analisa Korelasi Secara Statistik

Evaluasi dan Kesimpulan

Gambar 2. Diagram Alir Percobaan

Pulp digiling menggunakan dua jenis alatberbeda yaitu PFl mill dan Valley Beater,dengan menggunakan standar ISO 5264-2:2002, Pulps - Laboratory beating - Part2: PFJ mill method dan ISO 5264-1: 1979,Pulps - Laboratory beating - Part 1: Valley

=beater method. Penggilingan dilakukan padanilai Canadian Standar Freenes 300 mL CSFsebagai parameter tetap. Kemudian pulp hasilpenggilingan dianalisa indikator penggilinganme liputi klasifikasi serat menggunakan alatFiber Tester yang prosedumya sesuai denganISO 16065-2:2007, Pulps - Determination offibre length by automated optical analysis -Part 2: Unpolarized light method, morfologiserat menggunakan mikroskop binokuler yangmeliputi pengukuran panjang serat, diameter luardan diameter dalam serat dan dimensi turunannya,serta analisa kemampuan kecepatan drainasesuspensi pulp stok dengan metode DynamicDrainage Jar (DDJ) sesuai dengan Tappi T-261cm-00, Fines fraction by weight of paper stock

Tabel 1. Tabel Klasifikasi Serat dan Sifat Kekuatan

Sifat Kekuatan

ContohKlasifikasiSerat (%) Indeks Tarik Indeks Sobek Indeks Retak

(Nm/g) (m m2/g) (kN/g)

0.2-1.0 = 17,40

NBKP1.0-2.0 = 26,35

104,61 7,42 7,592.0-3.5 = 45,703.5-7.5 = 10,600.2-1.0 = 88.45

LBKP1.0-2.0 = 11.15

85,26 6,53 4,722.0-3.5 = 0.073.5-7.5 = 0.010.2-1.0 = 87.501.0-2.0 = 12.00

Pulp Kayu 2.0-3.5 = 0.05 75,43 5,72 4,10

3.5-7.5 = 0.010.2-1.0 = 93.951.0-2.0 = 5.90

---.Pulp non kayu

2.0-3.5 = 0.3041,04 1,80 0,94

3.5-7.5 = 0.000.2-1.0 = 88.8

Pulp Mekanis1.0-2.0 = 10.50

16,62 1,72 0,372.0-3.5 = 0.453.5-7.5 = 0.000.2-1.0 = 87.551.0-2.0 = 12.05

Pulp Kimia 2.0-3.5 = 0.40 61,78 5,04 2,85

3.5-7.5 = 0.00

by wet screening. Selanjutnya suspensi pulpdibuat lembaran, dan lembaran yang dihasilkandiuji sifat kekuatan lembaran yang meliputikekuatan tarik dengan metoda sesuai dengan ISO1924-2: 1994, Paper and board - Determinationof tensile properties - Part 2: Constant rate ofelongation method, kekuatan retak sesuai denganISO 2758:2001, Paper - Determination burstingstrength. dan kekuatan sobek dengan prosedursesuai dengan SNI 0436:2009, Kertas - Cara ujiketahanan sobek - (Metode Elmendorf).Analisa korelasi dilakukan menggunakan

perangkat lunak Microsoft Office Excel tahun2007 dengan membandingkan susunan data hasilanalisa indikator penggilingan dengan susunan datahasil analisa sifat kekuatan lembaran, kemudiandikorelasikan langsung menggunakan fasilitasformula "Correl" yang pada statistical function.

Efektivitas berbagai Indikator Penggilinganuntuk Memprediksi Kualitas ... : Hana Rachmanasari. dkk.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian ini dilakukan dengan dua metodepenggilingan yang berbeda yaitu dengan PFImill dan Valley Beater. Walaupun keduanyamenunjukkan kecenderungan efek yangyang serupa terhadap sifat lembaran, namunsebenamya tidak ada korelasi antara hasil aktualyang diperoleh.

Analisa Indikator Penggilingan dan SifatKekuatan Lembaran pada Penggilingandengan PFI Mill

Hasil analisa klasifikasi serat yangdihubungkan terhadap sifat kekuatan lembaranditunjukkan pada Tabel 1.

76

Turnal Selulosa, Vo/. 1, No. 2, Desember 2011 : 72 - 80

Dari tabel tersebut dapat disimpulkanbahwa walaupun semua contoh digiling padafreeness yang sama tetapi data menunjukkanbahwa sifat kekuatan lembaran tidak samasehingga sulit memprediksi kualitas kertas jikahanya menggunakan freeness sebagai indikatorpenggilingan. Analisa korelasi dilakukan antaraindikator penggilingan dan masing-masing sifatkekuatan, berdasarkan nilai korelasi yang didapat,indikator penggilingan yang paling efektif dapatditentukan.

Tabel 2. Analisa Korelasi Indikator Penggilinganterhadap Kekuatan Tarik

lndikatorNilai Korelasi

NoPenggilingan terhadap Indeks

Tarik1 Kelangsingan 0.8352 Coarseness 0,7573 Panjang serat rata rata 0.7134 Fines 0.6045 Tebal dinding 0.4616 Bilangan Runkel 0.351

Kekakuan 0.3127

Kelenturan 0.3128 Muhlstep ratio 0.2909 DD} 0.268

Berdasarkan tabel 2, indikator yang palingefektif terhadap kekuatan tarik lembaran kertasadalah kelangsingan dengan nilai korelasi 0.835.

Tabel 3, Analisa Korelasi Indikator Penggilinganterhadap Kekuatan Sobek

NoIndikator Nilai Korelasi

Penggilingan terhadap Indeks Sobek

1 Kelangsingan 0.7592 Fines 0.7583 Coarseness 0.7294 Panjang serat rata rata 0.6425 Tebal dinding 0.3846 Bilangan Runkel 0.252Kekakuan 0.204

7Kelenturan 0.204

8 Muhlstep ratio 0.1799 DDJ 0.049

Berdasarkan tabel 3, indikator yang palingefektif terhadap kekuatan sobek lembaran kertasadalah kelangsingan dengan nilai korelasi 0.759.

77

Tabel 4. Analisa Korelasi Indikator Penggilinganterhadap Kekuatan Retak

Nilai KorelasiNo Indikator Penggilingan terhadap Indeks

Retak

1 Kelangsingan 0.9112 Panjang serat rata rata 0.8373 Fines 0.7334 Tebal dinding 0.5995 Coarseness 0.5876 Bilangan Runkel 0.397

Kekakuan 0.3647

Kelenturan 0.3648 Muhlstep ratio 0.3459 DDJ 0.133

Berdasarkan tabel 4, indikator yang palingefektif terhadap kekuatan retak lembarankertas adalah kelangsingan dengan nilaikorelasi 0,911. Pad a sifat kekuatan retak ini,nilai korelasi dengan indikator penggilingankelangsingan adalah yang tertinggi dibandingsifat kekuatan yang lainnya.Indikator yang paling efektif terhadap tiga

sifat kekuatan pada penggilingan menggunakanPF! mill adalah kelangsingan. Hal ini dapatdilihat dari nilai korelasi indikator kelangsinganterhadap masing-masing sifat kekuatan yangdiperoleh dari perbandingan antara 2 set data,yaitu data hasil analisa indikator pengilingandan data hasil analisa sifat kekuatan lembaran.Kelangsingan merupakan salah satu turunandimensi serat yang diperoleh dari datamorfologi serat. Kelangsingan ini merupakanperbandingan panjang serat terhadap diameter

--.....serat. Indikator ini sangat berhubungan dengankekuatan sobek lernbaran.Analisa korelasi indikator urutan kedua

pada masing-masing sifat kekuatan berbeda(berdasarkan tabel2, tabel3 dan tabe14), Untukkekuatan tarik, indikator efektif kedua adalahcoarseness yang pada sifat kekuatan sobekberada pada urutan kelima dan sifat kekuatanretak pada urutan ketiga. Pada prinsipnya,hubungan coarsenes dengan penggilinganadalah seberapa banyak serat tunggal yangdihasilkan oleh proses penggilingan. Namunjika dilihat dari nilainya, analisa coarsenessbernilai lebih dari 0,587, artinya korelasidianggap cukup tinggi. Panjang serat rata-ratatermasuk indikator yang cukup sensitif, berada

pada urutan ketiga untuk kekuatan tarik, urutankeempat untuk kekuatan sobek dan urutankedua untuk kekuatan retak dengan nilaikorelasi yang tinggi yaitu 0,837. Dibandingkandengan sifat kekuatan yang lain, panjang seratrata-rata ini paling berpengaruh terhadapkekuatan retak, semakin tinggi panjang seratrata-rata maka akan semakin tinggi kekuatanretaknya.Indikator lain yang cukup efektif dan sensitif

terhadap sifat kekuatan lembaran adalahfines,yang jika dilihat nilai korelasinya dari ketigasifat kekuatan berada di atas 0,6. Pembentukan.fines pada proses penggilingan merupakansalah satu efek refining. Fines berperan sebagaipengisi bagian-bagian yang kosong diantaraserat-serat dalam pembentukan lembaran.Dengan ukurannya yang kecil dan luaspermukaan yang besar, serat-serat halus dapatmengikat air dan fibril-fibril lain lebih banyaksehingga ikatan antar serat akan meningkat dansifat kekuatan fisik pun meningkat.

Efektivitas berbagai Indikator Penggilinganuntuk Memprediksi Kualitas ... : Hana Rachmanasari, dkk.

Analisa Indikator Penggilingan dan SifatKekuatan Lembaran pada Penggilingandengan Valley Beater

Proses penggilingan menggunakan ValleyBeater juga mempunyai nilai CSF 300 mLsebagai parameter tetap. Sama halnya denganpenggilingan menggunakan PFI mill, walaupunsemua contoh digiling pada freeness yang samatetapi data menunjukkan bahwa sifat kekuatanlembaran tidak sama sehingga sulit memprediksikualitas kertas jika hanya menggunakanfreenesssebagai indikator penggilingan. Diperlukanindikator lain yang akan menggambarkan sifatstok dan prediksi kualitas kertas. Pada fraksi seratdengan jumlah serat terbanyak merupakan nilaikekuatan tertinggi.Setelah diperoleh data hasil analisa indikator

penggilingan dan analisa sifat kekuatan, dilakukananalisa korelasi terhadap data-data tersebut,sehingga diperoleh nilai korelasi untuk masing-masing sifat kekuatan seperti pada Tabel 6,

Tabel 5, Tabel Klasifikasi Serat dan Sifat Kekuatan

Sifat KekuatanIndeks Tarik(Nm/g)

Indeks Retak(kN/g)

Indeks Sobek(mbImvg)

89,58 8,36

p tigaakan Klasifikasidapat Contoh Serat (%)inganyang 0.2-l.0 = 34,20

data, NBKP 1.0-2.0 = 34,20

mgan 2.0-3.5 = 28,20

aran. 3.5-7.5 = 3,400.2-l.0 = 90.60

LBKPl.0-2.0 = 9.202.0-3.5 = 0.253.5-7.5 = 0.000.2-1.0 = 92,25

Pulp l.0-2.0 = 7.50Kayu 2.0-3.5 = 0.30

3.5-7.5 = 0.000.2-1.0 = 93.85

Pulp Non l.0-2.0 = 6.00Kayu 2.0-3.5 = 0.15

3.5-7.5 = 0.000,2-1.0 = 89.20

Pulp 1.0-2.0 = 10,50Mekanis 2.0-3.5 = 0.65

3.5-7.5 = 0.150.2-1.0 = 91.60

Pulp 1.0-2.0 = 8.15Kimia 2.0-3,5 = 0.65

3.5-7.5 =0.10

5,63

63,47 5,86 3,94

53,11).. 4,50 2,62

32,81 3,66 1,30

11,58 1,67 0,15

58,54 4,00 2,92

78

Turnal Selulosa, Vo!. 1, No. 2, Desember 2011 : 72 - 80

Tabel 6. Analisa Korelasi IndikatorPenggilingan terhadap Kekuatan Tarik

lndikator Nilai KorelasiNo Penggilingan terhadap Indeks

tarik1 Kelangsingan 0.8742 Panjang serat rata rata 0.7673 Coarseness 0.5334 Fines 0.492

5 Tebal dinding 0.471

6 DDJ 0.2937 Bilangan runkel 0.289

Kekakuan 0.3128

Kelenturan 0.3129 Muhlstep ratio 0.243

Berdasarkan Tabel 6, indikator yang palingefektif terhadap kekuatan tarik lembaran kertasadalah kelangsingan dengan nilai korelasi 0.874.

Tabel 7. Analisa Korelasi IndikatorPenggilingan terhadap Kekuatan Sobek

Berdasarkan tabel 7, indikator yang pal ing efektifterhadap kekuatan sobek lembaran kertas adalahkelangsingan dengan nilai korelasi 0.939. Nilaikorelasi indikator penggilingan terhadap kekuatansobek ini adalah yang paling tinggi dibandingdengan nilai korelasi terhadap sifat kekuatan yanglain. Pada Tabel 8, indikator yang paling efektifterhadap kekuatan retak lembaran kertas adalahkelangsingan dengan nilai korelasi 0.939. Indikatoryang paling efektifterhadap tiga sifat kekuatan padapenggilingan menggunakan Valley Beater adalahkelangsingan, dengan nilai korelasi yang tertinggiadalah terhadap kekuatan sobek. Hal ini sesuaidengan penggilingan menggunakan PF! mill.

79

Tabel 8. Analisa Korelasi IndikatorPenggilingan terhadap Kekuatan Retak

Indikator Nilai korelasiNo Penggilingan terhadap Indeks

retak1 Kelangsingan 0.9042 Panjang serat rata rata 0.7923 Coarseness 0.5634 Fines 0.5305 Tebal dinding 0.464

6 Bilangan runkel 0.239Kekakuan 0.210

7Kelenturan 0.210

8 DD] 0.2069 Muhlstep ratio 0.193

Dapat disimpulkan bahwa indikatorpenggilingan yang paling efektif dan sensitifuntuk PF! mill dan Valley Beater adalahkelangsingan yang merupakan salah satuturunan dimensi serat yang diperoleh dari datamorfologi serat.Beda halnya dengan penggilingan

menggunakan PF! mill, dengan menggunakanValley Beater, urutan keefektifitasan indikatorpenggilingan kedua dan ketiga sama yaitupanjang serat rata-rata dan coarseness. Nilaikorelasinya pun cukup tinggi yaitu di atas 0,5,Panjang serat rata-rata termasuk bagian darianalisa morfologi dan coarseness termasukbagian dari klasifikasi serat.Dari data di atas dapat disimpulkan

bahwa untuk penggilingan menggunakanValley Beater urutan keefektifitasan indikatorpenggilingan terhadap sifat kekuatan fisikadalah kelangsingan, panjang serat rata-ratadan coarseness.

KESIMPULAN

Nilai freeness yang sama untuk setiap jenispulp yang diuji tidak sepenuhnya berkorelasidengan sifat kekuatan. Indikator yang palingefektifuntuk ke duajenis metode penggilinganadalah kelangsingan serat. Berdasarkan analisakorelasi terhadap semua jenis pulp, tigaindikator penggilingan yang paling efektif dansensitif, sesuai urutannya, adalah kelangsingan,panjang serat rata-rata, dan coarseness.

SARAN

Perlu dilakukan peneiitian lanjutan yanglebih spesifik yaitu dengan menggunakanjenis pulp yang sama dari spesies kayu yangberbeda, misalnya jenis kayudaun saja atau jeniskayujarum saja.

DAFTAR PUSTAKA

Casey, J. P. 1980. Pulp and Paper Chemistry andChemical Technology, volume 2. John Wileyand Sons. USA.

Herbert Holik (Ed.). 2006. Handbook of Paperand Board. Wiley VCH Verlag GmbH & Co.KGaA. Weinheim.

Jonathan, Sarwono. 2006. Metode PenelitianKuantitatif dan Kualitatif. Yogyakarta:GrahaIlmu

Kocurek, M. J. et. al. 1989. Alkaline Pulping,Pulp and Paper Manufacture, Volume V.TAPPI-CPPA. Canada.

Monica Ek, Goran Gellerstedt, GunnarHenriksson. 2009. Pulp and Paper Chemistryand Technology Vol 4 Paper Products Physic& Technology. Waiter de Gruyter GmbH &Co. KG. 10785 Berlin.

Efektivitas berbagai lndikator Penggilinganuntuk Memprediksi Kualitas ... : Hana Raci1manasari, dkk,

Nawawi D.S. 1997. Persiapan, Pemasakan danPengujian Pulp. Bahan praktikum M A Pulpdan Kertas. Bagian 1. Jurusan TeknologiHasil Hutan. Fakultas Kehutanan IPB.Bogor.

Pandit, Y. I dan H. Ramdan, 2002, Anatomi :Pengantar Sifat Kayu sebagai Bahan baku.Yayasan Penerbit Fakultas Kehutanan IPB.Bogor.

Sahwalita, et. al. 2005. The Changes of KraftPaper Fiber Dimension from Timber In thePlantation Forest and Secondary Forest AfterForest Fire. Gadjah Mada University Press.Yogyakarta.

Sixta, H. 2006. Handbook of Pulp. Wiley VCH.Weinheim.

Sugesty, S, Dra. 1998. Sifat Kimia Bahan Baku.Balai Besar Penelitian dan PengembanganSelulosa. Bandung.

www.brittjar.com/product.htmlldescription of thedynamic. 4 Nopember 2010.

80