## UJI KEKUATAN TARIK KERTAS DAUR ULANG CAMPURAN AMPAS TEBU, SERABUT KELAPA, DAN KERTAS BEKAS
Ellys Mei Sundari 1 , Winda Apriani 2 , Suhendra 3*
1,2,3 Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Sambas, 79462 Email : ellysmeisundari@gmail.com 1 , windaapriani.poltesa@gmail.com 2 , aka.suhendra@yahoo.com 3

## ABSTRAK
Kertas  daur  ulang  dapat  dibuat  dari  campuran  kertas bekas  dan  berbagai  jenis  serat.  Pengembangan berbagai  bahan  alternatif  serat  alam  yang  mengandung  serat  selulosa  perlu  dilakukan  untuk menghasilkan kertas berkualitas baik. Pengembangan berbagai bahan alternatif seperti ampas tebu dan serabut kelapa dalam pembuatan kertas daur ulang perlu dilakukan. Kertas daur ulang yang diuji dibuat dengan  dua  variasi  campuran  bahan  baku  yaitu  campuran  antara  ampas  tebu  dan  kertas  bekas  serta campuran antara serabut kelapa dan kertas bekas. Komposisi bahan baku yang digunakan berdasarkan persen  berat  dengan  perbandingan  30:70,  50:50  dan  70:30.  Perekat  yang  digunakan  adalah  perekat PVAc dengan dua variasi jumlah yang digunakan, yaitu 5% dan 10% berat bahan. Uji kekuatan tarik kertas daur ulang dilakukan berdasarkan standar pengujian ASTM-D638. Hasil penelitian menunjukkan bahwa  limbah  ampas  tebu,  serabut  kelapa  dan  kertas bekas  dapat  dimanfaatkan sebagai  bahan  baku pembuatan kertas  daur  ulang. Nilai  kekuatan  tarik tertinggi  kertas  daur  ulang  pada  campuran  ampas tebu dan kertas bekas diperoleh sebesar 0,608 N/mm 2 pada perbandingan campuran 50 : 50 sedangkan pada campuran serabut kelapa  dan kertas bekas menghasilkan  kekuatan tarik tertinggi 0,506 N/mm 2 yang  diperoleh  pada  perbandingan  30:70.  Jumlah perekat yang digunakan dalam pembuatan kertas daur ulang sangat mempengaruhi nilai kekuatan tarik kertas daur ulang yang dihasilkan
Kata kunci :  Ampas tebu ; kekuatan tarik ; kertas daur ulang ; serabut kelapa

## ABSTRACT
Recycled paper can be made from mixed waste paper and various fibers. The development of various natural fiber materials containing cellulose fibers needs to be done to produce good quality paper. The purpose of this research is to develop various alternative materials such as bagasse and coconut fibers to make recycled paper and test the tensile strength of the paper produced. Recycled paper is made with two variations of a mixture raw materials, namely a mixture of bagasse and waste paper and a mixture of coconut fibers and waste paper.  The composition of raw materials used is based on percent by weight in the ratio of 30:70, 50:50 and 70:30. The adhesive used is PVAc with two variations in the amount used, namely 5% and 10% by weight of the material. Tensile strength test of recycled paper according to ASTM Testing Standards D.638M-64. The results showed that bagasse, coconut fibers and waste paper can be used as raw material for making recycled paper. The highest tensile strength value of recycled paper in the mixture of bagasse and waste paper was obtained at 0.608 N/mm 2 at a mixture ratio of 50: 50 whereas the mixture of coconut fibers and used paper produced the highest tensile strength of 0.506 N/mm 2 obtained at a ratio of 30:70. The amount of adhesive used in making recycled paper had significant affects to the tensile strength value of the recycled paper produced.
Keywords : Bagasse ; tensile strength ; recycled paper ; coconut fibers
* Penulis korespondensi Email: aka.suhendra@yahoo.com
Diterima 07 Februari 2020; Penerimaan hasil revisi 21 Februari 2020; Disetujui 04 Maret 2020 Tersedia online Maret 2020 AME (Aplikasi Mekanika dan Energi): Jurnal Ilmiah Teknik Mesin © 2020
Volume 6 Nomor 1 Maret 2020 pp 28-33 Website: http://ejournal.uika-bogor.ac.id/index.php/ame/index

## 1. PENDAHULUAN
Kertas  merupakan  media  yang  sangat diperlukan  oleh  manusia  guna  menunjang kegiatan  sehari-hari.  Penggunaan  kertas  tidak hanya untuk keperluan menulis namun digunakan juga  untuk  kemasan,  tas  kertas,  lampu  hias, bingkai  foto,  undangan,  origami,  materai,  uang kertas dan lain-lain. Pemakaian kertas yang luas ini  semakin  meningkatkan  jumlah  kebutuhan kertas  setiap  harinya.  Hal  ini  berdampak  pada pemenuhan secara besar-besaran terhadap produksi  kertas.  Meningkatnya  permintaan produksi  kertas  berdampak  pada  terjadinya eksploitasi  hutan  yang  dapat  mengakibatkan terganggunya kestabilan lingkungan.
Kertas  umumnya  terbuat  dari  serat selulosa yang berasal dari bahan baku kayu. Serat selulosa yang  banyak  digunakan  sebagai  bahan  baku pembuatan  kertas  merupakan  serat  alam  kayu. Alternatif  serat  alam  yang  mengandung  serat selulosa adalah serat alam non kayu. Serat alam non kayu ini dapat berasal dari biomassa seperti ampas tebu, serabut kelapa, sekam padi, dan lain- lain.  Pemakaian  serat  alam  non  kayu  ini  dapat mengurangi  eksploitasi  kayu.  Menurut  Rambe et.al.,  (2016),  serat  ampas  tebu  sebagai  penguat banyak mengandung parenkim serta mengandung air 48%-52%, gula 2,5%-6% dan serat 44%-48%.
Biomassa  yang  digunakan  sebagai  bahan baku pembuatan kertas dapat berasal dari limbah biomassa.  Hal  ini  bertujuan  untuk  mengurangi volume limbah biomassa yang tak termanfaatkan di  Indonesia.  Di  wilayah  Kalimantan  Barat banyak  sekali  ditemui  limbah  biomassa  berupa ampas  tebu  dan  serabut  kelapa  yang  kurang termanfaatkan.  Ampas  tebu  yang  berasal  dari pedagang  minuman  sari  tebu  hanya  menjadi sampah yang dibuang begitu saja.
Hasil  penelitian  Purnawan  et.  al.,  (2012), penggunaan ampas tebu sebagai bahan alternatif pembuat  kertas  dekorasi  menggunakan  metode organosolv dengan  pelarut  organik  diperoleh bahwa  semakin  besar  jumlah  etanol  (larutan pemasak),  ampas  tebu  yang  diperoleh  semakin halus  dan  lunak.  Ampas  tebu  berpeluang dikembangkan  sebagai  material  utama  produk,
bukan  hanya  sebatas  menjadi  komposit  dan penguat  (Li-An’Amie  dan  Nugraha,  2014). Serabut  kelapa  juga  memiliki  potensi  besar digunakan  untuk  pembuatan  kertas.  Hasil penelitian  Syamsu  et.  al.,  (2012),  selulosa microbial dari nata de cassava dapat dikombinasikan  dengan  sabut  kelapa  untuk dijadikan sebagai bahan baku pembuatan kertas.
Penelitian  lainnya  dilakukan  oleh  Asngad dan  Syalala  (2018),  membuat  kertas  dari  alang- alang melalui proses organosolv serta melakukan pengujian  terhadap  kekuatan  tarik  dan  sobek. Nasution,  (2009),  melakukan  analisis  sifat  fisik kertas  daur  ulang  yang  terbuat  dari  kertas  kraft bekas  kantong  semen  dan  kertas  batang  kelapa sawit.
Alternatif bahan pengganti selain serat alam dalam  pembuatan  kertas  dapat  menggunakan serat  sekunder.  Serat  sekunder  merupakan  serat yang  masih  tersisa  pada  kertas  bekas.  Serat  ini masih  dapat  digunakan  sebagai  bahan  baku pembuatan  kertas  daur  ulang.  Pembuatan  kertas daur  ulang  menggunakan  serat  sekunder  dapat dicampur  dengan  serat  alam  non  kayu  untuk meningkatkan kualitas seratnya. Menurut Dahlan (2011),  serat  selulosa  menunjukkan  sejumlah sifat  yang  memenuhi  kebutuhan  pembuatan kertas,  terdapat  pada  sebagian  besar  dalam dinding  sel  dan  bagian-bagian  berkayu  dari tumbuh-tumbuhan.  Selulosa  mempunyai  peran yang menentukan karakter serat dalam pembuatan kertas.
Berdasarkan  hal  tersebut,  perlu  dilakukan pengembangan  berbagai  bahan  alternatif  seperti ampas  tebu,  serabut  kelapa  dan  kertas  bekas dalam  pembuatan  kertas  daur  ulang.  Pengujian dilakukan  untuk  mengetahui  kekuatan  tarik masing-masing  kertas  daur  ulang  dengan berbagai kombinasi campuran.

## 2. METODE PENELITIAN

## 2.1. Bahan Pembuatan
Bahan  yang  digunakan  dalam  pembuatan kertas  daur  ulang  adalah  kertas  bekas  kantor, ampas  tebu,  serabut  kelapa,  lem  PVAc,  asam asetat, aquades dan etanol 70%.
(a) (b) (c)
Gambar 1. Bahan baku kertas daur ulang; (a) Ampas tebu; (b) Serabut kelapa; (c) Kertas bekas kantor

## 2.4. Langkah Pembuatan Sampel Uji
Tahapan pembuatan kertas daur ulang sebagai bahan uji dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Tahap persiapan sampel uji
Persiapkan bahan-bahan seperti ampas tebu dan  serabut  kelapa  untuk  pembuatan  serat  pada kertas  daur  ulang  kemudian  lakukan  pengecilan ukuran.  Masak  ampas  tebu  dan  serabut  kelapa tersebut bersama larutan etanol dan asam asetat . Rasio etanol dan  bahan  serat  yang  digunakan pada proses pemasakan adalah sebesar 20:1 (v/b). Asam asetat digunakan sebagai katalis sebanyak 0,25%  dari  larutan  pemasak  ( etanol ).  Waktu pemasakan  serat  selama  4  jam  dengan  suhu 120 o C. Setelah itu dicuci menggunakan aquades sebanyak  3  kali  bilas.  Bahan  lain  seperti  kertas
bekas  yang  telah  dihancurkan  direndam dengan aquades selama 24 jam.
Kertas daur ulang dibuat dengan mencampur bahan baku dan perekat pada variasi 5% dan 10% berat bahan. Pencampuran semua bahan tersebut dilakukan menggunakan blender agar dihasilkan campuran  yang  homogen.  Langkah  berikutnya adalah  melakukan  proses  percetakan  dan penjemuran kertas daur ulang. Total berat kering serat dan kertas bekas yang digunakan untuk satu kali  proses  pembuatan  kertas  daur  ulang  adalah 100 gr.
Gambar 3. Proses pencetakan kertas daur ulang
Gambar 4. Proses penjemuran kertas daur ulang
Perbandingan  komposisi  bahan  baku  kertas daur  ulang  yang  akan  dibuat  adalah  sebagai berikut :
a.  Ampas tebu : kertas bekas = 30 : 70 b.  Ampas tebu : kertas bekas = 50 : 50 c.  Ampas tebu : kertas bekas = 70 : 30 d.  Serabut kelapa : kertas bekas = 30 : 70 e.  Serabut kelapa : kertas bekas = 50 : 50 f.   Serabut kelapa : kertas bekas = 70 : 30 Uji  kekuatan  tarik  kertas  daur  ulang dilakukan  dengan  membuat  sampel  uji  sesuai dengan ukuran dan bentuk yang telah ditentukan. Sampel  yang  diuji  menggunakan  kertas  daur ulang  berukuran  tebal  4  mm,  lebar  10  mm,  dan panjang 50 mm.
Gambar 4. Bentuk sampel uji

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Bentuk kertas daur ulang yang dihasilkan dapat dilihat  pada  Gambar  5.  Kertas  daur  ulang  yang dihasilkan  tidak  sehalus  dan  setipis  kertas produksi pabrik. Hal ini disebabkan keterbatasan peralatan pencetak dan pengepres kertas.
Gambar  5.  Kertas  daur  ulang,  (a)  campuran ampas  tebu  dan  kertas  bekas,  (b)  campuran serabut kelapa dan kertas bekas
Berdasarkan hasil penelitian, limbah ampas tebu,  serabut  kelapa  dan  kertas  bekas  dapat dimanfaatkan  sebagai  bahan  baku  pembuatan kertas daur ulang. Penggunaan kertas daur ulang yang dihasilkan terbatas untuk kerajinan tangan, hiasan  dan  pembuatan  berbagai  asesoris. Pengujian  kekuatan  tarik  kertas  daur  ulang dilakukan berdasarkan standar pengujian ASTM- D638.

## Gambar 6. Pengujian kekuatan tarik

## 3.1.  Campuran Ampas Tebu dan Kertas Bekas
Gambar  7.  Kekuatan  tarik  kertas  daur  ulang campuran ampas tebu dan kertas bekas
Berdasarkan  hasil  pengujian  pada  kertas daur ulang campuran ampas tebu dan kertas bekas dengan variasi perekat 5% dan 10% berat bahan diperoleh  nilai  tertinggi  kekuatan  tarik  sebesar 0,608  N/mm 2 .  Nilai  tersebut  diperoleh  pada perlakuan  perbandingan  campuran  ampas  tebu dan  kertas  bekas  50  :  50  dengan  perekat  10%. Pengujian dengan variasi perekat 5%, menunjukkan  penurunan  kekuatan  tarik  kertas daur  ulang  ketika  komposisi  ampas  tebu bertambah.  Rata-rata  kekuatan  tarik  terendah
pada kertas daur ulang diperoleh pada komposisi ampas  tebu  dan  kertas  bekas  30  :  70.  Hasil pengujian  ini  didukung  oleh  beberapa  hasil penelitian.
Yosephine  et.al.,  (2012),  memperoleh kekuatan tarik maksimal  kertas  daur  ulang  pada komposisi pulp ampas  tebu  30%.  Rambe  et  al., (2016), memperoleh nilai tertinggi pada komposisi agregat : serat ampas tebu : aspal yaitu 70% : 10% : 20% dengan ketahanan tarik 5.500 N/m 2 . Kertas dengan komposisi pulp ampas tebu yang  terlalu  besar  (>  30%),  menyebabkan kandungan serat pendek menjadi semakin banyak dibandingkan dengan serat panjang yang berasal dari pulp kertas  sehingga  kertas  menjadi  lebih rapuh.

## 3.2.  Campuran  Serabut  Kelapa  dan  Kertas Bekas
Gambar  8.  Kekuatan  tarik  kertas  daur  ulang campuran serabut kelapa dan kertas bekas
Nilai  kekuatan  tarik  tertinggi  kertas  daur ulang campuran serabut kelapa dan kertas bekas diperoleh pada perbandingan 30:70 dengan 10% perekat  menghasilkan  kekuatan  tarik  0,506 N/mm 2 .  Rata-rata  kekuatan  tarik  terendah diperoleh  pada  kertas  daur  ulang  dengan komposisi serabut kelapa : kertas bekas 50 : 50.
Penelitian Paskawati et.al., (2010), memperoleh komposisi kertas yang memberikan kuat tarik paling besar adalah pulp sabut kelapa : pulp HVS = 20:80 dengan kekuatan tarik hampir mencapai 70 N/m 2 . Serat sabut kelapa merupakan jenis  non  kayu  yang  termasuk golongan  serat pendek. Pulp kertas bekas berasal dari serat kayu yang  tersusun  atas  70%  serat  pendek  dan  10% serat  panjang.  Hal  ini  menyebabkan  kekuatan tarik  pada  kertas  daur  ulang  yang  dihasilkan paling  tinggi  pada  komposisi  kertas  bekas  yang banyak.
Hasil  pengujian  juga  menunjukkan  bahwa jumlah  perekat  yang  digunakan  dalam  pembuatan
kertas daur ulang mempengaruhi besarnya kekuatan tarik kertas daur ulang yang dihasilkan. Penggunaan jumlah perekat 10% dari berat bahan menghasilkan nilai  kekuatan  tarik  yang  lebih  tinggi  baik  pada campuran  ampas  tebu  :  kertas  bekas  maupun campuran serabut kelapa : kertas bekas.  Penggunaan jumlah perekat yang lebih banyak dapat menghasilkan  ikatan  yang  lebih  kuat  pada  serat sehingga  dapat  menghasilkan  kekuatan  tarik  yang lebih tinggi pada kertas daur ulang.
Hasil  pengujian  sesuai  dengan  beberapa penelitian yang telah dilakukan. Asngad dan Syalala (2018), menyatakan kekuatan tarik dipengaruhi oleh homogenitas  perekat.  Perekat menyebabkan lembar kertas daur ulang menjadi kuat dan tidak mudah putus ketika direntangkan. Qodri (2016), menyatakan  bahwa pulp dan  perekat  yang tercampur  secara  homogen  menghasilkan  ikatan serat  yang  kuat  karena  perekat  akan  mengisi celah-celah  kosong  dalam  serat  sehingga ketahanan tarik kertas semakin tinggi.
Menurut  Nasution  (2009),  faktor  yang mempengaruhi  kekuatan  tarik  kertas  daur  ulang adalah  tingkat  kepadatan  kertas  disebabkan  proses penggilingan /penghalusan dan tekanan pengepresan pada  saat  pembuatan  kertas.  Paskawati  et.al., (2010), menyatakan bahwa faktor yang mempengaruhi  kekuatan  kertas  yaitu  kekuatan individual kertas, ikatan antar serat, dan panjang serat.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat  disimpulkan  bahwa  limbah  ampas  tebu, serabut  kelapa  dan  kertas  bekas  kantor  dapat dimanfaatkan  sebagai  bahan  baku  pembuatan kertas daur ulang.
Nilai  kekuatan  tarik  tertinggi  kertas  daur ulang  pada  campuran  ampas  tebu  dan  kertas bekas  diperoleh  sebesar  0,608  N/mm 2 dengan perbandingan  campuran  50  :  50  dan  jumlah perekat  10%  berat  bahan.  Nilai  kekuatan  tarik tertinggi  kertas  daur  ulang  campuran  serabut kelapa  dan  kertas  bekas  diperoleh  pada perbandingan  30:70  dengan  10%  perekat menghasilkan  kekuatan  tarik  0,506  N/mm 2 . Jumlah  perekat  yang  digunakan  dalam  pembuatan kertas  daur  ulang  sangat  mempengaruhi  nilai kekuatan  tarik  kertas  daur  ulang  yang  dihasilkan, penggunaan  perekat  10%  dari  berat  bahan menghasilkan nilai kekuatan tarik tertinggi.

## REFERENSI
Asngad, A., & Syalala, Y. (2018). Kekuatan Tarik dan  Kekuatan  Sobek  Kertas  dari  Alang- Alang  Melalui  Proses  Organosolv  dengan Pelarut Etanol dan Lama Pemasakan Yang Berbeda. Seminar  Nasional  Pendidikan Biologi Dan Saintek III , (2011), 99–106. ASTM-D638.  (2014).  Standard  test  Method  for
Tensile Properties of Plastics. In American Society for Testing Materials . https://doi.org/10.1520/D0638-14
Dahlan, M. H. (2011). Pengolahan Limbah Kertas
Menjadi  Pulp  sebagai  Bahan  Pengemas Produk  Agroindustri. Prosiding  Seminar Nasional AVoER 3 , 278–282. Palembang. Li-An’Amie,  L.  N.,  &  Nugraha,  A.  (2014). Pemanfaatan Limbah Ampas Tebu Melalui Desain  Produk  Perlengkapan  Rumah. Tingkat Sarjana Senirupa Dan Desain , (1), 1–7.
Nasution, Z. A. (2009). Analisis Sifat Fisik Kertas Campuran  Daur  Ulang  Dari  Kertas  Kraft Bekas  Kantong  Semen  dan  Kertas  Batang Kelapa  Sawit. Jurnal  Riset  Teknologi Industri , 3 (5), 1–8.
Paskawati,  Y.  A.,  Susyana,  Antaresti,  &
Retnoningtyas,  E.  S.  (2010).  Pemanfaatan
Sabut Kelapa sebagai Bahan Baku
Pembuatan  Kertas  Komposit  Alternatif. Widya Teknik , 9 (1), 12–21.
Purnawan,  C.,  Hilmiyana,  D.,  Wantini,  & Fatmawati, E. (2012). Pemanfaatan Limbah Ampas  Tebu  Untuk  Pembuatan  Kertas Dekorasi  Dengan  Metode  Organosolv. Jurnal Ekosains , IV (2), 1–6. Qodri,  I.  AL.  (2016). Kualitas  Kertas  Seni Berbahan  Baku  Pelepah  Tanaman  Salak dengan  Perlakuan  Konsentrasi  NaOH  dan Lama Pemasakan . Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Rambe, M. A. A., Fauzi, F., & Khanifa, S. (2016).
Pemanfaatan  Limbah  Serat  Ampas  Tebu (Saccharum  officinarum)  Sebagai  Bahn Baku  Genteng  Elastis. Jurnal  Teknologi Kimia UNIMAL , 2 (November), 61–74.
Syamsu, K., Puspitasari, R., & Roliadi, H. (2012).
Penggunaan  Selulosa  Mikrobial  dari  Natta De  Cassava  dan  Sabut  Kelapa  sebagai
Pensubstitusi Selulosa Kayu dalam Pembuatan  Kertas. E-Jurnal  Agroindustri Indonesia , 1 (2), 118–125.
Yosephine,  A.,  Gala,  V.,  Ayucitra,  A.,  & Retnoningtyas,  E.  S.  (2012).  Pemanfaatan Ampas  Tebu  dan  Kulit  Pisang  dalam Pembuatan  Kertas  Serat  Campuran. Jurnal Teknik Kimia Indonesia , 11 (2), 94–100.