Submitted : 15 June Revised : 16 June Accepted : 17 June
PENGARUH KONSENTRASI H 2 O 2 TERHADAP TINGKAT KECERAHAN PULP DENGAN BAHAN BAKU ECENG GONDOK MELALUI PROSES ORGANOSOLV
Retno Sulistyo Dhamar Lestari 1* , Denni Kartika Sari 1
1 Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Jln Jendral Sudirman  Km 3. Cilegon
* Email: retno.sulistyo81@gmail.com

## Abstrak
Eceng gondok merupakan salah satu bahan alternatif pengganti kayu pada proses pembuatan pulp. Penelitian ini bertujuan  untuk  menganalisa  tingkat  kecerahan pulp yang  dihasilkan  dengan  proses organosolv dengan menggunakan zat pemutih Hidrogen Peroksida (H 2 O 2 ) dan menentukan kondisi optimum proses pemutihan pulp dengan  variasi  waktu  dan  konsentrasi  hidrogen  peroksida.  Tahapan  penelitian  ini  adalah  pembuatan  pulp dengan memanaskan eceng gondok kering menggunakan larutan ethanol 5% pada 70C selama 1 jam. Pulp yang dihasilkan  kemudian  dikeringkan  dan  dilakukan  proses  bleaching  menggunakan  larutan  hydrogen  peroksida (H 2 O 2 )  dengan  variasi  konsentrasi  2%,  4%  dan  8%  berat  selama  waktu  60,  90,  dan  120  menit.  Pulp  hasil pemutihan  dianalisa  dengan alat Brightness  Elepro  dengan  parameter  % brightness ,  L*, a*,  dan  b*  dan  analisa bilangan Kappa. Kondisi optimum proses  pemutihan pada konsentrasi H2O2 8% dan waktu 120  menit dengan nilai L* = 74,61%, a* = -0,91, b* = 10,07, % brightness = 62,45% dan penurunan bilangan Kappa sebesar 4,5.
Kata Kunci :  Eceng Gondok, Hidrogen Peroksida, Pemutihan, Pulp , Waktu

## Abstract
Eceng  gondok  is  one  of  the  alternative  substitution  of  the  wood pulping  process.  This  study  aimed  to  analyze  the brightness of the pulp produced by the process of bleaching agents organosolv using Hydrogen Peroxide (H2O2) and determine  the  optimal  conditions  to  the  pulp  bleaching  process  and  the  time  variation  of  the  concentration  of hydrogen  peroxide.  Stages  of  this  research  is  the  manufacture  of  pulp  by  heating  the  dried  hyacinth  using  5% ethanol solution at 70C for 1 hour. The resulting pulp is then dried and the bleaching process is carried out using a solution of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) with various concentrations of 2%, 4% and 8% by weight for a period of 60, 90,  and  120  minutes.  Pulp  bleaching  results  were  analyzed  by  means  of  the  parameter  Brightness  Elepro% brightness,  L  *,  a  *,  and  b  *  and  analysis  of  Kappa  number.  The  optimum  condition  bleaching  process  at  a concentration  of  8%  H 2 O 2 and  120  minutes  with  a  value  of  L  *  =  74.61%,  a  *  =  -0.91,  b  *  =  10.07,  %brightness  = 62.45% and a decrease of Kappa number 4 , 5.
Keywords : Eceng Gondok, Hydrogen Peroxide, Bleaching, Pulp, Time

## JURNAL INTEGRASI PROSES
Website: http://jurnal.untirta.ac.id/index.php/jip

## 1. PENDAHULUAN
Bubur  kertas  ( Pulp )  adalah  serat  selulosa  yang diperoleh dari berbagai jenis kayu, tanaman biji-bijian atau rumput-rumputan, dan lain-lain sumber selulosa, dengan  mengolahnya  secara  mekanik,  kimiawi, maupun semi-kimiawi (Wibisono, 2011).  Beberapa hasil  penelitian  menyatakan  bahwa  eceng  gondok dapat  dimanfaatkan  untuk  kompos,  biogas,  pakan ternak,  dan  bahan  baku  pulp.  Hasil  penelitian menyatakan bahwa batang eceng gondok mempunyai kadar  selulosa  sekitar  66%,  termasuk  jenis  serat pendek sampai sedang (1,60 – 2,12 mm), kelangsingan sekitar 152 – 290, dengan kadar lignin batang sekitar 7%,  eceng  gondok  yang  mempunyai  panjang  batang 30  -70  cm  cukup  baik  untuk  pembuatan pulp (Joedodibroto, 1985).
Penelitian  ini  diawali  dengan  pembuatan pulp dengan  proses organosolv menggunakan  larutan etanol.  Proses  o rganosolv merupakan  proses  yang ramah lingkungan yang menghasilkan rendemen pulp tinggi  serta  menghasilkan  produk  samping  lignin dengan tingkat kemurnian yang tinggi. Hal inilah yang membuat proses organosolv lebih unggul dibandingkan dengan proses pembuatan pulp lainnya seperti  proses  soda  akan  menghasilkan pulp dengan warna  cokelat  pekat  (Lumbanbatu,  2008),  kemudian proses  sulfit  tidak  ramah  lingkungan  karena mengandung  sulfur  serta  warnanya  sulit  untuk diputihkan  (Yuniarti,  1988).  Proses  pemasakan  ini menggunakan  temperatur  operasi  70 o C  selama  60 menit dan konsentrasi etanol 5% karena berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Coniwati (2009) proses pembuatan pulp dengan organosolv pada  variasi temperatur,  waktu  dan  konsentrasi  diperoleh  kondisi optimum  yaitu  temperatur  operasi  70 o C  selama  60 menit dan konsentrasi etanol 5%.
Proses  pemutihan  ( bleaching) merupakan  suatu proses  kimia  dalam  industri pulp dan  kertas  yang bertujuan untuk menghilangkan sisa lignin yang masih terdapat  dalam pulp sehingga pulp tersebut  memiliki derajat putih yang lebih tinggi. Bahan baku pulp yang terbuat  dari  eceng  gondok  sebelum  dilakukan  proses pemutihan masih banyak mengandung kromofor yang mengakibatkan  warna pulp menjadi  gelap.  Hal  ini diindikasikan  dengan  derajat  putih  yang  rendah. Bleaching  agent yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah  H 2 O 2, karena  hidrogen  peroksida  mempunyai kemampuan  melepaskan  oksigen  yang  cukup  kuat, tidak  menghasilkan  endapan,  menghasilkan  produk yang  putih  stabil.  H 2 O 2 didalam  air  akan  terurai menjadi  H + dan  OOH - dimana  OOH - berperan  untuk mendegradasi  lignin  bersifat  ramah  lingkungan.  Hal inilah yang membuat H 2 O 2 lebih unggul dibandingkan dengan bleaching  agent yang  lainnya  seperti  klorin menghasilkan  limbah  cair  yang  berbahaya,  oksigen menghasilkan pulp dengan kekuatan yang buruk serta ozon yang harganya mahal dan menghasilkan gas yang tidak stabil (Salamah, 2009).
Reaksi  pemutihan  dengan  hidrogen  peroksida akan  lebih  efektif  dalam  suasana  basa  anatara  pH  8- 12.  Semakin  basa  larutan  maka  jumlah  gugus  anion (OOH - )  yang  terbentuk  tiap  waktu  semakin  banyak,
sehingga  reaksi  yang  terjadi  anatara  gugus  anion (OOH - )  dengan gugus kromoform pada lignin semakin cepat (Syahroni, 2011)
H 2 O 2 + OH - HOO - + H20 H 2 O 2 + HOO - OH - + O 2 + H 2 O
Lignin +  HOO -
lignin=O + OH

## 2. METODOLOGI

## 2.1. Bahan dan Alat
Batang eceng gondok , larutan ethanol 5%, H 2 O 2 , NaOH,  aquadest,  gelas  beker,  penyaring,  termometer, hot plate, blender, erlenmeyer, batang pengaduk, oven.

## 2.2. Prosedur Penelitian
Penelitian ini dibagi menjadi 2 tahap, yaitu :

## 2.2.1 Proses pembuatan pulp
Proses  yang  dilakukan  adalah  proses  Organosolv dimana  eceng  gondok  yang  sudah  dibersihkan kemudian dipotong-potong dan dikeringkan di bawah sinar  matahari.  Eceng  gondok  kering  sebanyak  12  g dihaluskan  dengan blender kemudian  ditambahkan larutan  pemasak  etanol  5%  dengan  perbandingan berat 1:50. Gelas Beker ditutup dengan alumunium foil kemudian  dipanaskan  menggunakan hot    plate pada temperatur  70˚C  selama  1  jam.  Hasil  pemasakan disaring  untuk  memisahkan  larutan  pemasak  ( black liquor )  dari pulp .  Padatan  dicuci  dengan aquadest sampai  filtrat  jernih. Pulp diambil  kemudian didinginkan pada suhu kamar (Coniwati, 2009).
2.2.2 Proses pemutihan pulp
Pulp seberat 5 g dimasukkan ke dalam gelas beker kemudian  ditambahkan  45  ml  larutan  H 2 O 2 (Jamil, 2009)  dengan  variasi  konsentrasi  2%,  4%  dan  8%. Tambahkan  larutan  NaOH  1,5%  sampai  mencapai  pH 11.  proses  pemasakan  dilakukan  pada  temperatur 60˚C  selama  60,  90  dan  120  menit.  Setelah  selesai pemasakan, pulp dicuci  dengan  air  bersih  dan dikeringkan  dalam  oven  pada  temperatur  105˚C selama  2  jam  kemudian  dianalisa  bilangan  Kappa,  % brightness,  L*,  a*,  dan  b*  dengan  menggunakan  alat brightness elepro .
Untuk menentukan bilangan kappa bisa digunakan persamaan menurut SNI:0494:2008 berikut K =  b − aw....(1) Dimana: K : bilangan kappa b :volume titran terhadap blanko (mL) a : volume titran terhadap sample (mL) W : berat sampel (gram)

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1.  Pengaruh  Konsentrasi  H 2 O 2 Dan  Waktu Terhadap Kadar Lignin
Bilangan kappa merupakan pengujian kimia pulp yang bertujuan untuk menentukan tingkat delignifikasi pulp . Dimana bilangan kappa berbanding lurus  dengan  kadar  lignin  suatu pulp. Sebelum
dilakukan proses pemutihan diperoleh bilangan Kappa sebesar  12,5.  Dari  hasil  analisa  diperoleh  data  antara bilangan kappa terhadap waktu dan konsentrasi H 2 O 2 yang digunakan yaitu :
Gambar 1. Hubungan bilangan kappa terhadap waktu pemutihan pada konsentrasi H 2 O 2 2%, 4% dan 8%
Berdasarkan gambar  1, kondisi  optimum  dicapai pada  konsentrasi  H 2 O 2 8%  dan  waktu  pemutihan selama 120 menit dengan nilai bilangan kappa sebesar 4,5. Pada penelitian yang dilakukan oleh (Fuadi, 2007) dengan  menggunakan  bahan  baku pulp serat  kayu diperoleh  kondisi  optimum  pada  konsentrasi  H 2 O 2 2,5% dan waktu pemutihan selama 480 menit dengan nilai bilangan kappa sebesar 7,94. Hal ini menandakan bahwa pulp yang  dihasilkan  dari  bahan  baku  eceng gondok  dengan  proses  pemutihan  menggunakan konsentrasi H 2 O 2 8% selama 120 menit hasilnya lebih baik  dibandingkan  dengan pulp yang  dihasilkan  dari bahan  baku  serat  dengan  proses  pemutihan menggunakan  konsentrasi  H 2 O 2 2,5%  selama  480 menit  karena  kandungan  lignin  yang  diperoleh  lebih rendah sehingga warna pulp menjadi lebih cerah.

## 3.2. Analisis Tingkat Kecerahan Pulp
Hasil  analisa  derajat  putih  sebelum  dilakukan proses  pemutihan  diperoleh  nilai  L*=  31,12%; a*=6,44;  b*=19,81  dan  nilai  % brightness sebesar 19,98%. Setelah dilakukan proses bleaching , diperoleh  data  antara  L*  terhadap  waktu  dan konsentrasi H 2 O 2 seperti pada Gambar 2.
Kondisi  optimum  yang  diperoleh  pada  proses pemutihan  berada  pada  konsentrasi  8%.  Hasil  ini sesuai dengan teori yang didapat yaitu kondisi optimal proses  pemutihan pulp menggunakan  H 2 O 2 berada pada  konsentrasi  H 2 O 2 2%-10%.  Bila  konsentrasi larutan  H 2 O 2 lebih  dari  10%  maka  terjadi  penurunan kualitas pulp yang  menyebabkan pulp menjadi  rusak (Jamil, 2009).
Gambar  2  menunjukkan  bahwa  waktu  proses pemutihan  dan  konsentrasi  H 2 O 2 mempengaruhi  nilai L* yang dihasilkan. Lamanya waktu proses pemutihan berbanding lurus terhadap nilai L* pulp , yaitu semakin lama  waktu  proses  pemutihan  maka  nilai  L*  yang diperoleh  semakin  besar  terlihat  pada  waktu  60 sampai  120  menit.  Kondisi  optimum  diperoleh  pada proses  pemutihan  selama  120  menit.  Pada  penelitian yang  dilakukan  oleh  Jamil  (2009)  didapatkan  kondisi optimum pemutihan pulp pada waktu yang sama yaitu 120  menit  dengan  bahan  baku  serat  daun  nanas.  Jika waktu proses pemutihan lebih dari 120 menit, nilai L*
akan  mengalami  penurunan.  Hal  ini  disebabkan karena dengan waktu yang terlalu lama maka larutan H 2 O 2 tidak  mampu  lagi  mengoksidasi  kromofor- kromofor  pada pulp sehingga  kromofor-kromofor yang  telah  teroksidasi  akan  menyerap  kembali  ke dalam pulp yang  dimasak  selain  itu  dapat  merusak atau  mendegradasi  serat  selulosa  yang  ada  didalam pulp (Jamil, 2009).
Gambar  2 . Hubungan nilai L* terhadap waktu pemutihan pada konsentrasi H 2 O 2 2%, 4% dan 8%
Kondisi  yang  sama  didapatkan  pada  konsentrasi larutan  H 2 O 2. Konsentrasi  larutan  H 2 O 2 berbanding lurus  terhadap  nilai  L*,  semakin  besar  konsentrasi larutan  H 2 O 2 maka  nilai  L*  yang  diperoleh  akan semakin  besar.  Karena  semakin  besar  konsentrasi larutan  H 2 O 2 maka  semakin  banyak  ion  perhidroksil (OOH - ) dalam larutan yang berperan sebagai oksidator dalam  proses  pemutihan.  Dimana  anion  perhidroksil (OOH - )  adalah  bahan  yang  aktif  bereaksi  dengan struktur karbonil pada lignin sehingga lignin terpecah- pecah  yang  mengakibatkan warna pulp menjadi  lebih putih.
Gambar  3  menunjukkan  hubungan  antara  a* terhadap  waktu  pemutihan  dengan  konsentrasi  H 2 O 2 2%, 4% dan 8% pada waktu proses pemutihan selama 60  menit,  90  menit  dan  120  menit  terlihat  bahwa waktu  proses  pemutihan  dan  konsentrasi  H 2 O 2 mempengaruhi  nilai  a*  yang  diperoleh.  Kondisi optimum  dari  variasi  penelitian  ini  berada  pada konsentrasi H 2 O 2 8% selama 120 menit karena nilai a* yang diperoleh lebih besar dibandingkan dengan nilai a*  pada  variasi  yang  lain.  Hal  ini  menandakan  bahwa pulp hasil  proses  pemutihan  pada  konsentrasi  H 2 O 2 8% selama 120 menit warnanya lebih menjauhi warna hijau  dibandingankan  warna pulp pada  variasi  yang lainnya. Nilai a* yang diperoleh pada konsentrasi H 2 O 2 8% selama 120 menit yaitu sebesar -0,9.
Gambar 3 . Hubungan nilai a* terhadap waktu pemutihan pada konsentrasi H 2 O 2 2%, 4% dan 8%
Lamanya  waktu  proses  pemutihan  berbanding lurus  terhadap  nilai  a*,  yaitu  semakin  lama  waktu proses  pemutihan  maka  nilai  a*  yang  diperoleh semakin  besar  terlihat  pada  waktu  60  sampai  120 menit.  Kondisi  optimum  diperoleh    pada  proses pemutihan  selama  120  menit.  Semakin  lama  waktu proses  pemutihan  maka  semakin  banyak  gugus kromofor  yang  teroksidasi  oleh  perhidroksil  (OOH - ) yang  mengakibatkan  warna pulp yang  awalnya  lebih hijau  (gelap),  menjadi  warna pulp menjauhi  warna hijau.
Kondisi  yang  sama  didapatkan  pada  konsentrasi larutan  H 2 O 2. Konsentrasi  larutan  H 2 O 2 berbanding lurus  terhadap  nilai  a*,  semakin  besar  konsentrasi larutan  H 2 O 2 maka  nilai  a*  yang  diperoleh  akan semakin  besar.  Hal  ini  disebabkan  karena  semakin besar konsentrasi H 2 O 2 maka semakin banyak pula ion perihidroksil (OOH - ) yang berperan sebagai oksidator dalam  proses  pemutihan  sehingga  hal  ini  akan mengakibatkan warna pulp menjauhi warna hijau.
Gambar 4 . Hubungan nilai b* terhadap waktu pemutihan pada konsentrasi H 2 O 2 2%, 4% dan 8%
Berdasarkan  Gambar  4  pada  waktu  proses pemutihan selama 60 menit, 90 menit dan 120 menit terlihat  bahwa  waktu  proses  pemutihan  dan konsentrasi  H 2 O 2 mempengaruhi  nilai    b*  yang diperoleh. Lamanya  waktu proses pemutihan berbanding  terbalik  terhadap  nilai  b*,  yaitu  semakin lama  waktu  proses  pemutihan  maka  nilai  b*  yang diperoleh  akan  semakin  kecil  terlihat  pada  waktu  60 sampai  120  menit.  Kondisi  optimum  diperoleh    pada proses  pemutihan  selama  120  menit.  Pada pulp sebelum  dilakukan  proses  pemutihan warnanya  lebih biru  (gelap),  karena  sebelum  dilakukan  proses pemutihan  masih  banyak  kandungan  kromofor  pada lignin  tersisa  dari  proses  hidrolisa  pulp.  Setelah dilakukan  proses  pemutihan,  warna pulp menjauhi dari  warna  biru  karena  kromofor  telah  teroksidasi oleh  H 2 O 2 ,  dimana  warna  biru  tersebut  dapat mempengaruhi  kecerahan pup sehingga  warna pulp akan terlihat gelap.
Kondisi  yang  sama  didapatkan  pada  konsentrasi larutan  H 2 O 2. Konsentrasi  larutan  H 2 O 2 berbanding terbalik  terhadap  nilai  b*,  semakin  besar  konsentrasi larutan  H 2 O 2 maka  nilai  b*  yang  diperolehakan semakin  kecil.  Hal  ini  disebabkan  karena  semakin besar konsentrasi H 2 O 2 maka semakin banyak pula ion perihidroksil (OOH - ) yang berperan sebagai oksidator dalam  proses  pemutihan  sehingga  hal  ini  akan mengakibatkan  warna pulp menjauhi  warna  biru  dan
mendekati  warna  kuning  semakin  lama  proses pemutihan  maka  warna  kuning  pada pulp akan mendekati warna putih.
Dari  hasil  analisa  diperoleh  data  antara Brightness terhadap  waktu  dan  konsentrasi  H 2 O 2 yang digunakan yaitu:
Gambar 5. Hubungan nilai % brightness terhadap waktu pemutihan pada konsentrasi H 2 O 2 2%, 4% dan 8%
Berdasarkan  Gambar  5  pada  waktu  proses pemutihan selama 60 menit, 90 menit dan 120 menit terlihat  bahwa  waktu  proses  pemutihan  dan konsentrasi  H 2 O 2 mempengaruhi  nilai  % brightness yang  diperoleh.  Lamanya  waktu  proses  pemutihan berbanding lurus terhadap nilai brightness pulp , yaitu semakin  lama  waktu  proses  pemutihan  maka  nilai brightness yang diperoleh akan semakin besar terlihat pada  waktu  60  sampai  120  menit.  Kondisi  optimum diperoleh  pada  proses  pemutihan  selama  120  menit. Pada  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Jamil  (2009) didapatkan  kondisi  optimum  pemutihan pulp pada waktu yang sama yaitu 120 menit dengan bahan baku serat  daun  nanas.  Jika  waktu  proses  pemutihan  lebih dari  120  menit,  nilai  % brightness akan  mengalami penurunan.  Hal  ini  disebabkan  karena  dengan  waktu yang terlalu lama maka larutan H 2 O 2 tidak mampu lagi mengoksidasi kromofor-kromofor pada pulp sehingga kromofor–kromoforyang telah teroksidasi  akan menyerep kembali kedalam pulp yang dimasak, selain itu  dapat  merusak  atau  mendegradasi  serat  selulosa yang ada didalam pulp .
Nilai  L*  dan  bilangan  kappa  yang  diperoleh  dari hasil  proses  pemutihan pulp berhubungan  dengan nilai  % brightness yang  diperoleh  dari  proses pemutihan pulp .  Dimana  semakin  tinggi  nilai  L*  dan semakin  rendah  bilangan  kappa  maka  nilai  % brightness yang diperoleh akan semakin besar.

## 4. KESIMPULAN
Hasil penelitian yang telah dilakukan menunjukkan  bahwa  proses  pemutihan  ( bleaching ) dengan  menggunakan  H 2 O 2 sebagai bleaching  agent mampu meningkatkan kecerahan pulp . Semakin besar konsentrasi H 2 O 2 dan semakin lama waktu pemutihan maka pulp yang  dihasilkan  akan  semakin  cerah. Kondisi  optimum  proses  pemutihan  dihasilkan  pada konsentrasi  H 2 O 2 8%  dan  waktu  pemutihan  selama 120  menit  dengan  nilai  L*  =  74,61%,  a*  =  -0,91,  b*  = 10,07 dan brightness = 62,45%.

## 5. UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan  terima  kasih  atas  bantuan  Noki  dan Lutvia Aulia pada penelitian ini .

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Coniwanti,  Pamila,  Pengaruh  Konsentrasi  Larutan Etanol,Temperatur  dan  Waktu  Pemasakan  pada Pembuatan  Pulp  Eceng  Gondok  melalui  Proses Organosolv, Jurusan Teknik Kimia, FakultasTeknik, UniversitasSriwijaya, 2009. Fuadi, Ahmad. Analisis Kinetika Pulp Bleaching dengan Hidrogen Peroksida, JurusanTeknik Kimia,
Universitas  Muhammadiyah  Surakarta,  2007,
6(3).
Jamil,  Nurhamid,  Pengaruh  Hidrogen  Peroksida  Pada Proses  Pemutihan  Pulp  Dari  Serat  Daun  Nanas,
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas  Sultan  Ageng  Tirtayasa,  Cilegon, 2009. Joedodibroto,  Proses  Pemanfaatan  Eceng  Gondok
Dalam  Industri  Pulp  dan  kertas,  Berita  Selulosa,
1985, 19(2). Lumbanbatu,  Kasdim,  Pembuatan  dan  Karakteristik Kertas Eceng Gondok, Tesis, Sekolah
Pascasarjana,  Universitas  Sumatra  Utara,  Medan, 2008.
Salamah, Bleaching  Pulp dari  Eceng  Gondok  dengan Teknik Ozonasi. Jurusan Teknik Kimia, UNTIRTA, Cilegon, 2009.
SNI:0494:2008 Pulp-Cara Uji Bilangan Kappa. SyahRoni, Ahmad, Studi Proses Bleaching Serat Eceng
Gondok  Sebagai  Reinforced  Fiber,  Pascasarjana Universitas Diponegoro, Malang, 2011, 4(4).
Wibisono,  Iran,  Pembuatan  Pulp  dari  Alang-Alang,
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas  Katolik  Widya  Mandala  Surabaya,
2011, 10(1).
Yuniarti, D.; Machdalia, L., Pemanfaatan Eceng Gondok
Sebagai  Bahan  Baku  untuk  Pembuatan  Karton, Universitas Sriwijaya, Inderalaya, 1988.